JPS5866799A - 蓄熱材 - Google Patents
蓄熱材Info
- Publication number
- JPS5866799A JPS5866799A JP56164165A JP16416581A JPS5866799A JP S5866799 A JPS5866799 A JP S5866799A JP 56164165 A JP56164165 A JP 56164165A JP 16416581 A JP16416581 A JP 16416581A JP S5866799 A JPS5866799 A JP S5866799A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- derivatives
- heat storage
- nucleating
- sodium thiosulfate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は太陽熱利用暖房装置の蓄熱器用蓄熱材に関する
ものである。太陽熱など全利用して冷暖房を行わせる方
法として水を蓄熱物質として用いその顕熱を利用する場
合と塩類水和物の融解−凝固時の情熱を利用する場合が
ある。ヒートポンプを用いず、ボイラーの温水熱、工場
排熱などを蓄熱し、そのまま暖房に利用する場合にＦｉ
４０〜５０°Ｃの範囲に融点を有する蓄熱材が必要であ
る。
ものである。太陽熱など全利用して冷暖房を行わせる方
法として水を蓄熱物質として用いその顕熱を利用する場
合と塩類水和物の融解−凝固時の情熱を利用する場合が
ある。ヒートポンプを用いず、ボイラーの温水熱、工場
排熱などを蓄熱し、そのまま暖房に利用する場合にＦｉ
４０〜５０°Ｃの範囲に融点を有する蓄熱材が必要であ
る。
こｎにはチオ硫酸ナトリウム（Ｎａ２ＳｚＯａ・５Ｈ，
０）が４８．５“０の融点を有し、蓄熱量も８２ｃａｌ
！／ＣＣと大きく安価である点ですぐｎている。
０）が４８．５“０の融点を有し、蓄熱量も８２ｃａｌ
！／ＣＣと大きく安価である点ですぐｎている。
しかしこの物質は凝固時の適冷が大きく、ガラス容器中
では２０〜３０゛Ｃの適冷を示し貯えた熱を所定温度で
放出できない欠点を有している。本発明の目的はこのチ
オ硫酸す） ＩＪウム５水塩の適冷を防止し、所定温度
で蓄熱放熱が行なわｎる蓄熱材を提供することである。
では２０〜３０゛Ｃの適冷を示し貯えた熱を所定温度で
放出できない欠点を有している。本発明の目的はこのチ
オ硫酸す） ＩＪウム５水塩の適冷を防止し、所定温度
で蓄熱放熱が行なわｎる蓄熱材を提供することである。
一般に液相から固相への相変化は結晶核の発生段階と核
全中心として結晶の成長段階に分けて考えることができ
る。核発生には大きなエネルギーを必要とし適冷現象は
このエネルギー障壁のために生ずることが知られている
。このため適冷を防止するため核物質を添加する方法が
行なわｎている。この場合核物質は液相中に溶解せずに
存在１２％界面上に新たに生成する結晶との界面エネル
ギーが小さいこと、核がある臨界半径以上の大きさを持
つことが必要であることも知られている。（臨界半径は
１〜１００ｍμ）また結晶の成長は低分子密度の結晶面
（立方晶系ならば１００，１１０゜１１１面）で起り易
く、また結晶はステップの移動の形をとって成長するこ
とが知らｎている。
全中心として結晶の成長段階に分けて考えることができ
る。核発生には大きなエネルギーを必要とし適冷現象は
このエネルギー障壁のために生ずることが知られている
。このため適冷を防止するため核物質を添加する方法が
行なわｎている。この場合核物質は液相中に溶解せずに
存在１２％界面上に新たに生成する結晶との界面エネル
ギーが小さいこと、核がある臨界半径以上の大きさを持
つことが必要であることも知られている。（臨界半径は
１〜１００ｍμ）また結晶の成長は低分子密度の結晶面
（立方晶系ならば１００，１１０゜１１１面）で起り易
く、また結晶はステップの移動の形をとって成長するこ
とが知らｎている。
このような発核材の例として塩化カルシウム６水塩に対
する水酸化バリウム、水酸化ストロンチウムの発核効果
が認めらｎている。しがしチオ硫酸ナトリウムはアルカ
リ性になると分解するのでアルカリ性物質である水酸化
バリウム、水酸化ストロンチウムを添加することはでき
ない。
する水酸化バリウム、水酸化ストロンチウムの発核効果
が認めらｎている。しがしチオ硫酸ナトリウムはアルカ
リ性になると分解するのでアルカリ性物質である水酸化
バリウム、水酸化ストロンチウムを添加することはでき
ない。
このような理論的見地に立脚してチオ硫酸ナトリウムの
発核材を実験検討した結果、骨間性を有する有機化合物
結晶で昇華性であるか、あるいは水″またけチオ硫酸ナ
トリウムの水浴液中に微量溶解する物質はチオ硫酸ナト
リウムの発核材になりうろこと、また発核材の密度がチ
オ硫酸ナトリウムの比重１．７４±０．３の範囲（１，
４４〜２．０４）にある場合、発核材としての効果が特
に大きいことがわかった。
発核材を実験検討した結果、骨間性を有する有機化合物
結晶で昇華性であるか、あるいは水″またけチオ硫酸ナ
トリウムの水浴液中に微量溶解する物質はチオ硫酸ナト
リウムの発核材になりうろこと、また発核材の密度がチ
オ硫酸ナトリウムの比重１．７４±０．３の範囲（１，
４４〜２．０４）にある場合、発核材としての効果が特
に大きいことがわかった。
伸開性結晶は労開面における結合力が弱いことが知らｎ
ている。例えば、原子が二次元に配列して薄片状結晶を
作る場合、薄片の平面間の結合は弱く労開面になり易い
。この襞間面は低エネル、ギー面（低密度面）であり、
この面上に結晶が生長し易いと考えらｎる。また発核材
の密度が蓄熱材の密度に近い（１，７４±０．３）こと
は結晶すべき塩類溶液中に結晶核を均一に分散させ、溶
液内の各所で結晶生長を促進する効果がある。
ている。例えば、原子が二次元に配列して薄片状結晶を
作る場合、薄片の平面間の結合は弱く労開面になり易い
。この襞間面は低エネル、ギー面（低密度面）であり、
この面上に結晶が生長し易いと考えらｎる。また発核材
の密度が蓄熱材の密度に近い（１，７４±０．３）こと
は結晶すべき塩類溶液中に結晶核を均一に分散させ、溶
液内の各所で結晶生長を促進する効果がある。
また発核材が昇華性あるいは水及び塩類水溶液に微量溶
解することは結晶表面が微量に溶解除去さ扛て清浄化し
、結晶の生長に好適な表面が形成さ扛ることによると考
えられる。
解することは結晶表面が微量に溶解除去さ扛て清浄化し
、結晶の生長に好適な表面が形成さ扛ることによると考
えられる。
また平面状に分子が配列し、層構造をとる有機化合物で
は層間が襞間面になることが多い。
は層間が襞間面になることが多い。
このような化合物では襞間面に垂直方向の結晶成長速度
が大きく、層に平行方向の結晶成長速度は遅い。一般に
棒状の分子軸を有する結晶では分子軸に垂直方向に成長
し易く、平板状の分子配列をとる結晶では平面がつみ重
なって成長することが多く、格子間隔が小さい方向に成
長し、単位格子と結晶形態は相反則をとることが多い。
が大きく、層に平行方向の結晶成長速度は遅い。一般に
棒状の分子軸を有する結晶では分子軸に垂直方向に成長
し易く、平板状の分子配列をとる結晶では平面がつみ重
なって成長することが多く、格子間隔が小さい方向に成
長し、単位格子と結晶形態は相反則をとることが多い。
このため結晶成長方向に直角に破断（伸開など）された
面は発核材としてその面上に他の結晶を成長させること
ができるのである。
面は発核材としてその面上に他の結晶を成長させること
ができるのである。
これらの発核材は微量添加しても効果が認められるが実
用的にはチオ硫酸ナトリウムに対して０．０１重ｔチ以
上でめる。添加の上限は特に作用効果上限定する理由は
ないが多量の添加は蓄熱密度を減少させるので１０重ｔ
Ｓ程度に限定することが実用的である。こｎらの発核材
の添加方法としてはチオ硫酸ナトリ°ウム５水塩に直接
添刀口してもよいし、その他必要に応じて適当な支持体
、担体に発核材を保持させ、これをチオ硫酸ナトリウム
中に介在させてもよい。
用的にはチオ硫酸ナトリウムに対して０．０１重ｔチ以
上でめる。添加の上限は特に作用効果上限定する理由は
ないが多量の添加は蓄熱密度を減少させるので１０重ｔ
Ｓ程度に限定することが実用的である。こｎらの発核材
の添加方法としてはチオ硫酸ナトリ°ウム５水塩に直接
添刀口してもよいし、その他必要に応じて適当な支持体
、担体に発核材を保持させ、これをチオ硫酸ナトリウム
中に介在させてもよい。
第１図はチオ硫酸ナトリウム５水塩（Ｎａ２Ｓｏ。
・５ Ｈ２０）に本発明の発核材を添加した蓄熱材の蓄
熱−放熱状況を全核材無添加の場合及び水を蓄熱材とし
たものとを対比して示したものである。
熱−放熱状況を全核材無添加の場合及び水を蓄熱材とし
たものとを対比して示したものである。
この図から全核材無添加の場合は４８．５°Ｃ以上で融
解したのち冷却すると過冷却のため２５゛Ｃまでは凝固
せず２５°０で１１（ＣＤ〕に示すように放熱し、ＡＣ
ＤＦＡで示す熱履歴を画く。これに対して本発明の発核
材である無水フタル酸ヲ０．１％添加した蓄熱材では４
５°０で２’ （ＢＥ）で示すように放熱し、ＡＢＥＦ
Ａの吸熱−放熱の熱履歴すイクルを画くことを示してい
る。なお、図の矢印は蓄熱量の変化方向を示している（
１′、２′は放熱、２は吸熱）。
解したのち冷却すると過冷却のため２５゛Ｃまでは凝固
せず２５°０で１１（ＣＤ〕に示すように放熱し、ＡＣ
ＤＦＡで示す熱履歴を画く。これに対して本発明の発核
材である無水フタル酸ヲ０．１％添加した蓄熱材では４
５°０で２’ （ＢＥ）で示すように放熱し、ＡＢＥＦ
Ａの吸熱−放熱の熱履歴すイクルを画くことを示してい
る。なお、図の矢印は蓄熱量の変化方向を示している（
１′、２′は放熱、２は吸熱）。
こ＼でチオ硫酸ナトリウムの単位体積当りの蓄熱量を比
較するとチオ硫酸ナトリウム５水塩の場合４＆５°０で
約８２ Ｋｃｍｌ／ｌであるの一対して曲線３に示した
水の同温度における蓄熱量は約１０ Ｋｃｍｌ／ｌであ
り、チオ硫酸ナトリウムが蓄熱材としてすぐれているこ
とは明らかでおる。
較するとチオ硫酸ナトリウム５水塩の場合４＆５°０で
約８２ Ｋｃｍｌ／ｌであるの一対して曲線３に示した
水の同温度における蓄熱量は約１０ Ｋｃｍｌ／ｌであ
り、チオ硫酸ナトリウムが蓄熱材としてすぐれているこ
とは明らかでおる。
第２図は蓄熱器のモデル実験装置を示したもので１は内
部に蓄熱材が充填された蓄熱槽、２は熱交換用の円筒水
槽、３は攪拌装置、４は温度センサ、５は断熱材である
。
部に蓄熱材が充填された蓄熱槽、２は熱交換用の円筒水
槽、３は攪拌装置、４は温度センサ、５は断熱材である
。
第３図は第２図の装置で蓄熱槽と熱交換用の水槽の容積
比が１＝５である場合の熱交換水槽の温度変化を経時的
に示したものである。図の測定条件は蓄熱槽内のチオ硫
酸ナトリウム５水塩を予め６０゛０に加熱しておき熱交
換水槽の温度を２０°Ｏとして攪拌しながら温度の経時
変化を測定した。
比が１＝５である場合の熱交換水槽の温度変化を経時的
に示したものである。図の測定条件は蓄熱槽内のチオ硫
酸ナトリウム５水塩を予め６０゛０に加熱しておき熱交
換水槽の温度を２０°Ｏとして攪拌しながら温度の経時
変化を測定した。
曲線１ａ及び１ｂはそれぞれ発核材なし及びありの場合
の蓄熱槽１の温度変化を１曲線２ａ及び２ｂは蓄熱材の
温度変化から求めた蓄熱−１の放熱速度をそｎぞれ発核
材なし及び発核材あり（無水フタル酸０．１チ添加）の
場合について示したものである。本発明によ、る場合は
曲線２ｂから明らかなように大きな放熱速度が得られ、
２０〜６０°Ｃの範囲で熱交換を行わせる場合、本発明
の発核材は蓄熱量が大きくする効果が認められる。
の蓄熱槽１の温度変化を１曲線２ａ及び２ｂは蓄熱材の
温度変化から求めた蓄熱−１の放熱速度をそｎぞれ発核
材なし及び発核材あり（無水フタル酸０．１チ添加）の
場合について示したものである。本発明によ、る場合は
曲線２ｂから明らかなように大きな放熱速度が得られ、
２０〜６０°Ｃの範囲で熱交換を行わせる場合、本発明
の発核材は蓄熱量が大きくする効果が認められる。
以下本発明の実施例につき説明する。
チオ硫酸ナトリウム５水塩（Ｎａ ！ ８２０３ ・５
Ｈ２０）に第１表に示す発核材ｆｒ、０．０５％添加し
た蓄熱材に温度針（銅−ユニスタンヌン熱電対）を挿入
して７０°０〜２０゛０の範囲に加熱冷却を繰返し、蓄
熱材の融解−凝固特性を測定した。この結果を第１表に
示した。
Ｈ２０）に第１表に示す発核材ｆｒ、０．０５％添加し
た蓄熱材に温度針（銅−ユニスタンヌン熱電対）を挿入
して７０°０〜２０゛０の範囲に加熱冷却を繰返し、蓄
熱材の融解−凝固特性を測定した。この結果を第１表に
示した。
第１表の結果から発核材を添加した蓄熱材は適冷が少な
く一定温度で凝固、融解し蓄熱材として安定しているこ
とが認められる。
く一定温度で凝固、融解し蓄熱材として安定しているこ
とが認められる。
また、第１表に示す発核材を１１添加した場合も同様の
効果が得られた。
効果が得られた。
以上説明したように、本発明によればチオ硫酸す） Ｉ
Ｊウム５水塩の適冷が防止でき、所定温度で蓄放熱が行
なわｎる蓄熱材が得らｎる。
Ｊウム５水塩の適冷が防止でき、所定温度で蓄放熱が行
なわｎる蓄熱材が得らｎる。
第１図は本発明の発核材を添加した蓄熱材の蓄熱−放熱
状況を発核材無添加の場合及び水を蓄熱材としたものと
を対比して示した図、第２図は蓄熱器のモデル実験装置
を示す図である。 １・・・蓄熱槽、２・・・相部水槽、３・・・攪拌装置
、４・・・温度センサ。 Ｖｉｔ 図 益／！Ｊ ＜１ｃ２
状況を発核材無添加の場合及び水を蓄熱材としたものと
を対比して示した図、第２図は蓄熱器のモデル実験装置
を示す図である。 １・・・蓄熱槽、２・・・相部水槽、３・・・攪拌装置
、４・・・温度センサ。 Ｖｉｔ 図 益／！Ｊ ＜１ｃ２
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、チオ硫酸ナトリウム５水塩を主成分とし。 これに発核材として比重１．４〜２．１で、かつ１０つ
。 １１０または１１１゛の結晶面を有し、チオ硫酸ナトリ
ウム５水塩の水溶液中での溶解度が少なく固体として存
在し得る有機物結晶を添加したことを特徴とする蓄熱材
料。 λ 発核材が単斜晶系でめることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の蓄熱材料。 ３、発核材が襞間性の有機化合物であることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の蓄熱材料。 ４、発核材が安息香酸およびその誘導体、ピクリン酸お
よびその誘導体、フタル酸およびその誘導体、フマル酸
およびその誘導体、ナフタリンおよびその誘導体、ナフ
テン酸およびその誘導体、ナフトールおよびその誘導体
、サリチル酸およびその誘導体、シアヌル酸およびその
誘導体、オキサミド、ベンズアミド、チアントレン、ジ
ブロロＰキシレン、ジシアン酸アシド、ジフェニルアミ
ン、ショウノウ酸、セバシン酸％Ｐニトロソジエチルア
ニリン、トレン、フェニル尿ｓ、ｏ−フェニレンジアミ
ン、フルオランテン、ニトロアセトアニリド、ズルシッ
ト、ダンボース、コレステリンＪメラミンのいす扛かで
あることを特徴とするｔ￥ｆｌＰＦ請求の範囲第１項記
載蓄熱材料。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164165A JPS5866799A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 蓄熱材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56164165A JPS5866799A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 蓄熱材 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5866799A true JPS5866799A (ja) | 1983-04-21 |
| JPS6228995B2 JPS6228995B2 (ja) | 1987-06-23 |
Family
ID=15787957
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56164165A Granted JPS5866799A (ja) | 1981-10-16 | 1981-10-16 | 蓄熱材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5866799A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2693469A1 (fr) * | 1992-07-09 | 1994-01-14 | Centre Nat Rech Scient | Compositions pour le stockage et la restitution de l'énergie par chaleur latente. |
| CN110325615A (zh) * | 2017-03-03 | 2019-10-11 | 日产化学株式会社 | 包含三聚氰酸金属盐的蓄热材料 |
| WO2022009726A1 (ja) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | デクセリアルズ株式会社 | 蓄熱用発核剤、蓄熱材及びその製造方法 |
-
1981
- 1981-10-16 JP JP56164165A patent/JPS5866799A/ja active Granted
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2693469A1 (fr) * | 1992-07-09 | 1994-01-14 | Centre Nat Rech Scient | Compositions pour le stockage et la restitution de l'énergie par chaleur latente. |
| CN110325615A (zh) * | 2017-03-03 | 2019-10-11 | 日产化学株式会社 | 包含三聚氰酸金属盐的蓄热材料 |
| WO2022009726A1 (ja) * | 2020-07-07 | 2022-01-13 | デクセリアルズ株式会社 | 蓄熱用発核剤、蓄熱材及びその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6228995B2 (ja) | 1987-06-23 |
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