【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明は太陽熱を利用する暖戻器用の蓄熱材と
して使用される酢酸ナトリウム３水塩の性能改善
に関する。
酢酸ナトリウム３水塩は融点が58℃、融解熱が
単位重量当り60cal／ｇ、単位積体当り87cal／c.c.
という特性をもち、太陽熱を利用する蓄熱材とし
てその実用化が期待される化合物である。
しかし、融解蓄熱−凝固放熱のヒートサイクル
を長期にわたつてくり返すと、系に酢酸ナトリウ
ム無水塩の結晶が徐々に析出してくる。該無水塩
の生成自体はヒートサイクルの支障にはならない
が、これが次第に大量となり系の底部に沈澱堆積
し初めると、いわゆる相分離現象がおこり効率的
な熱の取り出しが不可能となるのでその解決が必
要である。
かかる対策として酢酸ナトリウム３水塩にゲル
化剤を配合したり、あるいは酢酸ナトリウム３水
塩をカプセル化する等の方法が提案されている
が、その効果は必ずしも充分ではない。
しかるに本発明者等はかかる問題を解決すべく
鋭意研究を重ねた結果、酢酸ナトリウム３水塩と
カルボン酸とからなる蓄熱材組成物は、長期にわ
たつて蓄熱−放熱のヒートサイクルをくり返して
も酢酸ナトリウム無水塩の析出、沈澱による相分
離が全くおこらず効率的な熱交換が実施出来ると
共に、カルボン酸の添加によつて酢酸ナトリウム
３水塩の凝固点が若干低下するので、比較的安価
な集熱器を使用しても効率良く、所定量の熱量を
取得することが出来る等の顕著な効果を奏し得る
ことを見出し本発明を完成するに到つた。
本発明で使用するカルボン酸は任意のもので良
いが水との相溶性、相分離防止効果を考慮すると
炭素数が１〜６のカルボン酸が好適に使用され
る。具体的にはギ酸、酢酸、プロピオン酸、ｎ−
酪酸、イソ酪酸、吉草酸、シユウ酸、マロン酸、
コハク酸、フマル酸、α−酒石酸、クエン酸、dl
−リンゴ酸、アクリル酸、グリオキシル酸、グリ
コール酸、モノクロル酢酸、ジクロル酢酸、グリ
シン等が挙げられ、これらは単独又は混合して用
いられる。この中でも酢酸が特に有利である。
カルボン酸の配合量は組成物全体に対して0.1
〜20重量％好ましくは1.0〜10重量％の範囲から
選ばれる。0.1重量％以下では効果に乏しく、一
方20重量％以上では蓄熱量の低下がおこる。
蓄熱材組成物の調製に際しては少量の他の蓄熱
材、蓄熱助剤等の任意の成分の併用も可能であ
る。
かくして得られる蓄熱材組成物は太陽熱を利用
するソーラーシステムの暖房用に好適に用いら
れ、長期にわたつて安定なヒートサイクルを実施
することが可能である。
次に実施例を挙げて本発明の蓄熱材を更に具体
的に説明する。
実例 １
酢酸ナトリウム３水塩90.3ｇに酢酸9.7ｇを加
え80℃に加温して均一に溶解させ蓄熱材組成物を
得た。（組成物の凝固点51.0℃）
該組成物を用いて70℃−45℃のヒートサイクル
をくり返した。ヒートサイクルを120回くり返し
ても相分離は全く認められなかつた。
一方、酢酸の使用を省略したところ（凝固点は
58℃）次第に酢酸ナトリウム無水塩の沈澱が認め
られ、120回目のヒートサイクル後には初期の蓄
熱量の65％しか放熱がなかつた。
実例 ２〜34
表に示す種々のカルボン酸を用いて実例１と同
様の実験を行つた。その結果を表１に示す。
The present invention relates to improving the performance of sodium acetate trihydrate used as a heat storage material for a warming device that utilizes solar heat. Sodium acetate trihydrate has a melting point of 58°C, a heat of fusion of 60 cal/g per unit weight, and 87 cal/cc per unit volume.
This is a compound that is expected to be put to practical use as a heat storage material that utilizes solar heat. However, when the heat cycle of melting heat storage and solidification heat release is repeated over a long period of time, crystals of sodium acetate anhydride gradually precipitate in the system. The production of anhydrous salt itself does not interfere with the heat cycle, but when it gradually increases in large quantities and begins to precipitate and accumulate at the bottom of the system, a so-called phase separation phenomenon occurs, making efficient heat extraction impossible. is necessary. As a countermeasure against this problem, methods such as adding a gelling agent to sodium acetate trihydrate or encapsulating sodium acetate trihydrate have been proposed, but the effects are not necessarily sufficient. However, the inventors of the present invention have conducted intensive research to solve this problem, and have found that a heat storage material composition made of sodium acetate trihydrate and a carboxylic acid can withstand heat storage and radiation heat cycles over a long period of time. Efficient heat exchange can be carried out without any phase separation due to precipitation or precipitation of sodium acetate anhydride, and the addition of carboxylic acid slightly lowers the freezing point of sodium acetate trihydrate, making it a relatively inexpensive collection. We have completed the present invention by discovering that even when a heating device is used, remarkable effects such as being able to efficiently obtain a predetermined amount of heat can be achieved. Any carboxylic acid may be used in the present invention, but carboxylic acids having 1 to 6 carbon atoms are preferably used in consideration of their compatibility with water and the effect of preventing phase separation. Specifically, formic acid, acetic acid, propionic acid, n-
Butyric acid, isobutyric acid, valeric acid, oxalic acid, malonic acid,
Succinic acid, fumaric acid, α-tartaric acid, citric acid, dl
- Malic acid, acrylic acid, glyoxylic acid, glycolic acid, monochloroacetic acid, dichloroacetic acid, glycine, etc., may be used alone or in combination. Among these, acetic acid is particularly advantageous. The amount of carboxylic acid added is 0.1 to the entire composition.
-20% by weight, preferably 1.0-10% by weight. If it is less than 0.1% by weight, the effect will be poor, while if it is more than 20% by weight, the amount of heat storage will decrease. When preparing the heat storage material composition, it is also possible to use small amounts of other arbitrary components such as other heat storage materials and heat storage aids. The heat storage material composition obtained in this way is suitably used for heating in a solar system that utilizes solar heat, and can perform a stable heat cycle over a long period of time. Next, the heat storage material of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples. Example 1 9.7 g of acetic acid was added to 90.3 g of sodium acetate trihydrate, heated to 80° C., and uniformly dissolved to obtain a heat storage material composition. (Freezing point of composition: 51.0°C) Heat cycles of 70°C to 45°C were repeated using the composition. Even after repeating the heat cycle 120 times, no phase separation was observed. On the other hand, when the use of acetic acid was omitted (the freezing point was
(58℃) Gradual precipitation of sodium acetate anhydride was observed, and after the 120th heat cycle, only 65% of the initial heat storage amount was released. Examples 2 to 34 Experiments similar to those in Example 1 were conducted using various carboxylic acids shown in the table. The results are shown in Table 1.
【表】【table】
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