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JPH0571073B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0571073B2
JPH0571073B2 JP17842586A JP17842586A JPH0571073B2 JP H0571073 B2 JPH0571073 B2 JP H0571073B2 JP 17842586 A JP17842586 A JP 17842586A JP 17842586 A JP17842586 A JP 17842586A JP H0571073 B2 JPH0571073 B2 JP H0571073B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat storage
sodium sulfate
latent heat
eutectic
alkali metal
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP17842586A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6335683A (en
Inventor
Kunio Sugyama
Shinzo Nakamura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Adeka Corp
Original Assignee
Asahi Denka Kogyo KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Denka Kogyo KK filed Critical Asahi Denka Kogyo KK
Priority to JP17842586A priority Critical patent/JPS6335683A/en
Publication of JPS6335683A publication Critical patent/JPS6335683A/en
Publication of JPH0571073B2 publication Critical patent/JPH0571073B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

〔産業上の利用分野〕 本発明は、硫酸ナトリウム10水塩若しくはその
共融物を主成分とする潜熱蓄熱剤組成物に関する
もので、本発明の潜熱蓄熱剤組成物は、融解、凝
固の繰り返しによる潜熱蓄熱量の低下が少なく、
潜熱蓄熱剤として極めて有用なものである。 〔従来の技術〕 従来から、硫酸ナトリウム10水塩若しくはその
共融物、融解潜熱が大きいこと、融点が30℃前後
であること等から、太陽熱利用、排熱利用或いは
深夜電力の利用による冷暖房用の有用な潜熱蓄熱
剤として知られている。 しかしながら、硫酸ナトリウム10水塩若しくは
その共融物を蓄熱剤として使用する場合には二つ
の問題点がある。その一つは、冷却時に凝固点以
下となつても凝固しない、所謂過冷却現象を起こ
すことである。この過冷却現象は放熱を行う場
合、設定された温度では融解潜熱を放出せず、液
体のまま温度が低下するため通常の暖房用の蓄熱
剤としては致命的な欠点となる。 過冷却防止手段としては、所謂核形成物質、例
えば四硼酸ナトリウム10水塩を添加することで解
決されることが米国特許第2667664号明細書に記
載されており、その後も種々の物質が同様の役割
を果たすものとして知られている。 もう一つの問題点は、硫酸ナトリウム10水塩若
しくはその共融物が非調和融解を起こすことであ
る。即ち、硫酸ナトリウム10水塩は融解時に硫酸
ナトリウムの飽和水溶液と硫酸ナトリウムの固体
との2相に分離し、硫酸ナトリウムの固体は飽和
水溶液に比べて密度が大きいために容器の底に沈
澱し、2相に分離してしまい、この分離系を冷却
すると沈澱した硫酸ナトリウムの固体の上に硫酸
ナトリウム10水塩の結晶が形成されて障壁を形成
するため硫酸ナトリウムの固体が水と結合して硫
酸ナトリウム10水塩となることを妨害する。その
ため、融解−凝固、即ち蓄熱−放熱の繰り返しに
より硫酸ナトリウムの固体が析出し、蓄熱に関与
しなくなるので、蓄熱量が減少する。 この問題を解決するため、相分離抑制剤として
木材パルプ、メチルセルロース、澱粉、アルギン
酸塩、ポリアクリル酸の多価金属イオン結合架橋
物(特開昭54−16387号公報)、カルボキシメチル
セルロース(特開昭60−11575号公報)、グアーガ
ム、ローカストビーンガム、カラギーナン等の天
然ゲル化剤と多価アルコールの併用(特開昭58−
117273号公報)シリカゲル、アタパルガイト型粘
土(米国特許第3986969号明細書)等の各種濃化
剤を添加して粘度を高くし、所謂ゲル化状態とす
ることが試みられている。 また、別の方法として、ラウリン酸のアルカリ
金属塩(特開昭60−79088号公報)或いはオレイ
ン酸のアルカリ金属塩(特開昭57−200482号公
報)を添加することが提案されている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上述の各種濃化剤を添加する方法は、初期にお
いては硫酸ナトリウムの沈澱を防止できるが、融
解−凝固の繰り返しにより硫酸ナトリウムの結晶
が次第に成長することを防止する能力はなく、結
晶成長により、蓄熱量はやはり低下してしまう。 また、上述のラウリン酸のアルカリ金属塩或い
はオレイン酸のアルカリ金属塩を添加する方法
は、ある程度硫酸ナトリウム粒子を分散し、結晶
成長を防止する効果を持つことが認められるが、
ラウリン酸のアルカリ金属塩は分散力が弱く、ま
た融点が高いためにそれ自体の相溶性が悪いとい
う欠点があり、一方、オレイン酸のアルカリ金属
塩は分散粒子が粗大化する傾向があるという欠点
があり、かつオレイン酸は分子内に不飽和結合を
有しているので、長期使用すると熱劣化がおこる
という欠点もあり、何れも満足できるものではな
い。 従つて、本発明の目的は、融解−凝固を繰り返
して硫酸ナトリウム10水塩若しくはその共融物の
蓄熱量の低下がより少ない潜熱蓄熱剤組成物を提
供することにある。 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は、前記目的を、硫酸ナトリウム10水塩
若しくはその共融震を主成分とする潜熱蓄熱剤組
成物において、イソステアリン酸のアルカリ金属
塩の一種以上を含有させてなることを特徴とする
潜熱蓄熱剤組成物により達成したものである。 以下に本発明の潜熱蓄熱剤組成物について詳述
する。 本発明に使用される硫酸ナトリウム10水塩若し
くはその共融物としては、硫酸ナトリウム10水塩
或いはこれに公知の融点調節剤、例えば塩化ナト
リウム、塩化アンミニウム、塩化カリウム等を添
加した共融物が挙げられる。 本発明に使用される塩を構成するイソステアリ
ン酸は、常温で液状であり、適度の粘度
(1650cps/20℃)で熱的に安定な性質を有してい
る。 上記イソステアリン酸と塩を構成する好適なア
ルカリ金属としては、ナトリウム、カリウム、リ
チウムが挙げられる。 上記のイソステアリン酸のアルカリ金属塩は、
常温で透明な液状であり、適度の粘度を有し、上
記の硫酸ナトリウム10水塩若しくはその共融物に
対して相容性、分散力とも優れている。 また、上記のイソステアリン酸のアルカリ金属
塩は、硫酸ナトリウム10水塩もしくはその共融物
に対して、オレイン酸及びラウリン酸のアルカリ
金属塩に比べて発泡量が少なく、この点において
も優れている。 上記のイソステアリン酸のルカリ金属塩は、硫
酸ナトリウムの10水塩若しくはその共融物100重
量部に対して、0.1重量部以上添加するのが好ま
しく、多量に使用しても長期間使用時の蓄熱量低
下抑制効果に変化がないので、大凡5重量部迄の
添加で十分で、特に0.5〜2重量部添加するのが
好ましい。 本発明の潜熱蓄熱剤組成物は、必須の成分であ
る硫酸ナトリウム10水塩若しくはその共融物とイ
ソステアリン酸のアルカリ金属塩の他に、濃化
剤、例えば、キサンタンガム、ローカストビーン
ガム、グアガム、カラギーナン、アルギン酸塩等
の天然ガム剤、カルボキシメチルセルロース、ポ
リアクリル酸塩、ポリビニルアルコール、アルキ
ルセルロース等の合成ガム剤、煙霧状シリカ等の
無機系濃化剤等、或いは前述の従来公知の各種濃
化剤を使用するとより効果が高められる。 また、本発明の潜熱蓄熱剤組成物は、前述の如
き従来公知の核形成物質(核形成剤)を含有させ
て、過冷却を防止しても良いし、また核形成剤を
含有させないで、何らかのシヨツクを与える迄過
冷却を保つようにしても良い。 〔実施例〕 以下に本発明の実施例及び比較例を示すが、本
発明はこれらに限定されるものではない。 実施例 1 硫酸ナトリウム10水塩 94.0重量部 硼砂(核形成剤) 3.5重量部 キサンタンガム(濃化剤) 2.5重量部 イソステアリン酸ナトリウム 1.0重量部 上記配合組成により、本発明の潜熱蓄熱剤組成
物(本発明品)を得た。また、比較のため、上記
配合組成でイソステアリン酸ナトリウムを添加し
ない従来の組成の潜熱蓄熱剤組成物(従来品)を
得た。 これらの潜熱蓄熱剤組成物を、50℃に1時間加
熱、10℃の水浴に30分間冷却を1サイクルとして
300回くり返した後の各潜熱蓄熱剤組成物の蓄熱
量の変化は下記表1の通りで、イソステアリン酸
ナトリウムを添加した本発明の潜熱蓄熱剤組成物
に蓄熱量低下抑制効果のあることが判る。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a latent heat storage agent composition containing sodium sulfate decahydrate or its eutectic as a main component. There is little decrease in the amount of latent heat stored due to
It is extremely useful as a latent heat storage agent. [Conventional technology] Sodium sulfate decahydrate or its eutectic product has been used for heating and cooling using solar heat, waste heat, or late-night electricity because of its large latent heat of fusion and melting point of around 30°C. It is known as a useful latent heat storage agent. However, there are two problems when using sodium sulfate decahydrate or its eutectic as a heat storage agent. One of these is the occurrence of a so-called supercooling phenomenon in which the material does not solidify even if the temperature drops below its freezing point during cooling. This supercooling phenomenon is a fatal drawback as a heat storage agent for ordinary heating because when heat is radiated, the latent heat of fusion is not released at the set temperature, and the temperature decreases while it remains a liquid. As a means to prevent supercooling, it is described in US Pat. No. 2,667,664 that the problem can be solved by adding a so-called nucleating substance, such as sodium tetraborate decahydrate, and various substances have been used since then. known to play a role. Another problem is that sodium sulfate decahydrate or its eutectic may undergo anharmonic melting. That is, when sodium sulfate decahydrate is melted, it separates into two phases: a saturated aqueous solution of sodium sulfate and a solid sodium sulfate, and the solid sodium sulfate precipitates at the bottom of the container because it has a higher density than a saturated aqueous solution. When the separated system is cooled, crystals of sodium sulfate decahydrate are formed on top of the precipitated solid sodium sulfate, forming a barrier, and the solid sodium sulfate combines with water to form a sulfuric acid Prevents the formation of sodium decahydrate. Therefore, solid sodium sulfate is precipitated by repeating melting and solidification, that is, heat storage and heat radiation, and does not participate in heat storage, so that the amount of heat storage decreases. To solve this problem, we used wood pulp, methylcellulose, starch, alginate, polyacrylic acid bonded cross-linked polyvalent metal ions (Japanese Patent Laid-Open No. 54-16387), carboxymethyl cellulose (Japanese Patent Laid-Open No. 16387), 60-11575), a combination of natural gelling agents such as guar gum, locust bean gum, and carrageenan with polyhydric alcohols (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1157)
Attempts have been made to increase the viscosity by adding various thickening agents such as silica gel and attapulgite clay (US Pat. No. 3,986,969) to create a so-called gelled state. Further, as another method, it has been proposed to add an alkali metal salt of lauric acid (Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-79088) or an alkali metal salt of oleic acid (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-200482). [Problems to be Solved by the Invention] The method of adding the various thickening agents described above can prevent the precipitation of sodium sulfate in the initial stage, but it can prevent sodium sulfate crystals from gradually growing due to repeated melting and solidification. There is no ability to prevent this, and the amount of heat storage will still decrease due to crystal growth. In addition, it is recognized that the above-mentioned method of adding an alkali metal salt of lauric acid or an alkali metal salt of oleic acid has the effect of dispersing sodium sulfate particles to some extent and preventing crystal growth.
Alkali metal salts of lauric acid have the disadvantage of poor dispersibility and poor compatibility due to their high melting point, while alkali metal salts of oleic acid have the disadvantage that dispersed particles tend to become coarse. However, since oleic acid has unsaturated bonds in its molecule, it also has the disadvantage of thermal deterioration when used for a long period of time, and neither of these is satisfactory. Accordingly, an object of the present invention is to provide a latent heat storage agent composition in which the amount of heat stored in sodium sulfate decahydrate or its eutectic decreases less when melting and solidifying are repeated. [Means for Solving the Problems] The present invention achieves the above object by adding at least one kind of alkali metal salt of isostearic acid to a latent heat storage agent composition containing sodium sulfate decahydrate or its eutectic seismic acid as a main component. This has been achieved by a latent heat storage agent composition characterized by containing the following. The latent heat storage agent composition of the present invention will be described in detail below. As the sodium sulfate decahydrate or its eutectic product used in the present invention, sodium sulfate decahydrate or a eutectic product obtained by adding a known melting point regulator such as sodium chloride, amminium chloride, potassium chloride, etc. Can be mentioned. Isostearic acid constituting the salt used in the present invention is liquid at room temperature, has an appropriate viscosity (1650 cps/20°C), and is thermally stable. Suitable alkali metals constituting the salt with the isostearic acid include sodium, potassium, and lithium. The above alkali metal salts of isostearic acid are
It is a transparent liquid at room temperature, has an appropriate viscosity, and has excellent compatibility and dispersion with the above-mentioned sodium sulfate decahydrate or its eutectic. In addition, the above-mentioned alkali metal salt of isostearic acid has a smaller amount of foaming than the alkali metal salts of oleic acid and lauric acid in sodium sulfate decahydrate or its eutectic, and is superior in this respect as well. . The above alkali metal salt of isostearic acid is preferably added in an amount of 0.1 part by weight or more per 100 parts by weight of sodium sulfate decahydrate or its eutectic; Since there is no change in the effect of suppressing weight loss, it is sufficient to add up to about 5 parts by weight, and it is particularly preferable to add 0.5 to 2 parts by weight. The latent heat storage agent composition of the present invention includes, in addition to the essential components sodium sulfate decahydrate or its eutectic and an alkali metal salt of isostearic acid, a thickening agent such as xanthan gum, locust bean gum, guar gum, Natural gums such as carrageenan and alginates, synthetic gums such as carboxymethyl cellulose, polyacrylates, polyvinyl alcohol, and alkyl cellulose, inorganic thickeners such as fumed silica, or the previously known various thickeners mentioned above. The effect can be further enhanced by using agents. Further, the latent heat storage agent composition of the present invention may contain a conventionally known nucleating substance (nucleating agent) as described above to prevent supercooling, or may not contain a nucleating agent. Supercooling may be maintained until some kind of shock is applied. [Example] Examples and comparative examples of the present invention are shown below, but the present invention is not limited thereto. Example 1 Sodium sulfate decahydrate 94.0 parts by weight Borax (nucleating agent) 3.5 parts by weight invention). In addition, for comparison, a latent heat storage agent composition (conventional product) having the above-mentioned composition and without adding sodium isostearate was obtained. These latent heat storage agent compositions were heated to 50°C for 1 hour and cooled in a 10°C water bath for 30 minutes as one cycle.
The change in heat storage amount of each latent heat storage agent composition after repeating 300 times is shown in Table 1 below, which shows that the latent heat storage agent composition of the present invention containing sodium isostearate has an effect of suppressing a decrease in heat storage amount. .

【表】 実施例 2 硫酸ナトリウム10水塩 84.0重量部 塩化ナトリウム 10.0重量部 硼 砂 3.5重量部 キサンタガム 2.5重量部 イソステアリン酸ナトリウム(下記表2) 上記配合組成により、本発明及び従来品をそれ
ぞれ得た。これらの本発明品及び従来品につい
て、実施例1の場合と同条件で加熱、冷却をくり
返し、蓄熱量の変化を測定した。くり返しの前後
における蓄熱量の変化は下記表2の通りであつ
た。
[Table] Example 2 Sodium sulfate decahydrate 84.0 parts by weight Sodium chloride 10.0 parts by weight Borax 3.5 parts by weight . For these products of the present invention and conventional products, heating and cooling were repeated under the same conditions as in Example 1, and changes in heat storage amount were measured. The change in heat storage amount before and after the repetition was as shown in Table 2 below.

【表】【table】

【表】 上記表2に示す結果から明らかなように、イソ
ステアリン酸ナトリウムの添加量が0.1重量部以
上で蓄熱量の低下抑制効果がある。より好ましく
は0.5重量部以上で抑制効果が高く、5重量部で
は初期潜熱を低下させるだけであり、これ以上の
添加は実用上必要ないと考えられる。 実施例 3 イソステアリン酸ナトリウムに代えてイソステ
アリン酸カリウム及びイソステアリン酸リチウム
を下記表3に示す量用いた以外は実施例2と同じ
配合組成により、本発明品及び従来品をそれぞれ
得た。これらの本発明及び従来品について、実施
例1の場合と同条件で加熱、冷却をくり返し、蓄
熱量の変化を測定した。くり返しの前後における
蓄熱量の変化は下記表3の通りであつた。
[Table] As is clear from the results shown in Table 2 above, when the amount of sodium isostearate added is 0.1 parts by weight or more, there is an effect of suppressing a decrease in the amount of heat storage. More preferably, the suppressing effect is high at 0.5 parts by weight or more, and 5 parts by weight only lowers the initial latent heat, and it is considered that addition of more than this is not practically necessary. Example 3 A product of the present invention and a conventional product were obtained using the same formulation as in Example 2, except that potassium isostearate and lithium isostearate were used in the amounts shown in Table 3 below in place of sodium isostearate. These inventive and conventional products were repeatedly heated and cooled under the same conditions as in Example 1, and changes in heat storage amount were measured. The change in heat storage amount before and after the repetition was as shown in Table 3 below.

【表】 上記表3に示す結果から明らかなように、イソ
スチアリン酸カリウム及びイソステアリン酸リチ
ウムにおいても、イソステアリン酸ナトリウムと
同様にくり返しによる蓄熱量低下抑制効果を有す
ることが判る。 実施例 4 濃化剤としてキサンタンガムに代えて煙霧状シ
リカを用いた以外は実施例2と同じ配合組成によ
り、本発明品及び従来品をそれぞれ得た。これら
の本発明品及び従来品について、実施例1の場合
と同条件で加熱、冷却をくり返し、蓄熱量の変化
を測定した。くり返しの前後における地熱量の変
化は下記表4の通りであつた。
[Table] As is clear from the results shown in Table 3 above, it can be seen that potassium isostearate and lithium isostearate also have the effect of suppressing the decrease in heat storage amount due to repeated use, similar to sodium isostearate. Example 4 A product of the present invention and a conventional product were obtained using the same formulation as in Example 2, except that fumed silica was used instead of xanthan gum as a thickening agent. For these products of the present invention and conventional products, heating and cooling were repeated under the same conditions as in Example 1, and changes in heat storage amount were measured. The changes in geothermal energy before and after the repetition are shown in Table 4 below.

【表】 上記表4に示す結果から明らかなように、濃化
剤を無機物系に代えても本発明の潜熱蓄熱剤組成
物は同様に蓄熱量低下抑制効果を示した。 比較例 イソステアリン酸ナトリウムに代えてオレイン
酸ナトリウム及ラウリン酸ナトリウムを下記表5
に示す量用いた以外は実施例2と同じ配合組成に
より、従来品をそれぞれ得た。これらの従来品に
ついて、実施例1の場合と同条件で加熱、冷却を
くり返し、蓄熱量の変化を測定した。くり返しの
前後における蓄熱量の変化は下記表5の通りであ
つた。
[Table] As is clear from the results shown in Table 4 above, even when the thickening agent was replaced with an inorganic substance, the latent heat storage agent composition of the present invention similarly exhibited the effect of suppressing the decrease in heat storage amount. Comparative example Sodium oleate and sodium laurate were used in place of sodium isostearate in Table 5 below.
Conventional products were obtained using the same formulation as in Example 2 except that the amounts shown were used. These conventional products were repeatedly heated and cooled under the same conditions as in Example 1, and changes in heat storage amount were measured. The change in heat storage amount before and after the repetition was as shown in Table 5 below.

【表】【table】

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明の潜熱蓄熱剤組成物は、融解−凝固を繰
り返しても硫酸ナトリウム10水塩若しくはその共
融物の蓄熱量の低下が少なく、潜熱蓄熱剤として
極めて有用なものである。
The latent heat storage agent composition of the present invention is extremely useful as a latent heat storage agent because the amount of heat storage of sodium sulfate decahydrate or its eutectic decreases little even after repeated melting and solidification.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 硫酸ナトリウム10水塩若しくはその共融物を
主成分とする潜熱蓄熱剤組成物において、イソス
テアリン酸のアルカリ金属塩の一種以上を含有さ
せてなることを特徴とする潜熱蓄熱剤組成物。
1. A latent heat storage agent composition containing sodium sulfate decahydrate or a eutectic thereof as a main component, which is characterized by containing one or more types of alkali metal salts of isostearic acid.
JP17842586A 1986-07-29 1986-07-29 Latent-heat storing agent composition Granted JPS6335683A (en)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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Publication Number Publication Date
JPS6335683A JPS6335683A (en) 1988-02-16
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US5453213A (en) * 1993-04-12 1995-09-26 Mitsubishi Petrochemical Co., Ltd. Latent heat storage material containing Na2 SO4.10H2 O, NH4 Cl, NaCl and (NH4)2 SO4

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