(57)【要約】      （修正有）【課題】直接接触方式による熱交換を可能にする最適な熱媒体を開発し、糖アルコールをＰＣＭとして用いた高効率な潜熱蓄熱システムを提供する。【解決手段】熱媒体としてヘテロ元素を主鎖に持たないエーテル、ハロゲン、芳香族、脂肪族を用いる事により、糖アルコールが潜熱蓄熱物質として潜熱蓄熱システム上で飛躍的に機能させる事ができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
糖アルコールのOH基と水素結合し溶解に至るO, N, S, Cl, Br, P等のヘテロ元素を主鎖に含まない物質を熱媒体として用いる事を特徴とする潜熱蓄熱法。
【請求項２】
請求項１において、潜熱蓄熱物質としてエリスリトール（融点122℃）、マンニトール（融点166℃）などの糖アルコールを用いる事を特徴とする潜熱蓄熱法。
【請求項３】
請求項２において、有機物の疎水性は、（水＜）アルコール＜エステル＜エーテル＜ハロゲン＜芳香族＜脂肪族の順に大きくなることに着目し熱媒体としてエーテル、ハロゲン、芳香族、脂肪族を使用する事を特徴とする潜熱蓄熱法。
【請求項４】
請求項２において、室温から糖アルコール融解温度の範囲において液体状態である脂肪族ヘキサン、オクタン、デカンなどアルカン混合物を熱媒体として用いる事を特徴とする潜熱蓄熱法。
【請求項５】
請求項２において、流動パラフィンを熱媒体として用いる事を特徴とする潜熱蓄熱法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は潜熱蓄熱法に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電所、製鉄所および廃棄物焼却施設等からの廃熱を回収、輸送して病院、ホテル、給食センター等へ輸送する「潜熱蓄熱搬送システム」の実用化が積極的に進められている。
【０００３】
各施設の廃熱を、熱交換器により蓄熱タンク蓄熱する。蓄熱タンク内の熱を、熱交換器を介して、熱を必要とする施設に供給する。この一連の潜熱蓄熱搬送システムにおいて、熱搬送システムの効率は、潜熱蓄熱物質（Phase Change Material,以下ＰＣＭ）および同ＰＣＭとの間で熱交換を行う為の熱媒体それぞれの物性により大きく支配される。
【０００４】
ＰＣＭとしては、酢酸ナトリウム３水和物（融点：５８℃）が、熱媒体としては、ＢＰオイルが使用されているが、効率とコスト面でさらなる改善が求められている。
【０００５】
ＰＣＭとしては、エリスリトール（融点122℃）、マンニトール（融点166℃）などの糖アルコールが、潜熱密度のみならず安全性、価格などの観点から魅力的であり、すでにいくつかの報告がなされている。
【０００６】
ＰＣＭとの熱交換は適当な熱媒体を使用して間接熱交換方式（カプセル型かシェル・チューブ型）または直接接触方式で実施される。
【０００７】
直接接触方式はカプセル化処理や配管設備が不要となり間接熱交換方式に比べて装置価格が安価になる。さらに溶融ＰＣＭ中に細かな熱媒体を流通させＰＣＭ・熱媒体間の接触面積を増大させ迅速な熱交換が期待できる。
【０００８】
糖アルコールをＰＣＭとして用い、直接接触方式による熱交換を行う事により、現状方式対比、高効率の潜熱蓄熱が期待されている。
しかしながら現状では糖アルコールと組み合わせて使用できる適当な熱媒体がないことが問題であり、糖アルコールＰＣＭによる直接接触方式による潜熱蓄熱の実用化を阻んでいる。
【特許文献１】特願平１０−２０９２８４
【特許文献２】特願２００３−３６２７５
【非特許文献１】蓄熱・増熱技術、アイピーシー（1985）、p.155
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
直接接触方式による熱交換を可能にする最適な熱媒体を開発し、糖アルコールをＰＣＭとして用いた高効率な潜熱蓄熱システム提供する事が本発明の課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
熱媒体に求められる特性は、高熱伝導度、低粘度、高比熱、低蒸気圧であり、特にＰＣＭである糖アルコールに対し溶解しないことが最重要項目と位置づけられる。
【００１１】
種々の検討と研究を行い、これらの機能を満たし、糖アルコールをＰＣＭとして使用する潜熱蓄熱法に適した熱媒体を見出す事に成功した。
【００１２】
（１）糖アルコールのOH基と水素結合し溶解に至るO, N, S, Cl, Br, P等のヘテロ元素を主鎖に含まない物質を熱媒体として用いる。
（２）有機物の疎水性は、（水＜）アルコール＜エステル＜エーテル＜ハロゲン＜芳香族＜脂肪族の順に大きくなることに着目し熱媒体としてエーテル、ハロゲン、芳香族、脂肪族を使用する。
（３）室温から糖アルコール融解温度の範囲において液体状態である脂肪族ヘキサン、オクタン、デカンなどアルカン混合物を熱媒体として使用する。
（４）流動パラフィンを熱媒体として使用する。
【発明の効果】
【００１３】
当該熱媒体により潜熱蓄熱物質として有望である糖アルコールを直接接触方式で利用することができ、蓄熱密度を市販のＰＣＭ（酢酸ナトリウム３水和塩）に比べ７倍程度増大させることが可能となる。これにより効率的な廃熱の熱貯蔵・輸送効率を向上させることになり、化石燃料の消費を押さえ結果として大きな省エネルギーにつながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明が提供する、熱媒体とＰＣＭとして糖アルコール有機物、エリスリトール、マンニトールなどとを組み合わせて、熱輸送システムを構成する事により、極めて効率の高い熱輸送ができる。
【００１５】
具体的には、従来熱輸送に用いられていた酢酸ナトリウム3水和塩と比べ、エリスリトール、マンニトールなどの有機物を熱輸送に用いることにより（表１）の如く、蓄熱密度（ＧＪ／ｍ３）が約7倍と飛躍的に向上する。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
しかも、エリスリトールやマンニトールは食品添加剤にも使用されているので、輸送の際に破損し流出しても、安全である。
【実施例】
【００１８】
（図１）の装置を用い、潜熱蓄熱システムのシミュレーションを実施した。本装置は実際の装置での機能を等価的に評価する事ができる。
【００１９】
（図１）において、ガラス製円筒型熱交換器（３）に予めエリスリトール（融点122℃）を充填した後、流動パラフィンを用いてエリスリトールを加熱冷却し潜熱蓄熱および放熱の実験を繰り返し実施した。
【００２０】
具体的には熱交換器（３）底部の直径1mmの多孔質板を介してオイルバス（１）により間接的に百数十℃に加熱された流動パラフィンをローラーポンプ（２）を介して、流通させることによりエリスリトールを完全に融解し蓄熱した。ついで室温の流動パラフィンを流入しエリスリトールを凝固させることによって120℃近傍の熱を回収した。
【００２１】
流動パラフィンは低温および高温の２つのオイルバス（１）により加熱・冷却されエリスリトール用の熱媒体として十分に機能する事を確認した。
【００２２】
併せて、以下についても確認できた。
（１）ＰＣＭと熱媒体との相互溶解は皆無である。
（２）熱媒体によりＰＣＭが熱交換器から循環系に持ち出され事も皆無である。
（３）流動パラフィンの酸化も認められない。
十分に実用に耐える熱媒体であると結論することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
トランスヒートコンテナ方式による潜熱蓄熱システムが更に効率化ができるので、熱搬送コストが大幅に低減できる。これにより、発電所・製鉄所・廃棄物焼却施設等の廃熱回収と官公庁・オッフィスビル・病院等への潜熱蓄熱搬送システムを介して年間を通して活発に行われるようになる。
【００２４】
廃熱を利用する事で、ＣＯ２排出量の大幅削減可能となるとともに、省エネルギー技術として広範囲に活用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の提案する熱媒体を用いた潜熱蓄熱システムのシミユレーション実験装置。
【符号の説明】
【００２６】
１．オイルバス
２．ポンプ
３．熱交換器
４．分離装置
【図１】
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