(57)【要約】【課題】蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材が、無機水和物からなる場合であっても、この蓄熱材の過冷却現象を、簡単にかつ確実に防ぐことができる蓄熱材の過冷却防止方法、及びこの過冷却防止方法で蓄熱材を用いた蓄熱槽を提供する。【解決手段】潜熱蓄熱材１０に対し、過冷却現象の発現を防ぐための潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、潜熱蓄熱材１０は、アンモニウムミョウバンであり、潜熱蓄熱材１０の融点を調整する添加剤２０を配合した潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材対象物１）を、加熱により融液状態にして蓄熱を行うとき、融解した潜熱蓄熱材対象物１の融液４には、潜熱蓄熱材対象物１の種結晶３が溶け残って混在している。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現を防ぐための潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記潜熱蓄熱材は、一または複数の成分からなること、
前記潜熱蓄熱材、または前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の何れかの潜熱蓄熱材対象物を、加熱により融液状態にして蓄熱を行うとき、
融解した前記潜熱蓄熱材対象物の融液には、凝固していた前記潜熱蓄熱材対象物の一部による結晶が、溶け残って混在していること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項２】
請求項１に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記加熱により蓄熱を行うとき、前記潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｘとし、完全に融液状態となる際に前記潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｍとすると、
潜熱量Ｈｘ＜潜熱量Ｈｍ      ・・・式（１）
前記式（１）の条件が成立する場合のみ、前記潜熱蓄熱材対象物への蓄熱を行うこと、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記加熱を行う上限の温度Ｔｘは、前記潜熱蓄熱材対象物が完全な固相状態から液相状態に溶け始めるときの温度Ｔｓより高く、前記潜熱蓄熱材対象物が完全な液相状態になるときの温度Ｔｅより低い範囲内に制御されること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記潜熱蓄熱材は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材であり、前記潜熱蓄熱材の主成分が、無機塩水和物、または糖アルコールに属する物質の少なくとも一方の物質を含む成分からなること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項５】
請求項４に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記潜熱蓄熱材組成物は、前記無機塩水和物と、前記添加剤として、前記無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質と、からなること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項７】
請求項６に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項８】
請求項４に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、
前記糖アルコールに属する物質は、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）であること、
を特徴とする潜熱蓄熱材の過冷却防止方法。
【請求項９】
蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、該潜熱蓄熱材を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えた潜熱蓄熱槽において、
当該潜熱蓄熱槽内には、前記潜熱蓄熱材、または前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の何れかの潜熱蓄熱材対象物を収容した前記蓄熱材収容具が１または複数、前記熱媒体に浸して接触した状態で配設されており、
前記潜熱蓄熱材対象物は蓄熱時に、前記熱媒体の熱により、請求項１乃至請求項８のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法に基づいて、加熱されること、
前記潜熱蓄熱材対象物の組成は、当該潜熱蓄熱槽内で分布する前記熱媒体の温度に対応して、当該潜熱蓄熱槽内に前記潜熱蓄熱材対象物を配設した部位毎に調整されていること、
を特徴とする潜熱蓄熱槽。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、相変化に伴う潜熱の出入り等により、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現を防ぐための潜熱蓄熱材の過冷却防止方法、及びこの過冷却防止方法で潜熱蓄熱材を用いた潜熱蓄熱槽に関する。
【背景技術】
【０００２】
潜熱蓄熱材（PCM：Phase Change Material）は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱または放熱を行う物性を有しており、本来廃棄される排熱を蓄熱し、蓄えた熱を必要に応じて取り出すことで、エネルギが無駄なく有効に活用できる。このような潜熱蓄熱材には、当該潜熱蓄熱材の融液を凝固点以下に冷却しても結晶化しない過冷却現象が生じてしまうことがある。過冷却現象が発現すると、一度融解した潜熱蓄熱材は、液相状態のままで凝固せず、潜熱を放熱できなくなり、潜熱蓄熱材に蓄えた潜熱の時間差利用が不可能になる。そこで、過冷却現象を回避するための過冷却防止策が施される。
【０００３】
過冷却防止策には、第１の措置として、過冷却防止剤を潜熱蓄熱材に添加することにより、融液状態にある潜熱蓄熱材の結晶化の誘起を促す手法がある。また、第２の措置として、超音波振動による衝撃や、特許文献１に例示されているように、電界（電圧）ショックによる衝撃等を、潜熱蓄熱材に付与することにより、過冷却を解除して潜熱蓄熱材を凝固させる手法がある。また、これら以外に、例えば、特許文献２の蓄熱方法に開示された手法もある。
【０００４】
特許文献２は、複数の成分からなる共晶系の蓄熱材を、共晶組成からずらした組成に形成し、蓄熱材を構成する成分のうち、先行して固相を晶出する一方の成分を固相の核として常に残存させ、この残存した核を、一方の成分を凝固させるときに機能させる蓄熱方法であり、蓄熱材の過冷却現象を防止している。特許文献２では、蓄熱材は、塩化マグネシウム・六水和物（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）と硝酸マグネシウム・六水和物（Ｍｇ（ＮＯ３）２・６Ｈ２Ｏ）の混合物や、塩化アンモニウム（ＮＨ４Ｃｌ）・塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）の混合物、ビスマス（Ｂｉ）と鉛（Ｐｂ）の混合物等の共晶系の混合物である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−９４５１９号公報
【特許文献２】特許第４６５５７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、第１の措置の場合、過冷却防止剤の成分が、潜熱蓄熱材の物性に適合した物性になっていないと、潜熱蓄熱材が完全に融液状態になったときに、過冷却防止剤の成分が、潜熱蓄熱材の凝固に必要な核となり得ない。そのため、潜熱蓄熱材となる物質は、数多く存在するものの、潜熱蓄熱材の物質によっては、過冷却防止機能を効果的に発揮できる過冷却防止剤が、未だ開発されていないものもたくさんある。また、過冷却防止剤として、特定の潜熱蓄熱材に適合する添加剤を探索する研究開発には、相当な困難を伴っているのが現状である。
【０００７】
第２の措置の場合には、潜熱蓄熱材に衝撃を加える設備が、別途必要になり、潜熱蓄熱槽の構成が複雑化すると共に、潜熱蓄熱槽全体もコスト高になる。しかも、潜熱蓄熱材は、密閉した蓄熱材収容具の内部に収容され、潜熱蓄熱槽内の熱媒体の中に浸漬された状態にあるため、放熱時毎に衝撃を付与するとなれば、潜熱蓄熱槽の使い勝手は良くない。
【０００８】
また、蓄熱槽が、熱供給源と熱提供先との間で、限られたスペース内に設置され、熱供給源からの排熱を蓄熱材に蓄熱し、その蓄熱材から必要時に放熱した熱エネルギを、例えば、給湯設備や冷暖房を行う空気調和設備等、熱提供先側の設備の熱源に供給したい場合がある。この場合、蓄熱材の潜熱の放熱により、蓄熱槽から供給できる供給熱量が、熱提供先側の熱源で必要としている需要熱量に対応できなければならない。そのため、蓄熱槽内に収容する蓄熱材には、例えば、アンモニウムミョウバン等のミョウバン水和物系のように、数ある蓄熱材の中でも、体積当たりの潜熱の蓄熱量が高い蓄熱性能に優れた潜熱蓄熱材が必要になる。
【０００９】
加えて、その潜熱蓄熱材において、蓄熱を行う温度帯（潜熱蓄熱材の融点）が、熱供給源から出される排熱の温度帯に対応できていると共に、放熱を行う温度帯（潜熱蓄熱材の凝固点）も、熱提供先設備で必要とする熱の温度帯に対応できていなければならない。そのため、蓄熱槽で用いる潜熱蓄熱材では、熱供給源からの排熱の温度帯や、熱提供先で必要な熱の温度帯に応じて、潜熱蓄熱材の融点と凝固点を微調整する手段が必要になる。
【００１０】
しかしながら、特許文献２では、蓄熱材が、共晶系の混合物で形成されているため、特許文献２の蓄熱材において、蓄熱を行う温度帯や、放熱を行う温度帯が、共晶温度近傍に限定されてしまう。そのため、熱供給源側の温度帯に対応して、蓄熱を行う温度帯を微調整することや、熱提供先側の温度帯に対応して、放熱を行う温度帯を微調整することに対し、特許文献２の蓄熱材は適していない。一般的に蓄熱槽では、蓄熱材は、熱供給源側の熱源と熱提供先側の設備の状況に応じて選定されるが、特許文献２による過冷却防止策は、共晶系の混合物からなる蓄熱材に限定されてしまうことから、蓄熱槽で使用できる蓄熱材の選択肢が限られてしまう虞がある。
【００１１】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材の過冷却現象を、その潜熱蓄熱材の特性に依らず、簡単にかつ確実に防ぐことができる潜熱蓄熱材の過冷却防止方法、及びこの過冷却防止方法で潜熱蓄熱材を用いた潜熱蓄熱槽を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法は、以下の構成を有する。
（１）蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現を防ぐための潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記潜熱蓄熱材は、一または複数の成分からなること、前記潜熱蓄熱材、または前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の何れかの潜熱蓄熱材対象物を、加熱により融液状態にして蓄熱を行うとき、融解した前記潜熱蓄熱材対象物の融液には、凝固していた前記潜熱蓄熱材対象物の一部による結晶が、溶け残って混在していること、を特徴とする。
【００１３】
なお、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、「潜熱蓄熱材」とは、例えば、無機塩水和物、糖アルコール、または無機塩水和物と糖アルコールとの混合物等を対象にしており、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行うことができる物質である。また、「潜熱蓄熱材組成物」とは、上述した潜熱蓄熱材に、この潜熱蓄熱材の物性を調整するための添加剤が添加されたものであり、物性を調整する添加剤の種類として、例えば、融点調整剤、増粘剤、過冷却防止剤、着色料のほか、無機塩水和物と共晶塩を構成する性質を有する添加剤、糖アルコールと共晶塩を構成する性質を有する添加剤、無機塩水和物と糖アルコールとの混合物と共晶塩を構成する性質を有する添加剤等が挙げられる。
【００１４】
（２）（１）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記加熱により蓄熱を行うとき、前記潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｘとし、完全に融液状態となる際に前記潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｍとすると、潜熱量Ｈｘ＜潜熱量Ｈｍ  ・・・式（１）  前記式（１）の条件が成立する場合のみ、前記潜熱蓄熱材対象物への蓄熱を行うこと、を特徴とする。
（３）（１）または（２）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記加熱を行う上限の温度Ｔｘは、前記潜熱蓄熱材対象物が完全な固相状態から液相状態に溶け始めるときの温度Ｔｓより高く、前記潜熱蓄熱材対象物が完全な液相状態になるときの温度Ｔｅより低い範囲内に制御されること、を特徴とする。
（４）（１）乃至（３）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記潜熱蓄熱材は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材であり、前記潜熱蓄熱材の主成分が、無機塩水和物、または糖アルコールに属する物質の少なくとも一方の物質を含む成分からなること、を特徴とする。
【００１５】
なお、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、「無機塩水和物」とは、例えば、ミョウバン水和物、硫酸塩水和物、リン酸塩水和物、ピロリン酸塩（二リン酸塩）水和物、または、これらの物質うちの少なくとも二種以上を含む混合物である。なお、無機塩水和物の化学式において、無機塩水和物の水和水をなす数は、限定されるものではない。無機塩水和物をミョウバン水和物とした場合には、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物、カリウムミョウバン１２水和物等に対し、何れか一種からなる物質、またはこれらの物質を少なくとも二種以上含む混合物が、無機塩水和物に該当する。また、硫酸塩水和物とした場合には、例えば、硫酸アルミニウム水和物、硫酸ナトリウム水和物、硫酸マグネシウム水和物、硫酸鉄水和物、硫酸カルシウム水和物等に対し、何れか一種からなる物質、またはこれらの物質を少なくとも二種以上含む混合物が、無機塩水和物に該当する。
【００１６】
また、リン酸塩水和物とした場合には、例えば、リン酸三ナトリウム水和物、リン酸水素二ナトリウム水和物、リン酸二水素ナトリウム水和物等に対し、何れか一種からなる物質、またはこれらの物質を少なくとも二種以上含む混合物が、無機塩水和物に該当する。また、ピロリン酸塩（二リン酸塩）水和物とした場合には、例えば、ピロリン酸四ナトリウム（二リン酸四ナトリウム）水和物、ピロリン酸水素三ナトリウム（二リン酸水素三ナトリウム）水和物、ピロリン酸二水素二ナトリウム（二リン酸二水素二ナトリウム）水和物、ピロリン酸三水素ナトリウム（二リン酸三水素ナトリウム）水和物等に対し、何れか一種からなる物質、またはこれらの物質を少なくとも二種以上含む混合物が、無機塩水和物に該当する。
【００１７】
すなわち、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物（別名：硫酸アルミニウムアンモニウム１２水和物）（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、カリウムミョウバン１２水和物（別名：硫酸カリウムアルミニウム１２水和物）（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、クロムミョウバン（別名：ビス硫酸クロムカリウム１２水和物）（ＣｒＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、鉄ミョウバン（別名：硫酸第二鉄アンモニウム１２水和物）（ＦｅＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩ＭＩ２（ＳＯ４）と、３価の陽イオンの硫酸塩ＭＩＩＩ２（ＳＯ４）３との複硫酸塩である「ミョウバン」が該当する。また、このような「ミョウバン」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材を対象としている。「ミョウバン」に含まれる金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等、３価の金属イオンでも良い。
【００１８】
また、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、「糖アルコールに属する物質」とは、例えば、エリスリトール（Ｃ４Ｈ１０Ｏ４）、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）、マンニトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ソルビトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ラクチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）、マルチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）等に対し、何れか一種からなる物質、またはこれらの物質を少なくとも二種以上含む混合物が、「糖アルコール類に属する物質」に該当する。
【００１９】
（５）（４）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記潜熱蓄熱材組成物は、前記無機塩水和物と、前記添加剤として、前記無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質と、からなること、を特徴とする。
【００２０】
なお、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、「無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質」とは、例えば、エリスリトール（Ｃ４Ｈ１０Ｏ４）、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）、マンニトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ソルビトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ラクチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）、マルチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）等の「糖アルコール類に属する物質」に該当する。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」が該当する。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合や、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合も該当する。さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物も該当する。
【００２１】
すなわち、本発明に係る潜熱蓄熱材組成物に構成された潜熱蓄熱材が、例えば、無機塩水和物からなる場合、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」が無機塩水和物に溶解するとき、この「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」において、外部から熱を吸収して吸熱反応（例えば、無機塩水和物の水和水との溶解のほか、無機塩水和物が水和水以外に溶媒となり得る分子をその構造の中に有する場合で、水和水以外の構成物質との溶解等も含む）が生じるものを、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、「無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と定義している。
【００２２】
（６）（４）または（５）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。
（７）（６）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）であること、を特徴とする。
（８）（４）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、前記糖アルコールに属する物質は、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）であること、を特徴とする。
【００２３】
また、上記目的を達成するために、本発明に係る潜熱蓄熱槽は、以下の構成を有する。
（９）蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、該潜熱蓄熱材を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えた潜熱蓄熱槽において、当該潜熱蓄熱槽内には、前記潜熱蓄熱材、または前記潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の何れかの潜熱蓄熱材対象物を収容した前記蓄熱材収容具が１または複数、前記熱媒体に浸して接触した状態で配設されており、前記潜熱蓄熱材対象物は蓄熱時に、前記熱媒体の熱により、（１）乃至（８）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法に基づいて、加熱されること、前記潜熱蓄熱材対象物の組成は、当該潜熱蓄熱槽内で分布する前記熱媒体の温度に対応して、当該潜熱蓄熱槽内に前記潜熱蓄熱材対象物を配設した部位毎に調整されていること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
上記構成を有する本発明の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法の作用・効果について説明する。（１）蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材に対し、過冷却現象の発現を防ぐための潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、潜熱蓄熱材は、一または複数の成分からなること、潜熱蓄熱材、または潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の何れかの潜熱蓄熱材対象物を、加熱により融液状態にして蓄熱を行うとき、融解した潜熱蓄熱材対象物の融液には、凝固していた潜熱蓄熱材対象物の一部による結晶が、溶け残って混在していること、を特徴とする。この特徴により、外部から添加することなく、融解した潜熱蓄熱材対象物（潜熱蓄熱材）の融液の中に、潜熱蓄熱材の一部に過ぎない結晶を残存させるだけで、潜熱蓄熱材組成物（潜熱蓄熱材）の過冷却現象は、簡単かつ確実に解除することができる。しかも、潜熱蓄熱材による一部の結晶が、潜熱蓄熱材対象物全体の重量に占める配合比率として、一例として１ｗｔ％未満である場合でも、潜熱蓄熱材対象物に存在していれば、潜熱蓄熱材組成物（潜熱蓄熱材）の過冷却現象を解除するのに足りる。また、潜熱蓄熱材が、例えば、無機塩水和物、糖アルコールのほか、無機塩水和物と糖アルコールとの混合物である場合や、このような混合物で共晶塩をなす場合等でも、潜熱蓄熱材の特性に因らず、潜熱蓄熱材の過冷却現象を解除することができる。
【００２５】
従って、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法によれば、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材対象物内の潜熱蓄熱材の過冷却現象を、その潜熱蓄熱材の特性に依らず、簡単にかつ確実に防ぐことができる、という優れた効果を奏する。
【００２６】
（２）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、加熱により蓄熱を行うとき、潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｘとし、完全に融液状態となる際に潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｍとすると、潜熱量Ｈｘ＜潜熱量Ｈｍ  ・・・式（１）  式（１）の条件が成立する場合のみ、潜熱蓄熱材対象物への蓄熱を行うこと、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材対象物が、固相状態から液相状態に変化する過程で、このような式（１）の条件を満たして加熱されれば、融解した潜熱蓄熱材対象物の融液には、潜熱蓄熱材対象物の一部よる結晶が、より確実に溶け残る。
【００２７】
（３）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、加熱を行う上限の温度Ｔｘは、潜熱蓄熱材対象物が完全な固相状態から液相状態に溶け始めるときの温度Ｔｓより高く、潜熱蓄熱材対象物が完全な液相状態になるときの温度Ｔｅより低い範囲内に制御されること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材対象物が、固相状態から液相状態に変化する過程で、このような範囲内の温度Ｔｘで加熱されれば、潜熱蓄熱材対象物の融液には、潜熱蓄熱材対象物の一部による結晶が、より確実に溶け残る。また、潜熱蓄熱材対象物が、潜熱蓄熱材に添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の場合、温度Ｔｓと温度Ｔｅとの間の温度帯域の幅が、潜熱蓄熱材対象物が潜熱蓄熱材単体の場合に比して広くなる。そのため、潜熱蓄熱材対象物を潜熱蓄熱槽に収容して使用するとき、潜熱蓄熱槽内の熱媒体の温度に、たとえ温度Ｔｓと温度Ｔｅとの範囲内でバラツキがあっても、潜熱蓄熱槽に収容されている全ての潜熱蓄熱材対象物に対し、過冷却現象は効果的に解除することができる。
【００２８】
（４）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、潜熱蓄熱材は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材であり、潜熱蓄熱材の主成分が、無機塩水和物、または糖アルコールに属する物質の少なくとも一方の物質を含む成分からなること、を特徴とする。この特徴により、数多く存在する潜熱蓄熱材の中で、潜熱蓄熱材は、過冷却現象が発現し易い特性を有するものの、体積当たりの蓄熱量が比較的高く、蓄熱性能も優れている。
【００２９】
（５）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、潜熱蓄熱材組成物は、無機塩水和物と、添加剤として、無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質と、からなること、を特徴とする。この特徴により、添加剤を配合した本発明の潜熱蓄熱材組成物でも、本発明の潜熱蓄熱材組成物の蓄熱量は、本発明の添加剤の配合に起因して低下しない。しかも、例えば、ミョウバン水和物等で構成した潜熱蓄熱材では、相変化に伴う潜熱が比較的大きく、かつ「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」を溶解させる水分が、ミョウバン水和物をなす構造の中に含まれている。そのため、このような潜熱蓄熱材を主成分とする本発明の潜熱蓄熱材組成物では、比較的大きな融解潜熱と負の溶解熱との足し合わせにより、潜熱蓄熱材に蓄熱できる蓄熱量も大きくできる。よって、本発明の潜熱蓄熱材組成物は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。
【００３０】
（６）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。この特徴により、様々な種類の無機塩水和物の中でも、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物等のようなミョウバン水和物を用いた潜熱蓄熱材は、相変化に伴う潜熱が比較的大きい物性を有する。そのため、このような物性の潜熱蓄熱材では、蓄熱できる蓄熱量も比較的大きい。また、ミョウバン水和物である潜熱蓄熱材を含む潜熱蓄熱材組成物は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。
【００３１】
（７）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、または、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。また、潜熱蓄熱材は、非危険物であるため、取扱いが容易である。
【００３２】
（８）に記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、糖アルコールに属する物質は、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）であること、を特徴とする。この特徴により、キシリトールは、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物等に蓄熱する熱量（約２７０（ｋＪ／ｋｇ））にほぼ匹敵する熱量の潜熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備することができる上、無毒で非危険物であるため、取扱いが容易である上に、安価でもある。
【００３３】
上記構成を有する本発明の潜熱蓄熱槽の作用・効果について説明する。
（９）蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材と、該潜熱蓄熱材との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体と、該潜熱蓄熱材を内部に収容する蓄熱材収容具とを、備えた潜熱蓄熱槽において、当該潜熱蓄熱槽内には、潜熱蓄熱材、または潜熱蓄熱材の物性を調整する添加剤を配合してなる潜熱蓄熱材組成物の何れかの潜熱蓄熱材対象物を収容した蓄熱材収容具が１または複数、熱媒体に浸して接触した状態で配設されており、潜熱蓄熱材対象物は蓄熱時に、熱媒体の熱により、（１）乃至（８）のいずれか１つに記載する潜熱蓄熱材の過冷却防止方法に基づいて、加熱されること、潜熱蓄熱材対象物の組成は、当該潜熱蓄熱槽内で分布する熱媒体の温度に対応して、当該潜熱蓄熱槽内に潜熱蓄熱材対象物を配設した部位毎に調整されていること、を特徴とする。この特徴により、蓄熱材収容具内の潜熱蓄熱材対象物ではどれも、潜熱蓄熱材対象物の過冷却現象の解除が、より確実にできており、このような潜熱蓄熱材対象物を用いた本発明の潜熱蓄熱槽は、熱供給源と熱提供先との間で行う熱エネルギの授受について、高い信頼性で実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法の説明にあたり、模式的に示したグラフである。
【図２】実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に例示した図である。
【図３】実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法による作用を模式的に示す図である。
【図４】実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物の加熱状態と冷却状態とを示した図であり、潜熱蓄熱材をアンモニウムミョウバンとし、融点調整剤をキシリトールとした場合の検証実験１の結果を示す図である。
【図５】実施形態の比較例１に係る潜熱蓄熱材組成物の加熱状態と冷却状態とを示した図であり、潜熱蓄熱材をアンモニウムミョウバンとし、融点調整剤をキシリトールとした場合の検証実験１の結果を示す図である。
【図６】実施形態の実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物の温度と単位時間当たりの蓄熱量の時間変化を示すグラフであり、潜熱蓄熱材をキシリトールとし、融点調整剤をペクチンとした場合の検証実験２の結果を示すグラフである。
【図７】実施形態の比較例２に係る潜熱蓄熱材組成物の温度と単位時間当たりの蓄熱量の時間変化を示すグラフであり、潜熱蓄熱材をキシリトールとし、融点調整剤をペクチンとした場合の検証実験２の結果を示すグラフである。
【図８】本実施形態に係る潜熱蓄熱槽を例示した説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法、及びこの過冷却防止方法で潜熱蓄熱材を用いた潜熱蓄熱槽について、実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。図８は、本実施形態に係る潜熱蓄熱槽を例示した説明図である。潜熱蓄熱槽８０は、例えば、病院やビルの発電に用いるコジェネレーション（CogenerationまたはCombined Heat and Power）のガスエンジンシステム等の熱供給源と、熱供給源で生じた排熱に有する熱エネルギを利用する熱提供先の設備との間に設置される。潜熱蓄熱材組成物は、本実施形態では、蓄熱材収容具３１の内部に収容され、この蓄熱材収容具３１は、潜熱蓄熱槽８０内に貯めた水等の熱媒体８３中に、１つ以上収容される。
【００３６】
潜熱蓄熱槽８０では、熱媒体８３が、熱供給源の排熱により、例えば、約９０℃に加熱され、熱媒体８３と蓄熱材収容具３１とを介して、潜熱蓄熱材組成物２内の潜熱蓄熱材１０（図２参照）が、８０〜９０℃等の温度帯域で蓄熱を行う。潜熱蓄熱材組成物２に蓄熱した熱は、このような温度帯域の温度で放熱され、例えば、給湯設備や、冷暖房を行う空気調和設備等の熱提供先の設備向けの熱エネルギとして、活用される。
【００３７】
次に、潜熱蓄熱材組成物２について、図２を用いて説明する。図２は、実施形態に係る潜熱蓄熱材組成物の構成成分を模式的に示す図である。図２に示すように、潜熱蓄熱材組成物２は、潜熱蓄熱材１０に、本実施形態では、後述するように、１種の添加剤２０を配合してなる。潜熱蓄熱材１０は、相変化に伴う潜熱の出入りにより、蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材である。潜熱蓄熱材１０は本来、熱媒体８３との間の熱の授受により、固相状態と液相状態とを呈することができ、その温度が、潜熱蓄熱材１０の融点以上になると、固相状態にある潜熱蓄熱材１０は液相状態に変化し、潜熱蓄熱材１０は融液となる。潜熱蓄熱材１０への蓄熱は、固相状態から液相状態に変化する過程で行われる。その反対に、熱媒体８３による抜熱により、潜熱蓄熱材１０の温度が、潜熱蓄熱材１０の凝固点以下になると、液相状態にある潜熱蓄熱材１０は固相状態に変化し、潜熱蓄熱材１０は固体化する。潜熱の潜熱蓄熱材１０からの放熱は、潜熱蓄熱材１０が液相状態から固相状態に変化する過程で行われる。
【００３８】
ところで、潜熱蓄熱材となる物質は数多く存在する中、その潜熱蓄熱材の物性によっては、潜熱蓄熱材の融液を凝固点以下に冷却しても結晶化しない過冷却現象が生じてしまうことがある。その一例として、パラフィン系の物質からなる潜熱蓄熱材は、蓄熱材の中で、体積当たりの蓄熱量が低く、蓄熱性能に劣っているものの、過冷却現象は発現し難い傾向にある。他方、後述するミョウバン水和物系からなる潜熱蓄熱材は、蓄熱材の中でも、体積当たりの蓄熱量が高く、蓄熱性能に優れているが、ミョウバン水和物系の潜熱蓄熱材では、過冷却現象が発現し易い傾向にある。過冷却現象が発現すると、一度融解した潜熱蓄熱材は、液相状態のままで凝固せず、潜熱蓄熱材に蓄えた潜熱が、放熱できなくなる。本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法は、このような過冷却現象を回避するための過冷却防止策となる。
【００３９】
本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法について、その概要を説明する。図１は、実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法の説明にあたり、模式的に示したグラフである。図３は、実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法による作用を模式的に示す図である。
【００４０】
ここで、図１に示すグラフについて、簡単に説明する。図１に示すグラフは、周知の示差走査熱量測定装置（DSC：Differential scanning calorimetry）等により、潜熱蓄熱材１０（図２参照）である試料を加熱して融解させ、単位時間当たりで試料に蓄えられる熱量（熱流）を縦軸に、この試料における温度を横軸に取り、熱流と温度との関係に基づいて作製されている。図１に示すグラフでは、縦軸左側の熱流の目盛りが試料に対する熱流を示しており、この目盛りの「負」の領域は、試料に吸熱に対応し、「正」の領域は、試料の放熱に対応する。
【００４１】
試料への加熱で、試料が昇温している間、試料は、顕熱を蓄えているため、図１に示すグラフでは、熱流の基準線は、常に「負」の領域となり、熱流は負の値をとる。潜熱蓄熱材１０では、当該潜熱蓄熱材１０が昇温しているときに融解した場合、潜熱蓄熱材１０は潜熱も蓄える。すなわち、図１に示すように、完全な固相状態にある潜熱蓄熱材１０は、温度Ｔｓで溶け始め、加熱する温度の上昇と共に、徐々に液相状態になる。そして、このような状態の潜熱蓄熱材１０は、温度Ｔｅ（Ｔｓ＜Ｔｅ）で完全な液相状態に変化して、融液となる。
【００４２】
温度Ｔｓから温度Ｔｅになるまでに蓄えた潜熱蓄熱材１０の熱量を積分し、その解である第１熱量から、上述した顕熱分の第２熱量を減算処理した第３熱量が、潜熱蓄熱材１０の融解潜熱となり、図１中、斜線のハッチングで示された面積の大きさで示されている。すなわち、試料は、温度変化と共に推移する熱流の線図の中で、熱流の絶対値が一時的に大きくなり、最大値（ピークトップ）に達すると、そのピークトップに対応する試料の温度Ｔ（融点と定義）で、単位時間当たりの蓄熱量が最大になる。
【００４３】
ところで、潜熱蓄熱材１０が、例えば、排熱等を出す熱供給源より、温度Ｔｅを超えた温度Ｔａ（Ｔｓ＜Ｔｅ＜Ｔａ）で加熱されると、潜熱蓄熱材１０は、完全に融解して融液となるが、この後に、潜熱蓄熱材１０を温度Ｔｓより低く冷却しても、潜熱蓄熱材１０において、凝固するのに必要な結晶の核を生成しない過冷却現象が生じる虞がある。
【００４４】
本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法は、潜熱蓄熱材１０、または潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤２０を配合してなる潜熱蓄熱材組成物２の何れかの潜熱蓄熱材対象物１に、過冷却現象の発現を回避する手法である。潜熱蓄熱材対象物１は、本実施形態では、上述した潜熱蓄熱材組成物２である。本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、潜熱蓄熱材対象物１である潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材１０）を、熱媒体８３からの伝熱による加熱で、固相状態から液相状態に相変化して蓄熱を行うとき、図３に示すように、融解した潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材対象物１）の融液４に、凝固していた潜熱蓄熱材対象物１の一部による種結晶３を、溶け残して混在させている。
【００４５】
このような種結晶３を融液４中に残しておくために、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、第１の措置として、加熱により蓄熱を行うとき、潜熱蓄熱材対象物１に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｘとし、完全に融液状態になる際に潜熱蓄熱材対象物に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｍとすると、
潜熱量Ｈｘ＜潜熱量Ｈｍ      ・・・式（１）
式（１）の条件が成立する場合のみ、潜熱蓄熱材対象物１への蓄熱を行う。
【００４６】
すなわち、潜熱蓄熱材１０が、温度Ｔｅを超えた温度Ｔａで加熱されたとしても、潜熱蓄熱材１０が、完全に融解して融液となり、潜熱量Ｈｍなるまでには、時間ｔａ（０＜ｔａ）が必要になる。そこで、固体状態の潜熱蓄熱材対象物１が完全に融液状態となる過程で蓄えられる潜熱量Ｈｍを、予め知得しておいた上で、潜熱蓄熱材１０を、時間ｔａより短い時間ｔｂ（ｔｂ＜ｔａ）、温度Ｔａで加熱することにより、潜熱蓄熱材対象物１に蓄える潜熱量Ｈｘを、潜熱量Ｈｍよりも抑える。このとき、潜熱蓄熱材対象物１が液相状態に変化する過程で、既に潜熱蓄熱材対象物１に蓄えられている潜熱量Ｈｘを計測する。そして、式（１）の条件について、遅くとも不成立となる直前の段階になるところで、潜熱蓄熱材対象物１への蓄熱を停止する。これにより、潜熱蓄熱材１０が、温度Ｔｅを超えた温度Ｔａで加熱されたとしても、過冷却現象は回避できる。
【００４７】
あるいは、潜熱量Ｈｘが潜熱量Ｈｍに達すると、潜熱蓄熱材１０は、完全に融解した融液状態になってしまうため、このような事態を避けるため、潜熱量Ｈｘが潜熱量Ｈｍに達する直前の段階で、例えば、閾値となる潜熱量Ｈｌ（Ｈｌ＜Ｈｍ）を設けておく。その上で、潜熱蓄熱材１０を温度Ｔａで加熱し、潜熱蓄熱材対象物１に蓄える潜熱量Ｈｘを、潜熱量Ｈｍよりも抑える。このとき、加熱に伴い、潜熱蓄熱材対象物１が液相状態に変化する過程で、既に潜熱蓄熱材対象物１に熱を蓄えられている潜熱量Ｈｘを計測する。そして、既に蓄えられている潜熱量Ｈｘが、閾値である潜熱量Ｈｌに到達した段階で、潜熱蓄熱材対象物１への蓄熱を停止する。これにより、潜熱蓄熱材１０が、温度Ｔｅを超えた温度Ｔａで加熱されたとしても、過冷却現象は回避できる。
【００４８】
続く、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、第２の措置として、熱媒体８３からの伝熱で潜熱蓄熱材組成物２を加熱するときの温度として、図１に示すように、加熱する上限の温度Ｔｘが、潜熱蓄熱材対象物１が完全な固相状態から液相状態に溶け始めるときの温度Ｔｓより高く、潜熱蓄熱材対象物１が完全な液相状態になるときの温度Ｔｅより低い範囲内に制御されている。これにより、図３に示すように、融解した潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材対象物１）の融液４に、凝固していた潜熱蓄熱材対象物１の一部による種結晶３が、溶け残って存在する。
【００４９】
なお、潜熱蓄熱材対象物１が、潜熱蓄熱材１０単体の場合と、潜熱蓄熱材１０に添加剤２０を配合した潜熱蓄熱材組成物２の場合では、温度Ｔｓと温度Ｔｅとの間の温度帯域に、幅の違いが生じる。潜熱蓄熱材１０単体の場合、温度帯域の幅が、例えば、２℃程度の幅となるが、潜熱蓄熱材組成物２の場合になると、例えば、１０℃程度の幅になり、温度Ｔｘが幅広い範囲から選択できる。但し、温度Ｔｘは、なるべく温度Ｔｅに近い温度にすることが好ましい。温度Ｔｘが温度Ｔｅに近いと、潜熱蓄熱材対象物１に蓄熱できる熱量を多くすることができるからである。
【００５０】
（実施例１）
実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物２Ａ（２）を対象に、本実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法について、説明する。はじめに、潜熱蓄熱材組成物２Ａの構成について、説明する。
【００５１】
実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物２Ａ（２）では、潜熱蓄熱材１０の主成分は、無機塩水和物の一種であるミョウバン水和物とする潜熱蓄熱材１０Ａ（１０）であり、本実施形態では、アンモニウムミョウバン１２水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水：ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）（以下、単に「アンモニウムミョウバン」と称する。）である。アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０Ａ）は、融点９３．５℃、酸性（１％水溶液の場合、ｐＨは約３．６）を呈する物性で、常温では固体の物質である。そのため、アンモニウムミョウバンが、単体で融点未満の９０℃程度に加熱されたとしても、アンモニウムミョウバンは、ほとんど溶融することなく、潜熱を蓄熱することもできない。
【００５２】
なお、本実施例１では、潜熱蓄熱材組成物２Ａの主成分である潜熱蓄熱材１０Ａを、アンモニウムミョウバン１２水和物（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水：ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）とした。しかしながら、潜熱蓄熱材は、無機塩水和物からなり、アンモニウムミョウバン以外にも、例えば、カリウムミョウバン１２水和物（ＡｌＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、クロムミョウバン（ＣｒＫ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）、鉄ミョウバン（ＦｅＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）等、１価の陽イオンの硫酸塩ＭＩ２（ＳＯ４）と、３価の陽イオンの硫酸塩ＭＩＩＩ２（ＳＯ４）３との複硫酸塩である「ミョウバン」であっても良い。また、この「ミョウバン」に含まれる３価の金属イオンは、アルミニウムイオン、クロムイオン、鉄イオン以外に、例えば、コバルトイオン、マンガンイオン等の金属イオンでも良い。さらに、潜熱蓄熱材１０は、このような「ミョウバン」に属する物質を、少なくとも二種以上含む混合物、または混晶を主成分とした蓄熱材であっても良い。
【００５３】
添加剤２０は、潜熱蓄熱材１０Ａの物性を調整する役割を担う水溶性の添加剤で、潜熱蓄熱材１０Ａの融点を、必要に応じて任意の温度に調整する融点調整剤２０Ａである。
【００５４】
融点調整剤２０Ａは、潜熱蓄熱材１０Ａとの溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質からなる。なお、本実施形態では、潜熱蓄熱材組成物２Ａに配合する添加剤２０として、融点調整剤２０Ａだけを挙げたが、融点調整剤２０Ａ以外に潜熱蓄熱材組成物に配合する添加剤は、融点調整剤２０Ａに限らず、例えば、液相状態にある潜熱蓄熱材組成物の融液の粘度を高める増粘剤や、潜熱蓄熱材組成物に着色する着色剤等も挙げることができる。そのほか、無機塩水和物と共晶塩を構成する性質を有する添加剤や、糖アルコールと共晶塩を構成する性質を有する添加剤、無機塩水和物と糖アルコールとの混合物と共晶塩を構成する性質を有する添加剤等も挙げることができる。
【００５５】
ここで、「潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質」の定義について、説明する。前述したように、潜熱蓄熱材組成物２Ａは、アンモニウムミョウバン（硫酸アンモニウムアルミニウム・１２水和物）からなる潜熱蓄熱材１０を主成分に、融点調整剤２０Ａを配合してなる。融点調整剤２０Ａが潜熱蓄熱材１０Ａに溶解するとき、この融点調整剤２０Ａにおいて、外部から熱を吸収して吸熱反応が生じるものを、本実施形態では、「潜熱蓄熱材との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と定義している。
【００５６】
「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」には、例えば、エリスリトールやキシリトールのほか、マンニトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ソルビトール（Ｃ６Ｈ１４Ｏ６）、ラクチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）、マルチトール（Ｃ１２Ｈ２４Ｏ１１）等の「糖アルコール類に属する物質」がある。また、塩化カルシウム六水和物（ＣａＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化マグネシウム六水和物（ＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏ）、塩化カリウム（ＫＣｌ）、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）等の「塩化物に属する物質」がある。また、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上を含む場合や、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のうち、少なくとも一種以上含む場合も該当する。さらに、上述の「糖アルコール類に属する物質」に該当する物質のいずれかと、上述の「塩化物に属する物質」に該当する物質のいずれかとの混合物もある。
【００５７】
すなわち、潜熱蓄熱材１０Ａが、無機塩水和物からなる場合、「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」が無機塩水和物に溶解するとき、この「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」において、外部から熱を吸収して吸熱反応（例えば、無機塩水和物の水和水との溶解のほか、無機塩水和物が水和水以外に溶媒となり得る分子をその構造の中に有する場合で、水和水以外の構成物質との溶解等も含む）が生じるものを、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、「無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質」と、定義している。
【００５８】
具体的には、融点調整剤２０Ａは、本実施例１では、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）であり、潜熱蓄熱材組成物２Ａ全体の重量に占める配合比率として、キシリトールの配合比率は、３０ｗｔ％である。キシリトールが、潜熱蓄熱材組成物２Ａ全体の重量に対し、例えば、約３０ｗｔ％の配合比率で、アンモニウムミョウバン（潜熱蓄熱材１０Ａ）に添加されると、潜熱蓄熱材組成物２Ａの融点は、約６０℃から約８０℃に至る広範な温度帯域で、融解潜熱を示す。
【００５９】
次に、本実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法と、その比較例１に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法とを対比して、融液の状態の違いを確認する検証実験１を行い、実施例１に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法の有意性を検証した。その検証実験１について、説明する。
【００６０】
＜実験方法＞
・検証実験１では、１００ｇの潜熱蓄熱材組成物２Ａ（２）を、容量２５０ｍｌのポリプロピレン (PP：polypropylene)製の容器に収容し、潜熱蓄熱材組成物２Ａの入った容器を、第１温水に４時間浸漬して潜熱蓄熱材組成物２Ａを加熱した。その後、この第１温水から移して、この第１温水の温度より低い６０℃の第２温水に、潜熱蓄熱材組成物２Ａの入った容器を、２０時間浸漬して潜熱蓄熱材組成物２Ａを冷却した。
・実施例１，比較例１とも、第１温水から取り出した直後に、潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態と、第２温水から取り出した直後に、潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態を、それぞれ目視で確認し、これらの状態に差異があるか否かを調査した。
【００６１】
＜実施例１と比較例１との共通条件＞
・潜熱蓄熱材１０Ａ（１０）の量：アンモニウムミョウバン１２水和物の粉末７０ｇ
・融点調整剤２０Ａ（２０）の量：キシリトールの粉末３０ｇ
・潜熱蓄熱材組成物２Ａ（２）：アンモニウムミョウバン１２水和物の粉末とキシリトールの粉末を混合し、撹拌して作製
・潜熱蓄熱材組成物２Ａが融解する温度帯：約６０〜８０℃
・潜熱蓄熱材組成物２Ａの収容形態：容量２５０ｍｌのポリプロピレン製容器に収容
【００６２】
＜実施例１の条件＞
・第１温水の温度：８０℃
【００６３】
＜比較例１の条件＞
・第１温水の温度：９０℃
【００６４】
＜実験結果＞
図４は、実施形態の実施例１に係る潜熱蓄熱材組成物の加熱状態と冷却状態とを示した図であり、潜熱蓄熱材をアンモニウムミョウバンとし、融点調整剤をキシリトールとした場合の検証実験１の結果を示す図である。図５は、実施形態の比較例１に係る潜熱蓄熱材組成物の加熱状態と冷却状態とを示した図であり、潜熱蓄熱材をアンモニウムミョウバンとし、融点調整剤をキシリトールとした場合の検証実験１の結果を示す図である。
【００６５】
実施例１で、図４（ａ）に示すように、第１温水から取り出した加熱直後の潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態を示す検証用加熱後サンプル４１では、潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態は、薄く白濁した液体であった。また、図４（ｂ）に示すように、第２温水から取り出した冷却直後の潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態を示す検証用冷却後サンプル４２では、潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態は、薄い黄緑色を呈した固体であった。
【００６６】
これに対し、比較例１で、図５（ａ）に示すように、第１温水から取り出した加熱直後の潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態を示す比較用加熱後サンプル５１では、潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態は、薄い黄色を呈した透明の液体であった。また、図５（ｂ）に示すように、第２温水から取り出した冷却直後の潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態を示す比較用冷却後サンプル５２では、潜熱蓄熱材組成物２Ａの状態は、比較用加熱後サンプル５１に比べ、濃い黄色を呈し、透明の液体のままであった。
【００６７】
＜考察＞
比較例１のように、潜熱蓄熱材組成物２Ａ（潜熱蓄熱材１０Ａ）を９０℃に加熱すると、潜熱蓄熱材組成物２Ａ（融点約６０〜８０℃）の加熱温度は、図１に示したグラフにおける温度Ｔｅ（約８０℃）を上回るため、潜熱蓄熱材１０Ａは完全に融解してしまう。そのため、比較用冷却後サンプル５２内では、凝固していた潜熱蓄熱材１０Ａの一部による種結晶（図３中、種結晶３）が、融解した潜熱蓄熱材組成物２Ａの中で溶け残らず、存在してないことから、過冷却現象が潜熱蓄熱材組成物２Ａに発現したものと推察され、潜熱蓄熱材組成物２Ａを、図１に示したグラフにおける温度Ｔｓ以下に冷却しても、透明の液体のままであったと考えられる。
【００６８】
これに対し、実施例１のように、潜熱蓄熱材組成物２Ａ（潜熱蓄熱材１０Ａ）を８０℃に加熱すると、潜熱蓄熱材組成物２Ａの加熱温度８０℃は、図１に示したグラフにおいて、潜熱蓄熱材１０Ａが完全な固相状態から液相状態に溶け始めるときの温度Ｔｓ（約６０℃）より高く、潜熱蓄熱材１０Ａが完全な液相状態になるときの温度Ｔｅ（約８０℃）より僅かに低い範囲内に制御された温度Ｔｘに相当している。そのため、検証用冷却後サンプル４２内では、凝固していた潜熱蓄熱材１０Ａの一部による種結晶（図３中、種結晶３）が、融解した潜熱蓄熱材組成物２Ａの中で溶け残って存在していることから、潜熱蓄熱材組成物２Ａに過冷却現象が起こっていないものと推察され、潜熱蓄熱材組成物２Ａを、図１に示したグラフにおける温度Ｔｓ以下に冷却すると、液体から固体に相変化したものと考えられる。
【００６９】
（実施例２）
実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物２Ｂ（２）を対象に、本実施形態の実施例２に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法について、説明する。はじめに、潜熱蓄熱材組成物２Ｂの構成について、簡単に説明する。なお、実施例１とは異なる部分を中心に説明し、その他について説明を簡略または省略する。
【００７０】
実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物２Ｂ（２）では、潜熱蓄熱材１０の主成分は、糖アルコール類に属する物質のキシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）であり、キシリトールの融点は、約９２℃である。また、添加剤２０は、キシリトールとする潜熱蓄熱材１０Ｂ（１０）の物性を調整する役割を担う水溶性の添加剤で、潜熱蓄熱材１０Ｂの融点を、必要に応じて任意の温度に調整する融点調整剤２０Ｂである。具体的には、融点調整剤２０Ｂは、本実施例２では、ペクチン（Pectin）であり、潜熱蓄熱材組成物２Ｂ全体の重量に占める配合比率として、ペクチンの配合比率は、６．９ｗｔ％である。ペクチンが、潜熱蓄熱材組成物２Ｂ全体の重量に対し、例えば、約７ｗｔ％の配合比率で、キシリトール（潜熱蓄熱材１０Ｂ）に添加されると、潜熱蓄熱材組成物２Ｂの融点は、約９０℃になる。
【００７１】
次に、本実施形態の実施例２に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法と、その比較例２に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法とを対比して、融液の状態の違いを確認する検証実験２を行い、実施例２に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法の有意性を検証した。その検証実験２について、説明する。
【００７２】
＜実験方法＞
・検証実験２では、潜熱蓄熱材組成物２Ｂ（２）として、潜熱蓄熱材１０Ｂ（１０）であるキシリトールの粉末９．４ｍｇと、融点調整剤２０Ｂ（２０）であるペクチンの粉末０．７ｍｇとを混合し撹拌した混合物を、試料とした。潜熱蓄熱材組成物２Ｂの融点は約９０℃である。そして、周知の示差走査熱量測定装置（DSC：Differential scanning calorimetry）を用いて、空気雰囲気の下、試料をアルミニウム製容器内に密閉した状態の下で、試料の蓄熱量・放熱量を測定した。試料は、２℃／ｍｉｎ．の加熱速度で昇温し、その後、２０分間保持した後、自然な状態で空冷することにより、４０℃まで降温させた。昇温開始から降温完了までの間、試料から出入りした熱量を測定し、蓄熱された潜熱量と、放熱された潜熱量を求めた。
【００７３】
＜実施例２の条件＞
・昇温開始時の温度：４０℃
・昇温後に保持した温度：９０℃
・降温開始時の温後：９０℃
【００７４】
＜比較例２の条件＞
・昇温開始時の温度：３０℃
・昇温後に保持した温度：９５℃
・降温開始時の温後：９５℃
【００７５】
＜実験結果＞
図６は、実施形態の実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物の温度と単位時間当たりの蓄熱量の時間変化を示すグラフであり、潜熱蓄熱材をキシリトールとし、融点調整剤をペクチンとした場合の検証実験２の結果を示すグラフである。図７は、実施形態の比較例２に係る潜熱蓄熱材組成物の温度と単位時間当たりの蓄熱量の時間変化を示すグラフであり、潜熱蓄熱材をキシリトールとし、融点調整剤をペクチンとした場合の検証実験２の結果を示すグラフである。
【００７６】
図６及び図７に示すグラフでは、縦軸左側の目盛りが、試料に対する熱流を示しており、この目盛りの「負」の領域は、試料に、単位時間当たりに吸熱される熱量を示し、「正」の領域は、試料から、単位時間当たりに放熱される熱量を示す。また、試料は、時間経過と共に推移する熱流の線図の中で、熱流の絶対値が一時的に大きくなり、最大値（ピークトップ）に達した時間ｔに対応する試料の温度Ｔ（融点及び凝固点と定義）となったとき、単位時間当たりにおける最大の蓄熱量や最大の放熱量を呈する条件となる。試料の融解潜熱は、熱流の線図の中で、単位時間当たりにおける蓄熱量や放熱量のピークの開始時間と終了時間との間で、熱量を積算して得られるピーク面積Ｓ（図６及び図７中、斜線の部分）の大きさで示されている。また、試料の熱流の単位は〔μＷ〕で、試料の質量の単位は〔ｍｇ〕であるが、単位換算を行った上で、潜熱の蓄熱量と放熱量の単位は、〔ｋＪ／ｋｇ〕としている。
【００７７】
実施例２に係る潜熱蓄熱材組成物２Ｂでは、図６に示すように、蓄熱ピーク時ｔ１ａに対応する温度Ｔ１ａは８９．３℃で、蓄熱した潜熱量Ｓ１ａは２４４ｋＪ／ｋｇであった。また、放熱ピーク時ｔ１ｂに対応する温度Ｔ１ｂは６４．９℃で、放熱した潜熱量Ｓ１ｂは１９５ｋＪ／ｋｇであった。これに対し、比較例２に係る潜熱蓄熱材組成物２Ｂでは、図７に示すように、蓄熱ピーク時ｔ２に対応する温度Ｔ２は９１℃で、蓄熱した潜熱量Ｓ２は３８１ｋＪ／ｋｇであった。また、放熱ピークは、存在しなかった。
【００７８】
＜考察＞
比較例２の場合、潜熱蓄熱材組成物２Ｂ（潜熱蓄熱材１０Ｂ）を、図１に示したグラフにおいて、潜熱蓄熱材１０Ｂが完全に融解する温度Ｔｅを超えた温度Ｔａに相当する９５℃まで加熱したために、潜熱蓄熱材１０Ｂは、完全に融解してしまい、凝固していた当該潜熱蓄熱材１０Ｂの一部による種結晶（図３中、種結晶３）が、融解した潜熱蓄熱材組成物２Ｂの中に全く溶け残らず、潜熱蓄熱材組成物２Ｂに過冷却現象が発現したものと推察される。このことから、潜熱蓄熱材１０Ｂが降温開始以降、融点より低い温度に冷却されても、潜熱蓄熱材組成物２Ｂが、凝固できず、潜熱を放熱できなかったために、放熱ピークが存在しなかったものと考えられる。
【００７９】
これに対し、実施例２の場合、潜熱蓄熱材組成物２Ｂ（潜熱蓄熱材１０Ｂ）を、図１に示したグラフにおいて、潜熱蓄熱材１０Ｂが完全に融解する温度Ｔｅより僅かに低い温度Ｔｘに相当する９０℃で加熱したために、潜熱蓄熱材１０Ｂは、完全に融解できておらず、凝固していた当該潜熱蓄熱材１０Ｂの一部による種結晶（図３中、種結晶３）が、融解した潜熱蓄熱材組成物２Ｂの中に溶け残り、潜熱蓄熱材組成物２Ｂに過冷却現象を解除できたものと推察される。このことから、潜熱蓄熱材１０Ｂが降温開始以降、融点より低い温度に冷却されたら、潜熱蓄熱材組成物２Ｂが、凝固でき、潜熱を放熱できたために、放熱ピークが存在したものと考えられる。
【００８０】
なお、図１に示したグラフにおいて、潜熱蓄熱材１０を、加熱により融液状態にして蓄熱を行うときに加熱する温度Ｔｘは、図７に示すようなグラフを参考に、選択される。
【００８１】
次に、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法で潜熱蓄熱材１０を用いた潜熱蓄熱槽８０について、図１０を用いて簡単に説明する。図８は、実施形態に係る潜熱蓄熱槽を例示した説明図である。前述したように、潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材対象物１、図２及び図３参照）は、本実施形態では、蓄熱材収容具３１の内部に密閉されており、潜熱蓄熱材組成物２を蓄熱材収容具３１に収容した蓄熱材封入パック３０が、潜熱蓄熱槽８０内に貯められた水等の熱媒体８３の中に、浸漬した状態で、１つ以上収容されている。潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材１０）への蓄熱にあたり、排熱を生む熱供給源側から流通する熱媒体８３が、弁８４を介して出入口８１から潜熱蓄熱槽８０内に流入され、弁８５を介して出入口８２から熱供給源側に向けて流出される。続いて、潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材１０）からの放熱にあたり、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３が、弁８４を介して出入口８１から熱提供先の設備側に向けて流出され、熱提供先に熱を搬送した後、弁８５を介して出入口８２に流入する。
【００８２】
蓄熱時、出入口８１から流入した熱媒体８３は、本実施形態では、潜熱蓄熱槽８０下方から供給されるが、潜熱蓄熱槽８０内で熱媒体８３に対流が生じていても、潜熱蓄熱槽８０内には、熱媒体８３の温度に若干のバラツキが生じる虞がある。例えば、出入口８１に近接した第１蓄熱材封入パック３０Ａ（蓄熱材封入パック３０）付近の熱媒体８３の温度と、出入口８１から離れた第４蓄熱材封入パック３０Ｄ（蓄熱材封入パック３０）付近の熱媒体８３の温度との間で、温度差ΔＴａｄが生じ得る。
【００８３】
また、第２蓄熱材封入パック３０Ｂ（蓄熱材封入パック３０）付近の熱媒体８３の温度と、第３蓄熱材封入パック３０Ｃ（蓄熱材封入パック３０）付近の熱媒体８３の温度との間でも、温度差ΔＴｂｃが生じ得る。このように、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３には、温度分布が生じる虞があり、複数の蓄熱材封入パック３０に接触する付近の熱媒体８３の温度は、潜熱蓄熱槽８０内において、蓄熱材封入パック３０の配置位置毎に異なっている虞がある。
【００８４】
潜熱蓄熱槽８０では、各蓄熱材封入パック３０を対象に、蓄熱材収容具３１内の潜熱蓄熱材組成物２に対し、固相状態から液相状態への相変化を開始する温度Ｔｓと、完全に融解する温度Ｔｅを、当該潜熱蓄熱材組成物２の周囲を覆う熱媒体８３の温度に対応させて、潜熱蓄熱材組成物２内の添加剤２０（融点調整剤）の添加量が調整されている。これにより、各蓄熱材封入パック３０とも、潜熱蓄熱材組成物２では、過冷却現象の解除がより確実にできている。
【００８５】
次に、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法の作用・効果について説明する。本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法は、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０に対し、過冷却現象の発現を防ぐための潜熱蓄熱材の過冷却防止方法において、潜熱蓄熱材１０は、単一の成分からなること、潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤２０を配合してなる潜熱蓄熱材組成物２である潜熱蓄熱材対象物１を、加熱により融液状態にして蓄熱を行うとき、融解した潜熱蓄熱材対象物１の融液４には、凝固していた潜熱蓄熱材対象物１（潜熱蓄熱材１０）の一部による種結晶３が、溶け残って混在していること、を特徴とする。この特徴により、外部から添加することなく、融解した潜熱蓄熱材対象物１の融液４の中に、潜熱蓄熱材１０の一部に過ぎない種結晶３を残存させるだけで、潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材１０）の過冷却現象は、簡単かつ確実に解除することができる。しかも、潜熱蓄熱材１０による種結晶３が、潜熱蓄熱材対象物１全体の重量に占める配合比率として、一例として１ｗｔ％未満である場合でも、潜熱蓄熱材対象物１に存在していれば、潜熱蓄熱材組成物２（潜熱蓄熱材１０）の過冷却現象を解除するのに足りる。また、潜熱蓄熱材１０が、実施例１の潜熱蓄熱材１０Ａであるアンモニウムミョウバン（無機塩水和物）や、実施例２の潜熱蓄熱材１０Ｂであるキシリトール（糖アルコール）である場合のほか、無機塩水和物と糖アルコールとの混合物である場合や、このような混合物で共晶塩をなす場合等でも、潜熱蓄熱材の特性に因らず、潜熱蓄熱材の過冷却現象を解除することができる。勿論、過冷却現象を効果的に解除できる過冷却防止剤について、数多く存在する潜熱蓄熱材の中で、特定の潜熱蓄熱材に適合する過冷却防止剤を探索する作業が不要となる。
【００８６】
従って、本実施形態に係る潜熱蓄熱材の過冷却防止方法によれば、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０の過冷却現象を、その潜熱蓄熱材１０の特性に依らず、簡単にかつ確実に防ぐことができる、という優れた効果を奏する。
【００８７】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、加熱により蓄熱を行うとき、潜熱蓄熱材対象物１に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｘとし、完全に融液状態となる際に潜熱蓄熱材対象物１に蓄えられる潜熱量を、潜熱量Ｈｍとすると、潜熱量Ｈｘ＜潜熱量Ｈｍ  ・・・式（１）  式（１）の条件が成立する場合のみ、潜熱蓄熱材対象物１への蓄熱を行うこと、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材対象物１が、固相状態から液相状態に変化する過程で、このような式（１）の条件を満たして加熱されれば、潜熱蓄熱材対象物１の融液４には、潜熱蓄熱材対象物１の種結晶３が、より確実に溶け残る。
【００８８】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、加熱を行う上限の温度Ｔｘは、潜熱蓄熱材対象物１が完全な固相状態から液相状態に溶け始めるときの温度Ｔｓより高く、潜熱蓄熱材対象物１が完全な液相状態になるときの温度Ｔｅより低い範囲内に制御されること、を特徴とする。この特徴により、潜熱蓄熱材対象物１が、固相状態から液相状態に変化する過程で、このような範囲内の温度Ｔｘで加熱されれば、潜熱蓄熱材対象物１の融液４には、潜熱蓄熱材対象物１の種結晶３が、より確実に溶け残る。また、本実施形態のように、潜熱蓄熱材対象物１が、潜熱蓄熱材１０に添加剤２０を配合してなる潜熱蓄熱材組成物２の場合、温度Ｔｓと温度Ｔｅとの間の温度帯域の幅が、潜熱蓄熱材対象物１が潜熱蓄熱材１０単体の場合に比して広くなる。そのため、潜熱蓄熱材対象物１を潜熱蓄熱槽８０に収容して使用するとき、潜熱蓄熱槽８０内の熱媒体８３の温度に、たとえ温度Ｔｓと温度Ｔｅとの範囲内でバラツキがあっても、潜熱蓄熱槽８０に収容されている全ての潜熱蓄熱材対象物１に対し、過冷却現象は効果的に解除することができる。また、潜熱蓄熱材をキシリトールとした場合、潜熱蓄熱材の過冷却解除を効果的に発揮できる過冷却防止剤が、未だに開発されていないが、実施例２のように、キシリトールである潜熱蓄熱材１０Ｂでも、過冷却現象は効果的に解除することができる。
【００８９】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、潜熱蓄熱材１０は、相変化に伴う潜熱の出入りを利用して蓄熱またはその放熱を行う蓄熱材であり、潜熱蓄熱材１０の主成分が、無機塩水和物からなること、または糖アルコールに属する物質からなること、を特徴とする。この特徴により、数多く存在する潜熱蓄熱材の中で、潜熱蓄熱材１０は、過冷却現象が発現し易い特性を有するものの、体積当たりの蓄熱量が比較的高く、蓄熱性能も優れている。また、潜熱蓄熱材１０に、アルコールに属する物質や、水溶性の多糖類に属する物質からなる添加剤２０を加えても、潜熱蓄熱材１０と添加剤２０とを組成した潜熱蓄熱材組成物２は、化学的に安定している。
【００９０】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、潜熱蓄熱材組成物２は、無機塩水和物と、添加剤２０Ａとして、無機塩水和物との溶解で、負の溶解熱を発生する物性を有する物質と、からなること、を特徴とする。この特徴により、添加剤２０Ａが配合された潜熱蓄熱材組成物２でも、潜熱蓄熱材組成物２の蓄熱量は、添加剤２０Ａの添加に起因して低下しない。しかも、アンモニウムミョウバン等のミョウバン水和物で構成した潜熱蓄熱材１０では、相変化に伴う潜熱が比較的大きく、かつ「負の溶解熱を発生する物性を有する物質」である添加剤２０Ａを溶解させる水分が、ミョウバン水和物をなす構造の中に含まれている。そのため、このような潜熱蓄熱材１０を主成分とする潜熱蓄熱材組成物２では、比較的大きな融解潜熱と負の溶解熱との足し合わせにより、潜熱蓄熱材１０に蓄熱できる蓄熱量も大きくできる。よって、ミョウバン水和物を主成分とする潜熱蓄熱材１０を含む潜熱蓄熱材組成物２は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。また、潜熱蓄熱材組成物２の融点も、アンモニウムミョウバン単体状態の融点（９３．５℃）より、３０℃以上も低くすることができるため、潜熱蓄熱材組成物２は、概ね６０℃前後〜８０℃前後の範囲内を対象とした温度帯域の排熱に基づいて、蓄熱できるようになる。
【００９１】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、無機塩水和物は、ミョウバン水和物であること、を特徴とする。この特徴により、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物等のようなミョウバン水和物を用いた潜熱蓄熱材１０は、相変化に伴う潜熱が比較的大きい物性を有する。そのため、このような物性の潜熱蓄熱材１０では、蓄熱できる蓄熱量も比較的大きい。また、ミョウバン水和物である潜熱蓄熱材１０を含む潜熱蓄熱材組成物２は、大容量の熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備できている点で、優れている。また、潜熱蓄熱材１０は、非危険物であるため、取扱いが容易である上に、安価でもある。
【００９２】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、ミョウバン水和物は、アンモニウムミョウバン１２水和物（ＡｌＮＨ４（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏ）であること、を特徴とする。この特徴により、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物は、市場で幅広く流通して入手し易く、安価である。
【００９３】
また、本実施形態の潜熱蓄熱材の過冷却防止方法では、糖アルコールに属する物質は、キシリトール（Ｃ５Ｈ１２Ｏ５）であること、を特徴とする。この特徴により、キシリトールは、例えば、アンモニウムミョウバン１２水和物やカリウムミョウバン１２水和物等に蓄熱する熱量（約２７０（ｋＪ／ｋｇ））にほぼ匹敵する熱量の潜熱を蓄熱し、それを放熱する蓄放熱性能を具備することができる上、無毒で非危険物であるため、取扱いが容易である上に、安価でもある。
【００９４】
上記構成を有する本実施形態の潜熱蓄熱槽の作用・効果について説明する。本実施形態の潜熱蓄熱槽８０は、蓄熱またはその放熱を行う潜熱蓄熱材１０と、該潜熱蓄熱材１０との間で熱を移動させるための媒体である熱媒体８３と、該潜熱蓄熱材１０を内部に収容する蓄熱材収容具３１とを、備えた潜熱蓄熱槽８０において、当該潜熱蓄熱槽８０内には、潜熱蓄熱材１０、または潜熱蓄熱材１０の物性を調整する添加剤２０を配合してなる潜熱蓄熱材組成物２の何れかの潜熱蓄熱材対象物１を収容した蓄熱材収容具３１が１または複数、熱媒体８３に浸して接触した状態で配設されており、潜熱蓄熱材対象物１は蓄熱時に、熱媒体８３の熱により、前述した潜熱蓄熱材の過冷却防止方法に基づいて、加熱されること、潜熱蓄熱材対象物１の組成は、当該潜熱蓄熱槽８０内で分布する熱媒体８３の温度に対応して、当該潜熱蓄熱槽８０内に潜熱蓄熱材対象物１を配設した部位毎に調整されていること、を特徴とする。
【００９５】
この特徴により、潜熱蓄熱槽８０に収容した蓄熱材封入パック３０ではどれも、潜熱蓄熱材組成物２の過冷却現象の解除が、より確実にできているため、このような潜熱蓄熱材組成物２を用いた潜熱蓄熱槽８０は、熱供給源と熱提供先との間で行う熱エネルギの授受について、高い信頼性で実現することができる。しかも、特許文献１のように、潜熱蓄熱材に衝撃を加える設備が、一切不要であり、潜熱蓄熱槽８０は、構成の簡素化、かつ省スペース化して設置することができ、潜熱蓄熱槽８０全体のコストも安価である。また、潜熱蓄熱槽８０の使い勝手も良い。
【００９６】
以上において、本発明を実施形態の実施例１，２、比較例１，２に即して説明したが、本発明は上記実施形態の実施例１，２、比較例１，２に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できる。
【００９７】
（１）例えば、実施形態の実施例２では、融点調整剤２０Ｂ等の配合により、潜熱蓄熱材組成物２Ｂの融点を約９０℃に調整したが、融点調整剤により調整される潜熱蓄熱材組成物の融点温度は、これらの温度帯域に限定されるものではなく、潜熱蓄熱材組成物から放熱される熱を利用する熱供給先で、必要する熱源の温度に対応した温度に調整されたものであれば良い。
【００９８】
（２）また、実施形態では、潜熱蓄熱材組成物２を利用した潜熱蓄熱槽８０を、図８に例示したが、本発明に係る潜熱蓄熱槽について、当該潜熱蓄熱槽内で潜熱蓄熱材組成物等と熱媒体とを区画し、潜熱蓄熱材組成物等と熱媒体との間で、熱が伝導できる構造であれば、潜熱蓄熱槽の構成・形状・仕様は、何でも良い。また、熱媒体の取入口と、その排出口の配設位置についても、限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９９】
１  潜熱蓄熱材対象物
２  潜熱蓄熱材組成物
３  種結晶（一部による結晶）
１０  潜熱蓄熱材
２０  添加剤
２０Ａ，２０Ｂ  融点調整剤（添加剤）
３１  蓄熱材収容具
８０  潜熱蓄熱槽
８３  熱媒体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2018173242.tif 000007
【図６】
2018173242.tif 000008
【図７】
2018173242.tif 000009
【図８】
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