(57)【要約】【課題】過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する蓄熱材料を提供する。【解決手段】本開示の蓄熱材料は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の液相から固相への変化により吸熱し、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固相から液相への変化により放熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の液相から固相への変化により吸熱し、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固相から液相への変化により放熱する、蓄熱材料。
【請求項２】
前記蓄熱材料は、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を主成分として含有している、請求項１に記載の蓄熱材料。
【請求項３】
前記蓄熱材料に含まれる水の質量は、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の質量の１０％未満である、請求項１又は２に記載の蓄熱材料。
【請求項４】
容器と、
前記容器に収容された蓄熱材料と、
前記容器の内部に存在し、前記蓄熱材料との熱交換をなす熱媒体のための熱媒体流路と、
前記蓄熱材料が過冷却状態であるときに前記蓄熱材料の過冷却を解除する過冷却解除手段と、を備え、
前記蓄熱材料は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、
前記過冷却解除手段の動作により、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を液相から固相に変化させて前記蓄熱材料から放熱する、
蓄熱装置。
【請求項５】
亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有している蓄熱材料を固相から液相に変化させて吸熱し、
前記蓄熱材料において前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を過冷却状態に保ち、
前記蓄熱材料において前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の前記過冷却状態を解除して、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を液相から固相に変化させて前記蓄熱材料から放熱する、
蓄熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、蓄熱材料、蓄熱装置、及び蓄熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の使用削減が求められており、様々なプロセスの消費エネルギーを低減するだけでなく、未利用熱の活用を推進する必要がある。このため、様々な蓄熱技術が開発されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、酢酸ナトリウム・３水和物に水を添加し、過冷却状態を安定化させた潜熱蓄熱材が記載されている。特許文献１には、酢酸ナトリウム・３水和物に対して約１０〜４０重量％、好ましくは約２０〜３０重量％の水を添加することにより、過冷却状態を安定に保持できることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３２４０９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の技術は、過冷却状態を安定に保持できるものの、蓄熱密度を高める観点から改良の余地を有する。そこで、本開示は、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する蓄熱材料を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本開示は、
亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の液相から固相への変化により吸熱し、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固相から液相への変化により放熱する、蓄熱材料を提供する。
【発明の効果】
【０００７】
上記の蓄熱材料は、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、本開示の蓄熱方法における蓄熱材料の状態変化を模式的に示す図である。
【図２】図２は、本開示の蓄熱装置の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（本開示の基礎となった知見）
一次エネルギーの約７０％は、有効に利用されることなく、環境中に未利用熱として排出されている。例えば、自動車のガソリンエンジンは燃料の持つエネルギーの約２０％しか有効に利用できておらず、火力発電は燃料の持つエネルギーの約４０％しか有効に利用できていない。未利用熱を蓄え、未利用熱の元の温度に近い温度で蓄えた熱を利用できる技術があれば、エネルギーの回収及びエネルギーの再利用の点で非常に有効である。未利用熱の発生源としては、自動車のガソリンエンジンに加えて、例えば、発電に用いられるガスエンジン及びディーゼルエンジンも考えられる。
【００１０】
未利用熱を蓄える手段としては、顕熱蓄熱及び潜熱蓄熱が考えられる。この中で、顕熱蓄熱として、１００℃以下の温水蓄熱が知られている。しかし、温水蓄熱には、例えば、以下の問題が存在する。（１）放熱損失があるため長期間の蓄熱が難しい。（２）水の顕熱量が比較的小さく、大量の水が必要であるため、蓄熱設備の小型化が難しい。（３）出力温度は、熱の利用量に応じて非定常であり、次第に降下する。このため、未利用熱の活用を推進するためには、より高い効率を有する蓄熱技術を開発する必要がある。
【００１１】
潜熱蓄熱は、物質の融解等の相変化を利用する。潜熱蓄熱は、顕熱蓄熱に比べて蓄熱密度が高く、相変化温度が不変であるので熱の取り出し温度が安定するという利点を有する。このため、潜熱蓄熱の実用化が進められている。潜熱蓄熱において、蓄熱時には蓄熱材料を加熱して液体状態にする。その後、蓄熱材料の液体状態が保たれるように蓄熱材料を保温する。熱需要が発生した時に、蓄熱材料を結晶化（凝固）させることによって蓄熱材料に蓄えられた熱を取り出すことができる。
【００１２】
潜熱蓄熱の分野において、酢酸ナトリウム三水和物は、比較的大きい融解熱を有するので、少ない容量で効率的に熱を蓄えることができる物質として知られている。また、酢酸ナトリウム三水和物は毒性を示さない安全な物質である。酢酸ナトリウム三水和物は、融解時には物質固有の温度である融点で融解するものの、冷却時には融点以下の温度になっても凝固しない過冷却状態（過冷却液体状態）となることが知られている。酢酸ナトリウム三水和物を蓄熱材料として用いる場合、加熱により液体状態となった蓄熱材料を過冷却状態に保ち、その過冷却状態を壊すことによって蓄熱材料に蓄えられた熱を取り出すことが考えられる。これにより、蓄熱材料に潜熱が蓄えられた状態を保つために蓄熱材料を融点以上に保温する必要がなくなる。
【００１３】
特許文献１に記載の技術によれば、酢酸ナトリウム三水和物に約１０〜４０重量％の水を添加することにより、低温において過冷却状態を安定化できることが記載されている。しかし、このような量の水を添加することは、蓄熱材料における酢酸ナトリウム三水和物の濃度の低下を招き、蓄熱材料の蓄熱密度が低くなってしまう。そこで、本発明者は、水の添加なしでも過冷却状態を安定に保持でき、高い蓄熱密度を有する蓄熱材料について日夜検討を重ね、試行錯誤の結果、本開示の蓄熱材料を案出した。
【００１４】
本開示の第１態様は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の液相から固相への変化により吸熱し、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固相から液相への変化により放熱する、蓄熱材料を提供する。亜リン酸水素二ナトリウム五水和物は、水が添加されなくても低温において過冷却状態を保つことができる。加えて、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融解熱は大きい。このため、第１態様に係る蓄熱材量は、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。
【００１５】
本開示の第２態様は、第１態様に加えて、前記蓄熱材料は、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を主成分として含有している、蓄熱材料を提供する。第２態様によれば、蓄熱材料において大きい融解熱を有する亜リン酸水素二ナトリウム五水和物が主成分として含有されているので、蓄熱材料が、より確実に、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。なお、本明細書において、「主成分」とは、質量基準で最も多く含まれる成分を意味する。
【００１６】
本開示の第３態様は、第１態様又は第２態様に加えて、前記蓄熱材料に含まれる水の質量は、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の質量の１０％未満である、蓄熱材料を提供する。第３態様によれば、蓄熱材料において亜リン酸水素二ナトリウム五水和物に添加されている水の質量が少ないので、蓄熱材料がより確実に高い蓄熱密度を有する。
【００１７】
本開示の第４態様は、
容器と、
前記容器に収容された蓄熱材料と、
前記容器の内部に存在し、前記蓄熱材料との熱交換をなす熱媒体のための熱媒体流路と、
前記蓄熱材料が過冷却状態であるときに前記蓄熱材料の過冷却を解除する過冷却解除手段と、を備え、
前記蓄熱材料は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、
前記過冷却解除手段の動作により、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を液相から固相に変化させて前記蓄熱材料から放熱する、
蓄熱装置を提供する。
【００１８】
第４態様によれば、蓄熱材料は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有しているので、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。加えて、過冷却解除手段によって蓄熱材料の過冷却を解除して蓄熱材料に蓄えられた熱を放熱できる。
【００１９】
本開示の第５態様は、
亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有している蓄熱材料を固相から液相に変化させて吸熱し、
前記蓄熱材料において前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を過冷却状態に保ち、
前記蓄熱材料において前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の前記過冷却状態を解除して、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を液相から固相に変化させて前記蓄熱材料から放熱する、
蓄熱方法を提供する。
【００２０】
第５態様によれば、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有している蓄熱材料を用いて上記のように蓄熱方法が実行されるので、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度で熱を蓄えることができる。
【００２１】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明は本開示の一例に関するものであり、本開示はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
本開示の蓄熱材料は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有し、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の液相から固相への変化により吸熱し、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固相から液相への変化により放熱する。このように、本開示の蓄熱材料は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固相から液相への変化を利用して潜熱として熱を蓄えることができる。亜リン酸水素二ナトリウム五水和物は、水の添加なしで低温において過冷却状態を安定的に保つことができる。これは、亜リン酸水素二ナトリウムが水と強い相互作用を示し、亜リン酸水素二ナトリウム同士の凝集が抑制されて結晶化しにくいためであると考えられる。加えて、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融解熱は大きい。このため、本開示の蓄熱材料は、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。
【００２３】
蓄熱材料は、望ましくは、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を主成分として含有している。これにより、蓄熱材料は、より確実に、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。
【００２４】
蓄熱材料に含まれる水の質量は、望ましくは、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の質量の１０％未満である。これにより、蓄熱材料は、より確実に、過冷却状態を安定に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を有する。ここで、蓄熱材料に含まれる水には、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の結晶水は含まれない。
【００２５】
上記の蓄熱材料を用いて、例えば、以下の工程（ｉ）〜（iii）を備えた蓄熱方法を実行できる。
（ｉ）亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有している上記の蓄熱材料を固相から液相に変化させて吸熱する。
（ii）蓄熱材料において亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を過冷却状態に保つ。
（iii）蓄熱材料において前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の前記過冷却状態を解除して、前記亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を液相から固相に変化させて前記蓄熱材料から放熱する。
【００２６】
図１に示す通り、固相の蓄熱材料が融解して液相に変化することにより蓄熱材料が吸熱し、蓄熱材料に潜熱としての熱が蓄えられる。この場合、蓄熱材料は融点以上の温度に加熱される。図１における状態Ｄから状態Ａへの変化が蓄熱方法における上記のステップ（ｉ）に対応する。液相の蓄熱材料の温度は次第に低下し、蓄熱材料が過冷却状態になる。その後、熱需要時には蓄熱材料の過冷却が解除される。蓄熱材料の過冷却が解除されるまで蓄熱材料は過冷却状態を保つ。図１において、状態Ａから状態Ｂに変化した後、状態Ｂが保たれることが蓄熱方法における上記のステップ（ii）に対応する。蓄熱材料の過冷却が解除されると、すなわち、図１に示す状態Ｃに至ると、蓄熱材料が液相から固相に変化する。この場合に、蓄熱材料が放熱する。図１における状態Ｃから状態Ｄへの変化が蓄熱方法における上記のステップ（iii）に対応する。
【００２７】
このような蓄熱方法は、例えば、図２に示す蓄熱装置１０を含む蓄熱システム１００を用いて実行できる。図２に示す通り、蓄熱装置１０は、容器１２と、蓄熱材料１４と、熱媒体流路１６と、過冷却解除手段１８とを備えている。蓄熱材料１４は容器１２に収容されている。熱媒体流路１６は、容器１２の内部に存在し、蓄熱材料１４との熱交換をなす熱媒体のための流路である。過冷却解除手段１８は、蓄熱材料１４が過冷却状態であるときに蓄熱材料１４の過冷却を解除する手段である。蓄熱材料１４は亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有している。過冷却解除手段１８の動作により、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を液相から固相に変化させて蓄熱材料１４から放熱する。
【００２８】
容器１２は、例えば、少なくともその外面が断熱性を有する材料でできており、熱媒体の出入口を除き密閉されている。これにより、熱媒体流路１８を流れる熱媒体が有する熱が容器１２の外部に放熱されることを抑制でき、蓄熱材料１４に効率良く熱を蓄えることができ、かつ、蓄熱材料１４から放熱された熱を効率良く利用できる。熱媒体流路１６の少なくとも一部は、容器１２の内面に接している。
【００２９】
蓄熱材料１４は、例えば、良好な熱伝導性を有する袋に密閉された状態で容器１２の内部に収容されている。例えば、熱媒体流路１６の少なくとも一部は、良好な熱伝導性を有する袋の外面に接している。良好な熱伝導性を有する袋は、例えば、アルミニウム箔の両面に樹脂層を積層した積層フィルムによってできている。これにより、熱媒体流路１６における熱媒体の流れによって蓄熱材料１４が容器１２の外部に流出しない。加えて、熱媒体と蓄熱材料との熱交換が効率良く行われる。
【００３０】
過冷却解除手段１８は、蓄熱材料１４の過冷却を解除できる限り特に制限されず、公知の過冷却解除手段を用いることができる。過冷却解除手段１８は、例えば、蓄熱材料１４を局所的に冷却する冷却器、放電装置、振動発生装置、又は超音波発生装置である。
【００３１】
図２に示す通り、蓄熱システム１００は、蓄熱装置１０に加えて、例えば、熱源装置２０と、熱出力装置２２と、流路２４と、ポンプ２６と、三方弁２８とを備えている。熱源装置２０は、上記の工程（ｉ）において、蓄熱材料１４に吸熱されるべき熱を有する熱媒体を生成するための装置である。熱出力装置２２は、上記の工程（iii）において、蓄熱材料１４から放熱された熱を回収した熱媒体が有する熱を蓄熱システム１００の外部に出力する装置である。流路２４は、熱源装置２０から蓄熱装置１０に熱媒体が供給されるとともに、蓄熱装置１０から熱源装置２０に熱媒体が戻るように、熱源装置２０と蓄熱装置１０とを接続している。加えて、流路２４は、熱出力装置２２から蓄熱装置１０に熱媒体が供給されるとともに、蓄熱装置１０から熱出力装置２２に熱媒体が戻るように、熱出力装置２２と蓄熱装置１０とを接続している。なお、熱出力装置２２、流路２４、及び熱媒体流路１６によって蓄熱材料１４の過冷却を解除するために十分に低い温度の熱媒体を供給できる場合、これらが過冷却解除手段１８を兼ねていてもよい。
【００３２】
ポンプ２６及び三方弁２８は、流路２４上に配置されている。ポンプ２６の作動により、熱源装置２０と蓄熱装置１０との間で熱媒体が循環し、又は、熱出力装置２２と蓄熱装置１０との間で熱媒体が循環する。三方弁２８が制御されることにより、熱源装置２０と蓄熱装置１０との間で熱媒体が循環する状態と、熱出力装置２２と蓄熱装置１０との間で熱媒体が循環する状態とが切り替えられる。
【００３３】
蓄熱システム１００の動作の一例について説明する。蓄熱材料１４に熱を蓄える場合、蓄熱材料１４への蓄熱開始時には蓄熱材料１４において亜リン酸水素二ナトリウム五水和物は固相である。蓄熱材料１４に熱を蓄える場合、熱源装置２０において亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融点以上の温度を有する熱媒体を生成する。熱媒体は、例えば水である。例えば、熱源装置２０において自動車の内燃機関の廃熱又はボイラーの廃熱によって水が加熱され、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融点以上の温度を有する熱媒体が生成される。この熱媒体は、ポンプ２６の作動により、流路２４を通って蓄熱装置１０の容器１２の内部に入り、熱媒体流路１６を流れる。このとき、熱媒体流路１６における熱媒体の流れから蓄熱材料１４が受熱し、蓄熱材料１４の温度が亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融点以上の温度（例えば、７０℃）に上昇させることができる。すなわち、蓄熱材料１４において亜リン酸水素二ナトリウム五水和物が融解し、固相から液相に変化する。このように、蓄熱材料１４に潜熱の形態で熱を蓄えることができる。熱媒体は、熱媒体流路１６を通過して蓄熱装置１０から排出され、その後流路２４をさらに通過して熱源装置２０に戻る。図２における実線の矢印は蓄熱材料１４に熱を蓄える場合の熱媒体の流れを示す。
【００３４】
ポンプ２６が停止して、熱源装置２０から蓄熱装置１０への熱媒体の供給が停止すると、蓄熱材料１４の温度は次第に低下し、やがて亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融点以下の温度になる。この場合、蓄熱材料１４は過冷却状態になり、その後過冷却解除手段によって蓄熱材料１４の過冷却が解除されるまで蓄熱材料１４の過冷却状態が保たれる。なお、蓄熱材料１４の過冷却状態を保つために、場合によっては、蓄熱装置１０の内部に存在する熱媒体流路１６に所定温度の熱媒体を供給して蓄熱材料１４を温めてもよい。この場合、外気温度の変化などの事象により、蓄熱材料１４の温度が低下しすぎることを防止できる。
【００３５】
蓄熱材料１４が過冷却状態にある場合に、過冷却解除手段１８を動作させることにより、蓄熱材料１４の過冷却が解除され、蓄熱材料１４に含有されている亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の結晶化（凝固）が起こる。すなわち、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物が液相から固相に変化する。この場合、蓄熱材料１４に潜熱の形態で蓄えられていた熱が放熱される。そこで、蓄熱材料１４から放熱される熱を回収するために、蓄熱材料１４の過冷却の解除と並行して、ポンプ２６を作動させて、熱媒体を熱出力装置２２から流路２４を通過させて蓄熱装置１０に供給する。この場合、熱媒体は、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の融点より低い温度を有する。蓄熱装置１０に供給された熱媒体は熱媒体流路１６を流れ、熱媒体流路１６における熱媒体の流れが蓄熱材料１４から放熱される熱の少なくとも一部を受熱する。このようにして、蓄熱材料１４に蓄えられていた熱が回収される。その後、熱媒体は流路２４を通って熱出力装置２２に戻り、熱媒体が有する熱が熱出力装置２２において蓄熱システム１００の外部に出力される。図２における破線の矢印は蓄熱材料１４に蓄えらえた熱を放熱する場合の熱媒体の流れを示す。熱出力装置２２において蓄熱システム１００の外部に出力された熱は、例えば、暖房又は給湯等の用途に利用できる。
【００３６】
蓄熱材料１４を袋に密閉せずに流動可能な状態で蓄熱を行うことも考えられる。しかし、蓄熱材料１４が亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有していることを考慮すると、蓄熱材料１４への蓄熱開始時に蓄熱材料１４は流動性を有しない。このため、蓄熱装置１０のように、蓄熱材料１４を良好な熱伝導性を有する袋に密閉した状態で容器１２の内部に収容した状態で、熱媒体を用いて上記の蓄熱方法を実行することが望ましい。なお、蓄熱材料１４は、蓄熱システム１００以外の他のシステムにおいても使用可能である。
【実施例】
【００３７】
実施例により、本開示の蓄熱材料をより詳細に説明する。ただし、本開示の蓄熱材料は以下の実施例に限定されない。
【００３８】
実施例及び比較例に係る蓄熱材料の過冷却安定性に関する評価方法について説明する。８０℃に設定された恒温槽に、実施例又は各比較例に係る蓄熱材料が収容されたガラス製のサンプル瓶を入れて、蓄熱材料を融解させた。その後、恒温槽の温度を最低で−４０℃まで低下させた。このとき、実施例又は各比較例に係る蓄熱材料の温度を測定し、固相が生成された時点の蓄熱材料の温度を結晶化開始温度と定めた。ここで、蓄熱材料の温度が上昇したことに基づいて、固相が生成されたと判断した。蓄熱材料の結晶化開始温度が低いほど、蓄熱材料が過冷却状態をより安定的に保つことができると評価できる。また、示差走査熱量計(パーキンエルマー社製、製品名：ＤＳＣ ８５００)を用いて、実施例及び比較例に係る蓄熱材料の融解熱評価を行った。なお、測定条件における昇温レートを１０℃／分に設定した。
【００３９】
＜実施例１＞
実施例１の蓄熱材料として、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を用いた。実施例１の蓄熱材料の調製において亜リン酸水素二ナトリウム五水和物以外の物質は添加しなかった。実施例１に係る蓄熱材料の結晶化開始温度及び融解熱の評価結果を表１に示す。なお、表１において、結晶化開始温度の欄の「−４０以下」という表記は、蓄熱材料の温度が−４０℃に到達しても、固相が生成されなかったことを意味する。
【００４０】
＜比較例１＞
酢酸ナトリウム三水和物の質量に対して１０％の質量の純水を添加して、比較例１に係る蓄熱材料を調製した。比較例１に係る蓄熱材料の結晶化開始温度及び融解熱の評価結果を表１に示す。
【００４１】
＜比較例２＞
酢酸ナトリウム三水和物の質量に対して２０％の質量の純水を添加して、比較例２に係る蓄熱材料を調製した。比較例２に係る蓄熱材料の結晶化開始温度及び融解熱の評価結果を表１に示す。
【００４２】
＜比較例３＞
酢酸ナトリウム三水和物の質量に対して３０％の質量の純水を添加して、比較例２に係る蓄熱材料を調製した。比較例２に係る蓄熱材料の結晶化開始温度及び融解熱の評価結果を表１に示す。
【００４３】
表１に示す通り、実施例１に係る蓄熱材料は、比較例１に係る蓄熱材料と比べて、低い結晶化開始温度を有し、同等の融解熱を示した。また、実施例１に係る蓄熱材料は、比較例３に係る蓄熱材料と同様に−４０℃以下の結晶化開始温度を有し、比較例３に係る蓄熱材料と比べて高い融解熱を示した。比較例１〜３に係る蓄熱材料の結晶化開始温度を踏まえると、酢酸ナトリウム三水和物を含有する蓄熱材料には、過冷却の安定性を向上させるために酢酸ナトリウム三水和物の質量の１０％を超える水が添加される必要があることが示された。一方、実施例１に係る蓄熱材料の結果を踏まえると、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物を含有する蓄熱材料は、水が添加されていなくても、過冷却状態の安定に保持できることが示唆された。これは、亜リン酸水素二ナトリウムが水と強い相互作用を示し、亜リン酸水素二ナトリウム同士の凝集が抑制されて結晶化しにくいためであると考えられる。本開示の蓄熱材料において、亜リン酸水素二ナトリウム五水和物の固液相変化を利用することにより、蓄熱材料の過冷却状態を安定的に保持でき、かつ、高い蓄熱密度を実現できることが示唆された。
【００４４】
【表１】
2019014792.tif 000003
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本開示の蓄熱材料は、自動車のエンジン冷却水から回収された排熱を蓄え、自動車のエンジンの始動時の暖機において放熱する蓄熱装置に利用可能である。また、本開示の蓄熱材料は、ガスエンジン等の熱機関を備えたシステムに設置され熱需要に応じて放熱する省スペースの蓄熱装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００４６】
１０              蓄熱装置
１２              容器
１４              蓄熱材料
１６              熱媒体流路
１８              過冷却解除手段
【図１】
2019014792.tif 000004
【図２】
2019014792.tif 000005