(57)【要約】【課題】各種の試験体の昇温時と降温時における見かけの比熱や蓄熱量を算出できる。【解決手段】比熱測定装置２０は、試験体２１を挟んで温度を上昇及び降下させる加熱板２２と、試験体２１と加熱板２２との間に密着させた熱流計２３とを備えた。試験体２１は２枚の試験体片２１ａの間に熱電対２６を密着させた。これらを恒温恒湿室２５内に収容し、加熱板２２は配管２７を介して恒温水槽２８に接続し、循環液を恒温水槽２８内で加熱及び冷却して加熱板２２に循環させた。恒温恒湿室２５の雰囲気温度は恒温水槽２８内の循環液の温度と同一に制御する。熱電対２６で測定した試験体２１の温度と熱流計２３で測定した熱流量とに基づいて、試験体２１の見かけの比熱を算出する。【選択図】図１
2015118012.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試験体と、
前記試験体に熱を伝達して該試験体の温度を上昇及び降下させる流体を有する加熱部材と、
前記試験体と加熱部材との間に設けた熱流計と、
前記試験体の温度を測定する熱電対とを備え、
前記熱電対で測定した試験体の温度と前記熱流計で測定した熱流量とに基づいて、前記試験体の見かけの比熱を算出するようにしたことを特徴とする試験体の比熱測定装置。
【請求項２】
前記加熱部材に循環させる流体の温度を上昇及び降下させる恒温流体供給手段を備え、前記恒温流体供給手段には、流体を相変化の前後の温度に亘って上昇させる加熱手段と、流体を相変化の前後の温度に亘って下降させる冷却手段とを備えた請求項１に記載された試験体の比熱測定装置。
【請求項３】
前記試験体と加熱部材と熱流計とを収容して内部の雰囲気温度を前記流体の温度と同等に制御する恒温恒湿室を備えた請求項１または２に記載された試験体の比熱測定装置。
【請求項４】
前記試験体は、前記熱電対を挟む複数の試験体片からなる請求項１から３のいずれか１項に記載された試験体の比熱測定装置。
【請求項５】
前記恒温流体供給手段によって、前記試験体の温度を相変化の前後に亘って上昇させることで前記試験体の昇温工程における見かけの比熱を算出するようにした請求項１から４のいずれか１項に記載された試験体の比熱測定装置。
【請求項６】
前記恒温流体供給手段によって、前記試験体の温度を相変化の前後に亘って降下させることで前記試験体の降温工程における見かけの比熱を算出するようにした請求項１から５のいずれか１項に記載された試験体の比熱測定装置。
【請求項７】
下記（１）式によって、前記試験体の見かけの比熱を測定するようにした請求項１から６のいずれか１項に記載された試験体の比熱測定装置。
【数１】
2015118012.tif 000009
但し、ｃ：見かけの比熱（J／（ｇ・Ｋ）、ｑ：熱流量（Ｗ/ｍ２ ）、Ａ：試験体の面積、Ｍ：試験体の質量（ｇ）、Δθ：試験体の上昇または降下する温度値（Ｋ）、Δｔ：試験体がΔθの温度上昇または降下に要する時間。
【請求項８】
前記試験体は潜熱蓄熱材である請求項１から７のいずれか１項に記載された試験体の比熱測定装置。
【請求項９】
昇温工程において、加熱部材に流れる流体によって試験体の温度を上昇させて相変化の前後に亘って前記試験体の温度を測定すると共に、前記加熱部材から熱流計を介して試験体に伝達される熱流量を測定し、
降温工程において、前記加熱部材に流れる流体によって試験体の温度を降下させて相変化の前後に亘って前記試験体の温度を測定すると共に、前記加熱部材から熱流計を介して前記試験体に伝達される熱流量を測定し、
測定された前記試験体の温度と熱流量とに基づいて、温度上昇時と降下時における前記試験体の見かけの比熱を算出するようにしたことを特徴とする試験体の比熱測定方法。
【請求項１０】
下記（１）式によって、前記試験体の見かけの比熱を算出するようにした請求項９に記載された試験体の比熱測定方法。
【数２】
2015118012.tif 000010
但し、ｃ：見かけの比熱（J／（ｇ・Ｋ）、ｑ：熱流量（Ｗ/ｍ２ ）、Ａ：試験体の面積、Ｍ：試験体の質量（ｇ）、Δθ：試験体の上昇または降下する温度値（Ｋ）、Δｔ：試験体がΔθの温度上昇または降下に要する時間。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、試験体、例えば潜熱蓄熱体や他の材料等の見かけの比熱を測定・算出するようにした試験体の比熱測定装置と比熱測定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球温暖化が世界的に進んでいることに対し、化石燃料の燃焼や排熱を削減して二酸化炭素の排出を削減することで省エネルギーと温暖化の抑制が進められている。二酸化炭素排出量の削減のために再生可能エネルギーである太陽熱利用は各分野で重要である。例えば、建物の分野においても、消費エネルギーを削減するために、天井や床や壁等に断熱材を配設すると共に潜熱の吸収と放出を効率的に制御して、省エネルギー効果を促進することが進められている。
【０００３】
相変化によって多量の熱を蓄えたり放出したりできる潜熱蓄熱材は、省エネルギー効果が高いため、様々な分野で利用されている。特に、ビルや住宅等の建築物の分野等では、潜熱蓄熱材は、太陽熱利用の1つの手段であり、しかも冷暖房のエネルギーを節約して省エネルギー効果を促進する材料として知られている。例えば、特許文献１に記載された蓄熱性建材では、建築物の壁材や床材となる基材と潜熱蓄熱材を含む蓄熱シートとを貼り合せて、建材として用いている。
【０００４】
潜熱蓄熱材やその他の資材を、住宅等の建材として用いる場合、各種の素材がどのような蓄熱性能及び放熱性能を有するかを予め測定し、住宅のどの場所にどのように用いれば省エネ性能を効果的に発揮できるかを検討する必要がある。
そのため、各種の建材や潜熱蓄熱材の見かけの比熱や潜熱量を測定・算出する方法として、例えば図７に示す比熱測定装置１が知られている。この比熱測定装置１は、一般的な建築材料の比熱測定に用いられる断熱型熱量計の原理を用いたものであり、試験体２として潜熱蓄熱材を用い、この試験体２の中央に予め加工形成した穴内に熱電対３の接合点を取り付けて試験体２の外側面にはヒーター４を密着させる。
【０００５】
そして、試験体２とヒーター４を収納した内部容器５と、その外側に設置した断熱容器６と、更にその外側に設置した外部容器７とを備え、外部容器７の内側には保護ヒータ―８が設置されている。保護ヒータ―８は断熱容器６と内部容器５との間の空間を内部容器５の内部空間と同一温度になるように加熱制御し、この空間の温度を示差熱電対９によって測定して保護ヒーター８の出力を断熱制御装置１０でフィードバック制御することによって、内部容器５内の熱が外側へ流出することをなくす。なお、この比熱測定装置１は、比熱が既知の材料で予め比熱を測定して、比熱測定装置１の熱容量を校正熱量として算出しておくものとする。
【０００６】
この比熱測定装置１を用いた比熱測定方法では、ヒーター４に一定電力を与えて試験体２を加熱し、試験体２の温度を試験体２の相変化の帯域より低い温度状態から高い温度状態まで徐々に上昇させるように制御する。ヒーター４は直流電源装置１１によって加熱制御し、熱電対３で測定する試験体２の温度変化はデータロガー１２に出力して、下式（２）によって見かけの比熱を算出するようにした。
【０００７】
ここで、ヒーター４の発熱量をＱ（Ｗ）、試験体２の質量をＭ（ｇ）、試験体２の上昇する温度をΔθ（Ｋ）、Δθの温度上昇に要する時間をΔｔ（ｓ）、校正熱量をＭ´・ｃ´（Ｊ/Ｋ）とし、見かけの比熱ｃ（Ｊ／（ｇ・Ｋ））を下記（２）式で求める。得られた試験体２の見かけの比熱ｃから、相変化で蓄えられる潜熱量を算出することができる。なお、比熱とは、材料の温度を１℃上昇させるために必要な熱量を材料の単位当たりの値として示すものをいい、見かけの比熱とは、この比熱に潜熱の熱量が加わったものをいう。
【０００８】
【数１】
2015118012.tif 000003
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−１７３１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上述したヒーター４と保護ヒータ―８を利用した比熱測定装置１は試験体２が温度上昇して相変化する領域では見かけの比熱を測定可能であるが、試験体２が温度降下して相変化する領域では、加熱温度を制御するヒーター４と保護ヒーター８によって温度調節ができないため、見かけの比熱を測定できない欠点があった。一方、潜熱蓄熱材を含む建材等では、潜熱蓄熱材を他の一般建材に一部混合させたものが多く、温度上昇する際における吸熱量の変化だけでなく、温度降下する際における放熱量の変化も重要な要素である。そのため、温度降下の際における相変化による見かけの比熱や蓄熱量を測定できないと、潜熱蓄熱材等を含む建材や各種の素材等の吸熱特性や放熱特性を把握できないという欠点があった。
【００１１】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、各種の試験体の温度上昇時と温度降下時における見かけの比熱を測定できるようにした試験体の比熱測定装置と比熱測定方法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】
本発明による試験体の比熱測定装置は、試験体と、試験体の温度を上昇及び降下させる流体を有する加熱部材と、試験体と加熱部材との間に配設された熱流計と、試験体の温度を測定する熱電対とを備え、熱電対で測定した試験体の温度と熱流計で測定した熱流量とに基づいて、試験体の見かけの比熱を算出するようにしたことを特徴とする。
本発明による試験体の比熱測定装置は、温度を上昇及び下降させることのできる流体を加熱部材に備えているため、流体によって加熱部材の温度を昇降可能で熱流計を通して試験体に伝達することができ、試験体の温度を上昇させることで相変化させて蓄熱させ、そして試験体の温度を降下させることで相変化させて放熱させることができるため、熱電対で測定する試験体の温度と熱流計で測定する熱流量とに基づいて、温度上昇時と温度下降時における試験体の見かけの比熱を測定・演算できる。
【００１３】
また、加熱部材に循環させる流体の温度を上昇及び降下させる恒温流体供給手段を備え、恒温流体供給手段には、流体を相変化の前後の温度に亘って上昇させる加熱手段と、流体を相変化の前後の温度に亘って下降させる冷却手段とを備えることが好ましい。
温度上昇時には、恒温流体供給手段の加熱手段で流体の温度を上昇させて加熱部材に供給して循環させることで、加熱部材の温度を上昇させて試験体に伝達することができ、温度降下時には、恒温流体供給手段の冷却手段で流体の温度を降下させて加熱部材に供給して循環させることで、加熱部材の温度を降下させて試験体に伝達することができる。
【００１４】
また、試験体と加熱部材と熱流計とを収容して内部の雰囲気温度を流体の温度と同等に制御する恒温恒湿室を備えることが好ましい。
試験体と加熱部材と熱流計を恒温恒湿室に収容して内部の雰囲気温度を流体の温度と同等に制御することで、加熱部材の温度が周囲に逃げることを防止して効率よく試験体に伝達できる。
【００１５】
また、試験体は、熱電対を挟む複数の試験体片からなることが好ましい。
試験体を複数の試験体片に分割して熱電対を挟んで密着させることで、試験体を加工することなく中心の温度を熱電対で測定できる。
【００１６】
また、恒温流体供給手段によって、試験体の温度を相変化の前後に亘って上昇させることで試験体の上昇工程における見かけの比熱を算出することが好ましい。
恒温流体供給手段で加熱部材に循環させる流体の温度を上昇させることで、加熱部材から熱流計を介して伝達する試験体の温度が上昇し、試験体の相変化領域で熱流量が最大となり、熱電対による試験体の温度と熱流計の温度の測定値に基づいて、試験体の上昇工程における見かけの比熱を測定することができる。
【００１７】
また、恒温流体供給手段によって、試験体の温度を相変化の前後に亘って降下させることで試験体の下降工程における見かけの比熱を算出することが好ましい。
恒温流体供給手段で加熱部材に循環させる流体の温度を降下させることで、加熱部材から熱流計を介して伝達する試験体の温度が降下し、試験体の相変化領域で熱流量が最小となり、熱電対による試験体の温度と熱流計の温度の測定値に基づいて、試験体の下降工程における見かけの比熱を測定することができる。
【００１８】
また、下記（１）式によって、試験体の見かけの比熱を算出することができる。
【数２】
2015118012.tif 000004
但し、ｃ：見かけの比熱（J／（ｇ・Ｋ））、ｑ：熱流量（Ｗ/ｍ２ ）、Ａ：試験体の面積、Ｍ：試験体の質量（ｇ）、Δθ：試験体の上昇または降下する温度値（Ｋ）、Δｔ：試験体がΔθの温度上昇または降下に要する時間。
【００１９】
また、試験体は潜熱蓄熱材であってもよい。
試験体が潜熱蓄熱材であれば、温度の上昇工程における相変化時に潜熱の蓄熱を行え、下降工程における相変化時に蓄熱した潜熱の放熱を行える。
【００２０】
本発明による試験体の比熱測定方法は、昇温工程において、加熱部材に流れる流体によって試験体の温度を上昇させて相変化の前後に亘って試験体の温度を測定すると共に、加熱部材から試験体に伝達される熱流量を測定し、
降温工程において、加熱部材を流れる流体によって試験体の温度を降下させて相変化の前後に亘って試験体の温度を測定すると共に、加熱部材から試験体に伝達される熱流量を測定し、
測定された試験体の温度と熱流量とに基づいて、温度上昇時と降下時における試験体の見かけの比熱を算出するようにしたことを特徴とする。
本発明による試験体の比熱測定方法によれば、試験体に熱を伝達する加熱部材の温度を上昇させ、そして下降させることで、それぞれ測定された試験体の温度と熱流量とに基づいて、昇温工程と降温工程における試験体の見かけの比熱を算出することができる。また、この見かけの比熱を積分することで潜熱蓄熱量を算出できる。
【００２１】
また、下記（１）式によって、試験体の見かけの比熱を算出することができる。
【数３】
2015118012.tif 000005
但し、ｃ：見かけの比熱（J／（ｇ・Ｋ）、ｑ：熱流量（Ｗ/ｍ２ ）、Ａ：試験体の面積、Ｍ：試験体の質量（ｇ）、Δθ：試験体の上昇または降下する温度値（Ｋ）、Δｔ：試験体がΔθの温度上昇または降下に要する時間。
【発明の効果】
【００２２】
本発明に係る比熱測定装置及び比熱測定方法によれば、流体によって加熱部材の温度を昇降させることで、試験体の相変化を含む前後の領域で温度上昇と温度降下をさせることができるから、昇温工程と降温工程における試験体の見かけの比熱と蓄熱量を算出することができて試験体の蓄熱と放熱の特性を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態による見かけの比熱測定装置の要部構成を示す図である。
【図２】一方の試験体片の内面に熱電対を取り付けた状態を示す正面図である。
【図３】本発明の実施形態における比熱測定装置で測定した試験体中心温度と加熱板温度と加熱板から試験体への熱流量の測定値とを示すグラフである。
【図４】図３に示す試験体中心温度の降温工程における試験体中心温度と見かけ比熱との関係を示すグラフである。
【図５】従来の比熱測定装置における温度上昇時の試験体中心温度とヒーター温度とを示すグラフである。
【図６】温度上昇時における従来の測定装置による見かけの比熱と実施形態の測定装置による見かけの比熱を示すグラフである。
【図７】従来例による見かけの比熱測定装置の要部構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施形態による見かけの比熱測定装置と比熱測定方法について図１乃至図６を参照して説明する。
本実施形態による見かけの比熱測定装置２０は、図１に示すように測定対象である、例えば板状をなす試験体２１の両側の外面２１ｂに、試験体２１を加熱及び冷却して温度勾配を生じさせる加熱部材としての加熱板２２がそれぞれ配設されている。試験体２１の両外面２１ｂと各加熱板２２との間には例えばシート状の熱流計２３が互いに密着して配設されている。熱流計２３は加熱板２２から試験体２１に熱流を伝達することで、熱流計２３の両面に発生する温度差を試験体２１への熱流量として測定する。これら試験体２１と一対の加熱板２２と一対の熱流計２３とで試験装置２４を構成し、この試験装置２４は筐体で密閉された恒温恒湿室２５内に設置されている
【００２５】
試験体２１は例えば同形同大の板状をなす２枚の試験体片２１ａからなり、各試験体片２１ａの間にその内面２１ｃ同士の温度を測定する熱電対２６が密着して設置されている。熱電対２６は、互いに当接する内面２１ｃの中心と２つの外面２１ｂとの３カ所に接合点を設置して、１カ所につき２点測定して平均値を測定値とする。図２に示す試験体片２１ａの内面２１ｃでは、中心と中心から若干外れた位置の２点に熱電対２６の接合点２６ａ、２６ｂが設置されている。これによって、試験体２１の中心における温度を２点の平均値で測定できる。また、試験体２１として、試験体片２１ａを２枚貼り合せることで、試験体２１を穴加工することなく中心の温度を測定できる。
【００２６】
試験体２１は、例えば硫酸ナトリウム１０水和物を主成分とする蓄熱素材をプラスチックの容器に充填して板状の建材に成形したものを試験体片２１ａとした。試験体２１としては、他にパラフィンをマイクロカプセル化して他の材料に混ぜたものでもよい。或いはこれらの潜熱蓄熱材に限定されることなく、その他の材料、例えば建材として用いられる合板や石膏ボード等を採用してもよい。
【００２７】
また、一対の加熱板２２は、配管２７を介して恒温恒湿室２５の外部に設置された恒温水槽２８に接続されている。恒温水槽２８内には流体である循環液として、例えば水が貯留され、加熱板２２との間で配管２７を介して循環させている。しかも、恒温水槽２８には循環液の温度を上昇または下降させるために、加熱手段としてのヒーターと冷却手段としての冷凍機と（図示せず）が配設され、温度上昇時と温度降下時における加熱板２２の温度を調整可能に管理している。加熱板２２内には、例えば配管２７が蛇行状態に湾曲して配設され、所定温度の循環液が循環することで加熱板２２の温度を均一に制御している。
【００２８】
また、恒温恒湿室２５には例えば図示しないエアコンが温度調整手段として設置されており、恒温恒湿室２５内の温度を恒温水槽２８内の温度と一致するように制御部２９でコントロールしている。これによって、加熱板２２の熱が恒温恒湿室２５内の空気に伝達されずに試験体２１に伝達されるように制御される。
また、熱電対２６による試験体２１の温度の測定値と、熱流計２３による加熱板２２から試験体２１への熱流量の測定値とを、データロガー３０に配線を介して送信して、見かけの比熱ｃを下記の式（１）により演算している。また、見かけの比熱ｃを温度によって積分することで試験体２１の蓄熱量を演算することができる。
【００２９】
【数４】
2015118012.tif 000006
但し、ｃ：試験体２１の見かけの比熱（J／（ｇ・Ｋ））、ｑ：熱流計２３で測定した熱流量（Ｗ/ｍ２ ）、Ａ：試験体２１の面積、Ｍ：試験体２１の質量（ｇ）、Δθ：試験体２１の上昇または降下する温度値（Ｋ）、Δｔ：試験体２１がΔθの温度上昇または降下に要する時間。
【００３０】
本実施形態による見かけの比熱測定装置２０は上述の構成を備えており、次に見かけの比熱測定方法について説明する。
まず、試験体２１として、例えば下記表１に規定した硫酸ナトリウム１０水和物をプラスチック容器に充填した２枚の試験体片２１ａで熱電対２６を挟んで内面２１ｃ同士を密着させ、その両外面２１ｂに熱流計２３を介して加熱板２２をそれぞれ密着させる。そして、この試験体２１を含む試験装置２４を恒温恒湿室２５内に封入し、試験前に試験体２１を含む試験装置２４を相変化の温度より低い０℃付近で養生し、その温度で安定させる。
【００３１】
【表１】
2015118012.tif 000007
【００３２】
そして、恒温水槽２８で昇温させた循環液を配管２７を介して恒温恒湿室２５内の加熱板２２内に循環させ、加熱板２２の温度を昇温させると共に、恒温恒湿室２５内の雰囲気温度を恒温水槽２８内の循環液の温度と同一温度に制御する。これによって、加熱板２２の温度は恒温水槽２８の温度と恒温恒湿室２５内の温度と略同一温度に制御される。
昇温工程では、試験体２１を一定速度で昇温させるために、恒温水槽２８の温度を一定速度で上昇させて配管２７を介して加熱板２２の温度を昇温させ、熱流計２３を介して試験体２１に伝達させる。そして、試験体２１を含む試験装置２４の温度を徐々に上昇させ、例えば２０℃〜３０℃の範囲内にある相変化の温度を越えて試験体２１の温度が６０℃になるまで昇温させた。
【００３３】
つぎに、降温工程では、例えば試験装置２４を６０℃付近で養生させ、恒温水槽２８の循環液の温度を冷凍機で低下させて、温度低下した循環液を配管２７を通して加熱板２２に搬送し、加熱板２２の温度を低下させる。これと同時に恒温恒湿室２５内の温度をエアコンで恒温水槽２８の循環液の温度と略同一となるように低下させ、加熱板２２の温度が熱流計２３を介して試験体２１に伝達される。
そして、恒温水槽２８と恒温恒湿室２５の雰囲気温度を次第に降下させることで、加熱板２２を介して伝達される試験体２１の温度が６０℃から次第に降下し、２０℃〜３０℃の範囲内の相変化領域の温度を越えて試験体２１の温度が０℃になるまで降下させた。
【００３４】
本実施形態の比熱測定装置２０による比熱測定方法によれば、昇温工程と降温工程とにおいて、所定時間毎に、試験体２１の中心の温度を熱電対２６で測定し、加熱板２２の温度と加熱板２２から試験体２１への熱流量を熱流計２３で測定した。これによって、図３に示す結果が得られた。
【００３５】
図３において、加熱板２２の温度である「加熱板温度」は昇温工程では０℃から６０℃まで一様に上昇し、６０℃付近での養生を行った後、降温工程では０℃まで一様に降下した。試験体２１の中心温度である「試験体中心温度」は昇温工程において２０℃〜３０℃の相変化領域の段階で傾斜が緩やかに変化する傾向を示している。なお、降温工程においても「試験体中心温度」は一様な下り勾配の傾斜で温度変化すると共に、相変化領域の３０℃近傍において、試験体２１からの発熱が認められるため、一時的にこぶ状に温度上昇する変化を呈し、グラフの線形状が昇温工程と異なる結果となった。
図３に示す「試験体中心温度」に関し、降温工程におけるこぶ状の発熱部分は本実施形態で採用した試験体２だけにみられる特異な現象であるが、こぶ状の発熱部分を含めた降温工程の温度データの平均値に基づいて熱量を積算すると、図４に示す試験体中心温度の平均値と見かけ比熱との関係を示すデータが得られた。
図４の降温工程における見かけ比熱は試験体中心温度が２５℃前後で４５Ｊ／ｇＫとピークになっており、図３に示すこぶの部分に対応する。本実施形態における試験体２は昇温時と降温時に全く異なる特性を示しており、このような結果は使用する潜熱蓄熱材の配合に起因すると思われる。
【００３６】
また、熱流計２３で測定した「熱流量」は、昇温工程において「加熱板温度」と「試験体中心温度」との差が大きいほど大きくなり、試験体２１の中心温度２０℃〜３０℃の相変化領域で最大となった。なお、降温工程においても、「熱流量」と「試験体中心温度」との差は、試験体２１の中心温度が２０℃〜３０℃の相変化領域で最大となり、「熱流量」は最小となった。
【００３７】
これに対し、図７に示す従来技術の比熱測定装置１による比熱測定方法では、試験体２として、本実施形態による試験体２１と同一のものを用い、しかも２枚の試験体片を熱電対３を挟んで密着させて、測定した。この比熱測定方法は従来技術の欄で説明したものと同一の測定方法で行った。
即ち、保護ヒーター８によって内部容器５と断熱容器６との間の空間の温度が同一になるように制御し、ヒーター４の加熱温度が試験体２にロスなく伝達されるようにした。そして、保護ヒータ―８の温度とヒーター４の温度を０℃の養生状態から上昇させて試験体２の温度を相変化領域を通過して上昇させ、６０℃程度まで昇温させる。
【００３８】
そして、図５に、熱電対３で測定した「試験体中心温度」とヒーター４の温度である「ヒーター温度」との時間変化を示している。「試験体中心温度」は２０℃〜３０℃の間で傾斜がなだらかに変化しており、相変化による蓄熱が試験体２に発生していることが認められる。なお、ヒーター４に与える電力は一定であるが、試験体２の潜熱蓄熱効果によって温度が引っ張られてしまうため、「ヒータ温度」も「試験体中心温度」に沿った変化を呈している。
【００３９】
そして、実施形態による比熱測定装置２０による比熱測定方法をＢ，従来の比熱測定装置１による比熱測定方法をＡとして、「試験体中心温度」の昇温工程における温度の測定値が安定しているとみなせる５°〜５５℃の範囲を対象として、温度上昇（△θ）を１Ｋ毎に区切った見かけの比熱を上記（１）式と（２）式に従って算出した結果を示すと図６のグラフに示すようになる。
【００４０】
図６で示す従来の比熱測定方法Ａと実施形態の比熱測定方法Ｂにおいて、見かけの比熱は、温度との関係に多少のずれは見られるが、いずれも２０℃〜３０℃の範囲で発生しており、変化の傾向も概ね類似したカーブの特性を呈している。また、２０℃〜３０℃の範囲の相変位領域を除く両側の領域では試験体２、２１の比熱はほぼ一致している。
そのため、本実施形態による比熱測定装置２０における「試験体中心温度」の見かけの比熱の変化は、評価の定まった従来の比熱測定装置１による見かけの比熱の変化と略同一の曲線特性を呈するため、本実施形態による比熱測定装置２０とその比熱測定方法Ｂが正しい特性を呈することを認識できる。
【００４１】
次に、（１）式で得られた試験体２１の見かけの比熱を温度によって積分することで、試験体２１の蓄熱量を算出することができる。この蓄熱量から顕熱の成分を差し引けば潜熱蓄熱量を算出できる。
また、試行的に、「試験体中心温度」が５℃〜１５℃の範囲における見かけの比熱の平均値を顕熱による試験体２、２１の比熱の代表値とし、相変位領域である２０℃〜３０℃の範囲での見かけの比熱を（１）式、（２）式から算出し、更に試験体２、２１の蓄熱量、試験体２、２１の潜熱蓄熱量を算出した。また、見かけの容積比熱、その蓄熱量、潜熱蓄熱量についても算出し、これらの算出結果を表２に示した。
【００４２】
【表２】
2015118012.tif 000008
【００４３】
上述のように本実施形態による比熱測定装置２０によれば、昇温工程における温度に対する見かけの比熱が、従来の比熱測定装置１による見かけの比熱と同様な数値と変化特性を呈するため、見かけの比熱を精度よく算出できると認められる。
また、本実施形態では、加熱手段としてヒーター４や保護ヒータ―８を用いることなく、恒温水槽２８で加熱板２２に循環する循環液の加熱と冷却を自由にコントロールして昇温と降温を制御できるため、図６における昇温工程における見かけ比熱と従来測定できなかった降温工程における見かけ比熱（図４参照）とを測定・算出できて、任意の試験体２１について見かけ比熱の測定・算出を行える。
【００４４】
しかも、試験体２１として、中心をくりぬく穴加工を施すことなく、熱電対２６の接合点を挟んで２枚の試験体片２１ａを貼り合せるだけで中心の温度を測定できる。そのため、潜熱蓄熱材だけでなく、一般材料、例えば合板や石膏ボード等の一般的な建材についても容易に見かけの比熱や潜熱蓄熱量を測定・算出できる。
また、試験体２１を含む試験装置２４を恒温恒湿室２５内に設置し、内部の雰囲気温度を恒温水槽２８の循環液の温度と同一になるように昇降制御したから、試験体２１の小口からの熱の逃げや試験装置２４の熱容量による測定のずれを補正できると共に、加熱板２２の温度が外部に逃げることを抑制できて試験体２１に伝達でき、測定誤差が生じにくい。
また、恒温恒湿室２５を設けて試験装置２４の周囲の雰囲気温度を循環液の温度とほぼ同一に制御することができるので、従来の比熱測定装置１に設けた断熱容器６が必要なく、構成がより簡単で測定精度が高い。
【００４５】
なお、上述した実施形態では、試験体２１を含む試験装置２４を恒温恒湿室２５内に収容して、雰囲気温度を恒温水槽２８の循環液の温度と同一に制御したが、恒温恒湿室２５を設けずにエアコンやヒーター等で試験装置２４の周囲の雰囲気温度を恒温水槽２８内の循環液と同一温度に制御するようにしてもよい。
また、恒温水槽２８と配管２７と加熱板２２とを循環させる循環液として水を採用したが、ヒーター等の加熱手段で温度を上昇及び下降でき、加熱板２２に熱伝達可能な流体であれば、水以外の液体や気体等でもよい。
また、恒温水槽２８は恒温流体供給手段を構成する。
また、試験体２１として２枚の試験体片２１ａを熱電対の接合点を挟んで貼り合せたが、試験体片２１ａは３枚以上の複数で構成してもよい。
【符号の説明】
【００４６】
２０  比熱測定装置
２１  試験体
２１ａ  試験体片
２２  加熱板
２３  熱流計
２５  恒温恒湿室
２６  熱電対
２７  配管
２８  恒温水槽
３０  データロガー
【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】
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【図６】
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【図７】
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