(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
氷スラリーを調製する際に、水又は無機塩水溶液、グリコール水溶液、炭素数１〜３のアルコール水溶液から選ばれるブライン成分の１種類あるいは２種類以上の混合水溶液又は有機化合物水溶液又は前記ブライン水溶液と有機化合物水溶液の混合水溶液にジオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンを０．０００５〜５０ｗｔ％添加することを特徴とする高密度冷熱蓄熱輸送用組成物。
【請求項２】
水又は無機塩水溶液、グリコール水溶液、炭素数１〜３の低級アルコール水溶液から選ばれるブライン成分の１種類あるいは２種類以上の混合水溶液又は有機化合物水溶液又は前記ブライン水溶液と有機化合物水溶液の混合水溶液にジオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタンを０．０００５〜５０ｗｔ％含有する水溶液に防錆剤、スケール防止剤、スライム処理薬剤、分散剤、防腐剤、消泡剤から選ばれる１種又は２種以上の添加剤を必要に応じて所定量添加する事を特徴とする高密度冷熱蓄熱輸送用組成物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
夜間電力の有効利用を目的として、ビルの冷暖房や地域冷暖房において冷熱蓄熱材として冷水や氷を用いる冷熱蓄熱システムの開発が求められている。冷水を用いる場合には、冷水の持つ顕熱差を利用するために冷熱蓄熱密度が小さく蓄熱槽の容積が大きくなる等の問題が指摘されている。氷を用いる場合には、氷の持つ大きな融解潜熱を利用する為に蓄熱密度が大きくなる等の特徴があるが、蓄熱中に氷粒子が凝集し、塊状化する等の問題点も指摘されている。さらに生成した氷粒子のスラリーにより冷熱輸送を行う場合には、輸送中にパイプラインの淀み等において塊状化し、輸送を困難にしている。この氷粒子の凝集・塊状化は、氷粒子同士の接触による界面の融解・再固着によるものと考えられ、その特性から通常では防止出来ないものである。水溶液にアルコール等を添加し、凝集を防止する事が試みられているが、現状では、安定した運転を長期間可能とするには課題も多いと考えられる。本発明の特徴とするところは、水又は各種ブラインに当該特許記載の界面活性剤を添加する事により、長時間低温下で保持しておいてもＩＰＦが一定でかつ安定したスラリーとして存在する氷スラリーの調製が可能であることを見出し、氷粒子の凝集及び合一の無い氷スラリーを調製する事により、氷スラリーの調製時、貯蔵時及び輸送時の問題、例えば氷粒子どうしが互いに結合し塊状化する事による冷熱蓄熱槽内における流動・伝熱の不良、さらに生成した氷粒子のスラリーによる冷熱輸送を行う場合には、輸送中にパイプラインの淀み等において塊状化し輸送を困難にする、又伝熱管表面への氷の析出・付着による流動・伝熱の不良等のトラブルを防止する事を特徴とする高密度冷熱蓄熱輸送用組成物を提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
低温の熱（以下、冷熱という）を他の場所に輸送するには、冷熱を一旦水等の液体に与えて液体を低温とし、この低温となった液体を配管を介して流動輸送する方法が採られている。ところが、水などの流体を低温として輸送する冷熱輸送システムでは、低温流体によって輸送される冷熱量がその顕熱差しかないので、輸送される冷熱量は余り大きくはなく、また冷熱蓄熱密度も小さく、冷熱蓄熱槽の容積が大きくなる等の問題点が指摘されている。輸送される冷熱量を増大させるには、該冷熱量を流体が凝固する際に吸収する凝固熱の形に一旦変換し、凝固した液体を輸送すると良い。一般には、冷熱によって水を凍らせて一旦氷を作り、当該氷を輸送する方法が試みられているのが現状である。氷を用いる場合には、氷の持つ大きな融解潜熱（凝固熱）を利用するために冷熱蓄熱密度や冷熱輸送密度が大きくなるなどの特徴を有している。しかしながら、氷スラリーを用いて冷熱蓄熱・冷熱輸送する場合には、氷貯槽内において凝集・塊状化した氷を搬送する事を考慮する必要があるとともに、氷は水に比べはるかに小さい比重を持つことに起因する、輸送配管中の曲がり部、弁部や各種淀み部などにおけるブロックによる管路の閉塞化について十分に注意をする必要があるなど氷の持つ大きな冷熱蓄熱密度、冷熱輸送密度の利用には困難な面が多々ある。氷のように輸送・貯蔵中に塊状化する性質を持つ物質を配管を用いて効率良く輸送する事の出来る簡単な方法は現在の所まだ見出されていない。そこで従来は、小さな氷粒子からなる氷スラリーを作り、当該氷スラリーを配管を介して輸送する事が試みられてきた。しかしながら、この場合にも、前記したように氷貯槽内において氷粒子の凝集・塊状化、あるいは配管中の塊状化当が指摘され、氷スラリーによる安定で効率の良い冷熱蓄熱・輸送はまだ出来ていない。さらに水にアルコール等を添加し、氷粒子の凝集・塊状化防止が試みられているが、長期間にわたり安定した運転を可能とするには、まだ課題が多いのが現状である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来公知の氷スラリーを用いた冷熱蓄熱や冷熱輸送方法には、以下のような問題点がある。例えば、水を急激に過冷却する装置が必要であるため、装置全体が大型化する上、高コストとなってしまう。又、氷スラリーを形成している氷粒子どうしが互いに結合しないように、氷スラリーの温度を一定の範囲に制御する必要があるため、氷スラリーの取り扱いが困難である。さらに生成した氷粒子のスラリーにより冷熱輸送を行う場合には、輸送中にパイプラインの淀み等において塊状化し、輸送を困難にしている。この氷粒子の凝集・塊状化は、氷粒子同士の接触による界面の融解・再固着によるものと考えられ、その特性から通常では防止出来ないものである。そこで、水溶液にアルコール等を添加し、凝集を防止する事が試みられているが、現状では、安定した運転を長期間可能とするには課題も多いと考えられる。又、氷を機械的に掻き砕いて氷スラリーを製造するには、その掻き砕くための装置全体が大型化し、かつ大きな動力が必要な事から高コスト化してしまうなどの問題点がある。
【０００４】
【問題を解決するための手段】
本発明者等は上記従来技術の欠点を克服すべく鋭意研究を行った結果、水又は塩化ナトリウム水溶液、塩化カルシウム水溶液、炭酸カリウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液等の無機塩水溶液、エチレングリコール水溶液、プロピレングリコール水溶液等のグリコール水溶液、エチルアルコール水溶液、メチルアルコール水溶液等の低級アルコール水溶液などの各種ブライン成分の１種類あるいは数種類の混合水溶液又は有機化合物水溶液又は前記ブライン水溶液と有機化合物水溶液の混合水溶液に界面活性剤の１種類又は２種類以上の混合物を０．０００５〜５０ｗｔ％添加する事により長時間低温下で保持しておいてもＩＰＦが一定でかつ安定したスラリーとして存在する事が出来る氷スラリーを調製出来る事が可能であることを見出した。氷の凝集及び合一の無い氷スラリーを調製する事により配管及びポンプによって所定の場所に安全に輸送出来る氷スラリーを生成することを見出し、本発明を完成したものである。
【０００５】
【化１】
【０００６】
該界面活性剤が一般式Ａで示されるカルボン酸塩型アニオン界面活性剤の例えば脂肪酸塩、ロジンを含む樹脂酸塩、エーテルカルボン酸塩、アルケニルコハク酸塩、N-アシルサルコシン塩、N-アシルグルタミン酸塩、ナフテン酸塩、アミノ酸塩等の各種カルボン酸塩のいずれかを示し、脂肪酸、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６であり、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを
示し、ＭはＮａ、Ｋ、Ｃａなどの金属、ＮＨ4、アミン、アルカノールアミン等の無機又は有機のアルカリ塩を示す。
【０００７】
【化２】
【０００８】
又は、該界面活性剤が一般式Ｂで示される硫酸エステル型アニオン界面活性剤の例えば硫酸第一アルキル又はアルケニル塩、硫酸第二アルキル又はアルケニル塩、硫酸アルキル又はアルケニルポリオキシアルキレン塩、硫酸アルキル又はアルケニルフェニルポリオキシアルキレン塩、硫酸モノアシルグリセリン塩、アシルアミノ硫酸エステル塩、硫酸化油、硫酸化脂肪酸アルキル又はアルケニルエステル、ポリオキシアルキレンアルキル又はアルケニルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、タウリン誘導体、ポリオキシアルキレン脂肪酸アミド硫酸塩等の硫酸エステル型のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、ＭはＮａ、Ｋ、Ｃａなどの金属、ＮＨ4、アミン、アルカノールアミン等の無機又は有機のアルカリ塩を示す。
【０００９】
【化３】
【００１０】
又は、該界面活性剤が一般式Ｃで示されるスルホン酸型アニオン界面活性剤の例えばα−オレフィンスルホン酸塩、第二アルカンスルホン酸塩、α−スルホ脂肪酸塩、アシルイセチオン酸塩、N-アシル-N-メチルタウリン酸塩、ジアルキル又はアルケニルスルホコハク酸塩、アルキル又はアルケニルベンゼンスルホン酸塩、アルキル又はアルケニルナフタレンスルホン酸塩、アルキル又はアルケニルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、石油スルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩等のスルホン酸型のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、ＭはＮａ、Ｋ、Ｃａなどの金属、ＮＨ4、アミン、アルカノールアミン等の無機又は有機のアルカリ塩を示す。
【００１１】
【化４】
あるいは
【００１２】
【化５】
【００１３】
又は、該界面活性剤が一般式ＤあるいはＥで示されるリン酸エステル型アニオン界面活性剤の例えばリン酸アルキル又はアルケニル塩、リン酸アルキル又はアルケニルポリオキシアルキレン塩、リン酸アルキル又はアルケニルフェニルポリオキシアルキレン塩等のリン酸エステル型のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、ＭはＮａ、Ｋ、Ｃａなどの金属、ＮＨ4、アミン、アルカノールアミン等の無機又は有機のアルカリ塩を示す。
【００１４】
又は、該界面活性剤がアルキル又はアルケニルアミン塩カチオン界面活性剤、アシルアミン塩カチオン界面活性剤の例えば第一級アミン塩、アシルアミノエチルジエチルアミン塩、N-アルキル又はアルケニルポリアルキレンポリアミン塩、脂肪酸ポリアルキレンポリアミド、アミドアミン塩等のアルキルアミン塩、アシルアミン塩等のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、酸は塩酸、臭化水素酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸等の無機酸又は有機酸の塩を示す。
【００１５】
又は、該界面活性剤が第四級アンモニウム塩カチオン界面活性剤、アミド結合を含むアンモニウム塩カチオン界面活性剤の例えば、アルキル又はアルケニルトリメチルアンモニウム塩、ジアルキル又はアルケニルジメチルアンモニウム塩、アルキル又はアルケニルジメチルベンジルアンモニウム塩、アルキル又はアルケニルピリジウム塩、アルキル又はアルケニルアミノエチルメチルジエチルアンモニウム塩、アシルアミノプロピルジメチルベンジルアンモニウム塩、アシルアミノプロピルジメチルヒドロキシエチルアンモニウム塩、アシルアミノエチルピリジニウム塩、ジアシルアミノエチルアンモニウム塩等の第四級アンモニウム塩、アミド結合を含むアンモニウム塩等のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、酸は塩酸、臭化水素酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸等の無機酸又は有機酸の塩を示す。
【００１６】
又は、該界面活性剤がエステル結合、エーテル結合を有するアンモニウム塩アミド結合を含むアンモニウム塩カチオン界面活性剤の例えば、ジアシロキシエチルメチルヒドロキシエチルアンモニウム塩、アルキル又はアルケニルオキシメチルピリジウム塩等のエステル結合、エーテル結合を有するアンモニウム塩等のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、酸は塩酸、臭化水素酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸等の無機酸又は有機酸の塩を示す。
【００１７】
又は、該界面活性剤がイミダゾリン、イミダゾリウム塩カチオン界面活性剤の例えば、アルキル又はアルケニルイミダゾリン、1-ヒドロキシエチル2-アルキル又はアルケニルイミダゾリン、1-アシルアミノエチル-2アルキル又はアルケニルイミダゾリウム塩等のイミダゾリン、イミダゾリウム塩等のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示し、酸は塩酸、臭化水素酸、酢酸、ギ酸、シュウ酸、乳酸等の無機酸又は有機酸の塩を示す。
【００１８】
又は、該界面活性剤がアルキル又はアルケニルポリオキシアルキレンアミン、N-アルキル又はアルケニルアミノプロピルアミン、N-アルキル又はアルケニルポリアルキレンポリアミン、N-アシルポリアルキレンポリアミン、脂肪酸トリエタノールアミンエステル、カチオン化セルロース等のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示す。
【００１９】
以上の中で望ましい界面活性剤は、一般式Ｆで示されるトリ（ポリオキシアルキレン）アルキルまたはアルケニルアンモニウム塩型カチオン界面活性剤である。
【００２０】
【化６】
【００２１】
但し、一般式ＫのＲ1は炭素数１〜３６のアルキル基又はアルケニル基であり、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを、Ｒ14、Ｒ15、Ｒ16はオキシアルキレン基のアルキレンを、m、n、qは１〜１００の正数を、Ｘは塩素、臭素等のハロゲンをそれぞれ示す。
【００２２】
又は、該界面活性剤が両性界面活性剤のアルキル又はアルケニルベタイン型、アルキル又はアルケニルアミドベタイン型、イミダゾリン型、グリシン型、アミンオキサイド型の例えばN-アルキル又はアルケニルニトリロトリ酢酸、N-アルキル又はアルケニルジメチルベタイン、α-トリメチルアンモニア脂肪酸、N-アルキル又はアルケニルβ-アミノプロピオン酸塩、N-アルキル又はアルケニルβ-イミノプロピオン酸塩、N-アルキル又はアルケニルオキシメチル-N,N-ジエチルベタイン、N-アルキル又はアルケニル-N,N-ジアミノエチルグリシン塩酸塩、2-アルキル又はアルケニルイミダゾリンの誘導体、N-アルキル又はアルケニルスルホベタイン、 N-アルキル又はアルケニルヒドロキシスルホベタイン、N-アルキル又はアルケニルタウリン塩、レシチン等のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示す。
【００２３】
又は、該界面活性剤が非イオン界面活性剤例えばアルキル又はアルケニルポリオキシアルキレンエーテル、ポリオキシアルキレンアルキル又はアルケニルフェニルエーテル型、脂肪酸ポリオキシアルキレンエステル、アルキロールアマイド型、脂肪酸ポリオキシアルキレンソルビタンエステル、脂肪酸ポリオキシアルキレンソルビトールエステル、ポリオキシアルキレンひまし油、アルキル又はアルケニルポリオキシアルキレンアミン、アルキル又はアルケニルポリオキシアルキレンアミド、又は脂肪酸ソルビタンエステル、脂肪酸ポリグリセリンエステル、脂肪酸ショ糖エステル等の多価アルコール型及びアルキロールアミド型、ポリエーテル変性シリコーン型界面活性剤、ポリオキシアルキレングリコール型、アルキレングリコール脂肪酸エステル型、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル型、ポリオキシアルキレンソルビット脂肪酸エステル型、グリセリン脂肪酸エステル型又はモノグリセリド有機酸エステル、ポリグリセリンエステル等の誘導体、ポリオキシアルキレングリセリン脂肪酸エステル型、ショ糖脂肪酸エステル型又はその誘導体、ポリオキシアルキレンショ糖脂肪酸エステル型、アミノ酸型、ステロイド型のいずれかであり、アルキル及びアルケニルの炭素数は１〜３６、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示す。
【００２４】
以上の中で望ましい界面活性剤は、一般式Ｇで示されるソルビタン脂肪酸エステル型非イオン界面活性剤、一般式Ｊで示されるポリオキシアルキレンソルビタン脂肪酸エステル型非イオン界面活性剤、又は一般式Ｋで示されるポリオキシアルキレンソルビット脂肪酸エステル型非イオン界面活性剤である。
【００２５】
【化７】
【００２６】
0004260260.tif 000002
〜３６のアルキル基又はアルケニル基であり、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示す。
【００２７】
【化８】
【００２８】
0004260260.tif 000003
Ｒ6はエチレン、プロピレン、ブチレンを、zは１〜１００の正数を、Ｒ1は炭素数１〜３６のアルキル基又はアルケニル基であり、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示す。
【００２９】
【化９】
【００３０】
但し、一般式ＫのＲ61〜Ｒ66はオキシアルキレン基のアルキレンを、f、g、i 、
0004260260.tif 000004
炭素数１〜３６のアルキル基又はアルケニル基であり、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖炭化水素基のいずれかを示す。
【００３１】
以上に記載したポリオキシアルキレンのアルキレンはエチレン、プロピレン、ブチレンを意味し、ポリオキシアルキレンはアルキレンの１種類が１モル以上付加反応して生成したブロック、又はアルキレンの２種類以上が２モル以上付加反応して生成したブロック、又はミックス、又はブロック/ミックスの混合を意味する。
【００３２】
本発明の高密度冷熱蓄熱輸送用組成物は、水又は無機塩水溶液、グリコール水溶液、低級アルコール水溶液などの各種ブライン成分の１種類あるいは数種類の混合水溶液又はソルビトールや多糖類等の有機化合物水溶液又は前記ブライン水溶液と有機化合物水溶液の混合水溶液に請求項２〜１６記載の界面活性剤の１種類又は２種類以上の混合物を０．０００５〜５０ｗｔ％含有する水溶液に防錆剤、スケール防止剤、スライム処理薬剤、分散剤、防腐剤、消泡剤等の添加剤を必要に応じて所定量添加することにより完成したものである。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明者らは、当該特許記載の界面活性剤を添加した水または各種ブラインを低温として凍らせた場合に、どのような現象が生ずるかを実験した結果、当該界面活性剤の添加により、長時間低温下で保持して置いてもＩＰＦが一定でかつ安定したスラリーとして存在する事が出来る氷スラリーを調製出来る事が可能であることを見出した。この事は、当該界面活性剤が、生成した氷結晶の成長をコントロールし、氷スラリーとして適切な形状の氷結晶を成長させるとともに、氷結晶間に界面活性剤を存在させることにより氷の凝集・合一を防止したと考えられる。
以下、図によって本発明の冷熱蓄熱・冷熱輸送システムについて説明する。
【００３４】
【実施例】
本発明の実施例になる冷熱蓄熱・冷熱輸送システムの概略系統図を図−１に示す。試験装置本体は、内部に流動攪拌機構を装備し、また界面活性剤を加えた水溶液を冷却するための熱交換器が設けられている。外部の冷凍システムから送られてきたブラインにより冷却された水溶液の温度変化は、内部に設けられた温度計により連続測定され、その温度変化を容易に知るために記録計に連続記録される。氷スラリーの調製は、外部の冷凍システムにより充分に冷却されたブラインを試験装置内の熱交換器に流し、水溶液を冷却することにより行った。氷スラリーの生成開始の判断は、試験装置内の温度を連続記録し、その変化から判断した。ＩＰＦは、水溶液に添加した食塩などの添加物の濃度を 氷の生成前後で測定し、これらの添加物の物質収支から求めた。所定の氷充填率まで、氷を生成した後、試験装置内部の様子を内視鏡ならびにビデオにより氷スラリーの様子を観察しながら８時間放置した。その後試験装置内部の氷スラリーを 内視鏡により観察するとともに、ビデオを再生し氷スラリーの凝集状況を観察したところ、氷スラリー粒子の凝集は見られず極めて滑らかな氷スラリーとして存在している事が観察された。
【００３５】
また、この氷スラリー溶液を、図−１に示したように外部の冷熱利用熱交換機にポンプで送り、氷スラリーの輸送状況を確認したところ、文献などで指摘されている氷スラリーの分流や配管の淀み部で生じる凝集・塊状化等は見られず、安定して輸送出来ることが確認された。ここでは、氷スラリーの調製は、０．１７℃／ｍｉｎで水溶液を冷却して行ったが、当然の事ながら、冷却速度は、これより大きくすることも小さくすることも可能であり、この速度の大小により氷スラリー粒子の凝集防止効果について変わることは無い。
【００３６】
添加した界面活性剤は、商品名ソルボンＴ−８１（東邦化学工業株式会社製、一般名ジオレイン酸ポリオキシエチレンソルビタン）、参考例としてソフタミンＣ−３（東邦化学工業株式会社製、一般名ポリオキシエチレンヤシ油アルキルジメチルアミンオキシド）、カチナールＣＴＣ−２５Ａ（東邦化学工業株式会社製、一般名セチルトリメチルアンモニウムクロライド）、アルスコ−プＭ−３Ｓ（東邦化学工業株式会社製、一般名ポリオキシエチレンアルキルエ−テル硫酸ナトリウム）、カチナールＳＰＣ−２０ＡＣ（東邦化学工業株式会社製、一般名Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリポリオキシエチレンステアリルアンモニウムクロライド）であり、その添加量は１００ｐｐｍ〜１０，０００ｐｐｍである。
【００３７】
試験結果の概要を表−１、２、３、４、５に示した。この結果から、界面活性剤の添加が無い時には、氷スラリーは容易に凝集していくが、界面活性剤を添加することにより氷スラリーの凝集が無いことが明らかにされた。以上の実施例から、界面活性剤を添加することにより、冷熱蓄熱槽内で生成させた氷スラリーは長期間、安定し滑らかな氷スラリーとして存在する事が明らかとなった。また滑らかな氷スラリーとして存在する事から試験装置内に設けられた熱交換器を介しての熱交換が容易であり、安定した運転が可能となった。滑らかな氷スラリーを生成させることが可能となった事から、夜間電力を用いて氷スラリーを生成させ、昼間のピーク時に、これらの冷熱を高率良く冷熱蓄熱槽から、冷熱を必要とする箇所へ安定して輸送することが可能となり、冷熱の高密度輸送が可能となった。
【００３８】
【表１】
0004260260.tif 000005
【００３９】
【表２】
0004260260.tif 000006
【００４０】
【表３】
0004260260.tif 000007
【００４１】
【表４】
0004260260.tif 000008
【００４２】
【表５】
0004260260.tif 000009
【００４３】
【発明の効果】
以上に説明した本発明による効果を列挙すると、以下のとおりである。従来流動性のある氷スラリーを生成する製氷方式にはダイナミック型（動的製氷法）により行われており、冷熱蓄熱槽ならびにその運転方法に特別の工夫が必要であった。一方スタテイック型（静的製氷法）では、氷の生成は冷熱蓄熱槽内に設けられた冷却用伝熱管の表面上に行わせており、冷熱の蓄熱・放熱時の熱交換速度が小さい等の問題点もあり、種々の工夫が施されている。しかしながら本発明によれば、ダイナミック型及びスタテイック型において、冷熱蓄熱槽内に設けられた伝熱管表面上に氷スラリーが生成・固着する事もなく、流動性の良い氷スラリーとして存在する事は、冷熱蓄熱槽内における流動・伝熱に対して良い効果を示すとともに、氷スラリーの取り扱いが簡単で容易となる。表−１、２、３、４、５に示したように、当該特許記載の界面活性剤を利用すると、水溶液中での界面活性剤が氷結晶の成長する方向を一方向に制御する作用を行っているものと思われ、その結果、例えば針状に成長した結晶は、ある程度まで成長すると水溶液の流動のため破砕され、氷の微細な針状結晶からなる氷スラリーとなっているものと思われる。
【００４４】
また、当該特許記載の界面活性剤を使用した氷スラリーは、その生成時や生成後の成長過程において互いに結合する事も無かった。当該界面活性剤の添加により、長時間低温下で保持して置いてもＩＰＦが一定でかつ安定したスラリーとし存在する事が出来る氷スラリーを調製出来る事が可能であることを見出した。従って、ビルの冷暖房、地域冷暖房において冷熱蓄熱材として氷の持つ大きな融解潜熱を利用する事が可能になるとともに蓄熱中に氷粒子が凝集し塊状化する問題、さらに生成した氷粒子のスラリーにより冷熱輸送を行う場合に輸送中にパイプラインの淀み等において塊状化し、輸送を困難にする等
の問題点も解決し、ビルの冷暖房、地域冷暖房において冷熱蓄熱材として氷を用いる冷熱蓄熱システム及び冷熱輸送システムに極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】界面活性剤添加による氷スラリ−の凝集防止効果評価試験装置の図である
【符号の説明】
１  冷凍システム
２  冷熱蓄熱槽
３  冷熱利用用熱交換機
４  冷熱利用
５  冷却用ブライン
６  攪拌機
７  ブライン用ポンプ
８  冷熱輸送用氷スラリーポンプ
９  温度計
【図１】
0004260260.tif 000010