(57)【要約】  本発明は、流体媒体の流れが遮断された場合でもパイプ内の流体媒体の温度を維持する方法に関する。第１ステップでは、潜熱蓄熱材料（２）と、マトリックス材料（３）とを備える蓄熱層（１）が製造される。第２ステップでは、蓄熱層（１）をパイプ（４）の周囲に配置し、続いて断熱材料（５）で被覆するか、または蓄熱層（１）が断熱材料（５）と接触させられ、これにより、蓄熱断熱複合材（５１）が得られ、次いで蓄熱断熱複合材（５１）の蓄熱層（１）が、パイプ（４）と蓄熱断熱複合材（５１）の断熱材料（５）との間に位置するように、パイプ（４）が蓄熱断熱複合材（５１）で被覆される。【選択図】図６
2020509304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体媒体の流れが遮断された場合でもパイプ内の流体媒体の温度を維持するための方法であって、前記パイプが建築および住宅技術、建築構造ならびに化学およびプロセスシステム設備に適している方法において、
ａ）第１ステップで、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含む蓄熱層（１）が製造され、前記潜熱蓄熱材料（２）が前記マトリックス材料（３）内にマイクロカプセル化形態で存在する場合、前記マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではないことと、
ｂ）第２ステップで、前記蓄熱層（１）が、
ｂ１）パイプ（４）の周りに配置され、次いで前記蓄熱層（１）で覆われた前記パイプ（４）を断熱材料（５）で被覆することによって、被覆パイプ（４１）が得られるか、または、
ｂ２）前記蓄熱層（１）が、断熱材料（５）と接触され、それによって蓄熱断熱複合材（５１）が得られ、次いで前記パイプ（４）を前記蓄熱断熱複合材（５１）で被覆し、これにより前記蓄熱断熱複合材（５１）の前記蓄熱層（１）が、前記パイプ（４）と前記蓄熱断熱複合材（５１）の前記断熱材料（５）との間に位置するようになることと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記蓄熱層（１）の少なくとも一方の面が層（１１）で覆われており、前記層（１１）が、好ましくは、紙層、プラスチックフィルム、特にポリエチレン、ＰＥ、ポリプロピレン、ＰＰ、ポリスチレン、ＰＳ、ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＴおよび／もしくはプラスチックラミネートフィルム、金属ホイル、特にアルミニウム、銅、スズ、亜鉛および／もしくはスチール箔、金属−プラスチック層、ならびに／または積層体を含み、前記層（１１）は、繊維、特にガラス繊維、炭素繊維および／またはプラスチック繊維によって強化されることができることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記蓄熱層（１）が実質的に、
ｉ）複合材（１３）であり、前記複合材（１３）が、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）、少なくとも１種のマトリックス材料（３）およびオプションで少なくとも１種の核形成添加剤を加熱、混合および冷却することによって得られ、前記複合材（１３）が、繊維を得るために適切にさらに処理され、
ｉｉ）複合材（１４）であり、前記複合材（１４）が、前記マトリックス材料（３）に収着された前記潜熱蓄熱材料（２）を含み、前記マトリックス材料（３）が好ましくは不織布、織布および／または平坦な多孔質材料であり、不織布および／または織布は、前記複合材（１３）から製造される繊維をオプションで含むことができ、
ｉｉｉ）少なくとも１種のマトリックス材料（３）、特に接着剤に結合されている粉末および／または粒状材料（１５１）を含む複合材（１５）であり、前記粉末および／または粒状材料（１５１）が、マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）の形態で存在し、および／または前記潜熱蓄熱材料（２）が多孔質粉末および／または粒状担体材料に収着されており、
ｉｖ）潜熱蓄熱材料（２）および増粘剤を含む複合材（１６）であり、前記複合材（１６）が高粘性液体、ゲル、粉末、粒状材料、フレークおよび／またはペーストの形態で存在し、および／または
ｖ）マトリックス材料（３）で形成された複数のチャンバを備え、前記チャンバが潜熱蓄熱材料（２）を含み、前記潜熱蓄熱材料（２）が、粉末および／もしくは粒状材料（１５１）として、複合材（１３、１４、１５、１６）として、ならびに／またはそれらの混合物として、好ましくは純粋な形態で存在する、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記蓄熱層（１）内の潜熱蓄熱材料（２）の量は、１０Ｋの温度範囲での前記蓄熱層（１）の固体／液体熱容量が、蓄熱層（１）１ｋｇ当たり少なくとも５０ｋＪ、好ましくは少なくとも８０ｋＪ、特に少なくとも１２０ｋＪであるように選択され、ＥＮ  ＩＳＯ１１３５７−１および−４に準拠するＤＳＣにより測定されることを特徴とする、請求項１から３の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項５】
前記蓄熱層（１）が実質的に、
・３０〜９５重量％の潜熱蓄熱材料（２）と、
・５〜７０重量％のマトリックス材料（３）と、
・０〜２０重量％の他の成分と、
からなることを特徴とする、請求項１から４の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項６】
前記潜熱蓄熱材料（２）が、−１８２℃〜＋１７５℃、好ましくは−８０℃〜＋１５０℃、特に−２５℃〜＋１２５℃の融点を有することを特徴とする、請求項１から５の少なくとも一項に記載の方法
【請求項７】
前記潜熱蓄熱材料（２）が、少なくとも１種の有機化合物、特に、炭化水素、パラフィン、アルコール、グリコール、ポリオール、糖、ケトン、エステル、エーテル、カルボン酸、脂肪酸、アミド、硫黄、リンおよび／もしくは窒素化合物、ならびに／または、無機化合物、特に、無機塩、塩水和物、水および／もしくは水性混合物を含むことを特徴とする、請求項１から６の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項８】
前記マトリックス材料（３）が、合成および／または天然ポリマー、特にアクリレート、スチレンおよび／もしくはオレフィンのようなオレフィン系モノマーに基づくポリマー、ブロックコポリマー、縮合ポリマー、バイオポリマー、特にタンパク質、多糖類、および／もしくは天然繊維、担体材料、増粘剤ならびに／または接着剤であることを特徴とする、請求項１から７の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項９】
前記パイプ（４）が、ガラス管、金属管、特に真鍮管、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、および／もしくは銅管、ならびに／または、プラスチック管、特にＰＶＣ、アクリルガラス、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、および／もしくは複合材料製のパイプであることを特徴とする、請求項１から８の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記断熱材料（５）が、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）、押出ポリスチレン（ＸＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、柔軟性エラストマーフォーム（ＦＥＦ）、ポリエチレンフォーム（ＰＥＦ）、尿素ホルムアルデヒド樹脂フォーム（ＵＦ）、硬質ＰＶＣフォーム、ポリウレタンスプレー断熱材、ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ミネラルファイバ、ミネラルフォーム、ミネラルウール（ＭＷ）、ロックウール、グラスウール、発泡ガラス（ＣＧ）、発泡粘土、パーライトおよび発泡パーライト（ＥＰＢ）、バーミキュライトおよび発泡バーミキュライト、気泡コンクリート、ウッドファイバ断熱ボード（ＷＦ）、ウッドウール断熱ボード（ＷＷ）、セルロース断熱材（ＣＩ）、コルク、グラウンドコルク、コルクボードおよびコルク断熱ボード（ＩＣＢ）、マイクロポーラス断熱材、エアロゲル、真空断熱パネル（ＶＩＰ）、真空断熱材、および／または動物および／または植物由来の断熱材、例えばシープウールの断熱ボード、葦ボード、ココナッツファイバマットおよび／または扁平ファイバボードをベースとしていることを特徴とする、請求項１から９の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記蓄熱断熱複合材（５１）が、オプションで、フィルム、特に繊維強化保護フィルムによって囲まれていることができる、閉鎖可能なパイプシェルの形態で存在することを特徴とする、請求項１から１０の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１２】
請求項１から１１の少なくとも一項によって得られ、建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適している蓄熱断熱複合材（５１）。
【請求項１３】
請求項１から１１の少なくとも一項によって得られる被覆パイプ（４１）、または請求項１２に記載の蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆され、建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適したパイプ（４）。
【請求項１４】
請求項１３に記載の、少なくとも１つの被覆パイプ（４１）および／または蓄熱断熱複合材（５１）により被覆されたパイプ（４）を備える、住宅およびオフィスビルならびに化学およびプロセスシステム設備用の温水導管用の受動的保温システムおよび／または冷水導管用の受動的保冷システム。
【請求項１５】
特に建築や住宅技術、住宅やオフィスビルなどの建築構造、ならびに化学およびプロセスシステム設備で、流体媒体の流れが遮断された場合であっても、パイプ内の流体媒体の温度を維持するための、請求項１２に記載の前記蓄熱断熱複合材（５１）の使用および／または請求項１から１１の少なくとも一項によって得ることができる蓄熱断熱複合材（５１）の使用。
【請求項１６】
特に建物内の温水導管、蒸気導管、化学薬品、ビチューメン、シリコーン、ホットメルト接着剤、および／もしくはチョコレートなどの食品の輸送管として流体媒体を保温するための、ならびに／または、流体媒体、特に加圧流体媒体、気体および／もしくは液体、特に冷却液、化学薬品、蒸気圧の高い溶剤、および／もしくは乳製品や飲料などの食品といった流体媒体を保冷するための、請求項１２に記載の蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）および／または請求項１３に記載の被覆パイプ（４１）の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体媒体の流れが遮断された場合でもパイプ内の流体媒体の温度を維持するための方法、その方法によって得られる蓄熱断熱複合材、その方法によって被覆されたパイプ、住宅およびオフィスビルならびにプロセスシステム設備のための温水導管用の保温システムおよび／または冷水導管用の保冷システム、ならびに蓄熱断熱複合材および被覆されたパイプの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅やオフィスビルには通常、冷水と温水の導管がある。冷水導管内の冷水の温度は典型的には調整されていないが、温水導管システム内を輸送された後に給湯栓が開かれた際に温水として認識されるように温水は加熱されなければならない。複数階建ての建物でも、温水は、例えば地下室などで集中的に加熱されることが多く、そこから住居全体に分配されるため、輸送中の熱損失を減らすために温水導管は十分に断熱されている必要がある。
【０００３】
建物では、温水が必要とされるのは典型的には水取出しごとにせいぜい数分の間である。その後、ヒートインシュレーション（断熱）、すなわちサーマルインシュレーション（断熱）にもかかわらず、温水導管内の水は再び冷える。したがって、給湯栓をオンにすると、流出する水が暖かくなるまでに時間がかかることがよくある。これを防ぐために、例えば循環システムまたはパイプトレース加熱によって、温水導管を暖かく保たなければならないことが規範的に規定されることがある。
【０００４】
循環システムでは、媒体の流れがしばらく遮断されても温水導管の水温を所望の温度に保つために、継続的に再加熱される温水が循環ポンプによって、例えば二重被覆導管または戻り導管内の温水導管と平行の導管内に汲み上げられる。
【０００５】
パイプトレース加熱の場合、例えばケーブルまたは電気加熱テープの形態の電気抵抗がパイプの周りに巻かれる、またはパイプに沿って案内される。電圧を印加することによって、ケーブルまたは加熱テープ、したがってパイプは電気的に加熱される。この場合、温度制御用のセンサも設けることができる。
【０００６】
特に二重被覆導管または戻り導管を有する循環システム、および電気パイプトレース加熱は、能動的保温システムとして知られているものである。それらの製造は技術的に複雑であり、使用時のエネルギー消費量が大きく、したがって温水が使用されない場合にもコストが高いものとなる。それらはまた、ケーブル配線の欠陥（例えば、パイプラインの熱膨張、ケーブル絶縁体の経年劣化などによるケーブルの破損）の場合に、構造的損傷が起こる可能性があり、そして導管全体に沿って機能が中断されるという欠点を有する。さらに、電気パイプトレース加熱が破損した場合には、電圧によって、白熱火および／または例えば金属パイプラインを介して離れた場所でも人々を危険にさらしたり、あるいは損傷を引き起こしたりする危険性がある。これらのシステムおよび電気トレース加熱は特に大量の電気エネルギーを消費し、それはさらに熱エネルギーよりはるかに貴重なものである。したがって、特に環境保護の理由から、可能な限り避けるべきである。
【０００７】
２５℃を超える温度上昇はヒト病原菌、特にレジオネラ菌の増加につながるため、衛生上の理由から冷水導管は２５℃以下に保つ必要がある。しかしながら、住宅およびオフィスビルでは、冷水導管は、簡単で適切な解決策がないために今日では冷却されていないことが一般的であり、建物への導管の入力側の幹線水道の低い温度にのみ依存している。
【発明の概要】
【０００８】
したがって、本発明の目的は、住宅およびオフィスビルにおける温水導管用の受動的保温システムおよび冷水導管用の受動的保冷システムを提供することである。受動的保温システムは、給水後数時間経過しても、外部エネルギーを供給することなく、温水導管内の水温を暖かく保つことを可能にすべきである。受動的保冷システムもまた、冷水の水温が、外気温が暖かくても、給水後数時間経過しても、冷たいままであること、すなわち２５℃を超えないことを確実にするように設計される。これは、温水／冷水導管でのレジオネラの増殖を防ぐためである。加えて、受動的保温／保冷システムはまた、建設現場でサイズに合わせて切断することが容易であり、かつ現場の温水または冷水導管に容易に取り付けられるべきである。保温システムに断熱を容易に提供することも可能であるべきである。
【０００９】
この課題は、意外にも、流体媒体の流れが遮断されてもパイプ内の流体媒体の温度を維持するための方法で解決することができ、ここでパイプは建築および住宅技術、建築構造ならびに化学およびプロセスシステム設備に適しており、以下の特徴を有する。
ａ）第１ステップで、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含む蓄熱層（１）が製造され、マトリックス材料（３）内にマイクロカプセル化形態の潜熱蓄熱材料（２）が存在する場合、マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではない、
ｂ）第２ステップで、蓄熱層（１）が以下のいずれかである、
ｂ１）蓄熱層（１）がパイプ（４）の周りに配置され、次いで蓄熱層（１）で覆われたパイプ（４）が断熱材料（５）で被覆され、それによって、被覆パイプ（４１）が得られる、または、
ｂ２）蓄熱層（１）が断熱材料（５）と接触され、それによって蓄熱断熱複合材（５１）が得られ、次いで、蓄熱断熱複合材（５１）の蓄熱層（１）が、パイプ（４）と蓄熱断熱複合材（５１）の断熱材料（５）との間に位置するように、パイプ（４）が蓄熱断熱複合材（５１）で被覆される。
【００１０】
本発明による方法によって得ることができ、建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適した蓄熱断熱複合材（５１）もまた特許請求の範囲とされる。
【００１１】
さらに、本発明による方法によって得られる被覆パイプ（４１）、または本発明による蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆され、建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適したパイプ（４）も特許請求の範囲とされる。
【００１２】
本発明による少なくとも１つの被覆パイプ（４１）および／または本発明による蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）を備える、住宅およびオフィスビルならびに化学設備およびプロセスシステム用設備の、温水導管用の受動的保温システム、および／または冷水導管用の保冷システムもまた特許請求の範囲とされる。
【００１３】
また、特に建築および住宅技術において、住宅およびオフィスビルにおけるような建築構造において、ならびに化学およびプロセスシステム用設備において、流体媒体の流れが遮断された場合もパイプ内の流体媒体の温度を維持するための、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）の使用および／または本発明による方法により得られる蓄熱断熱複合材（５１）の使用も特許請求の範囲とされる。
【００１４】
本発明による蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）および／または本発明による被覆パイプ（４１）を、特に建物内の温水導管、蒸気導管、化学薬品、ビチューメン、シリコーン、ホットメルト接着剤、および／もしくはチョコレートなどの食品の輸送管として、流体媒体を保温するため、ならびに／または、特に加圧流体媒体、気体および／もしくは液体、特に冷却液、化学薬品、蒸気圧の高い溶剤、および／もしくは乳製品や飲料などの食品のような流体媒体を保冷するために使用することも特許請求の範囲とされる。
【００１５】
本発明による方法、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）、本発明による被覆パイプ（４１）、住宅およびオフィスビル内ならびにプロセスシステム設備内の温水導管用の受動的保温システム、および／または冷水導管用の受動的保冷システム（以下、略して温水／冷水導管用の保温／保冷システムと略すこととする）、ならびに本発明による使用は、驚くほど多くの利点を有する。これにより、簡単な方法で、周囲の環境と比較して高温また低温の環境で耐久性のある受動的温度維持システムを使用でき、すなわち住宅およびオフィスビルの温水および／または冷水導管だけでなく、使用できる保温システムまたは低温保持システムに比べて、潜熱蓄熱材料（２）の選択された相転移温度に応じて、例えば蒸気導管用に１２５℃のような比較的高温の流体媒体の場合にも使用可能である。流体媒体の搬送が停止されると、断熱されてはいるものの媒体温度が低下するため、液体から固体への相変化によって、潜熱蓄熱材料（２）は、周囲の環境およびパイプ（４）内に存在する媒体へ融解エンタルピーを放出する。結果として、パイプ壁の最適な熱伝導により、パイプ内の媒体の媒体温度は融解温度に維持され、実質的に全ての潜熱蓄熱材料（２）が凍結したとき、すなわち液体から固体への相転移が完了したときにのみ低下する。結果として、流体媒体の温度が実質的に潜熱蓄熱材料（２）の相変化温度に受動的に維持される、すなわち例えば何時間にもわたって流体媒体の流れが中断された場合でも、追加のエネルギー供給または除去なしに流体媒体の温度は維持され得る。したがって、本発明による温水／冷水導管用の保温／保冷システム、特に住宅およびオフィスビル、ならびにプロセスシステム設備では、驚くことにエネルギー集約的な循環システムおよびパイプトレース加熱システムを省くことができる。さらに、本発明による受動的保温／保冷システムを既存の温水／冷水導管に後付けすることは、特に温水／冷水導管が例えばウォークインで配置されている場合には、いつでも簡単な方法で可能である。冷水用の受動的保冷システムはまた、通常はエネルギーの観点から実施されていない、冷水導管内での問題のない水の保冷を可能にする。温度が低いため、冷水導管で発生する可能性のある病原菌の増加ははるかに遅くなる。結果として、そのような導管から取られた水は、細菌の含有量が少なく、これは健康上好ましい面である。
【００１６】
意外にも、本発明による方法、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）、本発明による被覆パイプ（４１）、温水／冷水導管用の受動的保温／保冷システム、および本発明によるその使用は、潜熱蓄熱材料（２）の適切な選択により、建物内の蒸気導管または温水導管内などの加熱または加温流体媒体、ならびに冷凍システムのような低温流体媒体の温度を維持するために使用することができる。加えて、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）、被覆パイプ（４１）、よって温水／冷水導管用の受動的保温／保冷システムは、驚くことに、工場および現場のどちらでも、現地で利用可能な道具によって適切なサイズに切断されることができる。
【００１７】
したがって、本発明により、驚くことに、簡単かつ低エネルギーで、パイプ内の流体媒体の温度を、極めて広い温度範囲にわたって選択可能に、使用される潜熱蓄熱材料（２）の相変化温度に実質的に維持することができ、これは、数時間または数日間もエネルギーが追加または除去されなくても、すなわち受動的に、再循環することなく、二重外被および電気ヒートトレースまたは電気的に作動するペルチェ素子なしで、流体媒体の流動がない、または連続的ではない場合にも、可能である。
【００１８】
したがって、本発明による方法、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）、および本発明による被覆パイプ（４１）は、驚くことに、本発明による使用により、例えば建物内の温水導管や冷暖房システムのように非常に広い用途で使用することができる。したがって、例えば化学的操作における障害および／または温度が重要な流体媒体のポンピングの場合にも、簡単でエネルギー効率の良い保温が提供される。加えて、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）および被覆パイプ（４１）は、潜熱蓄熱材料（２）の漏れもなく、簡単な方法で必要なサイズに切断することができ、さらに潜熱蓄熱材料（２）の融解温度より高い温度でも可能である。
【００１９】
驚くことに、本発明による方法は容易に実施されるだけでなく、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）もまた現場で使用するのが驚くほど簡単である。したがって、保温システムを設置するために、以前のように追加の工程を実施する必要がもはやなくなり、代わりにパイプ（４）をこれまでのような断熱材料の代わりに、蓄熱断熱複合材（５１）で被覆することができる。
【００２０】
蓄熱層（１）および蓄熱断熱複合材（５１）は、潜熱蓄熱材料（２）が、蓄熱層（１）から単独で、または断熱材料（５）と共に、したがって蓄熱断熱複合材（５１）として、漏れることなく、必要に応じて簡単な方法でサイズに応じて切断することができる。言い換えれば、蓄熱層（１）および蓄熱断熱複合材（５１）は、たとえそれらが所定の大きさに切断されても、全くまたはほとんど無視できるほどにしか材料が漏れ出ない。
【００２１】
驚くことに、住宅およびオフィスビルならびに化学およびプロセスシステム設備用の本発明による温水導管用の受動的保温システムおよび／または本発明による冷水導管用の受動的保冷システムは、能動的なエネルギー供給の必要性なしで、何時間または何日間にもわたって温水または冷水の温度を維持することを可能にする。これにより、住宅やオフィスビル、さらに化学施設やプロセスシステム設備での大幅なエネルギー削減が可能になる。さらに、温水／冷水導管用の受動的保温／保冷システムの簡単で保守不要な作動は、これまで保温／保冷システムが設置されていなかった家屋および建物への設置も可能にする。これにより水の消費量が大幅に削減される。
【００２２】
文献では、パイプライン、特に、相変化材料で囲まれている、原油の抽出のための深海パイプラインがしばしば記載されている。相変化材料は、冷却時間を延長し、パイプラインを流れる媒体、特に原油の凝固を防ぐのに役立つ。
【００２３】
特許文献１は、改良された過渡熱損失特性を有する受動断熱材を備えた深海パイプラインについて説明している。パイプラインは、分散またはマイクロカプセル化された相変化材料が組み込まれている断熱材を備えている。パイプライン内の流れが遮断された場合には、製造された、または搬送された炭化水素液の冷却時間が大幅に延長され得る。分散またはマイクロカプセル化相変化材料を含有する断熱材の欠点は、断熱機能が低下することである。さらに、搬送される炭化水素の領域内、すなわちパイプラインパイプ付近の相変化材料の部分だけが延長された冷却時間に使用される。しかしながら、断熱材に含まれる相変化材料の大部分は、相変化材料の相変化温度より低いため、冷却時間を延長することができない。他方で、熱伝導性相変化材料の存在に起因する熱伝導性の増加により、断熱は低下する（図１および２）。
【００２４】
特許文献２は、例えば水中ドリルヘッドから原油などの液体を輸送するための水中パイプライン用の受動的熱管理システムについて記載している。この場合、搬送中の原油は、約５０℃〜９０℃の温度を有し、一方、周囲環境における海水の温度は、約０℃である。しかしながら、原油の温度が約２５℃より低くなると、凝固してパイプラインを詰まらせる可能性がある。したがって、受動的熱管理システムは、原油の輸送が中断されたときに相変化層からの熱が冷却している原油に伝達されるように選択された融点を有する相変化材料を含み、より長い時間原油が液体状態を維持する。
【００２５】
特許文献３は、特に水中パイプライン内の原油の温度を維持するための装置および方法に関する。この場合、相変化中に高い潜熱を有する材料が、流体温度が閾値の方向に低下したときに潜熱を流体に伝達するために使用される。材料は絶縁テープで被覆されることができる。マトリックス材料または相変化材料または断熱材料を含むマトリックスについての言及はない。
【００２６】
特許文献４は、剪断減粘特性および低い熱伝導率を有する準非圧縮性相変化材料を製造する方法について記載している。この目的のために、液相の選択された化合物の混合物からなる相変化材料は、テクスチャ化剤として嵩高いポリマーと混合される。テクスチャ化剤は、剪断応力なしに相変化材料にゲル様の粘稠度を与えるが、剪断応力下でそれは再び液化する。ゲル化相変化材料は、炭化水素輸送ライン、特に深海原油パイプラインなどの導管の断熱に使用される。ゲル化相変化材料に囲まれたそのような管を断熱材料で被覆することについては言及されていない。
【００２７】
特許文献５は、保温性を有するパイプライン、特にオフショアパイプラインを製造する方法について記載している。ここでは、有機ポリイソシアネートを、イソシアネート反応性の少なくとも２つの水素原子を有する少なくとも１種のポリマー化合物、触媒、ワックスおよび場合によってはさらなる添加剤と混合して反応混合物を形成し、パイプに塗布し反応させてポリウレタン層を形成する。断熱材料、特に形成された反応混合物でパイプラインを囲む断熱材料についての言及はない。
【００２８】
特許文献６は、水中の石油およびガスの製造工程、特にサブシークリスマスツリーにおけるアルカン水和物の形成を防止するための温度制御装置について記載している。この装置は、ハウジングと、ハウジング内に配置された相変化材料とを備える。相変化材料は、アルカン水和物が形成される温度よりも高い相転移温度を有する。この場合、相変化材料は、マトリックスに埋め込まれたりカプセル化されたりすることなく、そのまま使用される。さらに、断熱材料についての言及はない。
【００２９】
特に深海の原油生産のための、原油用パイプライン用のこれらの装置および方法は、住宅およびオフィスビルまたは地上管には適していない。それは、特に深海パイプラインとその目的に使用される機器が、高い水圧に耐えられねばならず、外部の機械的損傷に対して非常に高い耐性がなければならないためである。また、原油パイプラインは、住宅およびオフィスビルの水道管よりも複雑な構造を有し、はるかに規模が大きい。さらに、本発明により使用される断熱材料は深海用途には適していない。なぜなら、断熱材料に作用する力のために破壊されるかまたは少なくとも強く圧縮され、それが断熱特性を破壊するためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３０】
【特許文献１】ＵＳ６，０００，４３８
【特許文献２】ＷＯ−Ａ−２０１１／１６１４７２
【特許文献３】ＷＯ−Ａ−２０１２／１７５９９４
【特許文献４】ＷＯ−Ａ−０２／０６２９１８
【特許文献５】ＥＰ−Ａ−２  ７１２  ８９３
【特許文献６】ＷＯ−Ａ−０２／１６７３３
【発明を実施するための形態】
【００３１】
方法
本発明による方法は、パイプを通って流れる流体媒体の流れが遮断された場合も、パイプ内の流体媒体の温度を保持、すなわち安定させるように機能し、このパイプは、建築や住宅技術、建築構造に、したがって住宅およびオフィスビル、さらには化学およびプロセスシステム設備に適しており、そのため建築および住宅技術、建築構造および化学やプロセスシステム設備の好適な一部分である。したがって、この方法は、特に住宅およびオフィスビル、ならびに化学およびプロセスシステム設備の地上管に関するものである。
【００３２】
本発明による方法、蓄熱断熱複合材（５１）および被覆パイプ（４１）は、石油および天然ガス産業の機器およびパイプラインには適しておらず、したがって原油の輸送、特に深海での原油輸送には適していない。
【００３３】
本発明により、流体または単に媒体とも呼ばれる「流体媒体」という用語は、輸送時のパイプ内における温度で流動可能であり、したがって輸送可能な任意の媒体を含む。そのような流体媒体の非限定的な例としては、特に、気体、液体、懸濁液、スラリー、分散液、乳濁液および／またはそれらの混合物が挙げられる。しかしながら、本発明の意味において、原油は流体媒体としては好ましくない。
【００３４】
本発明による方法の第１ステップａ）において、蓄熱層（１）が製造され、蓄熱層（１）は少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含み、潜熱蓄熱材料（２）がマイクロカプセル化形態である場合、マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではない。
【００３５】
本発明による方法の第２のステップｂ）の好ましい実施形態ｂ１）において、蓄熱層（１）は、例えばテープの形態でパイプ（４）の周りに配置され、そしてオプションで固定される。この場合、蓄熱層（１）はパイプ（４）を完全にまたは部分的にのみ覆うことができる。蓄熱層（１）は、パイプ（４）の周りに螺旋状に固定されることができ、および／または例えば細長い長方形の形態でパイプ（４）の周りに完全に取り付けられることができる（図４）。長方形の幅は、例えば、パイプ（４）の円周に対応するように選択され、したがって、パイプ（４）の周りに配置されたとき、パイプ（４）を完全に取り囲むように選択されてもよい。長方形の幅がパイプの円周よりも小さくなるように選択されることも可能であり、それによりパイプの一部が蓄熱層（１）によって被覆されない、および／または蓄熱層（１）の２つまたはそれ以上の長方形がパイプ表面上に、例えば互いに平行に配置される。さらに、同じまたは異なる組成を有する２つまたはそれ以上の蓄熱層（１）を重ね合わせることも可能である。続いて、蓄熱層（１）で覆われたパイプ（４）は、断熱材料（５）、特に蓄熱層（１）を備えたパイプ（４）を囲むのに最適な、適切な輪郭、すなわち凹部を有する断熱材料（５）によって包まれ、これにより被覆パイプ（４１）が得られる。
【００３６】
本発明による方法の第２のステップｂ）の別の好ましい実施形態ｂ２）において、蓄熱層（１）を最初に断熱材料（５）と接触させ、これにより蓄熱断熱複合材（５１）が得られ、蓄熱断熱複合材（５１）の蓄熱層（１）がパイプ（４）と蓄熱断熱複合材（５１）の断熱材料（５）との間に位置するように、蓄熱断熱複合材（５１）でパイプ（４）が被覆される。蓄熱層（１）は、断熱材料（５）の内層の全部または一部のみを囲むことができる（図３）。複数の部分から成るパイプシェルの一部分のみ、例えば半分だけに蓄熱層（１）を備えることも可能である。ここで、断熱材料（５）は、好ましくは、輪郭形状、すなわち凹部を備えており、蓄熱層（１）は、輪郭形状内に配置されている。断熱材料（５）の輪郭は、通常、パイプ（４）および蓄熱層（１）を最適に囲むように選択される。
【００３７】
蓄熱層（１）の潜熱蓄熱材料（２）は、潜熱蓄熱材料（２）の融点、すなわち固液相変化または相転移温度が、パイプ内に存在し搬送される流体の温度から多少、すなわち、典型的には１℃から５℃ずれるように有利に選択される。媒体温度が周囲温度よりも高い場合（典型的には流体媒体が温まった状態）、有利には、融点は搬送される媒体の温度より低い。そして、媒体温度が周囲温度より低い場合（典型的には冷却された流体媒体の場合）、有利には、潜熱蓄熱材料（２）の融点は、搬送される媒体の温度より高い。
【００３８】
比較的大きな建物内の温水導管では、設定水温は例えば５５℃である。温水の流れが止まると、保温システムなしの断熱のみでは温水は冷える。ここで、５０〜５４℃の融点を有する潜熱蓄熱材料（２）を使用する場合、例えば５２．９℃の融点を有するジフェニルアミンまたは５０．６℃の炭素原子数が２４のパラフィンを使用する場合、蓄熱層（１）内に存在する潜熱蓄熱材料（２）全体はその融点より高い温度にある。したがって、潜熱蓄熱材料（２）は融解（すなわち液体）凝集状態にある。ここで温水の流れが中断されると、温水は少し冷える。しかしながら、温水の温度が潜熱蓄熱材料（２）の融解温度の範囲内になるとすぐに、潜熱蓄熱材料（２）の一部が固化し、それによって融解エンタルピーが放出される。そしてこれは周囲の環境と温水に伝達される。これにより、それ以上の冷却が防止され、潜熱蓄熱材料（２）の融解温度の範囲内に温水の温度が安定する。このプロセスは、すべての潜熱蓄熱材料（２）が固化するまで続く。したがって、温水が所望の温度に保持されるべき時間は、蓄熱層（１）の層厚、蓄熱層（１）内の潜熱蓄熱材料（２）の種類および量、ならびに断熱材料（５）の種類および厚さの選択によっても決定され得る。次の温水取出し中に、通流する温水は固化した潜熱蓄熱材料（２）を温め、それによって潜熱蓄熱材料（２）を再び融解させ、したがって次のサイクルのために活性化させる。
【００３９】
冷却された流体媒体がパイプ（４）を通って流れる冷却システムでは、周囲温度は流体媒体の温度よりも高い。流体媒体が例えば−２３℃の温度を有する場合、例えば−１６℃〜−２１℃の融点を有する潜熱蓄熱材料（２）を使用することができる。非限定的な例は、−１６℃の融点を有するエチレングリコール、または−２１．３℃の水性塩化カルシウムＣａＣｌ２溶液である。したがって、この構成では、全ての潜熱蓄熱材料（２）は凝固した形態にある。ここで冷却システムの流体媒体の流れが停止した場合、冷却媒体は潜熱蓄熱材料（２）の融解温度まで温度が上がる。ここで熱が外部からパイプ（４）の方向に断熱材を介して流入し続ける場合、最初に潜熱蓄熱材料（２）が融解する。このプロセスの間、冷却された流体は、潜熱蓄熱材料（２）の全てが融解するまで終始冷えたままである。冷却された流体媒体を所望の温度に保つべき時間は、蓄熱層（１）の層厚、蓄熱層（１）内の潜熱蓄熱材料（２）の種類および量、ならびに断熱材料（５）の種類および厚さを適切に選択することによって決定され得る。中断が解消されると、通流する冷たい流体媒体が融解した潜熱蓄熱材料（２）を冷却し、それによって潜熱蓄熱材料（２）を再び凝固させ、したがって次の中断時のために活性化させる。
【００４０】
沸騰状態で、および周囲温度より低い温度で流体を輸送するとき、流体輸送の遮断は液体の蒸発をもたらし、それ故に急速な圧力増加および安全性が脅かされた状態がもたらされる。本発明による方法、本発明による被覆パイプ（４１）、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）、および温水／冷水導管用の受動的な保温／保冷システムにより、この現象は長時間回避され、その間に通常は不具合を修正することができる。ほとんどの場合、これによって安全弁や破裂板の反応を防ぐことができる。これは、ペンタン、ブタン、プロパン、アンモニアおよび／またはＣＯ２などの天然冷媒を含む現代の冷却装置にとって特に重要である。というのも、流体がそれらの沸点に近い温度で運転されるからである。
【００４１】
低温熱回路網でもまた、ＣＯ２で作動されることが多くなっており、本発明により、熱源とシンクとの間にはるかに強力でエネルギー効率のよいパイプライン断熱材を設置することができる。
【００４２】
当業者であれば、公的に入手可能な既知のデータに基づき、そして適切な場合には専門知識に基づき、適切な潜熱蓄熱材料（２）、蓄熱層（１）内の潜熱蓄熱材料（２）の割合、蓄熱層（１）の必要な層厚、ならびに最適な断熱材料（５）の種類および厚さを決定することができるであろう。
【００４３】
蓄熱層（１）
蓄熱層（１）は、典型的には均一の層厚を有する平坦層の形態であるのが好ましい。潜熱蓄熱材料（２）の融点を超える温度において、蓄熱層（１）は典型的には可撓性であり、したがって屈曲可能で成形可能である。
【００４４】
蓄熱層（１）の層厚は実質的に任意に選択することができ、特定の要件に適合させることができる。しかしながら、多くの場合、蓄熱層（１）の層厚は、ドイツ工業規格（ＤＩＮ）８６２に従ったノギス、特にＤＩＮ８６２のフォーム１Ａによるノギスによる測定で、約０．１〜２０ｃｍ、好ましくは約０．１５〜１０ｃｍ、特に約０．２〜５ｃｍで十分である。
【００４５】
本発明による方法の、および、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）の蓄熱層（１）は、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含み、潜熱蓄熱材料（２）がマイクロカプセル化形態である場合、マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではない。
【００４６】
潜熱蓄熱材料（２）はマトリックス材料（３）に組み込まれる。したがって、マトリックス材料（３）は、潜熱蓄熱材料（２）が所定の位置に留まり、したがって液体状態でも流出してしまわないようにする。これはまた、潜熱蓄熱材料（２）が液体として蓄熱層（１）の表面に達するのを防止する、すなわち、蓄熱層（１）の滲み出しとも呼ばれる漏出が著しく低減されるか、または完全に防止される。
【００４７】
好ましい実施形態では、蓄熱層（１）内の潜熱蓄熱材料（２）の量は、１０Ｋの温度範囲内における蓄熱層（１）の固体／液体熱容量（相変化エンタルピーを含む）が、蓄熱層（１）１ｋｇ当たり、少なくとも５０ｋＪ、好ましくは少なくとも８０ｋＪ、特に少なくとも１２０ｋＪであるように選択され、ＥＮ  ＩＳＯ１１３５７−１および−４に準拠してＤＳＣにより測定される。当業者は、独創的な技術を行使することなくこの量を決定できるであろう。潜熱蓄熱材料（２）の量は特に、蓄熱層（１）の所望の融点、選択された潜熱蓄熱材料（２）、および流体媒体の熱容量に依存する。使用されるマトリックス材料（３）は、一般に蓄熱層（１）の熱容量にほとんど寄与しない。
【００４８】
別の好ましい実施形態では、蓄熱層（１）は実質的に、３０〜９５重量％、好ましくは４０〜９０重量％、特に５０〜８５重量％の潜熱蓄熱材料（２）と、５〜７０重量％、好ましくは１０〜６０重量％、特に１５〜５０重量％のマトリックス材料（３）と、０〜２０重量％、好ましくは０〜１５重量％、特に０〜１０重量％のその他の成分とからなる。
【００４９】
蓄熱層（１）の好ましいさらなる成分は、使用される潜熱蓄熱材料（２）の総量に基づいて、０．１〜１０重量％、好ましくは０．２〜６重量％、特に０．３〜５重量％の有利な量で少なくとも１種の核形成添加剤を含む。適切な核形成添加剤は当業者に公知である。非限定的な例としては、二酸化ケイ素、シリカ、ナノ粒子、鉄、銅および／もしくはアルミニウムの金属酸化物粒子、ならびに／またはカーボンナノチューブが挙げられる。
【００５０】
層（１１）
別の好ましい実施形態では、蓄熱層（１）の少なくとも一方の面は表面全体または表面の一部のみにわたって層（１１）で覆われており、この層（１１）は好ましくは、紙層、プラスチックフィルム（特にポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、および／もしくはプラスチックラミネートフィルム）、金属箔（特にアルミニウム、銅、スズ、亜鉛および／もしくはスチール箔）、金属−プラスチック層、ならびに／または積層体である。この場合、層（１１）は、繊維、特にガラス繊維、炭素繊維および／またはプラスチック繊維によって強化されることもできる。
【００５１】
流体媒体に面する蓄熱層（１）の面が層（１１）を含む場合、それは好ましくは熱伝導層（１１）である。流体媒体とは反対側の蓄熱層（１）の面が層（１１）を含む場合、この層は好ましくは非熱伝導層（１１）である。熱伝導層（１１）は、層（１１）が１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上の熱伝導率を有することを意味すると理解される。好適な熱伝導層（１１）の好ましい非限定的な例は、アルミニウム箔、銅箔、スズ、亜鉛および／またはスチール箔などの金属箔である。好適な非熱伝導層（１１）の好ましい非限定的な例は、ＰＥフィルム、ＰＰフィルムおよび／またはＰＥＴフィルムなどのプラスチックフィルムである。
【００５２】
有利には、層（１１）は、ＤＩＮ８６２に準拠したノギス、特にＤＩＮ８６２のフォーム１Ａに準拠したノギスで測定して、０．００１ｍｍ〜２ｃｍ、好ましくは０．００２ｍｍ〜１ｃｍ、特に０．００３ｍｍ〜０．５ｃｍの層厚を有する。不十分な層厚のために、ノギスによる層厚測定が不可能である場合、すなわち５回の測定の平均値の標準偏差が平均値の３０％を超える場合、層厚は超音波厚さ計を用いて測定される。
【００５３】
複合材（１３、１４、１５、１６）
特に好ましい実施形態では、蓄熱層（１）は複合材、特に複合材（１３、１４、１５、１６）を実質的に、すなわち蓄熱層（１）に基づき特に少なくとも８０重量％の程度まで構成する。
【００５４】
好ましい実施形態ｉ）では、蓄熱層（１）は実質的に複合材（１３）であり、この複合材（１３）は少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）と、オプションで少なくとも１種の核形成添加剤とを加熱、混合および冷却することによって得られる。そのような複合材（１３）は当業者に公知であり、そして文献、例えばＷＯ−Ａ−２００９／１１８３４４に記載されている。それらは、例えば押出しによって製造され、続いて必要に応じて粒状化され、そして例えば平らな蓄熱層（１）を得るために、または繊維を得るためにさらに加工されることができる。繊維は、例えば不織布および／または織布の製造に使用することができ、この形態で蓄熱層（１）中の複合材（１３）として使用することができる。
【００５５】
好ましい実施態様ｉｉ）では、蓄熱層（１）は実質的に複合材（１４）であり、この複合材（１４）はマトリックス材料（３）に取り込まれる、すなわち吸着および／または吸収された潜熱蓄熱材料（２）を含む。この場合、マトリックス材料（３）は、不織布、織布および／または平らな多孔質材料であることが好ましく、不織布および／または織布は、オプションで複合材（１３）から製造された繊維を含んでいてもよい。また、不織布および／または織布は中空繊維であって、潜熱蓄熱材料（２）がその中に配置されている、すなわち例えば充填、吸着および／または吸収されている中空繊維を含んでいてもよい。適切な不織布、織布および平らな多孔質材料は当業者に公知である。平らな多孔質材料の非限定的な例は、焼結金属のような薄い多孔質金属層である。
【００５６】
好ましい実施態様ｉｉｉ）において、蓄熱層（１）は実質的に複合材料（１５）を構成し、この複合材料（１５）は粉末および／または粒状材料（１５１）を含み、これは少なくとも１種のマトリックス材料（３）に、特に接着剤に結合され、また、オプションで少なくとも１つの層（１１）に結合される。粉末および／または粒状材料（１５１）は、マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）の形態で存在することが好ましく、および／または潜熱蓄熱材料（２）は多孔質粉末状および／または粒状の担体材料に取り込まれる、すなわち吸着および／または吸収されている。本発明の目的のために、担体材料およびカプセル材料はマトリックス材料であると考えられる（３）。
【００５７】
マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）の製造は公知であり市販されている。
【００５８】
複合材（１５）の粉末および／または粒状材料（１５１）の調製に適した多孔質粉末状および／または粒状担体材料は当業者に公知である。また、粉末および／または粒状材料（１５１）上の潜熱蓄熱材料（２）の吸着および吸収も公知である。これは、用いられる潜熱蓄熱材料（２）の融点より高い温度で行われるのが好ましい。粉末および／または粒状材料（１５１）は、その中に含まれる潜熱蓄熱材料（２）と共に、例えば追加的に潜熱蓄熱材料（２）が液体状態で放出されるのを防止するために、ポリマーフィルムで被覆されることもできる。
【００５９】
複合材（１５）の粉末および／または粒状材料（１５１）を互いに接続するための適切かつ特に好ましいマトリックス材料（３）は接着剤であり、接着剤と共に粉末および／または粒状材料（１５１）は一緒に保持される、すなわち固定される。例えば、粉末および／または粒状材料（１５１）を層（１１）に塗布し、次いで接着剤に接着結合することができる。オプションで、別の層を接着剤で上部に設けることができる。接着剤は、一成分系、二成分系または多成分系接着剤、したがってオプションで反応性接着剤であり得る。適切な接着剤は当業者に公知である。
【００６０】
好ましい実施態様ｉｖ）において、蓄熱層（１）は基本的に複合材（１６）であり、複合材（１６）は潜熱蓄熱材料（２）および増粘剤を含み、複合材（１６）は典型的には高粘性液体、ゲル、粉末、粒状材料、フレークおよび／またはペーストの形態である。複合材（１６）の特に好適な潜熱蓄熱材料（２）は、水、水性混合物および／または水溶液を含む。
【００６１】
増粘剤のうちのいくつかは、さらに潜熱蓄熱材料（２）のための核形成剤として作用し得る。この一例はＳｉＯ２である。
【００６２】
適切な増粘剤は、使用される潜熱蓄熱材料（２）に適合される増粘剤であり、有機および無機増粘剤を含む。当業者であれば、適切な増粘剤を理解しており、また、使用される潜熱蓄熱材料（２）に最適に適合した適切な選択をすることもできるであろう。
【００６３】
別の特に好ましい実施形態ｖ）において、蓄熱層（１）は実質的に、すなわち蓄熱層（１）に基づいて特に少なくとも８０重量％の範囲で、マトリックス材料（３）で形成された複数の、すなわち２つ以上のチャンバを含み、これらのチャンバは、潜熱蓄熱材料（２）を含む、すなわちチャンバは、好ましくは潜熱蓄熱材料（２）で充填されている。潜熱蓄熱材料（２）は、粉末および／または粒状材料（１５１）として、複合材（１３、１４、１５、１６）として、および／または２つ以上の複合材（１３、１４、１５、１６）の混合物として、純粋な形態であることが好ましい。チャンバは、例えば、それらが容易に充填されることができるように、一方の側が開放されていてもよく、チャンバはその後に取り付けられた層（１１）によって覆われることができる。
【００６４】
潜熱蓄熱材料（２）
蓄熱層（１）の潜熱蓄熱材料（２）は、相転移エンタルピーを蓄えるか、またはこれを流体媒体に放出する。したがって、潜熱蓄熱材料（２）は、熱を吸収するために固体から液体への相変化を利用するか、または熱を放出するために液体から固体への相変化を利用する。「相変化エンタルピー」とも呼ばれる用語「相転移エンタルピー」は、固／液または液／固相転移の融解または凝固エンタルピーを指す。
【００６５】
本発明により、「相変化」は、固体から液体への物質の状態の変化、すなわち融解を意味し、または液体から固体への物質の状態の変化、すなわち凝固または凍結を意味する。本発明により、融解、凝固および凍結は同義語として使用される。全ての相転移は、典型的には同じエンタルピーを有し、絶対値、すなわちエンタルピー値の量が関係する。これらは同義語としても使用される。
【００６６】
相変化温度は、固体から液体への相転移の融点、および液体から固体への相転移の凝固または凍結温度であると理解される。これらの温度は通常同じ値を持ち、同義語として使用される。潜熱蓄熱材料（２）が相変化温度範囲を有する場合、相変化温度はその温度範囲の算術平均温度であると理解される。これが明確に決定できない場合、相変化温度は、ＤＳＣ測定値のエンタルピー吸収がその最大値に達する温度として理解される。したがって、本発明の文脈において、融解温度範囲は融解温度として理解されるものとし、凝固温度範囲は凝固温度として理解されるものとする。
【００６７】
本発明により、５Ｋの相変化温度範囲内において少なくとも１２０ｋＪ／ｋｇの潜熱蓄熱材料（２）の固液相変化エンタルピーを有する材料は、潜熱蓄熱材料（２）、また相変化材料としても知られており、ＰＣＭと略される。適切な物質の相変化エンタルピーは、文献から当業者に公知である。対応するエンタルピー値が存在しない場合、相変化エンタルピーは、ＥＮ  ＩＳＯ１１３５７−１および−４に準拠してＤＳＣによって測定することができる。
【００６８】
好ましい実施形態では、潜熱蓄熱材料（２）は、−１８２℃〜＋１７５℃、好ましくは−８０℃〜＋１５０℃、特に−２５℃〜＋１２５℃の融点を有する。したがって、例えば、−１８２℃の融点を有するメタンは、常圧で−１８２℃の沸点を有する酸素を冷却するための潜熱蓄熱材料（２）として使用され、冷却システムが故障した場合には蒸発から保護することができる。これは、酸素がわずかに高い圧力を有する場合、沸点もそれに応じて、例えば−１８０℃に上昇するからである。メタンが潜熱蓄熱材料（２）として使用される場合、メタンが、例えば室温で担体材料に吸着されることが有利であり、オプションでメタンの蒸発を防ぐためにカプセル化されることが有利である。また、パイプ（４）は、例えば１２５℃の温度で蒸気が搬送される蒸気導管を含むことができる。この目的のために、１２０℃〜１２３℃の相変化温度を有する潜熱蓄熱材料（２）が有利に使用される。適切な潜熱蓄熱材料（２）の非限定的な例は、１２１．７℃の融点を有する安息香酸である。
【００６９】
別の好ましい実施形態では、潜熱蓄熱材料（２）は、少なくとも１種の有機化合物、特に炭化水素、パラフィン、アルコール、グリコール、ポリオール、糖、ケトン、エステル、エーテル、カルボン酸、脂肪酸、アミド、硫黄、リンおよび／もしくは窒素化合物、ならびに／または無機化合物、特に無機塩、塩水和物、水および／または水性混合物を含む。当業者には、適切な潜熱蓄熱材料（２）は公知であり、これらは例えば、ＶＤＩ  Ｗａｅｒｍｅａｔｌａｓ、第１０版、Ｓｐｒｉｎｇｅｒ  Ｖｅｒｌａｇに何度も説明されている。
【００７０】
好ましい、非限定的な例として挙げられるのは、融点が５．５〜７５．９℃で融解エンタルピーが約２００〜２６９ｋＪ／ｋｇのＣ１４〜Ｃ３４パラフィン（例えば融点が１８．３℃で融解エンタルピーが２１０ｋＪ／ｋｇのヘキサデカン）、融点が−１２．９℃で融解エンタルピーが１６０ｋＪ／ｋｇのエチレングリコール、融点が０℃で融解エンタルピーが３３３．６ｋＪ／ｋｇの水、グリコール−水混合物のような水性混合物（その場合最適混合比すなわち約７０重量％のグリコールと３０重量％の水では、−５６℃の凝固点および２１２ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーが得られる）、または水−塩混合物、塩は塩化ナトリウム、塩化カルシウムおよび／または塩化カリウムであることができ、例えば７２．２℃の融点および２６７ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーを有するケイ酸ナトリウム五水和物Ｎａ２ＳｉＯ３  ５Ｈ２Ｏのような金属塩、および５４℃の融点および１９９ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーを有するミリスチン酸である。
【００７１】
マトリックス材料（３）
蓄熱層（１）のマトリックス材料（３）は、マトリックス、すなわち潜熱蓄熱材料（２）が液体、すなわち融解形態、また場合によっては粉末および／または粒状で流出するのを防ぐ構造を形成する。それ故、マトリックス材料（３）が、室温で、そして典型的にはマトリックス材料（３）内に組み込まれた潜熱蓄熱材料（２）の相転移より少なくとも１０℃まで、好ましくは少なくとも２５℃まで、特に少なくとも５０℃まで高い場合にも、実質的に固体であることが一般に有利である。
【００７２】
好ましい実施形態では、マトリックス材料（３）は合成および／または天然ポリマー、特に、ポリメチルアクリレート、スチレン（コ）ポリマー、ポリエチレン、および／またはポリプロピレンといった、アクリレート、スチレンおよび／またはオレフィンなどのオレフィン系モノマーに基づくポリマー、スチレンおよび／またはエチレンを含むブロックコポリマーなどのブロックコポリマー、縮合ポリマー、特にポリエステル、ポリアミドおよび／またはポリエチレンテレフタレート、バイオポリマー、特にタンパク質、多糖類、および／または天然繊維、担体材料、増粘剤および／または接着剤である。したがって、マトリックス材料（３）が潜熱蓄熱材料（２）と混合される時点では、マトリックス材料（３）は完全に反応したポリマーであり、したがって典型的には露出環境に対して化学的に不活性である。
【００７３】
特に好ましい実施形態ｉ）、ｉｉ）、ｉｉｉ）、ｉｖ）およびｖ）ならびに複合材（１３、１４、１５、１６）により、マトリックス材料（３）または多数の異なるマトリックス材料（３）が使用可能である。
【００７４】
実施形態ｉ）およびｉｉ）に好適なマトリックス材料（３）としては、ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡなどのアクリレートおよびメタクリレート、ポリエチレン、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、スチレン−ポリブタジエンブロックコポリマー、スチレン−イソプレンブロックコポリマー、スチレン−ポリイソプレンブロックコポリマー、スチレン−エテン−ブテン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）、スチレン−［エチレン（エチレン−プロピレン）］−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＥＰＳ）などのブロックポリマー、ポリアミド、ポリエステル、セルロース、ケイ酸塩、ガラス繊維、ガラス織布のような織布および／または不織布が含まれる。
【００７５】
実施形態ｉｉｉ）に好適なマトリックス材料（３）は、担体材料および接着剤を含む。適切な担体材料の非限定的な例としては、発泡粘土、発泡ガラス、エーロシル、シリカ、発泡バーミキュライト、非晶質二酸化ケイ素、軽石、発泡性頁岩、パーライト、フライアッシュ、ならびに／または、例えばデンプンエーテルおよび／もしくはセルロース繊維といった多孔質多糖などの、有機粉末および／もしくは粒状材料が含まれる。適切な接着剤の非限定的な例としては、例えば酢酸ビニルまたはエチレン−酢酸ビニルをベースとする分散接着剤などの水系接着剤、ポリアクリレート接着剤、ポリウレタン接着剤、エポキシ硬化剤接着剤、ホットメルト接着剤（特に反応性ホットメルト接着剤）などの有機接着剤、ならびに／または水ガラス、石膏および／もしくはセメントなどの無機接着剤が含まれる。
【００７６】
多孔質材料は、例えば実施形態ｉｉｉ）の複合材（１５）を製造するための断熱材料（５）および担体材料の両方として、または実施形態ｉｖ）の複合材（１５）を製造するための増粘剤として使用することができる。発泡粘土、エーロシルおよび／または非晶質二酸化ケイ素のようなこれらの材料は、それらの孔がガス、特に空気で満たされている限り、断熱材料（５）として適している。しかしながら、液体または固体でこれらの孔が満たされていると、それらは断熱特性を失う。しかしながら、するとそれらは担体材料として、または増粘剤としてのそれらの効果を発揮する。
【００７７】
実施形態ｉｖ）に好適なマトリックス材料（３）は、有機および無機増粘剤を含む。特に水および水系に適した増粘剤の非限定的な例は、アクリレート増粘剤、架橋ポリアクリル酸、会合性増粘剤、増粘多糖類、例えばデンプンエーテル、セルロースエーテル、グアーエーテル、カラギーナン、ローカストビーンガム、ペクチン、キサンタン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ケイ酸塩、二酸化ケイ素、ＳｉＯ２、エアロゲル、シリカゲル、エーロシル、ベントナイト、ヘクトライトおよび／またはカーボンナノチューブである。有機潜熱蓄熱材料（２）については、疎水性有機ポリマーおよび／または疎水性ＳｉＯ２などの疎水的に変性された増粘剤を使用することも可能である。
【００７８】
実施形態ｖ）のチャンバに適したマトリックス材料（３）は、ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ、ポリエチレン、ＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、スチレン−ポリブタジエンブロックコポリマー、スチレン−イソプレンブロックコポリマー、スチレン−ポリイソプレンブロックコポリマー、スチレン−エテン−ブテン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ）および／またはスチレン−［エチレン（エチレン−プロピレン）］−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＥＰＳ）などのブロックポリマーが含まれる。
【００７９】
パイプ（４）
本発明による方法のパイプ（４）は通常、従来の方法でも使用することができる市販のパイプである。本発明による用語「パイプ（４）」はまた、チューブ、すなわち可撓性で曲げることが可能なパイプ、例えばプラスチックチューブを含む。パイプ（４）は、滑らかな、または起伏のある、またはその他の輪郭の表面を有することができる。したがって、プラスチックおよび／または金属製のコルゲートチューブが含まれる。
【００８０】
パイプ（４）の直径は、使用分野および搬送される流体媒体の量に依存する。小型の冷蔵装置の場合、それは、例えば１ｃｍ以下の直径を有する細いパイプであり得る。用語「パイプ（４）」はまた、それらが本発明の意味において流体媒体を搬送するのに適しているという条件で、パイプラインまたは導管も意味すると理解される。
【００８１】
パイプ（４）は、実質的に１種類の材料からなるパイプ、したがって典型的には単層パイプであることが好ましい。したがって、パイプ（４）は、例えば、ＷＯ−Ａ−２０１１／１６１４７２またはＷＯ−Ａ−２０１２／１７５９９４に開示されているように、異なる材料の複数の異なる層から構成されていないことが好ましい。
【００８２】
本発明の意味において、パイプ（４）は、石油または天然ガス産業用のパイプラインまたはパイプを含まない。
【００８３】
好ましい実施形態では、パイプ（４）はガラスパイプ、金属管、特に真鍮管、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、および／もしくは銅管、ならびに／または、プラスチック管、特にＰＶＣ、ＰＥＴ、アクリルガラス、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、ポリプロピレン、ポリエチレン、および／もしくは複合材料製のパイプである。
【００８４】
建築技術における、例えば多階建ての多世帯住宅用の温水用の適切なパイプ（４）は、典型的には約０．５ｃｍから約５０ｃｍ、特に約１ｃｍから約３５ｃｍの内径を有する。内径は、好ましくは、ＤＩＮ８６２に準拠したノギス、特にＤＩＮ８６２のフォーム１Ａに準拠したノギスで測定される。
【００８５】
パイプ（４）は、任意の断面を有し得る。多くの場合、好ましい断面は円形断面である。しかしながら、長円形、楕円形、角形、例えば四角形および／または角形でもあり得る。例えば、パイプが螺旋状に構成されている場合、螺旋の直径全体がパイプ（４）の直径であるかのように、螺旋全体を被覆することもできる。それは、パイプ（４）内を流れる流体媒体が加圧下にある、すなわち例えば温水のような水導管内の水、冷却装置内のガス、または蒸気管内の蒸気のように１ｂａｒを超える圧力を有する場合、可能であり、好ましいことが多い。
【００８６】
方法ステップｂ１）によるパイプ（４）が、最初に蓄熱層（１）によって被覆され、次いで断熱材料（５）によって被覆されるか、または工程ステップｂ２）にしたがって、蓄熱断熱複合材（５１）によって直接被覆されると、本発明による方法によって得られる被覆パイプ（４１）が製造される。
【００８７】
断熱材料（５）
断熱材料（５）は、蓄熱層（１）と、パイプ（４）およびその中の流体媒体との両方の断熱のために使用される。したがって、周囲温度との温度補償は大幅に遅くなる。しかしながら、断熱材料（５）の熱容量は通常小さすぎるので、断熱材は蓄熱の目的には不適である。
【００８８】
好ましい断熱材料（５）は、≦０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）、好ましくは≦０．０７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、特に≦０．０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する。
【００８９】
断熱材料（５）の最適な層厚は特定の用途および個々の必要性に依存し、そして当業者は容易に適切な選択をすることができる。
【００９０】
断熱材料（５）がパイプ（４）および蓄熱層（１）を完全に取り囲むことが有用であることが多い。さらに、できるだけ使いやすい実施形態が選択されることが有利であり、例えば蓄熱断熱複合材（５１）の形態および／または蓄熱シェルとして知られるものの形態で、図３に示すように、工場で製造され、現場でパイプ（４）の周りに容易に配置することができる。
【００９１】
適切な断熱材料（５）は当業者には公知である。好ましい非限定的な断熱材料（５）としては、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）、押出ポリスチレン（ＸＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、柔軟性エラストマーフォーム（ＦＥＦ）、ポリエチレンフォーム（ＰＥＦ）、尿素ホルムアルデヒド樹脂フォーム（ＵＦ）、硬質ＰＶＣフォーム、ポリウレタンスプレー断熱材、天然ゴムなどのゴム、またはスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）もしくはエチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）などの合成ゴム、ミネラルファイバ、ミネラルフォーム、ミネラルウール（ＭＷ）、ロックウール、グラスウール、発泡ガラス（ＣＧ）、発泡粘土、パーライトおよび発泡パーライト（ＥＰＢ）、バーミキュライトおよび発泡バーミキュライト、気泡コンクリート、ウッドファイバ断熱ボード（ＷＦ）、ウッドウール断熱ボード（ＷＷ）、セルロース断熱材（ＣＩ）、コルク、グラウンドコルク、コルクボードおよびコルク断熱ボード（ＩＣＢ）、マイクロポーラス断熱材、エアロゲル、真空断熱パネル（ＶＩＰ）、真空断熱材および／または動物および／または植物由来の断熱材、例えば羊毛の断熱ボード、葦ボード、ココナッツファイバマットおよび／または扁平ファイバボードが含まれ、特に、ＥＰＳ、ＰＵ、ＰＩＲ、エラストマー、ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ＦＥＦ、石、ガラスウール、ガラスフォームおよび／またはミネラルフォームが好ましい。
【００９２】
一実施形態では、特に発泡断熱材料（５）が好ましく、発泡または押出有機ポリマーが特に非常に好ましい。
【００９３】
断熱材料（５）および蓄熱断熱複合材（５１）はまた、クラッディング（被覆）に、すなわち外層に蒸気バリア（防湿材）を有することができる。
【００９４】
断熱材料（５）の層厚は、実質的に任意に選択することができ、特定の要件に適合させることができる。多くの場合、断熱材料（５）の層厚は、ＤＩＮ８６２に準拠したノギスで測定して約０．２〜４０ｃｍ、好ましくは約０．５〜２０ｃｍ、特に約０．５〜１０ｃｍが適切である。
【００９５】
蓄熱断熱複合材（５１）
本発明による蓄熱断熱複合材（５１）は、蓄熱層（１）が断熱材料（５）と接触されることで、すなわち断熱材料（５）に接続されることで得られる。これは特に建築や住宅技術に適している。しかしながら、蓄熱断熱複合材（５１）は、特定の直径を有するパイプ（４）の被覆を可能にする寸法のために、化学およびプロセスシステム設備のために、特にスペシャリティケミカルの分野においても使用することができる。
【００９６】
好ましい実施形態では、断熱材料（５）は、輪郭形状、すなわち凹部を有し、それによって断熱材料（５）を簡単な方法でパイプ（４）の周りに配置することができる。この凹部が若干大きくなると、すなわち実質的に蓄熱層（１）の層厚だけ大きくなると、蓄熱層（１）をこの凹部に挿入し、有利には固定することができ、すなわちクランプ、ねじ締め、釘付け、固定および／または接着することができ、これにより本発明による蓄熱断熱複合材（５１）が得られる。したがって、蓄熱断熱複合材（５１）は、オプションでフィルム、特に繊維強化保護フィルムによって包囲され得る閉鎖可能なパイプシェルの形態で存在する。
【００９７】
蓄熱断熱複合材（５１）は、特にそれがパイプシェルの形態である場合、工場で有利に製造される。したがって、パイプ（４）は現場で、例えば建築現場で被覆されることができ、その結果、蓄熱断熱複合材（５１）の蓄熱層（１）がパイプ（４）と蓄熱断熱複合材（５１）の断熱材料（５）の間に位置するようになる。したがって、本発明による蓄熱断熱複合材（５１）は、既存の恒久的に設置されたパイプ（４）および導管に後付けするのにも非常によく適している。
【００９８】
温水／冷水導管のための受動的保温／保冷システム
温水導管用の本発明による受動的保温システムおよび／または冷水導管用の本発明による受動的保冷システム、すなわち温水／冷水導管用の保温／保冷システムは、本発明により被覆される少なくとも１つのパイプ（４１）および／または本発明による蓄熱／断熱材複合材（５１）によって被覆されるパイプ（４）を備える。これは特に建築および住宅技術、建築構造用ならびに化学およびプロセスシステム設備用のパイプに適している。
【００９９】
好ましい実施形態では、受動的保温システムは、循環ポンプを備えた循環システムを持たず、したがって戻りラインも持たない。
【０１００】
別の好ましい実施形態では、受動的保温／保冷システムにおいて、機能するために外部エネルギーを供給および／または除去する必要はない。換言すれば、温水に含まれるエネルギーは、潜熱蓄熱材料（２）を加熱してそれを融解し、それを「活性化」するために必要な融解エンタルピーを潜熱蓄熱材料（２）に供給するのに十分である。温水の流れが中断された場合、潜熱蓄熱材料（２）に蓄えられたエネルギーは比較的長い間にわたって、水に放出され、それによってパイプ内の水は数時間の間、例えば７時間、所定の限界値以上で、維持される。流れが中断されたときに追加のエネルギーを加える必要はない。また、温水を十分に保温するために循環システムは必要ない。冷水はまた、潜熱蓄熱材料（２）に蓄えられたエネルギー、すなわち融解エンタルピーを迅速かつ容易に散逸させることができ、したがって潜熱蓄熱材料（２）を「活性化」する。冷水の流れが中断された場合には、最初に外部からの入熱によって融解エンタルピーが再導入されなければならず、その結果として潜熱蓄熱材料（２）が融解し始める。このプロセスは、適切な寸法であれば数時間かかり、その間水は冷却されたままになる。また、流れが中断された際に水を冷却するためにエネルギーを加える必要はない。
【０１０１】
温水導管用の受動的保温システムの好ましい実施形態では、好ましくは約４０℃〜７０℃、特に約５０℃〜６０℃の相変化温度を有する潜熱蓄熱材料（２）が使用される。適切な非限定的な潜熱蓄熱材料（２）は、５４℃の融点および１９９ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーを有するミリスチン酸を含む。
【０１０２】
冷水導管用の受動的保冷システムの好ましい実施形態では、好ましくは約−１０℃〜２０℃、特に約−２℃〜１８℃の相変化温度を有する潜熱蓄熱材料（２）が使用される。適切な非限定的な潜熱蓄熱材料（２）としては、１８℃の融点および２１０ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーを有するヘキサデカン、ならびに６℃の融点および２２５ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーを有するテトラデカンが含まれる。
【０１０３】
蓄熱層（１）を製造するためのマトリックス材料（３）には、任意の言及したマトリックス材料（３）が適している。
【０１０４】
上記の断熱材料（５）は、適切な蓄熱断熱複合材（５１）を製造するための、および／または蓄熱層（１）で覆われたパイプ（４）を被覆するための断熱材料（５）として適しており、発泡断熱材料（５）が特に好ましく、また発泡または押出有機ポリマーが非常に好ましい。
【０１０５】
本発明により被覆されたパイプ（４１）および／または本発明による蓄熱断熱複合材（５１）の場合、温水／冷水導管用の受動的保温／保冷システムの好ましい実施形態では、断熱材料（５）の層厚と蓄熱層（１）の層厚との比は、好ましくは約４０：１〜約０．５：１、好ましくは約２０：１〜約１：１、特に約１０：１から約２：１である。したがって、パイプ（４１）または複合材（５１）の適切な実施形態、例えば潜熱蓄熱材料（２）を含む蓄熱層（１）は、１０ｍｍの層厚を有し、断熱材料（５）は、３０ｍｍの層厚を有する。別の例示的な実施形態では、蓄熱層（１）は５ｍｍの層厚を有し、断熱材料（５）は５０ｍｍの層厚を有する。
【０１０６】
実施例１：蓄熱層（１）の調製
使用したマトリックス材料（３）は、１００ｇの粒状ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）と１５０ｇの粒状スチレン−エテン−ブテン−スチレンブロックコポリマー（ＳＥＢＳ、Ｋｒａｔｏｎ  Ｐｏｌｙｍｅｒｓ  Ｉｎｃ．製）とを混ぜ、市販の二軸スクリュー押出機の第１ゾーン、すなわち供給ゾーンで２分間、２５０℃で予備混合して、作製された。
【０１０７】
潜熱蓄熱材料（２）として、融点３１℃のパラフィン（Ｒｕｂｉｔｈｅｒｍ製ＲＴ３１）７４０ｇと、核剤および増粘剤として疎水性ヒュームドシリカＳｉＯ２（二酸化ケイ素、Ｅｖｏｎｉｋ製）１ｇとを、市販の分散装置（ＩＫＡ製のローター−ステーター−ロッドホモジナイザー）によって、５０℃で２．５リットルの容器中、５分間、２０，０００ｓ−１の剪断速度で混合分散した。次いでそれらを押出機の第２ゾーンに加え、２５０℃のＰＣＭで３分間マトリックス材料（３）のポリマーと混合した。次いで押出成型物を水浴中で冷却し、そして篩による測定で、３ｍｍの平均粒径に造粒した。
【０１０８】
多量の粒状材料が、２分の滞留時間およびＴ＝２５０℃で、Ｃｏｐｅｒｉｏｎ製のＺＳＫ−ＭＣ−１８押出機に導入され、延伸されて、層厚５ｍｍおよび幅０．５ｍの平坦な蓄熱層（１）を形成した。取り扱いを容易にするために、次に両面をアルミニウムホイルでラミネートし、蓄熱層（１）を所定の寸法に切断した。
【０１０９】
このようにして得られた蓄熱層（１）は、例えば２０℃の温度、すなわち使用されるパラフィンの融点よりかなり低い温度では比較的柔軟性が低い、すなわち、わずかな圧力でそれは容易に塑性変形され得る。しかしながら、蓄熱層（１）、したがって全てのパラフィン、すなわち潜熱蓄熱材料（２）の全量が、例えば４０℃、すなわち使用されるパラフィンの融点より十分に高い温度に加熱される場合、粒状材料、およびそれから作製された蓄熱層（１）は弾性的に変形可能である。切断された端部では、パラフィンは触れることができるが、粒状材料、または４０℃の融解パラフィンを有する蓄熱層（１）に圧力をかけても、パラフィンは外側に浸透しない。したがって、粒状材料も蓄熱層（１）も、融解パラフィンがあっても加圧下でも漏出しない。得られた蓄熱層（１）は、７４重量％の潜熱蓄熱材料（２）を含み、ＥＮ  ＩＳＯ１１３５７に準拠してＤＳＣにより測定して、１４０ｋＪ／ｋｇの蓄熱層（１）の熱容量を有する。
【０１１０】
実施例２：被覆パイプ（４１）の製造
実施例１で製造した層厚５ｍｍ、幅０．５ｍおよび両側のアルミニウム積層を有する平坦な蓄熱層（１）を幅２ｃｍのストリップに切断した。５．４ｃｍの外径を有するステンレス鋼管が、蓄熱層ストリップによって約４５°の角度で被覆された。ストリップの端部では、被覆が別のストリップで続けられた。この場合、ストリップの端部がパイプに接着され、および／または接着テープにより包まれ、蓄熱層ストリップがパイプに固定された。
【０１１１】
次のステップで、このようにして蓄熱層（１）で覆われたパイプ（４）をパイプシェルの形態の断熱材料（５）で被覆し、このパイプシェルはポリイソシアヌレートフォーム（ＰＩＲフォーム）の形態であった。パイプシェルは、６．４ｃｍの内径、５ｃｍの層厚、および０．０２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率であった。長手方向に配置されたパイプシェルの開口部において、パイプシェルは有利には自己接着層を有しており、続いてこの接着層によってパイプシェルは閉鎖された。断熱材（５）製のパイプシェルで被覆されたこのような被覆パイプ（４１）の構造は、例として図７に示される。
【０１１２】
実施例３：被覆パイプ（４１）の製造
実施例２を繰り返し、その際外径５ｃｍの市販のゴム管の形態のパイプをパイプ（４）として使用した。さらに、５ｃｍの層厚を有する柔軟性ＰＵフォームの形態のパイプシェルを断熱材料（５）として使用した。
【０１１３】
このようにして得られた被覆パイプ（４１）、すなわちこのようにして被覆されたゴムパイプは、蓄熱層（１）内に存在する潜熱蓄熱材（２）の融点よりかなり低い温度であっても、蓄熱層（１）がない場合と比較して比較的高い柔軟性を有していた。
【０１１４】
実施例４：蓄熱断熱複合材（５１）の製造およびパイプの被覆（４）
パラフィンの代わりに、約５３℃の測定融点および１９９ｋＪ／ｋｇの融解エンタルピーを有する同量のミリスチン酸を潜熱蓄熱材料（２）として使用して、実施例２を繰り返した。こうして製造された、層厚１０ｍｍ、幅０．５ｍおよび両側にアルミニウム積層した平坦な蓄熱層（１）は、ストリップ状に切断され、その幅は、ライニング（内張り）対象である断熱材料（５）の内側がその表面全体に内張りされ得るよう選択される。外径２．２ｃｍのパイプ周囲の断熱材料（５）として、層厚５ｃｍ、外径１４．２ｃｍのヒンジ付き２ピースＰＩＲフォームパイプシェルが使用された（図３、左半分参照）。得られた蓄熱断熱複合材（５１）で、壁厚１．２ｍｍおよび外径２．２ｃｍのステンレス鋼パイプを被覆した。
【０１１５】
実施例５：流れが中断された場合の、温水／冷水導管を有する受動的保温／保冷システムの温度挙動の測定
【０１１６】
室温が一定の人工気候室で、流れが遮断された場合の、温水／冷水導管を備えた受動的保温／保冷システムの温度挙動を測定するために試験装置を設定した。水温６０℃での試験では２１℃（冬の暖房された室温）の室内気温を設定し、水温１２℃での実験は２６℃（夏の気温）の室内気温を設定した。
【０１１７】
試験設定は、直線状の水平に配置されたステンレス鋼パイプから３ｍの長さの試験測定部分を含んでおり、ステンレス鋼パイプの端部はサーモスタットに接続されていた。流体として飲料水を使用し、サーモスタットによって流体温度を正確に調整し維持した。サーモスタットからパイプまでの必要な接続ラインへとその逆の接続ラインは最小限に抑えられ、断熱材料で最適に断熱された。
【０１１８】
温水、すなわち水温６０℃の試験では、外径２２ｍｍ、壁厚１．２ｍｍのパイプ、および外径５４ｍｍ、壁厚１．５ｍｍパイプの両方を使用した。冷水を用いた、すなわち水温１２〜１３℃の試験では、外径２２ｍｍおよび壁厚１．２ｍｍのパイプを使用した。ステンレス鋼パイプは、実施例４に従って、異なる蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆された。蓄熱断熱複合材（５１）の断熱材料（５）は、熱伝導率０．０２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）、比熱容量１．４ｋＪ／（ｋｇ・Ｋ）、および、かさ密度３２ｋｇ／ｍ３であるｓｗｉｓｓｐｏｒＫＩＳＯＤＵＲ  ＰＩＲシェルであった。特定の組成は表１の脚注に見ることができる。さらに、標準的な断熱材を用いて、および、断熱材を全く用いずに、比較試験を実施した。
【０１１９】
４つの温度センサをステンレス鋼パイプの内部に試験運転に沿って規則的な間隔で設置し、パイプ内の水温を測定し、その後、２つの中間の温度のセンサの平均温度のみが示された。
【０１２０】
潜熱蓄熱材料（２）全体が液体（温水用）または固体（冷水用）状態にあることを確実にするのに十分な時間、試験装置を各試験前に循環させた。
【０１２１】
【表１】
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表１：流れが中断された場合の、温水導管または冷水導管を備えた本発明による受動的保温または保冷システムを用いたパイプの温度挙動の測定
１）周囲温度２１℃、水温サーモスタット６０°Ｃ
２）周囲温度２６℃、水温サーモスタット１２°Ｃ
３）パイプの壁厚＝１．２ｍｍ
４）パイプの壁厚＝１．５ｍｍ
５）実施例１と同様に、蓄熱層（１）は、潜熱蓄熱材料（２）として約５３℃の測定融点を有すミリスチン酸７５重量％と、担体材料としてのＰＭＭＡ／ＳＥＢＳポリマーの混合物２５重量％とからなる。
６）実施例１と同様に、蓄熱層（１）は、潜熱蓄熱材料（２）として１７℃の測定融点を有するヘキサデカン７５重量％と、担体材料としてのＰＭＭＡ／ＳＥＢＳポリマーの混合物２５重量％とからなる。
７）断熱材として、０．０２７Ｗ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有するツーパーツ（二部分式）パイプシェルの形態の市販のＰＩＲフォームを使用した。
８）試験シリーズＡとＢでは設定限界値は４８℃であり、試験Ｃでは２０℃であった。
【０１２２】
試験シリーズＡおよびＢは、直径２２ｍｍ（試験シリーズＡ）または５４ｍｍ（試験シリーズＢ）のステンレス鋼パイプ内の水の流れを遮断した場合の、６０℃の温度の温水の冷却を示す。断熱なしでは、水は短時間で冷える。太い方のパイプ内の温水の冷却は、細いパイプ内（２０分）の温水よりも質量が大きいため、やや遅くなる（１時間）。パイプが層厚５０ｍｍの市販のＰＩＲフォームで覆われた場合、４８℃の限界値に達するまでの時間は、例えば４倍延長される。次に、５３℃の融点を有する適切な潜熱蓄熱材料（２）を７５％含む蓄熱層（１）の薄層が、パイプと断熱材との間に配置される場合、限界値４８℃に達するまでの時間は、再び大幅に増加する。したがって、細い方のパイプ（試験シリーズＡ）では、この時間を１．５時間から７時間までに増加させるのには、層厚１０ｍｍの蓄熱層（１）で十分である。太い方のパイプでは、わずか５ｍｍの厚さの蓄熱層（１）で、３．７時間から６  ３／４（６．７５）時間に時間が延びる。厚さが２５％増加した蓄熱層（１）は、４８℃に達するまでの時間をさらに２時間増加させる（断熱材の層厚はわずかに薄い）。
【０１２３】
試験シリーズＣは、直径２２ｃｍのステンレス鋼パイプ内の水の流れを遮断した場合の、１２から１３℃の温度の冷水の温度上昇を示す。断熱なしでは、わずか５５分以内に２０℃の限界値に達する。パイプが市販のＰＩＲフォームの厚さ３０ｍｍの断熱材で覆われている場合、パイプ内の水温が２０℃の限界値に達するまでの時間は３．２時間に増加する。次に、１７℃の融点を有する適切な潜熱蓄熱材料（２）を７５％含むわずか５ｍｍの蓄熱層（１）の薄層が、パイプと断熱材との間に配置される場合、限界値２０℃に達するまでの時間は１０．５時間にもなる。
【０１２４】
試験は、パイプ（４）と断熱材（５）との間に適切な潜熱蓄熱材料（２）を有する蓄熱層（１）の層が薄くても、温水／冷水導管内の温水の冷却効果または冷水の加熱効果の大幅な向上が達成できることを示す。本発明による被覆パイプ（４１）が、最初に蓄熱層（１）でパイプ（４）を覆い、そして続いて断熱材（５）で被覆することによって得られるか、またはパイプ（４）が本発明による蓄熱複合材（５１）によって被覆されるかどうかは問題ではない。得られた温水／冷水導管を備えた受動的保温／冷水保持システムは、エネルギー入力なしで機能し、摩耗することなく無数の加熱／冷却サイクルを可能にする。製造も簡単で安価であり、メンテナンスフリーである。
【０１２５】
本発明は、以下の図面、本発明による方法の非限定的な好ましい実施形態を参照して、以下により詳細に説明され、本発明により得られる被覆パイプ（４１）、および蓄熱断熱複合材（５１）が示される。これらは限定的に解釈されるべきではなく、本明細書の一部として理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【０１２６】
【図１】例として、パイプ（４）の内部からパイプ壁（ｄ１で示される）まで、そしてさらに断熱材料（５）を通って外側への、断熱材料（５）を有するパイプ（４）の径に沿った温かい流体媒体の対数減少温度プロファイルを示す。点線（・・・）は、断熱材料（５）内の温度経過を概略的に示し、パイプ（４）と断熱材料（５）との間には潜熱蓄熱材料（２）が存在しない。また、断熱材料（５）自体は潜熱蓄熱材料（２）を含んでいない。したがって、点線は先行技術の従来の実施形態を表す。破線（−−−）は断熱材内の温度プロファイルを概略的に示しており、従来のマイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）が断熱材に組み込まれている。示されているのは、潜熱蓄熱材料がまだ完全に固化していない間の、すなわちパイプ内の流れを遮断してから比較的短時間後の、流体媒体を保温し始めた直後に相当する、温度プロファイルである。そのような断熱材料は文献により公知である。マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）が断熱材全体内に分布していても、液体形態である潜熱蓄熱材料（２）の部分だけが蓄熱材として機能することができる。すなわち、断熱材のこの領域内の温度は少なくとも融解温度に等しくなければならない。しかしながら、そのような高い温度を有する断熱材内の領域は通常、非常に少ない（ｄ２で示される）。それは特に、潜熱蓄熱材料（２）はその融点が、搬送される流体媒体の温度よりもわずかにのみ低くあるように選択されるためである。その結果、蓄熱体として機能することができる断熱材の割合は非常に低い。他方、マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）を用いた断熱材は、熱伝導率が増大しており、これにより断熱効果が制限される。結果として、両方の効果、すなわち温度の維持およびより低い断熱効果は、熱伝導率の上昇のために互いに相殺され得る。一点鎖線（−・−）は、本発明による温度プロファイルを概略的に示す。パイプ（４）内からパイプ壁までの温度（ｄ１で示される）も蓄熱層（１）内の温度に対応する（ｄ１からｄ３で示される）。その後に初めて、断熱材料（５）内で（ｄ３から）外側に向かって低下する。
【０１２７】
【図２】図１と同様に、パイプ（４）内の流れが遮断された場合の、指数関数的に低下する温度プロファイルＴＲを示す。点線（・・・）は、従来技術による断熱材料（５）のみを用いた場合の温度プロファイルを示す。破線（−−−）は、先行技術によるマイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）を含む断熱材を用いた場合の温度プロファイルを示し、一点鎖線（−・−）は、本発明に従って被覆されたパイプ（４）の温度プロファイルを示す。  時間ｔ１までのパイプ（４）内の温度は流動中の流体媒体の温度に対応し、すなわち温度は所望の温度に対応する。この時間ｔ１で流体媒体の輸送が停止され、パイプ（４）が断熱材料（５）のみによって冷却から保護される場合、パイプ（４）内の流体媒体の温度は比較的急速に低下する（点線・・・）。  断熱材が先行技術によるマイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）を含む場合（破線−−−）、温度は最初はほんのわずかしか下がらないが、維持され得ない。しかし、マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）の、パイプ（４）のすぐ近くにある、したがって融解状態の部分が、すなわち時間ｔ２でその相転移エンタルピーを放出するすぐに、温度は低下し流体媒体は冷却される。  本発明による蓄熱層（１）の場合、被覆パイプ（４１）の温度は、特に断熱材料（５）と組み合わされて蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆されるパイプ（４）では、流体媒体の流れが遮断された場合（時間ｔ１）であっても、すべての潜熱蓄熱材料（２）が断熱材料（５）を介して周囲環境へ相転移エンタルピーを放出するまで、比較的長い時間にわたって維持される（一点鎖線−・−）。その後初めて、すなわち時間ｔ３において、流体媒体は冷却される。しかしながら、実際には、そして最適化された層厚では、これは、例えば長い保守作業の間の、典型的ではない長い中断の場合にのみ当てはまる。
【０１２８】
【図３】図２と同様に、外径２２ｍｍ、壁厚１．２ｍｍのステンレス鋼パイプ内で流れが遮断された後の流体温度６０℃の水の測定温度プロファイルを示す。点線（・・・）は、従来技術による断熱材料（５）および蓄熱層がないパイプ内の温度プロファイルを示す。破線（−−−）は、先行技術による５０ｍｍの層厚を有する市販のＰＩＲフォームから製造された断熱材（５）を用いた場合の温度プロファイルを示す。一点鎖線（−・−）は、層厚５０ｍｍの市販のＰＩＲフォームと、１０ｍｍの厚さの蓄熱層（１）とからなる蓄熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）の温度プロファイルを示しており、潜熱蓄熱材料（２）の融解温度の範囲内のパイプ温度の限られた期間における上限がはっきりと見える。さらなる詳細については実施例５および表１を参照のこと。  わずか１０ｍｍの厚さの蓄熱層（１）を有する本発明による蓄熱複合材（５１）を使用することによって、６０℃から設定限界値（細い水平の点線）である４８℃までの冷却時間が、１．５時間から７時間に延ばされ得る。
【０１２９】
【図４】図３と同様に、外径５４ｍｍ、壁厚１．５ｍｍのステンレス鋼パイプ内で流れが遮断された後の流体温度６０℃の水の測定温度プロファイルを示す。  点線（・・・）は、従来技術による断熱材料（５）および蓄熱層がないパイプ内の温度プロファイルを示す。破線（−−−）は、先行技術による５０ｍｍの層厚を有する市販のＰＩＲフォームから製造された断熱材（５）を用いた場合の温度プロファイルを示す。一点鎖線（−・−）は、層厚５０ｍｍの市販のＰＩＲフォームと５ｍｍの厚さの蓄熱層（１）とからなる蓄熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）の温度プロファイルを示す。二点鎖線（−・・−）は、層厚４８．７５ｍｍの市販のＰＩＲフォームと６．２５ｍｍの蓄熱層（１）とからなる蓄熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）の温度プロファイルを示す。さらなる詳細については実施例５および表１を参照のこと。パイプ（４）が蓄熱複合材（５１）によって囲まれている場合、潜熱蓄熱材料（２）の融解温度の範囲内の限られた期間におけるパイプ温度の上限がはっきりと見られる。  わずか５ｍｍの厚さの蓄熱層（１）を有する本発明による蓄熱複合材（５１）を使用することによって、６０℃から４８℃への冷却時間が、３．７時間から６．７５時間に延ばされ得る。６．２５ｍｍの厚さの蓄熱層（１）が使用される場合、６０℃から設定限界値（細い、水平の点線）である４８℃までの冷却時間は、８．７５時間にまで延ばされることもできる。
【０１３０】
【図５】図３と同様に、外径２２ｍｍ、壁厚１．２ｍｍのステンレス鋼パイプ内で流れが遮断された後の流体温度１２〜１３℃の水の測定温度プロファイルを示す。  点線（・・・）は、従来技術による断熱材料（５）および蓄熱層がないパイプ内の温度プロファイルを示す。破線（−−−）は、先行技術による、３０ｍｍの層厚を有する市販のＰＩＲフォームから製造された断熱材（５）を用いた場合の温度プロファイルを示す。一点鎖線（−・−）は、層厚５０ｍｍの市販のＰＩＲフォームと、厚さ５ｍｍの蓄熱層（１）とからなる蓄熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）の温度プロファイルを示す。さらなる詳細については実施例５および表１を参照のこと。  わずか５ｍｍの厚さの蓄熱層（１）を有する蓄熱複合材（５１）を使用することにより、１２〜１３℃から設定限界値（細い水平の点線）である２０℃までの温度上昇時間は、５５分から１０．５時間に延ばされ得る。
【０１３１】
【図６】パイプシェルの形態の蓄熱断熱複合材（５１）の例を示す。２つの半体は、一例として外側が繊維強化保護フィルムで囲まれており、これは左右の突出したタブによって示されている。したがってそれらは一緒に保持され、理想的にはパイプシェルの内径にぴったり合う外径を有するパイプ（４）の周りに容易に配置することができる。パイプシェルの左側の形態は連続的な蓄熱層（１）を有し、蓄熱層（１）は外側を連続的な断熱材料（５）の層で囲まれている、一方、例示的な実施形態としての右側の実施形態は３つのストリップの蓄熱層（１）を有し、蓄熱層（１）は断熱材料（５）の凹部に収容されている。蓄熱層（１）は、例えば接着によって断熱材料（５）に固定されることができ、これは左側の蓄熱断熱複合材（５１）、すなわちパイプシェル半体の好ましい実施形態である。あるいは、断熱層（１）を、例えば断熱材料（５）の凹部内に押し込むこともでき、したがって機械的に固定することができる。
【０１３２】
【図７】一例として、細長い長方形の蓄熱層（１）によって螺旋状に囲まれたパイプ（４）を示す。それらは共に、本発明による被覆パイプ（４１）を形成する。断熱材料（５）はその上に配置され、例えば断熱材料（５）で作製されたパイプシェルの形で、または蓄熱断熱複合材（５１）として、被覆パイプ（４１）の周りに配置される。あるいは、被覆パイプ（４）は、断熱材料（５）または蓄熱断熱複合材（５１）で作製された管の中に圧入することもできる。
【０１３３】
【図８】実施形態ｉ）による複合材（１３）の形態の蓄熱層（１）の例を示す。蓄熱層（１）の下側には層（１１）が取り付けられている。したがって、例えば、マトリックス材料（３）と潜熱蓄熱材料（２）とから形成され、押出しによって製造された複合材（１３）を層（１１）に塗布し、成形して蓄熱層（１）を形成することができる。潜熱蓄熱材料（２）は、マトリックス材料（３）内の微細に分布した領域に配置され、これは典型的には複合材料（１３）中に連続相を形成する。
【０１３４】
【図９】実施形態ｉｉ）による複合材（１４）の形態の蓄熱層（１）の例を示す。蓄熱層（１）の下側に層（１１）が取り付けられている。図示される複合材（１４）では、潜熱蓄熱材料（２）は不織布に取り込まれている。
【０１３５】
【図１０】複合材（１５）の形態の蓄熱層（１）の２つの実施形態の例を示し、両方とも層（１１）上に配置されている。マトリックス材料（３）の連続相内に、例えば図７ａに示すようなマイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）の形態で、または図７ｂに示すような潜熱蓄熱材料（２）が収着されている粉末または粒状の担体材料（１５１）の形態で、粉末および／または粒状材料（１５１）が分配されている。
【０１３６】
【図１１】チャンバの形態のマトリックス材料（３）の例を示す。チャンバをより容易に充填するために、これらは最初、例えば一方の側で開いていてもよい。充填後、チャンバは層（１１）で覆われることができ、したがって封止される。  チャンバは、例えば、純潜熱蓄熱材料（２）、複合材（１３）、複合材（１４）、複合材（１５）および／または複合材（１６）で満たされることができ、複合材（１６）は潜熱蓄熱材料（２）および増粘剤を含み、例えば高粘性液体、ゲル、粉末、粒状材料、フレークおよび／またはペーストの形態で存在する。図１１では、最後のチャンバは複合材（１６）で満たされている。
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０ａ】
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【図１０ｂ】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】令和1年10月11日(2019.10.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体媒体の流れが遮断された場合でもパイプ内の流体媒体の温度を維持するための方法であって、前記パイプが建築および住宅技術、建築構造ならびに化学およびプロセスシステム設備に適している方法において、
ａ）第１ステップで、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含む蓄熱層（１）が製造され、前記潜熱蓄熱材料（２）が前記マトリックス材料（３）内にマイクロカプセル化形態で存在する場合、前記マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではないことと、
ｂ）第２ステップで、前記蓄熱層（１）が、
ｂ１）パイプ（４）の周りに配置され、次いで前記蓄熱層（１）で覆われた前記パイプ（４）を断熱材料（５）で被覆することによって、被覆パイプ（４１）が得られ、前記パイプ（４）は一種類の材料から製造され、したがって、前記パイプ（４）は一層から成るパイプであり、石油または天然ガス産業用のパイプラインまたはパイプを含まないか、または、
ｂ２）前記蓄熱層（１）が、断熱材料（５）と接触され、それによって蓄熱断熱複合材（５１）が得られ、次いで前記パイプ（４）を前記蓄熱断熱複合材（５１）で被覆し、これにより前記蓄熱断熱複合材（５１）の前記蓄熱層（１）が、前記パイプ（４）と前記蓄熱断熱複合材（５１）の前記断熱材料（５）との間に位置するようになることと、
を特徴とする方法。
【請求項２】
前記蓄熱層（１）の少なくとも一方の面が層（１１）で覆われており、前記層（１１）が、好ましくは、紙層、プラスチックフィルム、特にポリエチレン、ＰＥ、ポリプロピレン、ＰＰ、ポリスチレン、ＰＳ、ポリエチレンテレフタレート、ＰＥＴおよび／もしくはプラスチックラミネートフィルム、金属ホイル、特にアルミニウム、銅、スズ、亜鉛および／もしくはスチール箔、金属−プラスチック層、ならびに／または積層体を含み、前記層（１１）は、繊維、特にガラス繊維、炭素繊維および／またはプラスチック繊維によって強化されることができることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記蓄熱層（１）が実質的に、
ｉ）複合材（１３）であり、前記複合材（１３）が、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）、少なくとも１種のマトリックス材料（３）およびオプションで少なくとも１種の核形成添加剤を加熱、混合および冷却することによって得られ、前記複合材（１３）が、繊維を得るために適切にさらに処理され、
ｉｉ）複合材（１４）であり、前記複合材（１４）が、前記マトリックス材料（３）に収着された前記潜熱蓄熱材料（２）を含み、前記マトリックス材料（３）が好ましくは不織布、織布および／または平坦な多孔質材料であり、不織布および／または織布は、前記複合材（１３）から製造される繊維をオプションで含むことができ、
ｉｉｉ）少なくとも１種のマトリックス材料（３）、特に接着剤に結合されている粉末および／または粒状材料（１５１）を含む複合材（１５）であり、前記粉末および／または粒状材料（１５１）が、マイクロカプセル化潜熱蓄熱材料（２）の形態で存在し、および／または前記潜熱蓄熱材料（２）が多孔質粉末および／または粒状担体材料に収着されており、
ｉｖ）潜熱蓄熱材料（２）および増粘剤を含む複合材（１６）であり、前記複合材（１６）が高粘性液体、ゲル、粉末、粒状材料、フレークおよび／またはペーストの形態で存在し、および／または
ｖ）マトリックス材料（３）で形成された複数のチャンバを備え、前記チャンバが潜熱蓄熱材料（２）を含み、前記潜熱蓄熱材料（２）が、粉末および／もしくは粒状材料（１５１）として、複合材（１３、１４、１５、１６）として、ならびに／またはそれらの混合物として、好ましくは純粋な形態で存在する、
ことを特徴とする、請求項１または２に記載の方法。
【請求項４】
前記蓄熱層（１）内の潜熱蓄熱材料（２）の量は、１０Ｋの温度範囲での前記蓄熱層（１）の固体／液体熱容量が、蓄熱層（１）１ｋｇ当たり少なくとも５０ｋＪ、好ましくは少なくとも８０ｋＪ、特に少なくとも１２０ｋＪであるように選択され、ＥＮ  ＩＳＯ１１３５７−１および−４に準拠するＤＳＣにより測定されることを特徴とする、請求項１から３の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項５】
前記蓄熱層（１）が実質的に、
・３０〜９５重量％の潜熱蓄熱材料（２）と、
・５〜７０重量％のマトリックス材料（３）と、
・０〜２０重量％の他の成分と、
からなることを特徴とする、請求項１から４の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項６】
前記潜熱蓄熱材料（２）が、−１８２℃〜＋１７５℃、好ましくは−８０℃〜＋１５０℃、特に−２５℃〜＋１２５℃の融点を有することを特徴とする、請求項１から５の少なくとも一項に記載の方法
【請求項７】
前記潜熱蓄熱材料（２）が、少なくとも１種の有機化合物、特に、炭化水素、パラフィン、アルコール、グリコール、ポリオール、糖、ケトン、エステル、エーテル、カルボン酸、脂肪酸、アミド、硫黄、リンおよび／もしくは窒素化合物、ならびに／または、無機化合物、特に、無機塩、塩水和物、水および／もしくは水性混合物を含むことを特徴とする、請求項１から６の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項８】
前記マトリックス材料（３）が、合成および／または天然ポリマー、特にアクリレート、スチレンおよび／もしくはオレフィンのようなオレフィン系モノマーに基づくポリマー、ブロックコポリマー、縮合ポリマー、バイオポリマー、特にタンパク質、多糖類、および／もしくは天然繊維、担体材料、増粘剤ならびに／または接着剤であることを特徴とする、請求項１から７の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項９】
前記パイプ（４）が、ガラス管、金属管、特に真鍮管、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、もしくは銅管、または、プラスチック管、特にＰＶＣ、アクリルガラス、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、もしくは複合材料製のパイプであることを特徴とする、請求項１から８の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記断熱材料（５）が、発泡ポリスチレン（ＥＰＳ）、押出ポリスチレン（ＸＰＳ）、ポリウレタン（ＰＵＲ）、ポリイソシアヌレート（ＰＩＲ）、フェノール樹脂（ＰＦ）、柔軟性エラストマーフォーム（ＦＥＦ）、ポリエチレンフォーム（ＰＥＦ）、尿素ホルムアルデヒド樹脂フォーム（ＵＦ）、硬質ＰＶＣフォーム、ポリウレタンスプレー断熱材、ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、ミネラルファイバ、ミネラルフォーム、ミネラルウール（ＭＷ）、ロックウール、グラスウール、発泡ガラス（ＣＧ）、発泡粘土、パーライトおよび発泡パーライト（ＥＰＢ）、バーミキュライトおよび発泡バーミキュライト、気泡コンクリート、ウッドファイバ断熱ボード（ＷＦ）、ウッドウール断熱ボード（ＷＷ）、セルロース断熱材（ＣＩ）、コルク、グラウンドコルク、コルクボードおよびコルク断熱ボード（ＩＣＢ）、マイクロポーラス断熱材、エアロゲル、真空断熱パネル（ＶＩＰ）、真空断熱材、および／または動物および／または植物由来の断熱材、例えばシープウールの断熱ボード、葦ボード、ココナッツファイバマットおよび／または扁平ファイバボードをベースとしていることを特徴とする、請求項１から９の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記蓄熱断熱複合材（５１）が、オプションで、フィルム、特に繊維強化保護フィルムによって囲まれていることができる、閉鎖可能なパイプシェルの形態で存在することを特徴とする、請求項１から１０の少なくとも一項に記載の方法。
【請求項１２】
建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適している蓄熱断熱複合材（５１）であって、以下のステップによって得ることができる蓄熱断熱複合材（５１）：
第１ステップで、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含む蓄熱層（１）が製造され、前記潜熱蓄熱材料（２）が前記マトリックス材料（３）内にマイクロカプセル化形態で存在する場合、前記マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではなく、且つ、
第２ステップで、前記蓄熱層（１）が、断熱材料（５）と接触され、それによって蓄熱断熱複合材（５１）が得られる。
【請求項１３】
以下のステップにより得ることができる被覆パイプ（４１）：
第１ステップで、少なくとも１種の潜熱蓄熱材料（２）と、少なくとも１種のマトリックス材料（３）とを含む蓄熱層（１）が製造され、前記潜熱蓄熱材料（２）が前記マトリックス材料（３）内にマイクロカプセル化形態で存在する場合、前記マトリックス材料（３）は断熱材料（５）ではなく、且つ、
第２ステップで、前記蓄熱層（１）を、パイプ（４）の周りに配置し、次いで前記蓄熱層（１）で覆われた前記パイプ（４）を断熱材料（５）で被覆することによって、被覆パイプ（４１）が得られ、前記被覆パイプ（４１）は建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適しており、前記パイプ（４）は、好ましくは、ガラスパイプ、金属管、特に真鍮管、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、もしくは銅管、または、プラスチック管、特にＰＶＣ、アクリルガラス、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、もしくは複合材料製のパイプである。
【請求項１４】
前記パイプ（４）は請求項１２に記載の蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆され、それにより、前記蓄熱断熱複合材（５１）の前記蓄熱層（１）が、前記パイプ（４）と前記蓄熱断熱複合材（５１）の前記断熱材料（５）との間に配置されるようになり、前記パイプ（４）は、好ましくは、ガラスパイプ、金属管、特に真鍮管、鋼管、ステンレス鋼管、アルミニウム管、もしくは銅管、または、プラスチック管、特にＰＶＣ、アクリルガラス、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリブタジエン、もしくは複合材料製のパイプである、前記蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆され、建築および住宅技術ならびにプロセスシステム設備に適したパイプ（４）。
【請求項１５】
請求項１３に記載の少なくとも１つの被覆パイプ（４１）および／または請求項１４に記載の蓄熱断熱複合材（５１）により被覆されたパイプ（４）を備える、住宅およびオフィスビルならびに化学およびプロセスシステム設備用の温水導管用の受動的保温システムおよび／または冷水導管用の受動的保冷システム。
【請求項１６】
特に建築や住宅技術、住宅やオフィスビルなどの建築構造、ならびに化学およびプロセスシステム設備で、流体媒体の流れが遮断された場合であっても、パイプ内の流体媒体の温度を維持するための、請求項１２に記載の前記蓄熱断熱複合材（５１）の使用および／または請求項１から１１の少なくとも一項に記載の方法の使用。
【請求項１７】
特に建物内の温水導管、蒸気導管、化学薬品、ビチューメン、シリコーン、ホットメルト接着剤、および／もしくはチョコレートなどの食品の輸送管として流体媒体を保温するための、ならびに／または、流体媒体、特に加圧流体媒体、気体および／もしくは液体、特に冷却液、化学薬品、蒸気圧の高い溶剤、および／もしくは乳製品や飲料などの食品といった流体媒体を保冷するための、請求項１２に記載の蓄熱断熱複合材（５１）によって被覆されたパイプ（４）および／または請求項１３に記載の被覆パイプ（４１）の使用。
【国際調査報告】
2020509304.tif 000016
2020509304.tif 000017
2020509304.tif 000018
2020509304.tif 000019
2020509304.tif 000020
2020509304.tif 000021