潜热蓄热材料组合物及潜热蓄热槽制造技术

本发明专利技术的一个实施方式中的潜热蓄热材料组合物是向利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中混合调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成的潜热蓄热材料组合物，其中，添加剂使用结冷胶增稠剂作为第1添加剂，其为属于多糖类的水溶性物质作为，基于与该潜热蓄热材料组合物中含有的水和阳离子的相互作用，提高处于液相状态的该潜热蓄热材料组合物熔液的粘度的。该潜热蓄热材料组合物总重量中结冷胶所占的混合率在1wt％以下的范围内。

Latent heat storage material composition and latent heat storage tank

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】潜热蓄热材料组合物及潜热蓄热槽
本专利技术涉及潜热蓄热材料组合物及使用该潜热蓄热材料组合物的潜热蓄热槽，所述潜热蓄热材料组合物是在利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中混合用于调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成。
技术介绍
潜热蓄热材料(PCM：PhaseChangeMaterial，相变材料)具有利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或放热的物性，通过将本来废弃的排热进行蓄热，再根据需要取出储存的热，可以有效无浪费地利用能量。这样的潜热蓄热材料存在即便将该潜热蓄热材料熔液冷却到凝固点以下也不结晶的过冷现象，为了防止过冷现象，一般在潜热蓄热材料中混合防过冷剂。防过冷剂是促进处于熔液状态的潜热蓄热材料结晶化的引发的添加剂。此外，除了防过冷剂之外，还可以根据需要作为将潜热蓄热材料的熔点调整到任意温度的添加剂，在潜热蓄热材料中混合熔点调整剂。当潜热蓄热材料是例如无机盐水合物等那样的分子结构中含有水分子的蓄热材料时，从使用开始时无机盐与水分子呈均匀混在的状态，到重复几次蓄热或其放热循环之后，会发生无机盐与水分离的相分离。此外，对于在潜热蓄热材料中添加了防过冷剂或熔点调整剂等添加剂的潜热蓄热材料组合物，在重复几次蓄热或其放热循环之后，构成组合物的各成分的混在状态会根据构成成分的密度差而变得不均匀。在潜热蓄热材料中添加用于避免这样的相分离或构成成分不均匀化的添加剂(防相分离剂)时，这样的添加剂会作为潜热蓄热材料(或者潜热蓄热材料组合物)中含有的构成成分的粘合剂(binder)而发挥作用，使潜热蓄热材料的性能易于得到维持。专利文献1中公开了一例该防相分离剂。专利文献1中是向作为潜热蓄热材料的熔点94℃的明矾水合物中，作为添加的防相分离剂，将粒径100目以下的微细多孔质或者纤维状陶瓷以0.1～30wt％添加混合而成的潜热蓄热材料组合物。现有技术文献专利文献【专利文献1】日本专利特开2013-87276号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，专利文献1中，在制作潜热蓄热材料组合物时，在需要调整防相分离剂的粒径之外，关于陶瓷制的防相分离剂，该防相分离剂本身不具备蓄热性能。因此，这样的防相分离剂以上限30wt％的添加量混合到明矾水合物中时，存在相比于同体积比的潜热蓄热材料单独的蓄热量，其潜热蓄热材料组合物的蓄热量蓄热大幅降低的问题。此外，存在以下状况：包含防相分离剂的潜热蓄热材料组合物被填充到例如长条状圆柱容器等那样的纵长状蓄热容器内，希望将这样的蓄热容器以该蓄热容器的轴方向沿槽的上下方向配置(纵向配置)，收纳在浸渍有水等热介质的潜热蓄热槽内。特别地，此时，处于熔液状态的潜热蓄热材料组合物中，潜热蓄热材料与防相分离剂如果不形成稳定的相互作用，则作用于蓄热容器内潜热蓄热材料组合物的重力会使潜热蓄热材料的构成成分之间依各成分的密度差(比重差)而发生分离，进而无法获得稳定的蓄热性能。除此之外，对于向作为潜热蓄热材料，例如铵明矾12水合物(AlNH4(SO4)2·12H2O)(以下有时简称为“铵明矾”)等明矾水合物中添加防相分离剂的潜热蓄热材料组合物，由于明矾水合物熔液呈酸性，故如果添加的防相分离剂不具有耐酸性的物性，潜热蓄热材料组合物会随时间经过而发生改性、变质，进而无法稳定获得所期望的蓄热性能。本专利技术正为解决上述问题而成，其目的在于提供一种潜热蓄热材料组合物及使用这样的潜热蓄热材料组合物的潜热蓄热槽，该潜热蓄热材料组合物是向潜热蓄热材料加入添加剂，构成成分之间随时间经过能保持稳定、均匀的混在状态，同时能获得更大的蓄热量。解决问题的手段为了解决上述问题而成的本专利技术的一实施方式中的潜热蓄热材料组合物，是向利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中，混合用于调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成的潜热蓄热材料组合物，其特征在于，所述添加剂使用增稠剂作为第1添加剂，其属于多糖类的水溶性物质，基于与该潜热蓄热材料组合物中含有的水和阳离子的相互作用，提高处于液相状态的该潜热蓄热材料组合物熔液的粘度；所述增稠剂是结冷胶(gellangum)；该潜热蓄热材料组合物总重量中所述结冷胶所占的混合率在1wt％以下的范围内。根据该实施方式，潜热蓄热材料组合物处于熔液状态时，潜热蓄热材料组合物的粘度升高，可防止潜热蓄热材料的相分离现象，可以使潜热蓄热材料组合物的构成成分以均匀的状态分散。此外，除了相分离现象之外，即便是在潜热蓄热材料组合物中混合增稠剂以外的、例如熔点调整剂或防过冷剂等其他添加剂的情况下，还可防止因构成成分的密度差引起的、增稠剂以外的添加剂与潜热蓄热材料的分离，使潜热蓄热材料组合物的构成成分能以均匀的状态分散。此外，由于增稠剂是结冷胶，结冷胶本身不具有蓄热性能，尽管如此，潜热蓄热材料组合物中仅以1wt％以下的添加量含有结冷胶，即可使潜热蓄热材料组合物熔液增粘到足够的粘度，足以抑制因密度差引起的构成成分的分离。而且，潜热蓄热材料组合物熔液中，构成成分以均匀的状态分散、且更有效地抑制了潜热蓄热材料组合物中构成成分的分离，即使潜热蓄热材料组合物重复进行多次液相与固相间的相变，也能保持均匀的构成成分的分布。因此，可以抑制潜热蓄热材料组合物的熔点·凝固点等物性的变动。此外，由于结冷胶的添加量仅是1.0wt％以下的微少量，因此即使在潜热蓄热材料组合物中混合增稠剂，也可以抑制潜热蓄热材料组合物中蓄热量的降低，含有结冷胶的潜热蓄热材料组合物的蓄热量与同体积比的潜热蓄热材料单质的蓄热量差异不大，可以维持每单位体积的高蓄热量。特别地，在潜热蓄热材料为例如铵明矾12水合物时，铵明矾12水合物的密度是1.64g/cm3，每单位体积的蓄热量大概为250～270kJ/kg，在各种潜热蓄热材料之中，铵明矾12水合物的蓄热量大。因此，在例示的铵明矾12水合物中添加了结冷胶的潜热蓄热材料组合物也可以具有例如、超过220kJ/kg的比较大的蓄热量。而且，由于增稠剂是结冷胶，因此即便是例如铵明矾12水合物或钾明矾12水合物等熔液具有呈酸性的物性，由于结冷胶具有耐酸性的物性，不会产生因结冷胶的添加而导致的潜热蓄热材料组合物随时间经过改性、变质的情况。此外，为了解决上述问题而成的本专利技术的其他实施方式中的潜热蓄热材料组合物是向利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中，混合用于调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成的潜热蓄热材料组合物，其特征在于，该潜热蓄热材料组合物以填充在容器内的状态，通过进行液相与固相间的相变来多次重复蓄热或其放热循环而使用；所述添加剂使用增稠剂作为第1添加剂，其属于多糖类的水溶性物质，基于与该潜热蓄热材料组合物中含有的水和阳离子的相互作用，提高处于液相状态的该潜热蓄热材料组合物熔液的粘度；所述增稠剂具有以下物性：当该潜热蓄热材料组合物处于液相状态温度区时，所述增稠剂溶于该潜热蓄热材料组合物中含有的水中而呈现无规线团状结构，另一方面，当该潜热蓄热材料组合物变为从液相状态转变为完全固相状态之前的温度区时，所述增稠剂变为与所述无规线团状结构呈可逆的双螺旋结构，同时基于所述阳离子的存在，通过邻接的所述双螺旋结构间的缔合而发生凝胶化；该潜热蓄热材料组合物总重量中所述增稠剂所占的混合率在1wt％以下的范围本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种潜热蓄热材料组合物，是向利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中，混合用于调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成的潜热蓄热材料组合物，其特征在于，所述添加剂使用增稠剂作为第1添加剂，其属于多糖类的水溶性物质，基于与该潜热蓄热材料组合物中含有的水和阳离子的相互作用，提高处于液相状态的该潜热蓄热材料组合物熔液的粘度，所述增稠剂是结冷胶(gellan gum)，该潜热蓄热材料组合物总重量中，所述结冷胶所占的混合率在1wt％以下的范围内。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.13 JP 2017-0476731.一种潜热蓄热材料组合物，是向利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中，混合用于调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成的潜热蓄热材料组合物，其特征在于，所述添加剂使用增稠剂作为第1添加剂，其属于多糖类的水溶性物质，基于与该潜热蓄热材料组合物中含有的水和阳离子的相互作用，提高处于液相状态的该潜热蓄热材料组合物熔液的粘度，所述增稠剂是结冷胶(gellangum)，该潜热蓄热材料组合物总重量中，所述结冷胶所占的混合率在1wt％以下的范围内。2.一种潜热蓄热材料组合物，是向利用伴随相变的潜热吸收和释放来进行蓄热或其放热的潜热蓄热材料中，混合用于调整该潜热蓄热材料物性的添加剂而成的潜热蓄热材料组合物，其特征在于，该潜热蓄热材料组合物以填充在容器内的状态，通过进行液相与固相间的相变来多次重复蓄热或其放热的循环而使用，所述添加剂使用增稠剂作为第1添加剂，其属于多糖类的水溶性物质，基于与该潜热蓄热材料组合物中含有的水和阳离子的相互作用，提高处于液相状态的该潜热蓄热材料组合物熔液的粘度，所述增稠剂具有以下物性：当该潜热蓄热材料组合物处于液相状态温度区时，所述增稠剂溶于该潜热蓄热材料组合物中含有的水中而呈现无规线团状结构，另一方面，当该潜热蓄热材料组合物变为从液相状态转变为完全固相状态之前的温度区时，所述增稠剂变为与所述无规线团状结构呈可逆的双螺旋结构，同时基于所述阳离子的...

【专利技术属性】
技术研发人员：中村洸平，伊奈孝，
申请(专利权)人：东邦瓦斯株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP