[发明专利]含有潜热蓄热材料的热输送介质以及热输送用混合液及热输送方法

说明书

技术领域

本发明涉及含有能够有效地用于由管线进行的热输送(在线热输送)的潜热蓄热材料的热输送介质(蓄热体)以及使用了该介质的热输送用混合液及热输送方法。

背景技术

空调设备、热网系统的冷却、燃气轮机装置的进气冷却中，通过使能够蓄热的热输送介质在管线(配管)中流通而进行热输送。作为热输送介质，已知有用于利用显热的水、盐水，从廉价且安全的方面来看，广泛使用水。但是，由水等热输送介质进行的显热输送中，热输送介质的热容量较小，为了搬送大量的热输送介质，需要较大的搬送动力(巨大的泵)。因此，在大范围的热网中，显热输送的利用存在能量效率较低的问题。因此，作为热输送介质，还研究着使用潜热蓄热材料并利用相变带来的潜热的方法。由潜热蓄热材料进行的潜热输送中，潜热蓄热材料的热容量较大，即使长距离的输送，温度也不会降低，也能够降低搬送动力。但是，由于相变，潜热蓄热材料固化而堵塞配管，因此，不能直接利用潜热蓄热材料。因此，提出了将潜热蓄热材料微胶囊化而利用的方法。该方法中，通过使包含充填了潜热蓄热材料的微胶囊的流体流通，进行利用了潜热蓄热材料的潜热和流体的显热的热输送(热交换)。

日本特开平5-215369号公报(专利文献1)中公开有一种冷却或加热方法，该方法在冷却或加热装置与热交换器之间构成闭路，使由上述冷却或加热装置冷却或加热的载热体在该闭路内循环，冷却或加热热交换器，由此，使目的物冷却或加热，该方法中，将上述载热体设为封入有石蜡等蓄热剂的多个微小树脂胶囊与水或盐水的混合物。

WO2015/025529号小册子(专利文献2)中，作为将高温的废热回收、并向需要热的场所输送的热输送装置的载热体，公开有一种由内包有根据温度变化发生潜热的吸收及放出的相变物质的无孔中空二氧化硅粒子构成的硬壳微胶囊化潜热输送物质。

日本特开2000-161082号公报(专利文献3)中，作为向燃气轮机装置的进气的冷却装置，公开有如下燃气轮机装置的进气冷却装置，在从吸入口到燃气轮机装置的进气路径上，连结设置通气的间隙而配置了外周为固体的多个蓄热胶囊的冰蓄热槽，进气的至少一部分通过上述冰蓄热槽，与蓄热胶囊的外周直接接触而冷却。该文献中记载了使用内部封入有在0～20℃的范围内进行固-液变化的蓄热体的胶囊作为蓄热胶囊。

但是，将这些潜热蓄热材料进行了微胶囊化而得到的热输送介质中，由于长期间的使用、来自外部的应力(泵输送中的剪切力等机械应力等)，微胶囊破碎，潜热蓄热材料凝聚且在冷却装置内的配管凝固，堵塞配管。另外，微胶囊中，为了避免破碎，使胶囊壁坚固或增厚时，热交换效率降低，热转换效率和稳定性存在相悖的关系。

日本特开平4-222894号公报(专利文献4)中公开有一种热搬送系统用介质，其在至少使用时为液态的连续相中并存仅由平均粒径0.2～50μm且比上述连续相的熔点高的蓄热材料构成的分散相。该文献中记载了，即使在分散相固化的悬浮状态下，分散相的平均粒径也为0.2～50μm，因此，保持良好的流动性进行搬送，另外，在连续相为聚乙二醇和/或聚丙二醇的情况下，通过其增稠作用，抑制分散相彼此的凝聚。

专利第3641362号公报(专利文献5)中，作为冷气设备等空调设备、食品等的冷却装置等所使用的冷热体的蓄冷剂，公开有一种蓄冷剂，其是含有赋予包合水合物的一致熔点的低于浓度的包合水合物生成物质的水溶液，当进行冷却时，生成包合水合物并成为浆料状。

但是，这种乳液及悬浮液、浆料中，分散相在流体中露出存在，因此，可能进行凝聚。另外，浆料中，溶解的潜热蓄热材料本质上不能有效利用，热转换效率也较低。

另一方面，日本特公平5-41678号公报(专利文献6)中公开有一种组合物，其含有相变材料和装入有该相变材料的聚烯烃类聚合物的载体材料，上述相变材料分散于上述载体材料中，且具有实际上不会渗出至该体系外那样的适合性的物质，该组合物是选自结晶性直链烷基烃、结晶性脂肪酸、结晶性脂肪酸酯、结晶性脂环式烃、结晶性芳香烃中的至少一种物质的蓄热组合物。该文献中记载了载体材料的聚烯烃类聚合物优选为交联聚烯烃。另外，记载了将上述组合物装入石膏、混凝土等而用作建筑材料。