【相転移(相変化)物質の相が、他の形態の相へ変化すること】
たとえば水の場合、0℃以下になると水は氷に相を変化します。同じく0℃より高くなると氷は水に相を変化します。このとき〈水→氷→水〉に完全に相変化するまではその物質の温度は緩やかに変化します。
このとき出入りする熱エネルギーを利用したものが潜熱蓄熱材(以下、PCM)です。
当社のPCMは、下のグラフのように融解店・凝固点(相転移点)を任意の温度に製造することが可能です。主原料は主に2種類(酢酸ナトリウム3水塩・硫酸ナトリウム10水塩)で、酢酸ナトリウムPCMは約40~57℃の範囲で製造が可能で、硫酸ナトリウムPCMは約10~32℃の範囲で製造が可能です。
いわば高い温度で溶けたり固まったりする氷のようなものです。
PCMの最大の特長は、熱エネルギーの貯蔵技術です。下のイラストのように熱エネルギーを必要としている場所・時間にシフトして利用できることが最大のメリットです。
・空間的な需要と供給のギャップを埋める
・時間的な需要と供給のギャップを埋める
PCMに使用する主原料は、他の一般的な材料(水やコンクリートなど)より1L当たりの融解潜熱が大きいものになっております。
・酢酸ナトリウム3水塩(CH3COONa・3H2O):主に中温度域で暖房・温熱用として使用
・硫酸ナトリウム10水塩(Na2SO4・10H2O):主に低温度域で冷房・冷涼用として使用
2つの主原料は、我々の身近な生活の中にも利用されている安定した材料です。化学反応を発生せず、不燃性なので安全に取り扱いが出来る材料です。
酢酸ナトリウム3水塩 | 食品添加物(漬物の保存料など)、 染料の媒染材写真の現像液など |
硫酸ナトリウム10水塩 | 温泉の含有物質(湯の花)、 入浴剤一部、漢方薬も配合されている。 |
PCMは、お客さまの用途に応じた温度で製造が可能です。また上記2種類のPCM以外の温度域にも対応致しますので、お気軽にご相談ください。
種類 | 低温型 | 中温型 |
主原料 | 硫酸ナトリウム10水塩 | 酢酸ナトリウム3水塩 |
相変化温度(融解/凝固)℃ | 10~32 | 40~57 |
容器 | ブロー成型品・多重積層構造袋など | |
毒性・有害性 | 無毒・無害 | |
耐久性 | 5,000回以上性能不変 |
酢酸ナトリウムは安定した過冷却状態を維持することができ、飽和に達してから大幅に温度が低下しても結晶の析出が起こり難い物質です。
凝固点温度を下回っても相変化(結晶化)が起きない準安定状態を保ちます。
上イラストのように、相変化(液体→固体)すべき温度以下になっても相変化しないで液状を保つことができます。しかし、液中にある衝撃や振動といった物理的エネルギーを加えることで結晶核を析出させると、今まで不規則に浮遊していた分子やイオンが突如、結晶核に向かって結合(凝固)を始めて、一気に熱エネルギーを周囲に放出します。
この現象を利用すると、以下の特徴が挙げられます。
・好きな時に発熱させることができる
・加熱することで、繰り返して使用することができる
・瞬時に最高温度にまで発熱させることができる
・空気を必要とせず、水中でも発熱させることができる