JPH0113036B2 - - Google Patents

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JPH0113036B2
JPH0113036B2 JP59028942A JP2894284A JPH0113036B2 JP H0113036 B2 JPH0113036 B2 JP H0113036B2 JP 59028942 A JP59028942 A JP 59028942A JP 2894284 A JP2894284 A JP 2894284A JP H0113036 B2 JPH0113036 B2 JP H0113036B2
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JP
Japan
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heat
heat storage
heat exchange
exchange space
heat medium
Prior art date
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Expired
Application number
JP59028942A
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English (en)
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JPS60174493A (ja
Inventor
Yasuo Kudo
Takeshi Takeda
Ikuhiko Machida
Kazutoshi Iketani
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPH0113036B2 publication Critical patent/JPH0113036B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Central Heating Systems (AREA)
  • Other Air-Conditioning Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は蓄熱材を利用した蓄熱槽に関するもの
である。
従来例の構成とその問題点 蓄熱槽内で蓄熱体と熱交換を行う蓄熱装置では
蓄熱体を蓄熱槽筐体の中に配列させ蓄熱体を蓄熱
体の間の空間、すなわち、熱交換空間で蓄熱体と
接触流通せしめることにより、蓄熱、放熱が行わ
れる。必要に応じ、筐体は断熱され、熱損失が防
がれる。この様な蓄熱装置を実用化する際の問題
点の1つに蓄熱、放熱の熱交換の効率を如何に高
めるかという事がある。単位時間当りの熱の出し
入れの量を増大するには蓄熱体表面積を大きく
し、かつ熱媒体と蓄熱体表面の熱交換が均一に行
われる必要がある。具体的な方法としては第1図
に示す様に蓄熱体を千鳥状に配列することが提案
されている。
すなわち、蓄熱体1は筐体2の内部に図の如く
千鳥状に配列され、熱媒体流入口3から導入され
た熱媒体4は最初の列の蓄熱体により流路を2つ
に分けられ、次の列の蓄熱体表面を流れて再び1
つに集められ、これをくり返しながら流出口5よ
り吐出される。この様に蓄熱体1を配列すること
により熱媒体4の流路長の増大と、蓄熱体1の表
面との接触の均一化をはかり、熱交換効率の向上
をもたらそうとするものである。しかしながらこ
の様な蓄熱槽においても次の様な問題がある。た
とえば潜熱潜熱材を含む容器よりなる蓄熱体1が
融解状態にあつて融解潜熱を貯えている状態にあ
りこれを放熱させる過程を考えてみる。熱媒体流
入口3から蓄熱体1より低い温度の熱媒体4が導
入されると、熱媒体4は蓄熱体1と熱交換し、次
第に温度の高い熱媒体となりつつ流出口5より吐
出される。この過程において、熱媒体流入口3に
近い所ではまだ熱媒体4の温度は低いため蓄熱体
1との温度差は大きい。
一方、流出口5付近になると熱媒体温度が上昇
しているため、蓄熱体1との温度差は小さくな
る。したがつて、熱媒体流入口3付近での蓄熱体
1と熱媒体4との熱交換量は大きく、流出口5付
近では少いことになる。時間が経過して流入口3
付近の蓄熱体1の放熱が完了すると熱媒体4は比
較的低温のまま流出口5付近の蓄熱体1と接する
様になり、流出口5付近での熱交換量は増大する
が、この時はすでに流入口3付近の蓄熱体1は放
熱しないので槽全体としての単位時間当り放熱量
は減少してしまう。従つて熱媒体流出口5付近の
蓄熱体1がまだ放熱を完了する前に槽全体として
の単位時間当り放熱量が著しく減少し、実用上蓄
熱した熱量を使い切れなくなる。
なお、蓄熱させる過程においても同様に蓄熱体
1がまだ蓄熱を完了する前に槽全体としての単位
時間当りの蓄熱量が著しく減少してしまうという
現象が見られ、実用上好ましくない。
発明の目的 本発明は前述のような問題点を解決するために
なされたものであり、蓄熱槽内の蓄熱体と熱媒体
との場所による熱交換量の不均一性をなくし、熱
交換効率の向上を容易に行なわしめることを目的
としたものである。
発明の構成 上記目的を達成するため本発明は、蓄熱材もし
くは前記蓄熱材を含む容器より成る蓄熱体と、前
記蓄熱体と熱の授受を行う熱媒体の流入口および
流出口と、前記流入口と流出口に接続されかつ前
記蓄熱体の間で熱の授受を行う熱交換空間を含む
熱媒体の流路と、前記熱媒体の流路および前記熱
交換空間部分を熱媒体導通部を設けて前記流入口
近傍および前記流出口近傍に分割するための任意
の位置に取り付け可能に設けられた仕切り手段と
を備え、前記仕切り手段により前記流入口近傍の
熱交換空間および流出口近傍の熱交換空間の少な
くても一方が複数箇所設けられておりかつ前記流
出口近傍の熱交換空間の開口総断面積が流入口近
傍の熱交換空間の開口総断面積より小さくなるよ
うに仕切られて構成されている。
実施例の説明 以下に本発明の実施例について図面を用いその
詳細を説明する。
第2図は本発明の一実施例における蓄熱槽の一
部破断斜視図である。
本実施例は熱媒体の流入口側熱交換空間が2箇
所、また流出口側熱交換空間が1箇所それぞれ設
けられた蓄熱槽の場合について述べる。
開口部6を有する筐体内に適当な支持率手段
(図示せず)により蓄熱体8を熱媒体9が流通し
ながら熱の授受を行なわしめる熱交換空間を設け
て設置する。これを仕切手段10を用いて開口部
6と熱交換空間を図の如く熱媒体9の流入側熱交
換空間から流出側熱交換空間へ流通する導通部1
1を設けて開口部を2つの熱媒体流入口12,1
3と1つの熱媒体流出口14とに分割区分すると
同時に熱交換空間をも2つの流入側熱交換空間1
5および16と流出側流路空間17とに分割し、
流入側熱交換空間15,16をそれぞれ等面積に
なるように、かつそれらの開口断面積の和より、
流出側熱交換空間17の開口断面積が小さくなる
ように仕切る。
このような構造の蓄熱槽に熱媒体9を熱媒体流
入口12,13より導入し、熱媒体流出口14よ
り流出させると、槽内での熱媒体9の流速は流入
側熱交換空間15,16を通過する際はその開口
断面積が大きいために遅いが、流出側熱交換空間
17ではその開口断面積が小さいため速くなる。
蓄熱体8と熱媒体9の間の熱交換量は熱媒体9と
蓄熱体8との温度差とその間の熱伝達率の積で決
まるが熱伝達率は熱媒体9の流速に依存し、流速
が速くなるほど大きくなる。この結果、流出側熱
交換空間17の部分においては熱媒体9は流入側
熱交換空間15,16においてすでに一部熱交換
が行なわれているため、蓄熱体8との温度差が小
さくなつているが、熱媒体9の流速が速いため熱
伝達率が大きくなる。したがつて、熱媒体流入側
熱交換空間15,16内と流出側熱交換空間17
内での蓄熱体8と熱媒体9の熱交換量は平均化さ
れ、槽内の蓄熱体8は場所による不均一性のない
蓄・放熱が可能となる。
このような構造の蓄熱槽は熱媒体9を蓄熱体8
の温度および熱媒体9の流速等の条件が変化する
ような場合においても、仕切手段10により流入
側流路空間の開口断面積と流出側流路空間の開口
断面積の比を任意に変化させることが可能であ
り、常に最適な条件下での蓄・放熱ができるとい
う利点を有する。
第3図に本実施例の側断面図を示す。
硫酸ナトリウム10水塩を主成分とした潜熱蓄熱
材を幅10cm、長さ80cm、厚さ2cmの容器に充填し
て蓄熱体を作製し、第3図に示すように蓄熱体8
間に15mmの熱媒体9の流通のための間隔を設けて
開口部を備えた筐体7内に設置した。これを仕切
手段10により熱媒体流入側熱交換空間15,1
6の開口断面積がそれぞれ105cm2に、また流出側
熱交換空間17の断面積が120cm2になるように仕
切り、熱媒体9として40℃の空気を熱媒体流入口
12,13より毎分3m3導入した。この時のそれ
ぞれの蓄熱体8の融解の均一性を検証した。熱媒
体9は熱媒体流入口12,13側より熱媒体流出
口14側にかけて順次蓄熱体8と熱交換し、熱を
蓄熱体8に与えそれ自身の温度を下げつつ熱媒体
流出口14より排出されたが、熱媒体流出口14
での温度は長時間にわたつて34〜35℃であつた。
一定時間毎に蓄熱体8の融解状態を調べたが、各
場所ともほぼ均一に融解が進行することが確認さ
れた。
第4図に本発明の他の実施例における蓄熱槽の
側断面図を示す。
本実施例は熱媒体の流入口側熱交換空間が1箇
所または流出口側熱交換空間が2箇所それぞれ設
けられた蓄熱槽の場合について示す。
本実施例では第4図に示すように仕切手段10
により、熱媒体9の流入側熱交換空間18の開口
断面積が210cm2に、また流出側熱交換空間19,
20の開口断面積をそれぞれ60cm2になるように仕
切つた以外前記実施例と同様の構成を有する。
本実施例について前記実施例と同様の実験を行
つたところ、前記実施例と同様の結果が得られ
た。これら実施例において熱媒体流入側熱交換空
間の開口断面積の和と流出側熱交換空間の開口断
面積の比を種々変化させた場合、その比が1:
0.7より大きくなると蓄・放熱の不均一化が見ら
れ1:0.2より小さくなると、出口付近での摩擦
抵抗が大きくなり過ぎるため、熱媒体が流れにく
くなり実用上問題となることが認められた。
なお以上述べた実施例においては、流入口側あ
るいは流出口側いずれかの熱交換空間が複数箇所
あつて複数箇所ある熱交換空間の各開口断面積が
等しい場合について説明したが、それらが等しく
ない場合についても、流入口側熱交換空間の開口
総断面積より流出口側開口総断面積が小さくなつ
ていれば同様の効果が得られる。
なお、以上述べた実施例においては、導通部に
蓄熱体を配置しない場合について述べたが、蓄熱
体が熱媒体が通過可能な状態に配列されていれば
導通部に蓄熱体を配置することもできる。
また、以上の実施例においては仕切手段を用い
て熱媒体の流入口、流出口および熱交換空間の区
分けを行なつたが、蓄熱体あるいは蓄熱体の支持
手段を兼ねさせることも可能である。
なお以上の実施例においては、流入口側熱交換
空間と流出口側熱交換空間の数が異なる場合につ
いて述べたが同数の場合でもそれぞれの空間の開
口総断面積の比が前述のようになつていれば本発
明に包含される。更に以上の実施例では蓄熱体を
支持手段の上に設置する場合について説明した
が、蓄熱体が支持手段によつて吊り下げられるよ
うな構造を有する場合にも本発明は適用される。
発明の効果 以上要するに本発明は、蓄熱材もしくは前記蓄
熱材を含む容器より成る蓄熱体と、前記蓄熱体と
熱の授受を行う熱媒体の流入口および流出口と、
前記流入口と流出口に接続されかつ前記蓄熱体の
間で熱の授受を行う熱交換空間を含む熱媒体の流
路と、前記熱媒体の流路および前記熱交換空間部
分を熱媒体導通部を設けて前記流入口近傍および
前記流出口近傍に分割するための任意の位置に取
り付け可能に設けられた仕切り手段とを備え、前
記仕切り手段により前記流入口近傍の熱交換空間
および流出口近傍の熱交換空間の少なくても一方
が複数箇所設けられておりかつ前記流出口近傍の
熱交換空間の開口総面積が流入口近傍の熱交換空
間の開口総断面積より小さくなるように仕切られ
て構成することにより、蓄熱体の配置を変えるこ
となく、単に仕切り手段を移動するだけで流入口
および流出口近傍の熱交換空間の断面積を容易に
変化させることができ、蓄熱槽の作製あるいは流
入口および流出口近傍の流速比の調整が極めて容
易に出来るという利点があり、従来の蓄熱槽の問
題点であつた蓄・放熱時の蓄熱槽内の場所による
熱交換量の不均一をなくし、熱交換効率を向上さ
せることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の蓄熱槽の断面図、第2図は本発
明の一実施例における蓄熱槽の斜視図、第3図は
同蓄熱槽の断面図、第4図は本発明の他の実施例
における蓄熱槽の断面図である。 7……筐体、8……蓄熱体、9……熱媒体、1
0……仕切手段、11……熱媒体導通部、12,
13……熱媒体流入口、14……熱媒体流出口、
15,16,18……熱媒体流入側熱交換空間、
17,19,20……熱媒体流出側熱交換空間。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 蓄熱材もしくは前記蓄熱材を含む容器より成
    る蓄熱体と、前記蓄熱体と熱の授受を行う熱媒体
    の流入口および流出口と、前記流入口と流出口に
    接続されかつ前記蓄熱体の間で熱の授受を行う熱
    交換空間を含む熱媒体の流路と、前記熱媒体の流
    路および前記熱交換空間部分を熱媒体導通部を設
    けて前記流入口近傍および前記流出口近傍に分割
    するための任意の位置に取り付け可能に設けられ
    た仕切り手段とを備え、前記仕切り手段により前
    記流入口近傍の熱交換空間および流出口近傍の熱
    交換空間の少なくても一方が複数箇所設けられて
    おりかつ前記流出口近傍の熱交換空間の開口総断
    面積が流入口近傍の熱交換空間の開口総断面積よ
    り小さくなるように仕切られて構成されたことを
    特徴とする蓄熱槽。 2 熱媒体流入口近傍の熱交換空間の開口総断面
    積と熱媒体流出口近傍の熱交換空間の開口総断面
    積との比が1:0.2ないし1:0.7の範囲にあるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱
    槽。
JP59028942A 1984-02-17 1984-02-17 蓄熱槽 Granted JPS60174493A (ja)

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JP59028942A JPS60174493A (ja) 1984-02-17 1984-02-17 蓄熱槽

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JPS60174493A JPS60174493A (ja) 1985-09-07
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JP59028942A Granted JPS60174493A (ja) 1984-02-17 1984-02-17 蓄熱槽

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS58195791A (ja) * 1982-05-10 1983-11-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd 蓄熱槽

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JPS60174493A (ja) 1985-09-07

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