JPH02110263A - 水素吸蔵合金を利用した熱利用システムとその運転方法 - Google Patents
水素吸蔵合金を利用した熱利用システムとその運転方法Info
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- JPH02110263A JPH02110263A JP63261358A JP26135888A JPH02110263A JP H02110263 A JPH02110263 A JP H02110263A JP 63261358 A JP63261358 A JP 63261358A JP 26135888 A JP26135888 A JP 26135888A JP H02110263 A JPH02110263 A JP H02110263A
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- Y—GENERAL 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
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- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
本発明は水素吸蔵合金を利用した熱利用システム及びそ
の運転方法に関し、特にヒートポンプ。
の運転方法に関し、特にヒートポンプ。
蓄熱システムに応用して好適なるものである。
（ロ）従来の技術
水素吸蔵合金は一定の反応条件の下で、多量の水素を繰
り返し吸収、放出する特性を有し、と同時にこの吸収放
出時にかなりの反応熱を伴うことが知られている。
り返し吸収、放出する特性を有し、と同時にこの吸収放
出時にかなりの反応熱を伴うことが知られている。
この反応を利用して特開昭５６−１００２７６号公報や
特開昭５８−２２８５４号公報に開示されているように
、温冷熱を得る熱利用システムが既に提案されている。
特開昭５８−２２８５４号公報に開示されているように
、温冷熱を得る熱利用システムが既に提案されている。
しかしながら水素吸蔵合金を用いたこれらのシステムで
は、連続運転を可能とするために、それぞれ水素吸蔵合
金を収容した２つの水素吸蔵合金槽を水素配管で接続し
たユニットを少くとも２組設け、これらユニットを交互
に切替え運転することが不可欠である。ところが、交互
切替運転の際、熱回収を行う熱媒が供給されている一方
の水素吸蔵合金槽は、水素の吸収反応により熱が発生し
高温になっており、又水素再生のための低質熱源からの
低温熱媒が供給されている他方の水素吸蔵合金槽は水素
を発生して熱を吸収し、低温となっている。
は、連続運転を可能とするために、それぞれ水素吸蔵合
金を収容した２つの水素吸蔵合金槽を水素配管で接続し
たユニットを少くとも２組設け、これらユニットを交互
に切替え運転することが不可欠である。ところが、交互
切替運転の際、熱回収を行う熱媒が供給されている一方
の水素吸蔵合金槽は、水素の吸収反応により熱が発生し
高温になっており、又水素再生のための低質熱源からの
低温熱媒が供給されている他方の水素吸蔵合金槽は水素
を発生して熱を吸収し、低温となっている。
次に、低温となっている水素吸蔵合金槽から熱回収を行
うことになるが、切換直後は、水素の吸収反応が充分で
なく、水素吸蔵合金槽から回収される熱回収媒体は、高
温とならず、そのため出熱温度が交互切換運転の際大き
く変動する欠点を持っていた。
うことになるが、切換直後は、水素の吸収反応が充分で
なく、水素吸蔵合金槽から回収される熱回収媒体は、高
温とならず、そのため出熱温度が交互切換運転の際大き
く変動する欠点を持っていた。
これを改善するために、特開昭６２−２６８９！１３号
公報に見られるように、水素吸蔵合金槽から出る熱媒の
一部又は全部を人口側に戻し、熱媒取出量及び温度を調
節する方法が水出原人におい又提案されている。
公報に見られるように、水素吸蔵合金槽から出る熱媒の
一部又は全部を人口側に戻し、熱媒取出量及び温度を調
節する方法が水出原人におい又提案されている。
（ハ）発明が解決しようとする課題
確かに上記システムの方法であると、交互切替え運転の
際に、著るしく出熱温度が変動するのが防がれ有効であ
るが、熱媒の一部又は全部を入口側に戻すためにバイパ
ス弁を必要とするため、配管構造が複雑になるとともに
、バイパス弁の制御も複雑になるという欠点を有してい
た。
際に、著るしく出熱温度が変動するのが防がれ有効であ
るが、熱媒の一部又は全部を入口側に戻すためにバイパ
ス弁を必要とするため、配管構造が複雑になるとともに
、バイパス弁の制御も複雑になるという欠点を有してい
た。
また、一般的に水素吸蔵合金を用いたヒートポンプや熱
輸送システムを構成する際、重要なことは、水素吸蔵合
金槽における熱交換能力を向上させるとともに、系外へ
の熱の流出を極力抑えることである。そのために、熱媒
配管系の断熱はもちろん、構成要素の簡素化が要求され
る。さらに、熱負荷に安定した熱の供給が要求されるた
め、運転切替え時に低温熱媒が熱負荷に供給されるのは
好ましくなく、それを避けた新たな運転制御方法が望ま
れている。
輸送システムを構成する際、重要なことは、水素吸蔵合
金槽における熱交換能力を向上させるとともに、系外へ
の熱の流出を極力抑えることである。そのために、熱媒
配管系の断熱はもちろん、構成要素の簡素化が要求され
る。さらに、熱負荷に安定した熱の供給が要求されるた
め、運転切替え時に低温熱媒が熱負荷に供給されるのは
好ましくなく、それを避けた新たな運転制御方法が望ま
れている。
本発明は上記問題点に鑑み成されたもので、運転切替え
による出熱温度の変動がなく、安定した温度レベルの熱
媒を熱負荷へ供給可能とした水素吸蔵合金を用いた熱利
用システムを提供することを目的とする。
による出熱温度の変動がなく、安定した温度レベルの熱
媒を熱負荷へ供給可能とした水素吸蔵合金を用いた熱利
用システムを提供することを目的とする。
（ニ）課題を解決するための手段
本発明に係る熱利用システムは、運転切替えの直後、熱
回収を行う水素吸蔵合金槽より、その中の熱交換器を介
して導出する熱回収熱媒を熱負荷との間で循環させる熱
媒循環ポンプを一旦停止し、熱回収を一時的に休止し、
発熱反応を起こしている水素吸蔵合金槽内が十分昇温し
たら、上記循環ポンプを再動作させて通常の熱回収運転
に移行するようにしたものである。
回収を行う水素吸蔵合金槽より、その中の熱交換器を介
して導出する熱回収熱媒を熱負荷との間で循環させる熱
媒循環ポンプを一旦停止し、熱回収を一時的に休止し、
発熱反応を起こしている水素吸蔵合金槽内が十分昇温し
たら、上記循環ポンプを再動作させて通常の熱回収運転
に移行するようにしたものである。
また、運転切替え時、熱回収を終えた水素吸蔵合金槽内
の熱媒を、次に熱回収を行おうとする水素吸蔵合金槽内
の熱交換器に流して、この低温槽の予備的昇温に役立た
せる前記合金槽の顕熱回収用の熱媒経路を最初形成し、
顕熱回収を終えたら。
の熱媒を、次に熱回収を行おうとする水素吸蔵合金槽内
の熱交換器に流して、この低温槽の予備的昇温に役立た
せる前記合金槽の顕熱回収用の熱媒経路を最初形成し、
顕熱回収を終えたら。
完全に熱媒経路を交換成立させ、且つ上記同様、熱媒循
環ポンプの一旦停止後、熱回収用水素吸蔵合金槽内の温
度が十分昇温したら、循環ポンプを再作動して継続的な
熱回収を行うようにしたものである。
環ポンプの一旦停止後、熱回収用水素吸蔵合金槽内の温
度が十分昇温したら、循環ポンプを再作動して継続的な
熱回収を行うようにしたものである。
（ホ）作用
熱媒循環ポンプの運転を停止させることにより、運転切
替えによる低温熱媒の熱負荷への供給が行われず、しか
も水素移動が開始されて、槽内温度も十分に昇温してか
ら、ポンプを再作動させて再び循環を開始するようにし
た為に、熱負荷に対して、利用温度レベル以上の熱が安
定して供給できる。
替えによる低温熱媒の熱負荷への供給が行われず、しか
も水素移動が開始されて、槽内温度も十分に昇温してか
ら、ポンプを再作動させて再び循環を開始するようにし
た為に、熱負荷に対して、利用温度レベル以上の熱が安
定して供給できる。
（へ）実施例
以下、本発明の実施例を図面とともに説明する。
第１図はヒートポンプ等に応用可能な本発明の一実施例
に係る熱利用システムの概念構成図を示したものである
。図において、ＬＡ、ＩＢは熱利用側に設置される水素
吸蔵合金槽で、内部に後述する平衡特性図に示す同一特
性の水素吸蔵合金ＭＨ（１）を収容し、その合金組成は
両者とも希土類のＡＢ。
に係る熱利用システムの概念構成図を示したものである
。図において、ＬＡ、ＩＢは熱利用側に設置される水素
吸蔵合金槽で、内部に後述する平衡特性図に示す同一特
性の水素吸蔵合金ＭＨ（１）を収容し、その合金組成は
両者とも希土類のＡＢ。
型金属である。
また、この各槽ＩＡ、ＩＢには熱交換器２ａ 、 ２ｂ
も収容され、この熱交換器２ａ 、 ２ｂには熱媒管３
，４を通して熱媒が供給されるようになっている。そし
て、各熱媒管３，４において、熱交換器２ａ 、 ２ｂ
に対する熱媒の入口側、及び出口側には、切替え弁５，
６゜７．８が設けられ、切替え弁５．６．７．８の切替
えにより、■−１′と■−■′間を循環している熱媒９
．１０が互いに交換して他の熱交換器２ａ 、 ２ｂに
流入するように熱媒経路が切替形成される構成となって
いる。、１１と１２は上記熱媒循環系１−Ｉ’ 、ｎ−
■′に設けた熱媒の循環ポンプである。循環ポンプ１１
は熱負荷１３に熱を供給する熱媒９を循環するためのも
ので、また循環ポンプ１２は、７０℃程度の低質の廃熱
源よりの熱媒１０を循環するためのもので、１４はその
熱交換器である。この様にして熱利用側に番号１５で示
すシステム系体が構成される。
も収容され、この熱交換器２ａ 、 ２ｂには熱媒管３
，４を通して熱媒が供給されるようになっている。そし
て、各熱媒管３，４において、熱交換器２ａ 、 ２ｂ
に対する熱媒の入口側、及び出口側には、切替え弁５，
６゜７．８が設けられ、切替え弁５．６．７．８の切替
えにより、■−１′と■−■′間を循環している熱媒９
．１０が互いに交換して他の熱交換器２ａ 、 ２ｂに
流入するように熱媒経路が切替形成される構成となって
いる。、１１と１２は上記熱媒循環系１−Ｉ’ 、ｎ−
■′に設けた熱媒の循環ポンプである。循環ポンプ１１
は熱負荷１３に熱を供給する熱媒９を循環するためのも
ので、また循環ポンプ１２は、７０℃程度の低質の廃熱
源よりの熱媒１０を循環するためのもので、１４はその
熱交換器である。この様にして熱利用側に番号１５で示
すシステム系体が構成される。
一方、熱発生側にも熱利用側と同等構成のシステム系体
１６が形成されている。即ち、上記水素吸蔵合金Ｍ Ｈ
（１）とは異なる特性の水素吸蔵合金ＭＨ（２）をそれ
ぞれ収容した２つの水素吸蔵合金槽１７Ａ。
１６が形成されている。即ち、上記水素吸蔵合金Ｍ Ｈ
（１）とは異なる特性の水素吸蔵合金ＭＨ（２）をそれ
ぞれ収容した２つの水素吸蔵合金槽１７Ａ。
１７Ｂと、各槽１７Ａ、１７Ｂ内に設けた熱交換器１８
ａ、 １８ｂと、それぞれの熱交換器１８ａ、１８ｂに
熱媒を供給する熱媒管１９．２０と、熱媒管１９，２０
の熱媒入口側と出口側にそれぞれ設けた切替弁２１，２
２，２３，２４と、並びに熱媒の循環系ｍ−ｍ’ 、
ｒｖ−ｒｖ’間に熱媒を循環させる循環ポンプ２５．２
６とを備える点で同一である。又、切替弁２１，２２，
２３．２４を切替え操作することによって、完全にｍ−
ｍ’系、 ＩＶ−ｒＶ’系を循環する熱媒が他の熱交換
器１８ａ、１８ｂに流れ、交換する点も同一である。
ａ、 １８ｂと、それぞれの熱交換器１８ａ、１８ｂに
熱媒を供給する熱媒管１９．２０と、熱媒管１９，２０
の熱媒入口側と出口側にそれぞれ設けた切替弁２１，２
２，２３，２４と、並びに熱媒の循環系ｍ−ｍ’ 、
ｒｖ−ｒｖ’間に熱媒を循環させる循環ポンプ２５．２
６とを備える点で同一である。又、切替弁２１，２２，
２３．２４を切替え操作することによって、完全にｍ−
ｍ’系、 ＩＶ−ｒＶ’系を循環する熱媒が他の熱交換
器１８ａ、１８ｂに流れ、交換する点も同一である。
ただ、循環ポンプ２５は、太陽熱あるいは地熱等高温熱
源よりの熱媒２７を循環送給するもので、高温熱源との
熱交換器２８を介挿させている。又、循環ポンプ２６は
熱交換器２９により２０℃程度に冷やされた冷却水３０
を循環送給する働きをする。そして、熱利用側の水素吸
蔵合金槽ＩＡ、１Ｂと熱発生側の水素吸蔵合金槽１７Ａ
、１７Ｂとは、水素配管３１．３２で接続され、その中
途に設けた開閉弁３３．３４により、水素の往来を可能
としている。
源よりの熱媒２７を循環送給するもので、高温熱源との
熱交換器２８を介挿させている。又、循環ポンプ２６は
熱交換器２９により２０℃程度に冷やされた冷却水３０
を循環送給する働きをする。そして、熱利用側の水素吸
蔵合金槽ＩＡ、１Ｂと熱発生側の水素吸蔵合金槽１７Ａ
、１７Ｂとは、水素配管３１．３２で接続され、その中
途に設けた開閉弁３３．３４により、水素の往来を可能
としている。
以上の構成で、高温熱媒２７を熱交換器１８ａに供給す
るよう切替え弁２１．２３を操作し、水素吸蔵合金槽１
７Ａ内に水素を発生させ、一方低温熱媒１０を熱交換器
２６に供給するよう切替弁６，８を操作して、水素吸蔵
合金槽ＩＢ内に水素を発生させる。又、熱交換器２ａを
通して熱負荷１３へ熱媒９が流れるように切替弁５，７
を操作し、そして、切替弁２２．２４を操作して冷却水
３０が熱交換器１８ｂを通って流れるようにする。更に
、水素配管３１．３２の開閉弁３３．３４を開放させる
。
るよう切替え弁２１．２３を操作し、水素吸蔵合金槽１
７Ａ内に水素を発生させ、一方低温熱媒１０を熱交換器
２６に供給するよう切替弁６，８を操作して、水素吸蔵
合金槽ＩＢ内に水素を発生させる。又、熱交換器２ａを
通して熱負荷１３へ熱媒９が流れるように切替弁５，７
を操作し、そして、切替弁２２．２４を操作して冷却水
３０が熱交換器１８ｂを通って流れるようにする。更に
、水素配管３１．３２の開閉弁３３．３４を開放させる
。
ところで、各水素吸蔵合金槽ＩＡ、ＩＢ、１７Ａ、１７
Ｂに収容されている水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（１）、 Ｍ
Ｈ（２）は第２図のＶａｎ’ｔ Ｈｏｆｆプロットで示
す平衡特性を有している。即ち、水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（
１）は与えられた温度条件の元で、実線イで示す水素解
離特性と点線イ′で示す水素吸収特性を持つ、又水素吸
蔵合金Ｍ Ｈ（２）も同様に実線口で示す水素解離特性
と口′で示す水素吸収特性を持つ。従って、全上記の如
き熱媒経路であると、ｍ−ｍ’系の高温熱媒２７の循環
する水素吸蔵合金槽１７Ａ内の水素吸蔵合金Ｍ）！ （
２）は平衡特性口で水素Ｈ２を発生している。そして、
この水素Ｈ２はＩ−１’系の熱媒９の循環する水素吸蔵
合金槽ＩＡ内の水素吸蔵合金ＭＨ（１）が平衡特性イ′
を示す関係から、同図中のＡ点よりＢ点に示す如く水素
配管３２を介して移動し、この水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（１
）に水素が吸収されて熱が発生し、その熱を熱交換器２
ａを介して熱媒９に与えられ、熱負荷１３に利用される
。即ち、水素吸蔵合金槽１＾、１７Ａは熱負荷に熱を供
給する熱利用過程にある。一方、ｎ−ｎ’系の低質熱媒
１０の循環する水素吸蔵合金槽ＩＢ内の水素吸蔵合金Ｍ
Ｈ（１）は平衡特性イにあって、水素Ｈ２を発生して
いる。この水素Ｈ２はＩＶ−ＩＶ’系の冷却水３０の循
環する水素吸蔵合金槽１７Ｂ内の水素吸蔵合金ＭＨ（２
）が平衡特性口′を示す関係から、同図中の６点よりＤ
点に示す如く水素配管３２を介して熱発生側に戻り、こ
の水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（２）に吸蔵される。即ち、水素
吸蔵合金槽ＩＢ、１７Ｂは水素を戻す再生過程にある。
Ｂに収容されている水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（１）、 Ｍ
Ｈ（２）は第２図のＶａｎ’ｔ Ｈｏｆｆプロットで示
す平衡特性を有している。即ち、水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（
１）は与えられた温度条件の元で、実線イで示す水素解
離特性と点線イ′で示す水素吸収特性を持つ、又水素吸
蔵合金Ｍ Ｈ（２）も同様に実線口で示す水素解離特性
と口′で示す水素吸収特性を持つ。従って、全上記の如
き熱媒経路であると、ｍ−ｍ’系の高温熱媒２７の循環
する水素吸蔵合金槽１７Ａ内の水素吸蔵合金Ｍ）！ （
２）は平衡特性口で水素Ｈ２を発生している。そして、
この水素Ｈ２はＩ−１’系の熱媒９の循環する水素吸蔵
合金槽ＩＡ内の水素吸蔵合金ＭＨ（１）が平衡特性イ′
を示す関係から、同図中のＡ点よりＢ点に示す如く水素
配管３２を介して移動し、この水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（１
）に水素が吸収されて熱が発生し、その熱を熱交換器２
ａを介して熱媒９に与えられ、熱負荷１３に利用される
。即ち、水素吸蔵合金槽１＾、１７Ａは熱負荷に熱を供
給する熱利用過程にある。一方、ｎ−ｎ’系の低質熱媒
１０の循環する水素吸蔵合金槽ＩＢ内の水素吸蔵合金Ｍ
Ｈ（１）は平衡特性イにあって、水素Ｈ２を発生して
いる。この水素Ｈ２はＩＶ−ＩＶ’系の冷却水３０の循
環する水素吸蔵合金槽１７Ｂ内の水素吸蔵合金ＭＨ（２
）が平衡特性口′を示す関係から、同図中の６点よりＤ
点に示す如く水素配管３２を介して熱発生側に戻り、こ
の水素吸蔵合金Ｍ Ｈ（２）に吸蔵される。即ち、水素
吸蔵合金槽ＩＢ、１７Ｂは水素を戻す再生過程にある。
ここで、両過程がほぼ終了した時点で開閉弁３３゜３４
を閉めて水素移動を止める。その後連続運転を行うべく
、熱利用側の切替弁５．６．７．８及び熱再生側の切替
弁２１，２２，２３，２４を切替えると、各水素吸蔵合
金槽ＩＡ、１７Ａと、ＩＢ、１７Ｂとの間で逆の熱利用
過程、再生過程が行なわれて、熱利用側の水素吸蔵合金
槽ＩＢの方より熱回収が行われる。即ち、今度は、熱媒
９がＩ→循環ポンプ１１→切替え弁５→熱交換器２ｂ→
切替え弁８→熱負荷１３→ビー＋ｌと流れて水素吸蔵合
金槽ＩＢの方から熱回収が行なわれる。
を閉めて水素移動を止める。その後連続運転を行うべく
、熱利用側の切替弁５．６．７．８及び熱再生側の切替
弁２１，２２，２３，２４を切替えると、各水素吸蔵合
金槽ＩＡ、１７Ａと、ＩＢ、１７Ｂとの間で逆の熱利用
過程、再生過程が行なわれて、熱利用側の水素吸蔵合金
槽ＩＢの方より熱回収が行われる。即ち、今度は、熱媒
９がＩ→循環ポンプ１１→切替え弁５→熱交換器２ｂ→
切替え弁８→熱負荷１３→ビー＋ｌと流れて水素吸蔵合
金槽ＩＢの方から熱回収が行なわれる。
ところで、本発明では、この運転の切替え時に、熱負荷
１３に供給する熱媒９の循環ポンプ１１を一旦停止する
ようになっている。これは、切替え直後には、未だ、熱
回収用の水素吸蔵合金槽ＩＢに十分水素が送り込まれて
おらず、熱発生反応が不十分で合金ＭＨ（］）は温度が
高まっておらず、それ故、熱交換器２ｂを介して熱媒管
４内の熱媒９も昇温されておらず、低温となっている。
１３に供給する熱媒９の循環ポンプ１１を一旦停止する
ようになっている。これは、切替え直後には、未だ、熱
回収用の水素吸蔵合金槽ＩＢに十分水素が送り込まれて
おらず、熱発生反応が不十分で合金ＭＨ（］）は温度が
高まっておらず、それ故、熱交換器２ｂを介して熱媒管
４内の熱媒９も昇温されておらず、低温となっている。
よって、このような低温熱媒の熱負荷１３への供給を停
めることによって、無駄な熱利用を避けている。そして
、時間が経って、十分な反応が成されて、水素吸蔵合金
槽ＩＢ内が十分昇温したら、始めて、循環ポンプ１１を
作動させる。その為に、水素吸蔵合金槽ＩＢ内には、槽
内温度もしくは合金温度を計る温度計測手段３５を設け
ている。この温度計測手段３５が或る設定温度を検知し
た時、循環ポンプ１１を再動作するよう構成しである。
めることによって、無駄な熱利用を避けている。そして
、時間が経って、十分な反応が成されて、水素吸蔵合金
槽ＩＢ内が十分昇温したら、始めて、循環ポンプ１１を
作動させる。その為に、水素吸蔵合金槽ＩＢ内には、槽
内温度もしくは合金温度を計る温度計測手段３５を設け
ている。この温度計測手段３５が或る設定温度を検知し
た時、循環ポンプ１１を再動作するよう構成しである。
勿論、水素吸蔵合金槽ＩＡ内にも同様の温度計測手段３
６が設けられている。こうすることによって、十分昇温
した熱媒９が熱負荷１３に安定供給できる。更に１本発
明においては、切替え直後に、熱回収を終えた水素吸蔵
合金槽ＩＡ内の顕熱を、次に熱回収を行おうとする水素
吸蔵合金槽ＩＢ内の水素吸蔵合金ＭＨ（１）に熱供給を
与える方法により有効に回収できるようにしである。
６が設けられている。こうすることによって、十分昇温
した熱媒９が熱負荷１３に安定供給できる。更に１本発
明においては、切替え直後に、熱回収を終えた水素吸蔵
合金槽ＩＡ内の顕熱を、次に熱回収を行おうとする水素
吸蔵合金槽ＩＢ内の水素吸蔵合金ＭＨ（１）に熱供給を
与える方法により有効に回収できるようにしである。
その為に、切替え直後、熱媒入口側にある切替え弁５，
６および２１ 、２２のみを先に切替える。こうすると
、水素吸蔵合金槽ＩＡ内の顕熱を含んだ熱媒は１−＋１
１−＄５−＋２ｂ−＋ｇ−＋■′→■→１４→６→２ａ
→７−＋１３→Ｉ′→■となる熱媒経路を流れ、水素吸
蔵合金槽ＩＢで合金槽ＩＡの顕熱が回収される。従って
、低温槽ＩＢに予備的な加温作用が成されて、その水素
吸蔵合金Ｍ Ｈ（１）の温度を上げさせて次に行われる
水素吸蔵反応の立ち上りを良くする効果が期待できる。
６および２１ 、２２のみを先に切替える。こうすると
、水素吸蔵合金槽ＩＡ内の顕熱を含んだ熱媒は１−＋１
１−＄５−＋２ｂ−＋ｇ−＋■′→■→１４→６→２ａ
→７−＋１３→Ｉ′→■となる熱媒経路を流れ、水素吸
蔵合金槽ＩＢで合金槽ＩＡの顕熱が回収される。従って
、低温槽ＩＢに予備的な加温作用が成されて、その水素
吸蔵合金Ｍ Ｈ（１）の温度を上げさせて次に行われる
水素吸蔵反応の立ち上りを良くする効果が期待できる。
また、水素吸蔵合金槽１７Ｂの顕熱も同様の過程で、水
素吸蔵合金槽１７Ａにて回収される。
素吸蔵合金槽１７Ａにて回収される。
こうして、顕熱が回収された後、切替え弁７，８および
２３ 、２４を切替え、水素の開閉弁３３．３４を開放
し。
２３ 、２４を切替え、水素の開閉弁３３．３４を開放
し。
水素移動を開始させる。この時、熱利用側における熱媒
経路は、Ｉ→５→２ｂ→８→１３→ビ→！と熱媒９は流
れ、又、■→６→２ａ→７→■′→■と低質熱媒１０は
流れる。そして、水素Ｈ２は水素吸蔵合金槽１７Ｂから
水素吸蔵合金槽ＩＢに、また水素吸蔵合金槽ＩＡから水
素吸蔵合金槽１７Ａに流れ、水素吸蔵合金槽ＩＢで水素
吸蔵反応が起こって熱が発生する。ここで、前述の場合
と同様に、水素化反応の初期状態は、水素吸蔵合金槽Ｉ
Ｂ内の温度は、熱負荷１３の利用温度に比べて低いため
、熱媒９の循環ポンプ１１は停止させておく。
経路は、Ｉ→５→２ｂ→８→１３→ビ→！と熱媒９は流
れ、又、■→６→２ａ→７→■′→■と低質熱媒１０は
流れる。そして、水素Ｈ２は水素吸蔵合金槽１７Ｂから
水素吸蔵合金槽ＩＢに、また水素吸蔵合金槽ＩＡから水
素吸蔵合金槽１７Ａに流れ、水素吸蔵合金槽ＩＢで水素
吸蔵反応が起こって熱が発生する。ここで、前述の場合
と同様に、水素化反応の初期状態は、水素吸蔵合金槽Ｉ
Ｂ内の温度は、熱負荷１３の利用温度に比べて低いため
、熱媒９の循環ポンプ１１は停止させておく。
その後（約３０秒）、水素化反応により水素吸蔵合金槽
ＩＢが熱負荷１３の利用温度より高くなれば、温度計測
手段３５が十分高い設定温度を計測し、その検知信号は
熱媒循環ポンプ１１を稼動するように作用する。よって
、水素吸蔵合金槽ＩＢの熱は熱交換器２ｂを介して熱媒
に与えられ、熱負荷１３に供給される。そして、運転の
切替え毎に上記操作を切替えて行うことにより、熱負荷
１３に安定した温度レベルの熱を供給できる熱利用シス
テムを構成できる。
ＩＢが熱負荷１３の利用温度より高くなれば、温度計測
手段３５が十分高い設定温度を計測し、その検知信号は
熱媒循環ポンプ１１を稼動するように作用する。よって
、水素吸蔵合金槽ＩＢの熱は熱交換器２ｂを介して熱媒
に与えられ、熱負荷１３に供給される。そして、運転の
切替え毎に上記操作を切替えて行うことにより、熱負荷
１３に安定した温度レベルの熱を供給できる熱利用シス
テムを構成できる。
（ト）発明の効果
以上、説明したように、本発明による水素吸蔵合金を用
いた熱利用システムにおいては、連続運転に必要となる
熱発生過程と再生過程の切替え時に、−旦熱媒循環ポン
プを停止させ、熱回収を行う水素吸蔵合金槽内が熱反応
が十分行なねれ、或る設定温度に達した後、再びポンプ
を作動させて熱媒循環を行うようにしたので、運転切替
時に熱負荷に低温熱媒の流入を抑制することができ、利
用温度レベル以上の良質な熱を安定して供給できる優れ
た効果を有する。又、熱回収を行う水素吸蔵合金槽内の
温度を測って、熱媒循環ポンプを運転制御すると言う簡
単な構成でもって成し得る。
いた熱利用システムにおいては、連続運転に必要となる
熱発生過程と再生過程の切替え時に、−旦熱媒循環ポン
プを停止させ、熱回収を行う水素吸蔵合金槽内が熱反応
が十分行なねれ、或る設定温度に達した後、再びポンプ
を作動させて熱媒循環を行うようにしたので、運転切替
時に熱負荷に低温熱媒の流入を抑制することができ、利
用温度レベル以上の良質な熱を安定して供給できる優れ
た効果を有する。又、熱回収を行う水素吸蔵合金槽内の
温度を測って、熱媒循環ポンプを運転制御すると言う簡
単な構成でもって成し得る。
更に、運転の切替時に、熱回収を終了した水素吸蔵合金
槽の顕熱を、次に熱回収を行う水素吸蔵合金槽内の水素
吸蔵合金への熱的供給による回収方法を取ることによっ
て、次回行う水素吸蔵合金の初期反応に活性化作用を与
える有効利用が可能となる等、その工業的価値は大なる
ものである。
槽の顕熱を、次に熱回収を行う水素吸蔵合金槽内の水素
吸蔵合金への熱的供給による回収方法を取ることによっ
て、次回行う水素吸蔵合金の初期反応に活性化作用を与
える有効利用が可能となる等、その工業的価値は大なる
ものである。
第１図は水素吸蔵合金を用いたヒートポンプ等の熱利用
システムの概念構成図、第２図は第１図の熱利用システ
ムに用いる水素吸蔵合金の平衡特性図である。 ＩＡ、ＩＢ、１７Ａ、１７Ｂ−・・水素吸蔵合金槽、２
ａ、２ｂ、１８ａ。 ＋８ｂ・・・熱交換器、５．６．７．’８・・・切替え
弁、９・・・熱負荷に流れる熱媒、１１・・・循環ポン
プ、１３・・・熱負荷。 ２１ 、２２．２３．２４・・・切替え弁、３５．３６
・・・温度計測手段。 Ｍ Ｈ（１）、 Ｍ Ｈ（２）・・・水素吸蔵合金。 第１図
システムの概念構成図、第２図は第１図の熱利用システ
ムに用いる水素吸蔵合金の平衡特性図である。 ＩＡ、ＩＢ、１７Ａ、１７Ｂ−・・水素吸蔵合金槽、２
ａ、２ｂ、１８ａ。 ＋８ｂ・・・熱交換器、５．６．７．’８・・・切替え
弁、９・・・熱負荷に流れる熱媒、１１・・・循環ポン
プ、１３・・・熱負荷。 ２１ 、２２．２３．２４・・・切替え弁、３５．３６
・・・温度計測手段。 Ｍ Ｈ（１）、 Ｍ Ｈ（２）・・・水素吸蔵合金。 第１図
Claims (3)
- （１）それぞれ熱媒管と継がった熱交換器と、水素吸蔵
合金とを収容した２つの水素吸蔵合金槽を水素配管で接
続し、一方の熱媒管を高温熱源に接続して一方の水素吸
蔵合金に熱を供給することにより水素ガスを発生させ、
この水素ガスを他方の水素吸蔵合金に吸収させることに
より熱を発生させ、この熱を他方の熱媒管により回収し
て熱負荷に供給する熱回収装置において、熱回収側の熱
媒管に熱媒循環ポンプを設け、この熱媒循環ポンプを、
発熱反応を起こしている水素吸蔵合金の温度が或る設定
温度に達した時作動するようにしたことを特徴とする水
素吸蔵合金を利用した熱利用システム。 - （２）高温熱源からの熱媒が供給される熱交換器と、第
１の水素吸蔵合金とを収容した熱発生側の水素吸蔵合金
槽と、熱負荷へ供給される熱回収熱媒が導出する熱交換
器と第２の水素吸蔵合金とを収容した熱利用側の水素吸
蔵合金槽とを水素配管で接続した熱回収装置を２組設け
、一方の組で水素を熱発生側より熱利用側へ輸送し、水
素吸蔵合金と反応させて熱を発生する熱発生過程を行い
、地方の組で水素を熱発生側に戻す再生過程を行い、こ
の両過程を交互に切替えて行うことにより連続出熱が可
能な熱利用システムにおいて、熱負荷へ供給する熱回収
熱媒を、上記両過程の切替え時に、熱利用側の各熱交換
器より交互に取り出す熱媒管路に熱媒循環ポンプを設け
、この熱媒循環ポンプを両過程の切替え時に一旦停止し
、熱回収用水素吸蔵合金の温度が或る設定温度に達した
後、再び作動させることを特徴とする請求項１記載の水
素吸蔵合金を利用した熱利用システムの運転方法。 - （３）高温熱源からの熱媒が供給される熱交換器と、第
１の水素吸蔵合金とを収容した熱発生側の水素吸蔵合金
槽と、熱負荷へ供給される熱回収熱媒が導出する熱交換
器と第２の水素吸蔵合金とを収容した熱利用側の水素吸
蔵合金槽とを水素配管で接続した熱回収装置を２組設け
、一方の組で水素を熱発生側より熱利用側へ輸送し、水
素吸蔵合金と反応させて熱を発生する熱発生過程を行い
、地方の組で水素を熱発生側に戻す再生過程を行い、こ
の両過程を交互に切替えて行うことにより連続出熱が可
能な熱利用システムにおいて、熱利用側の各熱交換器と
継がる熱媒管の熱媒入口側と熱媒出口側に、それぞれ切
替操作により熱回収熱媒と低質熱源からの熱媒とを他方
の熱交換器へ切替供給可能な切替弁を設けると共に、熱
回収熱媒の流れる熱媒管路に熱媒循環ポンプを設け、上
記両過程の切替え時に、熱媒入口側の各切替弁を先に切
替え、既に熱回収を終えた熱媒を次の過程で熱回収を行
う熱交換器に流す顕熱回収用熱媒経路を形成させ、その
後、熱媒出口側の各切替弁を切換えた後、上記熱媒循環
ポンプを一旦停止し、熱回収用水素吸蔵合金の温度が或
る設定温度に達した後再び作動させることを特徴とする
請求項２記載の水素吸蔵合金を利用した熱利用システム
の運転方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261358A JPH02110263A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 水素吸蔵合金を利用した熱利用システムとその運転方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63261358A JPH02110263A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 水素吸蔵合金を利用した熱利用システムとその運転方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02110263A true JPH02110263A (ja) | 1990-04-23 |
Family
ID=17360734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63261358A Pending JPH02110263A (ja) | 1988-10-19 | 1988-10-19 | 水素吸蔵合金を利用した熱利用システムとその運転方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02110263A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351493A (en) * | 1991-12-10 | 1994-10-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Thermally driven refrigeration system utilizing metal hydrides |
| WO2002068881A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Ip Trading Japan Co., Ltd. | Device for effecting thermoelectric conversion, heating, cooling and freezing, by using hydrogen occlusion alloy unit |
| WO2002068882A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Ip Trading Japan Co., Ltd. | Device for thermoelectric transduction, air condition and refrigeration, using hydrogen occluding alloy unit |
| JPWO2021095430A1 (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294868A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | 株式会社日本製鋼所 | 金属水素化物を利用した冷暖房装置の制御方法 |
| JPS6329184A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-06 | 石川島播磨重工業株式会社 | 硬化炉 |
-
1988
- 1988-10-19 JP JP63261358A patent/JPH02110263A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62294868A (ja) * | 1986-06-13 | 1987-12-22 | 株式会社日本製鋼所 | 金属水素化物を利用した冷暖房装置の制御方法 |
| JPS6329184A (ja) * | 1986-07-23 | 1988-02-06 | 石川島播磨重工業株式会社 | 硬化炉 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5351493A (en) * | 1991-12-10 | 1994-10-04 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Thermally driven refrigeration system utilizing metal hydrides |
| WO2002068881A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Ip Trading Japan Co., Ltd. | Device for effecting thermoelectric conversion, heating, cooling and freezing, by using hydrogen occlusion alloy unit |
| WO2002068882A1 (en) * | 2001-02-26 | 2002-09-06 | Ip Trading Japan Co., Ltd. | Device for thermoelectric transduction, air condition and refrigeration, using hydrogen occluding alloy unit |
| JPWO2021095430A1 (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | ||
| WO2021095430A1 (ja) * | 2019-11-15 | 2021-05-20 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
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