JPH0213237B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0213237B2 JPH0213237B2 JP56089225A JP8922581A JPH0213237B2 JP H0213237 B2 JPH0213237 B2 JP H0213237B2 JP 56089225 A JP56089225 A JP 56089225A JP 8922581 A JP8922581 A JP 8922581A JP H0213237 B2 JPH0213237 B2 JP H0213237B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat storage
- heat medium
- storage device
- medium
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
-
- 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
世界的なエネルギー資源の不足の情勢を反映し
て、今日では、エネルギー消費量の節約と同時
に、新しい代替エネルギー源の開発と積極的利用
の必要性が大いに高まりつつある。
て、今日では、エネルギー消費量の節約と同時
に、新しい代替エネルギー源の開発と積極的利用
の必要性が大いに高まりつつある。
本発明は、太陽エネルギーの熱的利用や、工業
廃熱の再利用技術に、不可欠の装置とされる蓄熱
装置に関するものである。
廃熱の再利用技術に、不可欠の装置とされる蓄熱
装置に関するものである。
現在までに、水や岩石の温度変化を利用する顕
熱型をはじめ、無機水和塩やパラフインの溶融・
凝固現象を利用する潜熱型、水酸化カルシウムの
熱分解・再結合を利用する化学反応型など、蓄熱
にはいくつかの方法がすでに提案されており、一
部は実用化されている。
熱型をはじめ、無機水和塩やパラフインの溶融・
凝固現象を利用する潜熱型、水酸化カルシウムの
熱分解・再結合を利用する化学反応型など、蓄熱
にはいくつかの方法がすでに提案されており、一
部は実用化されている。
本発明者らの一部は、さきにポリエチレンを主
材とする潜熱型の蓄熱体（特願昭54−142436）を
提案した。ポリエチレンを蓄熱体として利用する
蓄熱器では、たとえばエチレングリコール、プロ
ピレングリコールなど、ポリエチレンの融点以上
の温度においても、ポリエチレンを溶解または膨
潤させないような液体が熱媒体として使用され
る。これは、ポリエチレンの融点が120〜140℃に
あり、水を熱媒体に用いるのが、その蒸気圧のた
めに不利であることによる。
材とする潜熱型の蓄熱体（特願昭54−142436）を
提案した。ポリエチレンを蓄熱体として利用する
蓄熱器では、たとえばエチレングリコール、プロ
ピレングリコールなど、ポリエチレンの融点以上
の温度においても、ポリエチレンを溶解または膨
潤させないような液体が熱媒体として使用され
る。これは、ポリエチレンの融点が120〜140℃に
あり、水を熱媒体に用いるのが、その蒸気圧のた
めに不利であることによる。
ところが、上記のように、蓄熱体と熱媒体の両
方に有機物質を使用した場合、その熱膨張率（ポ
リエチレンの溶融時の膨脹を含めて）が大である
ため、これらに無機物質を使用した場合の装置設
計をそのまま適用できないことが検討の結果判明
した。この点について、第１図に示した従来の蓄
熱装置を基にさらに詳細に述べる。
方に有機物質を使用した場合、その熱膨張率（ポ
リエチレンの溶融時の膨脹を含めて）が大である
ため、これらに無機物質を使用した場合の装置設
計をそのまま適用できないことが検討の結果判明
した。この点について、第１図に示した従来の蓄
熱装置を基にさらに詳細に述べる。
第１図において、１は断熱層を有する蓄熱器、
２は潜熱型蓄熱体の充填層、３は熱媒体、４は熱
媒体用ポンプ、５は太陽集熱器（廃熱利用の場合
は熱交換器）、６は膨脹タンクである。また７は
多孔板、８は熱負荷部への連結管である。
２は潜熱型蓄熱体の充填層、３は熱媒体、４は熱
媒体用ポンプ、５は太陽集熱器（廃熱利用の場合
は熱交換器）、６は膨脹タンクである。また７は
多孔板、８は熱負荷部への連結管である。
従来の装置では、蓄熱器および配管系に空隙を
残さないように熱媒体（たとえば水、ブラインな
ど）を充満しており、その熱膨脹を吸収するため
に、膨脹タンク６が設けられていた。蓄熱体と熱
媒体の両方が無機物質よりなる場合は、その熱膨
脹率が比較的小であるため、膨脹タンク６の容積
は蓄熱器１の容積に対して25分１程度にとれば十
分であつた。
残さないように熱媒体（たとえば水、ブラインな
ど）を充満しており、その熱膨脹を吸収するため
に、膨脹タンク６が設けられていた。蓄熱体と熱
媒体の両方が無機物質よりなる場合は、その熱膨
脹率が比較的小であるため、膨脹タンク６の容積
は蓄熱器１の容積に対して25分１程度にとれば十
分であつた。
ところが、上記のように蓄熱体と熱媒体の両方
に有機物質を使用した場合は、その熱膨脹率が大
であるため、従来の装置では膨脹タンク６の容積
が不足となり、蓄熱時には熱媒体がタンク６から
あふれ出たり、逆に放熱時には収縮により、空気
をポンプに吸引して運転ができなくなるなどの不
都合を生じた。そこで種々の検討を行なつた結
果、このような場合はタンク６の容積を蓄熱器１
の容積の６分１以上にとることが必要であること
が判明した。
に有機物質を使用した場合は、その熱膨脹率が大
であるため、従来の装置では膨脹タンク６の容積
が不足となり、蓄熱時には熱媒体がタンク６から
あふれ出たり、逆に放熱時には収縮により、空気
をポンプに吸引して運転ができなくなるなどの不
都合を生じた。そこで種々の検討を行なつた結
果、このような場合はタンク６の容積を蓄熱器１
の容積の６分１以上にとることが必要であること
が判明した。
しかし、このように容積の大なる膨脹タンクを
設置することは、高価な熱媒体を多量に必要とす
る上に、必然的に膨脹タンクからの熱損失が大と
なつて、かならずしも得策とならない。
設置することは、高価な熱媒体を多量に必要とす
る上に、必然的に膨脹タンクからの熱損失が大と
なつて、かならずしも得策とならない。
本発明は、上記した問題点を克服した経済的な
蓄熱装置を提案するものである。本発明をさらに
詳細に説明するため、第２図に本発明の一実施態
様である蓄熱装置を示す。
蓄熱装置を提案するものである。本発明をさらに
詳細に説明するため、第２図に本発明の一実施態
様である蓄熱装置を示す。
この図において９は熱媒体の散布器、１０は熱
媒だめ、１１は気体抜き管、１２はバルブを表わ
す。その他の数字１，２，３，４，５，７，８は
第１図と同一である。
媒だめ、１１は気体抜き管、１２はバルブを表わ
す。その他の数字１，２，３，４，５，７，８は
第１図と同一である。
本発明が第１図に示した蓄熱装置の従来法と比
較して異なる点は、膨脹タンクを省略して、比較
的小容量の熱媒だめ１０を蓄熱器下部に設置した
ことで、こうすることにより熱媒体の使用量を大
幅に減少せしめたことである。熱媒体は散布器９
から蓄熱体を充填した空間の上部に散布され、充
填層中を滴状に自然流下して、熱媒だめ１０に貯
まるようになつている。熱媒体の熱膨脹は熱媒だ
め中の液面の昇降によつて吸収されるため、とく
に膨脹タンクを設置する必要がないことになる。
また、本発明は蓄熱器の保温性能の向上目的にも
効果を有する。
較して異なる点は、膨脹タンクを省略して、比較
的小容量の熱媒だめ１０を蓄熱器下部に設置した
ことで、こうすることにより熱媒体の使用量を大
幅に減少せしめたことである。熱媒体は散布器９
から蓄熱体を充填した空間の上部に散布され、充
填層中を滴状に自然流下して、熱媒だめ１０に貯
まるようになつている。熱媒体の熱膨脹は熱媒だ
め中の液面の昇降によつて吸収されるため、とく
に膨脹タンクを設置する必要がないことになる。
また、本発明は蓄熱器の保温性能の向上目的にも
効果を有する。
すなわち、従来法では蓄熱器内部を熱媒体で充
満させていたために内部の熱伝導が容易となり、
蓄積した熱エネルギーが外部へ漏出することを防
ぎ得なかつたのであるが、本発明では蓄熱体充填
層の空隙を含む蓄熱器内部を気体（大部分は蓄媒
体の蒸気）が占めることになる。気体の熱伝導度
は、液体に比し、大幅に低いため、蓄熱器内部の
熱伝導が困難となる。いま、第２図において、バ
ルブ１２を開いて熱媒体用ポンプ４を運転し、集
熱器（または熱交換器）５を加熱しつつ蓄熱を行
なつた後、その利用に先立ち所定時間熱エネルギ
ーを保持するにあたつて、バルブ１２を閉じてお
くと、蓄熱器の温度低下にともなつて、内部の気
体の収縮および熱媒体蒸気の凝縮が起こるため、
蓄熱器内部が減圧状態となる。気体は減圧される
とさらにその熱伝導度が低下するため、従来法に
比較すると、非常に効率の高い熱エネルギーの保
持が可能となる。
満させていたために内部の熱伝導が容易となり、
蓄積した熱エネルギーが外部へ漏出することを防
ぎ得なかつたのであるが、本発明では蓄熱体充填
層の空隙を含む蓄熱器内部を気体（大部分は蓄媒
体の蒸気）が占めることになる。気体の熱伝導度
は、液体に比し、大幅に低いため、蓄熱器内部の
熱伝導が困難となる。いま、第２図において、バ
ルブ１２を開いて熱媒体用ポンプ４を運転し、集
熱器（または熱交換器）５を加熱しつつ蓄熱を行
なつた後、その利用に先立ち所定時間熱エネルギ
ーを保持するにあたつて、バルブ１２を閉じてお
くと、蓄熱器の温度低下にともなつて、内部の気
体の収縮および熱媒体蒸気の凝縮が起こるため、
蓄熱器内部が減圧状態となる。気体は減圧される
とさらにその熱伝導度が低下するため、従来法に
比較すると、非常に効率の高い熱エネルギーの保
持が可能となる。
熱媒だめは蓄熱器１と一体に施工できるため、
別個に膨脹タンクを設ける従来法よりは当然低価
格となり、熱損失も防止できる。また、熱媒体が
蓄熱体充填層を滴状に流下しているため、熱媒ポ
ンプから供給できる流速にある程度の制限を生ず
るが、蓄熱体充填層の横断面積を従来法より比較
的大きく設定することで十分これに対処しうる。
蓄熱体と熱媒体の間の熱交換速度は、蓄熱体が有
機物質であるときは、その熱伝導度が小さいた
め、液側よりはむしろ固体（蓄熱体）側の伝導に
支配される場合が多く、熱媒体の流速は総括的熱
交換速度に大きく影響しない。
別個に膨脹タンクを設ける従来法よりは当然低価
格となり、熱損失も防止できる。また、熱媒体が
蓄熱体充填層を滴状に流下しているため、熱媒ポ
ンプから供給できる流速にある程度の制限を生ず
るが、蓄熱体充填層の横断面積を従来法より比較
的大きく設定することで十分これに対処しうる。
蓄熱体と熱媒体の間の熱交換速度は、蓄熱体が有
機物質であるときは、その熱伝導度が小さいた
め、液側よりはむしろ固体（蓄熱体）側の伝導に
支配される場合が多く、熱媒体の流速は総括的熱
交換速度に大きく影響しない。
以上述べてきた実験と考察の結果を基礎とし
て、第２図に示した構造を有する潜熱型蓄熱装置
を試作し、運転を行なつた。試作した蓄熱装置の
蓄熱器は内径0.8m、高さ1.0mの円筒形蓄熱体充
填層を持つ鋼板製の充填槽であり、外部にガラス
ウール（10mm厚）の断熱層を有する。蓄熱体は放
射線架橋した直径２cm、高さ３cmの円柱形ポリエ
チレンである。このポリエチレンの融点は約130
℃、溶融潜熱は約39Kal／Kgであつた。本発明で
用いる熱媒体は液状有機熱媒体で、ここではエチ
レングリコール50を使用した。熱媒だめの容積
は約70である。ちなみに、従来法のように、蓄
熱器内部を熱媒体で充満させると、少なくとも
160の熱媒体量が必要であるが、本発明では上
述のように少量の熱媒体を用意すれば足りる。こ
のため、熱媒体の顕熱容量が小さくなり、蓄熱操
作が容易である。熱媒体の流量を10／分とし
て、蓄熱および放熱運転を試みた結果、熱膨脹に
よる支障は皆無となり円滑に操作することが可能
となつた。また、蓄熱後の保持期間（内部の温度
は130℃以上）中での熱損失速度は、従来法の場
合の55％に低下して、保温性能が良好であること
が示された。
て、第２図に示した構造を有する潜熱型蓄熱装置
を試作し、運転を行なつた。試作した蓄熱装置の
蓄熱器は内径0.8m、高さ1.0mの円筒形蓄熱体充
填層を持つ鋼板製の充填槽であり、外部にガラス
ウール（10mm厚）の断熱層を有する。蓄熱体は放
射線架橋した直径２cm、高さ３cmの円柱形ポリエ
チレンである。このポリエチレンの融点は約130
℃、溶融潜熱は約39Kal／Kgであつた。本発明で
用いる熱媒体は液状有機熱媒体で、ここではエチ
レングリコール50を使用した。熱媒だめの容積
は約70である。ちなみに、従来法のように、蓄
熱器内部を熱媒体で充満させると、少なくとも
160の熱媒体量が必要であるが、本発明では上
述のように少量の熱媒体を用意すれば足りる。こ
のため、熱媒体の顕熱容量が小さくなり、蓄熱操
作が容易である。熱媒体の流量を10／分とし
て、蓄熱および放熱運転を試みた結果、熱膨脹に
よる支障は皆無となり円滑に操作することが可能
となつた。また、蓄熱後の保持期間（内部の温度
は130℃以上）中での熱損失速度は、従来法の場
合の55％に低下して、保温性能が良好であること
が示された。
第１図は従来の蓄熱装置を示す図、第２図は本
発明の一実施態様を示す蓄熱装置を示す図であ
る。図中の数字は次のとおりである。 １：蓄熱器、２：蓄熱体充填層、３：熱媒体、
４：ポンプ、５：集熱器（または熱交換器）、
６：膨脹タンク、７：多孔板、８：熱負荷部への
配管、９：散布器、１０：熱媒だめ、１１：気体
抜き管、１２：バルブ。
発明の一実施態様を示す蓄熱装置を示す図であ
る。図中の数字は次のとおりである。 １：蓄熱器、２：蓄熱体充填層、３：熱媒体、
４：ポンプ、５：集熱器（または熱交換器）、
６：膨脹タンク、７：多孔板、８：熱負荷部への
配管、９：散布器、１０：熱媒だめ、１１：気体
抜き管、１２：バルブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 有機物からなる蓄熱体を充填した充填槽の上
部に、液状有機熱媒体の導入管を設け、前記充填
槽内上部に前記導入管に接続された熱媒体散布器
を設け、前記導入管はバルブを介して集熱器又は
熱交換器に、次いで循環ポンプに接続され、又同
充填槽の底部には、熱媒だめを設け、この熱媒だ
めからバルブを介して前記循環ポンプに接続した
熱媒体の移送管を設けた蓄熱装置。 ２ 前記充填槽がバルブを持つ気体抜き管を設け
た充填槽である特許請求の範囲１項記載の蓄熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56089225A JPS57204796A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Heat accumulating device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56089225A JPS57204796A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Heat accumulating device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57204796A JPS57204796A (en) | 1982-12-15 |
| JPH0213237B2 true JPH0213237B2 (ja) | 1990-04-03 |
Family
ID=13964787
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56089225A Granted JPS57204796A (en) | 1981-06-10 | 1981-06-10 | Heat accumulating device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57204796A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63273788A (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | Shimizu Constr Co Ltd | 蓄熱槽 |
| US7222659B2 (en) * | 2005-04-12 | 2007-05-29 | Alexander Levin | Heat and cold storage multistage tower with application of PCM |
-
1981
- 1981-06-10 JP JP56089225A patent/JPS57204796A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57204796A (en) | 1982-12-15 |
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