JPH02219987A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
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- JPH02219987A JPH02219987A JP1041400A JP4140089A JPH02219987A JP H02219987 A JPH02219987 A JP H02219987A JP 1041400 A JP1041400 A JP 1041400A JP 4140089 A JP4140089 A JP 4140089A JP H02219987 A JPH02219987 A JP H02219987A
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- 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
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は、蓄熱装置に関する。
（従来の技術）
チューブ外周面に板状フィンを形成してなるフィンアン
ドチューブ形熱交換器を潜熱蓄熱剤中に配して蓄熱装置
を構成する場合には、蓄熱剤の相転移に伴う体積変化に
よる力で熱交換器がバラバラになる可能性がある。
ドチューブ形熱交換器を潜熱蓄熱剤中に配して蓄熱装置
を構成する場合には、蓄熱剤の相転移に伴う体積変化に
よる力で熱交換器がバラバラになる可能性がある。
そこで、例えば特公昭６１−４５１５９号公報に示され
る蓄熱装置では、蓄熱容器内においてフィンアンドチュ
ーブ形熱交換器を低温蓄熱のための潜熱蓄熱剤向上部に
配し、下部にヒータを配している。
る蓄熱装置では、蓄熱容器内においてフィンアンドチュ
ーブ形熱交換器を低温蓄熱のための潜熱蓄熱剤向上部に
配し、下部にヒータを配している。
この蓄熱装置では、蓄熱剤結晶が熱交換器に付着するつ
どヒータ通電を行って結晶を熱交換器から離脱させ、こ
の結晶を蓄熱容器下部に順次受溜めていく。
どヒータ通電を行って結晶を熱交換器から離脱させ、こ
の結晶を蓄熱容器下部に順次受溜めていく。
（発明が解決しようとする課題）
特公昭６１−４５１５９号公報に示された前記従来の蓄
熱装置は、蓄熱剤結晶離脱用ヒータが必要であり、この
ヒータの制御が面倒であった。
熱装置は、蓄熱剤結晶離脱用ヒータが必要であり、この
ヒータの制御が面倒であった。
また、蓄熱容器内に蓄熱剤結晶を受溜めるスペースが必
要であり、装置が大型化する問題があった。
要であり、装置が大型化する問題があった。
また、板状フィンでは熱交換器表面積をあまり大きくす
ることができないから蓄熱に長時間を要するばかりでな
く、更に加熱エネルギが必要であることから、蓄熱に必
要なエネルギに対する回収工ネルギの比率すなわち蓄熱
効率があまり良くなかった。
ることができないから蓄熱に長時間を要するばかりでな
く、更に加熱エネルギが必要であることから、蓄熱に必
要なエネルギに対する回収工ネルギの比率すなわち蓄熱
効率があまり良くなかった。
本発明は、以上の事情を考慮してなされたものであって
、蓄熱剤結晶離脱用ヒータを必要とせず、コンパクトで
あって、しかも蓄熱速度及び蓄熱効率を改良した蓄熱装
置を提供することを目的とする。
、蓄熱剤結晶離脱用ヒータを必要とせず、コンパクトで
あって、しかも蓄熱速度及び蓄熱効率を改良した蓄熱装
置を提供することを目的とする。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
本発明に係る蓄熱装置は、前記の目的を達成するために
、チューブ外周面に多数の針状フィンを形成してなる２
つの熱交換器を蓄熱剤中に平行に配したものであって、
一方の熱交換器のフィンが他方の熱交換器のフィン間に
入込む位置に側熱交換器を配設している。
、チューブ外周面に多数の針状フィンを形成してなる２
つの熱交換器を蓄熱剤中に平行に配したものであって、
一方の熱交換器のフィンが他方の熱交換器のフィン間に
入込む位置に側熱交換器を配設している。
（作 用）
一方の熱交換器は蓄熱用であり、他方の熱交換器は蓄熱
回収用である。
回収用である。
水等の低温蓄熱剤を使用する場合には、蓄熱用熱交換器
のチューブ内に低温流体を供給する。
のチューブ内に低温流体を供給する。
この際、蓄熱剤が冷却されて低温蓄熱がなされる。
蓄熱用熱交換器はチューブ外周面に多数の針状フィンを
形成してなり蓄熱剤との接触面積が非常に大きいから、
蓄熱が急速に高効率で進行する。潜熱蓄熱剤への蓄熱の
進行につれて蓄熱剤結晶が蓄熱用熱交換器のチューブ及
び針状フィン上に成長する場合であっても、この結晶を
離脱させなくとも熱交換器が破壊されることはない。こ
の際、蓄熱回収用熱交換器の針状フィンが蓄熱用熱交換
器の針状フィンの間に入込んでいるから、成長した蓄熱
剤結晶は蓄熱回収用熱交換器の針状フィンに接触する。
形成してなり蓄熱剤との接触面積が非常に大きいから、
蓄熱が急速に高効率で進行する。潜熱蓄熱剤への蓄熱の
進行につれて蓄熱剤結晶が蓄熱用熱交換器のチューブ及
び針状フィン上に成長する場合であっても、この結晶を
離脱させなくとも熱交換器が破壊されることはない。こ
の際、蓄熱回収用熱交換器の針状フィンが蓄熱用熱交換
器の針状フィンの間に入込んでいるから、成長した蓄熱
剤結晶は蓄熱回収用熱交換器の針状フィンに接触する。
したがって、蓄熱エネルギの回収も高効率で行われる。
パラフィン等の高温蓄熱剤を使用する場合には、蓄熱用
熱交換器のチューブ内に高温流体を供給する。この際、
蓄熱剤が加熱されて高温蓄熱がなされる。この場合にも
蓄熱が急速に高効率で進行するばかりでなく、蓄熱エネ
ルギの回収も高効率で行われる。
熱交換器のチューブ内に高温流体を供給する。この際、
蓄熱剤が加熱されて高温蓄熱がなされる。この場合にも
蓄熱が急速に高効率で進行するばかりでなく、蓄熱エネ
ルギの回収も高効率で行われる。
側熱交換器のチューブを平行に引揃え、これらチューブ
を蓄熱剤全体中に屈曲するようにくまなく配することが
でき、低温蓄熱剤と高温蓄熱剤とを問わず蓄熱剤のすみ
ずみまで側熱交換器を蓄熱剤に接触させ、蓄熱剤を残ら
ず利用することができる。
を蓄熱剤全体中に屈曲するようにくまなく配することが
でき、低温蓄熱剤と高温蓄熱剤とを問わず蓄熱剤のすみ
ずみまで側熱交換器を蓄熱剤に接触させ、蓄熱剤を残ら
ず利用することができる。
（実施例）
第１図及び第２図は、ともに本発明の実施例に係る冷暖
房用潜熱蓄熱装置の縦断面図であり、互いに直交する２
鉛直面で切断した状態をそれぞれ示す。
房用潜熱蓄熱装置の縦断面図であり、互いに直交する２
鉛直面で切断した状態をそれぞれ示す。
断熱材からなる蓄熱容器１０の上部開口は、同様に断熱
材からなる蓋板１２で閉じられ、蓋板１２の側方に通気
孔１４が形成されている。蓄熱容器１０の中には低温蓄
熱のための蓄熱剤１６として水が充填されているが、容
器上部は蓄熱剤１Ｂの相転移に伴う体積変化を吸収する
ために空気層１８が形成されている。
材からなる蓋板１２で閉じられ、蓋板１２の側方に通気
孔１４が形成されている。蓄熱容器１０の中には低温蓄
熱のための蓄熱剤１６として水が充填されているが、容
器上部は蓄熱剤１Ｂの相転移に伴う体積変化を吸収する
ために空気層１８が形成されている。
蓄熱剤１６の中には、蓄熱用熱交換器２０と蓄熱回収用
熱交換器３０との２つの熱交換器が浸漬されている。蓄
熱用熱交換器２ｏのチューブ２２は、蓄熱容器ｌＯに入
った後、水平部分が例えば３層をなすように屈曲しなが
ら蓄熱剤１６中をくまなく走行する。チューブ２２の水
平部分外周面には、多数の針状フィン２４が放射状に形
成されている。１本の針状フィン２４の寸法は、例えば
長さ９〜１１ｍ】、幅０．８ｍｍが適当であり、このフ
ィンがチューブ長さｌ０ＣＩＩＩあたり約３０００本形
成されている。チューブ２２は、アキュムレータ２Ｂを
介して蓄熱容器１０外に出る。蓄熱回収用熱交換器３０
のチューブ３２は、蓄熱容器１０に入った後、蓄熱用熱
交換器２０のチューブ２２に対して平行に走行する。チ
ューブ３２は、水平部分の外周面に同様の針状フィン３
４が形成されており、この水平部分が例えば２層をなす
ように蓄熱剤１６中を走行する。この際、両チューブ２
２．３２は交互に水平層をなすように配設され、両者の
針状フィン２４．３４が互いの間に入込む。ただし、第
１図及び第２図では針状フィン２４．３４の一部の図示
を省略している。蓄熱回収用熱交換器３０のチューブ３
２はアキュムレータを介さずに蓄熱容器ｌＯ外に出る。
熱交換器３０との２つの熱交換器が浸漬されている。蓄
熱用熱交換器２ｏのチューブ２２は、蓄熱容器ｌＯに入
った後、水平部分が例えば３層をなすように屈曲しなが
ら蓄熱剤１６中をくまなく走行する。チューブ２２の水
平部分外周面には、多数の針状フィン２４が放射状に形
成されている。１本の針状フィン２４の寸法は、例えば
長さ９〜１１ｍ】、幅０．８ｍｍが適当であり、このフ
ィンがチューブ長さｌ０ＣＩＩＩあたり約３０００本形
成されている。チューブ２２は、アキュムレータ２Ｂを
介して蓄熱容器１０外に出る。蓄熱回収用熱交換器３０
のチューブ３２は、蓄熱容器１０に入った後、蓄熱用熱
交換器２０のチューブ２２に対して平行に走行する。チ
ューブ３２は、水平部分の外周面に同様の針状フィン３
４が形成されており、この水平部分が例えば２層をなす
ように蓄熱剤１６中を走行する。この際、両チューブ２
２．３２は交互に水平層をなすように配設され、両者の
針状フィン２４．３４が互いの間に入込む。ただし、第
１図及び第２図では針状フィン２４．３４の一部の図示
を省略している。蓄熱回収用熱交換器３０のチューブ３
２はアキュムレータを介さずに蓄熱容器ｌＯ外に出る。
蓄熱を実行する際には、蓄熱用熱交換器２０のチューブ
２２に例えば低温低圧のフロン系液冷媒を供給する。こ
の蓄熱用熱交換器２０に接する蓄熱剤１Ｂが低温液冷媒
によって冷却されて凝固し、ここに潜熱蓄熱がなされる
。つまり、蓄熱温度は０℃である。この際、針状フィン
２４の総表面積が大きいから、蓄熱が急速に高効率で進
行する。蓄熱用熱交換器２０のチューブ２２及び針状フ
ィン２４は蓄熱剤１６のすみずみまでこれに接触するか
ら、蓄熱剤１Ｂへの蓄熱の進行につれてチューブ２２及
び針状フィン２４上に蓄熱剤結晶が良く成長し、蓄熱剤
１Ｂが有効利用される。蓄熱が完了に近づくとチューブ
２２内の液冷媒がオーバーチャージとなるが、アキュム
レータ２Ｂを設けているのでこれに対処することができ
る。この際、蓄熱用熱交換器２０から蓄熱剤結晶を離脱
させなくともこの熱交換器が破壊されることはない。ま
た、この潜熱蓄熱によって蓄熱剤１６の体積が増加する
が、蓄熱容器１０の上部に空気層１８を設けるとともに
上面に通気孔１４を設けているので、蓄熱容器１０が破
壊する□こともない。
２２に例えば低温低圧のフロン系液冷媒を供給する。こ
の蓄熱用熱交換器２０に接する蓄熱剤１Ｂが低温液冷媒
によって冷却されて凝固し、ここに潜熱蓄熱がなされる
。つまり、蓄熱温度は０℃である。この際、針状フィン
２４の総表面積が大きいから、蓄熱が急速に高効率で進
行する。蓄熱用熱交換器２０のチューブ２２及び針状フ
ィン２４は蓄熱剤１６のすみずみまでこれに接触するか
ら、蓄熱剤１Ｂへの蓄熱の進行につれてチューブ２２及
び針状フィン２４上に蓄熱剤結晶が良く成長し、蓄熱剤
１Ｂが有効利用される。蓄熱が完了に近づくとチューブ
２２内の液冷媒がオーバーチャージとなるが、アキュム
レータ２Ｂを設けているのでこれに対処することができ
る。この際、蓄熱用熱交換器２０から蓄熱剤結晶を離脱
させなくともこの熱交換器が破壊されることはない。ま
た、この潜熱蓄熱によって蓄熱剤１６の体積が増加する
が、蓄熱容器１０の上部に空気層１８を設けるとともに
上面に通気孔１４を設けているので、蓄熱容器１０が破
壊する□こともない。
通気孔１４に圧力調節弁を設けても良い。
さて、同熱交換器２０ 、３０の針状フィン２４．３４
が互いの間に入込んでいるから、成長した蓄熱剤結晶は
蓄熱回収用熱交換器３０の針状フィン３４に接触する。
が互いの間に入込んでいるから、成長した蓄熱剤結晶は
蓄熱回収用熱交換器３０の針状フィン３４に接触する。
したがって、蓄熱剤１６の蓄熱エネルギは、蓄熱回収用
熱交換器３０内の伝熱媒体に効率良く伝えられ、蓄熱エ
ネルギの回収が高効率で行われる。
熱交換器３０内の伝熱媒体に効率良く伝えられ、蓄熱エ
ネルギの回収が高効率で行われる。
この際、蓄熱剤結晶が融解して再蓄熱が可能となる。な
お、同熱交換器２０．３０は、蓄熱剤１６の相転移すな
わち凝固と融解との繰返しに伴う体積変化に対しても、
針状フィン２４．３４がばらばらになることがない。
お、同熱交換器２０．３０は、蓄熱剤１６の相転移すな
わち凝固と融解との繰返しに伴う体積変化に対しても、
針状フィン２４．３４がばらばらになることがない。
蓄熱剤１６としては、以上の説明のように使用温度下で
相転移を起す潜熱蓄熱剤が適切である。
相転移を起す潜熱蓄熱剤が適切である。
潜熱蓄熱剤を使用すれば、蓄熱剤１６の単位体積あたり
の蓄熱エネルギ量を大きくとることができ、蓄熱装置を
コンパクトにすることができる。ただし、蓄熱剤ｔｅと
しては、潜熱蓄熱剤以外のものを使用しても良い。
の蓄熱エネルギ量を大きくとることができ、蓄熱装置を
コンパクトにすることができる。ただし、蓄熱剤ｔｅと
しては、潜熱蓄熱剤以外のものを使用しても良い。
第３図〜第５図は、蓄熱用熱交換器２０のチューブ２２
と蓄熱回収用熱交換器３０のチューブ３２との配置の変
更例を示す模式図であって、白丸が蓄熱用熱交換器チュ
ーブ２２を、黒丸が蓄熱回収用熱交換器チューブ３２を
それぞれ示す。ただし、これらの図では針状フィン２４
．３４の図示を省略している。
と蓄熱回収用熱交換器３０のチューブ３２との配置の変
更例を示す模式図であって、白丸が蓄熱用熱交換器チュ
ーブ２２を、黒丸が蓄熱回収用熱交換器チューブ３２を
それぞれ示す。ただし、これらの図では針状フィン２４
．３４の図示を省略している。
第３図の場合は、チューブ２２．８２を千鳥状に高密度
配置したものであって、１本の蓄熱回収用熱交換器チュ
ーブ３２が４本の蓄熱用熱交換器チューブ２２に隣接す
る。この場合には、第２図に示した場合よりも蓄熱装置
を更にコンパクト化でき、フィンどおしのラップ代を大
きくとることができる。また、第４図及び第５図に示す
ように、水平層をなす各チューブの隣どおしを蓄熱用２
２と蓄熱回収用３２とにした配列でも良い。チューブ２
２．３２は、それぞれシリーズに接続しても良いし、パ
ラレル方式であっても良い。なお、以上の説明ではチュ
ーブ２２．３２を水平方向に平行に引揃えていたが、蓄
熱剤結晶離脱用ヒータを使用する従来の場合とは違って
、これらのチューブ２２．３２を垂直方向に平行に引揃
えても支障がない。したがって、熱交換器２０．３０の
設計自由度が高い。
配置したものであって、１本の蓄熱回収用熱交換器チュ
ーブ３２が４本の蓄熱用熱交換器チューブ２２に隣接す
る。この場合には、第２図に示した場合よりも蓄熱装置
を更にコンパクト化でき、フィンどおしのラップ代を大
きくとることができる。また、第４図及び第５図に示す
ように、水平層をなす各チューブの隣どおしを蓄熱用２
２と蓄熱回収用３２とにした配列でも良い。チューブ２
２．３２は、それぞれシリーズに接続しても良いし、パ
ラレル方式であっても良い。なお、以上の説明ではチュ
ーブ２２．３２を水平方向に平行に引揃えていたが、蓄
熱剤結晶離脱用ヒータを使用する従来の場合とは違って
、これらのチューブ２２．３２を垂直方向に平行に引揃
えても支障がない。したがって、熱交換器２０．３０の
設計自由度が高い。
例えばパラフィン系や水和塩類等の材料を蓄熱剤ＩＢと
して使用すれば、他の部分に変更を加えないで、以上に
説明した装置を高効率の高温蓄熱装置として使用するこ
とができる。
して使用すれば、他の部分に変更を加えないで、以上に
説明した装置を高効率の高温蓄熱装置として使用するこ
とができる。
［発明の効果コ
以上に説明したように、本発明に係る蓄熱装置は、チュ
ーブ外周面に多数の針状フィンを形成してなる２つの熱
交換器を蓄熱剤中に平行に配したものであって、一方の
熱交換器のフィンが他方の熱交換器のフィン間に入込む
位置に同熱交換器を配設しているから、本発明によれば
、蓄熱剤結晶離脱用ヒータを必要とせず、コンパクトで
あって、しかも蓄熱速度及び蓄熱効率を改良した蓄熱装
置を提供することができる。
ーブ外周面に多数の針状フィンを形成してなる２つの熱
交換器を蓄熱剤中に平行に配したものであって、一方の
熱交換器のフィンが他方の熱交換器のフィン間に入込む
位置に同熱交換器を配設しているから、本発明によれば
、蓄熱剤結晶離脱用ヒータを必要とせず、コンパクトで
あって、しかも蓄熱速度及び蓄熱効率を改良した蓄熱装
置を提供することができる。
第１図は本発明の実施例に係る蓄熱装置の縦断面図、第
２図は前回の蓄熱装置の他の方向の縦断面図、第３図は
蓄熱用熱交換器チューブと蓄熱回収用熱交換器チューブ
との配置の変更例を示す模式図、第４図は蓄熱用熱交換
器チューブと蓄熱回収用熱交換器チューブとの配置の他
の変更例を示す模式図、第５図は蓄熱用熱交換器チュー
ブと蓄熱回収用熱交換器チューブとの配置の更に他の変
更例を示す模式図である。 符号の説明 １０・・・蓄熱容器、１６・・・蓄熱剤、２０・・・蓄
熱用熱交換器、２２・・・チューブ、２４・・・針状フ
ィン、３Ｇ・・・蓄熱回収用熱交換器、３２・・・チュ
ーブ、３４・・・針状フィン。 第８図 第４図 第５図
２図は前回の蓄熱装置の他の方向の縦断面図、第３図は
蓄熱用熱交換器チューブと蓄熱回収用熱交換器チューブ
との配置の変更例を示す模式図、第４図は蓄熱用熱交換
器チューブと蓄熱回収用熱交換器チューブとの配置の他
の変更例を示す模式図、第５図は蓄熱用熱交換器チュー
ブと蓄熱回収用熱交換器チューブとの配置の更に他の変
更例を示す模式図である。 符号の説明 １０・・・蓄熱容器、１６・・・蓄熱剤、２０・・・蓄
熱用熱交換器、２２・・・チューブ、２４・・・針状フ
ィン、３Ｇ・・・蓄熱回収用熱交換器、３２・・・チュ
ーブ、３４・・・針状フィン。 第８図 第４図 第５図
Claims (1)
- １、チューブ外周面に多数の針状フィンを形成してなる
２つの熱交換器を蓄熱剤中に平行に配した蓄熱装置であ
って、一方の熱交換器のフィンが他方の熱交換器のフィ
ン間に入込む位置に両熱交換器を配設したことを特徴と
する蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041400A JPH02219987A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1041400A JPH02219987A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02219987A true JPH02219987A (ja) | 1990-09-03 |
Family
ID=12607329
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1041400A Pending JPH02219987A (ja) | 1989-02-20 | 1989-02-20 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02219987A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5259214A (en) * | 1990-11-08 | 1993-11-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Air conditioning system |
| WO2017183413A1 (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 三菱電機株式会社 | 蓄熱熱交換装置 |
-
1989
- 1989-02-20 JP JP1041400A patent/JPH02219987A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5259214A (en) * | 1990-11-08 | 1993-11-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Air conditioning system |
| WO2017183413A1 (ja) * | 2016-04-22 | 2017-10-26 | 三菱電機株式会社 | 蓄熱熱交換装置 |
| JPWO2017183413A1 (ja) * | 2016-04-22 | 2018-04-26 | 三菱電機株式会社 | 蓄熱熱交換装置 |
| JP2018105616A (ja) * | 2016-04-22 | 2018-07-05 | 三菱電機株式会社 | 蓄熱熱交換装置 |
| CN109073327A (zh) * | 2016-04-22 | 2018-12-21 | 三菱电机株式会社 | 蓄热热交换装置 |
| EP3428566A4 (en) * | 2016-04-22 | 2019-04-10 | Mitsubishi Electric Corporation | REGENERATIVE HEAT EXCHANGE |
| CN109073327B (zh) * | 2016-04-22 | 2020-09-04 | 三菱电机株式会社 | 蓄热热交换装置 |
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