JPH0257836A - ヒートパイプ式蓄熱水槽装置 - Google Patents
ヒートパイプ式蓄熱水槽装置Info
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- JPH0257836A JPH0257836A JP63209302A JP20930288A JPH0257836A JP H0257836 A JPH0257836 A JP H0257836A JP 63209302 A JP63209302 A JP 63209302A JP 20930288 A JP20930288 A JP 20930288A JP H0257836 A JPH0257836 A JP H0257836A
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- 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
- F28D20/0034—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using liquid heat storage material
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
- F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D1/00—Heat-exchange apparatus having stationary conduit assemblies for one heat-exchange medium only, the media being in contact with different sides of the conduit wall, in which the other heat-exchange medium is a large body of fluid, e.g. domestic or motor car radiators
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はヒートパイプ式蓄熱水槽装置に関し、特に、上
部伝熱管から生じる凝縮液を無駄なく熱交換管の壁面に
供給することにより、熱交換性能を向上させたヒートパ
イプ式蓄熱水槽装置に関する。
部伝熱管から生じる凝縮液を無駄なく熱交換管の壁面に
供給することにより、熱交換性能を向上させたヒートパ
イプ式蓄熱水槽装置に関する。
冷暖房用空調システムにおいて、水の潜熱あるいは顕熱
を利用する従来の蓄熱水槽装置として、例えば、ヒート
パイプ式蓄熱水槽装置があり、ヒートパイプの等温性に
より熱伝達の効率が大幅に改良されている。このシステ
ムは、第４図に示すように、と−トサイフォン式熱交換
器３ （図示せず）を水中に沈設し、氷蓄熱時には上部
に配設した上部鞘管３ｂ中の上部伝熱管３ａ表面を冷却
し、上部鞘管３ｂ中の作動液３ｆ （ここでは蒸気）を
３ｇで示すように凝縮させ、第５図に示すように凝縮し
た作動液３ｆを通す熱交換管３ｅに接触する水を氷結さ
せる。また、温水蓄熱時には下部の作動液３ｆを通する
下部鞘管３ｄ中の下部伝熱管３ｃで冷媒を凝縮させるこ
とにより下部鞘管３ｄ中の作動液３ｒを蒸発させ、蒸発
した作動液３ｆを通す熱交換管３ｅに接触する水を加熱
する。このようにして、冷房用氷蓄熱（潜熱利用）およ
び暖房用温水蓄熱（顕熱利用）が一つの蓄熱水槽のヒー
トサイフオン式熱交換器によって効率良く行われる。
を利用する従来の蓄熱水槽装置として、例えば、ヒート
パイプ式蓄熱水槽装置があり、ヒートパイプの等温性に
より熱伝達の効率が大幅に改良されている。このシステ
ムは、第４図に示すように、と−トサイフォン式熱交換
器３ （図示せず）を水中に沈設し、氷蓄熱時には上部
に配設した上部鞘管３ｂ中の上部伝熱管３ａ表面を冷却
し、上部鞘管３ｂ中の作動液３ｆ （ここでは蒸気）を
３ｇで示すように凝縮させ、第５図に示すように凝縮し
た作動液３ｆを通す熱交換管３ｅに接触する水を氷結さ
せる。また、温水蓄熱時には下部の作動液３ｆを通する
下部鞘管３ｄ中の下部伝熱管３ｃで冷媒を凝縮させるこ
とにより下部鞘管３ｄ中の作動液３ｒを蒸発させ、蒸発
した作動液３ｆを通す熱交換管３ｅに接触する水を加熱
する。このようにして、冷房用氷蓄熱（潜熱利用）およ
び暖房用温水蓄熱（顕熱利用）が一つの蓄熱水槽のヒー
トサイフオン式熱交換器によって効率良く行われる。
しかし、従来のヒートパイプ式蓄熱水槽装置によると、
上部伝熱管３ａは平滑あるいは連続したスパイラル状の
溝もしくは突起を有した構成であり、冷房用水蓄熱時に
おいて、第５図に示すように、上部伝熱管３ａで凝縮し
た液３ｇの中に熱交換管３ｅの壁面に接触しないで下部
鞘管３ｄに直接落下するものがあった。このため、凝縮
液３ｇは熱交換管３ｅにより熱交換されることなく下部
鞘管３ｄに蓄積され、かつ、下部鞘管３ｄから熱交換管
３ｅへの作動液３ｆの供給が不充分となるため、熱交換
管３ｅ内面の液ぬれ性が低下し、図示の如く熱交換管３
８表面の氷厚６が不均一となる。このため、システム全
体の効率が大幅に低下すると言う問題があった。この現
象は熱交換管３ｅが大型になる程顕著であり、直接落下
による効率低下の影響も大きくなる。一方、上部鞘管３
ｂと熱交換管３ｅの接合面は直角に近い構成であり、上
部伝熱管３ａ外面で生じた凝縮液３ｇは上部鞘管３ｂに
滞留し、その結果、液膜厚が増大し、上部鞘管３ｂの蒸
発性能が低下すると言う問題があった。また、凝縮液３
ｇが上部鞘管３ｂから熱交換管３ｅ内壁へ流下しにくい
ため、熱交換管３ｅの管内熱伝達率が低下する傾向もあ
った。さらに、暖房用温水蓄熱時には、上部鞘管３ｂ内
面で生じた凝縮液３ｇが上部鞘管３ｂに滞留して上部鞘
管３ｂの液膜、厚が増大し、上部鞘管３ｂの凝縮性能が
低下するため、システム全体の暖房能力も減少すると言
う問題があった。
上部伝熱管３ａは平滑あるいは連続したスパイラル状の
溝もしくは突起を有した構成であり、冷房用水蓄熱時に
おいて、第５図に示すように、上部伝熱管３ａで凝縮し
た液３ｇの中に熱交換管３ｅの壁面に接触しないで下部
鞘管３ｄに直接落下するものがあった。このため、凝縮
液３ｇは熱交換管３ｅにより熱交換されることなく下部
鞘管３ｄに蓄積され、かつ、下部鞘管３ｄから熱交換管
３ｅへの作動液３ｆの供給が不充分となるため、熱交換
管３ｅ内面の液ぬれ性が低下し、図示の如く熱交換管３
８表面の氷厚６が不均一となる。このため、システム全
体の効率が大幅に低下すると言う問題があった。この現
象は熱交換管３ｅが大型になる程顕著であり、直接落下
による効率低下の影響も大きくなる。一方、上部鞘管３
ｂと熱交換管３ｅの接合面は直角に近い構成であり、上
部伝熱管３ａ外面で生じた凝縮液３ｇは上部鞘管３ｂに
滞留し、その結果、液膜厚が増大し、上部鞘管３ｂの蒸
発性能が低下すると言う問題があった。また、凝縮液３
ｇが上部鞘管３ｂから熱交換管３ｅ内壁へ流下しにくい
ため、熱交換管３ｅの管内熱伝達率が低下する傾向もあ
った。さらに、暖房用温水蓄熱時には、上部鞘管３ｂ内
面で生じた凝縮液３ｇが上部鞘管３ｂに滞留して上部鞘
管３ｂの液膜、厚が増大し、上部鞘管３ｂの凝縮性能が
低下するため、システム全体の暖房能力も減少すると言
う問題があった。
従って、本発明の目的とするところは、上部伝熱管から
生しる凝縮液が下部鞘管に直接滴下することなく、熱交
換管内壁面を伝わって落下するようにしたヒートパイプ
式蓄熱水槽装置を提供することである。
生しる凝縮液が下部鞘管に直接滴下することなく、熱交
換管内壁面を伝わって落下するようにしたヒートパイプ
式蓄熱水槽装置を提供することである。
本発明の他の目的は、凝縮液が上部鞘管に滞留すること
なく、容易に熱交換管内壁面に流下するヒートパイプ式
蓄熱水槽装置を提供することである。
なく、容易に熱交換管内壁面に流下するヒートパイプ式
蓄熱水槽装置を提供することである。
本発明は以上に述べた目的を実現するため、熱交換管の
入口直上の上部伝熱管外面に、テープあるいは切欠きの
入った管等から成る凝縮液滴下防止部を設け、必要に応
じて上部鞘管と熱交換管の接合位置にテーパ長さと上部
鞘管内径との比が０．２５以上のテーバ面を有する作動
液滴下導入部を設けたヒートパイプ式蓄熱水槽装置を提
供するものである。
入口直上の上部伝熱管外面に、テープあるいは切欠きの
入った管等から成る凝縮液滴下防止部を設け、必要に応
じて上部鞘管と熱交換管の接合位置にテーパ長さと上部
鞘管内径との比が０．２５以上のテーバ面を有する作動
液滴下導入部を設けたヒートパイプ式蓄熱水槽装置を提
供するものである。
即ち、本発明のヒートパイプ式蓄熱水槽装置は、蓄熱水
槽の水中に設けられて下部に作動液をプールするととも
に上部にその蒸気を収容する密閉容器と、密閉容器の上
部を貫通して前記蒸気中を通され、かつ、テープあるい
は切欠きの入った管等から成る凝縮液滴下防止部を有す
る上部伝熱管と、密閉容器の下部を貫通して前記作動液
中を通される下部伝熱管と、氷蓄熱時には前記上部伝熱
管に接続され、温水蓄熱時には前記下部伝熱管に接続さ
れる冷凍サイクル手段とを有する。前記密閉容器は、上
部伝熱管を通す上部鞘管、下部伝熱管を通す下部鞘管、
および上部鞘管と下部鞘管を連結して配置された複数の
熱交換管を有し、前記テープあるいは切欠きの入った管
等から成る凝縮液滴下防止部は、熱交換管の入口直上の
位置に設けられており、上部鞘管と熱交換管の接合位置
に、テーパ長さと上部鞘管内径との比が０．２５以上の
テーパ面を有する作動液滴下導入部が設けられている。
槽の水中に設けられて下部に作動液をプールするととも
に上部にその蒸気を収容する密閉容器と、密閉容器の上
部を貫通して前記蒸気中を通され、かつ、テープあるい
は切欠きの入った管等から成る凝縮液滴下防止部を有す
る上部伝熱管と、密閉容器の下部を貫通して前記作動液
中を通される下部伝熱管と、氷蓄熱時には前記上部伝熱
管に接続され、温水蓄熱時には前記下部伝熱管に接続さ
れる冷凍サイクル手段とを有する。前記密閉容器は、上
部伝熱管を通す上部鞘管、下部伝熱管を通す下部鞘管、
および上部鞘管と下部鞘管を連結して配置された複数の
熱交換管を有し、前記テープあるいは切欠きの入った管
等から成る凝縮液滴下防止部は、熱交換管の入口直上の
位置に設けられており、上部鞘管と熱交換管の接合位置
に、テーパ長さと上部鞘管内径との比が０．２５以上の
テーパ面を有する作動液滴下導入部が設けられている。
この作動液滴下導入部は、凝縮液が上部鞘管に滞留する
ことなく、テーパ面を介して容易に熱交換管内壁面に流
下するようにしている。
ことなく、テーパ面を介して容易に熱交換管内壁面に流
下するようにしている。
また、凝縮液滴下防止部は上部伝熱管から生じる凝縮液
が下部鞘管に直接落下するのを防いでおり、全ての凝縮
液が一旦上部鞘管に落下後、熱交換管に流れるようにし
ている。このようなヒートパイプ式蓄熱水槽装置は、氷
蓄熱時には前記上部伝熱管へ０℃以下のブラインを流す
か、あるいは前記冷凍サイクル手段より前記上部伝熱管
へ冷媒を流して０℃以下で蒸発させる蒸発器を構成し、
温水蓄熱時には前記下部伝熱管へ所定の温度の熱媒を流
すか、あるいは前記冷凍サイクル手段より冷媒を流して
凝縮器を構成している。尚、前述の比が０．２５以下に
なると傾斜がゆるやかになって従来の直角の形状に近く
なるため液の導入効果が減少する。このとき前述の内径
は凝縮液の量のパラメータに関係する。
が下部鞘管に直接落下するのを防いでおり、全ての凝縮
液が一旦上部鞘管に落下後、熱交換管に流れるようにし
ている。このようなヒートパイプ式蓄熱水槽装置は、氷
蓄熱時には前記上部伝熱管へ０℃以下のブラインを流す
か、あるいは前記冷凍サイクル手段より前記上部伝熱管
へ冷媒を流して０℃以下で蒸発させる蒸発器を構成し、
温水蓄熱時には前記下部伝熱管へ所定の温度の熱媒を流
すか、あるいは前記冷凍サイクル手段より冷媒を流して
凝縮器を構成している。尚、前述の比が０．２５以下に
なると傾斜がゆるやかになって従来の直角の形状に近く
なるため液の導入効果が減少する。このとき前述の内径
は凝縮液の量のパラメータに関係する。
以下本発明のヒートパイプ式蓄熱水槽装置を詳細に説明
する。
する。
第１図（ａ）、 （ｂｌおよび第２図は本発明の一実施
例を示し、伝熱用水２を満たした蓄熱水槽１と、蓄熱水
槽１の中に沈設されたヒートサイフオン式熱交換器３と
、コンプレッサ４ａ。
例を示し、伝熱用水２を満たした蓄熱水槽１と、蓄熱水
槽１の中に沈設されたヒートサイフオン式熱交換器３と
、コンプレッサ４ａ。
熱交換器（氷蓄熱時にはコンデンサ、温水蓄熱時にはエ
バポレータとして動作する）４ｂ。
バポレータとして動作する）４ｂ。
膨張弁４ｃ、および配管４ｄより成る冷凍サイクル４か
ら構成される。
ら構成される。
第１図（ｂ）の断面図に示すように、ヒートサイフオン
式熱交換器３は、上部伝熱管３ａを内部に有する上部鞘
管３ｂと、下部伝熱管３ｃを内部に有する下部鞘管３ｄ
と、上部鞘管３ｂおよび下部鞘管３ｄを連結する複数の
熱交換管３ｅがら成る一つの密閉空間を構成しており、
該密閉空間にはフロン等の作動液３ｆ （液体および蒸
気）が封入されている。また、第３図（ａｌ、 （ｂ）
。
式熱交換器３は、上部伝熱管３ａを内部に有する上部鞘
管３ｂと、下部伝熱管３ｃを内部に有する下部鞘管３ｄ
と、上部鞘管３ｂおよび下部鞘管３ｄを連結する複数の
熱交換管３ｅがら成る一つの密閉空間を構成しており、
該密閉空間にはフロン等の作動液３ｆ （液体および蒸
気）が封入されている。また、第３図（ａｌ、 （ｂ）
。
（Ｃ１，（ｄ）において後述するが、上部伝熱管３ａの
熱交換管３ｅの入口直上の位置には凝縮液滴下防止部５
が設けられており゛、また、上部鞘管３ｂと熱交換管３
ｅの接合位置にテーパ状の作動液滴下導入部６が設けら
れている。
熱交換管３ｅの入口直上の位置には凝縮液滴下防止部５
が設けられており゛、また、上部鞘管３ｂと熱交換管３
ｅの接合位置にテーパ状の作動液滴下導入部６が設けら
れている。
第３図（ａｌはと一トサイフォン式熱交換器および上部
伝熱管３ａから生じる凝縮液３ｇの水蓄、熱時の凝縮液
の滴下状態を示しており、同様に同図（ｂｌは温水蓄熱
時の滴下状態を示している。伝熱用水２内に沈設された
ヒートサイフオン式熱交換器３の上部伝熱管３ａの外面
には凝縮液滴下防止部５が設けられている。凝縮液滴下
防止部５は、複数の伝熱管３ａの入口直上にそれぞれ配
置されており、これにより、伝熱管３ａの入口直上で凝
縮した凝縮液３ｇを上部鞘管３ｂ内面に滴下させ、下部
鞘管３ｄに直接落下するのを防いでいる。その構成は、
テープ状あるいは板状のもの（第３図（Ｃ１）、あるい
は管５に切欠き５ａを設けたもの（第３図（ｄ））等が
適当であるが、これに限定することはない。また、上部
鞘管３ｂと熱交換管３ｅの接合位置にテーパ長さＴと上
部鞘管３ｂ内径Ｒとの比Ｔ／Ｒが０．２５以上のテーパ
面を有する作動液滴下導入部６が設けられている。同図
（ａｌの７は熱交換によって生成される氷を示す。
伝熱管３ａから生じる凝縮液３ｇの水蓄、熱時の凝縮液
の滴下状態を示しており、同様に同図（ｂｌは温水蓄熱
時の滴下状態を示している。伝熱用水２内に沈設された
ヒートサイフオン式熱交換器３の上部伝熱管３ａの外面
には凝縮液滴下防止部５が設けられている。凝縮液滴下
防止部５は、複数の伝熱管３ａの入口直上にそれぞれ配
置されており、これにより、伝熱管３ａの入口直上で凝
縮した凝縮液３ｇを上部鞘管３ｂ内面に滴下させ、下部
鞘管３ｄに直接落下するのを防いでいる。その構成は、
テープ状あるいは板状のもの（第３図（Ｃ１）、あるい
は管５に切欠き５ａを設けたもの（第３図（ｄ））等が
適当であるが、これに限定することはない。また、上部
鞘管３ｂと熱交換管３ｅの接合位置にテーパ長さＴと上
部鞘管３ｂ内径Ｒとの比Ｔ／Ｒが０．２５以上のテーパ
面を有する作動液滴下導入部６が設けられている。同図
（ａｌの７は熱交換によって生成される氷を示す。
以上の構成において、■氷蓄熱時の動作、■温水蓄熱時
の動作をそれぞれ第１図（ａ）、 （ｂｌ。
の動作をそれぞれ第１図（ａ）、 （ｂｌ。
第２図、および、第３図（ａ）、 （ｂ）、 ｆｃｌを
用いて説明する。
用いて説明する。
■氷蓄熱時の動作
氷蓄熱時において、コンプレッサ４ａ、熱交換管４ｂ
（この場合、コンデンサとして動作する）、膨張弁４
ｃ ＋および配管４ｄから成る冷凍サイクル４は、第１
図（ａ）に示すように配管され、ヒートサイフオン式熱
交換器λの上部伝熱管３ａと連結される。このとき、上
部伝熱管３ａは冷凍サイクル４のエバポレークとして動
作する。一方、下部伝熱管３Ｃは図示していない閉鎖手
段によって閉鎖され、冷凍サイクル４から切り離されて
いる。この状態で、冷凍サイクル４のコンプレッサ４ａ
で圧縮されて高温になった冷媒ガスが熱交換管４ｂに導
かれて、ここで大気と接して放熱冷却されて凝縮される
。この凝縮した冷媒ガスは膨張弁４Ｃを介してヒートサ
イフオン式熱交換器３の上部伝熱管３ａに送り込まれる
。このとき、上部伝熱管３ａはエバポレータとして作用
し、冷媒ガスは上部伝熱管３ａの表面から気化熱を奪っ
て蒸発する。一方、水２の有する熱で蒸発した作動液３
ｆは上部伝熱管３ａおよび上部鞘管３ｂの周囲で熱交換
を行い凝縮する。このとき、上部伝熱管３ａの周囲で凝
縮した凝縮液３ｇは、液滴となって落下するが、熱交換
管３ｅの入口直上では、第３図（ａｌ、 （Ｃ）に示す
ように、上部伝熱管３ａ外面に設けられた凝縮液滴下防
止部５によって下部鞘管３ｄへの直接落下が防がれ、該
凝縮液３ｇは上部鞘管３ｂへ滴下される。これにより、
全ての凝縮液３ｇが上部伝熱管３ａから上部鞘管３ｂ、
熱交換管３ｅへと流れるため、熱交換管３ｅ内面の液ぬ
れ性が向上し、熱交換管３ｅの蒸発性能が向上する。さ
らに、上部鞘管３ｂと熱交換管３ｅの接合位置に設けら
れた作動液滴下導入部６により、上部鞘管３ｂから熱交
換管３ｅへの液の流れが改善され、上部鞘管３ｂの液膜
層が減少し、上部鞘管３ｂの蒸発性能が向上するととも
に、熱交換管３ｅの液ぬれ性が改善される。従って、図
示の如く、より均一な氷層７を得ることができ、水槽２
に於ける製氷率を増大することができる。換言すれば、
ヒートサイフオン式熱交換器３における熱交換が効率良
く行われる。
（この場合、コンデンサとして動作する）、膨張弁４
ｃ ＋および配管４ｄから成る冷凍サイクル４は、第１
図（ａ）に示すように配管され、ヒートサイフオン式熱
交換器λの上部伝熱管３ａと連結される。このとき、上
部伝熱管３ａは冷凍サイクル４のエバポレークとして動
作する。一方、下部伝熱管３Ｃは図示していない閉鎖手
段によって閉鎖され、冷凍サイクル４から切り離されて
いる。この状態で、冷凍サイクル４のコンプレッサ４ａ
で圧縮されて高温になった冷媒ガスが熱交換管４ｂに導
かれて、ここで大気と接して放熱冷却されて凝縮される
。この凝縮した冷媒ガスは膨張弁４Ｃを介してヒートサ
イフオン式熱交換器３の上部伝熱管３ａに送り込まれる
。このとき、上部伝熱管３ａはエバポレータとして作用
し、冷媒ガスは上部伝熱管３ａの表面から気化熱を奪っ
て蒸発する。一方、水２の有する熱で蒸発した作動液３
ｆは上部伝熱管３ａおよび上部鞘管３ｂの周囲で熱交換
を行い凝縮する。このとき、上部伝熱管３ａの周囲で凝
縮した凝縮液３ｇは、液滴となって落下するが、熱交換
管３ｅの入口直上では、第３図（ａｌ、 （Ｃ）に示す
ように、上部伝熱管３ａ外面に設けられた凝縮液滴下防
止部５によって下部鞘管３ｄへの直接落下が防がれ、該
凝縮液３ｇは上部鞘管３ｂへ滴下される。これにより、
全ての凝縮液３ｇが上部伝熱管３ａから上部鞘管３ｂ、
熱交換管３ｅへと流れるため、熱交換管３ｅ内面の液ぬ
れ性が向上し、熱交換管３ｅの蒸発性能が向上する。さ
らに、上部鞘管３ｂと熱交換管３ｅの接合位置に設けら
れた作動液滴下導入部６により、上部鞘管３ｂから熱交
換管３ｅへの液の流れが改善され、上部鞘管３ｂの液膜
層が減少し、上部鞘管３ｂの蒸発性能が向上するととも
に、熱交換管３ｅの液ぬれ性が改善される。従って、図
示の如く、より均一な氷層７を得ることができ、水槽２
に於ける製氷率を増大することができる。換言すれば、
ヒートサイフオン式熱交換器３における熱交換が効率良
く行われる。
■温水蓄熱時の動作
温水蓄熱時において、コンプレッサ４ａ、熱交換管４ｂ
（この場合、エバポレータとして動作する）、膨張弁
４ｃ、および配管４ｄから成る冷凍サイクル４は、第２
図に示すように配管され、ヒートサイフオン式熱交換器
３の下部伝熱管３ｃと連結される。このとき、下部伝熱
管３ｃは冷凍サイクル４のコンデンサとして動作する。
（この場合、エバポレータとして動作する）、膨張弁
４ｃ、および配管４ｄから成る冷凍サイクル４は、第２
図に示すように配管され、ヒートサイフオン式熱交換器
３の下部伝熱管３ｃと連結される。このとき、下部伝熱
管３ｃは冷凍サイクル４のコンデンサとして動作する。
一方、上部鞘管３ｂは図示していない閉鎖手段によって
閉鎖され、冷凍サイクル４から切り離されている。この
状態で、冷凍サイクル４より供給された冷媒が下部伝熱
管３ｃ内で凝縮し、該凝縮によって作動液３ｆが蒸発（
蒸発ガス３ｈ）シ、熱交換管３ｅおよび上部鞘管３ｂを
介して水２で冷却されて凝縮する。換言すれば、熱交換
管３ｅおよび上部鞘管３ｂを介して水２が加熱される。
閉鎖され、冷凍サイクル４から切り離されている。この
状態で、冷凍サイクル４より供給された冷媒が下部伝熱
管３ｃ内で凝縮し、該凝縮によって作動液３ｆが蒸発（
蒸発ガス３ｈ）シ、熱交換管３ｅおよび上部鞘管３ｂを
介して水２で冷却されて凝縮する。換言すれば、熱交換
管３ｅおよび上部鞘管３ｂを介して水２が加熱される。
上部鞘管３ｂ内で凝縮した凝縮液３ｇは、第３図（ｂｌ
に示すように、作動液滴下導入部６によって容易に熱交
換管３ｅの内面に流入し、壁面に沿って下部鞘管３ｄに
回収される。これにより、上部鞘管３ｂ内に於ける凝縮
液３ｇの滞留がなくなり、凝縮液膜層が減少して、上部
鞘管３ｂの凝縮性能が向上する。その結果、暖房運転時
においてもヒートサイフオン式熱交換器３における熱交
換が効率良く行われる。
に示すように、作動液滴下導入部６によって容易に熱交
換管３ｅの内面に流入し、壁面に沿って下部鞘管３ｄに
回収される。これにより、上部鞘管３ｂ内に於ける凝縮
液３ｇの滞留がなくなり、凝縮液膜層が減少して、上部
鞘管３ｂの凝縮性能が向上する。その結果、暖房運転時
においてもヒートサイフオン式熱交換器３における熱交
換が効率良く行われる。
本実施例においては、冷凍サイクル４をコンプレッサ４
ａ、熱交換管４ｂ、膨張弁４ｃ、および配管４ｄより構
成したが、同様の機能を果たすものであれば特に限定す
るものではない。
ａ、熱交換管４ｂ、膨張弁４ｃ、および配管４ｄより構
成したが、同様の機能を果たすものであれば特に限定す
るものではない。
また、冷凍サイクル４による冷媒の供給に換えて所定の
温度にしたプライン等を流すようにしても良い。氷蓄熱
時および温水蓄熱時の配管切換は適当な手段を設けるこ
とにより簡単に行うことができる。ヒートサイフオン式
熱交換器３は蓄熱水槽１の大きさに応じて複数個直列あ
るいは並列に使用しても良く、上・下部伝熱管３ａ、
３ｃが水平となる状態で全体を傾斜させて使用しても良
い。
温度にしたプライン等を流すようにしても良い。氷蓄熱
時および温水蓄熱時の配管切換は適当な手段を設けるこ
とにより簡単に行うことができる。ヒートサイフオン式
熱交換器３は蓄熱水槽１の大きさに応じて複数個直列あ
るいは並列に使用しても良く、上・下部伝熱管３ａ、
３ｃが水平となる状態で全体を傾斜させて使用しても良
い。
上部伝熱管３ａおよび下部伝熱管３ｃは何れも外面で作
動液３ｆを凝縮あるいは蒸発させるものであり、高性能
伝熱面加工を施すことにより一層の効果を期待できる。
動液３ｆを凝縮あるいは蒸発させるものであり、高性能
伝熱面加工を施すことにより一層の効果を期待できる。
以上説明した通り、本発明のヒートパイプ式蓄熱水槽装
置によれば、熱交換管の入口直上の上部伝熱管外面に、
テープあるいは切欠きを有する管等から成る凝縮液滴下
防止部を設け、かつ、上部鞘管と熱交換管の接合位置に
テーパ長さと上部鞘管内径との比が０．２５以上のテー
パ面を有する作動液滴下導入部を設けたため、上部伝熱
管から生じる凝縮液を下部鞘管に直接滴下させることな
く、熱交換管内壁面を伝わって落下させ、熱交換効率を
向上させることができた。また、凝縮液を上部鞘管に滞
留させることなく、容易に熱交換管内壁面に流下させる
ことができ、上部鞘管あるいは熱交換管の蒸発能力を向
上させる°ことができた。前述した効果によって、冷房
運転時の製氷速度および製氷率が大幅に向上し、また、
暖房運転時の暖房能力が向上することから装置全体のコ
ンパクト化が可能となる。
置によれば、熱交換管の入口直上の上部伝熱管外面に、
テープあるいは切欠きを有する管等から成る凝縮液滴下
防止部を設け、かつ、上部鞘管と熱交換管の接合位置に
テーパ長さと上部鞘管内径との比が０．２５以上のテー
パ面を有する作動液滴下導入部を設けたため、上部伝熱
管から生じる凝縮液を下部鞘管に直接滴下させることな
く、熱交換管内壁面を伝わって落下させ、熱交換効率を
向上させることができた。また、凝縮液を上部鞘管に滞
留させることなく、容易に熱交換管内壁面に流下させる
ことができ、上部鞘管あるいは熱交換管の蒸発能力を向
上させる°ことができた。前述した効果によって、冷房
運転時の製氷速度および製氷率が大幅に向上し、また、
暖房運転時の暖房能力が向上することから装置全体のコ
ンパクト化が可能となる。
さらに、熱交換効率の向上およびコンパクト化によって
、経済性の良いヒートパイプ式蓄熱水槽装置の達成が可
能である。
、経済性の良いヒートパイプ式蓄熱水槽装置の達成が可
能である。
第１図（ａ）は本発明の一実施例の氷蓄熱時の状態を示
す説明図。第１図ｆｂ）は第１図（ａ）の断面図。第２
図は本発明の温水蓄熱時の状態を示す説明図。第３図（
ａ）は本発明の氷蓄熱時の凝縮液の滴下状態を示す説明
図。第３図中）は本発明の温水蓄熱時の凝縮液の滴下状
態を示す説明図。第３図（（！ｌ、 （ｄ）は凝縮液滴
下防止部の断面図、第４図は従来のヒートサイフオン式
熱交換器の上部伝熱管を示す説明図。第５図は従来のヒ
ートサイフオン式熱交換器を示す説明図。 符号の説明 ｔ −−−ｍ−・−−−ｍ−蓄熱水槽 ２−・・−・・−水 ３−・・−・・−ヒートサイフオン式熱交換器３ａ・・
・・−・・−上部伝熱管 ３ｂ・−・・−・−上部鞘管 ３ｃ−・−・・・−・下部伝熱管 ３ｄ・・・−・−・・・−下部鞘管 ３ ｅ−−−−−−−−・−・・熱交換管３ｆ・−・−
・・−・−・作動液 ３ｈ−・・・・・−・・・・作動液蒸発ガス４・−・−
・・−・冷凍サイクル ４ａ・−・−−一−−−コンプレッサ ４ｂ・−−一−−−・・−熱交換器 ４ｃｍ・・−・・・・・膨張弁 ４ｄ−−−−−−一・・−配管 ５−−−−−−一凝縮液滴下防止部 ５ａ・・−・・・−・・・・切欠き ６・−・−・−作動液滴下導入部 ７・−−−−−・−・氷
す説明図。第１図ｆｂ）は第１図（ａ）の断面図。第２
図は本発明の温水蓄熱時の状態を示す説明図。第３図（
ａ）は本発明の氷蓄熱時の凝縮液の滴下状態を示す説明
図。第３図中）は本発明の温水蓄熱時の凝縮液の滴下状
態を示す説明図。第３図（（！ｌ、 （ｄ）は凝縮液滴
下防止部の断面図、第４図は従来のヒートサイフオン式
熱交換器の上部伝熱管を示す説明図。第５図は従来のヒ
ートサイフオン式熱交換器を示す説明図。 符号の説明 ｔ −−−ｍ−・−−−ｍ−蓄熱水槽 ２−・・−・・−水 ３−・・−・・−ヒートサイフオン式熱交換器３ａ・・
・・−・・−上部伝熱管 ３ｂ・−・・−・−上部鞘管 ３ｃ−・−・・・−・下部伝熱管 ３ｄ・・・−・−・・・−下部鞘管 ３ ｅ−−−−−−−−・−・・熱交換管３ｆ・−・−
・・−・−・作動液 ３ｈ−・・・・・−・・・・作動液蒸発ガス４・−・−
・・−・冷凍サイクル ４ａ・−・−−一−−−コンプレッサ ４ｂ・−−一−−−・・−熱交換器 ４ｃｍ・・−・・・・・膨張弁 ４ｄ−−−−−−一・・−配管 ５−−−−−−一凝縮液滴下防止部 ５ａ・・−・・・−・・・・切欠き ６・−・−・−作動液滴下導入部 ７・−−−−−・−・氷
Claims (2)
- （１）蓄熱水槽内の水の顕熱および／あるいは潜熱を利
用する蓄熱水槽装置において、 前記蓄熱水槽の水中に設けられて下部に作動液をプール
するとともに上部にその蒸気を収容する密閉容器と、 前記密閉容器の上部を貫通して前記蒸気中を通される上
部伝熱管と、 前記密閉容器の下部を貫通して前記作動液中を通される
下部伝熱管と、 氷蓄熱時には前記上部伝熱管に接続され、 温水蓄熱時には前記下部伝熱管に接続される冷凍サイク
ル手段を備え、 氷蓄熱時には前記上部伝熱管へ０℃以下のブラインを流
すか、あるいは前記冷凍サイクル手段より前記上部伝熱
管へ冷媒を流して０℃以下で蒸発させる蒸発器を構成し
、 温水蓄熱時には前記下部伝熱管へ所定の温度の熱媒を流
すか、あるいは前記冷凍サイクル手段より冷媒を流して
凝縮器を構成し、 前記密閉容器は、前記上部伝熱管を通す上部鞘管、前記
下部伝熱管を通す下部鞘管、および前記上部鞘管と前記
下部鞘管を連結して配置された複数の熱交換管から構成
され、 前記熱交換管の入口直上の位置にテープあるいは切欠き
の入った管等から成る凝縮液滴下防止部が設けられてい
ることを特徴とするヒートパイプ式蓄熱水槽装置。 - （２）前記上部鞘管と前記熱交換管は、その接合位置に
、テーパ長さと上部鞘管内径との比が０．２５以上のテ
ーパ面を有する作動液滴下導入部を形成された請求項第
１項記載のヒートパイプ式蓄熱水槽装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63209302A JPH0257836A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | ヒートパイプ式蓄熱水槽装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63209302A JPH0257836A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | ヒートパイプ式蓄熱水槽装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0257836A true JPH0257836A (ja) | 1990-02-27 |
Family
ID=16570705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63209302A Pending JPH0257836A (ja) | 1988-08-22 | 1988-08-22 | ヒートパイプ式蓄熱水槽装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0257836A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589178A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-18 | 中海阳新能源电力股份有限公司 | 太阳能热发电用单塔梯度式熔盐储热设备 |
| CN108332591A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 邬志军 | 一种蓄冷蓄热一体化装置 |
-
1988
- 1988-08-22 JP JP63209302A patent/JPH0257836A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102589178A (zh) * | 2012-03-27 | 2012-07-18 | 中海阳新能源电力股份有限公司 | 太阳能热发电用单塔梯度式熔盐储热设备 |
| CN108332591A (zh) * | 2017-01-20 | 2018-07-27 | 邬志军 | 一种蓄冷蓄热一体化装置 |
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