JPH0318117B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0318117B2 JPH0318117B2 JP57183916A JP18391682A JPH0318117B2 JP H0318117 B2 JPH0318117 B2 JP H0318117B2 JP 57183916 A JP57183916 A JP 57183916A JP 18391682 A JP18391682 A JP 18391682A JP H0318117 B2 JPH0318117 B2 JP H0318117B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- transfer medium
- heat storage
- storage material
- capsule
- 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
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は深夜電力や太陽エネルギー等を貯え給
湯・冷暖房などに用いる潜熱形蓄熱材を用いた蓄
熱装置に関するものである。
湯・冷暖房などに用いる潜熱形蓄熱材を用いた蓄
熱装置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
従来、潜熱形蓄熱材を用いた蓄熱装置において
その熱交換効率を良くするため、蓄熱材中に蓄熱
材と相容性、非反応性の伝熱媒体を混入し、前記
伝熱媒体により熱伝達を行なう方法が行なわれて
いた。以下第１図により説明する。蓄熱装置１は
蓄熱槽２に蓄熱材３と熱吸収時に液体から気体に
熱放出時に気体から液体に変化する伝熱媒体４と
を上方に空間部を残して封入すると共に蓄熱する
ための熱交換器６とより構成されている。５は蓄
熱するための熱交換器である。熱交換器６に低温
熱媒体が導入されると、伝熱媒体４は蓄熱材３よ
り熱を奪い気化し、気泡となつて上昇し熱交換器
６に至り、凝縮変化８する。このようにして、蓄
熱材に蓄えた熱を効率よく取り出そうとしたもの
である。しかるに前記方式の場合、熱交換器６と
蓄熱材の一部またはその蒸気と直接接触するた
め、熱交換器６が腐食等によりピンホールが生じ
たり、破損した場合蓄熱材が、熱媒体中に混入す
る危険性があつた。特に熱媒体として水を用い給
湯用に使用する場合人体に悪影響を及ぼす恐れが
あつた。また、水和塩形の潜熱蓄熱材は一般に腐
食性があり、そのため、熱交換器や蓄熱槽の設計
にあたつては、この点を充分留意しなければなら
ないという問題点があつた。
その熱交換効率を良くするため、蓄熱材中に蓄熱
材と相容性、非反応性の伝熱媒体を混入し、前記
伝熱媒体により熱伝達を行なう方法が行なわれて
いた。以下第１図により説明する。蓄熱装置１は
蓄熱槽２に蓄熱材３と熱吸収時に液体から気体に
熱放出時に気体から液体に変化する伝熱媒体４と
を上方に空間部を残して封入すると共に蓄熱する
ための熱交換器６とより構成されている。５は蓄
熱するための熱交換器である。熱交換器６に低温
熱媒体が導入されると、伝熱媒体４は蓄熱材３よ
り熱を奪い気化し、気泡となつて上昇し熱交換器
６に至り、凝縮変化８する。このようにして、蓄
熱材に蓄えた熱を効率よく取り出そうとしたもの
である。しかるに前記方式の場合、熱交換器６と
蓄熱材の一部またはその蒸気と直接接触するた
め、熱交換器６が腐食等によりピンホールが生じ
たり、破損した場合蓄熱材が、熱媒体中に混入す
る危険性があつた。特に熱媒体として水を用い給
湯用に使用する場合人体に悪影響を及ぼす恐れが
あつた。また、水和塩形の潜熱蓄熱材は一般に腐
食性があり、そのため、熱交換器や蓄熱槽の設計
にあたつては、この点を充分留意しなければなら
ないという問題点があつた。
発明の目的
本発明は上記問題点を解決し、安全でかつ熱交
換効率のよい蓄熱装置を提供することを目的とし
たものである。
換効率のよい蓄熱装置を提供することを目的とし
たものである。
発明の構成
本発明はカプセルと熱吸収時に液体から気体
に、熱放出時に気体から液体に相変化する伝熱媒
体とを空間部を残して容器に封入すると共に前記
容器の上部に熱を取り出すための熱交換器を設
け、かつ前記カプセルには潜熱蓄熱材と熱吸収時
に液体から気体に、熱放出時に気体から液体に相
変化する伝熱媒体が空間部を残して密封された構
成となつている。
に、熱放出時に気体から液体に相変化する伝熱媒
体とを空間部を残して容器に封入すると共に前記
容器の上部に熱を取り出すための熱交換器を設
け、かつ前記カプセルには潜熱蓄熱材と熱吸収時
に液体から気体に、熱放出時に気体から液体に相
変化する伝熱媒体が空間部を残して密封された構
成となつている。
この構成により、低温熱媒体が熱交換器に導入
されると、その周辺の伝熱媒体は放熱し蒸気圧が
低下するため、容器下部の伝熱媒体が蒸発する。
この時、伝熱媒体はカプセルより熱を奪い蒸発す
る。熱交換器で放熱した伝熱媒体は凝縮液となり
カプセル上に滴下し、その表面を降下していく、
この過程でカプセルより熱を奪い蒸発していく。
このように伝熱媒体の蒸発−凝縮サイクルにより
蓄熱材の熱を低温熱媒体に与え、熱媒体を高温化
する。
されると、その周辺の伝熱媒体は放熱し蒸気圧が
低下するため、容器下部の伝熱媒体が蒸発する。
この時、伝熱媒体はカプセルより熱を奪い蒸発す
る。熱交換器で放熱した伝熱媒体は凝縮液となり
カプセル上に滴下し、その表面を降下していく、
この過程でカプセルより熱を奪い蒸発していく。
このように伝熱媒体の蒸発−凝縮サイクルにより
蓄熱材の熱を低温熱媒体に与え、熱媒体を高温化
する。
さらにカプセル中には潜熱蓄熱材とともに伝熱
媒体が封入されているので、伝熱媒体の液体→気
体への相変化にともなう伝熱媒体の気泡の空間部
への上昇により、潜熱蓄熱材が激しく撹拌される
ので熱交換率を高める。
媒体が封入されているので、伝熱媒体の液体→気
体への相変化にともなう伝熱媒体の気泡の空間部
への上昇により、潜熱蓄熱材が激しく撹拌される
ので熱交換率を高める。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を第２図、第３図の図
面を用いて説明する。
面を用いて説明する。
図において、１は蓄熱装置である。蓄熱装置１
は蓄熱槽２に塩化カルシウム６を水塩、硫酸ナト
リウム１０水塩、チオ硫酸ナトリウム５水塩、酢
酸ナトリウム５水塩、水酸化ストロンチユウム８
水塩等の潜熱蓄熱材および熱吸収時に液体から気
体に、熱放出時に気体から液体に相変化する伝熱
媒体が空間部を残して封入したカプセル９と熱吸
収時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体
に変化する、水、アルコール、フロン等の伝熱媒
体４とを空間部Ａを残して蓄熱槽２に封入してあ
る。さらに前記空間部Ａには水等の熱媒体と熱交
換をするための熱交換器６が設けられている。本
発明では安全に効率よく熱を取り出すことを目的
としているので第２図では加熱手段は明示してい
ないが、蓄熱槽全体を加熱したり、槽内に加熱手
段を設ける等により容易に蓄熱材を加熱すること
ができる。
は蓄熱槽２に塩化カルシウム６を水塩、硫酸ナト
リウム１０水塩、チオ硫酸ナトリウム５水塩、酢
酸ナトリウム５水塩、水酸化ストロンチユウム８
水塩等の潜熱蓄熱材および熱吸収時に液体から気
体に、熱放出時に気体から液体に相変化する伝熱
媒体が空間部を残して封入したカプセル９と熱吸
収時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体
に変化する、水、アルコール、フロン等の伝熱媒
体４とを空間部Ａを残して蓄熱槽２に封入してあ
る。さらに前記空間部Ａには水等の熱媒体と熱交
換をするための熱交換器６が設けられている。本
発明では安全に効率よく熱を取り出すことを目的
としているので第２図では加熱手段は明示してい
ないが、蓄熱槽全体を加熱したり、槽内に加熱手
段を設ける等により容易に蓄熱材を加熱すること
ができる。
蓄熱状態においては蓄熱槽空間部Ａは伝熱媒体
４その温度（蓄熱材温度）における平衡蒸気圧で
満たされている。熱交換器６に水等の伝熱媒体４
を導入すると、その近傍にある伝熱媒体４は凝縮
液化８する。したがつて熱交換器６近傍の蒸気圧
は低下する。これを補い新たに伝熱媒体４が蓄熱
材より熱を奪い蒸発する。一方、熱交換器６で凝
縮した伝熱媒体凝縮液８はカプセル９上に滴下
し、その表面に沿つて下降する。下降しながら一
部はカプセル９表面より熱を奪い蒸発し、一部は
下部の伝熱媒体溜りに達する。この過程でカプセ
ル９の全面より熱が奪われる。前記のごとく伝熱
媒体４の蒸発−凝縮サイクルにより蓄熱材の熱を
取り出すことができる。さらにカプセル９中では
伝熱媒体が蓄熱材より熱を奪い蒸発し、気泡とな
つて蓄熱材中を空間部に向つて上昇するため、こ
のとき気泡が蓄熱材を撹拌し、よつてカプセル９
内の壁面に蓄熱材の固形物が付着しにくく熱伝達
を良好としている。
４その温度（蓄熱材温度）における平衡蒸気圧で
満たされている。熱交換器６に水等の伝熱媒体４
を導入すると、その近傍にある伝熱媒体４は凝縮
液化８する。したがつて熱交換器６近傍の蒸気圧
は低下する。これを補い新たに伝熱媒体４が蓄熱
材より熱を奪い蒸発する。一方、熱交換器６で凝
縮した伝熱媒体凝縮液８はカプセル９上に滴下
し、その表面に沿つて下降する。下降しながら一
部はカプセル９表面より熱を奪い蒸発し、一部は
下部の伝熱媒体溜りに達する。この過程でカプセ
ル９の全面より熱が奪われる。前記のごとく伝熱
媒体４の蒸発−凝縮サイクルにより蓄熱材の熱を
取り出すことができる。さらにカプセル９中では
伝熱媒体が蓄熱材より熱を奪い蒸発し、気泡とな
つて蓄熱材中を空間部に向つて上昇するため、こ
のとき気泡が蓄熱材を撹拌し、よつてカプセル９
内の壁面に蓄熱材の固形物が付着しにくく熱伝達
を良好としている。
発明の効果
本発明においては伝熱は伝熱媒体の相変化に
伴なう潜熱を利用して行なつている。蓄熱カプ
セルより伝熱媒体が熱を奪い気化し、気体とな
つて熱交換器に伝熱する。したがつて液体の場
合に比し気体は粘性抵抗が小さいため、すばや
く容易に多量の熱（潜熱分）を伝熱することが
できるため、応答速度がはやく、効率よく伝熱
することができる。
伴なう潜熱を利用して行なつている。蓄熱カプ
セルより伝熱媒体が熱を奪い気化し、気体とな
つて熱交換器に伝熱する。したがつて液体の場
合に比し気体は粘性抵抗が小さいため、すばや
く容易に多量の熱（潜熱分）を伝熱することが
できるため、応答速度がはやく、効率よく伝熱
することができる。
カプセルの中では、伝熱媒体の相変化に伴
い、潜熱蓄熱材が撹拌されるため、カプセルの
内壁に潜熱蓄熱材の固形物が付着しにくくな
り、カプセルより熱が効率よく放出されるよう
になる。
い、潜熱蓄熱材が撹拌されるため、カプセルの
内壁に潜熱蓄熱材の固形物が付着しにくくな
り、カプセルより熱が効率よく放出されるよう
になる。
潜熱蓄熱材と熱交換器とが直接接触すること
がないため、熱交換器が破損した時蓄熱材が熱
媒体に混入するおそれが少なく安全である。
がないため、熱交換器が破損した時蓄熱材が熱
媒体に混入するおそれが少なく安全である。
外皮として高密度ポリエチレン、ポリ塩化ビ
ニール等蓄熱材により腐蝕しにくい物質を用い
ることにより、蓄熱槽の腐蝕を防ぐことができ
る。
ニール等蓄熱材により腐蝕しにくい物質を用い
ることにより、蓄熱槽の腐蝕を防ぐことができ
る。
現地設置にあたつては蓄熱槽とカプセルとを
別々に搬入し、現地で一体にすることにより据
え付けすることが可能である。これにより運送
および据え付けを容易にすることができる。
別々に搬入し、現地で一体にすることにより据
え付けすることが可能である。これにより運送
および据え付けを容易にすることができる。
第１図は従来を示す蓄熱装置の断面図、第２図
は本発明の蓄熱装置の一例を示す断面図、第３図
は第２図の−′断面図である。 １……蓄熱装置、２……蓄熱槽、４……伝熱媒
体、９……カプセル、Ａ……空間部。
は本発明の蓄熱装置の一例を示す断面図、第３図
は第２図の−′断面図である。 １……蓄熱装置、２……蓄熱槽、４……伝熱媒
体、９……カプセル、Ａ……空間部。
Claims (1)
- １ カプセルと熱吸収時に液体から気体に、熱放
出時に気体から液体に相変化する伝熱媒体とを空
間部を残して容器に封入すると共に、前記容器の
上部に熱を取り出すための熱交換器を設け、かつ
前記カプセルには潜熱蓄熱材と熱吸収時に液体か
ら気体に、熱放出時に気体から液体に相変化する
伝熱媒体が空間部を残して密封されている蓄熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183916A JPS5971989A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57183916A JPS5971989A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5971989A JPS5971989A (ja) | 1984-04-23 |
| JPH0318117B2 true JPH0318117B2 (ja) | 1991-03-11 |
Family
ID=16144051
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57183916A Granted JPS5971989A (ja) | 1982-10-19 | 1982-10-19 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5971989A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS618782U (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-20 | シャープ株式会社 | 蓄熱装置 |
| CN106289834B (zh) * | 2016-07-29 | 2017-07-11 | 中国核动力研究设计院 | 一种构建蒸汽发生器二次侧初始工况的实验系统 |
| CN111043581B (zh) * | 2019-12-26 | 2020-12-22 | 中国矿业大学 | 一种基于重力热管的分层式相变储热器 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5592889A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-14 | Hitachi Ltd | Heat accumulator |
-
1982
- 1982-10-19 JP JP57183916A patent/JPS5971989A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5971989A (ja) | 1984-04-23 |
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