JPH0323836B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0323836B2 JPH0323836B2 JP57197356A JP19735682A JPH0323836B2 JP H0323836 B2 JPH0323836 B2 JP H0323836B2 JP 57197356 A JP57197356 A JP 57197356A JP 19735682 A JP19735682 A JP 19735682A JP H0323836 B2 JPH0323836 B2 JP H0323836B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- heat
- fluid
- solid
- transition
- 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
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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
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/025—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being in direct contact with a heat-exchange medium or with another heat storage material
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Fats And Perfumes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、固相で相電転移行う物質を常に固
体状態の潜熱蓄熱材料として用いた蓄熱方法およ
び蓄熱器に関するものである。
体状態の潜熱蓄熱材料として用いた蓄熱方法およ
び蓄熱器に関するものである。
潜熱蓄熱は、種々の蓄熱技術の中でも、蓄熱密
度が高く、一定温度で熱の出し入れができるとい
う特徴があり、システムも単純であるため、実用
性の高い蓄熱方法である。
度が高く、一定温度で熱の出し入れができるとい
う特徴があり、システムも単純であるため、実用
性の高い蓄熱方法である。
しかし、従来の潜熱蓄熱方法は、ほとんど固相
―液相間の相変化を利用したものであり、潜熱蓄
熱器のように、特に蓄熱材料と熱媒体との間の熱
交換の向上が重要となる場合、一部の特殊な蓄熱
材料を用いた蓄熱材（特開昭57−76078号公報、
特願昭57−109046号公報）を除いて熱交換が十分
に行えず、技術開発上の大きな問題点となつてい
るのが現状である。
―液相間の相変化を利用したものであり、潜熱蓄
熱器のように、特に蓄熱材料と熱媒体との間の熱
交換の向上が重要となる場合、一部の特殊な蓄熱
材料を用いた蓄熱材（特開昭57−76078号公報、
特願昭57−109046号公報）を除いて熱交換が十分
に行えず、技術開発上の大きな問題点となつてい
るのが現状である。
上記した公報に記載されている蓄熱器でも、ポ
リエチレンを蓄熱物質として用いているので、こ
の場合でも使用温度は、約100〜150℃に限られ
る。そして、それより高温で使用する蓄熱材料に
ついても、撹拌、振動などの種々の伝熱促進方法
の提案はあるが（例えば電子技術総合研究所彙報
45、11〜12、1981）、いずれも著しいコストの上
昇を招き、かつ固相→液相に相変化する際の入熱
時には伝熱促進の効果が発揮できない。
リエチレンを蓄熱物質として用いているので、こ
の場合でも使用温度は、約100〜150℃に限られ
る。そして、それより高温で使用する蓄熱材料に
ついても、撹拌、振動などの種々の伝熱促進方法
の提案はあるが（例えば電子技術総合研究所彙報
45、11〜12、1981）、いずれも著しいコストの上
昇を招き、かつ固相→液相に相変化する際の入熱
時には伝熱促進の効果が発揮できない。
この発明は、かかる実状にかんがみてなされた
もので、固相で相転移を行う結晶が蓄熱材料とし
て使用できる点に着目し、太陽熱、排ガス、排水
等から得られる熱エネルギーを蓄熱する方法およ
びその蓄熱器を提供するものである。
もので、固相で相転移を行う結晶が蓄熱材料とし
て使用できる点に着目し、太陽熱、排ガス、排水
等から得られる熱エネルギーを蓄熱する方法およ
びその蓄熱器を提供するものである。
固相で相転移を行なう結晶を固体状蓄熱材料と
して用いると、液相―固相間の相変化がないた
め、熱交換向上の対策が立て易いという利点があ
り、さらに、常に固相であるために取り扱いが極
めて容易になる。
して用いると、液相―固相間の相変化がないた
め、熱交換向上の対策が立て易いという利点があ
り、さらに、常に固相であるために取り扱いが極
めて容易になる。
特に、樹脂、化粧品、爆薬等の原料として使用
されるペンタエルスリトール〔Ｃ（CH2OH）4〕
は、188℃での転移熱がほぼ280kJ／Kg程度にな
り、蓄熱材として十分に実用できることが分かつ
た。以下、この発明を図面により説明する。
されるペンタエルスリトール〔Ｃ（CH2OH）4〕
は、188℃での転移熱がほぼ280kJ／Kg程度にな
り、蓄熱材として十分に実用できることが分かつ
た。以下、この発明を図面により説明する。
第１図はこの発明の一実施例を示す蓄熱器の断
面図で、１はペンタエリスリトール等からなる蓄
熱材料結晶、２は前記蓄熱材料結晶１と溶け合わ
ない流体、３は蓄熱容器、４は撹拌機である。蓄
熱容器３内には、１本もしくは複数の伝熱管５が
設けられており、該伝熱管５内を熱媒体６が流れ
て蓄熱物質と熱交換を行うようにしてある。
面図で、１はペンタエリスリトール等からなる蓄
熱材料結晶、２は前記蓄熱材料結晶１と溶け合わ
ない流体、３は蓄熱容器、４は撹拌機である。蓄
熱容器３内には、１本もしくは複数の伝熱管５が
設けられており、該伝熱管５内を熱媒体６が流れ
て蓄熱物質と熱交換を行うようにしてある。
この発明の蓄熱器は、従来の潜熱蓄熱器と異な
り、蓄熱容器３内部の蓄熱材料は流体２に分散し
た状態であるため、伝熱面積が大きく、さらに、
撹拌することによつてより一層の伝熱促進をする
ことができる。
り、蓄熱容器３内部の蓄熱材料は流体２に分散し
た状態であるため、伝熱面積が大きく、さらに、
撹拌することによつてより一層の伝熱促進をする
ことができる。
また、第２図に示すように、撹拌がなくとも、
伝熱管５の本数を増加しておけば、流体２の自然
体流が生じるために、伝熱は従来のものより促進
されるという結果がある。
伝熱管５の本数を増加しておけば、流体２の自然
体流が生じるために、伝熱は従来のものより促進
されるという結果がある。
第３図はこの発明の他の実施例を示すもので、
前記した蓄熱材料結晶１と流体２の流動性蓄熱物
質を小容器１０内に密封し、これを蓄熱容器３内
に複数本収容し、小容器１０の間〓に熱媒体６を
流路８から流路９へ流すことによつて熱交換を行
う蓄熱器の概略図である。小容器１０としては、
例えば直径10mm、長さ500mm程度の薄肉円管のよ
うに、熱容量が小さく、半径方向の熱伝導抵抗が
小さくなるようなものが望ましい。この蓄熱器に
おいても、前記第１図または第２図に示した実施
例の蓄熱器と同様、蓄熱材料の回りで対流が発生
するため、伝熱促進を図ることができる。
前記した蓄熱材料結晶１と流体２の流動性蓄熱物
質を小容器１０内に密封し、これを蓄熱容器３内
に複数本収容し、小容器１０の間〓に熱媒体６を
流路８から流路９へ流すことによつて熱交換を行
う蓄熱器の概略図である。小容器１０としては、
例えば直径10mm、長さ500mm程度の薄肉円管のよ
うに、熱容量が小さく、半径方向の熱伝導抵抗が
小さくなるようなものが望ましい。この蓄熱器に
おいても、前記第１図または第２図に示した実施
例の蓄熱器と同様、蓄熱材料の回りで対流が発生
するため、伝熱促進を図ることができる。
また、蓄熱材料が分散相となつているため、小
容器１０への充填、取り出しが極めて容易である
という利点がある。
容器１０への充填、取り出しが極めて容易である
という利点がある。
第４図に示した蓄熱器では、蓄熱材料結晶１と
流体２の流動性蓄熱物質を蓄熱容器３内にためて
おき、蓄熱時にはポンプ７を用いて流路９から蓄
熱容器３外へ循環させて熱交換器１２等で熱を奪
つた後、流路８から蓄熱容器３内へ戻すようにし
ている。また、放熱時には逆に流路８より蓄熱容
器３外へ循環させて、熱交換機１２等に熱を放出
した後に、流路９から蓄熱容器３内へ戻す。
流体２の流動性蓄熱物質を蓄熱容器３内にためて
おき、蓄熱時にはポンプ７を用いて流路９から蓄
熱容器３外へ循環させて熱交換器１２等で熱を奪
つた後、流路８から蓄熱容器３内へ戻すようにし
ている。また、放熱時には逆に流路８より蓄熱容
器３外へ循環させて、熱交換機１２等に熱を放出
した後に、流路９から蓄熱容器３内へ戻す。
この場合、蓄熱材料結晶１を第５図に示すよう
にフイルタ１１によつて蓄熱容器３の外へ出さな
いようにしてもよい。蓄熱材料結晶１が細かい場
合には、フイルタ１１の目詰まりがあるため、前
記した第４図のほうが望ましく、蓄熱材料結晶１
粗い場合にはポンプ７による円滑な送液が難しい
ため、第５図に示したように、流体２のみを循環
させる方法がよい。
にフイルタ１１によつて蓄熱容器３の外へ出さな
いようにしてもよい。蓄熱材料結晶１が細かい場
合には、フイルタ１１の目詰まりがあるため、前
記した第４図のほうが望ましく、蓄熱材料結晶１
粗い場合にはポンプ７による円滑な送液が難しい
ため、第５図に示したように、流体２のみを循環
させる方法がよい。
なお、この発明の蓄熱器に用いる蓄熱材料結晶
１は、粉末状でも10mm以下の顆粒状でも固体状物
質であれば同様の効果を発揮するが、それ以上の
大きさであると結晶内の熱伝導抵抗が大きくな
り、蓄熱器の熱交換性能が低下するので好ましく
ない。
１は、粉末状でも10mm以下の顆粒状でも固体状物
質であれば同様の効果を発揮するが、それ以上の
大きさであると結晶内の熱伝導抵抗が大きくな
り、蓄熱器の熱交換性能が低下するので好ましく
ない。
また、結晶と混合させる流体は、結晶の性質を
変えない気体ならば、比熱、熱伝導率の高いもの
が好ましく、また、結晶と溶け合わない液体なら
ば粘度が低く、比熱、熱伝導率の高いものが好ま
しい。
変えない気体ならば、比熱、熱伝導率の高いもの
が好ましく、また、結晶と溶け合わない液体なら
ば粘度が低く、比熱、熱伝導率の高いものが好ま
しい。
例えば、蓄熱材料としてペンタエリスリトール
を使用する場合は、Heガス、シリコーン油や炭
化水素系液体が好ましい。
を使用する場合は、Heガス、シリコーン油や炭
化水素系液体が好ましい。
以上説明したように、この発明の蓄熱方法およ
び蓄熱器は、固相で相転移に伴う転移熱を吸収、
放出する固体状物質と、この固体状物質と溶け合
わない流体とを混合し、流動性蓄熱物質として使
用するようにしたので、従来の蓄熱物質にみられ
るように液相―固相間の相変化がなく、熱交換の
向上対策が立て易いという利点がある。さらに、
常に流動性蓄熱物質の状態となつているので、そ
の取り扱いは極めて容易であり、蓄熱器の構造も
シンプルになるので、保守、点検の上でも有利で
あり、かつコストも低減できるという効果があ
る、
び蓄熱器は、固相で相転移に伴う転移熱を吸収、
放出する固体状物質と、この固体状物質と溶け合
わない流体とを混合し、流動性蓄熱物質として使
用するようにしたので、従来の蓄熱物質にみられ
るように液相―固相間の相変化がなく、熱交換の
向上対策が立て易いという利点がある。さらに、
常に流動性蓄熱物質の状態となつているので、そ
の取り扱いは極めて容易であり、蓄熱器の構造も
シンプルになるので、保守、点検の上でも有利で
あり、かつコストも低減できるという効果があ
る、
第１図はこの発明の一実施例を示す蓄熱器の断
面図、第２図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す蓄熱器の概略図、第４図はこの発明の蓄熱方
法の一実施例を示す概略図、第５図はこの発明の
他の実施例を示す蓄熱方法の概略図である。 図中、１は蓄熱材料結晶、２は流体、３は蓄熱
容器、４は撹拌機、５は伝熱管、６は熱媒体、７
はポンプ、８，９は流路、１０は小容器、１１は
フイルタ、１２は熱交換器である。
面図、第２図、第３図はこの発明の他の実施例を
示す蓄熱器の概略図、第４図はこの発明の蓄熱方
法の一実施例を示す概略図、第５図はこの発明の
他の実施例を示す蓄熱方法の概略図である。 図中、１は蓄熱材料結晶、２は流体、３は蓄熱
容器、４は撹拌機、５は伝熱管、６は熱媒体、７
はポンプ、８，９は流路、１０は小容器、１１は
フイルタ、１２は熱交換器である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 固相で相転移に伴う転移熱の吸収、放出を行
う固体状物質と、この固体状物質と溶け合わない
流体とを混合し、流動性蓄熱物質として使用する
ことを特徴とする蓄熱方法。 ２ 固体状物質としてペンタエリスリトールを使
用することを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載の蓄熱方法。 ３ 流体としてヘリウムガス、炭化水素系液体も
しくはシリコン油を使用することを特徴とする特
許請求の範囲第２項記載の蓄熱方法。 ４ 固相で相転移に伴う転移熱の吸収、放出を行
う固体状物質と、この固体状物質と溶け合わない
流体とを混合した流動性蓄熱物質を蓄熱容器内に
充填し、前記蓄熱容器内に設けた伝熱管内を流れ
る熱媒体と熱の交換を行わせることを特徴とする
蓄熱器。 ５ 蓄熱容器内の流動性蓄熱物質を撹拌すること
を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の蓄熱
器。 ６ 固相で相転移に伴う転移熱の吸収、放出を行
う固体状物質と、この固体状物質と溶け合わない
流体とを混合した流動性蓄熱物質を複数個の小容
器内に密封し、熱媒体が流れる蓄熱容器内に収容
したことを特徴とする蓄熱器。 ７ 固相で相転移に伴う転移熱の吸収、放出を行
う固体状物質と、該物質と溶け合わない流体とを
混合した流動性蓄熱物質を蓄熱容器内に収容し、
前記流動性蓄熱物質、もしくは前記流体のみを蓄
熱容器外に循環させて熱の出し入れを行わせるこ
とを特徴とする蓄熱器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197356A JPS5986894A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 蓄熱方法と蓄熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57197356A JPS5986894A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 蓄熱方法と蓄熱器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5986894A JPS5986894A (ja) | 1984-05-19 |
| JPH0323836B2 true JPH0323836B2 (ja) | 1991-03-29 |
Family
ID=16373120
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57197356A Granted JPS5986894A (ja) | 1982-11-10 | 1982-11-10 | 蓄熱方法と蓄熱器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5986894A (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6136696A (ja) * | 1984-07-26 | 1986-02-21 | Hitachi Zosen Corp | 定常熱発生用熱交換器 |
| JPS62795A (ja) * | 1985-06-26 | 1987-01-06 | Agency Of Ind Science & Technol | スパイラル型熱交換器を用いた蓄熱装置 |
| JPS63118596A (ja) * | 1986-11-06 | 1988-05-23 | Agency Of Ind Science & Technol | 蓄熱装置 |
| JPH0823449B2 (ja) * | 1989-04-07 | 1996-03-06 | 株式会社田熊総合研究所 | 蓄熱型電気温水・蒸気発生器 |
| JP2006308256A (ja) * | 2005-05-02 | 2006-11-09 | Kobe Steel Ltd | 蓄熱装置及び蓄熱装置の運転方法 |
| JP2007285701A (ja) * | 2007-08-06 | 2007-11-01 | Kobe Steel Ltd | 蓄熱装置及び蓄熱装置の運転方法 |
| WO2010070704A1 (ja) * | 2008-12-16 | 2010-06-24 | 社団法人日本銅センター | 蓄熱装置 |
| CN106052439B (zh) * | 2016-07-22 | 2017-09-29 | 金陵科技学院 | 一种转轮相变换热装置及工作方法 |
| CN106225542B (zh) * | 2016-09-12 | 2018-01-09 | 重庆大学 | 一种主动式固液相变材料换热循环系统 |
| JP6936352B1 (ja) * | 2020-03-25 | 2021-09-15 | 東邦瓦斯株式会社 | 潜熱蓄熱材組成物 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE2725658C2 (de) * | 1976-01-05 | 1986-11-13 | geb. Melchior Ingeborg 7148 Remseck Laing | Wärmespeicher mit Ausnutzung der Schmelzenthalpie |
| DE2814297A1 (de) * | 1977-04-04 | 1978-10-12 | Monsanto Co | Verfahren zum abfuehren von waerme aus einer fluessigkeit |
| JPS5776078A (en) * | 1980-10-29 | 1982-05-12 | Agency Of Ind Science & Technol | Heat accumulator utilizing latent heat |
| JPS57146004A (en) * | 1981-03-03 | 1982-09-09 | Agency Of Ind Science & Technol | Thermal accumulator |
-
1982
- 1982-11-10 JP JP57197356A patent/JPS5986894A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5986894A (ja) | 1984-05-19 |
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