JPH044510B2 - - Google Patents
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- JPH044510B2 JPH044510B2 JP60185898A JP18589885A JPH044510B2 JP H044510 B2 JPH044510 B2 JP H044510B2 JP 60185898 A JP60185898 A JP 60185898A JP 18589885 A JP18589885 A JP 18589885A JP H044510 B2 JPH044510 B2 JP H044510B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- container
- pipe
- pressure
- hydrogen gas
- 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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-
- 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
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野
本発明は、熱媒を用いない熱輸送装置に係り、
特に太陽熱、ゴミ処理や工場の廃熱、地熱等を熱
損失なく輸送するように好適な熱輸送装置に関す
る。
特に太陽熱、ゴミ処理や工場の廃熱、地熱等を熱
損失なく輸送するように好適な熱輸送装置に関す
る。
(ロ) 従来の技術
従来、熱源から需要地点まで熱を輸送する方法
は、熱源で熱交換器を用いて熱媒となる水やオイ
ルを温め、その熱媒を需要地点まで輸送し、そこ
で再び熱交換器を用いて熱媒から熱を取り出す方
法であつた。
は、熱源で熱交換器を用いて熱媒となる水やオイ
ルを温め、その熱媒を需要地点まで輸送し、そこ
で再び熱交換器を用いて熱媒から熱を取り出す方
法であつた。
しかし、この方法では熱媒である水やオイルを
配管等で輸送するため、配管経路において管体や
外壁に熱が漏れ、熱損失が生じる不都合がある。
通常、その配管は断熱材で覆う処理がとられる
が、根本的な解決にはならない。特に、配管距離
が数100〜数10000ｍと長くなると、熱源温度が
150℃の場合、熱損失量は50％程度にも達する。
この結果、熱需要地点の熱交換器に入る熱媒の温
度は低下し、熱交換器から出る時には、さらに20
〜30℃低下するので、充分な温度が得られない。
配管等で輸送するため、配管経路において管体や
外壁に熱が漏れ、熱損失が生じる不都合がある。
通常、その配管は断熱材で覆う処理がとられる
が、根本的な解決にはならない。特に、配管距離
が数100〜数10000ｍと長くなると、熱源温度が
150℃の場合、熱損失量は50％程度にも達する。
この結果、熱需要地点の熱交換器に入る熱媒の温
度は低下し、熱交換器から出る時には、さらに20
〜30℃低下するので、充分な温度が得られない。
このような、従来の熱媒による熱輸送装置で
は、熱媒配管において生じる熱損失や温度低下が
大きくなるという問題があつた。
は、熱媒配管において生じる熱損失や温度低下が
大きくなるという問題があつた。
(ハ) 発明が解決しようとする問題点
本発明は、以上の問題を解決し、熱損失や温度
低下を低く抑えることのできる熱輸送装置を提供
することを目的とする。
低下を低く抑えることのできる熱輸送装置を提供
することを目的とする。
(ニ) 問題点を解決するための手段
このため本発明は、金属水素化物を用いてケミ
カルヒートパイプを構成し、水素ガスの輸送によ
り熱輸送を行なうようにしたもので、熱源側およ
び熱需要地点の熱負荷側双方に断熱材で覆つた金
属水素化物充填容器をそれぞれ設置し、水素ガス
配管で接続すると共に、熱源側の上記容器は断熱
材を開閉して外気に放熱できる構造としたことを
特徴としている。
カルヒートパイプを構成し、水素ガスの輸送によ
り熱輸送を行なうようにしたもので、熱源側およ
び熱需要地点の熱負荷側双方に断熱材で覆つた金
属水素化物充填容器をそれぞれ設置し、水素ガス
配管で接続すると共に、熱源側の上記容器は断熱
材を開閉して外気に放熱できる構造としたことを
特徴としている。
即ち、熱源側から熱負荷側へ熱を輸送する工程
では、熱源側、熱負荷側とも金属水素化物充填容
器は断熱した状態に接定し、熱源側で熱により放
出された水素ガスを熱負荷側にパイプで輸送し、
熱負荷側の金属水素化物に吸収させて熱を取り出
す。反対に、熱負荷側から熱源側に水素ガスを戻
す水素ガス再生工程では、熱源側の金属水素化物
充填容器の断熱材を開き外気に放熱できる状態に
設定し、熱負荷側の金属水素化物充填容器に熱を
与えて放出された水素ガスを熱源側にパイプで輸
送し、熱源側金属水素化物に水素を吸収させるも
のである。
では、熱源側、熱負荷側とも金属水素化物充填容
器は断熱した状態に接定し、熱源側で熱により放
出された水素ガスを熱負荷側にパイプで輸送し、
熱負荷側の金属水素化物に吸収させて熱を取り出
す。反対に、熱負荷側から熱源側に水素ガスを戻
す水素ガス再生工程では、熱源側の金属水素化物
充填容器の断熱材を開き外気に放熱できる状態に
設定し、熱負荷側の金属水素化物充填容器に熱を
与えて放出された水素ガスを熱源側にパイプで輸
送し、熱源側金属水素化物に水素を吸収させるも
のである。
(ホ) 作用
熱輸送装置を上記のように構成することによ
り、輸送する水素ガスは原理的には熱媒ではない
ため、配管通過時、その温度が低下しても、金属
水素化物の水素化反応による熱再生能力はほとん
ど低下せず、熱損失とならない。但し、水素ガス
は比熱が小さく、熱媒としての作用も僅かで、配
管経路での放熱は極く僅かである。従つて、水素
ガス配管による熱損失や温度低下の問題が解消で
きる。また、熱輸送の行われる昼間は、容器上面
蓋は閉じられ、熱源側、熱利用側の金属水素化物
充填容器は双方とも断熱状態となつて、水素の放
出、吸収が熱損失なく効率よく行われると共に、
水素ガス再生工程の行われる夜間は、容器上面蓋
を開いて、熱源側上記容器の断熱解除と外気に開
放するヒートパイプにより放熱促進を積極的に図
つて、水素ガスを速やかに熱源側に戻すことがで
きる。
り、輸送する水素ガスは原理的には熱媒ではない
ため、配管通過時、その温度が低下しても、金属
水素化物の水素化反応による熱再生能力はほとん
ど低下せず、熱損失とならない。但し、水素ガス
は比熱が小さく、熱媒としての作用も僅かで、配
管経路での放熱は極く僅かである。従つて、水素
ガス配管による熱損失や温度低下の問題が解消で
きる。また、熱輸送の行われる昼間は、容器上面
蓋は閉じられ、熱源側、熱利用側の金属水素化物
充填容器は双方とも断熱状態となつて、水素の放
出、吸収が熱損失なく効率よく行われると共に、
水素ガス再生工程の行われる夜間は、容器上面蓋
を開いて、熱源側上記容器の断熱解除と外気に開
放するヒートパイプにより放熱促進を積極的に図
つて、水素ガスを速やかに熱源側に戻すことがで
きる。
(ヘ) 実施例
以下、本発明のソーラーシステムに適用した実
施例を図面に基づいて説明する。
施例を図面に基づいて説明する。
第１図および第２図において、本システムは、
熱源となる太陽熱集熱器１の近傍に設置する金属
水素化物充填熱輸送容器（以下、熱輸送ユニツト
という）２と、暖房器等の熱負荷容器３の近傍に
設置される金属水素化物充填熱再生容器（以下、
熱再生ユニツトという）４が水素を輸送する配管
５により結合されて成る。
熱源となる太陽熱集熱器１の近傍に設置する金属
水素化物充填熱輸送容器（以下、熱輸送ユニツト
という）２と、暖房器等の熱負荷容器３の近傍に
設置される金属水素化物充填熱再生容器（以下、
熱再生ユニツトという）４が水素を輸送する配管
５により結合されて成る。
熱輸送ユニツト２は、周面および底面に断熱材
６を介在させ、上面７を気密に仕切る耐圧容器を
備えて成る。その容器内部には金属水素化物８が
収納されると共に、その容器を気密に貫通して太
陽熱集熱器１に接続される熱媒管９が収納配置さ
れる。更に、その容器内部から容器上面７を気密
に貫通して外部放熱フイン１０を有するヒートパ
イプ１１が突出配置される。その容器上面７から
外部に突出するヒートパイプ部分を覆うように容
器上部には断熱材６で形成された容器上面蓋１２
が蝶番１３により開閉自在に設けられている。
６を介在させ、上面７を気密に仕切る耐圧容器を
備えて成る。その容器内部には金属水素化物８が
収納されると共に、その容器を気密に貫通して太
陽熱集熱器１に接続される熱媒管９が収納配置さ
れる。更に、その容器内部から容器上面７を気密
に貫通して外部放熱フイン１０を有するヒートパ
イプ１１が突出配置される。その容器上面７から
外部に突出するヒートパイプ部分を覆うように容
器上部には断熱材６で形成された容器上面蓋１２
が蝶番１３により開閉自在に設けられている。
太陽熱集熱器１に接続される熱媒管９の容器外
部の経路には、太陽熱集熱器１で昇温された熱媒
を耐圧容器内部に循環輸送するための循環ポンプ
１４と、開閉弁１５，１６が設けられる。
部の経路には、太陽熱集熱器１で昇温された熱媒
を耐圧容器内部に循環輸送するための循環ポンプ
１４と、開閉弁１５，１６が設けられる。
容器上面蓋１２には、これを自動的に開閉する
ため、ワイヤー１７が固定され、プーリ１８を介
してモータ１９の巻取プーリに接続されている。
ため、ワイヤー１７が固定され、プーリ１８を介
してモータ１９の巻取プーリに接続されている。
一方、熱再生ユニツト４は、全体に断熱材２０
を介在させた耐圧容器を備えて成り、容器内部に
金属水素化物２１と共に、熱負荷器３に接続され
る熱媒管２２と、夜間電力で運用する温水器２３
に接続される熱媒管２４が収納配置される。
を介在させた耐圧容器を備えて成り、容器内部に
金属水素化物２１と共に、熱負荷器３に接続され
る熱媒管２２と、夜間電力で運用する温水器２３
に接続される熱媒管２４が収納配置される。
その熱媒管２２の容器外部の循環経路とは開閉
弁２５，２６、また、熱媒管２４の容器外部循環
経路には開閉弁２７，２８が設けられる。
弁２５，２６、また、熱媒管２４の容器外部循環
経路には開閉弁２７，２８が設けられる。
また、熱輸送ユニツト２と熱再生ユニツト４を
結合する水素ガス配管５には開閉弁２９が設けら
れている。
結合する水素ガス配管５には開閉弁２９が設けら
れている。
なお、金属水素化物には熱を受けて水素を放出
すると金属になるが、この明細書では、その状態
も含めて金属水素化物と称している。
すると金属になるが、この明細書では、その状態
も含めて金属水素化物と称している。
以上の構成で、昼間は第１図に示すように熱輸
送ユニツト２の容器上面蓋１２を閉じ、太陽熱集
熱器１から熱媒管９に熱媒を循環させるため、開
閉弁１５，１６を開き、ポンプ１４を運転する。
一方、熱再生ユニツト４の熱媒管２２から熱負荷
容器３に熱媒を循環させるため、開閉弁２５，２
６を開く、このとき、熱媒管２４と温水器２３の
間の開閉弁２７，２８は閉じておく。
送ユニツト２の容器上面蓋１２を閉じ、太陽熱集
熱器１から熱媒管９に熱媒を循環させるため、開
閉弁１５，１６を開き、ポンプ１４を運転する。
一方、熱再生ユニツト４の熱媒管２２から熱負荷
容器３に熱媒を循環させるため、開閉弁２５，２
６を開く、このとき、熱媒管２４と温水器２３の
間の開閉弁２７，２８は閉じておく。
これにより、太陽熱集熱器１で収集された熱
は、熱媒により熱輸送ユニツト２内に送られ、熱
媒管９から金属水素化物８に与えられる。この結
果、金属水素化物８は水素を放出し、その水素は
配管５を介して熱再生ユニツト４に輸送される。
熱再生ユニツト４内の金属水素化物２１は、この
水素を吸収して水素化熱を放出し、その熱は熱媒
管２２から熱媒により熱負荷器３に与えられ使用
する。この行程において、熱輸送ユニツト２と熱
再生ユニツト４は双方とも断熱されているため、
熱媒管９，２２と金属水素化物８，２１の各々の
間で、外気に熱を逃がして熱損失することなく、
熱交換が行なわれる。また、熱輸送ユニツト２か
ら熱再生ユニツト４への熱の輸送は熱媒を用いる
ことなく、水素ガスを用いて行なつているため、
熱輸送ユニツト２と熱再生ユニツト４間の距離が
長くとも配管５での熱損失は非常に小さく、効率
の良い熱輸送が行なわれる。
は、熱媒により熱輸送ユニツト２内に送られ、熱
媒管９から金属水素化物８に与えられる。この結
果、金属水素化物８は水素を放出し、その水素は
配管５を介して熱再生ユニツト４に輸送される。
熱再生ユニツト４内の金属水素化物２１は、この
水素を吸収して水素化熱を放出し、その熱は熱媒
管２２から熱媒により熱負荷器３に与えられ使用
する。この行程において、熱輸送ユニツト２と熱
再生ユニツト４は双方とも断熱されているため、
熱媒管９，２２と金属水素化物８，２１の各々の
間で、外気に熱を逃がして熱損失することなく、
熱交換が行なわれる。また、熱輸送ユニツト２か
ら熱再生ユニツト４への熱の輸送は熱媒を用いる
ことなく、水素ガスを用いて行なつているため、
熱輸送ユニツト２と熱再生ユニツト４間の距離が
長くとも配管５での熱損失は非常に小さく、効率
の良い熱輸送が行なわれる。
次に、夜間は、第２図に示すように熱輸送ユニ
ツト２の上蓋１２を開き、開閉弁１５，１６を閉
じて熱媒管９の熱交換を停止する。一方、熱再生
ユニツト４側では、開閉弁２５，２６を閉じ熱媒
管２２の熱交換を停止し、開閉弁２７，２８を開
いて温水器２３と熱媒管２４の間で熱媒を循環さ
せる。
ツト２の上蓋１２を開き、開閉弁１５，１６を閉
じて熱媒管９の熱交換を停止する。一方、熱再生
ユニツト４側では、開閉弁２５，２６を閉じ熱媒
管２２の熱交換を停止し、開閉弁２７，２８を開
いて温水器２３と熱媒管２４の間で熱媒を循環さ
せる。
これにより、温水器２３から供給される熱は熱
媒管２４により金属水素化物２１に与えられる。
金属水素化物２１は水素を放出し、金属に変化す
る。放出された水素は配管５を介して熱輸送ユニ
ツト２に輸送され、金属水素化物（金属の状態）
８は、水素と化合して金属水素化物に変化する。
このとき、放出される熱はヒートパイプ１１の下
部で吸収され、上部放熱フイン１０から外気に放
熱される。この行程により、金属水素化物８およ
び２１を元の状態に戻すことができ、再び熱輸送
行程の実行が可能となり、上記２つの行程を昼夜
繰り返すことによつて、ソーラーシステムの連続
運転が可能となる。
媒管２４により金属水素化物２１に与えられる。
金属水素化物２１は水素を放出し、金属に変化す
る。放出された水素は配管５を介して熱輸送ユニ
ツト２に輸送され、金属水素化物（金属の状態）
８は、水素と化合して金属水素化物に変化する。
このとき、放出される熱はヒートパイプ１１の下
部で吸収され、上部放熱フイン１０から外気に放
熱される。この行程により、金属水素化物８およ
び２１を元の状態に戻すことができ、再び熱輸送
行程の実行が可能となり、上記２つの行程を昼夜
繰り返すことによつて、ソーラーシステムの連続
運転が可能となる。
なお、以上の実施例では、水素ガス再生行程に
おける熱源として、夜間電力を使う温水器の例を
示したが、本発明はこれに限らず、他に利用でき
ないような低質熱源を利用することも可能であ
る。
おける熱源として、夜間電力を使う温水器の例を
示したが、本発明はこれに限らず、他に利用でき
ないような低質熱源を利用することも可能であ
る。
また、金属水素化物８の平衡水素圧力が、金属
水素化物２１のそれよりも高いものを選べば、ヒ
ートポンプの作用によつて熱負荷器３には、熱源
１よりも高い温度が得られるので、ソーラーシス
テムに限らずゴミ処理や工場の廃熱、地熱等を熱
源１とすることも可能である。
水素化物２１のそれよりも高いものを選べば、ヒ
ートポンプの作用によつて熱負荷器３には、熱源
１よりも高い温度が得られるので、ソーラーシス
テムに限らずゴミ処理や工場の廃熱、地熱等を熱
源１とすることも可能である。
(ト) 発明の効果
以上のように本発明によれば、熱源側から熱負
荷側に水素ガスを用いて熱輸送を行なうようにし
たので輸送配管による熱損失を低く抑えることが
できると共に、熱源側金属水素化物容器の断熱材
を開閉し、放熱できる構成としたので、輸送した
水素を速やかに戻すことができ、熱を輸送する行
程と水素ガスを戻す行程を交互に繰り返すことに
よつて連続運転が可能な効率の良い熱輸送装置が
得られる。
荷側に水素ガスを用いて熱輸送を行なうようにし
たので輸送配管による熱損失を低く抑えることが
できると共に、熱源側金属水素化物容器の断熱材
を開閉し、放熱できる構成としたので、輸送した
水素を速やかに戻すことができ、熱を輸送する行
程と水素ガスを戻す行程を交互に繰り返すことに
よつて連続運転が可能な効率の良い熱輸送装置が
得られる。
第１図は本発明の一実施例であるソーラーシス
テムの熱輸送行程の説明図、第２図は同システム
の水素ガス再生行程説明図である。 ２……熱輸送ユニツト、４……熱再生ユニツ
ト、１２……容器上面蓋、８，２１……金属水素
化物、９，２２，２４……熱媒管、１１……ヒー
トパイプ。
テムの熱輸送行程の説明図、第２図は同システム
の水素ガス再生行程説明図である。 ２……熱輸送ユニツト、４……熱再生ユニツ
ト、１２……容器上面蓋、８，２１……金属水素
化物、９，２２，２４……熱媒管、１１……ヒー
トパイプ。
Claims (1)
- １ 側面および底面に断熱材を介在させて内部を
密封して成る耐圧容器と、その耐圧容器内部に収
納される金属水素化物と、その耐圧容器を気密に
貫通して設けられる熱交換用の熱媒管と、その耐
圧容器の内部から上面に気密に突出して設けられ
るヒートパイプと、そのヒートパイプが突出する
耐圧容器上面部分を開閉自在に覆う断熱材で形成
された容器上面蓋とを備える第１の容器を熱源側
に配置する一方、全周面に断熱材を介在させて内
部を密封して成る耐圧容器と、その耐圧容器を気
密に貫通して設けられる熱負荷用の配管および熱
交換用の熱媒管とを備える第２の容器を熱負荷側
に配置し、前記第１と第２の容器間を水素ガス配
管で結合し、前記第１の容器の熱媒管には太陽熱
集熱器を接続し、昼間前記容器上面蓋を閉じて、
この太陽熱集熱器で加熱された熱媒を熱媒管に流
し、夜間前記容器上面蓋を開いた状態として、輸
送した水素ガスの熱利用側からの戻し行程を行う
ことを特徴とする熱輸送装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60185898A JPS6246170A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 熱輸送装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60185898A JPS6246170A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 熱輸送装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6246170A JPS6246170A (ja) | 1987-02-28 |
| JPH044510B2 true JPH044510B2 (ja) | 1992-01-28 |
Family
ID=16178808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60185898A Granted JPS6246170A (ja) | 1985-08-26 | 1985-08-26 | 熱輸送装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6246170A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5959152B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2016-08-02 | 株式会社豊田中央研究所 | 熱輸送装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61190261A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-23 | 株式会社日本製鋼所 | 水素貯蔵合金を利用したヒ−トパイプ式冷房・冷凍装置 |
-
1985
- 1985-08-26 JP JP60185898A patent/JPS6246170A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6246170A (ja) | 1987-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |