JPH05106983A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
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- JPH05106983A JPH05106983A JP3271233A JP27123391A JPH05106983A JP H05106983 A JPH05106983 A JP H05106983A JP 3271233 A JP3271233 A JP 3271233A JP 27123391 A JP27123391 A JP 27123391A JP H05106983 A JPH05106983 A JP H05106983A
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Classifications
-
- 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
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 膨大な排熱を処理できる。また熱供給系或い
は熱利用系の負荷変動に対応できる。さらに熱交換性能
を減ずることなくて、安定した出力を得ることができ
る。 【構成】 シエル５内にポリエチレンを潜熱蓄熱材３と
して封入し、シエル５内を含む循環路７にエチレングリ
コールを伝熱流体４として封入した後、循環ポンプ８を
作動して、伝熱流体４をシエル５内へ管外流体として導
入する一方、熱媒６を各伝熱フイン２付チユーブ１内へ
管内流体として導入し、熱媒６により潜熱蓄熱材３を加
熱して、同潜熱蓄熱材３に蓄熱する。その際、各伝熱フ
イン２付チユーブ１の内部に熱媒６を隣接するチユーブ
内の熱媒に対して対向流として導き、潜熱蓄熱材３全体
の凝固温度を略一定にして、シエル５内の潜熱蓄熱材３
の全体を均一に相変化させ、潜熱蓄熱材３全体を融点温
度に維持して、熱媒６と潜熱蓄熱材３との温度差を常に
一定に大きくとる。そのため、熱交換性能を減ずること
なくて、安定した出力を得られる。
は熱利用系の負荷変動に対応できる。さらに熱交換性能
を減ずることなくて、安定した出力を得ることができ
る。 【構成】 シエル５内にポリエチレンを潜熱蓄熱材３と
して封入し、シエル５内を含む循環路７にエチレングリ
コールを伝熱流体４として封入した後、循環ポンプ８を
作動して、伝熱流体４をシエル５内へ管外流体として導
入する一方、熱媒６を各伝熱フイン２付チユーブ１内へ
管内流体として導入し、熱媒６により潜熱蓄熱材３を加
熱して、同潜熱蓄熱材３に蓄熱する。その際、各伝熱フ
イン２付チユーブ１の内部に熱媒６を隣接するチユーブ
内の熱媒に対して対向流として導き、潜熱蓄熱材３全体
の凝固温度を略一定にして、シエル５内の潜熱蓄熱材３
の全体を均一に相変化させ、潜熱蓄熱材３全体を融点温
度に維持して、熱媒６と潜熱蓄熱材３との温度差を常に
一定に大きくとる。そのため、熱交換性能を減ずること
なくて、安定した出力を得られる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ごみ焼却プラント等の
余剰排熱を蓄えたり、蓄えた熱を必要に応じて放熱する
蓄熱装置に関するものである。
余剰排熱を蓄えたり、蓄えた熱を必要に応じて放熱する
蓄熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、プラントからの余剰排熱を熱媒に
より回収する熱回収系と、同熱回収系から供給された熱
媒を介して回収熱を利用する熱利用系と、上記熱回収系
から供給された熱媒を介して回収熱を蓄熱するとともに
蓄えた熱を上記熱利用系の負荷変動に応じて上記熱利用
系へ放熱する蓄熱系とを有する排熱利用装置では、蓄熱
系内に、図４に示す顕熱蓄熱装置が組み込まれている。
より回収する熱回収系と、同熱回収系から供給された熱
媒を介して回収熱を利用する熱利用系と、上記熱回収系
から供給された熱媒を介して回収熱を蓄熱するとともに
蓄えた熱を上記熱利用系の負荷変動に応じて上記熱利用
系へ放熱する蓄熱系とを有する排熱利用装置では、蓄熱
系内に、図４に示す顕熱蓄熱装置が組み込まれている。
【０００３】図４において、１１が顕熱蓄熱材（水また
はレンガ）、１２が作動ガスで、作動ガス２を顕熱蓄熱
材１１の間に通して、作動ガス１２の熱を顕熱蓄熱材１
に蓄熱するようになっている。
はレンガ）、１２が作動ガスで、作動ガス２を顕熱蓄熱
材１１の間に通して、作動ガス１２の熱を顕熱蓄熱材１
に蓄熱するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前記図６に示す従来の
顕熱蓄熱装置では、蓄熱材１１が水の場合、蓄熱密度が
比較的高いものの、作動ガス２が１００℃以上になれ
ば、顕熱蓄熱装置が圧力容器になる不都合がある。一
方、蓄熱材１１がレンガ等の固体蓄熱材の場合には、蓄
熱密度が低くて、顕熱蓄熱装置が大型になるとともに、
蓄熱材の熱伝導率が低くて、蓄熱速度及び放熱速度が遅
くて、熱供給或いは熱利用系の負荷変動に追随できな
い。
顕熱蓄熱装置では、蓄熱材１１が水の場合、蓄熱密度が
比較的高いものの、作動ガス２が１００℃以上になれ
ば、顕熱蓄熱装置が圧力容器になる不都合がある。一
方、蓄熱材１１がレンガ等の固体蓄熱材の場合には、蓄
熱密度が低くて、顕熱蓄熱装置が大型になるとともに、
蓄熱材の熱伝導率が低くて、蓄熱速度及び放熱速度が遅
くて、熱供給或いは熱利用系の負荷変動に追随できな
い。
【０００５】また上記従来の顕熱蓄熱装置では、放熱時
に出力温度が徐々に下がるという不都合があった。本発
明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的
とする処は、膨大な排熱を処理できる。また熱供給系或
いは熱利用系の負荷変動に対応できる。さらに熱交換性
能を減ずることなく、安定した出力を得ることができる
排熱利用装置を提供しようとする点にある。
に出力温度が徐々に下がるという不都合があった。本発
明は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的
とする処は、膨大な排熱を処理できる。また熱供給系或
いは熱利用系の負荷変動に対応できる。さらに熱交換性
能を減ずることなく、安定した出力を得ることができる
排熱利用装置を提供しようとする点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明の蓄熱装置は、ポリエチレンを潜熱蓄熱材
として充填したシエルと、同シエルに貫通状態に取付け
てそれぞれの内部に熱媒を周辺のチユーブ内の熱媒に対
して対向流として導く複数本の伝熱フイン付チユーブ
と、上記シエルの内部を含む循環路にエチレングリコー
ルを伝熱流体として循環させる循環ポンプとを具えてい
る。
めに、本発明の蓄熱装置は、ポリエチレンを潜熱蓄熱材
として充填したシエルと、同シエルに貫通状態に取付け
てそれぞれの内部に熱媒を周辺のチユーブ内の熱媒に対
して対向流として導く複数本の伝熱フイン付チユーブ
と、上記シエルの内部を含む循環路にエチレングリコー
ルを伝熱流体として循環させる循環ポンプとを具えてい
る。
【０００７】
【作用】本発明の蓄熱装置は前記のように構成されてお
り、シエル内にポリエチレンを潜熱蓄熱材として封入
し、シエル内を含む循環路にエチレングリコールを伝熱
流体として封入した後、循環ポンプを作動して、伝熱流
体をシエル内へ管外流体として導入する一方、熱媒を各
伝熱フイン付チユーブ内へ管内流体として導入し、熱媒
により潜熱蓄熱材を加熱して、同潜熱蓄熱材に蓄熱す
る。その際、各伝熱フイン付チユーブの内部に熱媒を隣
接するチユーブ内の熱媒に対して対向流として導き、潜
熱蓄熱材全体の凝固温度を略一定にして、シエル内の潜
熱蓄熱材の全体を均一に相変化させ、潜熱蓄熱材全体を
融点温度に維持して、熱媒と潜熱蓄熱材との温度差を常
に一定に大きくとる。そのため、熱交換性能を減ずるこ
となくて、安定した出力を得られる。
り、シエル内にポリエチレンを潜熱蓄熱材として封入
し、シエル内を含む循環路にエチレングリコールを伝熱
流体として封入した後、循環ポンプを作動して、伝熱流
体をシエル内へ管外流体として導入する一方、熱媒を各
伝熱フイン付チユーブ内へ管内流体として導入し、熱媒
により潜熱蓄熱材を加熱して、同潜熱蓄熱材に蓄熱す
る。その際、各伝熱フイン付チユーブの内部に熱媒を隣
接するチユーブ内の熱媒に対して対向流として導き、潜
熱蓄熱材全体の凝固温度を略一定にして、シエル内の潜
熱蓄熱材の全体を均一に相変化させ、潜熱蓄熱材全体を
融点温度に維持して、熱媒と潜熱蓄熱材との温度差を常
に一定に大きくとる。そのため、熱交換性能を減ずるこ
となくて、安定した出力を得られる。
【０００８】
【実施例】次に本発明の蓄熱装置を図１、図２に示す一
実施例により説明すると、１が複数本のチユーブ、２が
同各チユーブ１の外周面に取付けた伝熱フイン、５が蓄
熱器のシエルで、同各伝熱フイン付チユーブ１が上記シ
エル５に貫通状態に取付けられている。
実施例により説明すると、１が複数本のチユーブ、２が
同各チユーブ１の外周面に取付けた伝熱フイン、５が蓄
熱器のシエルで、同各伝熱フイン付チユーブ１が上記シ
エル５に貫通状態に取付けられている。
【０００９】３が潜熱蓄熱材で、同潜熱蓄熱材３には、
融解後も形状の不変な形状安定化高密度ポリエチレンが
使用され、同ポリエチレンが上記各伝熱フイン付チユー
ブ１の周りの上記シエル５内に潜熱蓄熱材３として充填
されている。４が伝熱流体で、同伝熱流体４には、エチ
レングリコールが使用される。６が熱媒（加熱（蓄熱
時）用熱媒或いは受熱（放熱時）用熱媒）、７が上記シ
エル５内を含む循環路、８が上記シエル５外の同循環路
７に設けた循環ポンプで、同循環ポンプ８により、上記
伝熱流体４が上記シエル５内を含む循環路７を循環する
ようになっている。
融解後も形状の不変な形状安定化高密度ポリエチレンが
使用され、同ポリエチレンが上記各伝熱フイン付チユー
ブ１の周りの上記シエル５内に潜熱蓄熱材３として充填
されている。４が伝熱流体で、同伝熱流体４には、エチ
レングリコールが使用される。６が熱媒（加熱（蓄熱
時）用熱媒或いは受熱（放熱時）用熱媒）、７が上記シ
エル５内を含む循環路、８が上記シエル５外の同循環路
７に設けた循環ポンプで、同循環ポンプ８により、上記
伝熱流体４が上記シエル５内を含む循環路７を循環する
ようになっている。
【００１０】次に前記図１、図２に示す蓄熱装置の作用
を具体的に説明する。シエル５内にポリエチレンを潜熱
蓄熱材３として封入し、シエル５内を含む循環路７にエ
チレングリコールを伝熱流体４として封入した後、循環
ポンプ８を作動して、伝熱流体（エチレングリコール）
４をシエル５内へ管外流体として導入する一方、熱媒６
を各伝熱フイン付チユーブ１内へ管内流体として導入
し、熱媒６により潜熱蓄熱材３を加熱して、同潜熱蓄熱
材３に蓄熱する。その際、各伝熱フイン付チユーブ１の
内部に熱媒６を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流
として導く（図１の矢印参照）。
を具体的に説明する。シエル５内にポリエチレンを潜熱
蓄熱材３として封入し、シエル５内を含む循環路７にエ
チレングリコールを伝熱流体４として封入した後、循環
ポンプ８を作動して、伝熱流体（エチレングリコール）
４をシエル５内へ管外流体として導入する一方、熱媒６
を各伝熱フイン付チユーブ１内へ管内流体として導入
し、熱媒６により潜熱蓄熱材３を加熱して、同潜熱蓄熱
材３に蓄熱する。その際、各伝熱フイン付チユーブ１の
内部に熱媒６を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流
として導く（図１の矢印参照）。
【００１１】伝熱フイン付チユーブ１内の熱媒６とポリ
エチレン製潜熱蓄熱材３との間の伝熱性能は、チユーブ
内流体の熱抵抗、チユーブの熱抵抗、シエル内流体の熱
抵抗、蓄熱材の熱抵抗の和で決まる。このうち、伝熱性
能を支配するのは、シエル内流体の熱抵抗と蓄熱材の抵
抗とであり、伝熱流体４にエチレングリコールを使用し
て、これをシエル５内を含む循環路７に循環させれば、
熱伝達率が大幅に向上して、シエル内流体の熱抵抗が減
少する。
エチレン製潜熱蓄熱材３との間の伝熱性能は、チユーブ
内流体の熱抵抗、チユーブの熱抵抗、シエル内流体の熱
抵抗、蓄熱材の熱抵抗の和で決まる。このうち、伝熱性
能を支配するのは、シエル内流体の熱抵抗と蓄熱材の抵
抗とであり、伝熱流体４にエチレングリコールを使用し
て、これをシエル５内を含む循環路７に循環させれば、
熱伝達率が大幅に向上して、シエル内流体の熱抵抗が減
少する。
【００１２】伝熱フイン付チユーブ１内の熱媒６を一定
方向に流すと、図３（ａ）に示すように蓄熱器のシエル
５入口部における交換熱量が多く、同入口部において、
蓄熱材の凝固速度が大きくなる。このため、時間の経過
とともに図３（ｂ）に示すように蓄熱器のシエル５入口
部では、蓄熱材３が完全凝固して、温度も融点以下に下
がり、交換熱量が減少して、チユーブ１内の熱媒７の出
口温度も低下する。
方向に流すと、図３（ａ）に示すように蓄熱器のシエル
５入口部における交換熱量が多く、同入口部において、
蓄熱材の凝固速度が大きくなる。このため、時間の経過
とともに図３（ｂ）に示すように蓄熱器のシエル５入口
部では、蓄熱材３が完全凝固して、温度も融点以下に下
がり、交換熱量が減少して、チユーブ１内の熱媒７の出
口温度も低下する。
【００１３】一方、上記のように各チユーブ１の内部に
熱媒６を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流として
導くと、図３（ｃ）に示すように蓄熱材３全体の凝固温
度が略一定になって、シエル５内の蓄熱材３の全体が均
一に相変化し、蓄熱材３の全体が融点温度を維持して、
熱媒（例えば水）６と蓄熱材３との温度差が常に一定に
大きくとる。そのため、熱交換性能を減ずることなく
て、安定した出力が得られる。
熱媒６を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流として
導くと、図３（ｃ）に示すように蓄熱材３全体の凝固温
度が略一定になって、シエル５内の蓄熱材３の全体が均
一に相変化し、蓄熱材３の全体が融点温度を維持して、
熱媒（例えば水）６と蓄熱材３との温度差が常に一定に
大きくとる。そのため、熱交換性能を減ずることなく
て、安定した出力が得られる。
【００１４】
【発明の効果】本発明の蓄熱装置は前記のようにシエル
内に潜熱蓄熱材として充填した形状安定化高密度ポリエ
チレンは、融点１２７℃で余剰排熱の蓄熱及び放熱を行
う。しかも同ポリエチレンは、固液変化であり、シエル
側が圧力容器にならず、大容量化が可能で、膨大な排熱
を処理できる。
内に潜熱蓄熱材として充填した形状安定化高密度ポリエ
チレンは、融点１２７℃で余剰排熱の蓄熱及び放熱を行
う。しかも同ポリエチレンは、固液変化であり、シエル
側が圧力容器にならず、大容量化が可能で、膨大な排熱
を処理できる。
【００１５】一方、フイン付チユーブ内を流れる熱媒
（例えば水）は、蓄熱時には、１５０℃程度、放熱時に
は、１２７℃程度の温度で作動するので、５ａｔａ程度
の加圧が必要になるが、チユーブは、その外周に伝熱フ
インを設けている。またシエル内に伝熱流体として充填
したエチレングリコールを強制循環させるので、蓄・放
熱速度が早くなって、熱回収系或いは熱利用系の負荷変
動にも対応できる。
（例えば水）は、蓄熱時には、１５０℃程度、放熱時に
は、１２７℃程度の温度で作動するので、５ａｔａ程度
の加圧が必要になるが、チユーブは、その外周に伝熱フ
インを設けている。またシエル内に伝熱流体として充填
したエチレングリコールを強制循環させるので、蓄・放
熱速度が早くなって、熱回収系或いは熱利用系の負荷変
動にも対応できる。
【００１６】またシエル内にポリエチレンを潜熱蓄熱材
として封入し、シエル内を含む循環路にエチレングリコ
ールを伝熱流体として封入した後、循環ポンプを作動し
て、伝熱流体をシエル内へ管外流体として導入する一
方、熱媒を各伝熱フイン付チユーブ内へ管内流体として
導入し、熱媒により潜熱蓄熱材を加熱して、同潜熱蓄熱
材に蓄熱する。その際、各伝熱フイン付チユーブの内部
に熱媒を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流として
導き、潜熱蓄熱材全体の凝固温度を略一定にして、シエ
ル内の潜熱蓄熱材の全体を均一に相変化させ、潜熱蓄熱
材全体を融点温度に維持して、熱媒と潜熱蓄熱材との温
度差を常に一定に大きくとるので、熱交換性能を減ずる
ことなくて、安定した出力を得ることができる。
として封入し、シエル内を含む循環路にエチレングリコ
ールを伝熱流体として封入した後、循環ポンプを作動し
て、伝熱流体をシエル内へ管外流体として導入する一
方、熱媒を各伝熱フイン付チユーブ内へ管内流体として
導入し、熱媒により潜熱蓄熱材を加熱して、同潜熱蓄熱
材に蓄熱する。その際、各伝熱フイン付チユーブの内部
に熱媒を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流として
導き、潜熱蓄熱材全体の凝固温度を略一定にして、シエ
ル内の潜熱蓄熱材の全体を均一に相変化させ、潜熱蓄熱
材全体を融点温度に維持して、熱媒と潜熱蓄熱材との温
度差を常に一定に大きくとるので、熱交換性能を減ずる
ことなくて、安定した出力を得ることができる。
【図１】本発明の蓄熱装置の一実施例を示す縦断側面図
である。
である。
【図２】同蓄熱装置の平面図である。
【図３】蓄熱材と熱媒との熱交換性能を示す説明図であ
る。
る。
【図４】従来の蓄熱装置を示す説明図である。
１ チユーブ ２ 伝熱フイン ３ 潜熱蓄熱材（ポリエチレン） ４ 伝熱流体（エチレングリコール） ５ 蓄熱器のシエル ６ 熱媒 ７ 循環路 ８ 循環ポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】 ポリエチレンを潜熱蓄熱材として充填し
たシエルと、同シエルに貫通状態に取付けてそれぞれの
内部に熱媒を周辺のチユーブ内の熱媒に対して対向流と
して導く複数本の伝熱フイン付チユーブと、上記シエル
の内部を含む循環路にエチレングリコールを伝熱流体と
して循環させる循環ポンプとを具えていることを特徴と
した蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271233A JPH05106983A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3271233A JPH05106983A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05106983A true JPH05106983A (ja) | 1993-04-27 |
Family
ID=17497214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3271233A Withdrawn JPH05106983A (ja) | 1991-10-18 | 1991-10-18 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05106983A (ja) |
-
1991
- 1991-10-18 JP JP3271233A patent/JPH05106983A/ja not_active Withdrawn
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| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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