JPH0578757B2 - - Google Patents
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- JPH0578757B2 JPH0578757B2 JP62076920A JP7692087A JPH0578757B2 JP H0578757 B2 JPH0578757 B2 JP H0578757B2 JP 62076920 A JP62076920 A JP 62076920A JP 7692087 A JP7692087 A JP 7692087A JP H0578757 B2 JPH0578757 B2 JP H0578757B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- container
- storage material
- heat storage
- porous metal
- Prior art date
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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
- F28D20/023—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 enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、空気調和機や冷凍庫などの冷凍装置
に用いられる蓄熱式熱交換器に関するものであ
る。
に用いられる蓄熱式熱交換器に関するものであ
る。
従来の技術
従来、空気調和機や冷凍庫などの冷凍装置の蒸
発器に着霜した場合に行なう除霜などの熱源とし
て蓄熱を利用する方法が知られている。このよう
なとき用いる蓄熱式熱交換器として、例えば実公
昭55−3326号公報に見られるように、容器内に蓄
熱材を充填し、蓄熱材の加熱手段としての配管と
蓄熱材の冷却用配管とを内装したものや、特開昭
58−224277号公報のように、容器内に蓄熱材を充
填し、電気ヒータなどの蓄熱材加熱手段と蓄熱材
の冷却用のプレートフイン形熱交換器を内装した
ものが知られている。
発器に着霜した場合に行なう除霜などの熱源とし
て蓄熱を利用する方法が知られている。このよう
なとき用いる蓄熱式熱交換器として、例えば実公
昭55−3326号公報に見られるように、容器内に蓄
熱材を充填し、蓄熱材の加熱手段としての配管と
蓄熱材の冷却用配管とを内装したものや、特開昭
58−224277号公報のように、容器内に蓄熱材を充
填し、電気ヒータなどの蓄熱材加熱手段と蓄熱材
の冷却用のプレートフイン形熱交換器を内装した
ものが知られている。
以下、図面を参照しながら上記従来の蓄熱式熱
交換器について説明する。
交換器について説明する。
第3図は、冷凍装置に用いられている第1の従
来例の蓄熱式熱交換器を示すものである。
来例の蓄熱式熱交換器を示すものである。
同図において、11は内部に蓄熱材12が充填
されている容器である。容器11にはさらに蓄熱
材12の加熱用配管13と蓄熱材12の冷却用配
管14とが内装されている。
されている容器である。容器11にはさらに蓄熱
材12の加熱用配管13と蓄熱材12の冷却用配
管14とが内装されている。
そして冷凍運転時、加熱用配管13に圧縮機か
らの高温吐出ガスなど蓄熱材12より高い温度の
冷媒を流すことにより、蓄熱材12を加熱し、蓄
熱材12に蓄熱する。
らの高温吐出ガスなど蓄熱材12より高い温度の
冷媒を流すことにより、蓄熱材12を加熱し、蓄
熱材12に蓄熱する。
除霜等の熱源として蓄熱材12に貯えた熱を利
用するときには、蓄熱材12より低い温度の冷媒
を冷却用配管14に流して、蓄熱材12を冷却
し、蓄熱材12から放熱する。
用するときには、蓄熱材12より低い温度の冷媒
を冷却用配管14に流して、蓄熱材12を冷却
し、蓄熱材12から放熱する。
第4図は、ヒートポンプ式空気調和機に用いら
れている第2の従来例の蓄熱式熱交換器を示すも
のである。
れている第2の従来例の蓄熱式熱交換器を示すも
のである。
同図において、21は外箱22と内箱23の間
に断熱材24が充填されている容器である。さら
に容器21にはプレートフイン形熱交換器25が
内箱23の底より隙間を開けて設置され、その隙
間に電気ヒータ26が設置されている。さらに容
器21には蓄熱材としての水が貯えられている。
に断熱材24が充填されている容器である。さら
に容器21にはプレートフイン形熱交換器25が
内箱23の底より隙間を開けて設置され、その隙
間に電気ヒータ26が設置されている。さらに容
器21には蓄熱材としての水が貯えられている。
そしてヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時
には、電気ヒータ26の通電を制御して、容器2
1内の水を0〜10℃に保ち、水に蓄熱する。
には、電気ヒータ26の通電を制御して、容器2
1内の水を0〜10℃に保ち、水に蓄熱する。
次に除霜運転時には、−3℃程度の冷媒をプレ
ートフイン形熱交換器25の伝熱管内に流して、
容器21内の水を冷却し、水から放熱する。
ートフイン形熱交換器25の伝熱管内に流して、
容器21内の水を冷却し、水から放熱する。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記2つの従来例では以下のよ
うな問題点があつた。
うな問題点があつた。
まず、第3図に示した第1の従来例の場合、蓄
熱材12と加熱用配管13との間の伝熱面積は加
熱用配管13の外表面積しかない。また、蓄熱材
12と冷却用配管14との間の伝熱面積は冷却用
配管14の外表面しかない。そのため、蓄熱材1
2の加熱性能も冷却性能もあまり良くなく、蓄熱
式熱交換器を大きくしなければ必要な性能を得る
ことができなかつた。
熱材12と加熱用配管13との間の伝熱面積は加
熱用配管13の外表面積しかない。また、蓄熱材
12と冷却用配管14との間の伝熱面積は冷却用
配管14の外表面しかない。そのため、蓄熱材1
2の加熱性能も冷却性能もあまり良くなく、蓄熱
式熱交換器を大きくしなければ必要な性能を得る
ことができなかつた。
次に、第4図に示した第2の従来例の場合、蓄
熱材としての水の冷却時には、プレートフイン形
熱交換器25を用いているので蓄熱材としての水
との間の伝熱面積は広く、高い冷却性能を得るこ
とができる。しかし、加熱手段としての電気ヒー
タ26には、プレートフインが取付けられていな
いので、加熱性能はあまり良くない。
熱材としての水の冷却時には、プレートフイン形
熱交換器25を用いているので蓄熱材としての水
との間の伝熱面積は広く、高い冷却性能を得るこ
とができる。しかし、加熱手段としての電気ヒー
タ26には、プレートフインが取付けられていな
いので、加熱性能はあまり良くない。
第2の従来例の加熱性能を向上させる方法とし
て配管や電気ヒータなどの加熱手段側にはプレー
トフインを取付けることも考えらるが、このとき
には、1つの蓄熱式熱交換器内に2つのプレート
フイン形熱交換器を内装することとなり不経済で
ある。
て配管や電気ヒータなどの加熱手段側にはプレー
トフインを取付けることも考えらるが、このとき
には、1つの蓄熱式熱交換器内に2つのプレート
フイン形熱交換器を内装することとなり不経済で
ある。
本発明は、上記問題点を解決するためになされ
たもので、蓄熱材の加熱時あるいは冷却時に充分
な伝熱面積を得ることにより、良好な伝熱性能を
確保することができるとともに、小型で安価な蓄
熱式熱交換器を提供するものである。
たもので、蓄熱材の加熱時あるいは冷却時に充分
な伝熱面積を得ることにより、良好な伝熱性能を
確保することができるとともに、小型で安価な蓄
熱式熱交換器を提供するものである。
問題点を解決するための手段
上記問題点を解決するために、本発明の蓄熱式
熱交換器は、熱伝導性の良好な材質からなる容器
の外部に加熱熱源を設け、前記容器の外周に、前
記加熱熱源に面する部分を除いて断熱材で覆い、
前記容器の内部に、流体が流れる配管を設け、前
記容器内部の残りの空間に多孔質金属を充填し、
さらに前記多孔質金属の空孔部を蓄熱材で満たし
たものである。
熱交換器は、熱伝導性の良好な材質からなる容器
の外部に加熱熱源を設け、前記容器の外周に、前
記加熱熱源に面する部分を除いて断熱材で覆い、
前記容器の内部に、流体が流れる配管を設け、前
記容器内部の残りの空間に多孔質金属を充填し、
さらに前記多孔質金属の空孔部を蓄熱材で満たし
たものである。
作 用
本発明の蓄熱式熱交換器は、上記手段により次
のように作用する。
のように作用する。
すなわち、蓄熱時には加熱熱源に面した容器の
壁面が加熱熱源から受熱し、さらにその熱は容器
の壁面全体に伝わり、多孔質金属を通して蓄熱材
へ伝わる。これに加えて蓄熱時には、配管に高温
の流体を流して、配管から多孔質金属を通して蓄
熱材へ伝熱が行なわれる場合もある。
壁面が加熱熱源から受熱し、さらにその熱は容器
の壁面全体に伝わり、多孔質金属を通して蓄熱材
へ伝わる。これに加えて蓄熱時には、配管に高温
の流体を流して、配管から多孔質金属を通して蓄
熱材へ伝熱が行なわれる場合もある。
また放熱時には、蓄熱材から多孔質金属を通し
て、配管内を流れる低温の流体に伝熱が行なわれ
る。
て、配管内を流れる低温の流体に伝熱が行なわれ
る。
このように、蓄熱時も放熱時も伝熱フインとし
て多孔質金属を共有する形態となるが、多孔質金
属は熱抵抗が低く伝熱面積は大きい。
て多孔質金属を共有する形態となるが、多孔質金
属は熱抵抗が低く伝熱面積は大きい。
さらに、容器の壁面や配管と多孔質金属との接
触面積を大きくすることによつて接触熱抵抗を小
さくでき、したがつて蓄熱時も放熱時も良好な伝
熱性能を得ることができる。また、容器の外部の
断熱材で覆われた部分では蓄熱が無駄に放熱され
るのを抑えている。これらのため、小型かつ安価
な蓄熱式熱交換器を得ることができる。
触面積を大きくすることによつて接触熱抵抗を小
さくでき、したがつて蓄熱時も放熱時も良好な伝
熱性能を得ることができる。また、容器の外部の
断熱材で覆われた部分では蓄熱が無駄に放熱され
るのを抑えている。これらのため、小型かつ安価
な蓄熱式熱交換器を得ることができる。
実施例
以下本発明を、その一実施例を示す添付図面の
第1図および第2図を参照しながら説明する。
第1図および第2図を参照しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例における蓄熱式熱交
換器の詳細断面図であり、第2図は第1図の蓄熱
式熱交換器に充填される多孔質金属の概略図であ
る。
換器の詳細断面図であり、第2図は第1図の蓄熱
式熱交換器に充填される多孔質金属の概略図であ
る。
第1図において、容器1は金属等の熱伝導の良
好な材料で形勢されており、外部に加熱熱源とし
ての電気ヒータ2(以下加熱熱源と呼ぶ)を有
し、容器1の外側の加熱熱源2に面していない部
分は断熱材3で覆われている。また、容器1の内
部には一系統の配管4が設けられており、容器1
の内面と配管4の外面との間の空隙部に第2図に
示すような多孔質金属5を、その空孔率が特に容
器1の内面近傍と配管4の外面近傍において小さ
くなるように充填する。さらに多孔質金属5が有
する空孔部6に蓄熱材7を満たして蓄熱式熱交換
器を構成する。
好な材料で形勢されており、外部に加熱熱源とし
ての電気ヒータ2(以下加熱熱源と呼ぶ)を有
し、容器1の外側の加熱熱源2に面していない部
分は断熱材3で覆われている。また、容器1の内
部には一系統の配管4が設けられており、容器1
の内面と配管4の外面との間の空隙部に第2図に
示すような多孔質金属5を、その空孔率が特に容
器1の内面近傍と配管4の外面近傍において小さ
くなるように充填する。さらに多孔質金属5が有
する空孔部6に蓄熱材7を満たして蓄熱式熱交換
器を構成する。
この蓄熱式熱交換器において、蓄熱時すなわち
蓄熱材7の加熱時には、加熱熱源2に面した容器
1の壁面に加熱熱源2から熱が伝わり、その熱は
熱伝導性の良好な容器1の壁面へ伝わり、多孔質
金属5を通つて蓄熱材7へ伝わる。
蓄熱材7の加熱時には、加熱熱源2に面した容器
1の壁面に加熱熱源2から熱が伝わり、その熱は
熱伝導性の良好な容器1の壁面へ伝わり、多孔質
金属5を通つて蓄熱材7へ伝わる。
蓄熱時にはこれに加えて、配管4に高温の流体
を流す場合もあり、この場合、配管4から多孔質
金属5を通つて蓄熱材へ伝熱が行なわれる。
を流す場合もあり、この場合、配管4から多孔質
金属5を通つて蓄熱材へ伝熱が行なわれる。
また、放熱時すなわち蓄熱材7の冷却時には、
配管4に低温の流体を流して、蓄熱を蓄熱材7か
ら多孔質金属5そして配管4を通つて、配管4の
内部を流れる低温の流体に伝えられる。
配管4に低温の流体を流して、蓄熱を蓄熱材7か
ら多孔質金属5そして配管4を通つて、配管4の
内部を流れる低温の流体に伝えられる。
このように、蓄熱時も放熱時もいずれも多孔質
金属5を通つて伝熱が行なわれるが、この多孔質
金属5は、表面積が大きいので蓄熱材7との間の
伝熱面積が大きく、蓄熱材7よりも熱伝導率が高
いので熱抵抗が低い。さらに、容器1の内面の近
傍や配管4の外面の近傍の多孔質金属5の空孔率
を低くして接触面積を大きくしている。これらの
ため、蓄熱時も放熱時も良好な伝熱性能が得られ
る。さらに、容器1の外側の断熱材3で覆われた
部分は、そこから蓄熱が無駄に放熱されるのを抑
えている。また、蓄熱時および放熱時ともに伝熱
フインとして多孔質金属5を共有する形態とな
り、安価で小型の蓄熱式熱交換器とすることがで
きる。
金属5を通つて伝熱が行なわれるが、この多孔質
金属5は、表面積が大きいので蓄熱材7との間の
伝熱面積が大きく、蓄熱材7よりも熱伝導率が高
いので熱抵抗が低い。さらに、容器1の内面の近
傍や配管4の外面の近傍の多孔質金属5の空孔率
を低くして接触面積を大きくしている。これらの
ため、蓄熱時も放熱時も良好な伝熱性能が得られ
る。さらに、容器1の外側の断熱材3で覆われた
部分は、そこから蓄熱が無駄に放熱されるのを抑
えている。また、蓄熱時および放熱時ともに伝熱
フインとして多孔質金属5を共有する形態とな
り、安価で小型の蓄熱式熱交換器とすることがで
きる。
なお、蓄熱材として固体と液体との間の相変化
を伴なう潜熱蓄熱材を用いれば、小量の蓄熱材で
大きな熱量を蓄熱することができるとともに、放
熱時に蓄熱材が固化するのに伴ない伝熱性能が悪
化しても、多孔質金属により伝熱面積が確保され
ており、より効果の高いものになつている。
を伴なう潜熱蓄熱材を用いれば、小量の蓄熱材で
大きな熱量を蓄熱することができるとともに、放
熱時に蓄熱材が固化するのに伴ない伝熱性能が悪
化しても、多孔質金属により伝熱面積が確保され
ており、より効果の高いものになつている。
また、本実施例では加熱熱源として電気ヒータ
を用いたが、ガスバーナーや排熱などでも同様の
効果を得ることができる。
を用いたが、ガスバーナーや排熱などでも同様の
効果を得ることができる。
発明の効果
以上のように本発明の蓄熱式熱交換器は、熱伝
導性の良好な材質からなる容器の外部に加熱熱源
を設け、前記容器における前記加熱熱源に面して
いない部分を断熱材で覆い、前記容器の内部に、
流体が流れる配管を設け、前記容器の内部の残り
の空間を多孔質金属で充填し、さらに、前記多孔
質金属の空孔部を蓄熱材で満たしたもので、蓄熱
材の加熱時あるいは冷却時、すなわち蓄熱時ある
いは放熱時に伝熱フインとして多孔質金属を利用
する形態であるので充分な伝熱面積を得ることが
できる。また容器の壁面や配管と多孔質金属との
間の接触熱抵抗を小さくすることができ、良好な
伝熱性能が得られる。さらに容器に断熱性をもた
せることにより蓄熱材から蓄熱が無効に放熱され
るのを抑え、小型かつ安価な蓄熱式熱交換器が得
られるなど、多くの効果を有するものである。
導性の良好な材質からなる容器の外部に加熱熱源
を設け、前記容器における前記加熱熱源に面して
いない部分を断熱材で覆い、前記容器の内部に、
流体が流れる配管を設け、前記容器の内部の残り
の空間を多孔質金属で充填し、さらに、前記多孔
質金属の空孔部を蓄熱材で満たしたもので、蓄熱
材の加熱時あるいは冷却時、すなわち蓄熱時ある
いは放熱時に伝熱フインとして多孔質金属を利用
する形態であるので充分な伝熱面積を得ることが
できる。また容器の壁面や配管と多孔質金属との
間の接触熱抵抗を小さくすることができ、良好な
伝熱性能が得られる。さらに容器に断熱性をもた
せることにより蓄熱材から蓄熱が無効に放熱され
るのを抑え、小型かつ安価な蓄熱式熱交換器が得
られるなど、多くの効果を有するものである。
第1図は本発明の一実施例における蓄熱式熱交
換器の詳細断面図、第2図は第1図の蓄熱式熱交
換器に充填する多孔質金属の概略図、第3図は第
1の従来例の蓄熱式熱交換器の詳細断面図、第4
図は第2の従来例の蓄熱式熱交換器の一部切欠斜
視図である。 1……容器、2……加熱熱源、3……断熱材、
4……配管、5……多孔質金属、6……空孔部、
7……蓄熱材。
換器の詳細断面図、第2図は第1図の蓄熱式熱交
換器に充填する多孔質金属の概略図、第3図は第
1の従来例の蓄熱式熱交換器の詳細断面図、第4
図は第2の従来例の蓄熱式熱交換器の一部切欠斜
視図である。 1……容器、2……加熱熱源、3……断熱材、
4……配管、5……多孔質金属、6……空孔部、
7……蓄熱材。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 熱伝導性の良好な材質からなる容器の外部に
加熱熱源を設け、前記容器の外周に、前記加熱熱
源に面する部分を除いて断熱材を設け、さらに前
記容器の内部に、流体が流れる配管を設け、前記
容器内部の残りの空間に多孔質金属を充填し、さ
らに前記多孔質金属の空孔部を蓄熱材で満たした
蓄熱式熱交換器。 2 多孔質金属の空孔率を、容器の壁面近傍、配
管の近傍が他の部分よりも小さくなるように設定
した特許請求の範囲第1項記載の蓄熱式熱交換
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076920A JPS63243692A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076920A JPS63243692A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 蓄熱式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243692A JPS63243692A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0578757B2 true JPH0578757B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13619137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62076920A Granted JPS63243692A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243692A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323294A (en) * | 1993-03-31 | 1994-06-21 | Unisys Corporation | Liquid metal heat conducting member and integrated circuit package incorporating same |
| US12007175B2 (en) * | 2020-10-20 | 2024-06-11 | The Boeing Company | Thermal transfer blanket system |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62076920A patent/JPS63243692A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63243692A (ja) | 1988-10-11 |
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