JPH0612373Y2 - 潜熱蓄熱槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、相変化潜熱を利用して蓄熱および放熱を効率
的に行い得るようにした潜熱蓄熱槽に関する。

（従来の技術） たとえばスパインフィン熱交換器１は、第８図に示すよ
うに、フィン２を外装したパイプ３を円筒形をなすよう
に螺旋状に成形して作られており、パイブ３を通る冷媒
をフィン２を介して熱交換するようにしている。

上記スパインフィン熱交換器は、その形状を必要に応じ
て容易に変化できるので、用途も広範囲にわたり、潜熱
蓄熱槽の熱交換器として利用しようとする技術手段も提
案されたが、潜熱蓄熱材は熱抵抗が大きいので、フィン
伝熱面積を大きく設定する必要がある。

（考案が解決しようとする問題点） 上記したように、スパインフィン熱交換器のパイプは１
条であり、このままでは伝熱面積が不足し、また蓄熱時
と放熱時では熱媒体の回路を切替える必要があり、冷凍
サイクルが複雑になる。さらに伝熱面積が一定であるか
ら潜熱蓄熱材の融解および凝固の時間を調節するのが難
しい。

本考案は上記した点に鑑みてなされたもので、蓄熱槽内
の熱交換器を凝縮器と蒸発器とで形成し、冷凍サイクル
の配管を単純化するとともに融解および凝固の時間を調
節可能とした潜熱蓄熱槽を提供することを目的とする。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案の潜熱蓄熱槽は、潜熱蓄熱材を収容した蓄熱槽本
体と、この蓄熱槽本体内部に同心的に配設された複数の
スパインフィン熱交換器とを有し、上記スパインフィン
熱交換器の少なくとも一つを長さの異なる２条のパイプ
を螺旋状に巻回したもので構成し、短いパイプを凝縮器
として、長いパイプを蒸発器として作用せしめるように
して構成される。

（作用） 本考案の潜熱蓄熱槽においては、蓄熱槽本体内部に同心
的に配置されたスパンフィン熱交換器の少なくとも一つ
を長さの異なる２条のパイプを螺旋状に巻回したもので
構成し、短いパイプが凝縮器に、長いパイプが蒸発器に
作用するように冷凍サイクルに接続することで、蒸発器
として作用させる時には、ガス状の冷媒を伝熱面積の大
きいパイプを通すことで、急速に多くの熱量を放熱さ
せ、また、凝縮器として作用させる時には液状の冷媒を
伝熱面積の小さいパイプを通すことで、長い時間で蓄熱
するように吸熱させる。

（実施例） 以下本考案の一実施例を図面に付き説明する。

なお第１図において第８図と同一部材については同一符
号を付す。

第１図において符号１０は、全体形状を円筒状とした蓄
熱槽本体であって、この蓄熱槽本体１０の内部には潜熱
蓄熱材１１が収容されている。またこの潜熱蓄熱材１１
に埋設するように、２つのスパインフィン熱交換器１
２，１３が設けられている。上記スパインフィン熱交換
器１２，１３は、蓄熱槽本体内に同心的に配置されてい
る。外側に位置するスパインフィン熱交換器１３は、第
３図に示すように、２条のパイプを螺旋状に巻回して構
成されており、一方のパイプは凝縮器１４として、他方
のパイプは蒸発器１５として作用するように設定されて
いる。内側に位置するスパインフィン熱交換器１２は、
１条のパイプを螺旋状に巻回して構成され、蒸発器１６
として作用するように設定されている。

上記蓄熱槽本体１０は、第４図に示すように、コンプレ
ッサ２０、室外側熱交換器２１、減圧装置２２および室
内側熱交換器２３を順次冷媒配管２４で接続してなる冷
凍サイクルのコンプレッサ２０の吐出側に配置されてい
る。

すなわち内側に位置するスパインフィン熱交換器１２の
パイプ端と外側に位置するスパインフィン熱交換器１３
の蒸発器として作用するパイプ部分の端とは管路を介し
て連結され、入口部１６ａおよび出口部１６ｂは冷凍サ
イクルの減圧装置２２をバイパスする回路２５に接続さ
れている。上記回路２５には電磁弁２６、キャピラリチ
ューブ２７および逆止弁２８が配置されている。また外
側に位置するスパインフィン熱交換器１３の凝縮器とし
て作用するパイプ部分の入口部１４ａおよび出口部１４
ｂは冷凍サイクルのコンプレッサ２０と四方弁２９の間
に接続されている。

次に作用を説明する。

蓄熱時には、冷凍サイクルに組込まれたコンプレッサで
圧縮された高温のガス冷媒が、第５図に示すように、入
口部１４ａから外側スパインフィン熱交換器１３の凝縮
器として作用するパイプ部分１４に導かれ、ここで凝固
状態にある潜熱蓄熱材１１との間で熱交換され、潜熱蓄
熱材１１を融解し、ガス冷媒の熱を潜熱蓄熱材に蓄熱す
る。

放熱時には、冷凍サイクルで凝縮された低温の液冷媒
が、第６図に示すように、内側スパインフィン熱交換器
１２および外側スパインフィン熱交換器１３の蒸発器と
して作用するパイプ部分１５に導かれ、ここで融解状態
にある潜熱蓄熱材１１との間で熱交換され、冷媒が蒸発
しガス化するとともに潜熱蓄熱材１１が凝固する。

すなわち熱交換器全体としての凝縮器と蒸発器との伝熱
面積比は１：３になっていて、比較的長い時間で蓄熱
し、比較的短い時間で放熱するように設定されている。
この時間の比は、凝縮器と蒸発器との伝熱面積比を変化
させることで変動する。

第７図は本考案の他の実施例を示し、この場合には蓄熱
槽本体３０の内部に配設されるスパインフィン熱交換器
は３つであり、これらスパインフィン熱交換器３１，３
２，３３は、同心に順次内装されるように配置されてい
る。外側に位置するスパインフィン熱交換器３１および
中間に位置するスパインフィン熱交換器３２は、２条の
バイプで作られていて、一方のパイプが凝縮器４０ａ、
他方のパイプが蒸発器４０ｂとして作用する。内側に位
置するスパインフィン熱交換器３３は１条のパイプで作
られていて、蒸発器として作用する。

〔考案の効果〕

以上述べたように本考案によれば、蓄熱槽本体内部に同
心的に配設された複数のスパインフィン熱交換器のうち
の少なくとも一つを長さの異なる２条のパイプを螺旋状
に巻回したもので構成し、短いパイプを凝縮器として、
長いパイプを蒸発器として作用するようにしたので、蒸
発器として作用する熱交換器の伝熱面積が、凝縮器とし
て作用する熱交換器の伝熱面積より大きく設定され、吸
熱、放熱を効果的に行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案による潜熱蓄熱槽の断面図、第２図は同
上面図、第３図は外側に位置するスパインフィン熱交換
器を示す図、第４図は本考案による潜熱蓄熱槽を冷凍サ
イクルに組込んだ状態を示す図、第５図および第６図は
作用説明図、第７図は本考案の他の実施例を示す図、第
８図は従来のスパインフィン熱交換器を示す図である。 １０……蓄熱槽本体、１１……潜熱蓄熱材、１２，１３
……スパインフィン熱交換器、１４……凝縮器、１５…
…蒸発器、１６……蒸発器、２０……コンプレッサ、２
５……バイパス回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】潜熱蓄熱材を収容した蓄熱槽本体と、この
   蓄熱槽本体内部に同心的に配設された複数のスパインフ
   ィン熱交換器とを有し、上記スパインフィン熱交換器の
   少なくとも一つを長さの異なる２条のパイプを螺旋状に
   巻回したもので構成し、短いパイプを凝縮器として、長
   いパイプを蒸発器として作用せしめたことを特徴とする
   潜熱蓄熱槽。