JPH06273084A - 蓄熱、蓄冷装置 - Google Patents
蓄熱、蓄冷装置Info
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- JPH06273084A JPH06273084A JP5059927A JP5992793A JPH06273084A JP H06273084 A JPH06273084 A JP H06273084A JP 5059927 A JP5059927 A JP 5059927A JP 5992793 A JP5992793 A JP 5992793A JP H06273084 A JPH06273084 A JP H06273084A
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Classifications
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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
Abstract
(57)【要約】
【目的】 吸、放熱面の面積を装置の大型化を招かずに
広げて熱交換率を向上させた潜熱利用型の蓄熱、蓄冷装
置を提供する。 【構成】 密閉容器２に収納した蓄熱材３に多孔伝熱材
（図は発泡金属１）を接触させる。この発泡金属１は融
解した蓄熱材３の含浸が阻止させる構造にして接触さ
せ、この発泡金属１の空隙部に熱媒体を流す。発泡金属
は表面積が非常に大きく、その部分が吸、放熱面となる
ため多数の細管をはりめぐらさなくても熱交換率が高ま
る。
広げて熱交換率を向上させた潜熱利用型の蓄熱、蓄冷装
置を提供する。 【構成】 密閉容器２に収納した蓄熱材３に多孔伝熱材
（図は発泡金属１）を接触させる。この発泡金属１は融
解した蓄熱材３の含浸が阻止させる構造にして接触さ
せ、この発泡金属１の空隙部に熱媒体を流す。発泡金属
は表面積が非常に大きく、その部分が吸、放熱面となる
ため多数の細管をはりめぐらさなくても熱交換率が高ま
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、物質の顕熱や相変化
に伴う潜熱を利用して蓄放熱を行う蓄熱、蓄冷装置、こ
の装置を用いる蓄熱方法及び熱の伝達効率を高めた熱交
換装置に関する。
に伴う潜熱を利用して蓄放熱を行う蓄熱、蓄冷装置、こ
の装置を用いる蓄熱方法及び熱の伝達効率を高めた熱交
換装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱エネルギーの有効利用のため、排熱等
を回収して蓄え、必要時に冷暖房、給湯等に利用するこ
とが活発化してきている。このような用途に利用する蓄
熱、蓄冷装置のひとつに、物質の融解潜熱を利用するも
のがある。この潜熱利用型の装置に用いる蓄熱、蓄冷材
は一般に熱伝導率が低い。また、使用時の熱対流による
熱伝導効果も小さい。このため、潜熱利用型の装置は、
蓄熱、蓄冷材の使用量を多くして蓄熱量を増やそうとす
ると熱が全体に均一に行き渡らず、蓄熱、蓄冷材の利用
効率が低下する。
を回収して蓄え、必要時に冷暖房、給湯等に利用するこ
とが活発化してきている。このような用途に利用する蓄
熱、蓄冷装置のひとつに、物質の融解潜熱を利用するも
のがある。この潜熱利用型の装置に用いる蓄熱、蓄冷材
は一般に熱伝導率が低い。また、使用時の熱対流による
熱伝導効果も小さい。このため、潜熱利用型の装置は、
蓄熱、蓄冷材の使用量を多くして蓄熱量を増やそうとす
ると熱が全体に均一に行き渡らず、蓄熱、蓄冷材の利用
効率が低下する。
【０００３】顕熱を利用する装置であれば、上記の問題
対策として、蓄熱、蓄冷材を出来るだけ小さな粒状に
し、体積比表面積の大きなこの粒子に熱媒体を直接触れ
させることができるが、潜熱利用型の装置は、蓄熱、蓄
冷材が固相から液相に変化するため、粒子を殻で覆うな
どの特殊処理を必要とし、このことに技術的困難を伴な
い、コスト負担も増すため、この種の対策は向いていな
い。
対策として、蓄熱、蓄冷材を出来るだけ小さな粒状に
し、体積比表面積の大きなこの粒子に熱媒体を直接触れ
させることができるが、潜熱利用型の装置は、蓄熱、蓄
冷材が固相から液相に変化するため、粒子を殻で覆うな
どの特殊処理を必要とし、このことに技術的困難を伴な
い、コスト負担も増すため、この種の対策は向いていな
い。
【０００４】そこで、発泡金属の空孔内に蓄熱、蓄冷材
を入れ、発泡金属の骨格を通して熱を伝えることにより
蓄熱効率を高めることが特開昭５６−１１０８９５号、
実開昭６３−４６１１５号などで提案されている。
を入れ、発泡金属の骨格を通して熱を伝えることにより
蓄熱効率を高めることが特開昭５６−１１０８９５号、
実開昭６３−４６１１５号などで提案されている。
【０００５】しかしながら、熱媒体等との熱交換部につ
いては、大した工夫がなされていない。即ち、図４に示
すように、蓄熱、蓄冷材を封入したセル１１を管路１２
の途中に配置して管路内に流した熱媒体１３をセルの表
面に触れさせたり、図５に示すように、蓄熱、蓄冷材を
収納した容器１４に管１５を通してその管に熱媒体１３
を流すなどの方法で吸放熱を行っている。これは、発泡
金属を複合した前述の蓄熱、蓄冷材を用いる場合も同じ
である。
いては、大した工夫がなされていない。即ち、図４に示
すように、蓄熱、蓄冷材を封入したセル１１を管路１２
の途中に配置して管路内に流した熱媒体１３をセルの表
面に触れさせたり、図５に示すように、蓄熱、蓄冷材を
収納した容器１４に管１５を通してその管に熱媒体１３
を流すなどの方法で吸放熱を行っている。これは、発泡
金属を複合した前述の蓄熱、蓄冷材を用いる場合も同じ
である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上述した如き従来の熱
交換方法では、熱交換部の面積が小さいため蓄熱、蓄冷
むらができ、蓄熱、蓄冷材の利用効率が充分に高まらな
い。
交換方法では、熱交換部の面積が小さいため蓄熱、蓄冷
むらができ、蓄熱、蓄冷材の利用効率が充分に高まらな
い。
【０００７】そこで、熱交換率を高める必要があるとき
には、熱交換部を長くする、或いは多数の細管をはりめ
ぐらせてその細管に熱媒体を通すといった方法で熱交換
部の表面積を広げたり、管の内面に凹凸を付けて乱流を
発生させるなどの方法が採られているが、この種の方法
には装置の複雑化、大型化の問題が伴う。
には、熱交換部を長くする、或いは多数の細管をはりめ
ぐらせてその細管に熱媒体を通すといった方法で熱交換
部の表面積を広げたり、管の内面に凹凸を付けて乱流を
発生させるなどの方法が採られているが、この種の方法
には装置の複雑化、大型化の問題が伴う。
【０００８】この発明の課題は、これ等の問題点を無く
すことにある。
すことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の課題
を解決するため、蓄熱槽内の蓄熱、蓄冷材に、発泡金
属、金属ウール等から成る多孔伝熱材を、蓄熱、蓄冷材
の含浸が阻止される構造にして接触させ、前記蓄熱、蓄
冷材に対する熱エネルギーの出入りを前記多孔伝熱材を
通じて行うようにしたのである。この蓄熱、蓄冷装置を
用いると、多孔伝熱材の空隙部に熱媒体を流し、この熱
媒体から多孔伝熱材経由で熱エネルギーを吸収して蓄
熱、蓄冷材に蓄えることができる。
を解決するため、蓄熱槽内の蓄熱、蓄冷材に、発泡金
属、金属ウール等から成る多孔伝熱材を、蓄熱、蓄冷材
の含浸が阻止される構造にして接触させ、前記蓄熱、蓄
冷材に対する熱エネルギーの出入りを前記多孔伝熱材を
通じて行うようにしたのである。この蓄熱、蓄冷装置を
用いると、多孔伝熱材の空隙部に熱媒体を流し、この熱
媒体から多孔伝熱材経由で熱エネルギーを吸収して蓄
熱、蓄冷材に蓄えることができる。
【００１０】また、この発明の熱交換装置は、第１熱媒
体を通す第１管路に第２熱媒体を通す第２管路を貫通さ
せ、この貫通部において第１、第２管路内にそれぞれ発
泡金属、金属ウール等から成る多孔伝熱材を充填し、第
１、第２熱媒体間の熱移動が前記多孔伝熱材を介して行
われるようにしたのである。
体を通す第１管路に第２熱媒体を通す第２管路を貫通さ
せ、この貫通部において第１、第２管路内にそれぞれ発
泡金属、金属ウール等から成る多孔伝熱材を充填し、第
１、第２熱媒体間の熱移動が前記多孔伝熱材を介して行
われるようにしたのである。
【００１１】この熱交換装置及び前述の蓄熱、蓄冷装置
は同じ原理に基いて熱交換率を高めるものである。な
お、この発明の熱交換装置は、第１管路内、第２管路内
もしくは第１、第２の両管路内の多孔伝熱材を蓄熱、蓄
冷材に接触させると蓄熱、蓄冷装置を含む構造になる。
は同じ原理に基いて熱交換率を高めるものである。な
お、この発明の熱交換装置は、第１管路内、第２管路内
もしくは第１、第２の両管路内の多孔伝熱材を蓄熱、蓄
冷材に接触させると蓄熱、蓄冷装置を含む構造になる。
【００１２】
【作用】多孔伝熱材は表面積が非常に大きい。この発明
ではそこから熱エネルギーが吸収され或いは放出される
ので熱交換率が高まり、蓄、放熱、或いは熱媒体相互の
熱交換に要する時間が短縮される。
ではそこから熱エネルギーが吸収され或いは放出される
ので熱交換率が高まり、蓄、放熱、或いは熱媒体相互の
熱交換に要する時間が短縮される。
【００１３】
【実施例】図１に、この発明の蓄熱、蓄冷装置の一例を
示す。例示の装置は蓄熱装置である。図の１は通気性の
ある発泡金属、２は蓄熱槽を構成する密閉容器、３は容
器内に収納した蓄熱材であり、以上の３要素によって蓄
熱装置Ａが構成されている。この装置は蓄熱材３に代え
て蓄冷材を用いると蓄冷装置となる。
示す。例示の装置は蓄熱装置である。図の１は通気性の
ある発泡金属、２は蓄熱槽を構成する密閉容器、３は容
器内に収納した蓄熱材であり、以上の３要素によって蓄
熱装置Ａが構成されている。この装置は蓄熱材３に代え
て蓄冷材を用いると蓄冷装置となる。
【００１４】発泡金属１は、液相になった蓄熱材３が内
部に含侵されると目詰まりを起こし、熱媒体を通せなく
なるので、含浸が阻止される構造にして設ける。発泡金
属の孔径が微小であったり、蓄熱材３が液相状態で高い
粘性を示す場合には、図のように発泡金属１を蓄冷材３
に直に接触させても含浸阻止の目的が達成されることが
あるが、それが望めなければ接触部に隔壁を介在させ
る。発泡金属に代えて金属ウールを用いるときには、金
属ウールをパイプに詰めてばらけないようにする。この
ときには、パイプを含浸防止の隔壁として利用できる。
部に含侵されると目詰まりを起こし、熱媒体を通せなく
なるので、含浸が阻止される構造にして設ける。発泡金
属の孔径が微小であったり、蓄熱材３が液相状態で高い
粘性を示す場合には、図のように発泡金属１を蓄冷材３
に直に接触させても含浸阻止の目的が達成されることが
あるが、それが望めなければ接触部に隔壁を介在させ
る。発泡金属に代えて金属ウールを用いるときには、金
属ウールをパイプに詰めてばらけないようにする。この
ときには、パイプを含浸防止の隔壁として利用できる。
【００１５】このように構成した蓄熱装置Ａは、容器２
に管路４を接続し、その管路４に熱媒体を流す。この熱
媒体が発泡金属の空隙部を通り、この際に熱媒体が保有
している熱が発泡金属１に吸収され、発泡金属経由で蓄
熱材３に伝わって蓄熱される。また、これとは逆のメカ
ニズムで所要時の放熱が行われる。
に管路４を接続し、その管路４に熱媒体を流す。この熱
媒体が発泡金属の空隙部を通り、この際に熱媒体が保有
している熱が発泡金属１に吸収され、発泡金属経由で蓄
熱材３に伝わって蓄熱される。また、これとは逆のメカ
ニズムで所要時の放熱が行われる。
【００１６】なお、蓄熱材３は、図の発泡金属１とは別
の発泡金属と複合化されているものであってもよい。
の発泡金属と複合化されているものであってもよい。
【００１７】図２は、蓄熱装置の使用の一例を示してい
る。ここで用いた蓄熱装置Ａは、密閉容器２内に発泡金
属１を入れ、この発泡金属内に蓄熱材３を閉じ込めてあ
る。この装置をバルブ付きの管路４を介して図のように
加熱器５と放熱器６に接続した。そして、加熱器５で管
内の熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体を加熱器側のバ
ルブ７を開いて蓄熱装置Ａ内に通し、蓄熱材３に熱を充
分に蓄えさせた。その後、バルブ７を閉じ、放熱器側の
バルブ８を開いて熱媒体を暖め、放熱器６から放熱させ
た。その結果、発泡金属１を使用しない場合に比べて蓄
熱時、放熱時とも約５％の時間短縮が図れた。
る。ここで用いた蓄熱装置Ａは、密閉容器２内に発泡金
属１を入れ、この発泡金属内に蓄熱材３を閉じ込めてあ
る。この装置をバルブ付きの管路４を介して図のように
加熱器５と放熱器６に接続した。そして、加熱器５で管
内の熱媒体を加熱し、加熱された熱媒体を加熱器側のバ
ルブ７を開いて蓄熱装置Ａ内に通し、蓄熱材３に熱を充
分に蓄えさせた。その後、バルブ７を閉じ、放熱器側の
バルブ８を開いて熱媒体を暖め、放熱器６から放熱させ
た。その結果、発泡金属１を使用しない場合に比べて蓄
熱時、放熱時とも約５％の時間短縮が図れた。
【００１８】図３は、この発明の熱交換装置の一例を示
している。図のように、一次側の管路９内に二次側の管
路１０を貫通させ、この貫通部において管路９、１０に
それぞれ発泡金属１ａ、１ｂを充填して熱交換装置Ｂを
構成した。また、ここでは一次側の管路９を加熱器５に
接触し、二次側の管路１０を放熱器６に接続した。各管
路には発泡金属１ａ、１ｂの空隙部を通して循環させる
熱媒体が封入されている。
している。図のように、一次側の管路９内に二次側の管
路１０を貫通させ、この貫通部において管路９、１０に
それぞれ発泡金属１ａ、１ｂを充填して熱交換装置Ｂを
構成した。また、ここでは一次側の管路９を加熱器５に
接触し、二次側の管路１０を放熱器６に接続した。各管
路には発泡金属１ａ、１ｂの空隙部を通して循環させる
熱媒体が封入されている。
【００１９】この装置構成で、加熱器５により一次側の
熱媒体を加熱し、その熱媒体の熱を熱交換装置Ｂにより
二次側の熱媒体に移して放熱器６からの放熱量と放熱温
度を調べた。
熱媒体を加熱し、その熱媒体の熱を熱交換装置Ｂにより
二次側の熱媒体に移して放熱器６からの放熱量と放熱温
度を調べた。
【００２０】その結果、発泡金属１ａ、１ｂの未使用時
よりも二次側熱媒体の流速を約５％早くして同等の放熱
温度を確保することができた。
よりも二次側熱媒体の流速を約５％早くして同等の放熱
温度を確保することができた。
【００２１】この図３の熱交換装置は、例えば、図の鎖
線位置に蓄熱材３を内蔵させると蓄熱装置を含む構成に
なり、夜間の低料金電力で蓄熱材３に熱を蓄え、必要時
にその熱を暖房、給湯等に利用すると云ったことが可能
になる。
線位置に蓄熱材３を内蔵させると蓄熱装置を含む構成に
なり、夜間の低料金電力で蓄熱材３に熱を蓄え、必要時
にその熱を暖房、給湯等に利用すると云ったことが可能
になる。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、この発明の蓄熱、蓄
冷装置或いは熱交換装置は、多孔伝熱材の表面から熱を
出入りさせるようにしたので、吸、放熱面の面積を広く
して熱交換率を高めることができ、装置の小型化、簡素
化、能力アップに貢献することができる。
冷装置或いは熱交換装置は、多孔伝熱材の表面から熱を
出入りさせるようにしたので、吸、放熱面の面積を広く
して熱交換率を高めることができ、装置の小型化、簡素
化、能力アップに貢献することができる。
【図１】この発明の蓄熱、蓄冷装置の一例を示す断面図
【図２】蓄熱、蓄冷装置の他の実施例を使用状態にして
示す断面図
示す断面図
【図３】熱交換装置の一例を示す断面図
【図４】従来の蓄熱、蓄冷装置の一例を示す断面図
【図５】従来の蓄熱、蓄冷装置の他の例を示す斜視図
１、１ａ、１ｂ 発泡金属 ２ 密閉容器 ３ 蓄熱材 Ａ 蓄熱装置 Ｂ 熱交換装置
Claims (4)
- 【請求項１】 蓄熱槽内の蓄熱、蓄冷材に、発泡金属、
金属ウール等から成る多孔伝熱材を、蓄熱、蓄冷材の含
浸が阻止される構造にして接触させ、前記蓄熱、蓄冷材
に対する熱エネルギーの出入りを前記多孔伝熱材を通じ
て行うようにしたことを特徴とする蓄熱、蓄冷装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の蓄熱、蓄冷装置を用いて
前記多孔伝熱材の空隙部に熱媒体を流し、この熱媒体か
ら多孔伝熱材経由で熱エネルギーを吸収して蓄熱、蓄冷
材に蓄える蓄熱、蓄冷方法。 - 【請求項３】 第１熱媒体を通す第１管路に第２熱媒体
を通す第２管路を貫通させ、この貫通部において第１、
第２管路内にそれぞれ発泡金属、金属ウール等から成る
多孔伝熱材を充填し、第１、第２熱媒体間の熱移動が前
記多孔伝熱材を介して行われるようにした熱交換装置。 - 【請求項４】 第１管路内、第２管路内もしくは第１、
第２の両管路内の多孔伝熱材が蓄熱、蓄冷材に接して請
求項１記載の蓄熱、蓄冷装置を構成している請求項３記
載の熱交換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059927A JPH06273084A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 蓄熱、蓄冷装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5059927A JPH06273084A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 蓄熱、蓄冷装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06273084A true JPH06273084A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13127254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5059927A Pending JPH06273084A (ja) | 1993-03-19 | 1993-03-19 | 蓄熱、蓄冷装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06273084A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185339A (ja) * | 1996-10-30 | 1998-07-14 | Toshiba Corp | 極低温用蓄冷材，それを用いた冷凍機および熱シールド材 |
| KR100468217B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-01-26 | 한국과학기술연구원 | 다공성 금속물질을 이용한 축방열 시스템 |
-
1993
- 1993-03-19 JP JP5059927A patent/JPH06273084A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10185339A (ja) * | 1996-10-30 | 1998-07-14 | Toshiba Corp | 極低温用蓄冷材，それを用いた冷凍機および熱シールド材 |
| KR100468217B1 (ko) * | 2001-12-31 | 2005-01-26 | 한국과학기술연구원 | 다공성 금속물질을 이용한 축방열 시스템 |
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