JPH0684874B2 - 蓄熱装置およびその使用方法 - Google Patents
蓄熱装置およびその使用方法Info
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- JPH0684874B2 JPH0684874B2 JP2247478A JP24747890A JPH0684874B2 JP H0684874 B2 JPH0684874 B2 JP H0684874B2 JP 2247478 A JP2247478 A JP 2247478A JP 24747890 A JP24747890 A JP 24747890A JP H0684874 B2 JPH0684874 B2 JP H0684874B2
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- liquid
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- heat
- storage liquid
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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
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は熱エネルギーを液体の濃度差を利用して貯蔵
し、必要に応じてその熱エネルギーを取り出し得る蓄熱
装置とその装置の使用方法に係り、特に液状の蓄熱剤を
用いた蓄熱装置とその装置による蓄熱方法，冷熱発生方
法及び高温熱発生方法に関する。
し、必要に応じてその熱エネルギーを取り出し得る蓄熱
装置とその装置の使用方法に係り、特に液状の蓄熱剤を
用いた蓄熱装置とその装置による蓄熱方法，冷熱発生方
法及び高温熱発生方法に関する。
エネルギーの有効利用として太陽熱など自然のエネルギ
ーや各種工場排熱などの低コスト熱源があるが、それら
は供給が不安定であり、かつ限定されるため利用しにく
く、利用するためにはエネルギーの蓄熱が必要となつて
くる。
ーや各種工場排熱などの低コスト熱源があるが、それら
は供給が不安定であり、かつ限定されるため利用しにく
く、利用するためにはエネルギーの蓄熱が必要となつて
くる。
上記のような熱源を利用して冷房や暖房を行う装置で
は、その熱を一時貯蔵し、必要に応じて取り出せる蓄熱
機能をもつたものが望ましく、しかも取り出す熱エネル
ギーは利用目的に応じて冷房の時はより低温が、暖房の
時はより高温が取り出せることが望ましい。
は、その熱を一時貯蔵し、必要に応じて取り出せる蓄熱
機能をもつたものが望ましく、しかも取り出す熱エネル
ギーは利用目的に応じて冷房の時はより低温が、暖房の
時はより高温が取り出せることが望ましい。
熱エネルギー貯蔵方法には、そのまま熱運動形で貯える
方法として、（１）顕熱利用（温度差）と（２）潜熱利
用（固体から液体、又は液体から気体への相変化）があ
り、化学エネルギーに変換して貯える方法として、
（３）化学反応熱利用と（４）濃厚液の希釈熱による濃
度差利用、及びそれらの組合せによる方法がある。
方法として、（１）顕熱利用（温度差）と（２）潜熱利
用（固体から液体、又は液体から気体への相変化）があ
り、化学エネルギーに変換して貯える方法として、
（３）化学反応熱利用と（４）濃厚液の希釈熱による濃
度差利用、及びそれらの組合せによる方法がある。
そのなかで、比熱の大きい水等を用いる顕熱利用の蓄熱
方式は、蓄熱密度（蓄熱液単位重量当たりの蓄熱量）が
小さいため蓄熱装置が大型化すると共に保温性の高い断
熱構造としなければならないという問題点がある。固体
の融解熱を利用した方式では、蓄熱密度は大きいが液体
から固体への相変化において、過冷却現象により、固化
しにくく、かつ過熱現象により液化しにくい等の操作上
の問題点があるとともに、固体であるため熱の伝わりが
悪く装置が大型化する欠点がある。
方式は、蓄熱密度（蓄熱液単位重量当たりの蓄熱量）が
小さいため蓄熱装置が大型化すると共に保温性の高い断
熱構造としなければならないという問題点がある。固体
の融解熱を利用した方式では、蓄熱密度は大きいが液体
から固体への相変化において、過冷却現象により、固化
しにくく、かつ過熱現象により液化しにくい等の操作上
の問題点があるとともに、固体であるため熱の伝わりが
悪く装置が大型化する欠点がある。
さらに熱運動形で貯える方式の共通の問題点としては、
熱の貯蔵時と出熱時の温度レベルは原理的には同じであ
るが、実際には放熱ロス，熱交換温度差等があるため
に、出熱時の温度レベルが貯蔵時よりも低下する。さら
に熱利用時に目的に応じて取り出す温度を変えることが
できず、蓄熱時は、放熱を防止するため保温性の高い断
熱構造にする必要がある。
熱の貯蔵時と出熱時の温度レベルは原理的には同じであ
るが、実際には放熱ロス，熱交換温度差等があるため
に、出熱時の温度レベルが貯蔵時よりも低下する。さら
に熱利用時に目的に応じて取り出す温度を変えることが
できず、蓄熱時は、放熱を防止するため保温性の高い断
熱構造にする必要がある。
これに対して、熱エネルギーを化学エネルギーへ変換し
た形で蓄熱する方式は、比較的低温状態での貯蔵ができ
るので、貯蔵時の放熱が大幅に防止でき、長期貯蔵が可
能になるなど、顕熱や潜熱を利用したシステムに比べ有
効利用がはかれる。
た形で蓄熱する方式は、比較的低温状態での貯蔵ができ
るので、貯蔵時の放熱が大幅に防止でき、長期貯蔵が可
能になるなど、顕熱や潜熱を利用したシステムに比べ有
効利用がはかれる。
熱エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄熱する従来
技術としては、特開昭57−157995号公報に記載されてい
るように疎水性の多孔質材を用いた蓄熱装置がある。こ
の蓄熱装置を、第２図に示す。これは化合物の生成熱と
分解熱を利用して熱エネルギーを化学エネルギーに転換
して貯蔵する装置で化合物の生成と分解をする反応容器
500の内部に、吸収剤と冷媒との反応による生成熱また
は分解熱を熱交換する伝熱管610を備え冷媒ガスは通過
させ、吸収剤溶液（蓄熱液）20は撥水作用によつて通過
させない性質をもつ撥水性多孔質材で形成した壁1000で
冷媒ガスの気室30と吸収剤貯溜部770とを仕切つてい
る。また冷媒（媒体液）10を収容する貯留容器250は冷
媒と吸収剤溶液20との間で冷媒10の凝縮熱および蒸発熱
の熱交換を行わせる伝熱管210を収設し、貯蔵容器250の
まわりに熱交換コイル230を設け、冷媒を加熱できるよ
うな仕組みとなつている。この方法によると、熱交換器
と吸収剤貯貯留容器が一体化できる長所があるが、多孔
質材は下記の理由で冷媒側には利用できないため、冷媒
の均一蒸発が困難であり、装置小型化にも限界がある。
また、冷媒発生時、水滴同伴離散が防止できない欠点が
あつたことにより多孔質材を冷媒側に利用できない。そ
の理由を水を疎水性多孔性材料で保持した場合を例にと
つて第３図によつて説明する。水は水蒸気が多孔性材料
の孔を通つてくる前に多孔性材料の表面で凝縮してしま
う。これは、水蒸気の水に対する凝縮（飽和）温度TSが
蓄熱液である水の凝縮温度と等しいために起こるもので
ある。つまり、水より水蒸気が発生し、多孔性材料の孔
を通る時は問題はないが、逆に水蒸気が孔を通つて水の
界面で凝縮する時には操作温度TLを凝縮温度TS以下にし
なければならないが、そうすると水の疎水性の多孔性性
材料の温度は等しくなるため、水蒸気が孔を通り抜ける
前に、多孔性材料の表面で凝縮（TL＜TS）し、水まで達
することはできない。
技術としては、特開昭57−157995号公報に記載されてい
るように疎水性の多孔質材を用いた蓄熱装置がある。こ
の蓄熱装置を、第２図に示す。これは化合物の生成熱と
分解熱を利用して熱エネルギーを化学エネルギーに転換
して貯蔵する装置で化合物の生成と分解をする反応容器
500の内部に、吸収剤と冷媒との反応による生成熱また
は分解熱を熱交換する伝熱管610を備え冷媒ガスは通過
させ、吸収剤溶液（蓄熱液）20は撥水作用によつて通過
させない性質をもつ撥水性多孔質材で形成した壁1000で
冷媒ガスの気室30と吸収剤貯溜部770とを仕切つてい
る。また冷媒（媒体液）10を収容する貯留容器250は冷
媒と吸収剤溶液20との間で冷媒10の凝縮熱および蒸発熱
の熱交換を行わせる伝熱管210を収設し、貯蔵容器250の
まわりに熱交換コイル230を設け、冷媒を加熱できるよ
うな仕組みとなつている。この方法によると、熱交換器
と吸収剤貯貯留容器が一体化できる長所があるが、多孔
質材は下記の理由で冷媒側には利用できないため、冷媒
の均一蒸発が困難であり、装置小型化にも限界がある。
また、冷媒発生時、水滴同伴離散が防止できない欠点が
あつたことにより多孔質材を冷媒側に利用できない。そ
の理由を水を疎水性多孔性材料で保持した場合を例にと
つて第３図によつて説明する。水は水蒸気が多孔性材料
の孔を通つてくる前に多孔性材料の表面で凝縮してしま
う。これは、水蒸気の水に対する凝縮（飽和）温度TSが
蓄熱液である水の凝縮温度と等しいために起こるもので
ある。つまり、水より水蒸気が発生し、多孔性材料の孔
を通る時は問題はないが、逆に水蒸気が孔を通つて水の
界面で凝縮する時には操作温度TLを凝縮温度TS以下にし
なければならないが、そうすると水の疎水性の多孔性性
材料の温度は等しくなるため、水蒸気が孔を通り抜ける
前に、多孔性材料の表面で凝縮（TL＜TS）し、水まで達
することはできない。
以上のことから多孔性材料の使用が限られ、その有効利
用がはかれなかつた。
用がはかれなかつた。
本発明の目的は、多孔性材料を用いることなしに蒸気の
発生，吸収を効率良く行うことができるようにした蓄熱
装置とそれを使用した蓄熱方法を提供することにある。
発生，吸収を効率良く行うことができるようにした蓄熱
装置とそれを使用した蓄熱方法を提供することにある。
本発明の蓄熱装置は、蒸気を吸収することによつて発熱
する蓄熱液を収容する第１容器と、該第１容器と蒸気通
路を介して連通し該蓄熱液に吸収させるための媒体液を
収容する第２容器と、該第１容器は前記蓄熱液の存在す
る部分と空間部からなり、該空間部に設置された第１の
熱交換器と、該第２容器に内蔵された第２の熱交換器
と、該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散
布する蓄熱液散布手段と、該第２容器内の該第２の熱交
換器に前記媒体液を散布する媒体液散布手段と、該第１
容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンクと、該第
２容器と接続された媒体液貯蔵用の第２のタンクと、該
第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段に供給
する手段と、該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液
散布手段に供給する手段と、 を具備したことを特徴とする。
する蓄熱液を収容する第１容器と、該第１容器と蒸気通
路を介して連通し該蓄熱液に吸収させるための媒体液を
収容する第２容器と、該第１容器は前記蓄熱液の存在す
る部分と空間部からなり、該空間部に設置された第１の
熱交換器と、該第２容器に内蔵された第２の熱交換器
と、該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散
布する蓄熱液散布手段と、該第２容器内の該第２の熱交
換器に前記媒体液を散布する媒体液散布手段と、該第１
容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンクと、該第
２容器と接続された媒体液貯蔵用の第２のタンクと、該
第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段に供給
する手段と、該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液
散布手段に供給する手段と、 を具備したことを特徴とする。
本発明の蓄熱装置において、第１容器と第２容器を結ぶ
蒸気通路の途中にミスト分離手段を設けることは望まし
い。
蒸気通路の途中にミスト分離手段を設けることは望まし
い。
媒体液を第２熱交換器に散布することによつて発生した
蒸気、或いは蓄熱液を第１容器内に散布することによつ
て発生した蒸気には、液滴の同伴飛散がある。この液滴
の蒸気中への同伴飛散により、蓄熱液の濃度が次第に薄
くなる。蒸気通路の途中にミスト分離手段を設けて液滴
を分離することにより、蓄熱液の濃度低下を抑制するこ
とができる。
蒸気、或いは蓄熱液を第１容器内に散布することによつ
て発生した蒸気には、液滴の同伴飛散がある。この液滴
の蒸気中への同伴飛散により、蓄熱液の濃度が次第に薄
くなる。蒸気通路の途中にミスト分離手段を設けて液滴
を分離することにより、蓄熱液の濃度低下を抑制するこ
とができる。
また、蓄熱液容器（第１容器）中には、第１タンクから
供給された蓄熱液を散布する散布ノズルと熱交換器が蓄
熱液の液面上に設置される。
供給された蓄熱液を散布する散布ノズルと熱交換器が蓄
熱液の液面上に設置される。
例えば貯めた熱を冷熱・高温熱を取り出す場合、該蓄熱
液の散布ノズルから出た液は、第２容器から出た蒸気と
接触し反応或いは吸収凝縮され、その際の凝縮潜熱或い
は拡散に伴う熱等により発熱し、第１の熱交換器に接触
して冷却される。そして、第１のタンクの蓄熱タンクに
導入されて貯められる。媒体液の蒸気が前記蓄熱液に吸
収されるかどうか等は、温度、蓄熱液と媒体液の濃度、
圧力によって大きく左右される。本発明では、前記蒸気
に接触する供給する蓄熱液の、温度、蓄熱液と媒体液の
濃度の各々の条件を一定にすることができる。次々と散
布ノズルから新しい均一な蓄熱液が供給され、効率良く
前記蒸気を接触及び熱の伝達を行うことができ、発生し
た熱を効率良く熱交換器の伝達管に伝えることができる
ので、蓄熱装置を効率良く作用させることができる。本
願発明ではこのような点も解決でき、蒸気の発生吸収を
効率良く行うことを可能にし、蓄熱装置を効率良く運転
できる。
液の散布ノズルから出た液は、第２容器から出た蒸気と
接触し反応或いは吸収凝縮され、その際の凝縮潜熱或い
は拡散に伴う熱等により発熱し、第１の熱交換器に接触
して冷却される。そして、第１のタンクの蓄熱タンクに
導入されて貯められる。媒体液の蒸気が前記蓄熱液に吸
収されるかどうか等は、温度、蓄熱液と媒体液の濃度、
圧力によって大きく左右される。本発明では、前記蒸気
に接触する供給する蓄熱液の、温度、蓄熱液と媒体液の
濃度の各々の条件を一定にすることができる。次々と散
布ノズルから新しい均一な蓄熱液が供給され、効率良く
前記蒸気を接触及び熱の伝達を行うことができ、発生し
た熱を効率良く熱交換器の伝達管に伝えることができる
ので、蓄熱装置を効率良く作用させることができる。本
願発明ではこのような点も解決でき、蒸気の発生吸収を
効率良く行うことを可能にし、蓄熱装置を効率良く運転
できる。
第１のタンクの蓄熱液を蓄熱液散布手段によつて第１容
器内に散布して蒸気を発生させて第１タンク内の蓄熱液
の濃度を高め、発生した蒸気を第２容器内で凝縮させて
媒体液に吸収させることにより、蓄熱することができ
る。
器内に散布して蒸気を発生させて第１タンク内の蓄熱液
の濃度を高め、発生した蒸気を第２容器内で凝縮させて
媒体液に吸収させることにより、蓄熱することができ
る。
第２のタンクの媒体液を媒体液散布手段によつて第２熱
交換器に散布して加熱し蒸気を発生させ、この際、第２
熱交換器の伝熱管に冷房のための流体を供給することに
よつて冷熱を発生させることができる。
交換器に散布して加熱し蒸気を発生させ、この際、第２
熱交換器の伝熱管に冷房のための流体を供給することに
よつて冷熱を発生させることができる。
又、第２容器内で発生した蒸気を第１容器内で第１熱交
換器により凝縮し、この際、第１熱交換器の伝熱管に暖
房のための流体を供給することによつて高温熱を発生さ
せることができる。
換器により凝縮し、この際、第１熱交換器の伝熱管に暖
房のための流体を供給することによつて高温熱を発生さ
せることができる。
以下、本発明を実施例を用いて説明する。第１図は、本
発明の蓄熱装置の一実施例を示す。
発明の蓄熱装置の一実施例を示す。
この装置は蓄熱液に吸収させる媒体液を貯蔵する第２の
タンク（媒体タンク）100と蓄熱液を貯蔵する第１のタ
ンク（蓄熱タンク）500と媒体液を吸収する第２容器200
と蓄熱液を収容する第１容器600により構成され、第１
容器600の内部に第１熱交換器の伝熱管610が設置され、
伝熱管610の上部に蓄熱液の散布手段として散布ノズル6
20がある。蓄熱液20は、第１熱交換器の伝熱管610内を
流れる流体によつて加熱又は冷却している。また第１容
器600内に空間を設け、第１熱交換器の伝熱管610を設置
し、蓄熱液20を第１容器内の伝熱管610の表面に散布
し、蒸発吸収面の面積を大きくするためにポンプ510に
より蓄熱液を加圧し、散布ノズル620により散布してい
る。媒体液側も同様に第２容器200内に第２熱交換器の
伝熱管210を設置し、媒体液10をポンプ110によつて加圧
し散布ノズル220によつて散布している。
タンク（媒体タンク）100と蓄熱液を貯蔵する第１のタ
ンク（蓄熱タンク）500と媒体液を吸収する第２容器200
と蓄熱液を収容する第１容器600により構成され、第１
容器600の内部に第１熱交換器の伝熱管610が設置され、
伝熱管610の上部に蓄熱液の散布手段として散布ノズル6
20がある。蓄熱液20は、第１熱交換器の伝熱管610内を
流れる流体によつて加熱又は冷却している。また第１容
器600内に空間を設け、第１熱交換器の伝熱管610を設置
し、蓄熱液20を第１容器内の伝熱管610の表面に散布
し、蒸発吸収面の面積を大きくするためにポンプ510に
より蓄熱液を加圧し、散布ノズル620により散布してい
る。媒体液側も同様に第２容器200内に第２熱交換器の
伝熱管210を設置し、媒体液10をポンプ110によつて加圧
し散布ノズル220によつて散布している。
この構造にすることによつて、媒体液を効率よく伝熱管
表面で蒸発又は凝縮させたり、蓄熱液を効率良く伝熱管
表面で蒸気又は吸収させることが可能になる。
表面で蒸発又は凝縮させたり、蓄熱液を効率良く伝熱管
表面で蒸気又は吸収させることが可能になる。
この蓄熱装置では、散布ノズルにより微細な液滴を発生
させるために媒体蒸気流への液滴同伴飛散があるが、蒸
気通路400にミストセパレータ（気水分離器）300を備え
ることによつて、この液滴を分離することができる。
させるために媒体蒸気流への液滴同伴飛散があるが、蒸
気通路400にミストセパレータ（気水分離器）300を備え
ることによつて、この液滴を分離することができる。
第１のタンク500に収容される蓄熱剤（吸収剤）として
は、液状の吸収剤が適している。液状吸収剤は移動する
蒸気の種類により異なるが、水系では臭化リチウム，塩
化リチウム，ヨウ化リチウム等の塩や水酸化ナトリウム
や硫酸等の水溶液がある。アンモニア系では移動蒸気と
してアンモニア，メチルアミン，エチルアミンなどがあ
り。吸収剤として水，ヨウ化ナトリウム溶液などがあ
る。フロン系では移動蒸気としてＲ−21,R−22が主で、
吸収剤としてテトラエチレングリコール，ジメチルエー
テル（E181），ジメチルフオルムアミド（D.M.F）、イ
ソブチルアセテート（I.B.M），ブチルフタレート（D.
B.P）などがある。
は、液状の吸収剤が適している。液状吸収剤は移動する
蒸気の種類により異なるが、水系では臭化リチウム，塩
化リチウム，ヨウ化リチウム等の塩や水酸化ナトリウム
や硫酸等の水溶液がある。アンモニア系では移動蒸気と
してアンモニア，メチルアミン，エチルアミンなどがあ
り。吸収剤として水，ヨウ化ナトリウム溶液などがあ
る。フロン系では移動蒸気としてＲ−21,R−22が主で、
吸収剤としてテトラエチレングリコール，ジメチルエー
テル（E181），ジメチルフオルムアミド（D.M.F）、イ
ソブチルアセテート（I.B.M），ブチルフタレート（D.
B.P）などがある。
吸収性媒体液としては前記した蓄熱剤が適用でき、その
沸点が蓄熱液よりも低いものであればよい。
沸点が蓄熱液よりも低いものであればよい。
化学反応熱を利用する例として、蓄熱液に硫化ナトリウ
ム，水酸化カルシウム等の物質を用い、蓄熱液を分解す
るとき、生成するときに発生する熱による可逆熱化学反
応を利用して蓄熱する方法がある。その際に用いる媒体
としては、塩化マグネシウム等の水溶液の媒体があげら
れるが蓄熱液に用いた硫化ナトリウム，水酸化カルシウ
ム等の薄い水溶液でもかまわない。
ム，水酸化カルシウム等の物質を用い、蓄熱液を分解す
るとき、生成するときに発生する熱による可逆熱化学反
応を利用して蓄熱する方法がある。その際に用いる媒体
としては、塩化マグネシウム等の水溶液の媒体があげら
れるが蓄熱液に用いた硫化ナトリウム，水酸化カルシウ
ム等の薄い水溶液でもかまわない。
第４図は、臭化リチウム水溶液の水蒸気圧線図であり、
横軸が温度，縦軸が平衡水蒸気圧を示す。臭化リチウム
水溶液は濃度が増すにつれ、水蒸気圧が下がり、その値
は水，希薄水溶液である吸収性媒体，濃厚水溶液である
蓄熱液の順に下がつてくる。
横軸が温度，縦軸が平衡水蒸気圧を示す。臭化リチウム
水溶液は濃度が増すにつれ、水蒸気圧が下がり、その値
は水，希薄水溶液である吸収性媒体，濃厚水溶液である
蓄熱液の順に下がつてくる。
蓄熱操作は、まず第１のタンク（蓄熱液タンク）500内
の蓄熱液20が第１熱交換器の伝熱管610で加熱され、温
度THで水分が蒸発し、濃度がC1からC2へ濃縮される（第
４図Ｇ点）。発生した蒸気30は蒸気通路400を通つて第
２容器200へ入る。第２容器200へ入つた水蒸気30は、第
２熱交換器の伝熱管210に接し、そこで吸収凝縮する。
吸収凝縮時に凝縮潜熱により発熱するが、媒体液10は伝
熱管210で冷却され温度TLに保たれている（第４図Ｃ
点）。一方、水蒸気を吸収した媒体液10は希釈され、濃
度がC2′よりC1′へ下がる。蓄熱時の気室圧力は濃度C
1′の媒体液10の温度TLでの平衡水蒸気圧に等しくPHと
なる。以上の操作により、温度THの熱エネルギーを水の
蒸発潜熱として回収し、それを蓄熱液の濃度エネルギー
に変換（濃縮）して蓄熱したことになる。
の蓄熱液20が第１熱交換器の伝熱管610で加熱され、温
度THで水分が蒸発し、濃度がC1からC2へ濃縮される（第
４図Ｇ点）。発生した蒸気30は蒸気通路400を通つて第
２容器200へ入る。第２容器200へ入つた水蒸気30は、第
２熱交換器の伝熱管210に接し、そこで吸収凝縮する。
吸収凝縮時に凝縮潜熱により発熱するが、媒体液10は伝
熱管210で冷却され温度TLに保たれている（第４図Ｃ
点）。一方、水蒸気を吸収した媒体液10は希釈され、濃
度がC2′よりC1′へ下がる。蓄熱時の気室圧力は濃度C
1′の媒体液10の温度TLでの平衡水蒸気圧に等しくPHと
なる。以上の操作により、温度THの熱エネルギーを水の
蒸発潜熱として回収し、それを蓄熱液の濃度エネルギー
に変換（濃縮）して蓄熱したことになる。
冷熱発生時は、蓄熱液を貯蔵した第１のタンク500およ
び第１容器600内の蓄熱液20が第１熱交換器の伝熱管610
で温度TLまで冷却され水蒸気が下がつているため、第１
容器600内の水蒸気が吸収され圧力が下がる（第４図Ｇ
→Ａ）。
び第１容器600内の蓄熱液20が第１熱交換器の伝熱管610
で温度TLまで冷却され水蒸気が下がつているため、第１
容器600内の水蒸気が吸収され圧力が下がる（第４図Ｇ
→Ａ）。
一方、媒体液を貯蔵した第２のタンク100および第２容
器200の圧力も下げるために、媒体液10の水が蒸発し、
その蒸発潜熱により冷却され温度が下がる（第４図Ｃ→
Ｅ）。媒体液10から発生した水蒸気31は、蒸気通路400
を経て第１容器600に入り蓄熱液20へ吸収凝縮される。
吸収時に蓄熱液20は、温度がC2からC1へ下がると共に凝
縮潜熱により発熱するが、伝熱管610で冷却され温度TL
に保たれる（第４図Ａ点）。一方、媒体液10は圧力低下
により自己蒸発し、濃度がC1′よりC2′へ上がると共
に、蒸発潜熱により温度が下がるが、伝熱管210より熱
を奪い、温度TCになり（第４図Ｅ点）、第２容器200内
の第２熱交換器の伝熱管210より冷熱が得られる。冷熱
発生時の気室圧力は、濃度C1の蓄熱液20の温度TLでの平
衡水蒸気圧に等しくPCとなる。
器200の圧力も下げるために、媒体液10の水が蒸発し、
その蒸発潜熱により冷却され温度が下がる（第４図Ｃ→
Ｅ）。媒体液10から発生した水蒸気31は、蒸気通路400
を経て第１容器600に入り蓄熱液20へ吸収凝縮される。
吸収時に蓄熱液20は、温度がC2からC1へ下がると共に凝
縮潜熱により発熱するが、伝熱管610で冷却され温度TL
に保たれる（第４図Ａ点）。一方、媒体液10は圧力低下
により自己蒸発し、濃度がC1′よりC2′へ上がると共
に、蒸発潜熱により温度が下がるが、伝熱管210より熱
を奪い、温度TCになり（第４図Ｅ点）、第２容器200内
の第２熱交換器の伝熱管210より冷熱が得られる。冷熱
発生時の気室圧力は、濃度C1の蓄熱液20の温度TLでの平
衡水蒸気圧に等しくPCとなる。
以上冷熱発生を例にとつて説明したが、高温発生も同様
に利用でき、その場合は高温熱は第１容器600の第１熱
交換器の伝熱管610により得られる。
に利用でき、その場合は高温熱は第１容器600の第１熱
交換器の伝熱管610により得られる。
すなわち第２容器200内で発生した水蒸気31は蒸気通路4
00を通つて第１容器600に入り、第１熱交換器の伝熱管6
10により熱が奪われて凝縮する。第１熱交換器の伝熱管
610より高温熱が得られる。
00を通つて第１容器600に入り、第１熱交換器の伝熱管6
10により熱が奪われて凝縮する。第１熱交換器の伝熱管
610より高温熱が得られる。
以上のように、本発明によれば多孔質材料を用いること
なしに、熱交換器の伝熱管を利用して蒸気の発生および
吸収を効率よく行わせ、蓄熱ならびに冷熱、高温熱を得
ることができる。
なしに、熱交換器の伝熱管を利用して蒸気の発生および
吸収を効率よく行わせ、蓄熱ならびに冷熱、高温熱を得
ることができる。
第１図は本発明の蓄熱装置の実施例を示す構成図、第２
図は従来例を示す構成図、第３図は従来の多孔質材料を
用いたときの蓄熱の原理を示す説明図、第４図は臭化リ
チウム水溶液の蓄熱操作に対応する蒸気圧線図である。 10……媒体液、20……蓄熱液、30……水蒸気、31……水
蒸気、100……第２のタンク（媒体タンク）、200……第
２容器、210……第２熱交換器の伝熱管、220……媒体液
の散布ノズル、300……ミストセパレータ（気水分離
器）、400……蒸気通路、500……第１のタンク（蓄熱液
タンク）、600……第１容器、610……第１熱交換器の伝
熱管、620……蓄熱液の散布ノズル。
図は従来例を示す構成図、第３図は従来の多孔質材料を
用いたときの蓄熱の原理を示す説明図、第４図は臭化リ
チウム水溶液の蓄熱操作に対応する蒸気圧線図である。 10……媒体液、20……蓄熱液、30……水蒸気、31……水
蒸気、100……第２のタンク（媒体タンク）、200……第
２容器、210……第２熱交換器の伝熱管、220……媒体液
の散布ノズル、300……ミストセパレータ（気水分離
器）、400……蒸気通路、500……第１のタンク（蓄熱液
タンク）、600……第１容器、610……第１熱交換器の伝
熱管、620……蓄熱液の散布ノズル。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松崎 晴美 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 江原 勝也 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 高橋 燦吉 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (56)参考文献 特開 昭53−68447（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−132381（ＪＰ，Ｕ)
Claims (5)
- 【請求項１】蒸気を吸収することによつて発熱する 蓄熱液を収容する第１容器と、 該第１容器と蒸気通路を介して連通し該蓄熱液に吸収さ
せるための媒体液を収容する第２容器と、 該第１容器は前記蓄熱液の存在する部分と該液面上の空
間部からなり、該空間部に設置された第１の熱交換器
と、 該第２容器に内蔵された第２の熱交換器と、 該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散布す
る蓄熱液散布手段と、 該第２容器内の該第２の熱交換器に前記媒体液を散布す
る媒体液散布手段と、 該第１容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンク
と、 該第２容器と接続された媒体液貯蔵用の第２のタンク
と、 該第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段に供
給する手段と、 該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液散布手段に供
給する手段と、 を具備したことを特徴とする蓄熱装置。 - 【請求項２】蒸気を吸収することによつて発熱する 蓄熱液を収容する第１容器と、 該第１容器と蒸気通路を介して連通し該蓄熱液に吸収さ
せるための媒体液を収容する第２容器と、 該第１容器は前記蓄熱液の存在する部分と該液面上の空
間部からなり、該空間部に設置された第１の熱交換器
と、 該第２容器に内蔵された第２の熱交換器と、 該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散布す
る蓄熱液散布手段と、 該第２容器内の該第２の熱交換器に前記媒体液を散布す
る媒体液散布手段と、 該第１容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンク
と、 該第２容器と接続された媒体液貯蔵用の第２のタンク
と、 該第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段に供
給する手段と、 該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液散布手段に供
給する手段と、 前記蒸気通路に備えられたミスト分離手段と、を具備し
たことを特徴とする蓄熱装置。 - 【請求項３】蒸気を吸収することによつて発熱する 蓄熱液を収容する第１容器と、 該第１容器と蒸気通路を介して連通し該蓄熱液に吸収さ
せるための媒体液を収容する第２容器と、 該第１容器は前記蓄熱液の存在する部分と該液面上の空
間部からなり、該空間部に設置された第１の熱交換器
と、 該第２容器に内蔵された第２の熱交換器と、 該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散布す
る蓄熱液散布手段と、 該第２容器内の該第２の熱交換器に前記媒体液を散布す
る媒体液散布手段と、 該第１容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンク
と、 該第２容器と接続された媒体液貯蔵用の第２のタンク
と、 該第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段の供
給する手段と、 該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液散布手段に供
給する手段と、 を具備し、 前記第１のタンクの蓄熱液を前記蓄熱液散布手段によつ
て前記第１容器内に散布して蒸気を発生させ、該第１の
タンク内の蓄熱液の濃度を高める蓄熱段階と、 発生した該蒸気を前記第２容器内で凝縮させて媒体液に
吸収させる段階と、 を含むことを特徴とする蓄熱装置による蓄熱方法。 - 【請求項４】蒸気を吸収することによつて発熱する 蓄熱液を収容する第１容器と、 該第１容器と蒸気通路を介して連通し該蓄熱液に吸収さ
せるための媒体液を収容する第２容器と、 該第１容器は前記蓄熱液の存在する部分と該液面上の空
間部からなり、該空間部に設置された第１の熱交換器
と、 該第２容器に内蔵された第２の熱交換器と、 該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散布す
る蓄熱液散布手段と、 該第２容器内の該第２の熱交換器に前記媒体液を散布す
る媒体液散布手段と、 該第１容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンク
と、 該第２容器と接続された媒体液貯蔵用の第２のタンク
と、 該第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段に供
給する手段と、 該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液散布手段に供
給する手段とを具備し、 前記第２のタンクの媒体液を前記媒体液散布手段によつ
て前記第２の熱交換器に散布して加熱し蒸気を発生させ
る段階と、 該第２の熱交換器の伝熱管に流体を供給し前記媒体液散
布手段によつて散布された媒体液と熱交換させることに
よつて冷熱を得る段階と、 発生した該蒸気を前記第１の熱交換器によつて凝縮し、
前記蓄熱液に吸収させて該蓄熱液の濃度を低下させる段
階と、 を含むことを特徴とする蓄熱装置による蓄熱発生方法。 - 【請求項５】蒸気を吸収することによつて発熱する 蓄熱液を収容する第１容器と、 該第１容器と蒸気通路を介して連通し該蓄熱液に吸収さ
せるための媒体液を収容する第２容器と、 該第１容器は前記蓄熱液の存在する部分と該液面上の空
間部からなり、該空間部に設置された第１の熱交換器
と、 該第２容器に内蔵された第２の熱交換器と、 該第１容器内の該第１の熱交換器に前記蓄熱液を散布す
る蓄熱液散布手段と、 該第２容器内の該第２の熱交換器に前記媒体液を散布す
る媒体液散布手段と、 該第１容器と接続された蓄熱液貯蔵用の第１のタンク
と、 該第２容器と接続された媒体液時蔵用の第２のタンク
と、 該第１のタンクの前記蓄熱液を前記蓄熱液散布手段に供
給する手段と、 該第２のタンクの前記媒体液を前記媒体液散布手段に供
給する手段とを具備し、 前記第２のタンクの媒体液を前記媒体液散布手段によつ
て前記第２の熱交換器に散布して加熱し蒸気を発生させ
る段階と、 発生した該蒸気を前記第１の熱交換器によつて凝縮し、
前記蓄熱液に吸収させて該蓄熱液の濃度を低下させる段
階と、 該第１の熱交換器の伝熱管に流体を供給し前記蒸気と熱
交換させることによつて高温熱を得る段階と、 を含むことを特徴とする蓄熱装置による高温熱発生方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247478A JPH0684874B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 蓄熱装置およびその使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2247478A JPH0684874B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 蓄熱装置およびその使用方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60018557A Division JPS61180891A (ja) | 1985-02-04 | 1985-02-04 | 熱エネルギーの蓄熱方法と蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03144292A JPH03144292A (ja) | 1991-06-19 |
| JPH0684874B2 true JPH0684874B2 (ja) | 1994-10-26 |
Family
ID=17164057
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2247478A Expired - Lifetime JPH0684874B2 (ja) | 1990-09-19 | 1990-09-19 | 蓄熱装置およびその使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0684874B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5368447A (en) * | 1976-11-30 | 1978-06-17 | Ebara Corp | Heat-accumulating system |
| JPS58132381U (ja) * | 1982-03-02 | 1983-09-06 | バブコツク日立株式会社 | 濃度差利用の加熱装置 |
-
1990
- 1990-09-19 JP JP2247478A patent/JPH0684874B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03144292A (ja) | 1991-06-19 |
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