JPH09194817A - 熱媒体と熱媒体循環システム - Google Patents
熱媒体と熱媒体循環システムInfo
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- JPH09194817A JPH09194817A JP8003251A JP325196A JPH09194817A JP H09194817 A JPH09194817 A JP H09194817A JP 8003251 A JP8003251 A JP 8003251A JP 325196 A JP325196 A JP 325196A JP H09194817 A JPH09194817 A JP H09194817A
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- heat medium
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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- Y02B10/20—Solar thermal
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 不凍液を含んだ循環液を熱媒体として用いる
熱媒体循環システムにおいて、不凍液と界面活性剤の組
合せとその添加割合、及びそれを用いた応用システムを
提供することにより、循環用ポンプの消費動力を低減す
る。 【解決手段】 不凍液を含んだ熱媒体中に、ミセル形成
用添加剤を含む界面活性剤を加え、ミセルを形成した不
凍液含有の熱媒体２aを作成する。この熱媒体２aを冷凍
機７の蒸発部２３と蓄熱槽４の間で循環させる。ミセル
を形成した熱媒体２aは配管中の管摩擦係数が著しく小
さくなるので、熱媒体循環用ポンプ３aの所要動力が低
減され、また従来システムよりもポンプを小規模化でき
る。もし従来のシステムと同一入力として比較するなら
ば、多量の流体を循環することが可能となる。
熱媒体循環システムにおいて、不凍液と界面活性剤の組
合せとその添加割合、及びそれを用いた応用システムを
提供することにより、循環用ポンプの消費動力を低減す
る。 【解決手段】 不凍液を含んだ熱媒体中に、ミセル形成
用添加剤を含む界面活性剤を加え、ミセルを形成した不
凍液含有の熱媒体２aを作成する。この熱媒体２aを冷凍
機７の蒸発部２３と蓄熱槽４の間で循環させる。ミセル
を形成した熱媒体２aは配管中の管摩擦係数が著しく小
さくなるので、熱媒体循環用ポンプ３aの所要動力が低
減され、また従来システムよりもポンプを小規模化でき
る。もし従来のシステムと同一入力として比較するなら
ば、多量の流体を循環することが可能となる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ビル空調システ
ム、太陽熱利用空調システム、融雪システム等の不凍液
を含んでなる熱媒体及びその熱媒体を用いる熱媒体循環
システムに関する。
ム、太陽熱利用空調システム、融雪システム等の不凍液
を含んでなる熱媒体及びその熱媒体を用いる熱媒体循環
システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】不凍液を含んでなる循環液を熱媒体とし
て用いた熱媒体循環システムにおいては、熱媒体循環用
ポンプの動力は、システムを駆動させるのに消費される
全エネルギーのなかでも大きな割合を占めている。
て用いた熱媒体循環システムにおいては、熱媒体循環用
ポンプの動力は、システムを駆動させるのに消費される
全エネルギーのなかでも大きな割合を占めている。
【０００３】一方、熱媒体が循環に伴う管内の圧力損失
すなわち動力損失を低減する方法としては、米国特許
4，534，875号、特開昭61−85485号公報、特開昭61−24
3881号公報などに記載されている方法がある。これは水
に界面活性剤を添加して、水の状態をミセルを形成し得
る状態に保つことにより、トムズ効果あるいはそれに似
た乱流を層流化する効果を利用して抗力減少効果を得る
ことに関するものである。しかしながらこの現象の利用
技術に関しては、石油のパイプライン輸送、潤滑油の摩
擦抵抗低減、地域冷暖房の熱輸送が提案されているにす
ぎない（文献１：第31回日本伝熱シンポジウム講演論文
集p1063−1065，1994年5月、文献2：第27回化学工学秋
季大会講演論文集Ｌ101 p206 1994年9月）。また特願
平7−163360号においては、鉄鉱物やカプセルのパイプ
ライン輸送に関する応用例及び装置の構成手段等につい
て開示されているに過ぎない。
すなわち動力損失を低減する方法としては、米国特許
4，534，875号、特開昭61−85485号公報、特開昭61−24
3881号公報などに記載されている方法がある。これは水
に界面活性剤を添加して、水の状態をミセルを形成し得
る状態に保つことにより、トムズ効果あるいはそれに似
た乱流を層流化する効果を利用して抗力減少効果を得る
ことに関するものである。しかしながらこの現象の利用
技術に関しては、石油のパイプライン輸送、潤滑油の摩
擦抵抗低減、地域冷暖房の熱輸送が提案されているにす
ぎない（文献１：第31回日本伝熱シンポジウム講演論文
集p1063−1065，1994年5月、文献2：第27回化学工学秋
季大会講演論文集Ｌ101 p206 1994年9月）。また特願
平7−163360号においては、鉄鉱物やカプセルのパイプ
ライン輸送に関する応用例及び装置の構成手段等につい
て開示されているに過ぎない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】前述の公知例において
は、水と界面活性剤の組み合わせに関するものが開示さ
れているが、不凍液を混入した熱媒体への界面活性剤の
適用及び不凍液に対する界面活性剤の添加割合について
は何ら明らかにされておらず、またその応用システムに
ついても開示されていない。
は、水と界面活性剤の組み合わせに関するものが開示さ
れているが、不凍液を混入した熱媒体への界面活性剤の
適用及び不凍液に対する界面活性剤の添加割合について
は何ら明らかにされておらず、またその応用システムに
ついても開示されていない。
【０００５】本発明の目的は、不凍液を混入した循環液
を熱媒体として用いる熱媒体循環システムにおいて、不
凍液と界面活性剤の組合せとその添加割合、及びそれを
用いた応用システムを提供することにより、熱媒体循環
用ポンプの動力を低減するにある。
を熱媒体として用いる熱媒体循環システムにおいて、不
凍液と界面活性剤の組合せとその添加割合、及びそれを
用いた応用システムを提供することにより、熱媒体循環
用ポンプの動力を低減するにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】０℃以下でも凍結しない
不凍液として、エチレングリコール水溶液、塩化カルシ
ウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液を用い、これに界
面活性剤として塩化セチルトリメチルアンモニウム、対
イオン剤としてサリチル酸ナトリウムをそれぞれ１００
ppm〜５０００ppmの範囲で添加したものを循環熱媒体と
する。これをビル空調システム、太陽熱利用空調システ
ム、融雪システム等に熱媒体として用いる。
不凍液として、エチレングリコール水溶液、塩化カルシ
ウム水溶液、塩化マグネシウム水溶液を用い、これに界
面活性剤として塩化セチルトリメチルアンモニウム、対
イオン剤としてサリチル酸ナトリウムをそれぞれ１００
ppm〜５０００ppmの範囲で添加したものを循環熱媒体と
する。これをビル空調システム、太陽熱利用空調システ
ム、融雪システム等に熱媒体として用いる。
【０００７】不凍液に対する界面活性剤（塩化セチルト
リメチルアンモニウム及びサリチル酸ナトリウム）の添
加割合は、それぞれ１００ppm〜５０００ppmの範囲とす
るのが望ましい。
リメチルアンモニウム及びサリチル酸ナトリウム）の添
加割合は、それぞれ１００ppm〜５０００ppmの範囲とす
るのが望ましい。
【０００８】界面活性剤の添加によりミセルを形成した
熱媒体２aは、配管中の管摩擦係数が著しく小さくなる
ので、熱媒体循環用ポンプ３aの所要動力が低減され、
また従来システムよりもポンプを小規模化できる。もし
従来のシステムと同一入力として比較するならば、多量
の流体を循環することが可能となる。
熱媒体２aは、配管中の管摩擦係数が著しく小さくなる
ので、熱媒体循環用ポンプ３aの所要動力が低減され、
また従来システムよりもポンプを小規模化できる。もし
従来のシステムと同一入力として比較するならば、多量
の流体を循環することが可能となる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の実施例を図面を参照して
説明する。
説明する。
【００１０】図１は本発明の第１の実施例を示すビル空
調システムの構成図である。このビル空調システムは、
屋上に配置されて冷熱を作り出す冷凍機７と、地下に配
置されて前記冷熱を蓄熱する蓄熱槽４と、これらをつな
ぐ配管１，１ａと、ビル内の各部屋に送られる空気と蓄
熱槽４内の水を熱交換させる空気熱交換器２９と、各部
屋の空気を前記空気熱交換器２９に導くとともに熱交換
後の空気を前記各部屋まで導くダクト８と、を主要な要
素として構成されている。
調システムの構成図である。このビル空調システムは、
屋上に配置されて冷熱を作り出す冷凍機７と、地下に配
置されて前記冷熱を蓄熱する蓄熱槽４と、これらをつな
ぐ配管１，１ａと、ビル内の各部屋に送られる空気と蓄
熱槽４内の水を熱交換させる空気熱交換器２９と、各部
屋の空気を前記空気熱交換器２９に導くとともに熱交換
後の空気を前記各部屋まで導くダクト８と、を主要な要
素として構成されている。
【００１１】冷凍機７は、冷媒蒸気を圧縮する圧縮機１
９と、該圧縮機の出側に接続され圧縮した冷媒蒸気を冷
却して凝縮液化させる凝縮器２２と、該凝縮器の出側に
接続され凝縮器２２で生成された液冷媒２１を減圧させ
る膨張弁２０と、膨張弁２０の出側に一端を接続された
蒸発コイル６と、前記凝縮器を空冷する冷却ファン１８
と、を含んで構成され、前記蒸発コイル６の他端は前記
圧縮機１９の吸い込み側に接続されている。また、蒸発
コイル６は蒸発部２３に内装され、蒸発部２３内（蒸発
コイル６の外側）には、熱媒体２ａが満たされている。
９と、該圧縮機の出側に接続され圧縮した冷媒蒸気を冷
却して凝縮液化させる凝縮器２２と、該凝縮器の出側に
接続され凝縮器２２で生成された液冷媒２１を減圧させ
る膨張弁２０と、膨張弁２０の出側に一端を接続された
蒸発コイル６と、前記凝縮器を空冷する冷却ファン１８
と、を含んで構成され、前記蒸発コイル６の他端は前記
圧縮機１９の吸い込み側に接続されている。また、蒸発
コイル６は蒸発部２３に内装され、蒸発部２３内（蒸発
コイル６の外側）には、熱媒体２ａが満たされている。
【００１２】蓄熱槽４はシェルアンドチューブ式の熱交
換器をなしており、蓄熱用熱交換パイプ２５が内装さ
れ、該蓄熱用熱交換パイプ２５の一端は配管１により前
記蒸発部２３の底部に、蓄熱用熱交換パイプ２５の他端
は熱媒体循環ポンプ３ａを介装した配管１ａにより前記
蒸発部２３の上部に、それぞれ接続されている。蓄熱槽
４内（蓄熱用熱交換パイプ２５の外側）には、水２４が
満たされている。熱媒体循環ポンプ３ａは、蓄熱用熱交
換パイプ２５内の熱媒体を吸引して蒸発部２３の上部に
送りこむように構成されている。
換器をなしており、蓄熱用熱交換パイプ２５が内装さ
れ、該蓄熱用熱交換パイプ２５の一端は配管１により前
記蒸発部２３の底部に、蓄熱用熱交換パイプ２５の他端
は熱媒体循環ポンプ３ａを介装した配管１ａにより前記
蒸発部２３の上部に、それぞれ接続されている。蓄熱槽
４内（蓄熱用熱交換パイプ２５の外側）には、水２４が
満たされている。熱媒体循環ポンプ３ａは、蓄熱用熱交
換パイプ２５内の熱媒体を吸引して蒸発部２３の上部に
送りこむように構成されている。
【００１３】蓄熱槽４のシェル側には、蓄熱媒体循環ポ
ンプ３ｂを介装した配管２８の一端が接続され、該配管
２８の他端は空気熱交換器２９の冷却水入り口に接続さ
れている。空気熱交換器２９の冷却水出口は、配管２８
ａにより、前記蓄熱槽４のシェル側に接続されている。
空気熱交換器２９の空気入り口には、ビル内の各室に開
口した空気吸入口を備えたダクト８が接続され、空気熱
交換器２９の空気出口には、ファン５を介して、ビル内
の各室に開口した空気吐き出し口を備えたダクト８ａが
接続されている。
ンプ３ｂを介装した配管２８の一端が接続され、該配管
２８の他端は空気熱交換器２９の冷却水入り口に接続さ
れている。空気熱交換器２９の冷却水出口は、配管２８
ａにより、前記蓄熱槽４のシェル側に接続されている。
空気熱交換器２９の空気入り口には、ビル内の各室に開
口した空気吸入口を備えたダクト８が接続され、空気熱
交換器２９の空気出口には、ファン５を介して、ビル内
の各室に開口した空気吐き出し口を備えたダクト８ａが
接続されている。
【００１４】蓄熱用熱交換パイプ２５、熱媒体循環ポン
プ３ａ、配管１ａ、蒸発部２３、及び配管１で形成され
る熱媒体循環ループには、界面活性剤（塩化セチルトリ
メチルアンモニウムと対イオン剤としてサリチル酸ナト
リウム）を混入した不凍液（エチレングリコール水溶
液）含有の熱媒体２ａが充填されている。本実施例で
は、不凍液としてエチレングリコール水溶液を用いた
が、エチレングリコール水溶液に代えて、塩化カルシウ
ム水溶液や、塩化マグネシウム水溶液を用いてもよい。
プ３ａ、配管１ａ、蒸発部２３、及び配管１で形成され
る熱媒体循環ループには、界面活性剤（塩化セチルトリ
メチルアンモニウムと対イオン剤としてサリチル酸ナト
リウム）を混入した不凍液（エチレングリコール水溶
液）含有の熱媒体２ａが充填されている。本実施例で
は、不凍液としてエチレングリコール水溶液を用いた
が、エチレングリコール水溶液に代えて、塩化カルシウ
ム水溶液や、塩化マグネシウム水溶液を用いてもよい。
【００１５】このビル空調システムの動作は次のように
して行われる。まず冷凍機７で冷熱を作りだし、この冷
熱を蒸発コイル６内を循環する熱媒体２ａにより蓄熱槽
４に設けた蓄熱用熱交換パイプ２５に送る。熱媒体２ａ
により搬送される冷熱で蓄熱用熱交換パイプ２５の外面
の水２４を氷結させて氷２６を作ることにより、蓄熱す
る。また各部屋を空調するときには、蓄熱槽４から空気
熱交換器２９まで、水２４を蓄熱媒体循環ポンプ３ｂに
よって汲み上げ、この水２４とファン５によって循環さ
れる空気とを空気熱交換器２９で熱交換させることによ
り該空気を冷却し、ビル内の各部屋に前記冷却された空
気を送り出すことによって冷房する。前記冷凍機７は安
価な深夜電力を利用して駆動して冷熱を蓄えておき、冷
熱が必要なとき蓄熱槽４から取り出すことで運転費を低
減できる。
して行われる。まず冷凍機７で冷熱を作りだし、この冷
熱を蒸発コイル６内を循環する熱媒体２ａにより蓄熱槽
４に設けた蓄熱用熱交換パイプ２５に送る。熱媒体２ａ
により搬送される冷熱で蓄熱用熱交換パイプ２５の外面
の水２４を氷結させて氷２６を作ることにより、蓄熱す
る。また各部屋を空調するときには、蓄熱槽４から空気
熱交換器２９まで、水２４を蓄熱媒体循環ポンプ３ｂに
よって汲み上げ、この水２４とファン５によって循環さ
れる空気とを空気熱交換器２９で熱交換させることによ
り該空気を冷却し、ビル内の各部屋に前記冷却された空
気を送り出すことによって冷房する。前記冷凍機７は安
価な深夜電力を利用して駆動して冷熱を蓄えておき、冷
熱が必要なとき蓄熱槽４から取り出すことで運転費を低
減できる。
【００１６】冷凍機７で作り出した冷熱を蓄熱槽４まで
運ぶには、冷凍機７の構成要素の一つである蒸発部２３
と蓄熱槽４中の蓄熱用熱交換パイプ２５とを結ぶ配管
１，１ａ内を循環する熱媒体２aを用いる。これに対し
て蓄熱槽４内に入っている水２４は、蓄熱用熱交換パイ
プ２５を流れる前記熱媒体２aと熱交換し、該熱媒体２
ａに冷却されて氷結するが、この水２４にも前記界面活
性剤を混入して用いる。このようなビル空調システムに
よれば、熱媒体循環ループ内の熱媒体の流れや、配管２
８、２８ａ内の水の流れが層流化されて摩擦損失がすく
なくなるため、従来のシステムよりも少ない搬送動力
で、熱媒体２a及び水２４を循環できる。つまり空調シ
ステムの能力を同じとすれば、熱媒体循環ポンプ３ａ，
蓄熱媒体循環ポンプ３ｂを小規模化できる。
運ぶには、冷凍機７の構成要素の一つである蒸発部２３
と蓄熱槽４中の蓄熱用熱交換パイプ２５とを結ぶ配管
１，１ａ内を循環する熱媒体２aを用いる。これに対し
て蓄熱槽４内に入っている水２４は、蓄熱用熱交換パイ
プ２５を流れる前記熱媒体２aと熱交換し、該熱媒体２
ａに冷却されて氷結するが、この水２４にも前記界面活
性剤を混入して用いる。このようなビル空調システムに
よれば、熱媒体循環ループ内の熱媒体の流れや、配管２
８、２８ａ内の水の流れが層流化されて摩擦損失がすく
なくなるため、従来のシステムよりも少ない搬送動力
で、熱媒体２a及び水２４を循環できる。つまり空調シ
ステムの能力を同じとすれば、熱媒体循環ポンプ３ａ，
蓄熱媒体循環ポンプ３ｂを小規模化できる。
【００１７】図２は本発明の第２の実施例の構成図であ
る。図１に示す第１の実施例とは、蓄熱槽４がシェルア
ンドチューブ式でなくカプセル式である点が異なり、他
の要素は同一であるので説明を省略する。すなわち、本
実施例においては、蓄熱槽４には蓄熱用熱交換パイプ２
５に代えてそれぞれ独立した多数の蓄熱カプセル１７が
充填されており、この蓄熱カプセル１７には、蓄熱材２
７（例えば融点０℃の水や融点５.９℃のテトラデカ
ン）が満たされている。また、配管１、１ａは蓄熱槽４
内で開口しており、配管１ａ、蒸発器２３、配管１を循
環する熱媒体２ａが水の代わりに蓄熱槽４に満たされて
いるのである。したがって、蓄熱媒体循環ポンプ３ｂ
は、第１の実施例における水の代りに熱媒体２ａを循環
させる。
る。図１に示す第１の実施例とは、蓄熱槽４がシェルア
ンドチューブ式でなくカプセル式である点が異なり、他
の要素は同一であるので説明を省略する。すなわち、本
実施例においては、蓄熱槽４には蓄熱用熱交換パイプ２
５に代えてそれぞれ独立した多数の蓄熱カプセル１７が
充填されており、この蓄熱カプセル１７には、蓄熱材２
７（例えば融点０℃の水や融点５.９℃のテトラデカ
ン）が満たされている。また、配管１、１ａは蓄熱槽４
内で開口しており、配管１ａ、蒸発器２３、配管１を循
環する熱媒体２ａが水の代わりに蓄熱槽４に満たされて
いるのである。したがって、蓄熱媒体循環ポンプ３ｂ
は、第１の実施例における水の代りに熱媒体２ａを循環
させる。
【００１８】つまり冷凍機７で作り出された冷熱は、冷
凍機７の蒸発部２３内に納めてある蒸発コイル６におい
て、冷媒２１と熱交換した熱媒体２aによって蓄熱槽４
に運ばれ、蓄熱槽４は、充填されている蓄熱カプセル１
７中の蓄熱材２７を熱媒体２ａが運んで来る冷熱で冷却
凝固させることにより、蓄熱する。この熱を空調に利用
する場合は、蓄熱媒体循環ポンプ３bを駆動して空気熱
交換器２９まで熱媒体２ａを汲み上げ、その後はファン
５によって循環される空気と空気熱交換器２９で熱交換
して、冷却された空気をダクト８を通じて各部屋に送り
出す。本実施例においても、前記第１の実施例と同様、
熱媒体循環ポンプ３ａ，蓄熱媒体循環ポンプ３ｂの動力
を低減できるという効果がある。また、この方式では、
冷凍機７と蓄熱槽４の間で熱を搬送する熱媒体と、空気
熱交換器２９と蓄熱槽４の間で熱を搬送する熱媒体は、
同一熱媒体が利用できるという利点もある。
凍機７の蒸発部２３内に納めてある蒸発コイル６におい
て、冷媒２１と熱交換した熱媒体２aによって蓄熱槽４
に運ばれ、蓄熱槽４は、充填されている蓄熱カプセル１
７中の蓄熱材２７を熱媒体２ａが運んで来る冷熱で冷却
凝固させることにより、蓄熱する。この熱を空調に利用
する場合は、蓄熱媒体循環ポンプ３bを駆動して空気熱
交換器２９まで熱媒体２ａを汲み上げ、その後はファン
５によって循環される空気と空気熱交換器２９で熱交換
して、冷却された空気をダクト８を通じて各部屋に送り
出す。本実施例においても、前記第１の実施例と同様、
熱媒体循環ポンプ３ａ，蓄熱媒体循環ポンプ３ｂの動力
を低減できるという効果がある。また、この方式では、
冷凍機７と蓄熱槽４の間で熱を搬送する熱媒体と、空気
熱交換器２９と蓄熱槽４の間で熱を搬送する熱媒体は、
同一熱媒体が利用できるという利点もある。
【００１９】図３は本発明の第３の実施例を示す太陽熱
利用空調システムの構成図である。このシステムは、太
陽熱を集熱して熱媒体２に回収する集熱器１１と、集熱
器１１で熱媒体２に集熱、回収した熱を蓄える蓄熱槽４
と、蓄熱槽４から送られた熱媒体２と部屋の空気とを熱
交換させる空気熱交換器２９と、蓄熱槽４と集熱器１１
の間で熱媒体２を循環させる熱媒体循環ポンプ３ａと、
蓄熱槽４と空気熱交換器２９との間で熱媒体２を循環さ
せる蓄熱媒体循環ポンプ３ｂと、蓄熱媒体循環ポンプ３
ｂと蓄熱槽４とを結ぶ配管に介装された補助熱源９（例
えば電気ヒータ）とを主な要素として構成されている。
利用空調システムの構成図である。このシステムは、太
陽熱を集熱して熱媒体２に回収する集熱器１１と、集熱
器１１で熱媒体２に集熱、回収した熱を蓄える蓄熱槽４
と、蓄熱槽４から送られた熱媒体２と部屋の空気とを熱
交換させる空気熱交換器２９と、蓄熱槽４と集熱器１１
の間で熱媒体２を循環させる熱媒体循環ポンプ３ａと、
蓄熱槽４と空気熱交換器２９との間で熱媒体２を循環さ
せる蓄熱媒体循環ポンプ３ｂと、蓄熱媒体循環ポンプ３
ｂと蓄熱槽４とを結ぶ配管に介装された補助熱源９（例
えば電気ヒータ）とを主な要素として構成されている。
【００２０】この太陽熱利用空調システムは次のように
して動作する。集熱器１１で得た太陽熱を熱媒体循環ポ
ンプ３aを用いて配管１内を循環する熱媒体２によっ
て、いったん蓄熱槽４に蓄熱する。この実施例では、蓄
熱槽４にカプセル式蓄熱槽を用いた場合を示している。
蓄熱槽４に蓄熱した熱は、必要に応じて需要側である部
屋１０にある空気熱交換器２９まで蓄熱媒体循環ポンプ
３bによって循環される熱媒体２で搬送され、ファン５
で駆動されて空気熱交換器２９を通過する空気にその熱
を取り出し、部屋１０を暖房する。もしこの蓄熱槽４か
ら取り出される熱量が不足した時には、空気熱交換器２
９に送りこまれる熱媒体２を補助熱源９によって補助加
熱することができる。
して動作する。集熱器１１で得た太陽熱を熱媒体循環ポ
ンプ３aを用いて配管１内を循環する熱媒体２によっ
て、いったん蓄熱槽４に蓄熱する。この実施例では、蓄
熱槽４にカプセル式蓄熱槽を用いた場合を示している。
蓄熱槽４に蓄熱した熱は、必要に応じて需要側である部
屋１０にある空気熱交換器２９まで蓄熱媒体循環ポンプ
３bによって循環される熱媒体２で搬送され、ファン５
で駆動されて空気熱交換器２９を通過する空気にその熱
を取り出し、部屋１０を暖房する。もしこの蓄熱槽４か
ら取り出される熱量が不足した時には、空気熱交換器２
９に送りこまれる熱媒体２を補助熱源９によって補助加
熱することができる。
【００２１】なお、集熱器１１と蓄熱槽４の間の配管１
内を流れる熱媒体２と、部屋１０内の空気熱交換器２９
と蓄熱槽４間で熱搬送する熱媒体２は、前記第１の実施
例と同様、界面活性剤を混入した不凍液含有の熱媒体を
用いる。このような熱媒体２を用いることにより、冬期
の夜間において集熱器１１内の熱媒体が氷結するのが防
止され、熱媒体循環ポンプ３ａ，蓄熱媒体循環ポンプ３
ｂの消費動力が低減される。したがってこのような太陽
熱利用空調システムによれば、暖房能力を同一とした場
合、水のみを熱媒体とした場合より熱媒体循環ポンプ３
ａ，蓄熱媒体循環ポンプ３ｂの大きさを小規模化でき
る。
内を流れる熱媒体２と、部屋１０内の空気熱交換器２９
と蓄熱槽４間で熱搬送する熱媒体２は、前記第１の実施
例と同様、界面活性剤を混入した不凍液含有の熱媒体を
用いる。このような熱媒体２を用いることにより、冬期
の夜間において集熱器１１内の熱媒体が氷結するのが防
止され、熱媒体循環ポンプ３ａ，蓄熱媒体循環ポンプ３
ｂの消費動力が低減される。したがってこのような太陽
熱利用空調システムによれば、暖房能力を同一とした場
合、水のみを熱媒体とした場合より熱媒体循環ポンプ３
ａ，蓄熱媒体循環ポンプ３ｂの大きさを小規模化でき
る。
【００２２】図４は本発明の第４の実施例を示す融雪シ
ステムの系統図である。このシステムは、熱源側（煙道
１２内）に設置される受熱側熱交換器１３aと、融雪を
必要とする場所（道路１４）に設置される放熱側熱交換
器１３bと、放熱側熱交換器１３bの出側と受熱側熱交換
器１３aの入り側を接続する配管１と、受熱側熱交換器
１３ａの出側と放熱側熱交換器１３ｂの入り側を接続す
る配管１ａと、配管１ａに介装され熱媒体２を受熱側熱
交換器１３aと放熱側熱交換器１３bとの間で循環させる
熱媒体循環ポンプ３と、熱媒体循環ポンプ３の吸い込み
側と受熱側熱交換器１３aをつなぐ配管１ａに介装され
た熱媒体のバッファタンク１６と、を主な構成要素とし
て構成されている。バッファタンク１６には、凍結防止
用の撹拌機１５が内装されている。
ステムの系統図である。このシステムは、熱源側（煙道
１２内）に設置される受熱側熱交換器１３aと、融雪を
必要とする場所（道路１４）に設置される放熱側熱交換
器１３bと、放熱側熱交換器１３bの出側と受熱側熱交換
器１３aの入り側を接続する配管１と、受熱側熱交換器
１３ａの出側と放熱側熱交換器１３ｂの入り側を接続す
る配管１ａと、配管１ａに介装され熱媒体２を受熱側熱
交換器１３aと放熱側熱交換器１３bとの間で循環させる
熱媒体循環ポンプ３と、熱媒体循環ポンプ３の吸い込み
側と受熱側熱交換器１３aをつなぐ配管１ａに介装され
た熱媒体のバッファタンク１６と、を主な構成要素とし
て構成されている。バッファタンク１６には、凍結防止
用の撹拌機１５が内装されている。
【００２３】図４に示した融雪システムは、工業用ボイ
ラや溶融炉からの高温廃熱を路面の融雪に利用するシス
テムである。他の熱源を利用するものとしては、下水道
からの低温未利用熱などを用いてもよい。熱媒体循環ポ
ンプ３によって熱源側の受熱側交換器１３a、道路側の
放熱側熱交換器１３b、及びそれらを結ぶ配管１，１ａ
内を通して循環される熱媒体２としては、非循環時の凍
結防止のために、不凍液を用いる。本実施例は、前記不
凍液含有の熱媒体２に、さらに抗力減少効果のある界面
活性剤として、塩化セチルトリメチルアンモニウム及び
サリチル酸ナトリウムを添加したことを特徴とする。界
面活性剤を添加したことにより、前記第１の実施例と同
様、熱媒体循環ポンプ３の運転費が低減される効果があ
る。
ラや溶融炉からの高温廃熱を路面の融雪に利用するシス
テムである。他の熱源を利用するものとしては、下水道
からの低温未利用熱などを用いてもよい。熱媒体循環ポ
ンプ３によって熱源側の受熱側交換器１３a、道路側の
放熱側熱交換器１３b、及びそれらを結ぶ配管１，１ａ
内を通して循環される熱媒体２としては、非循環時の凍
結防止のために、不凍液を用いる。本実施例は、前記不
凍液含有の熱媒体２に、さらに抗力減少効果のある界面
活性剤として、塩化セチルトリメチルアンモニウム及び
サリチル酸ナトリウムを添加したことを特徴とする。界
面活性剤を添加したことにより、前記第１の実施例と同
様、熱媒体循環ポンプ３の運転費が低減される効果があ
る。
【００２４】なお両熱交換器１３a，１３bは、その伝熱
面と道路１４の埋設面、あるいは煙道内の高温ガスと接
触する伝熱面積を大きくし熱交換特性を高めるために、
適度に蛇行させるのが好ましい。
面と道路１４の埋設面、あるいは煙道内の高温ガスと接
触する伝熱面積を大きくし熱交換特性を高めるために、
適度に蛇行させるのが好ましい。
【００２５】
【表１】
【００２６】表１は圧力損失低減効果の例をまとめて示
したものである。この表は、内径が２０mm、循環パイプ
総長さが約２０ｍの熱媒体循環装置において、各種不凍
液（エチレングリコール水溶液、塩化カルシウム水溶
液、塩化マグネシウム水溶液）に対し、界面活性剤（塩
化セチルトリメチルアンモニウム＋対イオン剤としてサ
リチル酸ナトリウム）の濃度を変えた混合液を、約５℃
に保ちながら循環させた時の圧力損失の測定結果から、
式(1)を用いて圧力損失低減率εを求めて示したもので
ある。これより各種不凍液に前記界面活性剤を100〜300
0ppmの範囲で添加した場合、圧力損失は水に比較して、
20〜45%低減できることが分かる。界面活性剤の添加量
が多いほど低減率εは大きくなるが、添加量が多くなる
と設備費が高くなるので、余り多いのは経済的に得策で
はない。従って添加量は、多くても5000ppm以下とする
のが望ましい。
したものである。この表は、内径が２０mm、循環パイプ
総長さが約２０ｍの熱媒体循環装置において、各種不凍
液（エチレングリコール水溶液、塩化カルシウム水溶
液、塩化マグネシウム水溶液）に対し、界面活性剤（塩
化セチルトリメチルアンモニウム＋対イオン剤としてサ
リチル酸ナトリウム）の濃度を変えた混合液を、約５℃
に保ちながら循環させた時の圧力損失の測定結果から、
式(1)を用いて圧力損失低減率εを求めて示したもので
ある。これより各種不凍液に前記界面活性剤を100〜300
0ppmの範囲で添加した場合、圧力損失は水に比較して、
20〜45%低減できることが分かる。界面活性剤の添加量
が多いほど低減率εは大きくなるが、添加量が多くなる
と設備費が高くなるので、余り多いのは経済的に得策で
はない。従って添加量は、多くても5000ppm以下とする
のが望ましい。
【００２７】 ε＝（ΔＰw−ΔＰm）／ΔＰw ………………………………………………(1) ΔＰw： 水の圧力損失 ΔＰm： 界面活性剤と不凍液の混合液の圧力損失
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、ビル空調システム、太
陽熱利用空調システム、融雪システムなどの不凍液を含
んだ循環液を熱媒体として用いる熱媒体循環システムに
おいて、この熱媒体中に抗力低減効果のある界面活性剤
と、これがミセルを形成するための対イオン剤を混入す
ることにより、システムの熱媒体循環用ポンプの消費動
力を低減することができる。
陽熱利用空調システム、融雪システムなどの不凍液を含
んだ循環液を熱媒体として用いる熱媒体循環システムに
おいて、この熱媒体中に抗力低減効果のある界面活性剤
と、これがミセルを形成するための対イオン剤を混入す
ることにより、システムの熱媒体循環用ポンプの消費動
力を低減することができる。
【図１】本発明の第１の実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明の第２の実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図３】本発明の第３の実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
【図４】本発明の第４の実施例を示すシステム構成図で
ある。
ある。
１，１ａ 配管 ２，２ａ 熱媒体 ３，３ａ 熱媒体循環ポンプ ３ｂ 蓄熱媒体循環ポン
プ ４ 蓄熱槽 ５ ファン ６ 蒸発コイル ７ 冷凍機 ８ ダクト ９ 補助熱源 １０ 部屋 １１ 集熱器 １２ 工場排熱用煙道 １３ａ 受熱側熱交換器 １３ｂ 放熱側熱交換器 １４ 道路 １５ 撹拌機 １６ バッファタンク １７ 蓄熱カプセル １８ 冷却ファン １９ 圧縮機 ２０ 膨張弁 ２１ 冷媒 ２２ 凝縮器 ２３ 蒸発部 ２４ 水 ２５ 蓄熱用熱交換パイプ ２６ 氷 ２７ 蓄熱材 ２８，２８ａ 配管 ２９ 空気熱交換器
プ ４ 蓄熱槽 ５ ファン ６ 蒸発コイル ７ 冷凍機 ８ ダクト ９ 補助熱源 １０ 部屋 １１ 集熱器 １２ 工場排熱用煙道 １３ａ 受熱側熱交換器 １３ｂ 放熱側熱交換器 １４ 道路 １５ 撹拌機 １６ バッファタンク １７ 蓄熱カプセル １８ 冷却ファン １９ 圧縮機 ２０ 膨張弁 ２１ 冷媒 ２２ 凝縮器 ２３ 蒸発部 ２４ 水 ２５ 蓄熱用熱交換パイプ ２６ 氷 ２７ 蓄熱材 ２８，２８ａ 配管 ２９ 空気熱交換器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平松 正義 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)発明者 春日 智子 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の１ 中部電力株式会社電力技術研究所内
Claims (9)
- 【請求項１】 不凍液を含んで構成され熱の搬送に用い
られる熱媒体において、該熱媒体中に、抗力低減効果の
ある界面活性剤が混入されていることを特徴とする熱媒
体。 - 【請求項２】 不凍液としてエチレングリコールを含
み、界面活性剤として塩化セチルトリメチルアンモニウ
ム及びサリチル酸ナトリウムを含むことを特徴とする請
求項１に記載の熱媒体。 - 【請求項３】 不凍液として塩化カルシウムを含み、界
面活性剤として塩化セチルトリメチルアンモニウム及び
サリチル酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項１
に記載の熱媒体。 - 【請求項４】 不凍液として塩化マグネシウムを含み、
界面活性剤として塩化セチルトリメチルアンモニウム及
びサリチル酸ナトリウムを含むことを特徴とする請求項
１に記載の熱媒体。 - 【請求項５】 前記不凍液に対する塩化セチルトリメチ
ルアンモニウムとサリチル酸ナトリウムの添加割合がそ
れぞれ１００ppm〜５０００ppmの範囲であることを特徴
とする請求項２乃至４のいずれかに記載の熱媒体。 - 【請求項６】 不凍液を含んでなる熱媒体を循環させ、
該熱媒体により熱を搬送するように構成した熱媒体循環
システムにおいて、該熱媒体が、請求項１乃至５のうち
のいずれかに記載の熱媒体であることを特徴とする熱媒
体循環システム。 - 【請求項７】 熱媒体循環システムがビル空調システム
であり、ビル空調システムの２次側熱媒体が、請求項１
乃至５のうちのいずれかに記載の熱媒体であることを特
徴とする熱媒体循環システム。 - 【請求項８】 熱媒体循環システムが太陽熱利用空調シ
ステムであることを特徴とする請求項６に記載の熱媒体
循環システム。 - 【請求項９】 熱媒体循環システムが融雪システムであ
ることを特徴とする請求項６記載の熱媒体循環システ
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003251A JPH09194817A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 熱媒体と熱媒体循環システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8003251A JPH09194817A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 熱媒体と熱媒体循環システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09194817A true JPH09194817A (ja) | 1997-07-29 |
Family
ID=11552257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8003251A Pending JPH09194817A (ja) | 1996-01-11 | 1996-01-11 | 熱媒体と熱媒体循環システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09194817A (ja) |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100536950B1 (ko) * | 2001-08-08 | 2005-12-19 | 오사까 가스 가부시키가이샤 | 열매체 조성물 및 열교환 장치에 산화방지제를 공급하는방법 |
| JP2008089285A (ja) * | 2006-10-05 | 2008-04-17 | Toshiba Corp | 原子力発電所建家の換気空調設備及び換気空調方法 |
| CN101666529B (zh) | 2009-09-10 | 2011-06-08 | 顾全军 | 一种太阳能空调 |
| JP2013032456A (ja) * | 2011-08-03 | 2013-02-14 | Hokkaido Univ | 過冷却促進剤 |
| WO2015177964A1 (ja) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| WO2016038783A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| WO2016047017A1 (ja) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| WO2016051658A1 (ja) * | 2014-09-30 | 2016-04-07 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| JP2016065255A (ja) * | 2015-12-22 | 2016-04-28 | 国立大学法人北海道大学 | 不凍性液体 |
| JP2023018996A (ja) * | 2021-07-28 | 2023-02-09 | 株式会社リビエラ | 熱利用システム |
-
1996
- 1996-01-11 JP JP8003251A patent/JPH09194817A/ja active Pending
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7025898B2 (en) | 2001-08-08 | 2006-04-11 | Showa Water Industries Co., Ltd. | Heating medium composition, and method for feeding an oxidation inhibitor to a heat exchange apparatus |
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| WO2015177964A1 (ja) * | 2014-05-23 | 2015-11-26 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| JP2015222149A (ja) * | 2014-05-23 | 2015-12-10 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| CN106164613A (zh) * | 2014-05-23 | 2016-11-23 | 株式会社电装 | 热输送系统 |
| JP2016057035A (ja) * | 2014-09-12 | 2016-04-21 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| WO2016038783A1 (ja) * | 2014-09-12 | 2016-03-17 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| WO2016047017A1 (ja) * | 2014-09-24 | 2016-03-31 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| JP2016065654A (ja) * | 2014-09-24 | 2016-04-28 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
| JP2016070170A (ja) * | 2014-09-30 | 2016-05-09 | 株式会社デンソー | 熱輸送システム |
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| JP2023018996A (ja) * | 2021-07-28 | 2023-02-09 | 株式会社リビエラ | 熱利用システム |
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