JPH11270976A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
- Publication number
- JPH11270976A JPH11270976A JP10076765A JP7676598A JPH11270976A JP H11270976 A JPH11270976 A JP H11270976A JP 10076765 A JP10076765 A JP 10076765A JP 7676598 A JP7676598 A JP 7676598A JP H11270976 A JPH11270976 A JP H11270976A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- heat
- capsule
- storage material
- storage device
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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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
Landscapes
- Heat-Pump Type And Storage Water Heaters (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 蓄熱材と接する金属面の腐食を防止し、蓄熱
材の物性を安定させ、且つ蓄熱材の充填率を向上させ、
熱交換効率の良い蓄熱装置を得る。 【解決手段】 蓄熱材２を封入する蓄熱カプセル５内面
がコーティング４を備えたものである。
材の物性を安定させ、且つ蓄熱材の充填率を向上させ、
熱交換効率の良い蓄熱装置を得る。 【解決手段】 蓄熱材２を封入する蓄熱カプセル５内面
がコーティング４を備えたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、潜熱蓄熱材を利
用した蓄熱装置に関するものである。
用した蓄熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図３は例えば、特開昭６０−１９６５４
７号公報に示された従来の電気温水ボイラの断面図であ
る。図において、１１はボイラドラム、１２は電気発熱
体、１３は給水管、１４は温水供給管、１５は球状蓄熱
体、１６は循環ポンプである。蓄熱材としては、融点が
５０〜９０°Ｃの範囲のものがよく、例えば、酢酸ナト
リウム、硫酸ナトリウム、アンモニウム明礬などがあ
る。これらの蓄熱材は球状蓄熱体１５に封入される。球
状蓄熱体１５の材料として、金属や合成樹脂等が用いら
れている。
７号公報に示された従来の電気温水ボイラの断面図であ
る。図において、１１はボイラドラム、１２は電気発熱
体、１３は給水管、１４は温水供給管、１５は球状蓄熱
体、１６は循環ポンプである。蓄熱材としては、融点が
５０〜９０°Ｃの範囲のものがよく、例えば、酢酸ナト
リウム、硫酸ナトリウム、アンモニウム明礬などがあ
る。これらの蓄熱材は球状蓄熱体１５に封入される。球
状蓄熱体１５の材料として、金属や合成樹脂等が用いら
れている。
【０００３】上記のような従来の電気温水ボイラの蓄熱
時においては、ボイラドラム１１内に一定量の水を供給
しておき、電気発熱体１２を動作させ、循環ポンプ１６
を駆動する。これによりボイラドラム１１内の予め供給
された一定量の水が、ボイラドラム１１内を上下に循環
流動するから、水に対し電気発熱体１２の熱が伝熱され
る。このように、電気発熱体１２の熱が水に伝熱される
と、水から球状蓄熱体１５に熱量が伝熱される。このた
め、球状蓄熱体１５内の蓄熱材が溶融温度で融解する。
時においては、ボイラドラム１１内に一定量の水を供給
しておき、電気発熱体１２を動作させ、循環ポンプ１６
を駆動する。これによりボイラドラム１１内の予め供給
された一定量の水が、ボイラドラム１１内を上下に循環
流動するから、水に対し電気発熱体１２の熱が伝熱され
る。このように、電気発熱体１２の熱が水に伝熱される
と、水から球状蓄熱体１５に熱量が伝熱される。このた
め、球状蓄熱体１５内の蓄熱材が溶融温度で融解する。
【０００４】放熱時においては、ボイラドラム１１内の
温水が温水供給管１４を介して使用機器へ供給される。
これに伴い、給水管１３より新たに水が供給される。供
給された水はボイラドラム１１の上下を循環ポンプ１６
の動作により流動する過程で、先に融解の潜熱を蓄熱し
た球状蓄熱体１５に接し、伝熱せしめられる。
温水が温水供給管１４を介して使用機器へ供給される。
これに伴い、給水管１３より新たに水が供給される。供
給された水はボイラドラム１１の上下を循環ポンプ１６
の動作により流動する過程で、先に融解の潜熱を蓄熱し
た球状蓄熱体１５に接し、伝熱せしめられる。
【０００５】上記のような蓄熱時および放熱時における
蓄熱材の挙動は次のようになる。先ず、蓄熱時には固相
状態で顕熱として熱を蓄熱し、固相から液層に変わると
きに融解の潜熱として熱を蓄熱する。放熱時には高温の
液相状態から凝固温度までは通常に顕熱を放出し、凝固
温度においては、先に融解の潜熱として蓄熱した熱を、
固化の潜熱として放出するものである。潜熱を利用した
蓄熱材は水顕熱よりも高密度の熱を蓄熱できるため、蓄
熱容積の小型化が図れる。
蓄熱材の挙動は次のようになる。先ず、蓄熱時には固相
状態で顕熱として熱を蓄熱し、固相から液層に変わると
きに融解の潜熱として熱を蓄熱する。放熱時には高温の
液相状態から凝固温度までは通常に顕熱を放出し、凝固
温度においては、先に融解の潜熱として蓄熱した熱を、
固化の潜熱として放出するものである。潜熱を利用した
蓄熱材は水顕熱よりも高密度の熱を蓄熱できるため、蓄
熱容積の小型化が図れる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
蓄熱材を用いた電気温水ボイラは、潜熱蓄熱材であるア
ンモニウム明礬や酢酸ナトリウム等、無機水和塩の金属
に対する腐食性の問題があった。カプセル（球状蓄熱
体）の耐久年数を向上させるために、カプセルの肉厚を
厚くする必要があった。また、合成樹脂製のカプセルは
金属製のカプセルに比べて熱伝導性が悪く、また、強度
の面からカプセル肉厚を厚くする必要があり、蓄熱材の
熱を効率よく取り出すことができない問題点があった。
カプセル肉厚が増加することにより、蓄熱槽の容積に対
する蓄熱材の比率（充填率）も低下する問題もある。
蓄熱材を用いた電気温水ボイラは、潜熱蓄熱材であるア
ンモニウム明礬や酢酸ナトリウム等、無機水和塩の金属
に対する腐食性の問題があった。カプセル（球状蓄熱
体）の耐久年数を向上させるために、カプセルの肉厚を
厚くする必要があった。また、合成樹脂製のカプセルは
金属製のカプセルに比べて熱伝導性が悪く、また、強度
の面からカプセル肉厚を厚くする必要があり、蓄熱材の
熱を効率よく取り出すことができない問題点があった。
カプセル肉厚が増加することにより、蓄熱槽の容積に対
する蓄熱材の比率（充填率）も低下する問題もある。
【０００７】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、潜熱蓄熱材と接触する金属面が
耐食性を備えた蓄熱装置を提供することを目的とする。
ためになされたもので、潜熱蓄熱材と接触する金属面が
耐食性を備えた蓄熱装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明に係る蓄熱装置の
第１の発明は、蓄熱材を封入する蓄熱カプセルの内面が
コーティングを備えたものである。また、第２の発明
は、蓄熱材を封入する容器の内面と容器内に装入された
熱交換器の表面がコーティングを備えたものである。ま
た、第３の発明は、コーティングが樹脂被膜で形成され
ているものである。
第１の発明は、蓄熱材を封入する蓄熱カプセルの内面が
コーティングを備えたものである。また、第２の発明
は、蓄熱材を封入する容器の内面と容器内に装入された
熱交換器の表面がコーティングを備えたものである。ま
た、第３の発明は、コーティングが樹脂被膜で形成され
ているものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】実施の形態１．図１は本発明に係
る実施の形態１を示す蓄熱装置の蓄熱カプセルの説明図
である。図において、２は蓄熱材で、例えばアンモニュ
ウム明礬、あるいは酢酸ナトリウムなどの無機水和塩等
である。４はコーティングで、フッ素樹脂、その他の樹
脂をコーティング加工して得られるものである。５は蓄
熱カプセルで、その材料は例えば銅、アルミニウム、あ
るいはステンレス等の金属である。
る実施の形態１を示す蓄熱装置の蓄熱カプセルの説明図
である。図において、２は蓄熱材で、例えばアンモニュ
ウム明礬、あるいは酢酸ナトリウムなどの無機水和塩等
である。４はコーティングで、フッ素樹脂、その他の樹
脂をコーティング加工して得られるものである。５は蓄
熱カプセルで、その材料は例えば銅、アルミニウム、あ
るいはステンレス等の金属である。
【００１０】上記蓄熱装置の蓄熱カプセル５は、例えば
給湯用として利用する場合、蓄熱材２としてアンモニウ
ム明礬が融点９３°Ｃ、潜熱量６０ｃａｌ／ｇの点から
有効である。また、蓄熱カプセルとしては、熱伝導率の
高いアルミニウム、銅などが優れている。しかし、アン
モニウム明礬の腐食性の強さは、アルミニウムでは数十
ｍｍ／年、銅では数十μｍ／年であり、カプセル耐久年
数を１０年としたとき、アルミニウムで数ｍ、銅で数百
μｍとなる。実用上、アルミニウムの利用は不可能であ
り、銅にしても安全上、数ｍｍの肉厚を必要とする。こ
のような腐食性は、アンモニウム明礬に限らず、酢酸ナ
トリウムなどの無機水和塩の問題点として知られてい
る。
給湯用として利用する場合、蓄熱材２としてアンモニウ
ム明礬が融点９３°Ｃ、潜熱量６０ｃａｌ／ｇの点から
有効である。また、蓄熱カプセルとしては、熱伝導率の
高いアルミニウム、銅などが優れている。しかし、アン
モニウム明礬の腐食性の強さは、アルミニウムでは数十
ｍｍ／年、銅では数十μｍ／年であり、カプセル耐久年
数を１０年としたとき、アルミニウムで数ｍ、銅で数百
μｍとなる。実用上、アルミニウムの利用は不可能であ
り、銅にしても安全上、数ｍｍの肉厚を必要とする。こ
のような腐食性は、アンモニウム明礬に限らず、酢酸ナ
トリウムなどの無機水和塩の問題点として知られてい
る。
【００１１】上記のように構成された蓄熱装置の蓄熱カ
プセルは、例えば給湯用蓄熱装置の蓄熱槽（図示せず）
内に、複数個を充填するとともに、熱媒体としての給湯
用水が蓄熱カプセル５の周囲を充満されている。なお、
蓄熱カプセル５は蓄熱槽内のカプセル充填率やメンテナ
ンスの容易さから筒状カプセルを使用する。
プセルは、例えば給湯用蓄熱装置の蓄熱槽（図示せず）
内に、複数個を充填するとともに、熱媒体としての給湯
用水が蓄熱カプセル５の周囲を充満されている。なお、
蓄熱カプセル５は蓄熱槽内のカプセル充填率やメンテナ
ンスの容易さから筒状カプセルを使用する。
【００１２】上記蓄熱装置の蓄熱過程では、高温度の熱
媒体から熱を奪い、蓄熱カプセル５内の蓄熱材２が、そ
の温度を上昇させて液化することで蓄熱を行う。一方、
放熱過程では低温度の熱媒体が熱を奪い、蓄熱カプセル
５内の蓄熱材２が温度を低下させて固化することで放熱
する熱授受が行われる。
媒体から熱を奪い、蓄熱カプセル５内の蓄熱材２が、そ
の温度を上昇させて液化することで蓄熱を行う。一方、
放熱過程では低温度の熱媒体が熱を奪い、蓄熱カプセル
５内の蓄熱材２が温度を低下させて固化することで放熱
する熱授受が行われる。
【００１３】蓄熱材２と蓄熱カプセル５の接触面にコー
ティング４を施すことによって、蓄熱カプセルの腐食を
防ぐことができるとともに、蓄熱材２の物性が安定する
ため性能の劣化も少ない。また、肉厚が薄くなることに
よって、蓄熱材２と蓄熱カプセル５外部との熱交換が容
易となる効果がある。また、蓄熱装置に同寸法のカプセ
ルを同数挿入した場合、肉厚が薄い蓄熱カプセルの方
が、より多くの蓄熱材を保有することができ、同熱量で
比較すれば蓄熱槽の小型化を実現できる効果がある。前
記効果はアンモニウム明礬に限定されるものではなく、
無機水和塩一般的な効果である。なお、前記蓄熱カプセ
ル５は、蓄熱材２より熱伝導率の高い物質、例えばアル
ミニウム、銅、鉄などの金属を箔状、短線、短繊維に成
形し、必要に応じてフッ素加工等のコーティングをした
熱伝導促進用物質片等を蓄熱材２とともに封入してもよ
い。
ティング４を施すことによって、蓄熱カプセルの腐食を
防ぐことができるとともに、蓄熱材２の物性が安定する
ため性能の劣化も少ない。また、肉厚が薄くなることに
よって、蓄熱材２と蓄熱カプセル５外部との熱交換が容
易となる効果がある。また、蓄熱装置に同寸法のカプセ
ルを同数挿入した場合、肉厚が薄い蓄熱カプセルの方
が、より多くの蓄熱材を保有することができ、同熱量で
比較すれば蓄熱槽の小型化を実現できる効果がある。前
記効果はアンモニウム明礬に限定されるものではなく、
無機水和塩一般的な効果である。なお、前記蓄熱カプセ
ル５は、蓄熱材２より熱伝導率の高い物質、例えばアル
ミニウム、銅、鉄などの金属を箔状、短線、短繊維に成
形し、必要に応じてフッ素加工等のコーティングをした
熱伝導促進用物質片等を蓄熱材２とともに封入してもよ
い。
【００１４】実施の形態２．図２は本発明に係る実施の
形態２を示す蓄熱装置の蓄熱容器の断面図である。図に
おいて、実施の形態１と同一、または同等の機能有する
ものには同一符号を付して説明を省略する。１は蓄熱容
器で、例えばステンレス鋼などから構成されている。３
は熱交換器で、銅製、アルミニウム製、あるいはステン
レス製等の裸管またはフィン付き管等である。
形態２を示す蓄熱装置の蓄熱容器の断面図である。図に
おいて、実施の形態１と同一、または同等の機能有する
ものには同一符号を付して説明を省略する。１は蓄熱容
器で、例えばステンレス鋼などから構成されている。３
は熱交換器で、銅製、アルミニウム製、あるいはステン
レス製等の裸管またはフィン付き管等である。
【００１５】蓄熱材２は、実施の形態１と同様に、無機
水和塩を潜熱蓄熱材とした場合、蓄熱容器１内面、ある
いは熱交換器３表面にコーティング４を施すことによ
り、蓄熱材２の物性が安定するため性能の劣化も少な
い。また、蓄熱容器１の肉厚が薄くなることにより蓄熱
容器の重量が軽くなり、運搬性が向上する効果がある。
また、熱交換器３の肉厚が薄くなることにより熱交換性
能が向上する効果がある。
水和塩を潜熱蓄熱材とした場合、蓄熱容器１内面、ある
いは熱交換器３表面にコーティング４を施すことによ
り、蓄熱材２の物性が安定するため性能の劣化も少な
い。また、蓄熱容器１の肉厚が薄くなることにより蓄熱
容器の重量が軽くなり、運搬性が向上する効果がある。
また、熱交換器３の肉厚が薄くなることにより熱交換性
能が向上する効果がある。
【００１６】上記のように構成された蓄熱装置の蓄熱容
器は、蓄熱過程では蓄熱容器１内の蓄熱材２が熱交換器
３内を循環する高温度の熱媒体から熱を奪い、その温度
を上昇させて液化することで蓄熱を行う。一方、放熱過
程では低温度の熱媒体が熱を奪い、蓄熱容器１内の蓄熱
材２が温度を低下させて固化することで放熱を行う熱授
受が行われる。なお、前記蓄熱容器１は、蓄熱材２より
熱伝導率の高い物質、例えばアルミニウム、銅、鉄など
の金属を箔状に成形し、必要に応じてフッ素樹脂加工等
のコーティング被膜を形成した熱伝導促進用物質片等を
蓄熱材２とともに封入してもよい。
器は、蓄熱過程では蓄熱容器１内の蓄熱材２が熱交換器
３内を循環する高温度の熱媒体から熱を奪い、その温度
を上昇させて液化することで蓄熱を行う。一方、放熱過
程では低温度の熱媒体が熱を奪い、蓄熱容器１内の蓄熱
材２が温度を低下させて固化することで放熱を行う熱授
受が行われる。なお、前記蓄熱容器１は、蓄熱材２より
熱伝導率の高い物質、例えばアルミニウム、銅、鉄など
の金属を箔状に成形し、必要に応じてフッ素樹脂加工等
のコーティング被膜を形成した熱伝導促進用物質片等を
蓄熱材２とともに封入してもよい。
【００１７】
【発明の効果】以上のように本発明に係る蓄熱装置の第
１の発明によれば、蓄熱カプセルの腐食を防止でき、蓄
熱材の物性が安定して、蓄熱カプセルの肉厚が薄くでき
るため、蓄熱装置の小型化が実現できる。
１の発明によれば、蓄熱カプセルの腐食を防止でき、蓄
熱材の物性が安定して、蓄熱カプセルの肉厚が薄くでき
るため、蓄熱装置の小型化が実現できる。
【００１８】第２の発明によれば、蓄熱容器と熱交換器
の腐食を防止でき物性が安定して、熱交換性能が向上す
る。
の腐食を防止でき物性が安定して、熱交換性能が向上す
る。
【００１９】第３の発明によれば、安定したコーティン
グを容易に形成できる。
グを容易に形成できる。
【図１】 本発明に係る実施の形態１を示す蓄熱装置の
蓄熱カプセルの説明図である。
蓄熱カプセルの説明図である。
【図２】 本発明に係る実施の形態２を示す蓄熱装置の
蓄熱容器の断面図である。
蓄熱容器の断面図である。
【図３】 従来例の電気温水ボイラを示す断面図であ
る。
る。
１ 蓄熱容器、２ 蓄熱材、３ 熱交換器、４ コーテ
ィング、５ 蓄熱カプセル。
ィング、５ 蓄熱カプセル。
Claims (3)
- 【請求項１】 蓄熱材を封入する蓄熱カプセルの内面が
コーティングを備えたことを特徴とする蓄熱装置。 - 【請求項２】 蓄熱材を封入する容器の内面と容器内に
装入された熱交換器の表面がコーティングを備えたこと
を特徴とする蓄熱装置。 - 【請求項３】 コーティングが樹脂被膜で形成されてい
ることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載
の蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10076765A JPH11270976A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10076765A JPH11270976A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11270976A true JPH11270976A (ja) | 1999-10-05 |
Family
ID=13614703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10076765A Pending JPH11270976A (ja) | 1998-03-25 | 1998-03-25 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11270976A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261583A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱体 |
| WO2011099060A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | パナソニック株式会社 | 蓄熱装置及び該蓄熱装置を備えた空気調和機 |
| JP2015151455A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 東邦瓦斯株式会社 | 潜熱蓄熱材および潜熱蓄熱槽 |
-
1998
- 1998-03-25 JP JP10076765A patent/JPH11270976A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008261583A (ja) * | 2007-04-13 | 2008-10-30 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 蓄熱体 |
| WO2011099060A1 (ja) * | 2010-02-10 | 2011-08-18 | パナソニック株式会社 | 蓄熱装置及び該蓄熱装置を備えた空気調和機 |
| CN102753912A (zh) * | 2010-02-10 | 2012-10-24 | 松下电器产业株式会社 | 蓄热装置和具有该蓄热装置的空调 |
| JP2015151455A (ja) * | 2014-02-13 | 2015-08-24 | 東邦瓦斯株式会社 | 潜熱蓄熱材および潜熱蓄熱槽 |
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