JPS58213190A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS58213190A JPS58213190A JP57095331A JP9533182A JPS58213190A JP S58213190 A JPS58213190 A JP S58213190A JP 57095331 A JP57095331 A JP 57095331A JP 9533182 A JP9533182 A JP 9533182A JP S58213190 A JPS58213190 A JP S58213190A
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- JP
- Japan
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- heat storage
- heat
- storage material
- water
- amount
- Prior art date
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- Granted
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/021—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material and the heat-exchanging means being enclosed in one container
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
- F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
- F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
- F24H7/0408—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply
- F24H7/0433—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply the transfer medium being water
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermotherapy And Cooling Therapy Devices (AREA)
- Central Heating Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は深夜電力や太陽エネルギー等を貯え給湯・冷暖
房などに用いる潜熱形蓄熱材を用゛いた蓄熱装置に関す
るものである。
房などに用いる潜熱形蓄熱材を用゛いた蓄熱装置に関す
るものである。
従来、潜熱形蓄熱材を用いた蓄熱装置において、その熱
交換を迅速に行なうため、蓄熱材を伝熱媒体と共に封入
し、伝熱媒体が蓄熱材より熱を奪いその熱を気相の熱交
換器で熱交換を行なうことが行なわれていた。すなわち
、第１図において、蓄熱装置１の容器２に蓄熱材３と蓄
熱材の溶融状態における密度より大きい密度を有し、熱
吸収時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体に相
変化する伝熱媒体４とを熱交換を行なうだめの空間部５
を残して封入する。さらに、前記蓄熱装置１には熱を加
えるだめの加熱装置６と熱を取り出すだめの熱交換器７
が設けられている。
交換を迅速に行なうため、蓄熱材を伝熱媒体と共に封入
し、伝熱媒体が蓄熱材より熱を奪いその熱を気相の熱交
換器で熱交換を行なうことが行なわれていた。すなわち
、第１図において、蓄熱装置１の容器２に蓄熱材３と蓄
熱材の溶融状態における密度より大きい密度を有し、熱
吸収時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体に相
変化する伝熱媒体４とを熱交換を行なうだめの空間部５
を残して封入する。さらに、前記蓄熱装置１には熱を加
えるだめの加熱装置６と熱を取り出すだめの熱交換器７
が設けられている。
通常、容器２の外周は熱放散を防ぐため断熱材で覆われ
ているが図では省略されている。
ているが図では省略されている。
蓄熱状態において熱交換器７に低温水を導入すると、空
間部５を占めている作動液の蒸気が熱交換器にその潜熱
を与え凝縮液化する。そのため、空間部の蒸気圧が低下
し、新たに作動液４が蓄熱 ゛材３から熱を奪
い蒸発し気泡８となって蓄熱材充填部を上昇し気圧の低
下を補う。一方、凝縮した作動液４はその密度が蓄熱材
の密度より高いため、蓄熱材３中を沈降する。この蒸発
−凝縮のサイクルにより蓄熱材３中に自己攪拌が生じ熱
をさらに有効に取り出すことができる。この方法で安定
した熱交換を行なうには前記蒸発−凝縮のサイクルが安
定に行なわれる必要がある。しかるに前記従来の蓄熱装
置においては、蓄熱も溶融時に蓄熱材上部に第２図に示
すように不溶性の物質材が浮遊し、気泡の蒸発を阻害す
る。まだ、放熱時、潜熱を放出した蓄熱材は微細な結晶
となる。これは溶融蓄熱材より密度が大きいため一部は
沈降するが、他の一部は前記攪拌作用により溶融蓄熱材
と混合する。これにより溶融蓄熱材層の見かけ上の粘度
が高くなり攪拌作用が阻害されると共に前記気泡が蓄熱
材中を上昇し気相に達するのが阻害された。
間部５を占めている作動液の蒸気が熱交換器にその潜熱
を与え凝縮液化する。そのため、空間部の蒸気圧が低下
し、新たに作動液４が蓄熱 ゛材３から熱を奪
い蒸発し気泡８となって蓄熱材充填部を上昇し気圧の低
下を補う。一方、凝縮した作動液４はその密度が蓄熱材
の密度より高いため、蓄熱材３中を沈降する。この蒸発
−凝縮のサイクルにより蓄熱材３中に自己攪拌が生じ熱
をさらに有効に取り出すことができる。この方法で安定
した熱交換を行なうには前記蒸発−凝縮のサイクルが安
定に行なわれる必要がある。しかるに前記従来の蓄熱装
置においては、蓄熱も溶融時に蓄熱材上部に第２図に示
すように不溶性の物質材が浮遊し、気泡の蒸発を阻害す
る。まだ、放熱時、潜熱を放出した蓄熱材は微細な結晶
となる。これは溶融蓄熱材より密度が大きいため一部は
沈降するが、他の一部は前記攪拌作用により溶融蓄熱材
と混合する。これにより溶融蓄熱材層の見かけ上の粘度
が高くなり攪拌作用が阻害されると共に前記気泡が蓄熱
材中を上昇し気相に達するのが阻害された。
したがって、従来の蓄熱装置においては再現性が悪く、
一定温度の出湯を得難だかった。
一定温度の出湯を得難だかった。
本発明は上記問題点を解決し熱交換を迅速かつ効率よく
行うことができる蓄熱装置を提供することを目的として
いる。
行うことができる蓄熱装置を提供することを目的として
いる。
本発明は潜熱形番熱材とその融点近傍における融液の密
度より大きい密度を有し、かつ、熱吸収時に液体から気
体に熱放出時に気体から液体に相変化する伝熱媒体と前
記蓄熱材と相溶性を有する物質とを空間部を残して蓄熱
容器に封入した構成よりなっている。本発明においては
二つの構成が存する。第一の構成は蓄熱材と相溶性を有
する物質の量を蓄熱材の重量比で３係以下加えることで
あるっこれにより、蓄熱時、蓄熱材上部に生ずる不溶性
の蓄熱材浮遊物が溶解するだめ、気液界面は融液のみと
なり気泡は容易に空間部に飛散していく。第二の構成は
蓄熱材と相溶性を有する物質の量を蓄熱材の重量比で３
〜２０％加えることである。これにより、蓄熱時、蓄熱
材上部に生ずる不溶性の蓄熱材浮遊物が溶解すると共に
放熱時、蓄熱材融液の粘度増大が少なく、気泡を容易に
上昇せしめることができるだめ、一定の温度の出湯を得
ることができる。
度より大きい密度を有し、かつ、熱吸収時に液体から気
体に熱放出時に気体から液体に相変化する伝熱媒体と前
記蓄熱材と相溶性を有する物質とを空間部を残して蓄熱
容器に封入した構成よりなっている。本発明においては
二つの構成が存する。第一の構成は蓄熱材と相溶性を有
する物質の量を蓄熱材の重量比で３係以下加えることで
あるっこれにより、蓄熱時、蓄熱材上部に生ずる不溶性
の蓄熱材浮遊物が溶解するだめ、気液界面は融液のみと
なり気泡は容易に空間部に飛散していく。第二の構成は
蓄熱材と相溶性を有する物質の量を蓄熱材の重量比で３
〜２０％加えることである。これにより、蓄熱時、蓄熱
材上部に生ずる不溶性の蓄熱材浮遊物が溶解すると共に
放熱時、蓄熱材融液の粘度増大が少なく、気泡を容易に
上昇せしめることができるだめ、一定の温度の出湯を得
ることができる。
以下、本発明の一実施例を第３図で説明する。
第１の構成の説明を行う１は蓄熱装置である。蓄熱容器
２に蓄熱材例えば酢酸す） ＩＪウム３水塩に蓄熱材と
相溶性のある物質例えば水を加えた蓄熱材組成物３１を
充填し、さらに前記蓄熱材の融点近傍における融液の密
度より大きい密度を有し、熱吸収時に液体から気体に、
熱放出時に気体に相変化する伝熱媒体４例えばトリクロ
ロトリフルオロエタンフロン１１３を空間部５を残して
封入する。さらに蓄熱容器２には加熱装置６と熱を取り
出すだめの熱交換器７が設けられている。前記の場合、
化学量論以上の水分が含まれているだめ、蓄熱時に酢酸
ナトリウム３水塩は、無水酢酸ナトリウムのような不溶
性の物質が蓄熱容器内の気液界面（第２図９相当）に生
ずることがない。したがって熱交換器７に低温水を導入
するとフロン１１３は熱交換器７で潜熱を放出し凝縮す
る。これにょシ空間部５の蒸気圧は低下するが、これは
蓄熱材中にあるフロン１１３の蒸発により補なわれる。
２に蓄熱材例えば酢酸す） ＩＪウム３水塩に蓄熱材と
相溶性のある物質例えば水を加えた蓄熱材組成物３１を
充填し、さらに前記蓄熱材の融点近傍における融液の密
度より大きい密度を有し、熱吸収時に液体から気体に、
熱放出時に気体に相変化する伝熱媒体４例えばトリクロ
ロトリフルオロエタンフロン１１３を空間部５を残して
封入する。さらに蓄熱容器２には加熱装置６と熱を取り
出すだめの熱交換器７が設けられている。前記の場合、
化学量論以上の水分が含まれているだめ、蓄熱時に酢酸
ナトリウム３水塩は、無水酢酸ナトリウムのような不溶
性の物質が蓄熱容器内の気液界面（第２図９相当）に生
ずることがない。したがって熱交換器７に低温水を導入
するとフロン１１３は熱交換器７で潜熱を放出し凝縮す
る。これにょシ空間部５の蒸気圧は低下するが、これは
蓄熱材中にあるフロン１１３の蒸発により補なわれる。
この場合前述したごとく、気液界面に不溶性物質が存在
しないため、蒸発−凝縮サイクルは順調に行なわれる。
しないため、蒸発−凝縮サイクルは順調に行なわれる。
まだ、前記蒸発−凝縮サイクルをさまたげるものもない
ため再現性の良いものとなる。
ため再現性の良いものとなる。
前述に示した不溶性の物質が生じないようにするには前
述のごとく蓄熱材と相溶性のある物質を加えればよく、
その量は通常蓄熱材の重量に比し１〜２重量パーセント
でよく、３重量パーセント加えれば充分である。
述のごとく蓄熱材と相溶性のある物質を加えればよく、
その量は通常蓄熱材の重量に比し１〜２重量パーセント
でよく、３重量パーセント加えれば充分である。
第２の構成について説明する。第２の構成は第１の構成
とはソ同じであり、蓄熱材組成物中の蓄熱材と相溶性の
ある物質例えば水の量が異なるたけである。すなわち第
２の構成においては蓄熱材重量に対して３〜２０重量パ
ーセントの水を加えたことを特徴としている。これによ
り、蓄熱容器の気液境界に不溶性物質が生じないように
すると共に、出湯時（放熱時）蓄熱材の粘度上昇を防ぎ
、効率よく熱を取り出すことができる。
とはソ同じであり、蓄熱材組成物中の蓄熱材と相溶性の
ある物質例えば水の量が異なるたけである。すなわち第
２の構成においては蓄熱材重量に対して３〜２０重量パ
ーセントの水を加えたことを特徴としている。これによ
り、蓄熱容器の気液境界に不溶性物質が生じないように
すると共に、出湯時（放熱時）蓄熱材の粘度上昇を防ぎ
、効率よく熱を取り出すことができる。
放熱時、蓄熱材溶液は伝熱媒体に熱エネルギーを与え固
定していく。この場合、前述のごとく蓄熱材は伝熱媒体
によりはげしく攪拌されているため、固化した蓄熱材は
微結晶となり蓄熱材融液中に一部混合され、蓄熱材融液
の粘度を増大する。
定していく。この場合、前述のごとく蓄熱材は伝熱媒体
によりはげしく攪拌されているため、固化した蓄熱材は
微結晶となり蓄熱材融液中に一部混合され、蓄熱材融液
の粘度を増大する。
しかし、本発明においては実使用時非凝固性の水力ｒ含
まれているため粘度増大を防ぐことかできる。
まれているため粘度増大を防ぐことかできる。
さらに固化した蓄熱材の一部は蓄熱容器の下部に沈降し
ていく。したがって蓄熱材溶液は蓄熱容器の上部にたま
ってくると共に容器内の水量は一定であるため、前記溶
液中に含まれる水の割合は増大することになり、これは
溶液の粘度の増大を紡ぐことになる。このため、蓄熱材
溶液中に発生した伝熱媒体の気泡８は容易に溶液中を上
昇し気相部へ飛散していくことができる。第４図は本発
明の効果を示す一例である。実質容量１００Ｌの蓄熱容
器に酢酸ナトリウム３水塩とフロン１１３を混入し水の
封入量を変え６０°Ｃで蓄熱し、１６°Ｃの冷水を熱交
換器７に導入した場合、５０°Ｃ以上の出湯がどの位置
得られるかを示しだものである。
ていく。したがって蓄熱材溶液は蓄熱容器の上部にたま
ってくると共に容器内の水量は一定であるため、前記溶
液中に含まれる水の割合は増大することになり、これは
溶液の粘度の増大を紡ぐことになる。このため、蓄熱材
溶液中に発生した伝熱媒体の気泡８は容易に溶液中を上
昇し気相部へ飛散していくことができる。第４図は本発
明の効果を示す一例である。実質容量１００Ｌの蓄熱容
器に酢酸ナトリウム３水塩とフロン１１３を混入し水の
封入量を変え６０°Ｃで蓄熱し、１６°Ｃの冷水を熱交
換器７に導入した場合、５０°Ｃ以上の出湯がどの位置
得られるかを示しだものである。
第４図より水量が３％以下の時の出湯量はほとんど変わ
らない。これはこの程度の水量では粘度増大阻止の効果
がほとんどないためである。また、水量が２０重量パー
セントを越えるとやはり５０°Ｃ以上の出湯量が少なく
なる。これは、蓄熱容器に占める顕減の割合（水量）が
多くなり、蓄熱密度が低下するからである。したがって
、水量としては実用的には３〜２０重量パーセントが好
ましいＯ 以上の説明では蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩、蓄
熱材相溶性物質として水、および伝熱媒体としてフロン
１１３を用いた場合を説明したが、これに限定されるも
のではなく、前記物質と同等の性質を有する他の物質で
もよいのは勿論である。
らない。これはこの程度の水量では粘度増大阻止の効果
がほとんどないためである。また、水量が２０重量パー
セントを越えるとやはり５０°Ｃ以上の出湯量が少なく
なる。これは、蓄熱容器に占める顕減の割合（水量）が
多くなり、蓄熱密度が低下するからである。したがって
、水量としては実用的には３〜２０重量パーセントが好
ましいＯ 以上の説明では蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩、蓄
熱材相溶性物質として水、および伝熱媒体としてフロン
１１３を用いた場合を説明したが、これに限定されるも
のではなく、前記物質と同等の性質を有する他の物質で
もよいのは勿論である。
また、前記説明においては熱交換器が空間部（気相部）
にある場合を説明したが、気液両相に熱交換器が存して
も同様の結果を得る・ことができる。
にある場合を説明したが、気液両相に熱交換器が存して
も同様の結果を得る・ことができる。
以上の説明でわかるごとく、本発明の蓄熱装置を用いれ
ば再現性のよい出湯特性が得られると共に一定温度の出
湯を効率よく得ることができる。
ば再現性のよい出湯特性が得られると共に一定温度の出
湯を効率よく得ることができる。
第１図、第２図は従来の蓄熱装置の断面図、第３図は本
発明の蓄熱装置の断面図、第４図は蓄熱容器含有水量と
出湯特性との関係を示した図である０ １・・・・・・蓄熱装置、３・・・・・・蓄熱材、４・
・・・・・伝熱媒体、３１・・・・・・蓄熱材組成物。 第 １ 図 第２図 第３図 第４図 Ｈ２０量ｖｔｔ％
発明の蓄熱装置の断面図、第４図は蓄熱容器含有水量と
出湯特性との関係を示した図である０ １・・・・・・蓄熱装置、３・・・・・・蓄熱材、４・
・・・・・伝熱媒体、３１・・・・・・蓄熱材組成物。 第 １ 図 第２図 第３図 第４図 Ｈ２０量ｖｔｔ％
Claims (3)
- （１）潜熱形蓄熱材とこの蓄熱材の融点近傍における融
液の密度より大きい密度を有する伝熱媒体と前記蓄熱材
と相溶性を有する物質とを空間部を残して蓄熱容器に密
封した蓄熱装置。 - （２）前記蓄熱材と相溶性を有する物質が水であり前記
蓄熱材に対する重量比が３％以下である特許請求の範囲
第１項記載の蓄熱装置。 - （３） 前記蓄熱材と相溶性を有する物質が水であり
、前記蓄熱材に対する重量比が３〜２０チである特許請
求の範囲第１項記載の蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57095331A JPS58213190A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57095331A JPS58213190A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58213190A true JPS58213190A (ja) | 1983-12-12 |
| JPS6146755B2 JPS6146755B2 (ja) | 1986-10-15 |
Family
ID=14134733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57095331A Granted JPS58213190A (ja) | 1982-06-02 | 1982-06-02 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58213190A (ja) |
-
1982
- 1982-06-02 JP JP57095331A patent/JPS58213190A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6146755B2 (ja) | 1986-10-15 |
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