JPS5849850A - 潜熱蓄熱材を用いた温水器 - Google Patents
潜熱蓄熱材を用いた温水器Info
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- JPS5849850A JPS5849850A JP56148556A JP14855681A JPS5849850A JP S5849850 A JPS5849850 A JP S5849850A JP 56148556 A JP56148556 A JP 56148556A JP 14855681 A JP14855681 A JP 14855681A JP S5849850 A JPS5849850 A JP S5849850A
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- Japan
- Prior art keywords
- heat
- storage material
- heat storage
- heater
- working fluid
- Prior art date
- 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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- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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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】
本発明は潜熱型蓄熱材を用いた温水器に関する。
従来、潜熱を利用した蓄熱材として無機塩類。
有機物あるいはパラフィンが用いられているが、いづれ
の場合にも問題点の一つとして熱交換が迅速に行なわれ
ないということである。溶融状態では対流によシ蓄熱材
中の温度線はソ均一になっているが、いったん凝固し始
めると固体の熱伝達が悪いため周囲からの熱伝達が減少
し熱交換器近辺の蓄熱材温度は急激に低下する。すなわ
ち伝熱面のご〈近傍では蓄熱材はその潜熱を放出し固化
する。固化すると熱伝導度が悪いため固化した蓄熱材近
傍にある溶融蓄熱材の熱を伝熱面に伝えにくい。したが
って、蓄熱材は伝熱面近傍では固相であり、少し離れた
ところでは液相のま＼である。
の場合にも問題点の一つとして熱交換が迅速に行なわれ
ないということである。溶融状態では対流によシ蓄熱材
中の温度線はソ均一になっているが、いったん凝固し始
めると固体の熱伝達が悪いため周囲からの熱伝達が減少
し熱交換器近辺の蓄熱材温度は急激に低下する。すなわ
ち伝熱面のご〈近傍では蓄熱材はその潜熱を放出し固化
する。固化すると熱伝導度が悪いため固化した蓄熱材近
傍にある溶融蓄熱材の熱を伝熱面に伝えにくい。したが
って、蓄熱材は伝熱面近傍では固相であり、少し離れた
ところでは液相のま＼である。
この液相の潜熱を有効に利用するためには長時間を必要
とした。実際の使用にあたっては上記現象が生じないよ
うにするため種々の方法がとられている。例えば、伝熱
管にフィンをつけ伝熱面間の距離を短かくし伝熱面間に
液相が残存しにくいようにする等の方法であるが、上記
問題を実質的に解決するまでに至っていない。
とした。実際の使用にあたっては上記現象が生じないよ
うにするため種々の方法がとられている。例えば、伝熱
管にフィンをつけ伝熱面間の距離を短かくし伝熱面間に
液相が残存しにくいようにする等の方法であるが、上記
問題を実質的に解決するまでに至っていない。
また、ヒーターによシ蓄熱する場合、熱を放出した後の
蓄熱材は固体であり、これがヒーターに付着している状
態にある。ヒーターに通電すると蓄熱材は溶融していく
が、溶融する速度、よりもヒーター近辺の温度が上昇す
る速度の方がはやいため、異常高温が発生し蓄熱材が熱
分解したシする危険がある。従って、ヒーターは温水器
ケースの外側に取り付は上記問題が発生しないようにし
てその熱利用効率が低下し、また、蓄熱時間がか＼ると
いう問題が新たに発生した。
蓄熱材は固体であり、これがヒーターに付着している状
態にある。ヒーターに通電すると蓄熱材は溶融していく
が、溶融する速度、よりもヒーター近辺の温度が上昇す
る速度の方がはやいため、異常高温が発生し蓄熱材が熱
分解したシする危険がある。従って、ヒーターは温水器
ケースの外側に取り付は上記問題が発生しないようにし
てその熱利用効率が低下し、また、蓄熱時間がか＼ると
いう問題が新たに発生した。
本発明は上記問題点を解決し、熱交換を迅速かつ効率よ
く行なうことができ、しかも容積を小形にすることがで
きる温水器を提供することを目的とする。
く行なうことができ、しかも容積を小形にすることがで
きる温水器を提供することを目的とする。
本発明は、潜熱型蓄熱材と、その溶融温度にお部に熱を
取シ出すための熱交換器を設け、蓄熱材中に熱を供給す
るためのヒーターを設けたことを基本的構成とし、この
構成により、熱を取り出す、 際に熱交換器の伝熱面周
囲に熱伝達の悪い固相部分を生ずるとと門＜熱交換を迅
速かつ効率よく行なえるようにしたものであ不。
取シ出すための熱交換器を設け、蓄熱材中に熱を供給す
るためのヒーターを設けたことを基本的構成とし、この
構成により、熱を取り出す、 際に熱交換器の伝熱面周
囲に熱伝達の悪い固相部分を生ずるとと門＜熱交換を迅
速かつ効率よく行なえるようにしたものであ不。
明すると、門水器ケース１内に蓄熱材２および溶融状態
における蓄熱材の比重よシ比重が大きい作−゛ 動液３
が封入されておシ、さらに熱を取シ出すため蓄熱材上層
の気相部分に熱交換器４が設けられ、かつ熱を供給する
ため蓄熱材中に電気ヒーター６が設けられている。６，
７は熱交換器の配管である。ただし、熱交換器４の一部
は蓄熱材中に浸漬していてもかまわない。こ＼において
蓄熱材と作動液とは非反応性でかつ非相溶性であること
が好蓄熱材が溶融状態にある時、槽内は主として蓄熱材
よりなる液相と蓄熱材の溶融温度に等しい作動液の蒸気
圧で平衡状態にある気相よりなってお 。
における蓄熱材の比重よシ比重が大きい作−゛ 動液３
が封入されておシ、さらに熱を取シ出すため蓄熱材上層
の気相部分に熱交換器４が設けられ、かつ熱を供給する
ため蓄熱材中に電気ヒーター６が設けられている。６，
７は熱交換器の配管である。ただし、熱交換器４の一部
は蓄熱材中に浸漬していてもかまわない。こ＼において
蓄熱材と作動液とは非反応性でかつ非相溶性であること
が好蓄熱材が溶融状態にある時、槽内は主として蓄熱材
よりなる液相と蓄熱材の溶融温度に等しい作動液の蒸気
圧で平衡状態にある気相よりなってお 。
す、この気相の中に熱交換器４が設けられている。
熱を外部に取り出すため−に、配管６より低温の熱媒体
を送入−すると作動液の蒸気は熱交換器を介してその熱
を放出し凝縮液化する。凝縮液化すると気相部の蒸気圧
は低下する。これは蓄熱材中を気泡８として上昇してく
る作動液蒸気により補なわれる。この時、気泡は暑熱材
を攪拌するのと同一効果を発揮しその温度分布を均一な
ものとする。
を送入−すると作動液の蒸気は熱交換器を介してその熱
を放出し凝縮液化する。凝縮液化すると気相部の蒸気圧
は低下する。これは蓄熱材中を気泡８として上昇してく
る作動液蒸気により補なわれる。この時、気泡は暑熱材
を攪拌するのと同一効果を発揮しその温度分布を均一な
ものとする。
また、凝縮した作動液は溶融状態における蓄熱材の比重
よシ大きいため沈降する。この時一部は蓄熱材より熱を
奪い再び気化し、その蒸気は気泡となって上昇する。他
の一部は蓄熱槽底面に沈降し作動液３溜シを形成する。
よシ大きいため沈降する。この時一部は蓄熱材より熱を
奪い再び気化し、その蒸気は気泡となって上昇する。他
の一部は蓄熱槽底面に沈降し作動液３溜シを形成する。
この作動液は周囲より熱を奪い再び気化し気泡１０とな
って上昇し熱交換器に至る。一方配管６よシ流木した低
温熱媒体は熱交換器で熱を受は高温熱媒体となって配管
７より流出する。このように作動液の蒸発と凝縮と達す
ることができる。
って上昇し熱交換器に至る。一方配管６よシ流木した低
温熱媒体は熱交換器で熱を受は高温熱媒体となって配管
７より流出する。このように作動液の蒸発と凝縮と達す
ることができる。
また、ヒーターに通電し蓄熱する場合、ヒーターの周辺
には固体の蓄熱材があり、ヒーターの熱により溶解して
いく。本発明においては蓄熱材の比重よシ大きい比重の
作動液を使用しているため作動液が熱交換器近辺の熱を
奪い気化し、気泡となり溶融した蓄熱材中を移動し未溶
解の蓄熱材に熱を与え、それを溶解し作動液自体は凝縮
する。
には固体の蓄熱材があり、ヒーターの熱により溶解して
いく。本発明においては蓄熱材の比重よシ大きい比重の
作動液を使用しているため作動液が熱交換器近辺の熱を
奪い気化し、気泡となり溶融した蓄熱材中を移動し未溶
解の蓄熱材に熱を与え、それを溶解し作動液自体は凝縮
する。
この作動液蒸気の移動は蓄熱材が固化する時作動液の気
泡によりつくられた微細な径路を通しても行なわれるた
め、この移動はヒーターより相当離れたところまで行な
われる。上記過程において、に気泡により攪拌されるた
めヒ゛：ター近辺に異常高温が生じ蓄熱材が分解され＼
ることはなくなる。
泡によりつくられた微細な径路を通しても行なわれるた
め、この移動はヒーターより相当離れたところまで行な
われる。上記過程において、に気泡により攪拌されるた
めヒ゛：ター近辺に異常高温が生じ蓄熱材が分解され＼
ることはなくなる。
媒体よシ熱を取り出しやすくなシ臓交換効率を著しく高
めることができる。なお、本発明で述べている作動液と
は、融点が低く他から熱を奪い容量する液のことであシ
、フロン類、アルコール類。
めることができる。なお、本発明で述べている作動液と
は、融点が低く他から熱を奪い容量する液のことであシ
、フロン類、アルコール類。
ケトン類等がある。
本発明の一実施例の詳細につき説明する。
蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩（
ＮａＣＨ３Ｃｏｏ−ｓＨ２０）と作動？Ｌ！：Ｉ、−ｃ
酢酸ナトリウム３水塩と非相溶性で非反応性のフロンＲ
−１１３とを蓄熱槽に封入し、空気等の非スを排出する
。酢酸ナトリウム３水塩の融点（６Ｂ ”Ｃ）における
密度は１．３４ Ｐ／ｃｙｌｌ、フロｙ Ｒ−′ １１
３の同温度における密度は１．４６ｆ／ｕｌである。
酢酸ナトリウム３水塩と非相溶性で非反応性のフロンＲ
−１１３とを蓄熱槽に封入し、空気等の非スを排出する
。酢酸ナトリウム３水塩の融点（６Ｂ ”Ｃ）における
密度は１．３４ Ｐ／ｃｙｌｌ、フロｙ Ｒ−′ １１
３の同温度における密度は１．４６ｆ／ｕｌである。
、したがらて上′記で説明したごとく冷水を流すと、Ｒ
−１１３は熱交換器で凝縮し滴下し蓄熱材中を沈降し、
酢酸ナトリウム３水塩溶液より熱を誓い再蒸発する。こ
の蒸発−凝縮サイクルを繰り返え水塩は潜熱を放出し微
結晶化し温水器下部より堆積していく。このため、酢酸
ナトリウム３水塩が有している潜熱をすべて有効利用す
ることができる。また、蓄熱時に蓄熱材をヒーターによ
り直接加熱してもフロンＲ−１１３の伝熱作用によシ蓄
熱材が異常に加熱されることがないことが確認できた。
−１１３は熱交換器で凝縮し滴下し蓄熱材中を沈降し、
酢酸ナトリウム３水塩溶液より熱を誓い再蒸発する。こ
の蒸発−凝縮サイクルを繰り返え水塩は潜熱を放出し微
結晶化し温水器下部より堆積していく。このため、酢酸
ナトリウム３水塩が有している潜熱をすべて有効利用す
ることができる。また、蓄熱時に蓄熱材をヒーターによ
り直接加熱してもフロンＲ−１１３の伝熱作用によシ蓄
熱材が異常に加熱されることがないことが確認できた。
以上述べたごとく本発明の温水器によれば下記°丁−：
：：二７４，８□、５゜２．、。７われているため、熱
交換器の伝熱面周囲に熱伝達の悪い固相部分を生じない
ため、熱交換が容易にかつ蓮速に行なわれる。
：：二７４，８□、５゜２．、。７われているため、熱
交換器の伝熱面周囲に熱伝達の悪い固相部分を生じない
ため、熱交換が容易にかつ蓮速に行なわれる。
２ 蓄熱材中を作動液の蒸気が気泡となって通過するた
め、蓄熱材がこの気泡により攪杯され、蓄熱材の温厚分
布がはソ一様となシ、ある特定の箇所より凝固がおこら
ない。また、凝固した ４、蓄熱材はその溶融状態にあ
る時より比重が大きいため沈降するが、この場合、蓄熱
材中の気泡によシ攪拌されているので細かい結晶となり
蓄熱槽の下部に堆積していく。すなわち、潜熱を放出し
た蓄熱材は順次下部に沈降する。したがって蓄熱材全体
の潜熱を有効に利用することができる。
め、蓄熱材がこの気泡により攪杯され、蓄熱材の温厚分
布がはソ一様となシ、ある特定の箇所より凝固がおこら
ない。また、凝固した ４、蓄熱材はその溶融状態にあ
る時より比重が大きいため沈降するが、この場合、蓄熱
材中の気泡によシ攪拌されているので細かい結晶となり
蓄熱槽の下部に堆積していく。すなわち、潜熱を放出し
た蓄熱材は順次下部に沈降する。したがって蓄熱材全体
の潜熱を有効に利用することができる。
３ 蓄熱材が凝固しても作動液は凝固しない。
また、作動液の気化による径路が凝固した蓄熱材中に連
続気泡の形で存在するので、この気泡を通過する作動液
の蒸気により蓄熱材の顕熱をも利用できる。
続気泡の形で存在するので、この気泡を通過する作動液
の蒸気により蓄熱材の顕熱をも利用できる。
４ ヒーターを蓄熱材中に挿入しているので、ヒーター
熱すべてを有効に蓄熱材に伝熱することができる。また
、作動韮がヒーターよりすばやく熱を奪い、溶融蓄熱材
を攪拌しながら未溶解蓄熱材に熱を与えるため、ヒータ
ー近辺が異常に高温になり蓄熱材を熱分解したりするこ
とがない。
熱すべてを有効に蓄熱材に伝熱することができる。また
、作動韮がヒーターよりすばやく熱を奪い、溶融蓄熱材
を攪拌しながら未溶解蓄熱材に熱を与えるため、ヒータ
ー近辺が異常に高温になり蓄熱材を熱分解したりするこ
とがない。
図面は本発明による温水器の一実施例を示す断面図であ
る。 １・・・・・・温水器ケース、２・・・・・・蓄熱材、
３・・・・・・・・作動液、４・・・・・・熱交換器、
６・・・・・・電気ヒーター。
る。 １・・・・・・温水器ケース、２・・・・・・蓄熱材、
３・・・・・・・・作動液、４・・・・・・熱交換器、
６・・・・・・電気ヒーター。
Claims (1)
- 潜熱゛型蓄熱材と、蓄熱材の溶融温度における比重が、
その温度における蓄熱材の比重より大きい作動液とをケ
ース内に封入し、前記蓄熱材の上層の気相部に熱を取り
出すための熱交換器を設け、かつ前記蓄熱材中に熱を供
給するためのヒーターを設けた潜熱蓄熱材を用いた温水
器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148556A JPS5849850A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 潜熱蓄熱材を用いた温水器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56148556A JPS5849850A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 潜熱蓄熱材を用いた温水器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5849850A true JPS5849850A (ja) | 1983-03-24 |
Family
ID=15455391
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56148556A Pending JPS5849850A (ja) | 1981-09-18 | 1981-09-18 | 潜熱蓄熱材を用いた温水器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5849850A (ja) |
-
1981
- 1981-09-18 JP JP56148556A patent/JPS5849850A/ja active Pending
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