JPS5852986A - 潜熱型蓄熱装置 - Google Patents
潜熱型蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS5852986A JPS5852986A JP56152772A JP15277281A JPS5852986A JP S5852986 A JPS5852986 A JP S5852986A JP 56152772 A JP56152772 A JP 56152772A JP 15277281 A JP15277281 A JP 15277281A JP S5852986 A JPS5852986 A JP S5852986A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat storage
- storage material
- storage device
- transfer medium
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- F28D20/025—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 being in direct contact with a heat-exchange medium or with another heat storage material
-
- 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)
- Other Air-Conditioning 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】
本発明は給湯に利用できる蓄熱容量の大きい融解潜熱利
用め蓄熱装置に関するものである。
用め蓄熱装置に関するものである。
従来のかかる潜熱型蓄熱装置としては、例えば第１図に
示すように蓄熱槽１内に蓄熱材２が封入され、かつ、こ
の蓄熱材２中に熱交換器３が埋設されていた。この構成
において蓄熱時には外部又は熱交換器３全通して熱が供
給されるのであるが、一般に蓄熱材２の融液は粘性が大
きく、しかも熱伝達が悪いため蓄熱材２の自然対流伝熱
によっては速やかな蓄熱ができない。また、放熱時（熱
を取り出す際）には蓄熱材２の融液と熱交換器３とが直
接、接触熱交換をおこなうため、熱交換器３の管壁に結
晶相４が析出して伝熱性能の低下を引き起こし有効に熱
を取り出すことができない。さらに、こうした蓄熱材の
場合、過冷却や相分離の問題があり実用化への障害とな
っていた。そこで、これまで融液状態での機械的攪拌に
よる接触回数の増加・過冷却防止やフィン付熱交換器に
よる熱交換面積の増大などおこなわれているが、上記問
題の本質的解決には至っていない。
示すように蓄熱槽１内に蓄熱材２が封入され、かつ、こ
の蓄熱材２中に熱交換器３が埋設されていた。この構成
において蓄熱時には外部又は熱交換器３全通して熱が供
給されるのであるが、一般に蓄熱材２の融液は粘性が大
きく、しかも熱伝達が悪いため蓄熱材２の自然対流伝熱
によっては速やかな蓄熱ができない。また、放熱時（熱
を取り出す際）には蓄熱材２の融液と熱交換器３とが直
接、接触熱交換をおこなうため、熱交換器３の管壁に結
晶相４が析出して伝熱性能の低下を引き起こし有効に熱
を取り出すことができない。さらに、こうした蓄熱材の
場合、過冷却や相分離の問題があり実用化への障害とな
っていた。そこで、これまで融液状態での機械的攪拌に
よる接触回数の増加・過冷却防止やフィン付熱交換器に
よる熱交換面積の増大などおこなわれているが、上記問
題の本質的解決には至っていない。
本発明の目的は、上記従来の問題点である蓄熱材の伝熱
特性及び過冷却・相分離を改善し貯えた熱を有効に取り
出し得るとともに、汎用性のある蓄熱装置を提供するこ
とにある。
特性及び過冷却・相分離を改善し貯えた熱を有効に取り
出し得るとともに、汎用性のある蓄熱装置を提供するこ
とにある。
本発明はこの目的を達成するために内部に潜熱型蓄熱材
とこの蓄熱材の融液よりも比重が大きく、蓄熱材の融点
よりも低い沸点をもつ非反応性・非相溶性の伝熱媒体と
を上方に空間部を残して封入し、かつ前記空間部に熱を
取り出す熱交換器を保持して蓄熱素子を構成し、かつ、
上記蓄熱素子全蓄熱槽内に複数不連設し互いの前記熱交
換器を連結したものであり、気相部における伝熱媒体蒸
気との熱交換により蓄熱材中での直接接触熱交換による
蓄熱材結晶析出に伴う伝熱特性の低下を回避し、かつ、
分割蓄熱を可能としたものである。
とこの蓄熱材の融液よりも比重が大きく、蓄熱材の融点
よりも低い沸点をもつ非反応性・非相溶性の伝熱媒体と
を上方に空間部を残して封入し、かつ前記空間部に熱を
取り出す熱交換器を保持して蓄熱素子を構成し、かつ、
上記蓄熱素子全蓄熱槽内に複数不連設し互いの前記熱交
換器を連結したものであり、気相部における伝熱媒体蒸
気との熱交換により蓄熱材中での直接接触熱交換による
蓄熱材結晶析出に伴う伝熱特性の低下を回避し、かつ、
分割蓄熱を可能としたものである。
以下、本発明の実施例を示す。第２図及び第３図は不発
明による蓄熱素子であり、容器６に例えば酢酸ナトリウ
ム３水塩などの潜熱型蓄熱材６とその融液よりも比重が
大きく、蓄熱材６の融点よりも低い沸点をもつ非反応性
・非相溶性の例えばフロンなどの伝熱媒体７が上方に空
間部を残して封入されており、さらにこの空間部に熱を
取り出す熱交換器８を保持している。この蓄熱素子の加
熱（つ１す、蓄熱）は、第２図のように外部熱交換によ
る加熱だけでなく第３図に示すように内部熱交換器９を
用いて加熱してもよい。
明による蓄熱素子であり、容器６に例えば酢酸ナトリウ
ム３水塩などの潜熱型蓄熱材６とその融液よりも比重が
大きく、蓄熱材６の融点よりも低い沸点をもつ非反応性
・非相溶性の例えばフロンなどの伝熱媒体７が上方に空
間部を残して封入されており、さらにこの空間部に熱を
取り出す熱交換器８を保持している。この蓄熱素子の加
熱（つ１す、蓄熱）は、第２図のように外部熱交換によ
る加熱だけでなく第３図に示すように内部熱交換器９を
用いて加熱してもよい。
蓄熱時、第２図においては外部から、第３図においては
内部熱交換器９を通して熱が供給される。
内部熱交換器９を通して熱が供給される。
この時、伝熱媒体７が蓄熱材６より速く熱を受は取り熱
を蓄熱材６に伝搬しつつ上部に上昇してゆく。この時、
蓄熱材６中には伝熱媒体７が通過しつる空隙が存在して
おり、伝熱媒体７はその空隙をあたかもヒートパイプの
如く蒸発と凝縮を繰り返しながら熱を伝搬する。伝熱媒
体７は蓄熱材６の融液よりも比重が太きいためたえず下
降する領内をもつ。こうして蓄熱材６中を−Ｌ下方向に
循環しながら熱を伝えてゆく。そして、蓄熱材６がほと
んど融解した場合には蓄熱材６中に対流を生じ攪拌効果
をもつようになる。こうして、外部から又は熱交換器９
全通して供給された熱をすみやかに蓄熱する。
を蓄熱材６に伝搬しつつ上部に上昇してゆく。この時、
蓄熱材６中には伝熱媒体７が通過しつる空隙が存在して
おり、伝熱媒体７はその空隙をあたかもヒートパイプの
如く蒸発と凝縮を繰り返しながら熱を伝搬する。伝熱媒
体７は蓄熱材６の融液よりも比重が太きいためたえず下
降する領内をもつ。こうして蓄熱材６中を−Ｌ下方向に
循環しながら熱を伝えてゆく。そして、蓄熱材６がほと
んど融解した場合には蓄熱材６中に対流を生じ攪拌効果
をもつようになる。こうして、外部から又は熱交換器９
全通して供給された熱をすみやかに蓄熱する。
放熱時には上部熱交換器８に流入する低温媒体（水）に
より熱が取り出されるが、その際、熱交換器８の管壁で
伝熱媒体７が凝縮し、蒸発潜熱を放出することにより低
温媒体（例えば、水）を加熱する。そして蒸発潜熱を放
出した伝熱媒体７は凝縮・滴下して蓄熱材ｅ中に戻る。
より熱が取り出されるが、その際、熱交換器８の管壁で
伝熱媒体７が凝縮し、蒸発潜熱を放出することにより低
温媒体（例えば、水）を加熱する。そして蒸発潜熱を放
出した伝熱媒体７は凝縮・滴下して蓄熱材ｅ中に戻る。
そこで再び熱を受は取り蒸発してゆく。こうした過程に
おいて伝熱媒体７が熱交換器８の管壁で凝縮すると蓄熱
素子り方の気相部の蒸気圧が低下するが、これは蓄熱材
６中を上昇してくる伝熱媒体７の蒸気により補われる。
おいて伝熱媒体７が熱交換器８の管壁で凝縮すると蓄熱
素子り方の気相部の蒸気圧が低下するが、これは蓄熱材
６中を上昇してくる伝熱媒体７の蒸気により補われる。
そして、伝熱媒体７による蓄熱材６中の攪拌により大き
な結晶に成長することなく融解潜熱を放出した蓄熱材６
はしだいに細かい結晶となって沈降し、蓄熱材６が有す
る融解潜熱はもとより融点以下の顕熱をも利用できるの
である。
な結晶に成長することなく融解潜熱を放出した蓄熱材６
はしだいに細かい結晶となって沈降し、蓄熱材６が有す
る融解潜熱はもとより融点以下の顕熱をも利用できるの
である。
こうして蓄熱材６が貯えた熱を有効に取り出すことがで
きるのである。
きるのである。
本実施例における蓄熱素子は、
（１）潜熱型蓄熱材中に伝熱媒体が介在するため蓄熱時
の応答性が良い（速やかな蓄熱）。
の応答性が良い（速やかな蓄熱）。
（２）熱の取り出しを蓄熱材中ではなく伝熱媒体の蒸気
中で行なうため伝熱性能が良い。
中で行なうため伝熱性能が良い。
（３）熱を取り出す際には本発明による蓄熱素子はヒー
トパイプとして動作し負荷（つ１す、熱交換器８へ流入
する低温媒体の量）に対して応答性があり、一定温度の
温媒体が得られる。
トパイプとして動作し負荷（つ１す、熱交換器８へ流入
する低温媒体の量）に対して応答性があり、一定温度の
温媒体が得られる。
（４）伝熱媒体が蓄熱材を激しく攪拌するため過冷却・
相分離を起こさない。
相分離を起こさない。
などの利点を有するものである０
次に、上記蓄熱素子を用いて給湯用の蓄熱装置に実施し
た例について、第４図、第６図により説明する。
た例について、第４図、第６図により説明する。
蓄熱素子人及びＢを蓄熱槽１０に１本もしくは複数本連
設し互いの蓄熱素子の熱交換器８（及び９）を連結した
構成となっている。第４図は第２図に示す蓄熱素子ムを
用いた場合の蓄熱装置であり、第５図は第３図に示す蓄
熱素子Ｂを用いた場合の蓄熱装置である。
設し互いの蓄熱素子の熱交換器８（及び９）を連結した
構成となっている。第４図は第２図に示す蓄熱素子ムを
用いた場合の蓄熱装置であり、第５図は第３図に示す蓄
熱素子Ｂを用いた場合の蓄熱装置である。
蓄熱（蓄熱材の加熱）は蓄熱素子人の外部又は蓄熱素子
Ｂの熱交換器８より熱が供給される。熱源は、太陽熱、
ガス、石油の燃焼熱を問わない０この際、前述したよう
に各蓄熱素子は速やかに蓄熱する。そして、放熱（熱の
取り出し）は水道に直結した取温水バルブ１１を開くこ
とにより熱交換器８中に冷水が流入しそこで熱を受は取
り温水となることでおこなわれる。
Ｂの熱交換器８より熱が供給される。熱源は、太陽熱、
ガス、石油の燃焼熱を問わない０この際、前述したよう
に各蓄熱素子は速やかに蓄熱する。そして、放熱（熱の
取り出し）は水道に直結した取温水バルブ１１を開くこ
とにより熱交換器８中に冷水が流入しそこで熱を受は取
り温水となることでおこなわれる。
以上の説明から明らかなように、本発明の蓄熱装置によ
れば次のような効果が得られる。
れば次のような効果が得られる。
（１）一本の蓄熱素子はそれ自体優れた蓄熱装置である
が、そｎを複数本連結することにより分割蓄熱が可能と
なり負荷に応じた蓄熱装置の設計が容易である。
が、そｎを複数本連結することにより分割蓄熱が可能と
なり負荷に応じた蓄熱装置の設計が容易である。
（２）一般に用いる蓄熱材は毒性のあるものが多いが、
取り出される温水は各蓄熱素子の気相部にある熱交換器
を通過するので安全性が高い。
取り出される温水は各蓄熱素子の気相部にある熱交換器
を通過するので安全性が高い。
（３）気相部にある熱交換器は、伝熱媒体の蒸気に触れ
るだけであり蓄熱材の腐食の心配がない。
るだけであり蓄熱材の腐食の心配がない。
（４）各蓄熱素子の配列により種々の型式・容器の蓄熱
装置の作製が可能である。
装置の作製が可能である。
以上のように、この発明によれば潜熱型蓄熱材の伝熱特
性を大巾に向上させることができ、実用性にすぐれた蓄
熱装置を得ることができる。
性を大巾に向上させることができ、実用性にすぐれた蓄
熱装置を得ることができる。
第１図は従来の蓄熱装置の断面図、第２図、第３図はそ
れぞれ本発明に用いた蓄熱素子の例を示す断面図、第４
図、第５図はそれぞれ本発明の実施例による蓄熱装置の
断面図である。 ６・・・・・・蓄熱容器、６・・・・・・蓄熱材、７・
・・・・伝熱媒体、８・・・・・・熱交換器、１０・・
・・・・蓄熱槽。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
れぞれ本発明に用いた蓄熱素子の例を示す断面図、第４
図、第５図はそれぞれ本発明の実施例による蓄熱装置の
断面図である。 ６・・・・・・蓄熱容器、６・・・・・・蓄熱材、７・
・・・・伝熱媒体、８・・・・・・熱交換器、１０・・
・・・・蓄熱槽。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 内部に潜熱型蓄熱材とこの蓄熱材の融液よりも比重が大
きく、蓄熱材の融点よりも低い沸点をもつ非反応性・非
相溶性の伝熱媒体とを上方に空間部を残して封入し、か
つ、前記空間部に熱を取り出す熱交換器を保持して蓄熱
素子を構成し、この蓄熱素子を蓄熱槽内に複数本連設し
互いの前記熱交換器を連結した潜熱型蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152772A JPS5852986A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 潜熱型蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56152772A JPS5852986A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 潜熱型蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5852986A true JPS5852986A (ja) | 1983-03-29 |
Family
ID=15547806
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56152772A Pending JPS5852986A (ja) | 1981-09-25 | 1981-09-25 | 潜熱型蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5852986A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5592889A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-14 | Hitachi Ltd | Heat accumulator |
-
1981
- 1981-09-25 JP JP56152772A patent/JPS5852986A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5592889A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-14 | Hitachi Ltd | Heat accumulator |
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