JPS6017660A - 給湯器 - Google Patents

給湯器

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JPS6017660A
JPS6017660A JP58126501A JP12650183A JPS6017660A JP S6017660 A JPS6017660 A JP S6017660A JP 58126501 A JP58126501 A JP 58126501A JP 12650183 A JP12650183 A JP 12650183A JP S6017660 A JPS6017660 A JP S6017660A
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JP
Japan
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heat
metal hydride
heat medium
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hot water
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JP58126501A
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JPH0419457B2 (ja
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Koji Gamo
孝治 蒲生
Yoshio Moriwaki
良夫 森脇
Minoru Tagashira
実 田頭
Tadayasu Mitsumata
光亦 忠泰
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to US06/612,784 priority patent/US4589479A/en
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Publication of JPH0419457B2 publication Critical patent/JPH0419457B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B17/00Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type
    • F25B17/12Sorption machines, plants or systems, operating intermittently, e.g. absorption or adsorption type using desorption of hydrogen from a hydride
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24DDOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
    • F24D17/00Domestic hot-water supply systems
    • F24D17/02Domestic hot-water supply systems using heat pumps
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A30/00Adapting or protecting infrastructure or their operation
    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
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    • Y02B30/62Absorption based systems

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は金属水素化物と水素ガスとの可逆的な結合と解
離にともなう熱の出入りを利用した給湯器に関し、給湯
はもちろんのこと、家庭暖房用あるいは産業用など、広
く熱を利用する分野全般に利用できるものである。
従来例の構成とその問題点 従来、電気、ガス、石油などを燃料とする各種の給湯器
が広く実用化されている。たとえば、75℃程度の給湯
のだめのボイラー、暖房用ボイラー。
発電用ボイラーなど、各種用途、燃料に応じて開発され
ている。これらは比較的安価で、しかも便利であるが、
燃料の高価格時代とともに熱効率の向」−が今後ますま
す要求される。しかしなから、たとえば燃焼などによっ
て与えられた熱量の約90%が有効な熱量として利用で
きるのみであり、従来技術では、100%以上はあり得
なかった。
一方、最近、電動圧縮式や吸収式などのヒートポンプ技
術も進んで利用されるようになった。これらを用いれば
、外気熱や地熱などの比較的低温の熱源から熱をくみ上
げ、比較的高温の熱とする(−とによっ″C1利用価値
を高め、有効熱h1の増加か可能と石−って、上記の効
率か理論士、100φ以上と乙、り得る4、ととるか、
上記のようf(%、動圧縮入−\・エンノン圧縮式ヒー
トポンプ、1./、−、Q佳連続式の吸収式ヒ−トポン
プは熱媒や吸収液を循環させるため、ポンプや制御装置
が複雑、高価となり、よ/(圧縮式では、騒音があるな
との欠点が残されている。
そこで、上記の欠点を改善する/でめに、本発明者らは
先に構造が比較的簡単で、加えた熱量以上の有効熱量が
得られ、省エネルギー型である金属水素化物を用いたヒ
ートポンプを提案している。
しかし、従来のこの装置は、金属水素化物の反応熱を給
湯に利用するだめの熱伝達用熱媒系統が低圧側金属水素
化物用と、高圧側金属水素化物用とが共通であり、熱媒
体として、一般には給湯用の水、そのものを用いてい/
こ。このだめ高温(例えC1,180℃)=1で加熱す
る低圧側熱媒体は高7品の水蒸気となり、高圧なため、
機械的衝撃と高圧破壊の危険性を伴なうと共に、熱交換
効率も低かった0そ(−て、弁の切換えに、し−・て、
低圧側と高圧側を選択するため、出湯温度の差か犬さく
、著しい脈流となるばかりか、ブPなとの故障イ、多か
った○ 発明の目的 本発明の目的V」1.3F衡圧のy71.なる金属水素
化物毎に各々別個の熱媒体系路を配備−Jろこと(・(
−よ−・て、金属水素化物利用ヒートポンプ式給湯器の
前記問題点を解決し、安全て、長寿命、熱利用効率の高
い給湯器を提供することである。
発明の構成 本発明はモ衡圧の異なった2種類以上の金属水素化物の
水素吸収、放出反応に伴なう反応熱を利用するもので、
熱伝導効率の高い機構を具備し、配管や弁なとの各部の
仕様に無理かなく、安全で、長寿命であり、ンステトと
じで高い給湯能)Jを有する給湯器である。峰の結果、
給湯温度は、従来のヒートポンプでは60’C寸でであ
−)/このv=ru。
て約76℃と高く、従−)で利用可能分野か広い3、作
用例を記せけ、例えば、・く−すの+’;:”l焼を間
欠的に行ない、燃焼時には、加熱されていない高平衡汁
側の金属水素化物で発生ずる水素吸収熱を引用し7、燃
焼を中断した時は加熱側の金属水素化物の水素吸収熱お
よびその與熱を利用する。従って、加熱は間欠的である
が、得られる給湯は約75℃で連続的であって、燃料の
大幅な減少か可能となるO 実施例の説明 第1図はガスバーナを熱源とじ7.27!l′i類の金
属水素化物を用いた給湯器の一実施例の断1m概略図を
示す。図中1は、低圧側金属水素化物2として、T10
.3 + ZrO,7+”1.210r0.61 co
o、2を約1.8に9入れた金属水素化物容器であり、
3は高圧側金属水素化物(M2R)4とLCT lo 
、 e 、 Z ro 、4. Mn1.2Cr o 
、4. COo 、2を約3.8に1)入れた金属水素
化物容器である。これら容器1および2の内部には、そ
れぞれ熱交換器12および13か配設さオ〜t1熱交換
器12の中には高温用熱媒体としてのシリコーンlイル
14が、熱交換器13の中には低温用熱媒体としての水
15が各々流れる。シリコグオイル14の流路は、3方
切換弁8と8′ににつ−C1加熱槽θ側と貯湯槽7側に
間欠的に切換えられる。加熱槽6には、都市ガス16を
熱源とし、ノ・−す5によって、間欠的あるいは連続的
に、約180’に加熱されたオイルか6(!たされ、と
のオーイルによ−・て、低圧側金属水素化物2を間欠的
に加熱シ1.ている。10.11は共に熱媒体循環用ポ
ンプてあり、ポンプ1oは、加熱槽6あるいは貯湯槽7
・\熱媒体を輸送し寸だポンプ11←1高圧用金属水素
化物が発熱反応を行なっている時のみ、貯湯槽T・\熱
媒体を輸送する。金属水素化物容器1と3中の水素は低
圧側金属水素化物の温度のト1;に対応し7て、可逆的
に水素移動管9を通−・て移動1゛る。−:ltだファ
ン21は、水素が高圧(Ill金属水素化物4から低圧
側金属水素化物2へ移動する際にの力動作し、水素化物
4の吸熱効果に、1、る(:〜、11度の低]ζを抑制
している。−走た22,2乞は多孔質フィルターで、金
属水素化物粉末か流失−するのをl!/j 11シてい
る。
17と18は共に貯湯槽7中に設(#)られた熱交換器
で市水導入口19から入−りだ水を交互に加熱する働き
をしている。このように導入された市水け、主として2
種類の金属水素化物により、交互に加熱されて約75℃
の湯となり、2系統の独立した熱媒伝達系によって、輸
送され、貯湯槽7に貯湯され、必要時に温水供給口2o
から外部へ供給される。
第2図は、第1図に示した実施例の金属水素化物の作動
状態を示しだ水素圧一温度線図であり、バーナから18
0℃の熱を供給し、低圧側金属水素化物(MlH)と高
圧側金属水素化物(M2R)から約75℃の温水を連続
的に得る反応を示している。
寸だ、第3図は、本実施例の各部の運転モードの一例を
示した図である。ガスバーナの燃焼は約30秒間隔であ
り、18ol/hの連続給湯で20℃の水が何度寸で上
列するかを調べた結果、図のように低圧金属水素化物側
と高圧金属水素化物側とを交互に切換えることにより、
約75℃の湯か連続的に得られた。
熱交換器17によって最高約75℃の熱か、壕だ、熱交
換器18によって、最高180℃の熱が供給されるが、
第1図の如く貯湯槽を設ければこの温度差は実用上問題
ではない。
本願発明は、実施例に示したように、低圧側金属水素化
物と、高圧側金属水素化物とで、別個の熱媒体伝送系路
を採用しているため、従来のもののように、給湯に使用
する水目体の温度が上下することはなく、あるいは水が
沸騰して高圧、高温の水蒸気となることもない。また、
熱媒体循環用ポンプ、配管および3方切換弁などの温度
変化も、従来と比較して大幅に小さくなっているため、
安全性や信頼性の点で著しく特性が向上した。
本給湯器を約1000時間繰返し使用した場合の性能比
較において、本発明は熱媒伝達経路において、はとんど
故障が見られず給湯能力も低下せず、長寿命化が達成で
きだが、従来のものは熱媒体のもれや、ポンプの作動不
能など、故障が発生した。才だ、燃焼させた都市ガスの
総発熱量に対して、給湯として利用できる熱量の比(c
op)は約1.3となり、従来の装置より約10%向上
し、省エネルギーが達成された。
寸だ、前記実施例では、低圧側と高圧側釜1種iH種の
金属水素化物を各々1個の容器に入れて使用したが、低
圧側2錘、高圧側2種計4個で作動させたり、あるいは
中間の水素圧を有する第3の種類の金属水素化物を使用
し、低圧側と中間圧側、中間圧側と高圧側を前記2種類
の場合と同様に作動させ、これらを組合せた金属水素化
物ヒートポンプ式給湯器も、本発明の展開として当然効
果大なるものである。寸だ、貯湯槽において加熱された
湯を直接あるいは間接的に用いて暖房することもできる
発明の効果 以」二のように、本発明は、個々の金属水素化物毎に、
別個の独立しだ熱媒輸送系路を設け、温度に応じた最適
な熱媒体を使用しうるため、熱媒体温度の上下差や、圧
力差が小さく、熱媒体のガス化も起こらない。従って、 (1)装置を構成している各部の部品に故障が少なく、
システムとして長寿命である。
■ 安全性が高い。
(3)熱伝達効率が高く、高い給湯能力か得られる。
(4)成績係数が大きい・
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明給湯器の一実施例の断面概略(ヌ1、第
2図は第1図給湯器の金属水素化物の作動状態を示しだ
水素圧一温度線図、第3図は第1図の実施例の各部の運
転モード図である。 2・・・・・低圧(l]11金属水素化物、4・・・・
・高圧側金属水素化物、6・・・・・・加熱槽、7・・
・・貯湯槽、12゜13.17,18・・・・・・熱交
換器、14・・・低温用熱媒体としての水、15・・・
・・高温用熱媒体としてのシリコンオイル。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第2
図 一一−A膚(でン 温度 J′OOy丁 (K)− 第 3 図 口烈出力

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)金属水素化物を封入され互いに水素平衡圧の異な
    る容器と、前記容器を相互に連結する手段と、低平衡圧
    側金属水素化物を間けっ的に加熱する手段と、貯湯槽と
    、前記容器と前記貯湯槽間を熱結合する熱媒回路を具備
    し、低圧側金属水素化物と前記貯湯槽間および高平衡圧
    側金属水素化物と前記貯湯槽間を別個の熱媒回路とする
    ことを特徴とする給湯器。
  2. (2)相互に独立した熱媒体用経路に流れる熱媒体が異
    なる物質からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の給湯器。
  3. (3)高圧側金属水素化物用の熱媒系路に流れる熱媒体
    か水であることを特徴とする特許請求の範囲第2項記載
    の給湯器0
JP58126501A 1983-05-23 1983-07-12 給湯器 Granted JPS6017660A (ja)

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JP58126501A JPS6017660A (ja) 1983-07-12 1983-07-12 給湯器
US06/612,784 US4589479A (en) 1983-05-23 1984-05-22 Hot water supply unit

Applications Claiming Priority (1)

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JP58126501A JPS6017660A (ja) 1983-07-12 1983-07-12 給湯器

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JPH0419457B2 JPH0419457B2 (ja) 1992-03-30

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ID=14936767

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4939223A (en) * 1988-10-05 1990-07-03 Nippon Steel Chemical Co., Ltd. Silicon-modified polyimides
KR100386470B1 (ko) * 2000-10-20 2003-06-02 한국에너지기술연구원 수소저장합금을 이용한 지중난방 장치
JP2009525493A (ja) * 2005-12-30 2009-07-09 データロジック・エス・ペー・アー レーザ光ビームの焦点調節装置およびその方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100386470B1 (ko) * 2000-10-20 2003-06-02 한국에너지기술연구원 수소저장합금을 이용한 지중난방 장치
JP2009525493A (ja) * 2005-12-30 2009-07-09 データロジック・エス・ペー・アー レーザ光ビームの焦点調節装置およびその方法

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