JPS6029592A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
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- JPS6029592A JPS6029592A JP58138407A JP13840783A JPS6029592A JP S6029592 A JPS6029592 A JP S6029592A JP 58138407 A JP58138407 A JP 58138407A JP 13840783 A JP13840783 A JP 13840783A JP S6029592 A JPS6029592 A JP S6029592A
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- Japan
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- heat
- heat storage
- storage material
- liquid
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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
- F28D20/028—Control arrangements therefor
-
- 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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- Thermal Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (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】
産業上の利用分野
本発明は、太陽熱、廃熱などを長期間蓄熱し、給湯、暖
房などに使用可能な蓄熱装置に関する。
房などに使用可能な蓄熱装置に関する。
従来例の構成とその問題点
従来のこの種の蓄熱装置は、第１図に示すように集熱器
１、ポンプ２、放熱器３、配管４、及び、大容量の水ま
たは小石などの顕熱形番熱材５を収納した蓄熱槽６より
構成されていた。この構成では、顕熱形番熱材５の温度
差（顕然）による蓄熱のため大容量の蓄熱槽６が必要と
なり、また、夏期にせっかく蓄熱しても蓄熱槽６からの
放熱ロスが大きく冬期には有効に利用できないという問
題を有していた。
１、ポンプ２、放熱器３、配管４、及び、大容量の水ま
たは小石などの顕熱形番熱材５を収納した蓄熱槽６より
構成されていた。この構成では、顕熱形番熱材５の温度
差（顕然）による蓄熱のため大容量の蓄熱槽６が必要と
なり、また、夏期にせっかく蓄熱しても蓄熱槽６からの
放熱ロスが大きく冬期には有効に利用できないという問
題を有していた。
一方、水、小石などの顕熱形番熱材に代わり無機水和塩
、有機物などの融解潜熱を利用した潜熱形蓄熱材の研究
が近年さかんである。これは、潜３・−二′ 熱形蓄熱材の蓄熱密度が大きく蓄熱槽を小型にすること
ができるためである。ところが、潜熱形蓄熱材には過冷
却、相分離といった問題があり、これまでの研究は主と
してこれらを回避するため例えば、過冷却防止剤、ゲル
化剤、あるいは超音波振動子などを用いることに注がれ
ている。よって、潜熱形蓄熱材を用いた長期間にわたる
蓄熱を可能とするものは々かった。
、有機物などの融解潜熱を利用した潜熱形蓄熱材の研究
が近年さかんである。これは、潜３・−二′ 熱形蓄熱材の蓄熱密度が大きく蓄熱槽を小型にすること
ができるためである。ところが、潜熱形蓄熱材には過冷
却、相分離といった問題があり、これまでの研究は主と
してこれらを回避するため例えば、過冷却防止剤、ゲル
化剤、あるいは超音波振動子などを用いることに注がれ
ている。よって、潜熱形蓄熱材を用いた長期間にわたる
蓄熱を可能とするものは々かった。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題を解消するもので、潜熱形蓄
熱材の過冷却現象を積極的に利用した蓄熱装置を提供す
ることを目的とする。
熱材の過冷却現象を積極的に利用した蓄熱装置を提供す
ることを目的とする。
発明の構成
この目的を達成するために本発明は、凝固・融解の繰り
返しにより熱を授受する蓄熱材と、前記蓄熱材に対して
ほとんど不相溶性で液体時の密度が前記蓄熱材の融液の
密度よりも大であり熱吸収時に液体から気体に熱放出時
に気体から液体になり少なくとも外気温度以上の温度で
蒸気圧が大気圧以下となる伝熱媒体と、前記蓄熱材と伝
熱媒体とを空間部を残して収納する容器と、前記空間部
に設けられた放熱器と、長期間蓄熱時に前記放熱器上で
冷却されて生ずる前記伝熱媒体の液体を一旦受液して保
持すると共に放熱時に前記伝熱媒体の液体を前記蓄熱材
中に還流させる手段とから構成されている。
返しにより熱を授受する蓄熱材と、前記蓄熱材に対して
ほとんど不相溶性で液体時の密度が前記蓄熱材の融液の
密度よりも大であり熱吸収時に液体から気体に熱放出時
に気体から液体になり少なくとも外気温度以上の温度で
蒸気圧が大気圧以下となる伝熱媒体と、前記蓄熱材と伝
熱媒体とを空間部を残して収納する容器と、前記空間部
に設けられた放熱器と、長期間蓄熱時に前記放熱器上で
冷却されて生ずる前記伝熱媒体の液体を一旦受液して保
持すると共に放熱時に前記伝熱媒体の液体を前記蓄熱材
中に還流させる手段とから構成されている。
この構成によって、長期間蓄熱時は伝熱媒体を蓄熱材と
分離して保持すると共に容器内を大気圧以下に保ち、ま
た、放熱時は伝熱媒体を蓄熱材中に還流させるという作
用を有する。
分離して保持すると共に容器内を大気圧以下に保ち、ま
た、放熱時は伝熱媒体を蓄熱材中に還流させるという作
用を有する。
実施例の説明
以下、本発明の一実施例を第２図、第３図を用いて説明
する。
する。
第２図において、容器７内に、蓄熱材として、例えば、
酢酸すｌ−ＩＪクム・３水塩（ｃ）（３α）ＯＮ ａ・
３Ｈ２ｏ。
酢酸すｌ−ＩＪクム・３水塩（ｃ）（３α）ＯＮ ａ・
３Ｈ２ｏ。
ｍ１１２５８℃、 ｄ １．４４ ｇ ／７．以玉酢酸
ソーダ吉称す）８と、酢酸ソーダ８に対しては々んと不
相溶性で液体時の密度が酢酸ソーダ８の融液（８−ａ）
の密度よりも大であり熱吸収時に液体から気体に熱放出
時に気体から液体になり外気温度以上の温５ページ 度で蒸気圧が大気圧ＪＢＪ下となる伝熱媒体として、例
えば、フロン−１１３（ｂ、ｐ４７．６℃、ｄ４２５１
．５６５ｙ／ｄ）９とが空間部Ａを残して封入されてい
る、なお、空気などの不凝縮性ガスは排除されている。
ソーダ吉称す）８と、酢酸ソーダ８に対しては々んと不
相溶性で液体時の密度が酢酸ソーダ８の融液（８−ａ）
の密度よりも大であり熱吸収時に液体から気体に熱放出
時に気体から液体になり外気温度以上の温５ページ 度で蒸気圧が大気圧ＪＢＪ下となる伝熱媒体として、例
えば、フロン−１１３（ｂ、ｐ４７．６℃、ｄ４２５１
．５６５ｙ／ｄ）９とが空間部Ａを残して封入されてい
る、なお、空気などの不凝縮性ガスは排除されている。
空間部Ａには放熱器１０が設けられている。また、長期
間蓄熱時に放熱器１０上で冷却されて生ずるフロン−１
１３凝縮液９−ａを一旦受液して保持すると共に放熱時
にフロン−１１３９の液体９ａを酢酸ソーダ８中に還流
させる手段として、受液器１１、バルブ１２−ａ、タン
ク１３、ヒータ１４、バルブ１２−ｂ、還流パイプ１５
が設けられている。但し、タンク１３は、フロン−１１
３９の液体９ａの全量を貯液できる内容積を有する。
間蓄熱時に放熱器１０上で冷却されて生ずるフロン−１
１３凝縮液９−ａを一旦受液して保持すると共に放熱時
にフロン−１１３９の液体９ａを酢酸ソーダ８中に還流
させる手段として、受液器１１、バルブ１２−ａ、タン
ク１３、ヒータ１４、バルブ１２−ｂ、還流パイプ１５
が設けられている。但し、タンク１３は、フロン−１１
３９の液体９ａの全量を貯液できる内容積を有する。
上記構成において、蓄熱は加熱器１６より行われ蓄熱完
了時には容器７内はフロン−１１３９の飽和蒸気９−ａ
、９−ｂと、酢酸ソーダ８の融液８−ａで満たされる。
了時には容器７内はフロン−１１３９の飽和蒸気９−ａ
、９−ｂと、酢酸ソーダ８の融液８−ａで満たされる。
通常の放熱は、放熱器１０内に低温の熱交換媒体として
、例えば、冷水１７が流入することにより行われる。冷
水１７が流入６ページ すると放熱器１０の外壁でフロン−１１３９の蒸気９−
ｂが冷却され蒸発潜熱を放出し、これにより冷水１７は
加温される。凝縮・滴下する７０ンー１１３凝縮液９−
ａは、受液器１１、バルブ１２−ａ、タンク１３、バル
ブ１２−ｂ、還流パイプ１５を経て酢酸ソーダ８中に還
流される。そこで、再びフロン−１１３凝縮液９−ａは
酢酸ソーダ融液８−ａより受熱して蒸気９−ｂとなり空
間部Ａに蒸発してゆく。融解潜熱を放出した酢酸ソーダ
８は固体ａ−ｂとなり沈降してゆく。なお、前述した過
程においてフロン−１１３蒸気９−ｂが放熱器１０上で
凝縮すると空間部Ａにおけるフロン−１１３９の蒸気圧
が低下するが、これは酢酸ソーブ８中を上昇してくるフ
ロン−１１３蒸気９−ｂにより補われる。
、例えば、冷水１７が流入することにより行われる。冷
水１７が流入６ページ すると放熱器１０の外壁でフロン−１１３９の蒸気９−
ｂが冷却され蒸発潜熱を放出し、これにより冷水１７は
加温される。凝縮・滴下する７０ンー１１３凝縮液９−
ａは、受液器１１、バルブ１２−ａ、タンク１３、バル
ブ１２−ｂ、還流パイプ１５を経て酢酸ソーダ８中に還
流される。そこで、再びフロン−１１３凝縮液９−ａは
酢酸ソーダ融液８−ａより受熱して蒸気９−ｂとなり空
間部Ａに蒸発してゆく。融解潜熱を放出した酢酸ソーダ
８は固体ａ−ｂとなり沈降してゆく。なお、前述した過
程においてフロン−１１３蒸気９−ｂが放熱器１０上で
凝縮すると空間部Ａにおけるフロン−１１３９の蒸気圧
が低下するが、これは酢酸ソーブ８中を上昇してくるフ
ロン−１１３蒸気９−ｂにより補われる。
次に長期間の蓄熱について説明する。
減圧下（大気圧以下）に蓄熱材の融液を保つと容易に過
冷却を起こすことが判明した。蓄熱材融液を減圧下にお
くには真空ポンプ等により排気することも考えられるが
水和塩等の場合、水分蒸発に７／°−ジ よる組成変化を起こして蓄・放熱のくり返しはできない
。ところが、外気温度以上の温度での液体時の蒸気圧が
大気圧以下と々る伝熱媒体を用い、この伝熱媒体を容器
内で凝縮・液化させることにより容易に蓄熱材融液を減
圧下におくことができる。そして、過冷却を破るには、
長期間蓄熱時に保持していた伝熱媒体の液体（凝縮液）
を−気に蓄熱材中に還流させる際の衝撃を利用すればよ
い。
冷却を起こすことが判明した。蓄熱材融液を減圧下にお
くには真空ポンプ等により排気することも考えられるが
水和塩等の場合、水分蒸発に７／°−ジ よる組成変化を起こして蓄・放熱のくり返しはできない
。ところが、外気温度以上の温度での液体時の蒸気圧が
大気圧以下と々る伝熱媒体を用い、この伝熱媒体を容器
内で凝縮・液化させることにより容易に蓄熱材融液を減
圧下におくことができる。そして、過冷却を破るには、
長期間蓄熱時に保持していた伝熱媒体の液体（凝縮液）
を−気に蓄熱材中に還流させる際の衝撃を利用すればよ
い。
以下、第２図を用いて具体的に説明する。加熱器１６か
らの蓄熱継続中、又は、蓄熱完了時に酢酸ソーダ８の融
点以上の顕熱を利用してバルブ１２−ａを開、バルブ１
２−ｂを閉の状態で放熱を行なう。すると、フロン−１
１３蒸気９−ｂは放熱器１０の管壁で凝縮して滴下する
。滴下したフロン−１１３凝縮液９− ａは、受液器１
１、バルブ１２−ａを経てタンク１３に貯えられる。そ
の結果、はとんどのフロン−１１３９は液体９−ａとな
って酢酸ソーダ融液８−ａとは分離される。
らの蓄熱継続中、又は、蓄熱完了時に酢酸ソーダ８の融
点以上の顕熱を利用してバルブ１２−ａを開、バルブ１
２−ｂを閉の状態で放熱を行なう。すると、フロン−１
１３蒸気９−ｂは放熱器１０の管壁で凝縮して滴下する
。滴下したフロン−１１３凝縮液９− ａは、受液器１
１、バルブ１２−ａを経てタンク１３に貯えられる。そ
の結果、はとんどのフロン−１１３９は液体９−ａとな
って酢酸ソーダ融液８−ａとは分離される。
その状態で自然放熱すると容器７内は大気圧以下の減圧
となり、酢酸ソーダ融液８−ａは過冷却となる。酢酸ソ
ーダ融液８−＆は融解潜熱を保持したままであり、これ
が長期間の蓄熱状態に相当する。そして、過冷却を破っ
て融解潜熱を取り出すには今度はバルブ１２−ａ、バル
ブ１２−ｂを共に閉としてヒータ１４に通電してタンク
１３内のフロン−１１３凝縮液９−ａの蒸気圧を高めて
その後バルブ１２−ｂを閉として一気にフロン−１１３
９を酢酸ソーダ８中に還流させる。フロン＝１１３ ９
の還流の際の衝撃により酢酸ソーダ８の過冷却は破れて
酢酸ソーブ８は結晶化を始め融解潜熱を放出する。フロ
ン−１１３９の還流時に超音波振動子１８を動作させれ
ば一層効果的になる。その後は、バルブ１２−ａを閉と
して通常の放熱を行なう。
となり、酢酸ソーダ融液８−ａは過冷却となる。酢酸ソ
ーダ融液８−＆は融解潜熱を保持したままであり、これ
が長期間の蓄熱状態に相当する。そして、過冷却を破っ
て融解潜熱を取り出すには今度はバルブ１２−ａ、バル
ブ１２−ｂを共に閉としてヒータ１４に通電してタンク
１３内のフロン−１１３凝縮液９−ａの蒸気圧を高めて
その後バルブ１２−ｂを閉として一気にフロン−１１３
９を酢酸ソーダ８中に還流させる。フロン＝１１３ ９
の還流の際の衝撃により酢酸ソーダ８の過冷却は破れて
酢酸ソーブ８は結晶化を始め融解潜熱を放出する。フロ
ン−１１３９の還流時に超音波振動子１８を動作させれ
ば一層効果的になる。その後は、バルブ１２−ａを閉と
して通常の放熱を行なう。
第３図は他の実施例を示し、前記のものと異なる点は、
受液器１１、タンク１３を容器７と連設して外部に別の
放熱用の容器７′として設けた点であり、長期間の蓄熱
および放熱動作は前述と同様である。なお、第２図と同
一部品には同一番号を付している。この構成によれば蓄
熱材充填用の容９ベーン 器７と放熱用の容器アとが分割されており保守・点検が
容易になる。
受液器１１、タンク１３を容器７と連設して外部に別の
放熱用の容器７′として設けた点であり、長期間の蓄熱
および放熱動作は前述と同様である。なお、第２図と同
一部品には同一番号を付している。この構成によれば蓄
熱材充填用の容９ベーン 器７と放熱用の容器アとが分割されており保守・点検が
容易になる。
このように潜熱形蓄熱材の過冷却現象を利用して長期間
の蓄熱を可能とすることができる。なお、用いる潜熱形
蓄熱材は顕熱分の放熱ロスを少なくすると共に結晶化（
核生成）の要因である外気温と蓄熱材融点との温度差を
少なくしてより容易に過冷却を起すだめに低融点のもの
が好ましい。また、放熱時バルブ１２−ａ、１２−ｂの
開閉度を調節することにより放熱量を可変できる。
の蓄熱を可能とすることができる。なお、用いる潜熱形
蓄熱材は顕熱分の放熱ロスを少なくすると共に結晶化（
核生成）の要因である外気温と蓄熱材融点との温度差を
少なくしてより容易に過冷却を起すだめに低融点のもの
が好ましい。また、放熱時バルブ１２−ａ、１２−ｂの
開閉度を調節することにより放熱量を可変できる。
発明の効果
以上のように本発明の蓄熱装置によれば次の効果が得ら
れる。
れる。
（１）熱放出時に気体から液体になり、外気温度以上の
温度で蒸気圧が大気圧以下となる伝熱媒体を容器内で凝
縮・液化させることにより蓄熱材を大気圧以下に保ち過
冷却状態として長期間の蓄熱ができる。
温度で蒸気圧が大気圧以下となる伝熱媒体を容器内で凝
縮・液化させることにより蓄熱材を大気圧以下に保ち過
冷却状態として長期間の蓄熱ができる。
（２）蓄熱材の単位体積当りの蓄熱できる熱量は従来の
水、小石などの顕熱形蓄熱材にくらべて太き１０ベーノ く蓄熱装置を小さくすることができる。
水、小石などの顕熱形蓄熱材にくらべて太き１０ベーノ く蓄熱装置を小さくすることができる。
（３）長期間にわたる蓄熱時、蓄熱材は蓄熱量の大部分
である融解潜熱を過冷却状態として保持しているのでそ
の他の顕熱に相当する熱の放熱ロスは少なく蓄熱した熱
を有利に利用できる。
である融解潜熱を過冷却状態として保持しているのでそ
の他の顕熱に相当する熱の放熱ロスは少なく蓄熱した熱
を有利に利用できる。
第１図は従来の蓄熱装置の概念図、第２図、第３図はそ
れぞれ本発明の蓄熱装置の実施例を示す断面図である。 ７．７′・・・・・・容器、８・・・・・・酢酸ソーダ
（蓄熱材）、１０・・・・・・放熱器、１１・・・・・
・受液器、１２・・・・・・バルブ、１３・・・・・・
タンク、１４・・・・・・ヒータ、１５・・・・・・還
流パイプ、７，１１．１２．１３，１４．１５は還流手
段を構成、１８・・・・・・超音波振動子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ３５ ／） 特開昭６０−２９５９２（４）
れぞれ本発明の蓄熱装置の実施例を示す断面図である。 ７．７′・・・・・・容器、８・・・・・・酢酸ソーダ
（蓄熱材）、１０・・・・・・放熱器、１１・・・・・
・受液器、１２・・・・・・バルブ、１３・・・・・・
タンク、１４・・・・・・ヒータ、１５・・・・・・還
流パイプ、７，１１．１２．１３，１４．１５は還流手
段を構成、１８・・・・・・超音波振動子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 ３５ ／） 特開昭６０−２９５９２（４）
Claims (3)
- （１）凝固・融解のくり返しにより熱を授受する蓄熱材
と、前記蓄熱材に対してほとんど不相溶性で液体時の密
度が前記蓄熱材の融液の密度よりも大であり熱吸収時に
液体から気体に、熱放出時に気体から液体になり、外気
温度以上の温度で蒸気圧が大気圧以下となる伝熱媒体と
、前記蓄熱材と伝熱媒体とを空間部を残して収納する容
器と、前記空間部に設けられた放熱器と、長期間蓄熱時
に前記放熱器上で冷却されて生ずる前記伝熱媒体の液体
を一旦受液して保持すると共に放熱時に前記伝熱媒体の
液体を前記蓄熱材中に還流させる手段とからなる蓄熱装
置。 - （２）放熱時に伝熱媒体の液体を蓄熱材中に還流させる
手段として前記伝熱媒体の液体を加熱するヒータを用い
た特許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置。 ２ページ - （３）放熱時に蓄熱材の過冷却を破る手段として超音波
振動子を用いた特許請求の範囲第１項または第２項記載
の蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138407A JPS6029592A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58138407A JPS6029592A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6029592A true JPS6029592A (ja) | 1985-02-14 |
| JPS6319797B2 JPS6319797B2 (ja) | 1988-04-25 |
Family
ID=15221234
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58138407A Granted JPS6029592A (ja) | 1983-07-27 | 1983-07-27 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6029592A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282786A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Manyoo Kk | 抵抗溶接による自転車ダイヤモンドフレ−ムの溶着方法 |
| US10094622B2 (en) | 2014-05-29 | 2018-10-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for forming crystal nucleus in latent heat storage material and heat storage device |
-
1983
- 1983-07-27 JP JP58138407A patent/JPS6029592A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62282786A (ja) * | 1986-05-30 | 1987-12-08 | Manyoo Kk | 抵抗溶接による自転車ダイヤモンドフレ−ムの溶着方法 |
| US10094622B2 (en) | 2014-05-29 | 2018-10-09 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Method for forming crystal nucleus in latent heat storage material and heat storage device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6319797B2 (ja) | 1988-04-25 |
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