JPS6086386A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
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- JPS6086386A JPS6086386A JP58192791A JP19279183A JPS6086386A JP S6086386 A JPS6086386 A JP S6086386A JP 58192791 A JP58192791 A JP 58192791A JP 19279183 A JP19279183 A JP 19279183A JP S6086386 A JPS6086386 A JP S6086386A
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- heat
- heat storage
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- heat medium
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- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (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】
産業上の利用分野
本発明は潜熱蓄熱材を用いる蓄熱装置に関するものであ
る。
る。
従来例の構成とその問題点
従来より、潜熱蓄熱材を封入したカプセルを蓄熱槽中に
多数配置し、そのカプセルの間を熱媒体で満たし、その
熱媒体を蓄熱槽外に移送して熱交３・。ジ 換を行なう蓄熱装置が知られている。この方式で給易を
行々うとすると熱媒体として水を用いる。
多数配置し、そのカプセルの間を熱媒体で満たし、その
熱媒体を蓄熱槽外に移送して熱交３・。ジ 換を行なう蓄熱装置が知られている。この方式で給易を
行々うとすると熱媒体として水を用いる。
しかしこの方式では、熱媒体である水と潜熱蓄熱材を収
納したカプセルが直接接触するため、もしカプセルが腐
食等により穴があいた場合−使用する湯の中に潜熱蓄熱
材が混入する危険性があった。
納したカプセルが直接接触するため、もしカプセルが腐
食等により穴があいた場合−使用する湯の中に潜熱蓄熱
材が混入する危険性があった。
したがってこの蓄熱装置は、衛生的な面で問題があった
。
。
また、潜熱蓄熱材を封入したカプセルを蓄熱槽中に多数
配置し、そのカプセルの間を熱媒体で満たし、その熱媒
体中に熱交換器を配設した蓄熱装置が知られている。こ
の方式の蓄熱装置では、たとえ熱媒体として蓄熱装置を
使用する温度・圧力範囲で沸騰する熱媒体を用いても、
放熱用の熱交換器が液相の熱媒体中に配設されているた
め、気相空間は全熱冷却されず熱媒体は沸騰しない。し
たがってこの方式の蓄熱装置では、熱交換のために自然
対流しか利用出来ないので放熱時の熱交換速度を大きく
するためには、熱交換面積を非常に大きくする必要があ
る。したがってこの方式の蓄熱装置は非常に高価になり
、実用的ではなかった。
配置し、そのカプセルの間を熱媒体で満たし、その熱媒
体中に熱交換器を配設した蓄熱装置が知られている。こ
の方式の蓄熱装置では、たとえ熱媒体として蓄熱装置を
使用する温度・圧力範囲で沸騰する熱媒体を用いても、
放熱用の熱交換器が液相の熱媒体中に配設されているた
め、気相空間は全熱冷却されず熱媒体は沸騰しない。し
たがってこの方式の蓄熱装置では、熱交換のために自然
対流しか利用出来ないので放熱時の熱交換速度を大きく
するためには、熱交換面積を非常に大きくする必要があ
る。したがってこの方式の蓄熱装置は非常に高価になり
、実用的ではなかった。
蓄熱槽中に潜熱蓄熱材と、この蓄熱槽の使用温度・圧力
範囲で沸騰し、しかもその蓄熱材の融液とは互いにほと
んど溶解しない蒸発性液体とを収納し、蓄熱材の融液と
蒸発性液体とを直接接触させて、蒸発性液体を蒸気に変
えて潜熱蓄熱材中に貯えた熱を取り出す蓄熱装置が提案
されている。
範囲で沸騰し、しかもその蓄熱材の融液とは互いにほと
んど溶解しない蒸発性液体とを収納し、蓄熱材の融液と
蒸発性液体とを直接接触させて、蒸発性液体を蒸気に変
えて潜熱蓄熱材中に貯えた熱を取り出す蓄熱装置が提案
されている。
この方式の蓄熱装置では、潜熱蓄熱材が融液の時には熱
媒体が蓄熱材中をうまく移動して熱交換を行なえるが、
潜熱蓄熱材が凝固を開始して固体の割合が増加してくる
と、蓄熱材がスラリー状になり、熱媒体がその中をきわ
めて移動しにくくなる。
媒体が蓄熱材中をうまく移動して熱交換を行なえるが、
潜熱蓄熱材が凝固を開始して固体の割合が増加してくる
と、蓄熱材がスラリー状になり、熱媒体がその中をきわ
めて移動しにくくなる。
そのため、蓄熱材がすべて凝固してしまう前に熱交換が
不可能になってしまう。したがって、この方式の蓄熱装
置では、潜熱蓄熱材の融解潜熱を１００％取り出すこと
ができない。当然のことながら固体の顕熱を全然取り出
せない。このように。
不可能になってしまう。したがって、この方式の蓄熱装
置では、潜熱蓄熱材の融解潜熱を１００％取り出すこと
ができない。当然のことながら固体の顕熱を全然取り出
せない。このように。
この方式の蓄熱装置は、蓄熱した熱の一部しか回収する
ことができないという基本的な問題点を有している。ま
た用いる潜熱蓄熱材の種類によって一ページ は、その融液の粘性が高く、熱媒体がその中をうまく移
動せず熱交換が起こらないという問題点も有している。
ことができないという基本的な問題点を有している。ま
た用いる潜熱蓄熱材の種類によって一ページ は、その融液の粘性が高く、熱媒体がその中をうまく移
動せず熱交換が起こらないという問題点も有している。
したがってこの方式の蓄熱装置は。
以上説明した基本的な問題により、実用化が困難であっ
た。
た。
発明の目的
本発明は冷却器及び加熱器の熱交換面積がそれほど大き
くなくても、蓄熱時及び放熱時とも大きな熱交換速度が
得られ、しかも蓄熱材の利用効率が高く、低コストで、
そのまま水を加熱する場合にも得られる湯が非常に衛生
的でかつ安全性の高い蓄熱装置を提供することを目的と
するものである。
くなくても、蓄熱時及び放熱時とも大きな熱交換速度が
得られ、しかも蓄熱材の利用効率が高く、低コストで、
そのまま水を加熱する場合にも得られる湯が非常に衛生
的でかつ安全性の高い蓄熱装置を提供することを目的と
するものである。
発明の構成
本発明の基本構成は、潜熱蓄熱材を封入したカプセルを
蓄熱槽中に多数個配置し、蓄熱（加熱）時の熱交換を目
的として、この蓄熱槽の使用温度・圧力範囲において液
相である第１熱媒体と、放熱（冷却）時の熱交換を目的
として、その第１熱媒体とは互いに難溶性てあり、しか
も液相時の比重６ページ が前記第１熱媒体より大きく、前記蓄熱槽の使用温度・
圧力範囲で沸騰する第２熱媒体との少なくとも２種類の
熱媒体とを、少なくとも第１熱媒体が潜熱蓄熱材を収納
した容器と直接接触するように、しかも前記蓄熱槽中に
気相空間を残して収納し、その蓄熱槽の気相空間には冷
却器（放熱用熱交換器）を、液相空間には加熱器（蓄熱
用熱交換器）を配設し、密封してなる構成である。本発
明の蓄熱装置の特徴の一つは、蓄熱時論熱器から液体の
第１熱媒体に熱を与え、その第１熱媒体からカプセル中
の潜熱蓄熱材に熱が伝えられるので、第１熱媒体の対流
により、第１熱媒体の温度分布が均一になり、効率のよ
い蓄熱が可能な点である。
蓄熱槽中に多数個配置し、蓄熱（加熱）時の熱交換を目
的として、この蓄熱槽の使用温度・圧力範囲において液
相である第１熱媒体と、放熱（冷却）時の熱交換を目的
として、その第１熱媒体とは互いに難溶性てあり、しか
も液相時の比重６ページ が前記第１熱媒体より大きく、前記蓄熱槽の使用温度・
圧力範囲で沸騰する第２熱媒体との少なくとも２種類の
熱媒体とを、少なくとも第１熱媒体が潜熱蓄熱材を収納
した容器と直接接触するように、しかも前記蓄熱槽中に
気相空間を残して収納し、その蓄熱槽の気相空間には冷
却器（放熱用熱交換器）を、液相空間には加熱器（蓄熱
用熱交換器）を配設し、密封してなる構成である。本発
明の蓄熱装置の特徴の一つは、蓄熱時論熱器から液体の
第１熱媒体に熱を与え、その第１熱媒体からカプセル中
の潜熱蓄熱材に熱が伝えられるので、第１熱媒体の対流
により、第１熱媒体の温度分布が均一になり、効率のよ
い蓄熱が可能な点である。
また当然のことながら、蓄熱材の一部が異常に加熱され
て変質してしまうということもない。本発明の蓄熱装置
のもう一つの特徴は、放熱時潜熱蓄熱材の熱をカプセル
のまわりの液体の第１熱媒体に伝え、その第１熱媒体と
蒸発性の第２熱媒体が直接接触して、あるいは蒸発性の
第２熱媒体が潜熱蓄熱材を封入したカプセルと直接接触
して、そ７ ：゛ れらから熱を奪って蒸気になり、その蒸気が蓄熱槽上部
の気相空間に設けた冷却器に熱を伝え、蒸気は凝縮して
再び液体になり、蓄熱槽の下部に移動するという形で蓄
熱材の熱を冷却器に伝えるので、冷却器の熱交換面積が
小さくても、大きな放熱速度が得られ、しかも潜熱蓄熱
材の液相と固相の顕熱、それに当然１００％融解潜熱を
取り出すことができ、蓄熱効率が非常に高い点にある。
て変質してしまうということもない。本発明の蓄熱装置
のもう一つの特徴は、放熱時潜熱蓄熱材の熱をカプセル
のまわりの液体の第１熱媒体に伝え、その第１熱媒体と
蒸発性の第２熱媒体が直接接触して、あるいは蒸発性の
第２熱媒体が潜熱蓄熱材を封入したカプセルと直接接触
して、そ７ ：゛ れらから熱を奪って蒸気になり、その蒸気が蓄熱槽上部
の気相空間に設けた冷却器に熱を伝え、蒸気は凝縮して
再び液体になり、蓄熱槽の下部に移動するという形で蓄
熱材の熱を冷却器に伝えるので、冷却器の熱交換面積が
小さくても、大きな放熱速度が得られ、しかも潜熱蓄熱
材の液相と固相の顕熱、それに当然１００％融解潜熱を
取り出すことができ、蓄熱効率が非常に高い点にある。
しかも、本発明の蓄熱装置は一潜熱蓄熱材として腐食性
の強い含水塩を主成分とするものを用いた場合でも、容
器の中に封入するため、蓄熱槽には特別な防食の必要が
なく、カプセルに何らかの理由で穴がおいて潜熱蓄熱材
がもれ出しても、冷却器中を通る加熱しだい熱媒（水道
水など）と熱媒体が直接接触しないため、使用に際して
非常に衛生的であり−かつ安全性の高いものである。
の強い含水塩を主成分とするものを用いた場合でも、容
器の中に封入するため、蓄熱槽には特別な防食の必要が
なく、カプセルに何らかの理由で穴がおいて潜熱蓄熱材
がもれ出しても、冷却器中を通る加熱しだい熱媒（水道
水など）と熱媒体が直接接触しないため、使用に際して
非常に衛生的であり−かつ安全性の高いものである。
本発明の実施態様では、潜熱蓄熱材として一融点が６８
℃であり−その時の潜熱がｅ ｏ ｃａｌ／ｇと大きい
酢酸ナトリウム３水塩に、過冷却防止材として、ピロリ
ン酸ナトリウムを加えたものを用いた。潜熱蓄熱材を封
入するカプセルとしては一潜熱蓄熱材の腐食性とコスト
面を考慮して、ポリエチレン製の袋を用いた。
℃であり−その時の潜熱がｅ ｏ ｃａｌ／ｇと大きい
酢酸ナトリウム３水塩に、過冷却防止材として、ピロリ
ン酸ナトリウムを加えたものを用いた。潜熱蓄熱材を封
入するカプセルとしては一潜熱蓄熱材の腐食性とコスト
面を考慮して、ポリエチレン製の袋を用いた。
蓄熱時の熱交換を目的とした使用温度・圧力範囲で液体
の第１熱媒体としては、使用の容易さ等を考慮して水を
用いた。さらに水を使用した場合には、冬期には凍結に
よる蓄熱槽の破壊の危険性があるので、アルコールの水
溶液についても実験を行なった。アルコールの水溶液と
しては、今回人体への安全性等を考慮して、プロピレン
グリコールの水溶液を用いた。
の第１熱媒体としては、使用の容易さ等を考慮して水を
用いた。さらに水を使用した場合には、冬期には凍結に
よる蓄熱槽の破壊の危険性があるので、アルコールの水
溶液についても実験を行なった。アルコールの水溶液と
しては、今回人体への安全性等を考慮して、プロピレン
グリコールの水溶液を用いた。
液相である第１熱媒体とは互いに難溶解性であり、しか
も液相時の比重が上記第１熱媒体より大きく一蓄熱槽の
使用温度圧力範囲で沸騰する第２熱媒体として、熱安定
性等を考慮してフロン系化合物が望ましいと考えられる
。今回の場合には。
も液相時の比重が上記第１熱媒体より大きく一蓄熱槽の
使用温度圧力範囲で沸騰する第２熱媒体として、熱安定
性等を考慮してフロン系化合物が望ましいと考えられる
。今回の場合には。
４６℃に沸点を持ち、液相時の比重が約１．５５のトリ
フルオロトリクロロエタンを用いた。第２熱媒体の選択
は、第１熱媒体との相溶性や比重の外に、潜熱蓄熱材の
融点と、第２熱媒体の沸点との９・−ミ゛ 関係も考慮して行なわれる。つまり蒸発性液体の沸点が
潜熱蓄熱材の融点に比較していちじるしく低いと、潜熱
蓄熱材を加熱して十分に蓄熱した時、第２熱媒体を液相
のまま保つためにはかなり圧力が高くなる等の問題点が
生じるためである。
フルオロトリクロロエタンを用いた。第２熱媒体の選択
は、第１熱媒体との相溶性や比重の外に、潜熱蓄熱材の
融点と、第２熱媒体の沸点との９・−ミ゛ 関係も考慮して行なわれる。つまり蒸発性液体の沸点が
潜熱蓄熱材の融点に比較していちじるしく低いと、潜熱
蓄熱材を加熱して十分に蓄熱した時、第２熱媒体を液相
のまま保つためにはかなり圧力が高くなる等の問題点が
生じるためである。
実施例の説明
第１図に本実施例の蓄熱装置の概略断面図を示しだ。こ
の図で１１は蓄熱槽であり、１２は潜熱蓄熱材、１３ば
それを封入した容器、１４は加熱器、１６は冷却器であ
る。潜熱蓄熱材としてピロリン酸ナトリウムを１ｗｔ％
含有した酢酸ナトリウム３水塩を用い、これを５００．
！９づつポリエチレン製の袋の中に封入して用いた。そ
してこの蓄熱材を封入したポリエチレン製の袋を２６０
本蓄熱槽中に縦にならべた。この蓄熱槽の中に、第１熱
媒体として水を、第２熱媒体としてトリフルオロトリク
ロロエタンを用いた。トリフルオロトリクロロエタンと
水は互いに溶は合わず、しかもその比重が水のそれより
大きいので、蓄熱槽の底にはトリフルオロトリクロロエ
タンが、その上に水が１０ ｚ、−５＋ 乗ったような状態になる。それぞれの熱媒体の量を、第
１表に示すように変化させて本実施例の蓄熱装置の蓄熱
及び放熱特性を試べた。それぞれの熱媒体の収納量はそ
れぞれの熱媒体の上部の液面の位置つまり第１図のａか
らｆの矢印で示した。
の図で１１は蓄熱槽であり、１２は潜熱蓄熱材、１３ば
それを封入した容器、１４は加熱器、１６は冷却器であ
る。潜熱蓄熱材としてピロリン酸ナトリウムを１ｗｔ％
含有した酢酸ナトリウム３水塩を用い、これを５００．
！９づつポリエチレン製の袋の中に封入して用いた。そ
してこの蓄熱材を封入したポリエチレン製の袋を２６０
本蓄熱槽中に縦にならべた。この蓄熱槽の中に、第１熱
媒体として水を、第２熱媒体としてトリフルオロトリク
ロロエタンを用いた。トリフルオロトリクロロエタンと
水は互いに溶は合わず、しかもその比重が水のそれより
大きいので、蓄熱槽の底にはトリフルオロトリクロロエ
タンが、その上に水が１０ ｚ、−５＋ 乗ったような状態になる。それぞれの熱媒体の量を、第
１表に示すように変化させて本実施例の蓄熱装置の蓄熱
及び放熱特性を試べた。それぞれの熱媒体の収納量はそ
れぞれの熱媒体の上部の液面の位置つまり第１図のａか
らｆの矢印で示した。
図には第２熱媒体の液面がａのところであり、第２熱媒
体の液面がｅの位置である場合を示した。
体の液面がｅの位置である場合を示した。
蓄熱は加熱器に７０℃の湯を１０１／分の流量で流して
行ない、蓄熱槽中央部の蓄熱材を封入した容器中に取り
つけた熱電対によって蓄熱材の温度を測定した。蓄熱特
性の評価としては、室温から加熱を始めて、蓄熱材の温
度が６６℃に達するまでの時間を用いた。実験番号２の
、第２熱媒体つまりトリフルオロトリクロロエタンを蓄
熱槽の底からａの位置まで、第１熱媒体をａの位置から
ｄの位置まで収納した場合の蓄熱特性を第２図に示した
。この図の縦軸は蓄熱材の温度であシ、横軸は加熱を開
始してからの経過時間である。ところで蓄熱材の温度が
６６℃に達した時に蓄熱槽の側部に設けた窓から蓄熱槽
の内部を観察したとこ１１ ：。
行ない、蓄熱槽中央部の蓄熱材を封入した容器中に取り
つけた熱電対によって蓄熱材の温度を測定した。蓄熱特
性の評価としては、室温から加熱を始めて、蓄熱材の温
度が６６℃に達するまでの時間を用いた。実験番号２の
、第２熱媒体つまりトリフルオロトリクロロエタンを蓄
熱槽の底からａの位置まで、第１熱媒体をａの位置から
ｄの位置まで収納した場合の蓄熱特性を第２図に示した
。この図の縦軸は蓄熱材の温度であシ、横軸は加熱を開
始してからの経過時間である。ところで蓄熱材の温度が
６６℃に達した時に蓄熱槽の側部に設けた窓から蓄熱槽
の内部を観察したとこ１１ ：。
ろ、ポリエチレンの袋の中の潜熱蓄熱材が均一に融解し
ているのが観察された。
ているのが観察された。
放熱は、冷却器に６℃の水を１５１／分の流量で流して
行った。実用的に利用可能なのは一４０℃以上の湯と考
えられるので、４０℃以上の温度で取り出せた熱量で１
本実施例の蓄熱装置の放熱特性を評価した。ところで実
験番号４の場合の出湯特性を第３図に示した。横軸は冷
却器に６℃の水を流しはじめてからの経過時間であり、
縦軸は得られた湯の温度である。放熱中の蓄熱槽内の様
子を蓄熱時と同様に観察したところ、第２熱媒体がさか
んに沸騰し、冷却器の表面からは、凝縮して液相になっ
た第２熱媒体が液滴としてさかんに流れ落ちていた。こ
の液滴は、再び沸騰するまで第１熱媒体中をゆっくり落
下しているのが観察された。
行った。実用的に利用可能なのは一４０℃以上の湯と考
えられるので、４０℃以上の温度で取り出せた熱量で１
本実施例の蓄熱装置の放熱特性を評価した。ところで実
験番号４の場合の出湯特性を第３図に示した。横軸は冷
却器に６℃の水を流しはじめてからの経過時間であり、
縦軸は得られた湯の温度である。放熱中の蓄熱槽内の様
子を蓄熱時と同様に観察したところ、第２熱媒体がさか
んに沸騰し、冷却器の表面からは、凝縮して液相になっ
た第２熱媒体が液滴としてさかんに流れ落ちていた。こ
の液滴は、再び沸騰するまで第１熱媒体中をゆっくり落
下しているのが観察された。
第１表には、熱媒体の収納量を変化させた場合の１本実
施例の蓄熱装置の蓄熱及び放熱特性をまとめて示してい
る。第１表の放熱特性として、４０’Ｃ以上で得られた
熱量とともに１回収効率もめて示した。回収効率は、４
０℃以上で回収できた熱量を、この蓄熱材が実際蓄熱し
た熱量で除してパーセントで示したものである。熱媒体
による蓄熱量は、蓄熱材によるものと比較して非常に小
さいので、考慮しなかった。今回用いた潜熱蓄熱材の液
相の比熱が０．７０１！Ｌｌ／ｊＪ℃であり、融解潜熱
がｅ ｏ ｃａ４／ ｇ、固相の比熱が０．３ａ２Ｌ７
１／９°Ｃであるので、この蓄熱材１３０ｋｇを室温（
２０’Ｃ）から６６℃まで加熱すると、この蓄熱材中に
は液相の顕熱として、６４０１ｃｃａ７！、融解潜熱と
して７ａｏｏｉｃｃａｚ、固相の顕熱としテラ４８０ｋ
ｃａｌ蓄熱されていることになり、総蓄熱量として９９
２０ｋＣ＆／になる。したがって実験番号４の場合には
。
施例の蓄熱装置の蓄熱及び放熱特性をまとめて示してい
る。第１表の放熱特性として、４０’Ｃ以上で得られた
熱量とともに１回収効率もめて示した。回収効率は、４
０℃以上で回収できた熱量を、この蓄熱材が実際蓄熱し
た熱量で除してパーセントで示したものである。熱媒体
による蓄熱量は、蓄熱材によるものと比較して非常に小
さいので、考慮しなかった。今回用いた潜熱蓄熱材の液
相の比熱が０．７０１！Ｌｌ／ｊＪ℃であり、融解潜熱
がｅ ｏ ｃａ４／ ｇ、固相の比熱が０．３ａ２Ｌ７
１／９°Ｃであるので、この蓄熱材１３０ｋｇを室温（
２０’Ｃ）から６６℃まで加熱すると、この蓄熱材中に
は液相の顕熱として、６４０１ｃｃａ７！、融解潜熱と
して７ａｏｏｉｃｃａｚ、固相の顕熱としテラ４８０ｋ
ｃａｌ蓄熱されていることになり、総蓄熱量として９９
２０ｋＣ＆／になる。したがって実験番号４の場合には
。
４０℃以上の回収熱量が８３００ｋＣＩＬｌであったの
で１回収効率は約８４％になる。
で１回収効率は約８４％になる。
以下余白
１３ 、。
ベーン
１４７、−ジ
第１表の実験１から６までは、熱媒体の総収納量を一定
にして、第１熱媒体と第２熱媒体の比率を変化させたも
のである。実験１では第１熱媒体を８の位置まで満たし
、第２熱媒体を用いないものであり、実験２では第２熱
媒体を蓄熱槽の底からａの位置まで収納し−そこからさ
らにθの位置まで第１熱媒体を収納したものである。実
験３゜４．６は順次第２熱媒体の比率を増加させて行っ
たものである。そして実験６では、第１熱媒体を用いず
に第２熱媒体のみをｅの位置まで満たしたものである。
にして、第１熱媒体と第２熱媒体の比率を変化させたも
のである。実験１では第１熱媒体を８の位置まで満たし
、第２熱媒体を用いないものであり、実験２では第２熱
媒体を蓄熱槽の底からａの位置まで収納し−そこからさ
らにθの位置まで第１熱媒体を収納したものである。実
験３゜４．６は順次第２熱媒体の比率を増加させて行っ
たものである。そして実験６では、第１熱媒体を用いず
に第２熱媒体のみをｅの位置まで満たしたものである。
第２熱媒体を用いない実験１では。
蓄熱時間は９０分と短かかったが一４０℃以上の熱とし
ては、全熱蓄熱した熱を回収できなかった。
ては、全熱蓄熱した熱を回収できなかった。
第２熱媒体をａの位置まで加えた実験２では、蓄熱に必
要な時間は、９６分と実験１に比較すると若干長くなる
が、放熱特性はいちじるしく向上して４０℃以上の熱と
して８０００ ｋｃａ１１回収できた。この場合の回収
効率は８１％であった。そして、実験３，４，５．６と
第２熱媒体の比率が大きくなるとともに、蓄熱に必要な
時間は長くなっ１６、。ジ ていった。放熱特性は、実験４までは少しづつ向上する
が、それよりも第２熱媒体の比率をふやしてもほとんど
変わらなかった。第２熱媒体の比率が増加すると蓄熱に
必要な時間が長くなるのは。
要な時間は、９６分と実験１に比較すると若干長くなる
が、放熱特性はいちじるしく向上して４０℃以上の熱と
して８０００ ｋｃａ１１回収できた。この場合の回収
効率は８１％であった。そして、実験３，４，５．６と
第２熱媒体の比率が大きくなるとともに、蓄熱に必要な
時間は長くなっ１６、。ジ ていった。放熱特性は、実験４までは少しづつ向上する
が、それよりも第２熱媒体の比率をふやしてもほとんど
変わらなかった。第２熱媒体の比率が増加すると蓄熱に
必要な時間が長くなるのは。
第２熱媒体が蒸発性の液体であり、若干蓄熱槽の上部か
ら熱が逃げていたために起こったものと考えられる。特
に冷却器１６のパイプを伝って逃げる熱が大きいようで
ある。逆に考えると、実験６のように蒸発性の第２熱媒
体のみを使用する場合に比べて、第１熱媒体を加えた方
が蓄熱時間を短くすることができる。また、フロン化合
物等の蒸発性の第２熱媒体の価格は一般的に高いため、
それを大量に用いたのでは蓄熱装置が高価になり実用的
でなくなるので、このように第１熱媒体を併用すること
によってコストも大幅に下げることができる。
ら熱が逃げていたために起こったものと考えられる。特
に冷却器１６のパイプを伝って逃げる熱が大きいようで
ある。逆に考えると、実験６のように蒸発性の第２熱媒
体のみを使用する場合に比べて、第１熱媒体を加えた方
が蓄熱時間を短くすることができる。また、フロン化合
物等の蒸発性の第２熱媒体の価格は一般的に高いため、
それを大量に用いたのでは蓄熱装置が高価になり実用的
でなくなるので、このように第１熱媒体を併用すること
によってコストも大幅に下げることができる。
実験７から実験１０は、第２熱媒体の収納量を液面が乙
の位置までと一定にして、第１熱媒体の収納量を変化さ
せて、熱媒体の総量をつまり、第１熱媒体の液面がｂか
らｆの位置まで変化させたものである。第１熱媒体が潜
熱蓄熱材を封入した容器と直接接触していない実験７で
は、蓄熱特性はいちじるしく悪く、１０時間蓄熱を行っ
ても蓄熱材の温度が６６℃まで達しなかった。したがっ
てこの場合放熱実験を行なわなかった。第１熱媒体の収
納量が増加して第１熱媒体の液面の位置がＣまでくると
、実験７に比べて蓄熱特性がいちじるしく改善された。
の位置までと一定にして、第１熱媒体の収納量を変化さ
せて、熱媒体の総量をつまり、第１熱媒体の液面がｂか
らｆの位置まで変化させたものである。第１熱媒体が潜
熱蓄熱材を封入した容器と直接接触していない実験７で
は、蓄熱特性はいちじるしく悪く、１０時間蓄熱を行っ
ても蓄熱材の温度が６６℃まで達しなかった。したがっ
てこの場合放熱実験を行なわなかった。第１熱媒体の収
納量が増加して第１熱媒体の液面の位置がＣまでくると
、実験７に比べて蓄熱特性がいちじるしく改善された。
さらに第１熱媒体の収納量を増加させてた実験９や実験
２は、それぞれ第１熱媒体の収納量とともに、蓄熱特性
、放熱特性ともに少しづつよくなる。しかし、第１熱媒
体の収納量があまり増加して冷却器をおおってしまった
実験１ｏでは、放熱特性がいちじるしく悪くなった。
２は、それぞれ第１熱媒体の収納量とともに、蓄熱特性
、放熱特性ともに少しづつよくなる。しかし、第１熱媒
体の収納量があまり増加して冷却器をおおってしまった
実験１ｏでは、放熱特性がいちじるしく悪くなった。
これらの実験結果から考えると、望ましい熱媒体の収納
量は、第１熱媒体と第２熱媒体を収納し。
量は、第１熱媒体と第２熱媒体を収納し。
少なくとも第１熱媒体が潜熱蓄熱材を封入した容器と直
接接触し、しかも熱媒体で冷却器をおおってしまわない
範囲である。このように、それぞれの熱媒体の量をコン
トロールした本実施例の蓄熱装置は、蓄熱及び放熱特性
とも良好で、しかも、１７、、−ジ コストが低く、得られる湯が非常に衛生的かつ安全なも
のである。
接接触し、しかも熱媒体で冷却器をおおってしまわない
範囲である。このように、それぞれの熱媒体の量をコン
トロールした本実施例の蓄熱装置は、蓄熱及び放熱特性
とも良好で、しかも、１７、、−ジ コストが低く、得られる湯が非常に衛生的かつ安全なも
のである。
ところで本実施例において、第１熱媒体として不凍液と
して知られているプロピレングリコールの水溶液を用い
たところ、水を用いた場合と同様の蓄熱及び放熱特性が
得られた。したがって、この第１熱媒体としてプロピレ
ングリコールの水溶液を用いた蓄熱装置は、冬期に凍結
の可能性のある寒冷地に好適なものであると考えられる
。
して知られているプロピレングリコールの水溶液を用い
たところ、水を用いた場合と同様の蓄熱及び放熱特性が
得られた。したがって、この第１熱媒体としてプロピレ
ングリコールの水溶液を用いた蓄熱装置は、冬期に凍結
の可能性のある寒冷地に好適なものであると考えられる
。
発明の効果
本発明の蓄熱装置は、熱交換面積がそれほど大きくない
にもかかわらず、蓄熱時および放熱時ともに大きな熱交
換速度が得られ、しかも蓄熱材の利用効率が高く、低コ
ストで得られる湯が非常に衛生的かつ安全であるという
特徴を有するので。
にもかかわらず、蓄熱時および放熱時ともに大きな熱交
換速度が得られ、しかも蓄熱材の利用効率が高く、低コ
ストで得られる湯が非常に衛生的かつ安全であるという
特徴を有するので。
太陽熱や深夜電力を貯蔵するための蓄熱装置として非常
に好適なものである。
に好適なものである。
第１図は本発明の蓄熱装置の一実施例を示す概略断面図
であり、第２図及び第３図はそれぞれ同１８７＜−ジ 実施例の蓄熱および放熱特性を示す図である。 １１・・・・・・蓄熱槽、１２・・・・・・潜熱蓄熱材
、１３・・・・・・容器、１４・・・・−・加熱器、１
５・・・・・・冷却器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｉ５ ／／ ｊ ｚ ３ 特開昭ＧＯ−８Ｇ３８Ｇ（６） 第２図 ０ ２０４／） ６０ ８０ １００ 時間（分り リリリリリＵ 必 ４
であり、第２図及び第３図はそれぞれ同１８７＜−ジ 実施例の蓄熱および放熱特性を示す図である。 １１・・・・・・蓄熱槽、１２・・・・・・潜熱蓄熱材
、１３・・・・・・容器、１４・・・・−・加熱器、１
５・・・・・・冷却器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 Ｉ５ ／／ ｊ ｚ ３ 特開昭ＧＯ−８Ｇ３８Ｇ（６） 第２図 ０ ２０４／） ６０ ８０ １００ 時間（分り リリリリリＵ 必 ４
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）蓄熱槽内に、潜熱蓄熱材を封入した容器を多数収
納し、その蓄熱槽の使用温度・圧力範囲において液相で
ある第１熱媒体と、その第１熱媒体とは互いに難溶性で
あり、しかも液相時の比重が前記第１熱媒体より大きく
、前記蓄熱槽の使用温度・圧力範囲で沸騰する第２熱媒
体との２種類の熱媒体を、少々くとも前記第１熱媒体が
潜熱蓄熱材を封入した容器と直接接触するように、しか
も前記蓄熱槽上部には気相空間を残して収納し、前記蓄
熱槽中の気相空間には放熱用熱交換器を、液相空間には
蓄熱用熱交換器を配設し、密封してなることを特徴とす
る蓄熱装置０ （２） 潜熱蓄熱材が過冷却防止材を混合した酢酸ナト
リウム３水塩を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
蓄熱装置。 ２ページ （３）潜熱蓄熱材を収納する容器が、ポリエチレン製の
袋である特許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置。 （４）第１蓄熱媒体が水及びアルコールの水溶液である
特許請求の範囲第１項記載の蓄熱装置。 （６）第２熱媒体が、蓄熱槽の使用温度及び圧力範囲で
、潜熱蓄熱材の転移温度以下で沸騰する特許請求の範囲
第１項記載の蓄熱装置。 （６）第２熱媒体がフロン系化合物である特許請求の範
囲第１項記載の蓄熱装置。 （η 第２熱媒体がトリフルオロトリクロロエタンであ
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 |
|---|---|---|---|
| JP58192791A JPS6086386A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58192791A JPS6086386A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6086386A true JPS6086386A (ja) | 1985-05-15 |
Family
ID=16297054
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58192791A Pending JPS6086386A (ja) | 1983-10-14 | 1983-10-14 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6086386A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012111744A1 (de) * | 2012-12-03 | 2014-06-18 | Hochschule für Technik Stuttgart | Latentwärmespeicher |
| JP2015175580A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 温水生成装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5592889A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-14 | Hitachi Ltd | Heat accumulator |
| JPS5849894A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 潜熱利用蓄熱装置 |
-
1983
- 1983-10-14 JP JP58192791A patent/JPS6086386A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5592889A (en) * | 1979-01-08 | 1980-07-14 | Hitachi Ltd | Heat accumulator |
| JPS5849894A (ja) * | 1981-09-18 | 1983-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 潜熱利用蓄熱装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102012111744A1 (de) * | 2012-12-03 | 2014-06-18 | Hochschule für Technik Stuttgart | Latentwärmespeicher |
| DE102012111744B4 (de) * | 2012-12-03 | 2020-03-05 | Hochschule für Technik Stuttgart | Latentwärmespeicher und Heizung, Solarthermieanlage und Kältespeicher mit einem Latentwärmespeicher und Verfahren zum Speichern und Rückgewinnen von Wärmeenergie |
| JP2015175580A (ja) * | 2014-03-18 | 2015-10-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 温水生成装置 |
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