JPS61265462A - 金属水素化物利用冷暖房装置 - Google Patents
金属水素化物利用冷暖房装置Info
- Publication number
- JPS61265462A JPS61265462A JP60107412A JP10741285A JPS61265462A JP S61265462 A JPS61265462 A JP S61265462A JP 60107412 A JP60107412 A JP 60107412A JP 10741285 A JP10741285 A JP 10741285A JP S61265462 A JPS61265462 A JP S61265462A
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- Japan
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- hydrogen
- metal hydride
- mhl
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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
本発明は金属水素化物利用冷暖房装置に関するものであ
る。
る。
従来の技術
従来からＴｉＭｎ系合金等に代表される金属水素化物は
、ある温度圧力条件のもとて水素ガスを吸蔵して発熱反
応を行ない別の温度、圧力条件のもとでは水素ガスを放
出して吸熱反応を行なう。金属水素化物の上記の特性を
利用して、金属水素化物が水素と反応する際の反応熱を
、適当な熱媒に ′より、熱交換することによって外部
に取り出し、温熱発生時には暖房給湯用として、冷熱発
生時には冷房用として利用する装置がある。
、ある温度圧力条件のもとて水素ガスを吸蔵して発熱反
応を行ない別の温度、圧力条件のもとでは水素ガスを放
出して吸熱反応を行なう。金属水素化物の上記の特性を
利用して、金属水素化物が水素と反応する際の反応熱を
、適当な熱媒に ′より、熱交換することによって外部
に取り出し、温熱発生時には暖房給湯用として、冷熱発
生時には冷房用として利用する装置がある。
このような従来の冷暖房装置の構成例を第２図に示す。
２つの異なる水素平衡圧を有する金属水素化物（ＭＨｌ
と呼ぶ）１及び金属水素化物（ＭＨ２）２は第２図に示
すように、金属水素化物収容容器３．４内に充填されて
おり、金属水素化物収容容器３゜４は水素導管６によっ
て連通しており、この導管６の途中にパルプｅが設けら
れている。金属水素化物収容容器３及び４には、それぞ
れ熱媒体流路７．８が設けられ、金属水素化物が水素を
吸蔵解離する際の反応熱を熱交換によシ熱媒体に伝達す
るように構成されている。次に本構成における動作を説
明する。
と呼ぶ）１及び金属水素化物（ＭＨ２）２は第２図に示
すように、金属水素化物収容容器３．４内に充填されて
おり、金属水素化物収容容器３゜４は水素導管６によっ
て連通しており、この導管６の途中にパルプｅが設けら
れている。金属水素化物収容容器３及び４には、それぞ
れ熱媒体流路７．８が設けられ、金属水素化物が水素を
吸蔵解離する際の反応熱を熱交換によシ熱媒体に伝達す
るように構成されている。次に本構成における動作を説
明する。
第３図はＭＨｌ、ＭＨ２の温度−圧力−合金中の水素吸
蔵量の関係を示した図で、ＭＨｌについては１０℃の水
素解離平衡圧曲線を示し、ＭＨ２については５０℃にお
ける水素吸蔵平衡圧曲線を示しておシ、ＭＨｌは水素放
出反応、ＭＨ２は水素吸蔵反応を行ない、ＭＨｌによシ
冷熱が、ＭＨ２により温熱が発生する場合に相当する。
蔵量の関係を示した図で、ＭＨｌについては１０℃の水
素解離平衡圧曲線を示し、ＭＨ２については５０℃にお
ける水素吸蔵平衡圧曲線を示しておシ、ＭＨｌは水素放
出反応、ＭＨ２は水素吸蔵反応を行ない、ＭＨｌによシ
冷熱が、ＭＨ２により温熱が発生する場合に相当する。
すなわち、ＭＨｌからＭＨ２へ水素を移動させるために
、第３図に示すように、反応開始前の２つの金属水素化
物の平衡状態を、ＭＨｌについては合金中に水素を比較
的多く吸蔵した状態、ＭＨ２については、水素を比較的
少く吸蔵した状態（それぞれ図中に白丸で示した状態）
に調整されている。
、第３図に示すように、反応開始前の２つの金属水素化
物の平衡状態を、ＭＨｌについては合金中に水素を比較
的多く吸蔵した状態、ＭＨ２については、水素を比較的
少く吸蔵した状態（それぞれ図中に白丸で示した状態）
に調整されている。
ＭＨｌとＭＨ２との間には同図から明らかなように圧力
差が存在し、この圧力差を推進力として水素導管６中の
パルプ６を開けるとＭＨｌからＭＨ２へ水素が移動する
。このとき辺カは吸熱反応、■らは発熱反応が起こるが
、そのとき発生する反応熱を除去するための熱媒体によ
る熱交換機能が理想的である場合（無限大の伝熱面積か
あるいば無限大の熱伝達率を有し、金属水素化物層の熱
伝導率も無限大である場合）には、金属水素化物の温度
は反応開始前の温度を維持しながら、ＭＨｌについては
１０℃の水素解離平衡圧曲線に従って変化しく合金中水
素吸蔵量が減少するとともに水素圧力が減少する）、Ｍ
Ｈ２については６０℃の水素吸蔵平衡圧曲線に従って変
化しく合金中水素吸蔵量が増加するとともに、水素圧力
が増加する）ＭＨｌとＭＨ２の圧力差が次第に減少し、
終りには両者の圧力差が零になり、黒丸の状態で反応が
終了する。
差が存在し、この圧力差を推進力として水素導管６中の
パルプ６を開けるとＭＨｌからＭＨ２へ水素が移動する
。このとき辺カは吸熱反応、■らは発熱反応が起こるが
、そのとき発生する反応熱を除去するための熱媒体によ
る熱交換機能が理想的である場合（無限大の伝熱面積か
あるいば無限大の熱伝達率を有し、金属水素化物層の熱
伝導率も無限大である場合）には、金属水素化物の温度
は反応開始前の温度を維持しながら、ＭＨｌについては
１０℃の水素解離平衡圧曲線に従って変化しく合金中水
素吸蔵量が減少するとともに水素圧力が減少する）、Ｍ
Ｈ２については６０℃の水素吸蔵平衡圧曲線に従って変
化しく合金中水素吸蔵量が増加するとともに、水素圧力
が増加する）ＭＨｌとＭＨ２の圧力差が次第に減少し、
終りには両者の圧力差が零になり、黒丸の状態で反応が
終了する。
この間、ＭＨｌと熱交換した熱媒体流路Ｔ内の熱媒体の
温度は１０℃であり、冷房用として使用でき、一方ＭＨ
２と熱交換した熱媒体流路８内の熱媒体の温度は５０’
Ｃであり、給湯あるいは暖房用として使用できる。しか
し実際には、熱媒体流路の伝熱面積は有限であり、熱媒
体の熱伝達係数も有限の値であり、さらに金属水素化物
の極めて低い熱伝導率によってＭＨｌからＭＨ２へ水素
が移動しはじめると、ＭＨ，の温度は吸熱のため下降し
、ＭＨ２の温度は発熱のため上昇する。従って、ＭＨｌ
及びＭＨ２は反応開始前の温度の平衡圧曲線に沿って変
化せずに、第３図中点線のように変化し、水素の移動が
殆ど行なわれないうちにＭＨｌとＭＨ２の圧力差が零に
なり、反応が一時終結した形になり（白角印）その後は
熱媒体による反応熱の回収がゆるやかに行なわれて水素
も再び知力からＭＨ２へ移動しはじめ最終的にはＭＨｌ
、ＭＨ２ともに黒丸印まで到達して反応が終了する。し
かしＭＨｌからＭＨ２へ水素が移動する反応の間、ＭＨ
ｌ及びＭＨ２の温度は一定ではなく、ＭＨｌについては
、１０℃で反応が開始した後、温度は一度下降してから
上昇しはじめ、最終的には再び反応開始前の温度１０”
Ｃに戻る。一方、ＭＨ２については、６０℃で反応が開
始した後、温度は一度上昇してから下降しはじめ、最終
的には反応開始前の温度ｓ Ｏ’Ｃに戻る。
温度は１０℃であり、冷房用として使用でき、一方ＭＨ
２と熱交換した熱媒体流路８内の熱媒体の温度は５０’
Ｃであり、給湯あるいは暖房用として使用できる。しか
し実際には、熱媒体流路の伝熱面積は有限であり、熱媒
体の熱伝達係数も有限の値であり、さらに金属水素化物
の極めて低い熱伝導率によってＭＨｌからＭＨ２へ水素
が移動しはじめると、ＭＨ，の温度は吸熱のため下降し
、ＭＨ２の温度は発熱のため上昇する。従って、ＭＨｌ
及びＭＨ２は反応開始前の温度の平衡圧曲線に沿って変
化せずに、第３図中点線のように変化し、水素の移動が
殆ど行なわれないうちにＭＨｌとＭＨ２の圧力差が零に
なり、反応が一時終結した形になり（白角印）その後は
熱媒体による反応熱の回収がゆるやかに行なわれて水素
も再び知力からＭＨ２へ移動しはじめ最終的にはＭＨｌ
、ＭＨ２ともに黒丸印まで到達して反応が終了する。し
かしＭＨｌからＭＨ２へ水素が移動する反応の間、ＭＨ
ｌ及びＭＨ２の温度は一定ではなく、ＭＨｌについては
、１０℃で反応が開始した後、温度は一度下降してから
上昇しはじめ、最終的には再び反応開始前の温度１０”
Ｃに戻る。一方、ＭＨ２については、６０℃で反応が開
始した後、温度は一度上昇してから下降しはじめ、最終
的には反応開始前の温度ｓ Ｏ’Ｃに戻る。
従ってＭＨｌ及びＭＨ２と熱交換する熱媒体の温度をＭ
Ｈｌ及びＭＨ２の温度変化に対して一定値を保持するこ
とは、熱媒体循環流量一定のもとでは難かしぐ、結局熱
媒体流路７及び８を流れる熱媒体の温度は変動し、安定
した冷房出力あるいは暖房 ゛出力が得られないこ
とになる。
Ｈｌ及びＭＨ２の温度変化に対して一定値を保持するこ
とは、熱媒体循環流量一定のもとでは難かしぐ、結局熱
媒体流路７及び８を流れる熱媒体の温度は変動し、安定
した冷房出力あるいは暖房 ゛出力が得られないこ
とになる。
発明が解決しようとする問題点
以上述べたように、２種の金属水素化物を連結して、何
らの制御手段も設けることなしに水素を一方の金属水素
化物から他方へ移動させた場合には、反応時間中一定の
熱媒体温度が得られず、従って安定した冷房あるいは暖
房出力が得られないという問題点があった。
らの制御手段も設けることなしに水素を一方の金属水素
化物から他方へ移動させた場合には、反応時間中一定の
熱媒体温度が得られず、従って安定した冷房あるいは暖
房出力が得られないという問題点があった。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、連通した２種の金
属水素化物収容容器のうち、少くとも一方に内蔵した金
属水素化物の温度を検出する温度検出器を設け、前記温
度と所定の規準温度との差に応じて、一対の金属水素化
物収容容量を連通ずる配管途中に設けたパルプの開度を
調整する制御装置を設けたものである。
属水素化物収容容器のうち、少くとも一方に内蔵した金
属水素化物の温度を検出する温度検出器を設け、前記温
度と所定の規準温度との差に応じて、一対の金属水素化
物収容容量を連通ずる配管途中に設けたパルプの開度を
調整する制御装置を設けたものである。
作 用
本発明は上記した構成により、金属水素化物の温度を所
定の規準温度（一般的には反応開始前の温度）に保つよ
うにバルブの開度を調整するものであるから、水素が移
動する反応時間中金属水素化物の温度は一定に保たれ、
従って金属水素化物と熱交換した熱媒体の温度も一定に
なり安定した冷房あるいは暖房（給湯）出力が得られる
ものである。
定の規準温度（一般的には反応開始前の温度）に保つよ
うにバルブの開度を調整するものであるから、水素が移
動する反応時間中金属水素化物の温度は一定に保たれ、
従って金属水素化物と熱交換した熱媒体の温度も一定に
なり安定した冷房あるいは暖房（給湯）出力が得られる
ものである。
実施例
以下２本発明の一実施例を添付図面にもとづいて説明す
る。第１図は本発明の一実施例を示した冷暖房装置の構
成図である。金属水素化物（ＭＨｌ）１及び金属水素化
物（ＭＨ２）２は金属水素化物収容容器３，４に充填さ
れている。前記金属水素化物収容容器３，４は、水素導
管５によって連通しており、前記導管６の途中に電動バ
ルブ９が設けられている。金属水素化物収容容器３，４
にはそれぞれ熱媒体流路７，８が設けられ、金属水素化
物が水素を吸蔵解離する際の反応熱を熱交換により熱媒
体に伝達するように構成されている。また金属水素化物
ＭＨ，１の温度を検出するため、温度検出器１０が金属
水素化物収容容器３にとりつけられている。１１は電動
バルブ９の制御装置で、温度検出器１０からの信号を受
けて所定の規準温度との差を算出し、その差に応じて電
動パルプ９の開度を調整する。
る。第１図は本発明の一実施例を示した冷暖房装置の構
成図である。金属水素化物（ＭＨｌ）１及び金属水素化
物（ＭＨ２）２は金属水素化物収容容器３，４に充填さ
れている。前記金属水素化物収容容器３，４は、水素導
管５によって連通しており、前記導管６の途中に電動バ
ルブ９が設けられている。金属水素化物収容容器３，４
にはそれぞれ熱媒体流路７，８が設けられ、金属水素化
物が水素を吸蔵解離する際の反応熱を熱交換により熱媒
体に伝達するように構成されている。また金属水素化物
ＭＨ，１の温度を検出するため、温度検出器１０が金属
水素化物収容容器３にとりつけられている。１１は電動
バルブ９の制御装置で、温度検出器１０からの信号を受
けて所定の規準温度との差を算出し、その差に応じて電
動パルプ９の開度を調整する。
上記した構成の冷暖房給湯装置において、第４図のよう
に、反応開始前の２種の金属水素化物ＭＨ１ｐＭＨ２の
合金中水素吸蔵量をそれぞれ白丸印の状態に調整した後
、電動バルブ９を開くと、ＭＨ４とｂｃＦ（、ｙとの水
素圧力差によりＭＨ，から旧。
に、反応開始前の２種の金属水素化物ＭＨ１ｐＭＨ２の
合金中水素吸蔵量をそれぞれ白丸印の状態に調整した後
、電動バルブ９を開くと、ＭＨ４とｂｃＦ（、ｙとの水
素圧力差によりＭＨ，から旧。
へ水素が移動しはじめるが、ＭＨｌは水素解離反応であ
るため前述したように温度が低下する。このとき、制御
装置１１は、ＭＨｌの合金温度が所定の規準温度（この
場合は１０”Ｃ）よシ下がったことを温度検出器１ｏの
信号によシ認識し、電動パルプ９の開度を絞るように動
作する。電動パルプ９が絞られると、ＭＨｌかｃ）′Ｍ
Ｈ２へ移動する水素の量は減少するため、ＭＨｌから解
離する水素の量が減少することになシ、合金温度の低下
度合が鈍化し、従って熱媒による反応熱の除去が相対的
に優位になり、合金温度は次第に所定の規準温度に近づ
く。合金温度が規準温度に近づくと制御装置１１がこれ
を認識し、電動バルブ９の開度を再び開くように動作す
る。このようにして、温度検出器１０の信号を制御装置
１１ヘフイードバツクしながら電動パルプ９の開度を調
整するため、ＭＨｌの温度をほぼ一定の温度に保ちなが
ら（第４図折線）、ＭＨｌ からＭＨ２へ水素を移動さ
せることができ、従ってＭＨｌ と熱交換する熱媒体の
温度を一定にし安定した冷房出力を得ることができる。
るため前述したように温度が低下する。このとき、制御
装置１１は、ＭＨｌの合金温度が所定の規準温度（この
場合は１０”Ｃ）よシ下がったことを温度検出器１ｏの
信号によシ認識し、電動パルプ９の開度を絞るように動
作する。電動パルプ９が絞られると、ＭＨｌかｃ）′Ｍ
Ｈ２へ移動する水素の量は減少するため、ＭＨｌから解
離する水素の量が減少することになシ、合金温度の低下
度合が鈍化し、従って熱媒による反応熱の除去が相対的
に優位になり、合金温度は次第に所定の規準温度に近づ
く。合金温度が規準温度に近づくと制御装置１１がこれ
を認識し、電動バルブ９の開度を再び開くように動作す
る。このようにして、温度検出器１０の信号を制御装置
１１ヘフイードバツクしながら電動パルプ９の開度を調
整するため、ＭＨｌの温度をほぼ一定の温度に保ちなが
ら（第４図折線）、ＭＨｌ からＭＨ２へ水素を移動さ
せることができ、従ってＭＨｌ と熱交換する熱媒体の
温度を一定にし安定した冷房出力を得ることができる。
本実施例では、温度検出器１ｏをＭＨ１側に設けて、安
定した冷房出力を得るようにしたが、温度検出器１ｏを
ＭＨ２側に設けて、第４図に示した反応を起こした場合
でもＭＨ２の温度が一定になるため安定した暖房あるい
は給湯出力が得られるようになる。また、同時に安定し
た暖房（あるいは給湯）及び冷房出力を得たい場合には
、温度検出器１０をＭＨ４とＭＨ２の両方に設けて両者
が平均的に一定温度になるように制御すればよい。
定した冷房出力を得るようにしたが、温度検出器１ｏを
ＭＨ２側に設けて、第４図に示した反応を起こした場合
でもＭＨ２の温度が一定になるため安定した暖房あるい
は給湯出力が得られるようになる。また、同時に安定し
た暖房（あるいは給湯）及び冷房出力を得たい場合には
、温度検出器１０をＭＨ４とＭＨ２の両方に設けて両者
が平均的に一定温度になるように制御すればよい。
熱媒体の出力利用方法としては、本実施例で示したよう
に冷房・暖房・給湯の他に蓄熱（冷）材への蓄熱（蓄冷
）としても利用できる。
に冷房・暖房・給湯の他に蓄熱（冷）材への蓄熱（蓄冷
）としても利用できる。
また、本実施例で示したように、電動バルブ９と制御装
置１１とは分離した形態のものに限らず、両者が一体化
した２例えば封入冷媒の圧力変化を利用する温度式膨張
弁に類するバ化ブを使用することも可能である。
置１１とは分離した形態のものに限らず、両者が一体化
した２例えば封入冷媒の圧力変化を利用する温度式膨張
弁に類するバ化ブを使用することも可能である。
また、電動バルブの開度は、全開−全閉の２位置式のバ
ルブでも、あるいは全開から全閉まで連続的に開度を調
整できるバルブでもよい。
ルブでも、あるいは全開から全閉まで連続的に開度を調
整できるバルブでもよい。
発明の効果
本発明は以上のように、冷暖房給湯装置等を構成する２
種の金属水素化物収容容器を水素導管で連通し、両者の
間で水素の移動を行なわせる場合少なくとも一方の金属
水素化物収容容器に内蔵した金属水素化物の温度を検出
する温度検出器を設け、前記温度を所定の規準温度に保
つように水素導管中のバルブの開度を調整することによ
り、金属水素化物の温度はほぼ一定に保たれ、従って金
属水素化物と熱交換した熱媒体の温度も一定になシ安定
した冷房あるいは暖房（給湯）出力が得られるのである
。
種の金属水素化物収容容器を水素導管で連通し、両者の
間で水素の移動を行なわせる場合少なくとも一方の金属
水素化物収容容器に内蔵した金属水素化物の温度を検出
する温度検出器を設け、前記温度を所定の規準温度に保
つように水素導管中のバルブの開度を調整することによ
り、金属水素化物の温度はほぼ一定に保たれ、従って金
属水素化物と熱交換した熱媒体の温度も一定になシ安定
した冷房あるいは暖房（給湯）出力が得られるのである
。
第１図は本発明の一実施例による金属水素化物利用冷暖
房装置の構成図、第２図は従来の冷暖房給湯装置の構成
図、第３図は第２図に示した構成での動作説明図、第４
図は第１図に示した本発明の一実施例の動作説明図であ
る。 １．２・・・・・・金属水素化物、３，４・・・・・・
金属水素化物収容容器、５・・・・・・水素導管、７，
８・・・・・・熱媒体流路、９・・・・・・電動バルブ
、１０・・・・・・温度検出器、１１・・・・・・制御
装置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
房装置の構成図、第２図は従来の冷暖房給湯装置の構成
図、第３図は第２図に示した構成での動作説明図、第４
図は第１図に示した本発明の一実施例の動作説明図であ
る。 １．２・・・・・・金属水素化物、３，４・・・・・・
金属水素化物収容容器、５・・・・・・水素導管、７，
８・・・・・・熱媒体流路、９・・・・・・電動バルブ
、１０・・・・・・温度検出器、１１・・・・・・制御
装置。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
Claims (1)
- 水素吸蔵平衡圧の異なる２種の金属水素化物を内蔵した
一対の金属水素化物収容容器を、互いに連通させ、相互
に水素を移動させ、金属水素化物が水素を吸蔵あるいは
放出する際の反応熱を利用する構成とし、少くとも一方
の金属水素化物の温度を検出する温度検出器を設け、前
記温度と所定の規準温度との差に応じて前記一対の金属
水素化物収容容器を連通する配管途中に設けたバルブの
開度を調整する制御装置を設けた金属水素化物利用冷暖
房装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107412A JPS61265462A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 金属水素化物利用冷暖房装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60107412A JPS61265462A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 金属水素化物利用冷暖房装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61265462A true JPS61265462A (ja) | 1986-11-25 |
| JPH0311391B2 JPH0311391B2 (ja) | 1991-02-15 |
Family
ID=14458492
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60107412A Granted JPS61265462A (ja) | 1985-05-20 | 1985-05-20 | 金属水素化物利用冷暖房装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61265462A (ja) |
-
1985
- 1985-05-20 JP JP60107412A patent/JPS61265462A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0311391B2 (ja) | 1991-02-15 |
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