JPS633178A - 流動蓄熱装置 - Google Patents
流動蓄熱装置Info
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- JPS633178A JPS633178A JP61145579A JP14557986A JPS633178A JP S633178 A JPS633178 A JP S633178A JP 61145579 A JP61145579 A JP 61145579A JP 14557986 A JP14557986 A JP 14557986A JP S633178 A JPS633178 A JP S633178A
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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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
り棗二塁机反分■
この発明は、物質の相変化に伴う転移熱を利用して熱を
蓄える、中でも流動潜熱Ｍ熱に関するもので、ビルの空
調等に応用することができる。
蓄える、中でも流動潜熱Ｍ熱に関するもので、ビルの空
調等に応用することができる。
盗」■（社）支逝
従来から放送局やホテルのパブリックスペースのように
間欠運転の多い場合や、デパートや店舗のように負荷変
動が激しく、部分延長運転が必要な場合に蓄熱槽が多用
されてきた。蓄熱槽は水などの蓄熱物質に計画的に効率
よく蓄熱し、熱的にも温度的にも損失のないように蓄え
、必要なときに必要な量の熱をくみ出せるようにしたも
のである。現在では熱源設備容量の減少、熱回収、排熱
利用、夜間電力の利用、電力のピークシフトなど種々の
目的に蓄熱槽が採用されている。蓄熱槽は一般的に冷水
槽として多用されていたが、最近では熱回収ヒートポン
プや太陽熱利用などに対して、温水槽としても使われて
いる。
間欠運転の多い場合や、デパートや店舗のように負荷変
動が激しく、部分延長運転が必要な場合に蓄熱槽が多用
されてきた。蓄熱槽は水などの蓄熱物質に計画的に効率
よく蓄熱し、熱的にも温度的にも損失のないように蓄え
、必要なときに必要な量の熱をくみ出せるようにしたも
のである。現在では熱源設備容量の減少、熱回収、排熱
利用、夜間電力の利用、電力のピークシフトなど種々の
目的に蓄熱槽が採用されている。蓄熱槽は一般的に冷水
槽として多用されていたが、最近では熱回収ヒートポン
プや太陽熱利用などに対して、温水槽としても使われて
いる。
蓄熱物質は用途に応じて数種類あるが、安価で熱容量が
大きく、また空調設備の熱媒体として直接利用できる点
から、−般的に水が用も＼られている。水はあらゆる物
質の中で、単位容積光たりの比熱が最も大きく、しかも
最も安価な物質があるので、実例でも最も多く使用され
ている。水や固体などの蓄熱は顕熱のみを利用するもの
であるが、潜熱蓄熱は液体が凝固するときに熱を放出し
、固体が融解するときに熱を吸収するのであるから、小
容量で大量の熱を替えることができる。もちろん転移点
の上下では顕熱も利用できる。問題は蓄熱温度の所期と
終期の温度レベルに対してちょうど都合よく融解、凝固
するような物質があるかということ、配管に対する腐食
性、安全性などである。ほかの重要な問題は、潜熱蓄熱
材を利用するときの蓄熱槽の構造上の問題である。伝熱
が常に効果的に行われるような構造になっていないと融
解・凝固がスムーズに行われず、見掛は上蓄熱容量は小
さくなってしまう。特に凝固の過程で結晶すると、熱伝
導率が低くなるため、温度が下がっても凝固しにくくな
る。その過冷却現象を防止する方法には、凝固しやすい
核物質を入れること、攪拌や振動を与えて凝固を促進す
る方法などがある。
大きく、また空調設備の熱媒体として直接利用できる点
から、−般的に水が用も＼られている。水はあらゆる物
質の中で、単位容積光たりの比熱が最も大きく、しかも
最も安価な物質があるので、実例でも最も多く使用され
ている。水や固体などの蓄熱は顕熱のみを利用するもの
であるが、潜熱蓄熱は液体が凝固するときに熱を放出し
、固体が融解するときに熱を吸収するのであるから、小
容量で大量の熱を替えることができる。もちろん転移点
の上下では顕熱も利用できる。問題は蓄熱温度の所期と
終期の温度レベルに対してちょうど都合よく融解、凝固
するような物質があるかということ、配管に対する腐食
性、安全性などである。ほかの重要な問題は、潜熱蓄熱
材を利用するときの蓄熱槽の構造上の問題である。伝熱
が常に効果的に行われるような構造になっていないと融
解・凝固がスムーズに行われず、見掛は上蓄熱容量は小
さくなってしまう。特に凝固の過程で結晶すると、熱伝
導率が低くなるため、温度が下がっても凝固しにくくな
る。その過冷却現象を防止する方法には、凝固しやすい
核物質を入れること、攪拌や振動を与えて凝固を促進す
る方法などがある。
」１Ｌ臣１ｊケ三島￥° ド
口 古木のような単一媒体を蓄熱材として用い、
その固相と液相との間での相変化の際の転移熱を利用し
て潜熱蓄熱をする場合、固体の状態では熱伝導率が低く
、蓄熱材全体の凝固には非常に長時間を要し、実用的で
ない。例えば冷却水を通水する蛇管を配設したタイプの
蓄熱槽では、蛇管の周囲の蓄熱材だけが凝固して、蛇管
からより遠く離れた領域の蓄熱材はなかなか凝固し難く
、そのため蓄熱材全体による効果的な蓄熱を実現するこ
とは困難であった。また、蓄熱材全体を速く凝固させて
蓄熱効果を上げるため、プレート式蓄熱器のごとく蓄熱
材を狭い空間に充填することも考案されたが、狭い空間
ではその容積が小さく、蓄熱量も限られてしまい、実用
には供し難い。
口 古木のような単一媒体を蓄熱材として用い、
その固相と液相との間での相変化の際の転移熱を利用し
て潜熱蓄熱をする場合、固体の状態では熱伝導率が低く
、蓄熱材全体の凝固には非常に長時間を要し、実用的で
ない。例えば冷却水を通水する蛇管を配設したタイプの
蓄熱槽では、蛇管の周囲の蓄熱材だけが凝固して、蛇管
からより遠く離れた領域の蓄熱材はなかなか凝固し難く
、そのため蓄熱材全体による効果的な蓄熱を実現するこ
とは困難であった。また、蓄熱材全体を速く凝固させて
蓄熱効果を上げるため、プレート式蓄熱器のごとく蓄熱
材を狭い空間に充填することも考案されたが、狭い空間
ではその容積が小さく、蓄熱量も限られてしまい、実用
には供し難い。
この発明は潜熱蓄熱の分野における上述のごとき問題点
に鑑み、多量の熱を比較的小さな容量で効率良く蓄える
ことができ、かつ、必要な量の熱を随時、容易に取り出
すことのできる蓄熱システムを提供せんとするものであ
る。
に鑑み、多量の熱を比較的小さな容量で効率良く蓄える
ことができ、かつ、必要な量の熱を随時、容易に取り出
すことのできる蓄熱システムを提供せんとするものであ
る。
口 占ヰ ゛ るための
この発明の流動蓄熱装置は、蓄熱タンクと、管路を介し
て蓄熱タンクと接続した熱交換器と、蓄熱材循環用のポ
ンプとを包含する。蓄熱材は液相と面相との間で相変化
を行う互いに混和しない２以上の物質からなる。蓄熱タ
ンクには蓄熱材を構成する物質の比重差に応じて下部又
は上部に、分散媒のための画室を設けてあり、ポンプの
吸込配管はこの画室から取り出しである。
て蓄熱タンクと接続した熱交換器と、蓄熱材循環用のポ
ンプとを包含する。蓄熱材は液相と面相との間で相変化
を行う互いに混和しない２以上の物質からなる。蓄熱タ
ンクには蓄熱材を構成する物質の比重差に応じて下部又
は上部に、分散媒のための画室を設けてあり、ポンプの
吸込配管はこの画室から取り出しである。
庄且
蓄熱材はポンプにより循環している間は、振動を受けて
スラリーもしくはシャーベット状を呈する。言い換えれ
ば、不完全凝固状態で流動性を保持する。
スラリーもしくはシャーベット状を呈する。言い換えれ
ば、不完全凝固状態で流動性を保持する。
一旦ボンブが停止したときなど、蓄熱タンク内の蓄熱材
が、分散相が分散媒を取り込んでゾル化する結果、全体
として固化するおそがあるが、比重の差によりある程度
の分散媒が画室に収容されているため、ポンプの再起動
を防げるに至るようなことはない。しかして流動蓄熱装
置の正常な稼働が常に保証される。
が、分散相が分散媒を取り込んでゾル化する結果、全体
として固化するおそがあるが、比重の差によりある程度
の分散媒が画室に収容されているため、ポンプの再起動
を防げるに至るようなことはない。しかして流動蓄熱装
置の正常な稼働が常に保証される。
災見遡
以下、図面を参照してこの発明の実施例について述べる
。第１図に示す蓄熱装置は、蓄熱材を収容する蓄熱タン
ク（２）と、この蓄熱タンクに管路を介して接続した熱
交換器（４）と、その管路の途中に介在する蓄熱材循環
用のポンプ（６）とを含んでいる。熱交換器（４）には
、蓄熱材との間で間接的に熱の授受を行う、冷暖房など
の負荷に利用される流体が供給される。
。第１図に示す蓄熱装置は、蓄熱材を収容する蓄熱タン
ク（２）と、この蓄熱タンクに管路を介して接続した熱
交換器（４）と、その管路の途中に介在する蓄熱材循環
用のポンプ（６）とを含んでいる。熱交換器（４）には
、蓄熱材との間で間接的に熱の授受を行う、冷暖房など
の負荷に利用される流体が供給される。
蓄熱材はこのように循環させる必要があるため、流動性
を有しておらなければならない。かかる蓄熱材の流動性
は温度コントロールによって、つまり蓄熱性を不完全凝
固状態に保つことによって達成することもできるが、蓄
熱材自体に次に述べるような特性を付与することによっ
ても可能である。すなわち、凝固点を異にし、それぞれ
液相と面相との間で相変化を行う互いに混和しない少な
くとも２つの物質の混合物は、−の物質の凝固点以下で
他の物質の凝固点より高い温度領域においては、液相中
に固相の懸濁したいわゆるスラリー又はゾルとなる。
を有しておらなければならない。かかる蓄熱材の流動性
は温度コントロールによって、つまり蓄熱性を不完全凝
固状態に保つことによって達成することもできるが、蓄
熱材自体に次に述べるような特性を付与することによっ
ても可能である。すなわち、凝固点を異にし、それぞれ
液相と面相との間で相変化を行う互いに混和しない少な
くとも２つの物質の混合物は、−の物質の凝固点以下で
他の物質の凝固点より高い温度領域においては、液相中
に固相の懸濁したいわゆるスラリー又はゾルとなる。
例えば暖房用の温熱源として利用する蓄熱材は、水とス
テアリルアルコールを混合して得ることができる。清水
の凝固点は０℃であり、ステアリルアルコールの凝固点
は５７．９５℃である。ステアリルアルコールは水に不
溶であるから、両者を混合して、攪拌もしくは振動を与
えると、ステアリルアルコールの凝固点より高い温度の
もとでは、液相のステアリルアルコールが同じく液相の
水中に微細粒子として分散しているコロイド分散系の混
合物すなわちエマルジョンとなる。温度を５７．９５℃
以下に下げると、ステアリルアルコールが凝固するわけ
であるが、その際ステアリルアルコールの微細粒子が水
で相互に橋絡されているので、この蓄熱材は熱伝導性に
優れ、各部のステアリルアルコール粒子が均一に、かつ
、速やかに凝固する。しかしてステアリルアルコールの
凝固点以下で水の凝固点よりも高い温度領域においては
、この蓄熱材は、液相（水）中に固相（凝固ステアリル
アルコール）の懸濁したゾルとなり、スラリーもしくは
シャーベット状を呈する。
テアリルアルコールを混合して得ることができる。清水
の凝固点は０℃であり、ステアリルアルコールの凝固点
は５７．９５℃である。ステアリルアルコールは水に不
溶であるから、両者を混合して、攪拌もしくは振動を与
えると、ステアリルアルコールの凝固点より高い温度の
もとでは、液相のステアリルアルコールが同じく液相の
水中に微細粒子として分散しているコロイド分散系の混
合物すなわちエマルジョンとなる。温度を５７．９５℃
以下に下げると、ステアリルアルコールが凝固するわけ
であるが、その際ステアリルアルコールの微細粒子が水
で相互に橋絡されているので、この蓄熱材は熱伝導性に
優れ、各部のステアリルアルコール粒子が均一に、かつ
、速やかに凝固する。しかしてステアリルアルコールの
凝固点以下で水の凝固点よりも高い温度領域においては
、この蓄熱材は、液相（水）中に固相（凝固ステアリル
アルコール）の懸濁したゾルとなり、スラリーもしくは
シャーベット状を呈する。
また、冷房用の冷熱源として利用するｆｏｐ（冷）材は
、水とデシルアルコールをｉｎ合して得ることができる
。デシルアルコールは水に不溶で、凝固点は７℃である
。両者を混合して、攪拌もしくは振動を与えると、デシ
ルアルコールが同じく液相の水中に微細粒子として分散
してエマルジョンとなる。温度を７℃以下に下げるとデ
シルアルコールが凝固するわけであるが、その際、デシ
ルアルコールの微細粒子が水で相互に橋絡されているの
でこの蓄熱材は熱伝導性に優れ、各部のデシルアルコー
ル粒子が均一に、かつ、速やかに凝固する。このように
、デシルアルコールの凝固点以下で水の凝固点より高い
温度領域においては、この蓄熱材はゾル化してスラリー
もしくはシャーベット状を呈する。
、水とデシルアルコールをｉｎ合して得ることができる
。デシルアルコールは水に不溶で、凝固点は７℃である
。両者を混合して、攪拌もしくは振動を与えると、デシ
ルアルコールが同じく液相の水中に微細粒子として分散
してエマルジョンとなる。温度を７℃以下に下げるとデ
シルアルコールが凝固するわけであるが、その際、デシ
ルアルコールの微細粒子が水で相互に橋絡されているの
でこの蓄熱材は熱伝導性に優れ、各部のデシルアルコー
ル粒子が均一に、かつ、速やかに凝固する。このように
、デシルアルコールの凝固点以下で水の凝固点より高い
温度領域においては、この蓄熱材はゾル化してスラリー
もしくはシャーベット状を呈する。
かくしてこれらの蓄熱材はいずれも熱伝導性に優れるの
みならず、所望のいわゆる不完全凝固状態に維持するこ
とが容易である。
みならず、所望のいわゆる不完全凝固状態に維持するこ
とが容易である。
蓄熱材の循環はこのようにして得られる流動性に基づく
が、何らかの理由で、−旦ボンブが停止すると、蓄熱材
中の分散相が相互間に液相の分散媒をも封じ込めた状態
で凝固し、その結果蓄熱タンク（２）内の蓄熱材が全体
として固化（ゲル化）してしまう可能骨がある。そうな
ればポンプ（６）の再起動が不可能となる。こうした事
態を考慮して、蓄熱タンク（２）には循環に必要な量の
分散媒を積極的に確保しておくための手段を講じである
。第１図の実施例は分散媒の方が分散相よりも比重が大
きい場合である。すなわち、蓄熱タンク（２）の下部に
、タンク本体より断面積を十分に小さくした画室（１２
）を突設しである。逆に分散媒の方が分散相より比重が
小さい場合は第２図に示すように、蓄熱タンク（２）の
上部に画室（２２）を附設し、オーバーフローした分散
相を収容する。いずれの場合もポンプ（６）の吸込配管
はこれらの画室（１２） （２２）から取り出し、蓄
熱タンク（２）本体中の分散相が分散媒を取り込んでゲ
ル化し蓄熱材全体として固化したようなときでも画室（
１２） （２２）に自由な分散媒を確保し、ポンプ（
６）の稼働を常に保証する。
が、何らかの理由で、−旦ボンブが停止すると、蓄熱材
中の分散相が相互間に液相の分散媒をも封じ込めた状態
で凝固し、その結果蓄熱タンク（２）内の蓄熱材が全体
として固化（ゲル化）してしまう可能骨がある。そうな
ればポンプ（６）の再起動が不可能となる。こうした事
態を考慮して、蓄熱タンク（２）には循環に必要な量の
分散媒を積極的に確保しておくための手段を講じである
。第１図の実施例は分散媒の方が分散相よりも比重が大
きい場合である。すなわち、蓄熱タンク（２）の下部に
、タンク本体より断面積を十分に小さくした画室（１２
）を突設しである。逆に分散媒の方が分散相より比重が
小さい場合は第２図に示すように、蓄熱タンク（２）の
上部に画室（２２）を附設し、オーバーフローした分散
相を収容する。いずれの場合もポンプ（６）の吸込配管
はこれらの画室（１２） （２２）から取り出し、蓄
熱タンク（２）本体中の分散相が分散媒を取り込んでゲ
ル化し蓄熱材全体として固化したようなときでも画室（
１２） （２２）に自由な分散媒を確保し、ポンプ（
６）の稼働を常に保証する。
血里Ω立ｌ
この発明によれば、蓄熱材をいわゆる不完全凝固状態に
て循環させるから、従来の固体状態における蓄熱に比較
して装置全体の占める容積が小さくて済み、効率が良い
。加えて、蓄熱材は不完全凝固状態では流動性に冨むか
ら取り扱いが容易となり、自動制御にもなじむ。さらに
、蓄熱タンク内の蓄熱材が全体として固化するようなこ
とがあっても、常に、循環に要するだけの流体が確保さ
れるから、装置の連続した稼動が保証される。
て循環させるから、従来の固体状態における蓄熱に比較
して装置全体の占める容積が小さくて済み、効率が良い
。加えて、蓄熱材は不完全凝固状態では流動性に冨むか
ら取り扱いが容易となり、自動制御にもなじむ。さらに
、蓄熱タンク内の蓄熱材が全体として固化するようなこ
とがあっても、常に、循環に要するだけの流体が確保さ
れるから、装置の連続した稼動が保証される。
図面はこの発明の実施例を示すフローシートであって、
第１図は蓄熱材の分散媒の比重が大きい場合の実施例、
第２図は蓄熱材の分散媒の比重が小さい場合の実施例を
示す。 （２） −蓄熱タンク、 （４） −熱交換器、 （６）−・ポンプ、 （１２） （２２）−・・画室。 特 許 出 願 人 株式会社 日阪製作所代
理 人 江 原 省 吾ｒ７．−一
つ 色！
第１図は蓄熱材の分散媒の比重が大きい場合の実施例、
第２図は蓄熱材の分散媒の比重が小さい場合の実施例を
示す。 （２） −蓄熱タンク、 （４） −熱交換器、 （６）−・ポンプ、 （１２） （２２）−・・画室。 特 許 出 願 人 株式会社 日阪製作所代
理 人 江 原 省 吾ｒ７．−一
つ 色！
Claims (1)
- （１）液相と固相との間で相変化を行う互いに混和しな
い２以上の物質からなる蓄熱材を収容する蓄熱タンクと
、管路を介して蓄熱タンクと接続した熱交換器と、蓄熱
材循環用のポンプとを包含してなり、蓄熱材を不完全凝
固状態で循環させるようにした流動蓄熱装置において、
比重差を利用して分散媒を分離収容するための画室を前
記蓄熱タンクに附設し、該画室から前記ポンプの吸込配
管を取り出したことを特徴とする流動蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145579A JPS633178A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 流動蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61145579A JPS633178A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 流動蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS633178A true JPS633178A (ja) | 1988-01-08 |
| JPH0414272B2 JPH0414272B2 (ja) | 1992-03-12 |
Family
ID=15388359
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61145579A Granted JPS633178A (ja) | 1986-06-20 | 1986-06-20 | 流動蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS633178A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0359335A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-14 | Ebara Res Co Ltd | 蓄冷システム |
| JPH06123451A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-05-06 | Daikin Ind Ltd | 蓄熱パネルによる空気調和装置 |
| JP2004198022A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 中温排熱回収システム |
| CN105318743A (zh) * | 2015-02-07 | 2016-02-10 | 成都奥能普科技有限公司 | 固体粒块换热器 |
-
1986
- 1986-06-20 JP JP61145579A patent/JPS633178A/ja active Granted
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0359335A (ja) * | 1989-07-27 | 1991-03-14 | Ebara Res Co Ltd | 蓄冷システム |
| JPH06123451A (ja) * | 1992-10-07 | 1994-05-06 | Daikin Ind Ltd | 蓄熱パネルによる空気調和装置 |
| JP2004198022A (ja) * | 2002-12-18 | 2004-07-15 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 中温排熱回収システム |
| CN105318743A (zh) * | 2015-02-07 | 2016-02-10 | 成都奥能普科技有限公司 | 固体粒块换热器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0414272B2 (ja) | 1992-03-12 |
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