JPS637306B2 - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、エネルギー搬送材料として光異性体
材料を利用した太陽熱集熱装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to solar heat collectors that utilize photoisomeric materials as energy transport materials.
従来の太陽熱集熱装置は黒色塗膜や選択吸収膜
を表面に形成したコレクターで太陽エネルギーを
顕熱として熱搬送材料が吸収し、この熱搬送材料
を熱交換器に与えて熱交換し、貯湯槽の水を湯化
する形式のものであり、コレクターの方式ならび
に面積と熱搬送材料の流速および貯湯槽容積等で
定まる湯温まで昇温し、貯湯するものである。こ
のため、太陽熱集熱装置は、高温貯湯する場合に
は放熱ロスが大きくなりがちで、保温コストが大
となり、一方、低温貯湯して放熱ロスを少なくし
ようとすると、高温出湯のために追焚き装置を要
し、その追焚のための電気、ガス、石油等のエネ
ルギーを要するものであつた。 Conventional solar heat collectors are collectors with a black paint film or selective absorption film formed on the surface, and a heat transfer material absorbs solar energy as sensible heat, and this heat transfer material is supplied to a heat exchanger for heat exchange and hot water storage. The water in the tank is heated to a temperature determined by the type and area of the collector, the flow rate of the heat transfer material, the volume of the hot water storage tank, etc., and then stored. For this reason, when storing hot water at a high temperature, solar thermal collectors tend to have a large heat radiation loss, which increases the cost of heat retention.On the other hand, when trying to reduce the heat radiation loss by storing hot water at a low temperature, it is necessary to reheat the hot water for hot water extraction. It required equipment and energy such as electricity, gas, oil, etc. for additional heating.
また、エネルギー搬送材料としてノルボルナジ
エン等の光異性体材料を用いて太陽エネルギーを
クアドリシクラン等の光異性化潜熱として吸収
し、吸熱された熱エネルギーを搬送して触媒反応
器においてクアドシクランからノルボルナジエン
への逆反応を起させて熱エネルギーに変換しよう
とするものも考えられてきているが、このエネル
ギー搬送材料は太陽エネルギーの低波長領域が主
体で吸収効率の悪いものであつた。このため、吸
収効率の改善策として増感剤を添加した光異性体
材料を熱搬送体として用いる方法等も考えられる
が、これとても5%を超える太陽エネルギー変換
効率を得ることは難しいものである。 In addition, photoisomer materials such as norbornadiene are used as energy transport materials to absorb solar energy as latent heat of photoisomerization of quadricyclane, etc., and transport the absorbed thermal energy to convert quadricyclane to norbornadiene in a catalytic reactor. Some ideas have been proposed to convert solar energy into thermal energy by causing a reverse reaction, but these energy transport materials mainly absorb solar energy in the low wavelength region and have poor absorption efficiency. For this reason, methods to improve absorption efficiency include using a photoisomer material with a sensitizer added as a heat carrier, but it is difficult to obtain a solar energy conversion efficiency of more than 5%. .
本発明はこのような問題に留意し、電気、ガ
ス、石油等の太陽エネルギー以外のエネルギーを
追い焚き熱源として利用する従来の太陽熱集熱装
置と比べて省エネルギー性の高い、しかも高温の
えられる太陽熱集熱装置を提供することを目的と
するものである。 Taking these problems into consideration, the present invention has developed a solar heat collection device that is highly energy-saving and can generate high temperatures compared to conventional solar heat collectors that use energy other than solar energy such as electricity, gas, and oil as a reheating heat source. The purpose is to provide a heat collecting device.
この目的を達成するための本発明の太陽熱集熱
装置の構成は光異性体材料に着色物質を分散させ
た太陽エネルギー吸収材料を用い、この太陽エネ
ルギー吸収材料が太陽エネルギーを顕熱エネルギ
ーおよび光異性化潜熱エネルギーとして吸収する
ためのコレクターと、前記太陽エネルギー吸収材
料の顕熱エネルギーを熱交換する第1の熱交換器
と、前記太陽エネルギー吸収材料を貯溜する貯溜
槽と、前記太陽エネルギー吸収材料の光異性化潜
熱エネルギーを顕熱エネルギーに変換する触媒反
応装置と、この触媒反応装置による顕熱エネルギ
ーを熱交換する第2の熱交換器とを順次に配管結
合として循環回路を構成し、前記循環回路の一部
に強制循環手段を設け、前記循環回路における第
2の熱交換器の出口側から前記太陽エネルギー吸
収材料の貯溜槽へもどる第2の強制循環手段を持
つ副回路を設けた構成としたものである。 The configuration of the solar heat collector of the present invention to achieve this purpose uses a solar energy absorbing material in which a colored substance is dispersed in a photoisomer material, and this solar energy absorbing material converts solar energy into sensible heat energy and photoisomer material. a collector for absorbing latent heat energy, a first heat exchanger for exchanging sensible heat energy of the solar energy absorbing material, a storage tank for storing the solar energy absorbing material, and a storage tank for storing the solar energy absorbing material; A catalytic reaction device that converts latent heat energy of photoisomerization into sensible heat energy and a second heat exchanger that exchanges heat energy of the catalytic reaction device are sequentially connected by piping to form a circulation circuit, A configuration in which forced circulation means is provided in a part of the circuit, and a subcircuit is provided with a second forced circulation means that returns from the outlet side of the second heat exchanger in the circulation circuit to the storage tank of the solar energy absorbing material. This is what I did.
前記構成になる本発明の太陽熱集熱装置の作用
は、光異性体材料に着色物質を分散させた太陽エ
ネルギー吸収材料がコレクターにおいて太陽エネ
ルギーを受けて、顕熱エネルギーおよび光異性化
潜熱エネルギーとして吸収し、強制循環手段によ
つて循環させられ、第1の熱交換器において顕熱
エネルギーを熱交換する。この熱交換された顕熱
エネルギーは比較的低温で、蓄熱材料に蓄熱され
たり、熱搬送材料により熱搬送されて利用され
る。さらに太陽エネルギー吸収材料は太陽エネル
ギー吸収材料の貯溜槽を経て触媒反応装置に送ら
れ、触媒反応装置において光異性化潜熱エネルギ
ーは高温の顕熱エネルギーに変換される。この高
温の顕熱エネルギーは、前記低温蓄熱した蓄熱材
料や熱搬送材料を追焚きしたり、他の蓄熱材料に
蓄熱したり、他の熱搬送材料により熱搬送されて
利用される。そして太陽エネルギー吸収材料は再
びコレクターに送られ太陽エネルギーを吸収す
る。 The solar heat collector of the present invention having the above structure operates such that the solar energy absorbing material, which is a photoisomer material with a colored substance dispersed therein, receives solar energy in the collector and absorbs it as sensible heat energy and photoisomerization latent heat energy. is circulated by forced circulation means, and sensible heat energy is heat exchanged in the first heat exchanger. This heat-exchanged sensible heat energy is stored at a relatively low temperature in a heat storage material, or is used by being transferred by a heat transfer material. Further, the solar energy absorbing material is sent to a catalytic reaction device via a storage tank of the solar energy absorbing material, and the photoisomerization latent heat energy is converted into high temperature sensible heat energy in the catalytic reaction device. This high-temperature sensible heat energy is used by reheating the heat storage material or heat transfer material that has stored the low-temperature heat, by storing heat in another heat storage material, or by being thermally transferred by another heat transfer material. The solar energy absorbing material is then sent to the collector again to absorb solar energy.
前述のように太陽エネルギー吸収材料はその構
成成分である光異性体材料に光異性化潜熱エネル
ギーとして太陽エネルギーをコレクターにおいて
吸収し、蓄積するがこれらは太陽エネルギー吸収
材料の貯溜槽を設けてあるためこの貯溜槽に光異
性化潜熱エネルギーを蓄積した太陽エネルギー吸
収材料を貯溜することができる。そして前述のよ
うに前記貯溜槽に貯溜された光異性化潜熱エネル
ギーを蓄積した太陽エネルギー吸収材料は、太陽
エネルギーの吸収と顕熱エネルギーの熱交換に適
するように定めたところの循環回路とは独立した
副回路を第2の強制循環手段によつて循環させら
れることにより、触媒反応装置に送り込まれる光
異性化潜熱エネルギーを蓄積した太陽エネルギー
吸収材料の流量を、前記循環回路の流量に加算し
た流量として決定し、また、適宜変化させること
ができる。このことにより、触媒反応装置におけ
る光異性化潜熱エネルギーを蓄積した光異性体材
料の逆反応による光異性化潜熱エネルギーから高
温の顕熱エネルギーへ変換されるエネルギー量を
前記循環回路の太陽エネルギー吸収材料の流量に
応じて光異性化潜熱エネルギーから高温の顕熱エ
ネルギーへ変換されていたエネルギーに加算した
エネルギー量として決定し、また適宜変化させる
ことができる。したがつて、第2の熱交換器にお
いて多量の熱交換を必要とするような場合、すな
わち、たとえば多量の高温出湯を要する場合とか
高速の焚き上げや追焚きを必要とする場合に対応
することができる。 As mentioned above, solar energy absorbing materials absorb solar energy as photoisomerization latent heat energy in the photoisomer materials that are their constituent components and accumulate it in the collector. A solar energy absorbing material that has accumulated photoisomerization latent heat energy can be stored in this storage tank. As mentioned above, the solar energy absorbing material that has accumulated photoisomerization latent heat energy stored in the storage tank is independent of the circulation circuit that is determined to be suitable for absorbing solar energy and exchanging sensible heat energy. A flow rate obtained by adding the flow rate of the solar energy absorbing material that has accumulated photoisomerization latent heat energy and is sent to the catalytic reaction device by being circulated through the secondary circuit by the second forced circulation means to the flow rate of the circulation circuit. It can be determined as follows, and can be changed as appropriate. As a result, the amount of energy converted from the photoisomerization latent heat energy to high-temperature sensible heat energy by the reverse reaction of the photoisomer material that has accumulated the photoisomerization latent heat energy in the catalytic reaction device can be transferred to the solar energy absorbing material of the circulation circuit. It is determined as the amount of energy added to the energy that has been converted from photoisomerization latent heat energy to high-temperature sensible heat energy according to the flow rate of , and can be changed as appropriate. Therefore, it is necessary to deal with cases where a large amount of heat exchange is required in the second heat exchanger, that is, cases where a large amount of hot water is required, or high-speed heating or reheating is required. Can be done.
以下本発明の一実施例を第1図にもとづき説明
する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
図において1はコレクターであり、前記コレク
ター1を含む太陽エネルギー吸収材料の第1の循
環回路2を設け、この第1の循環回路2には低温
貯湯槽3内に装置されたところの第1の熱交換器
4、太陽エネルギー吸収材料の貯溜槽5、高温貯
湯槽6内に設けられたところの触媒反応装置7、
第2の熱交換器8、第1の循環ポンプ9を順次に
挿入している。 In the figure, reference numeral 1 denotes a collector, and a first circulation circuit 2 for solar energy absorbing material including the collector 1 is provided. a heat exchanger 4, a solar energy absorbing material storage tank 5, a catalytic reaction device 7 installed in a high temperature hot water storage tank 6;
The second heat exchanger 8 and the first circulation pump 9 are inserted in sequence.
前記第2の熱交換器8の出口より貯溜槽5には
太陽エネルギー吸収材料の副回路10を接続して
おり、この副回路10には第2の循環ポンプ11
を挿入してある。前記高温貯湯器6は低温貯湯槽
3の出湯側に直列に接続されている。なお、図中
の12は給水口、13は出湯口である。 A subcircuit 10 of solar energy absorbing material is connected to the storage tank 5 from the outlet of the second heat exchanger 8, and a second circulation pump 11 is connected to the subcircuit 10.
has been inserted. The high temperature hot water storage device 6 is connected in series to the hot water outlet side of the low temperature hot water storage tank 3. In addition, 12 in the figure is a water supply port, and 13 is a tap water outlet.
前記太陽熱吸収材料は光異性体材料に着色物質
を分散させてなるものであり、光異性体材料とし
ては、たとえば
ノルボルナジエン→クワドリシクラン系異性
化反応を利用
シス−トランス異性化反応を利用
分子内ビアントラセンの形成を利用した反応
芳香核異性化を利用
1・3ジエンの異性化を利用
(2+2)型光環化付加反応を利用
などがあり、いずれの系の適用も可能である。そ
して着色物質としてはカーボン粒子を用いる。 The solar heat absorbing material is made by dispersing a colored substance in a photoisomer material, and the photoisomer material uses, for example, norbornadiene → quadricyclane isomerization reaction, uses cis-trans isomerization reaction, uses intramolecular Reactions that utilize the formation of bianthracene, aromatic nuclear isomerization, isomerization of 1 and 3 dienes, and (2+2) type photocycloaddition reactions, and any of these systems can be applied. Carbon particles are used as the coloring substance.
また、光異性化材料は同時に光反応の増感剤を
含んでもよい。ただし、この増感剤は着色物質と
は全く目的が違うため、区別する必要がある。 Further, the photoisomerizable material may also contain a sensitizer for photoreaction. However, since the purpose of this sensitizer is completely different from that of a coloring substance, it is necessary to distinguish between them.
なお、以下の説明は光異性化材料としてノルボ
ルナジエン系を中心に行なう。 Note that the following explanation will focus on norbornadiene as the photoisomerizable material.
次に動作について説明する。 Next, the operation will be explained.
太陽エネルギー吸収材料は、コレクター1にお
いて太陽エネルギーをノルボルナジエンに光異性
化潜熱エネルギーとして吸収してノルボルナジエ
ンをクアドリシクランに光異性化反応させ、同時
にカーボン粒子に顕熱エネルギーとして吸収して
暖められた太陽エネルギー吸収材料となる。この
太陽エネルギー吸収材料は第1の循環ポンプ9に
より循環回路2中において強制循環させられ、第
1の熱交換器4で顕熱を熱交換して低温貯湯槽3
中の蓄熱材料としての水を低温の湯とする。さら
に太陽エネルギー吸収材料は貯溜槽5を経て触媒
反応装置7に送られ、光異性化の逆反応をクアド
リシクランに起させてノルボルナジエンへもどす
ことにより高温の顕熱エネルギーを発生させる。
これにより高温に暖められた太陽エネルギー吸収
材料は第2の熱交換器8に送られ、前記低温貯湯
槽3から送られてきた低温の湯と熱交換してこの
低温の湯を追焚加温して高温の湯とし高温貯湯槽
6に貯湯させる。而して太陽エネルギー吸収材料
は再びコレクター1へ送られて太陽エネルギーを
吸収する作用を行うこととなる。 The solar energy absorbing material absorbs solar energy into norbornadiene in the collector 1 as photoisomerization latent heat energy to photoisomerize norbornadiene into quadricyclane, and at the same time absorbs solar energy into carbon particles as sensible heat energy to absorb solar energy. Becomes an energy absorbing material. This solar energy absorbing material is forcibly circulated in the circulation circuit 2 by the first circulation pump 9, and the sensible heat is exchanged with the first heat exchanger 4 to the low-temperature hot water storage tank 3.
The water used as the heat storage material inside is low-temperature hot water. Further, the solar energy absorbing material is sent to the catalytic reaction device 7 via the storage tank 5, where the photoisomerization reverse reaction occurs on the quadricyclane and the material is returned to norbornadiene, thereby generating high-temperature sensible heat energy.
The solar energy absorbing material heated to a high temperature by this is sent to the second heat exchanger 8, where it exchanges heat with the low-temperature hot water sent from the low-temperature hot water storage tank 3 and reheats this low-temperature hot water. The hot water is heated to high temperature and stored in a high temperature hot water storage tank 6. The solar energy absorbing material is then sent to the collector 1 again to perform the function of absorbing solar energy.
前述のように太陽エネルギー吸収材料はその構
成成分である光異性体材料に光異性化潜熱エネル
ギーとして太陽エネルギーをコレクター1におい
て吸収し蓄積するが、これらは、太陽エネルギー
吸収材料の貯溜槽5を設けてあるためこの貯溜槽
5に光異性化潜熱エネルギーを蓄積した太陽エネ
ルギー吸収材料を貯溜する。そして前述のように
前記貯溜槽5に貯溜された光異性化潜熱エネルギ
ーを蓄積した太陽エネルギー吸収材料を循環回路
2とは独立した副回路10に第2の強制循環手段
によつて循環させることにより、触媒反応装置7
に送り込まれる光異性化潜熱エネルギーを蓄積し
た太陽エネルギー吸収材料の流量を、前記循環回
路2の太陽エネルギー吸収材料の流量に、加算し
た流量として決定し、また適宜変化させる。この
ことにより、触媒反応装置7における光異性化潜
熱エネルギーを蓄積した光異性体材料の逆反応に
よる光異性化潜熱エネルギーから高温の顕熱エネ
ルギーへ変換されるエネルギー量を、前記循環回
路2の太陽エネルギー吸収材料の流量に応じて光
異性化潜熱エネルギーから高温の顕熱エネルギー
へ変換されていたエネルギーに加算したエネルギ
ー量として決定し、また適宜変化させる。したが
つて、第2の熱交換器8において多量の熱交換を
必要とするような場合、すなわち、高温貯湯槽6
の高温の湯を使い切つてまだ高温の湯が必要で急
速に焚き上げまたは追い焚きを必要とする場合に
対応することができる。また一例として高温貯湯
槽6を小容量とし前述のように必要に応じて焚き
上げまたは追い焚きして利用することもできる。 As mentioned above, the solar energy absorbing material absorbs and accumulates solar energy as photoisomerization latent heat energy in the photoisomer material that is its constituent component in the collector 1. Therefore, solar energy absorbing material that has accumulated photoisomerization latent heat energy is stored in this storage tank 5. Then, as described above, by circulating the solar energy absorbing material that has accumulated the photoisomerization latent heat energy stored in the storage tank 5 into the subcircuit 10 independent of the circulation circuit 2 by the second forced circulation means. , catalytic reactor 7
The flow rate of the solar energy absorbing material that has accumulated photoisomerization latent heat energy sent to is determined as the flow rate added to the flow rate of the solar energy absorbing material in the circulation circuit 2, and is changed as appropriate. As a result, the amount of energy converted from the photoisomerization latent heat energy to high-temperature sensible heat energy due to the reverse reaction of the photoisomer material that has accumulated the photoisomerization latent heat energy in the catalytic reaction device 7 can be It is determined as the amount of energy added to the energy that has been converted from photoisomerization latent heat energy to high-temperature sensible heat energy according to the flow rate of the energy absorbing material, and is changed as appropriate. Therefore, when a large amount of heat exchange is required in the second heat exchanger 8, in other words, when the high temperature hot water storage tank 6
This can be used when hot water is used up and hot water is still needed, and rapid heating or reheating is required. Further, as an example, the high-temperature hot water storage tank 6 can have a small capacity and can be used by heating or reheating as necessary as described above.
また高温貯湯槽6中の高温の湯を利用しつくし
たときには、低温の湯が低温貯湯槽3より送り込
まれているが、夕方から朝方にかけて日照のない
ときでも第2の循環ポンプ11を作動させること
により、クアドリシクランを含む太陽エネルギー
吸収材料を強制循環させて光異性化潜熱エネルギ
ーを高温の顕熱エネルギーに変換して取り出し、
再追い焚きすることにより再び高温の湯を高温貯
湯槽6に貯湯し利用することができる。 Furthermore, when the high temperature hot water in the high temperature hot water storage tank 6 is used up, low temperature hot water is sent from the low temperature hot water storage tank 3, but the second circulation pump 11 is operated even when there is no sunlight from evening to early morning. By forcing the solar energy absorbing material containing quadricyclane to circulate, the latent heat energy of photoisomerization is converted into high-temperature sensible heat energy and extracted.
By reheating, hot water can be stored and used again in the high temperature hot water storage tank 6.
つぎに本発明の第2の実施例を第2図により説
明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.
この装置は第1図で示した本発明の第1の実施
例で設けた高温貯湯槽6を設けない構成としたも
のである。この装置は熱搬送媒体湯により搬送し
て暖戻装置のエネルギー源として利用したり、更
に熱交換して利用することも可能である。たとえ
ば、暖房装置として利用する際に、暖房負荷に応
じて、第2の熱交換器8で熱交換するエネルギー
量を加減するために、触媒反応装置7に流す光異
性化潜熱エネルギーを蓄積した太陽エネルギー吸
収材料の流量を加減する場合に利用できる。 This device does not include the high temperature hot water storage tank 6 provided in the first embodiment of the present invention shown in FIG. This device can be used as an energy source for a warming device by being transported by hot water as a heat transfer medium, or can be used for heat exchange. For example, when used as a heating device, in order to adjust the amount of energy exchanged in the second heat exchanger 8 according to the heating load, a solar cell that has accumulated photoisomerization latent heat energy that is passed to the catalytic reaction device 7 is used. It can be used to adjust the flow rate of energy absorbing materials.
本発明の第3の実施例を説明する。本実施例に
おいては、低温貯湯槽3に対し高温貯湯槽6を独
立させ(図示せず)、太陽エネルギー吸収材料の
顕熱エネルギーを第1の熱交換器4により熱交換
して、第1の蓄熱材料としての水を低温の湯とし
て低温貯湯槽3に低温貯湯して利用すると共に、
光異性化潜熱エネルギーを逆反応により高温の顕
熱エネルギーに変換したこの高温の顕熱エネルギ
ーを第2の熱交換器8により熱交換して第1の蓄
熱材料としての水とは別の系統の第2の蓄熱材料
としての水を高温の湯として高温貯湯槽6に高温
貯湯することができる。なお前述の例では第1の
蓄熱材料、第2の蓄熱材料ともに水を用いたが、
インヒビターを混入した水や、プロピレングリコ
ールや油脂等を用いることも可能であり、高温低
温の温度レンジに応じて、また熱エネルギーの利
用目的に応じて蓄熱材料を変えることも可能であ
る。 A third embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, the high-temperature hot water storage tank 6 is made independent from the low-temperature hot water storage tank 3 (not shown), and the sensible heat energy of the solar energy absorbing material is heat exchanged by the first heat exchanger 4. Water as a heat storage material is stored as low-temperature hot water in a low-temperature hot water storage tank 3 and used,
The latent heat energy of photoisomerization is converted into high-temperature sensible heat energy by a reverse reaction, and this high-temperature sensible heat energy is heat-exchanged by the second heat exchanger 8 to be used in a system different from the water as the first heat storage material. Water serving as the second heat storage material can be stored as high-temperature hot water in the high-temperature hot water storage tank 6. In addition, in the above-mentioned example, water was used for both the first heat storage material and the second heat storage material.
It is also possible to use water mixed with an inhibitor, propylene glycol, oil, etc., and it is also possible to change the heat storage material depending on the temperature range of high and low temperatures and depending on the purpose of using thermal energy.
これら第1、第2の実施例において日中日照の
ある間に、前述の作用により蓄熱材料を加温蓄熱
するとともに、ノルボルジエンはクアドリシクラ
ンに光異性化されて、太陽エネルギー吸収材料の
貯溜槽5には光異性化潜熱エネルギーを蓄積した
クアドリシクランを含む太陽エネルギー吸収材料
が貯溜されることとなる。 In these first and second embodiments, during the day when there is sunlight, the heat storage material is heated and stored by the above-mentioned action, and norboldiene is photoisomerized to quadricyclane, and the storage tank of the solar energy absorbing material is 5 stores a solar energy absorbing material containing quadricyclane that has accumulated photoisomerization latent heat energy.
前述の構成における太陽エネルギー吸収に際し
ての太陽エネルギー吸収材料の流量は機器の構成
により最適値が定るため一定流量に保たれるのが
普通であるが、本発明においては太陽エネルギー
吸収材料の貯溜槽5を有していることから、第1
図、第2図に示した本発明の実施例等において、
第2の熱交換器8で瞬間熱交換を行おうとする場
合に出湯温度と出湯流量とを比例制御しようとす
るに当り、触媒反応装置7における逆反応による
高温の顕熱エネルギーの発生量を太陽エネルギー
吸収のための循環回路2の流量を変化させること
なしに、増減することが必要でこれを実現するた
めに第2の循環ポンプ11の能力を変化させて副
回路10への太陽エネルギー吸収材料の循環流量
を変化させる手段を設けることにより実現でき
る。また高温貯湯槽6を設けた第1図の本発明の
実施例において追加追い焚き等で焚き上げ速度が
早いことが必要とされる場合にも第2の循環ポン
プ11の能力を変化させる手段を設けておくこと
は有効である。 The flow rate of the solar energy absorbing material when absorbing solar energy in the above-mentioned configuration is normally kept at a constant flow rate because the optimal value is determined by the configuration of the equipment, but in the present invention, the solar energy absorbing material storage tank 5, the first
In the embodiments of the present invention shown in FIGS.
When attempting to perform instantaneous heat exchange in the second heat exchanger 8, the amount of high-temperature sensible heat energy generated by the reverse reaction in the catalytic reaction device 7 is controlled by solar radiation. It is necessary to increase or decrease the flow rate of the circulation circuit 2 for energy absorption without changing it, and to achieve this, the capacity of the second circulation pump 11 is changed to supply solar energy absorption material to the subcircuit 10. This can be realized by providing means for changing the circulating flow rate. In addition, in the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 in which the high-temperature hot water storage tank 6 is provided, means for changing the capacity of the second circulation pump 11 is also provided when a high heating speed is required due to additional reheating or the like. It is effective to have one in place.
また本発明の第4の実施例として、前述した第
1の実施例で示した低温貯湯槽3および高温貯湯
槽6を用いず、プロピレングリコールや油等の熱
搬送媒体を用いて第1の熱交換器4および第2の
熱交換器8により熱交換して熱搬送して利用する
際の熱搬送エネルギー量を加減するのに利用でき
る。 Further, as a fourth embodiment of the present invention, the first heat transfer medium is not used in the low temperature hot water storage tank 3 and the high temperature hot water storage tank 6 shown in the first embodiment, but is carried out using a heat transfer medium such as propylene glycol or oil. It can be used to adjust the amount of heat transfer energy when the exchanger 4 and the second heat exchanger 8 exchange heat and transfer heat for use.
本発明の第5実施例として第3図により説明す
る。本実施例は前述のように太陽エネルギー吸収
のための太陽エネルギー吸収材料の循環流量はそ
の構成により最適値が定つてしまうが、光異性化
潜熱エネルギーを貯蔵した太陽エネルギー吸収材
料を触媒反応装置7へ流して顕熱エネルギーに変
換して利用することが不要の場合やまたその変換
量を減少させたいときや、さらには変換せずに蓄
積貯蔵したい場合でも光異性化潜熱エネルギーを
顕熱エネルギーに一定量だけ変換してしまうこと
がある。このようなことからこの本発明の実施例
は触媒反応装置7と第2の熱交換器8をバイパス
する回路14を設け、かつこのバイパス回路14
と、触媒反応装置7、第2の熱交換器8の直列回
路の流路切換手段としてバルブ15とバルブ16
を設けてある。なおこのバルブ15とバルブ16
の代りに、回路の分岐部17,18に三又の流路
切替器又は流量分配器を用いても良い。 A fifth embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. In this embodiment, as described above, the optimal value of the circulation flow rate of the solar energy absorbing material for absorbing solar energy is determined depending on its configuration, but the solar energy absorbing material storing the latent heat energy of photoisomerization is transferred to the catalytic reaction device 7. Photoisomerization latent heat energy can be converted into sensible heat energy even when it is not necessary to convert it into sensible heat energy for use, when you want to reduce the amount of conversion, or even when you want to accumulate and store it without converting it. Sometimes only a certain amount is converted. For this reason, this embodiment of the present invention is provided with a circuit 14 that bypasses the catalytic reaction device 7 and the second heat exchanger 8, and this bypass circuit 14
and a valve 15 and a valve 16 as flow path switching means for the series circuit of the catalytic reaction device 7 and the second heat exchanger 8.
is provided. Furthermore, this valve 15 and valve 16
Instead, a three-pronged flow path switch or flow divider may be used at the branch portions 17 and 18 of the circuit.
これにより、光異性化潜熱エネルギーを顕熱エ
ネルギーに変換する量を減少させる場合や変換す
ることが不要の場合や、または変換せずに光異性
化潜熱エネルギーを蓄積貯蔵したい場合に、この
バイパス回路14に太陽エネルギー吸収材料をバ
イパスさせることにより実現できるもので、顕熱
エネルギーと光異性化潜熱エネルギーを同時に吸
収し、搬送して利用する本発明において、そのエ
ネルギーの利用の自由度を広げる効果を有するも
のである。 This bypass circuit can be used to reduce the amount of latent heat energy of photoisomerization converted to sensible heat energy, when conversion is unnecessary, or when you want to accumulate and store latent heat energy of photoisomerization without conversion. This can be achieved by bypassing the solar energy absorbing material in 14, and in the present invention, which simultaneously absorbs sensible heat energy and photoisomerization latent heat energy, transports and utilizes it, it has the effect of expanding the degree of freedom in the use of that energy. It is something that you have.
前述した点からも明らかなように、本発明によ
れば、光異性体材料に着色物質を分散させた太陽
エネルギー吸収材料により、太陽エネルギーを顕
熱エネルギー及び光異性化潜熱エネルギーとして
吸収し、顕熱エネルギーを熱交換した後光異性化
潜熱エネルギーを逆反応により顕熱エネルギーに
変換して利用しようとする際に太陽エネルギーを
吸収し利用する前記循環回路に前記副回路を設け
てあるから、太陽エネルギー吸収のための循環回
路における太陽エネルギー吸収材料の流量を乱す
ことなく、光異性化潜熱エネルギーを顕熱エネル
ギーに変換して利用できるという効果を有するも
のである。 As is clear from the above points, according to the present invention, solar energy is absorbed as sensible heat energy and photoisomerization latent heat energy by a solar energy absorbing material in which a colored substance is dispersed in a photoisomer material. The subcircuit is provided in the circulation circuit that absorbs and utilizes solar energy when the latent heat of photoisomerization energy is converted into sensible heat energy by reverse reaction after heat exchange, and the subcircuit is provided. This has the effect that photoisomerization latent heat energy can be converted into sensible heat energy and used without disturbing the flow rate of the solar energy absorbing material in the circulation circuit for energy absorption.
第1図は本発明の一実施例の太陽熱集熱装置の
回路図、第2図および第3図は本発明の他の実施
例の太陽熱集熱装置の回路図である。
1……コレクター、2……循環回路、3……低
温貯湯槽、4……第1の熱交換器、5……貯溜
槽、6……高温貯湯槽、7……触媒反応装置、8
……第2の熱交換器、9……第1の循環ポンプ、
10……副回路、11……第2の循環ポンプ。
FIG. 1 is a circuit diagram of a solar heat collector according to one embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are circuit diagrams of solar heat collectors according to other embodiments of the present invention. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Collector, 2... Circulation circuit, 3... Low temperature hot water storage tank, 4... First heat exchanger, 5... Storage tank, 6... High temperature hot water storage tank, 7... Catalytic reaction device, 8
... second heat exchanger, 9 ... first circulation pump,
10...Subcircuit, 11...Second circulation pump.
Claims (1)
ネルギー吸収材料を用い、前記太陽エネルギー吸
収材料が太陽エネルギーを顕熱エネルギーおよび
光異性化潜熱エネルギーとして吸収するためのコ
レクターと、前記太陽エネルギー吸収材料の顕熱
エネルギーを熱交換する第1の熱交換器と、前記
太陽エネルギー吸収材料の貯溜槽と、太陽エネル
ギー吸収材料の前記光異性化潜熱エネルギーを顕
熱エネルギーに変換する触媒反応装置と、この触
媒反応装置による顕熱エネルギーを熱交換する第
2の熱交換器とを順次に配管結合して循環回路を
構成し、前記循環回路の一部に第1の強制循環手
段を設け、前記循環回路における第2の熱交換器
の出口側から前記太陽エネルギー吸収材料の貯溜
槽へもどる第2の強制循環手段を持つ副回路を設
けて成る太陽熱集熱装置。 2 循環回路は触媒反応装置と第2の熱交換器の
直列回路に対するバイパス回路を有し、前記触媒
反応装置と第2の熱交換器の直列回路およびバイ
パス回路にそれぞれ流路切替手段または流量分配
手段を設けてなる特許請求の範囲第1項に記載の
太陽熱集熱装置。 3 第2の強制循環手段は能力を可変とした特許
請求の範囲第1項記載の太陽熱集熱装置。[Scope of Claims] 1 A solar energy absorbing material in which a colored substance is dispersed in a photoisomer material is used, and the solar energy absorbing material serves as a collector for absorbing solar energy as sensible heat energy and photoisomerization latent heat energy. , a first heat exchanger for exchanging sensible heat energy of the solar energy absorbing material; a storage tank for the solar energy absorbing material; and a first heat exchanger for converting the photoisomerization latent heat energy of the solar energy absorbing material into sensible heat energy. A catalytic reaction device and a second heat exchanger for exchanging sensible heat energy generated by the catalytic reaction device are sequentially connected via piping to form a circulation circuit, and a first forced circulation means is provided in a part of the circulation circuit. and a subcircuit having a second forced circulation means returning from the outlet side of the second heat exchanger in the circulation circuit to the storage tank of the solar energy absorbing material. 2. The circulation circuit has a bypass circuit for the series circuit of the catalytic reaction device and the second heat exchanger, and a flow path switching means or a flow rate distribution is provided for the series circuit of the catalytic reaction device and the second heat exchanger and the bypass circuit, respectively. A solar heat collecting device according to claim 1, further comprising means. 3. The solar heat collector according to claim 1, wherein the second forced circulation means has variable capacity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086737A JPS58203351A (en) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | Solar heat collecting apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57086737A JPS58203351A (en) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | Solar heat collecting apparatus |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58203351A JPS58203351A (en) | 1983-11-26 |
| JPS637306B2 true JPS637306B2 (en) | 1988-02-16 |
Family
ID=13895126
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57086737A Granted JPS58203351A (en) | 1982-05-21 | 1982-05-21 | Solar heat collecting apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58203351A (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030045365A (en) * | 2001-12-03 | 2003-06-11 | 조용균 | Heat up the concave mirror |
-
1982
- 1982-05-21 JP JP57086737A patent/JPS58203351A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58203351A (en) | 1983-11-26 |
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