JP2019522170A - 温度調整貯蔵デバイスと共に使用するための熱サイフォン - Google Patents
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Abstract
Description
〔概要〕
デバイスおよびシステムは、温度調整貯蔵デバイスと共に使用するために最適化される熱サイフォンに関連する。いくつかの実施形態において、温度調整貯蔵デバイス内で使用するための熱サイフォンは、凝結領域であって断熱チャネルへ結合される水平対称な二又ブランチと等間隔の複数の凝結(condenser)チャネルを含んでおり、前記複数の凝結チャネルは頂部ポジションで上部チャネルと接続する領域と、複数の蒸発(evaporator)チャネルを含む蒸発領域であって、当該複数の蒸発チャネルの各々は蛇行チャネルパターンにおいて形成されるフローチャネルを有し、前記蛇行チャネルパターンの各々のサブユニットは前記サブユニットの頂部で蒸気(vapor)戻りチャネルへ取り付けられ、前記蒸発領域は蒸気戻りチャネルへ直接に接続される少なくとも1つの最下ポジションを有する領域と、前記凝結チャネルおよび前記蒸発チャネルと接続する少なくとも1つの断熱チャネルを含む断熱領域と、を含む。
〔図面の簡単な説明〕
〔図1〕図1は、温度調整貯蔵デバイスと共に使用するための熱サイフォンの概要図である。
〔発明の詳細な説明〕
下記の詳細な記載において、添付する図面が参照され、それらは本明細書の一部を形成する。図面において、文脈が他に規定しない限り同様のシンボルは、典型的に同様のコンポーネントを識別する。当該詳細な記載、図面、および請求の範囲において記載される例示的な実施形態は、限定するようには意図されていない。本明細書に提示される構成の精神または範囲を逸脱しない限りにおいて、他の実施形態が利用されてもよく、他の変更がなされてもよい。
前記凝結チャネルおよび前記蒸発チャネルと接続する少なくとも1つの断熱チャネルを含む断熱領域と、を含み、
前記蒸発チャネルを含む断熱領域であって、前記熱サイフォンは実質的に平坦な面と丸みを帯びた面とを有する平面構造内に製作され、
前記凝結領域の実質的に平坦な面の座は前記サーマルシンクユニットへ隣接して配置され、および前記蒸発領域の全面座は前記貯蔵領域の壁へ隣接して配置され、
前記蒸発領域の平坦な面は前記貯蔵領域の壁に隣接して配置され、前記熱サイフォンは所定の負荷の冷却剤と所定の負荷の不凝結ガス冷却剤とを含む熱サイフォン、を含む。いくつかの実施形態において、前記凝結領域の実質的に平坦な面は、前記サーマルシンクユニットへ熱的に結合され、前記蒸発領域の全面座は前記貯蔵領域の壁へ熱的に結合され、前記熱サイフォンは所定の積載量である不凝結ガス、および所定の積載量である冷却剤、を含む。
〔実施例〕
〔実施例1〕熱抵抗に対する、推定使用条件の範囲に渡る熱負荷の決定
温度調整貯蔵デバイス中で使用される熱サイフォンは、前記温度調整貯蔵デバイスの当該意図される運用エンベロープをカバーする熱負荷の種類に対して、前記サイフォンを横切る(TEVap ― TCond / 熱負荷 として算出される)熱抵抗のために試験された。単一のデバイスは、第1のテストの集合へ先だって不凝結ガスおよび冷却剤の典型的な量を用いて充填された。前記デバイス中の熱サイフォンは、その後不凝結ガスをパージされ、各テストは同一の条件のそれぞれの下で繰り返された。結果のデータを、図7として示す。図7において示される各計測データ点に対して、前記デバイスは、その条件で熱平衡が他成されるまで安定化された。
本明細書中に記載される、冷却剤および不凝結ガスの両方を用いる熱サイフォンを含む温度調整貯蔵デバイスは、外部の電源不在時のホールドオーバ時間および安定性に対して試験された。前記デバイスは、前記試験の開始時、主に凍結した水氷を保持しているサーマルシンクユニットを含んでいた。前記デバイスは、前記デバイスを取り囲む43℃の環境温度を伴う2℃から8℃の間の温度範囲において前記貯蔵領域の内部を維持するように較正された。
Claims (43)
- 温度調整貯蔵デバイス内で使用するための熱サイフォンであって、
断熱チャネルに接続された水平対称分岐部を有する複数の等間隔の凝結チャネルを含み、前記複数の凝結チャネルは頂部ポジションで上部チャネルと接続する凝結領域と、
複数の蒸発チャネルを含む蒸発領域であって、当該複数の蒸発チャネルの各々は蛇行チャネルパターンにおいて形成されるフローチャネルを有し、前記蛇行チャネルパターンの各々のサブユニットは前記サブユニットの頂部で蒸気戻りチャネルへ取り付けられ、前記蒸発領域は、蒸気戻りチャネルへ直接に接続される少なくとも1つの最下ポジションを有する、蒸発領域と、
前記凝結チャネルおよび前記蒸発チャネルと接続する少なくとも1つの断熱チャネルを含む断熱領域と、
を備える熱サイフォン。 - 前記凝結領域は、前記上部チャネルへ取り付けられるガス保持チャネルであって、一定量の不凝結ガスを収容するための特定の寸法の内部空間を含むガス保持チャネルを備える、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記凝結領域は、前記温度調整貯蔵デバイスが使用中である場合、水−氷混合物タンクの推定水領域に隣接して配置される面を含む、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記断熱領域は、前記凝結チャネルと前記蒸発チャネルとの間に実質的に平行に配置される複数の断熱チャネルを備える、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記断熱領域の少なくとも1つの断熱チャネルは、2相チャネルを備える、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、複数の2相チャネルを備える、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、前記熱サイフォンの主軸に沿って互いに等間隔に配置されている、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、使用中に前記温度調整貯蔵デバイスの推定最大傾斜よりも大きい最小流角をそれぞれ有する、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、使用中、実質的に等温であると推定される、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、ロールボンド材料から製作される、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、面の間で角度を有する少なくとも2つの平面として構成されている、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、前記温度調整貯蔵デバイスの使用時の熱負荷と推定使用温度範囲の飽和圧力とに対する冷却剤および不凝結ガスの内部負荷冷却剤を含む、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、前記凝結領域の前記水平対称分岐部に隣接する前記断熱領域内で、前記不凝結ガスのバルクの想定位置を位置決めするのに充分な冷却剤および不凝結ガスの内部負荷冷却剤を含む、請求項1に記載の熱サイフォン。
- 冷却剤リザーバ、
前記冷却剤リザーバへの入口チャネル、および
前記冷却剤リザーバからの出口チャネル、をさらに備える、請求項1に記載の熱サイフォン。 - 冷却剤リザーバ、
前記冷却剤リザーバと前記凝結領域における少なくとも1つのチャネルと冷却剤の間のチャネル、
前記冷却剤リザーバへ動作可能に取り付けられた熱電デバイス、
センサ、および、
前記センサからデータを受信し、前記受信したデータに応答して前記熱電デバイスへ制御信号を発信するように構成されるコントローラ、をさらに備える、請求項1に記載の熱サイフォン。 - 温度調整貯蔵デバイス内で使用するための熱サイフォンであって、
断熱チャネルに接続された水平対称分岐部を有する複数の等間隔の凝結チャネルを含み、前記複数の凝結チャネルは頂部ポジションで上部チャネルと結合される凝結領域と、
複数の蒸発チャネルを含む蒸発領域であって、当該複数の蒸発チャネルの各々は蛇行チャネルパターンにおいて形成されるフローチャネルを有し、前記蛇行チャネルパターンの各々のサブユニットは前記サブユニットの頂部で蒸気戻りチャネルへ取り付けられ、前記蒸発領域は蒸気戻りチャネルへ直接に接続される少なくとも1つの最下ポジションを有する、蒸発領域と、
前記凝結チャネルおよび前記蒸発チャネルと接続する少なくとも1つの断熱チャネルを含む断熱領域と、を備え、
蒸発チャネル含む前記熱サイフォンは実質的に平坦な面と丸みを帯びた面とを有する平面構造内に製作され、前記熱サイフォンは所定の負荷の冷却剤と所定の負荷の不凝結ガス冷却剤とを含む熱サイフォン。 - 前記凝結領域は、前記上部チャネルへ取り付けられるガス保持チャネルであって、一定量の不凝結ガスを収容するための特定の寸法の内部空間を含むガス保持チャネルを備える、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記断熱領域は、前記凝結チャネルと前記蒸発チャネルとの間に実質的に平行に配置される複数の断熱チャネルを備える、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記断熱領域の少なくとも1つの断熱チャネルは、2相チャネルを備える、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、複数の2相チャネルを備える、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、前記熱サイフォンの主軸に沿って互いに等間隔に配置されている、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、使用中に前記温度調整貯蔵デバイスの推定最大傾斜よりも大きい最小流角をそれぞれ有する、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、使用中、実質的に等温であると推定される、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、ロールボンド材料から製作される、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、面の間で角度を有する少なくとも2つの平面として構成されている、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、前記温度調整貯蔵デバイスの使用時の熱負荷と推定使用温度範囲の飽和圧力とに対する冷却剤および不凝結ガスの内部負荷冷却剤を含む、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 前記熱サイフォンは、前記凝結領域の前記水平対称分岐部に隣接する前記断熱領域内で、前記不凝結ガスのバルクの想定位置を位置決めするのに充分な冷却剤および不凝結ガスの内部負荷冷却剤を含む、請求項16に記載の熱サイフォン。
- 冷却剤リザーバ、
前記冷却剤リザーバへの入口チャネル、および
前記冷却剤リザーバからの出口チャネル、をさらに備える、請求項16に記載の熱サイフォン。 - 冷却剤リザーバ、
前記冷却剤リザーバと前記凝結領域における少なくとも1つのチャネルと冷却剤の間のチャネル、
前記冷却剤リザーバへ動作可能に取り付けられた熱電デバイス、
センサ、および、
前記センサからデータを受信し、前記受信したデータに応答して前記熱電デバイスへ制御信号を発信するように構成されるコントローラ、をさらに備える、請求項16に記載の熱サイフォン。 - 相変化材料を収容するように構成されるサーマルシンクユニットと、
少なくとも1つの壁を含む貯蔵領域と、
熱サイフォンと、を備え、
前記熱サイフォンは、
断熱チャネルに接続された水平対称称分岐部を有する複数の等間隔の凝結チャネルを含み、前記複数の凝結チャネルは頂部ポジションで上部チャネルと接続する凝結領域と、
複数の蒸発チャネルを含む蒸発領域であって、当該複数の蒸発チャネルの各々は蛇行チャネルパターンにおいて形成されるフローチャネルを有し、前記蛇行チャネルパターンの各々のサブユニットは前記サブユニットの頂部で蒸気戻りチャネルへ取り付けられ、前記蒸発領域は蒸気戻りチャネルへ直接に接続される少なくとも1つの最下ポジションを有する、蒸発領域と、
前記凝結チャネルおよび前記蒸発チャネルと接続する少なくとも1つの断熱チャネルを含む断熱領域と、を備え、
前記蒸発チャネルを含む熱サイフォンは実質的に平坦な面と丸みを帯びた面とを有する平面構造内に製作され、前記凝結領域の前記実質的に平坦な面は前記サーマルシンクユニットに隣接して配置され、前記蒸発領域の平坦な面は前記貯蔵領域の壁に隣接して配置され、前記熱サイフォンは所定の負荷の冷却剤と所定の負荷の不凝結ガス冷却剤とを含む、温度調整貯蔵デバイス。 - 前記凝結領域は、前記上部チャネルへ取り付けられるガス保持チャネルであって、一定量の不凝結ガスを収容するための特定の寸法の内部空間を含むガス保持チャネルを備える、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記断熱領域は、前記凝結チャネルと前記蒸発チャネルとの間に実質的に平行に配置される複数の断熱チャネルを備える、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記断熱領域の少なくとも1つの断熱チャネルは、2相チャネルを備える、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、複数の2相チャネルを備える、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、前記熱サイフォンの主軸に沿って互いに等間隔に配置されている、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、使用中に前記温度調整貯蔵デバイスの推定最大傾斜よりも大きい最小流角をそれぞれ有する、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記蒸発領域の前記複数の蒸発チャネルは、使用中、実質的に等温であると推定される、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記熱サイフォンは、ロールボンド材料から製作される、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記熱サイフォンは、面の間で角度を有する少なくとも2つの平面として構成されている、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記熱サイフォンは、前記温度調整貯蔵デバイスの使用時の熱不可と推定使用温度範囲の飽和圧力とに対する、冷却剤および不凝結ガスの内部負荷冷却剤を含む、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 前記熱サイフォンは、前記凝結領域の前記水平対称分岐部に隣接する前記断熱領域内で、前記不凝結ガスのバルクの想定位置を位置決めするのに充分な冷却剤および不凝結ガスの内部負荷冷却剤を含む、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
- 冷却剤リザーバ、
前記冷却剤リザーバへの入口チャネル、および
前記冷却剤リザーバからの出口チャネル、をさらに備える、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。 - 冷却剤リザーバ、
前記冷却剤リザーバと前記熱サイフォンの前記凝結領域における少なくとも1つのチャネルと冷却剤の間のチャネル、
前記冷却剤リザーバへ動作可能に取り付けられた熱電デバイス、
センサ、および、
前記センサからデータを受信し、前記受信したデータへ応答して前記熱電デバイスへ制御信号を発信するように構成されるコントローラ、をさらに備える、請求項30に記載の温度調整貯蔵デバイス。
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