JP4019131B2 - Heat exchanger for chemical heat pump reactor - Google Patents
Heat exchanger for chemical heat pump reactor Download PDFInfo
- Publication number
- JP4019131B2 JP4019131B2 JP35581297A JP35581297A JP4019131B2 JP 4019131 B2 JP4019131 B2 JP 4019131B2 JP 35581297 A JP35581297 A JP 35581297A JP 35581297 A JP35581297 A JP 35581297A JP 4019131 B2 JP4019131 B2 JP 4019131B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- tray
- heat exchanger
- reactor
- cao
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケミカルヒートポンプの熱交換器に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
図3はCaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプの概念図である。図示のように、ケミカルヒートポンプは、反応器1、蒸発・凝縮器2と両者を結ぶパイプ3及びパイプ3の中途に設けられた接続バルブ4により構成され、反応器1には蓄熱材としてCaO粒子が充填され、蒸発・凝縮器2には反応器内のCaO粒子と反応するに見合う量のH2Oが充填され、真空に保たれている。反応器1にはヒータ5と熱交換パイプ6を備えた熱交換器8が設けられ、また蒸発・凝縮器2には熱交換パイプ7を備えた熱交換器9が設けられている。
図3(a)に示す放熱過程では、接続バルブ4を開けると圧力差により、蒸発・凝縮器2中の水が水蒸気となりパイプ3を通って反応器1へ移動し、反応器1中のCaO粒子と水和反応し、Ca(OH)2が形成され、高温熱が生成され、蒸発・凝縮器2では水が蒸発潜熱を失うことにより、冷熱が生成される。
次に、図3(b)に示す蓄熱過程では、反応器1に熱交換器8のヒータ5により熱を加えると、放熱過程でCaOとH2Oとが反応して生成されたCa(OH)2が脱水されてCaOが再生されると共に、発生した水蒸気は圧力差によりパイプ3を通って蒸発・凝縮器2へ移動し、冷却することによって凝縮され水となつて溜まり、再び温・冷熱生成前の状態に戻る。
以上のように、CaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプは、Ca(OH)2をCaOとH2Oとに戻す反応とCaOとH2OとによりCa(OH)2を生成する水和反応との可逆反応を利用するものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
従来のCaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプにおいては、CaOとH2Oが反応する際の温熱・冷熱の生成については、これまで確認されてきており、熱取り出しのための熱交換器についても数種類開発されている。
図4は従来の熱交換器の1例を示すものであり、(a)は縦断面図、(b)は平面図である。熱交換器8にはCaO粒子充填層Aがあり、内部に、加熱用ヒータ5と熱交換パイプ6がコイル状に設けられている。
しかし、この熱交換器の構造では、熱交換パイプ6の熱交換効率を上げるためにコイル長を長くしなければならず、製造も手間がかかり、生成熱量が少なく、放熱時の熱取り出し及び蓄熱時の加熱を行う際に効率が悪く、粒子の充填方法等を改善する必要があった。
そこで本発明は、CaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプにおける生成熱量の増大及び熱交換効率の向上を図ることを目的とするものである。
【0004】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するため、本発明のケミカルヒートポンプの反応用熱交換器は、中心を通る面で少なくとも2分割可能な円板状のトレイを多段に配置し、前記トレイの中心部に形成した凹部に熱交換用パイプを通し、前記トレイの外周部に形成した複数の凹部にヒータを配設し、前記トレイに熱交換用媒体を充填したものである。
前記トレイ内部には、熱効率を上げるために放射状のフィンを設けることが好ましい。
【0005】
【発明の実施の形態】
本発明においては、蓄・放熱性能の向上を図るためにCaO粒子層内での熱・水蒸気移動を促進するようにCaO粒子充填層を多段トレー型としてCaO粒子を分配し、トレーにフィンを取り付けた。さらに蓄熱密度を大きくし、熱ロスを小さくするために、柱等の余分な構造物を要しない試料トレー、ヒーター、熱交換器一体型とした。また、点検及び修理、試料交換、試料設置状態変更が容易にできるようにトレーとヒータ、熱交換器を分割できるようにカートリッジタイプにした。
【0006】
【実施例】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。図1は、本発明のCaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプ反応器用熱交換器の概略図である。
図2は、熱交換器であるトレー1段の平面図を示す。
反応器中心部は10段の多段充填槽(多段トレー)となっている。トレー10はステンレス板で製作され、トレー10にはステレス製のフィン11が10枚放射線状に溶接され、CaO又はCa(OH)2粒子はこのトレー10上に充填される。図2に示すように、トレー10の1段は半円に分割され、取り外しが可能となっており、中心部のステンレス管よりなる熱交換パイプ6は2枚の半円トレーで挟み圧着され熱移動抵抗が軽減されている。また、トレー側面には10本の蓄熱用ヒータ5が等間隔に圧着され、取付金具12を用いて固定される。ヒータ5外表面がステンレス管で製作されており、ヒーター接触面がトレー側面のくぼみに埋め込まれることで接触は面接触となり、熱移動がより良好に行われる。
トレー間距離は反応媒体である水蒸気の移動、拡散を考慮し、調節可能なように可動式である。
反応器1内で生成した熱は中心部の熱交換用パイプ6にて外部へ熱回収される。Ca(OH)2粒子の蓄熱の際にはトレー10自体が伝熱フィンとして機能し、ヒータ5から供給される熱がより均一に粒子全体に供給される。放熱の際には水和反応により生成された温熱が中心部の熱交換用パイプ6に集中されて熱回収が行われる。
なお、本実施例では、トレー10を半円状に2分割したものを示したが、2分割に限らず、3分割以上でも、分割可能な構造であればよい。
【0007】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、下記の効果を奏する。
(1)CaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプにおいて、多段トレー方式にすることで粒子と水蒸気との接触面積が大きくなり、トレー1段の層高が小さくなるため、粒子層内での熱・物質移動が容易になり、反応が促進される。
(2)試料トレー全体が伝熱促進体となっているため、蓄・放熱時の熱移動が良好であり、特にフィンを取り付けることで、半径方向への1次元的な流れから、円周方向への熱移動が加わりより均一な熱移動が可能となる。
(3)ヒーター及び熱交換器が試料トレーと一体型の構造体のため、支柱を設置する必要がなく、支柱から反応器本体への熱損失が小さくなると共に、蓄熱密度が大きくとれる。
(4)一段のトレーを分割式にすることで、取り外しが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のCaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプ反応器用熱交換器の概略図である。
【図2】 本発明実施例のトレー1段の分解平面図である。
【図3】 CaO/Ca(OH)2系ケミカルヒートポンプの概念図である。
【図4】 従来の熱交換器の1例を示す縦断面図及び平面図である。
【符号の説明】
1 反応器、2 蒸発・凝縮器、3 パイプ、4 接続バルブ、5 ヒータ、6,7 熱交換パイプ、8,9 熱交換器、10 トレー、11 フィン、12 取付金具、A 粒子充填層[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat exchanger of a chemical heat pump.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a conceptual diagram of a CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump. As shown in the figure, the chemical heat pump is composed of a
In the heat dissipation process shown in FIG. 3A, when the
Next, in the heat storage process shown in FIG. 3B, when heat is applied to the
As described above, the CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump is a hydration that generates Ca (OH) 2 by the reaction of returning Ca (OH) 2 to CaO and H 2 O and CaO and H 2 O. It utilizes a reversible reaction with the reaction.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In the conventional CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump, the generation of heat and cold when CaO and H 2 O react has been confirmed so far, and heat exchangers for heat extraction Several types have also been developed.
FIG. 4 shows an example of a conventional heat exchanger, in which (a) is a longitudinal sectional view and (b) is a plan view. The
However, in this heat exchanger structure, in order to increase the heat exchange efficiency of the
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to increase the amount of generated heat and improve the heat exchange efficiency in a CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the reaction heat exchanger of the chemical heat pump according to the present invention is a recess formed in a central portion of the tray, in which a plurality of disc-shaped trays that can be divided into at least two parts on a plane passing through the center are arranged. A heat exchange pipe is passed through, a heater is provided in a plurality of recesses formed on the outer periphery of the tray, and the tray is filled with a heat exchange medium.
Radial fins are preferably provided inside the tray in order to increase thermal efficiency.
[0005]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, in order to improve the storage and heat dissipation performance, CaO particles are distributed using a CaO particle packed layer as a multi-stage tray type so as to promote heat and water vapor movement in the CaO particle layer, and fins are attached to the tray. It was. Furthermore, in order to increase the heat storage density and reduce the heat loss, a sample tray, heater, and heat exchanger integrated type that do not require extra structures such as columns. The tray, heater, and heat exchanger are divided into cartridges so that inspection, repair, sample replacement, and sample installation state change can be easily performed.
[0006]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. FIG. 1 is a schematic view of a heat exchanger for a CaO / Ca (OH) 2 -based chemical heat pump reactor according to the present invention.
FIG. 2 shows a plan view of one tray serving as a heat exchanger.
The central part of the reactor is a 10-stage multi-stage filling tank (multi-stage tray). The
The distance between the trays is movable so that it can be adjusted in consideration of the movement and diffusion of water vapor as a reaction medium.
The heat generated in the
In the present embodiment, the
[0007]
【The invention's effect】
As described above, the present invention has the following effects.
(1) In a CaO / Ca (OH) 2 chemical heat pump, the contact area between particles and water vapor is increased by using a multi-stage tray system, and the layer height of one tray is reduced.・ Mass transfer is facilitated and the reaction is promoted.
(2) Since the entire sample tray is a heat transfer accelerator, heat transfer during heat storage and heat dissipation is good. Especially by attaching fins, a one-dimensional flow in the radial direction can be used in the circumferential direction. More uniform heat transfer becomes possible by adding heat transfer to the.
(3) Since the heater and the heat exchanger are integrated with the sample tray, there is no need to install a column, heat loss from the column to the reactor main body is reduced, and the heat storage density is increased.
(4) It becomes possible to remove the tray by dividing the tray in one stage.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a heat exchanger for a CaO / Ca (OH) 2 -based chemical heat pump reactor according to the present invention.
FIG. 2 is an exploded plan view of one tray of the embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a conceptual diagram of a CaO / Ca (OH) 2 -based chemical heat pump.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view and a plan view showing an example of a conventional heat exchanger.
[Explanation of symbols]
1 reactor, 2 evaporator / condenser, 3 pipe, 4 connection valve, 5 heater, 6, 7 heat exchange pipe, 8, 9 heat exchanger, 10 tray, 11 fin, 12 mounting bracket, A particle packed bed
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35581297A JP4019131B2 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Heat exchanger for chemical heat pump reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP35581297A JP4019131B2 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Heat exchanger for chemical heat pump reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11182968A JPH11182968A (en) | 1999-07-06 |
JP4019131B2 true JP4019131B2 (en) | 2007-12-12 |
Family
ID=18445883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP35581297A Expired - Lifetime JP4019131B2 (en) | 1997-12-24 | 1997-12-24 | Heat exchanger for chemical heat pump reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4019131B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4938323B2 (en) * | 2006-03-14 | 2012-05-23 | 大阪瓦斯株式会社 | Method for producing heat exchange reactor |
JP5796878B2 (en) * | 2009-12-25 | 2015-10-21 | 荏原冷熱システム株式会社 | Refrigerant adsorbent filling container, bleed air recovery device, turbo chiller and refrigerant recovery device equipped with the same |
JP6037159B2 (en) | 2012-07-12 | 2016-11-30 | アイシン精機株式会社 | Chemical heat storage device |
JP6577415B2 (en) * | 2016-06-02 | 2019-09-18 | 株式会社村田製作所 | Heat exchanger and chemical heat pump having the same |
JP6577414B2 (en) * | 2016-06-02 | 2019-09-18 | 株式会社村田製作所 | Heat exchanger and chemical heat pump having the same |
-
1997
- 1997-12-24 JP JP35581297A patent/JP4019131B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH11182968A (en) | 1999-07-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0612370Y2 (en) | Double tube heat pipe type heat exchanger | |
EP0109716B1 (en) | Solar collector unit | |
JP4019131B2 (en) | Heat exchanger for chemical heat pump reactor | |
JP2550768B2 (en) | Adsorption heat exchanger | |
CN2543011Y (en) | Heat-pipe structure | |
JP2010223060A (en) | Heat exchanger and exhaust heat recovery device | |
JPH102616A (en) | Evaporation block for heat storage heat pipe-type hot water supply device | |
JP2845566B2 (en) | Heat exchanger | |
JP4030861B2 (en) | Soaking equipment | |
JP3734950B2 (en) | Heat utilization system using hydrogen storage alloy | |
JPH0447570Y2 (en) | ||
JP3830439B2 (en) | Solar heat collecting tube and water heater using the same | |
CN116685109B (en) | Abnormal thermal diode and manufacturing method and heat dissipation method thereof | |
JPH02290478A (en) | Direct contact type condenser and heat cycle apparatus using the same | |
JPH0328513Y2 (en) | ||
JPH0794239B2 (en) | Cold plate | |
JPS6350625B2 (en) | ||
JP3355116B2 (en) | Heat utilization system using hydrogen storage alloy | |
JP3694575B2 (en) | Heat utilization system using hydrogen storage alloy | |
JP3813340B2 (en) | Heat utilization system using hydrogen storage alloy | |
JP3926038B2 (en) | Heat utilization system using hydrogen storage alloy | |
JPH09170848A (en) | Solid phase reactor | |
JPH07280356A (en) | Evaporation block for heat accumulative type heat pipe hot water feeding device | |
JPS6337639Y2 (en) | ||
JPS6013008Y2 (en) | solar water heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20041221 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20041221 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711 Effective date: 20041221 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20041221 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20041221 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20041213 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070810 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20070824 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
EXPY | Cancellation because of completion of term |