JPH02169960A - Latent heat storage unit - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
この発明は、蓄熱式空調システムに用いる蓄熱器に係り
、特に潜熱を利用する蓄熱ユニットの構成に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a heat storage device used in a heat storage type air conditioning system, and particularly to a structure of a heat storage unit that utilizes latent heat.
［従来の技術］
従来の蓄熱式空調システムの蓄熱器は、多数個の球形カ
プセル、平板カプセルあるいは多角柱状カプセルに潜熱
蓄熱材を封入して構成されている。（例えば、特願昭６
３−２６３５４６号、特願昭６３−２６７８４７号参照
）
また、本件発明者は、多数個のカプセルの代りに１個の
ユニットに統合した蓄熱ユニットを出願している。（昭
和６３年１２月２０日付出願）次に、図面を参照して従
来の潜熱蓄熱式空調システムの例を説明する。第６図に
おいて、図示しない断熱材で覆われたプライン槽１１の
中に、多数の冷熱あるいは温熱の蓄熱材を封入したカプ
セル１２が挿入され、この周りにプラインが循環できる
ように入れられている。このプライン槽１１の左側には
、図示しないヒートポンプまたは熱源に接続する一次側
の冷媒配管］９に接続する冷媒コイル１４が設けられ、
プライン槽１１内のカプセルを冷やしたり温めたりでき
るようになっている。また、プライン槽１１の右側上部
には、二次側のプライン配管１８が取り付けられ、ポン
プ１６．ストップバルブ１７．空調用放熱器１３を介し
て、プライン槽１１の左側下部にプラインを循環させる
ように接続している。したがって、蓄熱はヒートポンプ
の冷媒コイル１４より熱量を得て、カプセル１２内の蓄
熱材の相変化を生じさせて行なう。一方、放熱はプライ
ンを放熱器１３側にポンプ１６で循環することによって
行なわれる。[Prior Art] A heat storage device of a conventional heat storage type air conditioning system is constructed by enclosing a latent heat storage material in a large number of spherical capsules, flat capsules, or polygonal columnar capsules. (For example, the patent application
(See Japanese Patent Application No. 3-263546 and Japanese Patent Application No. 63-267847.) The present inventor has also applied for a heat storage unit that is integrated into one unit instead of multiple capsules. (Application filed on December 20, 1988) Next, an example of a conventional latent heat storage type air conditioning system will be described with reference to the drawings. In FIG. 6, a capsule 12 containing a large number of cold or hot heat storage materials is inserted into a prine tank 11 covered with a heat insulating material (not shown), and the capsules 12 are placed so that the prine can circulate around the capsules 12. . On the left side of this prine tank 11, a refrigerant coil 14 connected to a primary side refrigerant pipe connected to a heat pump or heat source (not shown) is provided,
The capsules in the prine tank 11 can be cooled or warmed. Further, a secondary side pline pipe 18 is attached to the upper right side of the pline tank 11, and a pump 16. Stop valve 17. It is connected to the lower left side of the prine tank 11 via an air-conditioning radiator 13 so as to circulate the pline. Therefore, heat storage is performed by obtaining heat from the refrigerant coil 14 of the heat pump and causing a phase change of the heat storage material within the capsule 12. On the other hand, heat radiation is carried out by circulating the prine toward the radiator 13 side using the pump 16.
上記の例は、−次側のヒートポンプまたは熱源へ接続す
る熱交換器１４が直接プライン槽１１に設けられている
例であるが、次の第７図に示す例は別体となっている例
である。即ち、蓄熱材を封入したカプセル１２を挿入し
たプライン槽１１には、プライン配管１８によるポンプ
１６．空調用熱放熱器１３およびストップバルブ１７を
介して二次側の配管が設けられるとともに、冷媒熱交換
器１５にプラインポンプ１６．ストップバルブ１７を介
してプライン配管１８′によるもう一つの二次側配管が
それぞれ接続されている。そして、上記冷媒熱交換器１
５には図示しないヒートポンプまたは熱源へ冷媒配管１
９による配管が接続されている。したがって、この例の
場合には、蓄熱は冷媒熱交換器１５を介して熱量をプラ
インによりカプセル１２の蓄熱材に与えるようになって
いる。The above example is an example in which the heat exchanger 14 connected to the heat pump or heat source on the -next side is provided directly in the prine tank 11, but the example shown in Fig. 7 below is an example in which it is separate. It is. That is, a pump 16 . Secondary piping is provided via an air conditioning heat radiator 13 and a stop valve 17, and a pline pump 16 is connected to the refrigerant heat exchanger 15. Another secondary side pipe by a pline pipe 18' is connected via the stop valve 17, respectively. And the refrigerant heat exchanger 1
Refrigerant piping 1 to a heat pump or heat source not shown in 5
9 is connected. Therefore, in the case of this example, the amount of heat is supplied to the heat storage material of the capsule 12 via the refrigerant heat exchanger 15 through the prine.
これらの例の場合、問題になるのはプラインがプライン
槽１１内のカプセル１２間を均一に流れ、各カプセル１
２に蓄熱がバランスよく行なわれるかどうかにあり、そ
の調整に手間と時間がかかるものとなっていた。In these examples, the problem is that the prine flows uniformly between the capsules 12 in the prine tank 11 and that each capsule 1
The second problem lies in whether or not heat storage is carried out in a well-balanced manner, which requires a lot of effort and time to adjust.
［発明が解決しようとする問題点］
このような同一の蓄熱槽を使って冷熱にも温熱にも兼用
させるためには、蓄熱カプセルまたは蓄熱ユニットの季
節に応じた交換が必要である。[Problems to be Solved by the Invention] In order to use the same heat storage tank for both cold and heat generation, it is necessary to replace the heat storage capsule or heat storage unit depending on the season.
多数個のカプセルを入れ換えるのでは非常に手間がかか
るものであり、交換する毎にカプセル間を流通するプラ
インの流れを均一になるように調整する必要がある。こ
れを改善するため、柱状カプセルを両端で一体にし、潜
熱蓄熱体の交換が一回ででき、しかも、プラインの調整
のいらない蓄熱ユニットを提案している。（昭和６３年
１２月２０日付特許出願参照）
これは、潜熱蓄熱材の充填も一回でできるという効果が
ある。しかし、フランジ側にベローズの出張りが必要で
あり、ユニット１個で蓄熱量が十分な場合はよいが、そ
れを複数個を積み重ねて大きな蓄熱器を形成する場合に
は不便であり、このユニットをプライン槽に入れる場合
にはベローズ部分のプラインの流れが問題になる。It is very time-consuming to replace a large number of capsules, and each time the capsules are replaced, it is necessary to adjust the flow of the pline flowing between the capsules to be uniform. To improve this, we have proposed a heat storage unit in which the columnar capsules are integrated at both ends, allowing the latent heat storage body to be replaced in one go, and requiring no line adjustment. (See patent application dated December 20, 1988) This has the effect that filling of the latent heat storage material can be done in one go. However, a bellows protrusion is required on the flange side, which is fine if one unit has sufficient heat storage capacity, but it is inconvenient when stacking multiple units to form a large heat storage unit. When putting it into a prine tank, the flow of the pline in the bellows section becomes a problem.
この発明は、このような点に鑑みてなされたもので、ベ
ローズのいらない蓄熱ユニットを提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a heat storage unit that does not require bellows.
し課題を解決するための手段および作用］この発明は、
波形様の変形多角形断面をもつ熱可塑性プラスチックス
の中空管を多数本並列に束ね、この中空管の両端部を六
角形に拡管して熱可塑性プラスチックスのフランジとと
もに熱融着して一体としたフランジ付多角柱管群に、冷
熱あるいは温熱の潜熱蓄熱材を密閉封入した潜熱蓄熱ユ
ニットである。[Means and effects for solving the problem] This invention has the following features:
A large number of thermoplastic hollow tubes with a wave-like deformed polygonal cross section are bundled in parallel, and both ends of the hollow tubes are expanded into a hexagonal shape and heat fused together with a thermoplastic flange. This is a latent heat storage unit in which a latent heat storage material for cold or heat is hermetically sealed in a group of flanged polygonal column tubes.
断面構造が変形多角形の中空管を用いることにより、カ
プセル内の蓄熱材の１２％程度までの体積膨張をこの多
角形の変形で吸収できるようにしたものである。By using a hollow tube with a deformed polygonal cross-sectional structure, the volume expansion of up to about 12% of the heat storage material inside the capsule can be absorbed by the deformation of this polygon.
［実 施 例］
蓄熱材として水を使用する場合、この水が氷になるとき
の体積膨張は１０％弱である。また、蓄熱材として高分
子の樹脂を使用する場合、潜熱をもつ高分子の謝脂の体
積膨張は、大きいもので６ ｘ ｌｏ−’／’Ｃであり
、温度変化の範囲を１００°Ｃとしてもその体積変化は
６％程度である。[Example] When water is used as a heat storage material, the volume expansion when this water turns into ice is a little less than 10%. In addition, when using a polymeric resin as a heat storage material, the volume expansion of the polymeric resin that has latent heat is at most 6 x lo-'/'C, assuming a temperature change range of 100°C. The volume change is about 6%.
一方、ワックス類を蓄熱材とする場合には、材料によっ
て体積変化は大きく異なり、常温から融点までの体積変
化は５％から３０％ぐらいになる。例えば、パラフィン
ワックスでは６％から１２％ぐらいのワックスを選ぶこ
とができるので、水から無機材料、有機材料の蓄熱材を
見渡して１２％までの体積変化を吸収できるボックスな
考案し、蓄熱器とすることにした。On the other hand, when waxes are used as a heat storage material, the volume change varies greatly depending on the material, and the volume change from room temperature to melting point is about 5% to 30%. For example, paraffin wax can be selected from 6% to 12%, so we devised a box that can absorb volume changes of up to 12% from water to inorganic and organic heat storage materials. I decided to do it.
しかも、なるべくスペースをとらない蓄熱器としなけれ
ばならず、また、その蓄熱量は必要量を満足できるもの
でなければならない。このためには潜熱蓄熱体の占積率
の高いものでなければならない。Moreover, the heat storage device must take up as little space as possible, and the amount of heat storage must be sufficient to satisfy the required amount. For this purpose, the latent heat storage body must have a high space factor.
以下、図面に基づいて、この発明の潜熱蓄熱ユニットの
実施例を説明する。第１図は、この潜熱蓄熱ユニットの
斜視図で、第２図および第３図に示すように、管ｌの中
間部分の断面が六角形状または六角形状のものである。Hereinafter, embodiments of the latent heat storage unit of the present invention will be described based on the drawings. FIG. 1 is a perspective view of this latent heat storage unit, and as shown in FIGS. 2 and 3, the intermediate portion of the tube 1 has a hexagonal or hexagonal cross section.
管としてはその他の多角形も考えられる。これらの変形
多角形状断面を有する管１を一定の長さに揃えて両端を
六角形に拡管したものを多数本束ねて構成される。拡管
は管１の中間部分において管と管との間に挟い隙間を形
成するために行なうものである。そして、これらの管１
は熱可塑性プラスチックスで形成し、やはり熱可塑性プ
ラスチックスのフランジ２を両端に用い、管１同志およ
び管１とフランジ２とを熱融着して両端を一体化する。Other polygonal shapes for the tubes are also conceivable. It is constructed by bundling a large number of these tubes 1 having modified polygonal cross-sections to a constant length and expanded into a hexagonal shape at both ends. The tube expansion is performed to form a gap between the tubes in the middle portion of the tube 1. And these tubes 1
are made of thermoplastics, flanges 2 also made of thermoplastics are used at both ends, and the tubes 1 and the tubes 1 and the flanges 2 are thermally fused together to integrate both ends.
なお、この実施例では、両端を六角形に拡管したが、四
角形あるいは六角形と四角形の組み合わせでも管同志を
融着できる。しかし、完全気密な融着は六角形より困難
となる。In this embodiment, the tubes were expanded into a hexagonal shape at both ends, but the tubes can also be fused together in a square shape or a combination of hexagonal and square shapes. However, complete airtight fusion is more difficult than with hexagonal shapes.
これらの管１は、第２図、第３図に示すように、蓄熱材
の体積変化によりそれぞれ破線で示す体積最大の状態の
膨らんだ状態に変形することが可能である。第２図のも
ので約１２％、第３図もので約８％の体積変化が可能に
なる。As shown in FIGS. 2 and 3, these tubes 1 can be deformed into a swollen state with the maximum volume indicated by the broken lines, respectively, by changing the volume of the heat storage material. It is possible to change the volume by about 12% in the case shown in Fig. 2 and by about 8% in the case shown in Fig. 3.
上記のようなフランジ付多角柱管群Ｐに潜熱蓄熱材３を
入れ、両側に蓋をして密閉したものが蓄熱ユニットであ
る。管ｌと管１との間には規則正しい隙間が形成されて
いるので、この間を流れるプラインの流れは均一である
。A heat storage unit is made by putting the latent heat storage material 3 into the flanged polygonal columnar tube group P as described above, and sealing it with lids on both sides. Since regular gaps are formed between the tubes 1 and 1, the flow of the pline flowing therebetween is uniform.
季節に応じて冷熱用または温熱用の蓄熱体を入れ換える
ときにも、ユニット毎交換すればよく、したがってプラ
インの流れの調整は不要となる。Even when replacing the heat storage body for cold or heat depending on the season, it is sufficient to replace each unit, so there is no need to adjust the flow of the pline.
蓄熱ユニットに挿入される潜熱蓄熱材３は、冷熱用とし
ては水あるいは塩水その他が用いられ、温熱用としては
エチレン共重合体、パラフィン等の脂肪族飽和炭化水素
、芳香族炭化水素、脂肪酸エステルおよびその誘導体、
ステアリン酸およびその誘導体、フェノール樹脂類、エ
ポキシ樹脂類、無機水和塩およびその他の塩化物等が挙
げられる。The latent heat storage material 3 inserted into the heat storage unit uses water, salt water, etc. for cold heat, and uses ethylene copolymers, aliphatic saturated hydrocarbons such as paraffin, aromatic hydrocarbons, fatty acid esters, etc. for hot heat. its derivatives,
Examples include stearic acid and its derivatives, phenolic resins, epoxy resins, inorganic hydrated salts and other chlorides.
プラインとしては、エチレングリコール水溶液、アルコ
ール水溶液あるいは使用プラスチックスに影響を与えな
いハロゲン系、フッ素系の炭化水素等が挙げられる。Examples of the prine include an ethylene glycol aqueous solution, an alcohol aqueous solution, and halogen-based and fluorine-based hydrocarbons that do not affect the plastics used.
蓄熱ユニットに使用する熱可塑性プラスチックスとして
は、潜熱蓄熱材の融点よりｌｏ℃程度以上の熱変形温度
をもつ汎用プラスチックス、汎用エンジニアリングプラ
スチックスおよびスーパーエンジニアリングプラスチッ
クス等が挙げられる。Examples of the thermoplastic plastics used in the heat storage unit include general-purpose plastics, general-purpose engineering plastics, and super engineering plastics, which have a heat deformation temperature approximately 10° C. or higher than the melting point of the latent heat storage material.
次に、第４図に上記フランジ付多角柱管群Ｐに外ケース
４を取り付け、流出口６よりプラインを循環させるよう
に構成した蓄熱ユニットＱの側面図を示す。この図では
外側の断熱層は省略しである。上下の符号５で示す部材
は蓄熱材密閉用蓋体である。外ケース４は管群１のフラ
ンジ２に直接気密に取り付けられるので、プライン槽を
別に用いる必要がなく経済的である。Next, FIG. 4 shows a side view of a heat storage unit Q configured such that an outer case 4 is attached to the flanged polygonal columnar tube group P and plines are circulated through an outlet 6. In this figure, the outer heat insulating layer is omitted. The members indicated by reference numeral 5 at the top and bottom are lids for sealing the heat storage material. Since the outer case 4 is directly and airtightly attached to the flange 2 of the tube group 1, there is no need to use a separate prine tank, which is economical.
この外ケース４の材料は、熱可塑性プラスチックスでも
熱硬化性プラスチックスでもよい、また、金属でもよい
が、熱膨張の点からプラスチックスのほうがより望まし
い。The material of this outer case 4 may be thermoplastic plastics, thermosetting plastics, or metal, but plastics are more preferable from the viewpoint of thermal expansion.
潜熱蓄熱ユニットＱは機械的強度の面からあまり大きな
ものはできない。そこで、家庭用にはよいがオフィス用
等の蓄熱量の大きいユニットを作るのには、第４図に示
す蓄熱ユニットＱを積み重ねて使用する必要が生じる。The latent heat storage unit Q cannot be made very large in terms of mechanical strength. Therefore, in order to make a unit that is good for home use but has a large amount of heat storage for office use, etc., it is necessary to stack the heat storage units Q shown in FIG. 4.
フランジを金属枠で支持すれば多段の積み重ねも可能で
ある。ここに、先願である昭和６３年１２月２０日の出
願に用いているベローズを廃して、管口体で体積変化を
吸収することができるこの発明の潜熱蓄熱ユニットの必
要性が生じるとともに、さらにプライン流出入口６の配
管をユニット交換時の配管工事が簡単になるように合理
化することも必要になる。If the flange is supported by a metal frame, stacking in multiple stages is also possible. Here, there arises a need for the latent heat storage unit of the present invention, which can absorb volume changes with the pipe opening body by eliminating the bellows used in the earlier application filed on December 20, 1988. Furthermore, it is also necessary to streamline the piping of the prine inlet/outlet 6 so that piping work at the time of unit replacement can be simplified.
この例を第５図に示す。即ち、プラインの流出入口８を
上下の蓄熱ユニットＱ′、Ｑ′の相接するフランジ２，
２のそれぞれ上、下の対応する位置に設けて積み上げ、
フランジ９で積層するようにするのである。この蓄熱体
Ｑ′、Ｑ′内にはそれぞれプライン溜り７が多角柱管群
Ｐの周りに形成されており、プラインは矢印で示すよう
に流れ、上記多角柱管群Ｐ内の蓄熱材を冷やしたり温め
たりし、また放熱を行なう、符号１ｏは液密とするパツ
キンである。この図のものでは２層に積み重ねた場合を
示したが、必要に応じて３層ないしさらに多層に積み重
ねる場合も同様である。このとき、プラインの外部配管
への流出入口６，６は最上層と最下層の２個所のみとな
る。An example of this is shown in FIG. That is, the inlet 8 of the pline is connected to the adjacent flanges 2 of the upper and lower heat storage units Q', Q'.
Place them in the corresponding positions on the top and bottom of 2 and stack them up.
The flanges 9 are used to stack them. A prine reservoir 7 is formed around the polygonal tube group P in each of the heat storage bodies Q' and Q', and the plines flow as shown by the arrows to cool the heat storage material in the polygonal tube group P. Reference numeral 1o denotes a liquid-tight gasket that heats and radiates heat. Although this figure shows a case in which two layers are stacked, the same applies to a case in which three or more layers are stacked as required. At this time, there are only two inlets 6, 6 for the inflow and outflow of the pline to the external piping: the uppermost layer and the lowermost layer.
［発明の効果］
以上説明したとおり、この発明の潜熱蓄熱ユニットは、
下記のような優れた効果がある。[Effects of the Invention] As explained above, the latent heat storage unit of the present invention has the following effects:
It has the following excellent effects.
■フランジ付多角柱管群のユニットを用いることにより
、管自体で体積変化を吸収することができるので、ベロ
ーズのいらないユニットとなり、蓄熱体の占有率を上げ
ることができる。- By using a unit of flanged polygonal columnar tubes, the tubes themselves can absorb changes in volume, resulting in a unit that does not require bellows and can increase the occupancy of the heat storage body.
■外ケース付のユニットではベローズがないため、ユニ
ットの積み重ねが可能であり、大きな蓄熱器を作るのに
便利である。■ Units with an outer case do not have bellows, so the units can be stacked, making it convenient to create large heat storage devices.
■外ケース付のユニットのフランジを工夫することによ
り、ユニット間で直接プラインを伝達することができる
ので、プライン流通のための配管が簡略化される。これ
は季節による冷熱用および温熱用への蓄熱体の交換時に
非常に便利なものとなる。■By devising the flanges of units with outer cases, plines can be directly transmitted between units, simplifying piping for prine distribution. This is very convenient when changing the heat storage body for cold or hot use depending on the season.
第１図は、この発明の実施例を示す潜熱蓄熱ユニットの
斜視図、
第２図および第３図は、上記第１図に示す潜熱蓄熱ユニ
ットに使用する波形様の変形多角形管の断面図、
第４図は、この発明の実施例を示す外ケース付潜熱蓄熱
ユニットの側面図、
第５図は、上記第４図に示す潜熱蓄熱ユニットを多段に
積み重ねた状態を示す側断面図、第６図、第７図は、従
来の潜熱蓄熱式空調システムの構成を示す回路図である
。
第１図
１ ・・・
２ ・・・
３・・・
Ｐ ・・・
Ｑ、Ｑ ′ ・
中空管
フランジ
蓄熱材
フランジ付多角柱管群
・潜熱蓄熱ユニットFIG. 1 is a perspective view of a latent heat storage unit showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of a corrugated deformed polygonal tube used in the latent heat storage unit shown in FIG. 1 above. , FIG. 4 is a side view of a latent heat storage unit with an outer case showing an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a side sectional view showing a state in which the latent heat storage units shown in FIG. 6 and 7 are circuit diagrams showing the configuration of a conventional latent heat storage type air conditioning system. Fig. 1 1...2...3...P...Q,Q' ・Hollow tube flange heat storage material Flanged polygonal column tube group/latent heat storage unit
Claims (2)
ックスの中空管を多数本並列に束ね、この中空管の両端
部を六角形に拡管して熱可塑性プラスチックスのフラン
ジとともに熱融着して一体としたフランジ付多角柱管群
に、冷熱あるいは温熱の潜熱蓄熱材を密閉封入した潜熱
蓄熱ユニット。(1) A large number of hollow thermoplastic tubes with a wave-like deformed polygonal cross section are bundled in parallel, both ends of the hollow tubes are expanded into a hexagonal shape, and the thermoplastic flanges are heated and melted. A latent heat storage unit in which a cold or hot latent heat storage material is hermetically sealed in a group of flanged polygonal columnar tubes.
ンジ付多角柱管群の隙間にプラインを充填流動できるよ
うにした請求項１記載の潜熱蓄熱ユニット。(2) The latent heat storage unit according to claim 1, wherein an outer case is attached to the latent heat storage unit, and the gap between the flanged polygonal columnar tubes is filled with prine so that it can flow.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32260688A JPH02169960A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Latent heat storage unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32260688A JPH02169960A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Latent heat storage unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02169960A true JPH02169960A (en) | 1990-06-29 |
Family
ID=18145588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP32260688A Pending JPH02169960A (en) | 1988-12-21 | 1988-12-21 | Latent heat storage unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02169960A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009052854A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Thermal storage body and heat pump type water heater |
-
1988
- 1988-12-21 JP JP32260688A patent/JPH02169960A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009052854A (en) * | 2007-08-29 | 2009-03-12 | Tokyo Electric Power Co Inc:The | Thermal storage body and heat pump type water heater |
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