JPH0472141B2 - - Google Patents

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JPH0472141B2
JPH0472141B2 JP2506084A JP2506084A JPH0472141B2 JP H0472141 B2 JPH0472141 B2 JP H0472141B2 JP 2506084 A JP2506084 A JP 2506084A JP 2506084 A JP2506084 A JP 2506084A JP H0472141 B2 JPH0472141 B2 JP H0472141B2
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hydrogen
metal hydride
heat
equilibrium pressure
temperature
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JP2506084A
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Akio Sakazume
Hiroshi Iwata
Yasutaka Noguchi
Hiroki Yoshikawa
Hiroaki Matsushima
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、金属水素化物を用いた熱移送装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a heat transfer device using a metal hydride.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来からなる種の金属あるいは合金は、水素と
反応し、熱を発生しながら水素化物になり、逆に
この水素化物を加熱することにより水素を分離す
る性質が知られている。このような金属水素化物
を2種類使用して熱を移送する装置がある。その
一例を第1図及び第2図により略述する。
It is known that conventional metals or alloys react with hydrogen to form hydrides while generating heat, and conversely, they separate hydrogen by heating this hydride. There is a device that uses two types of such metal hydrides to transfer heat. An example thereof will be briefly described with reference to FIGS. 1 and 2.

第1図は、水素平衡圧と温度との関係を縦軸に
水素平衡圧の対数、横軸に絶対温度の逆数をとつ
て示したものである。同一温度における水素平衡
圧の高い方の金属水素化物をMA、低い方をMB
示す。第2図において1は水素平衡圧の高い方の
金属水素化物、2は低い方の金属水素化物、1
a,2aはそれぞれの金属水素化物を収納した容
器、1b,2bは金属水素化物が水素と結合ある
いは、分解するときの反応熱を容器1a,2aの
外部の熱媒体と熱交換するための熱交換器、3は
容器1aと容器2aとの間で水素の移動ができる
ようにするための水素導通路、4は水素平衡圧の
低い方の金属水素化物2を加熱するための加熱装
置である。
FIG. 1 shows the relationship between hydrogen equilibrium pressure and temperature, with the vertical axis representing the logarithm of the hydrogen equilibrium pressure and the horizontal axis representing the reciprocal of absolute temperature. The metal hydride with higher equilibrium hydrogen pressure at the same temperature is indicated by M A , and the metal hydride with lower equilibrium pressure is indicated by M B . In Figure 2, 1 is the metal hydride with higher hydrogen equilibrium pressure, 2 is the metal hydride with lower hydrogen equilibrium pressure, 1
a and 2a are containers containing the respective metal hydrides; 1b and 2b are heat exchangers for heat of reaction when the metal hydride combines with hydrogen or decomposes with a heat medium outside the containers 1a and 2a; The exchanger 3 is a hydrogen conduction path for allowing hydrogen to move between the containers 1a and 2a, and 4 is a heating device for heating the metal hydride 2 having a lower hydrogen equilibrium pressure. .

この従来例の動作を、まず金属水素化物2から
水素を分解させる時点から述べる。例えば電気ヒ
ータのような加熱装置4で金属水素化物2を加熱
する。すると金属水素化物2の温度は上昇し、そ
れにともない水素平衡圧力も高くなる。そして金
属水素化物1の温度TMAにおける水素平衡圧力よ
り高くなると、金属水素化物2は加熱装置4から
熱QHBを吸収しながら水素を分離する。分離され
た水素は、第2図1のように水素導通路3を流
れ、容器1aに流入し、金属水素化物1と反応熱
を発生しながら反応する。このとき発生する熱
QMAを中温熱媒体で利用場所に輸送し利用する。
この過程の終了時点では、金属水素化物2の水素
濃度は低くなり、金属水素化物1の水素濃度は高
くなる。
The operation of this conventional example will be described first from the point in time when hydrogen is decomposed from the metal hydride 2. For example, the metal hydride 2 is heated with a heating device 4 such as an electric heater. Then, the temperature of the metal hydride 2 increases, and the hydrogen equilibrium pressure also increases accordingly. Then, when the hydrogen equilibrium pressure becomes higher than the hydrogen equilibrium pressure at the temperature T MA of the metal hydride 1, the metal hydride 2 separates hydrogen while absorbing heat QHB from the heating device 4. The separated hydrogen flows through the hydrogen conduit 3 as shown in FIG. 2, flows into the container 1a, and reacts with the metal hydride 1 while generating reaction heat. The heat generated at this time
Q MA is transported to the place of use using a medium-temperature heat medium and used.
At the end of this process, the hydrogen concentration in metal hydride 2 is low and the hydrogen concentration in metal hydride 1 is high.

次に、金属水素化物1の熱交換器1bの周囲に
低温熱媒体、金属水素化物2の熱交換器2bの周
囲に中温熱媒体を流す。そして温度TLAにおける
金属水素化物1の水素平衡圧力が温度TMBにおけ
る金属水素化物2の水素平衡圧力より高い状態に
なる。すると金属水素化物1は、低温熱媒体から
熱QLAを吸収しながら、第2図2のように水素を
発生し、その水素が金属水素化物2と反応熱QMB
を発生しながら反応する。この過程が終了すると
金属水素化物1の水素濃度は低くなり、金属水素
化物2の水素濃度は高くなる。そして再び先に述
べたように加熱装置4で金属水素化物2を加熱す
るサイクルを繰返す。
Next, a low-temperature heat medium is passed around the heat exchanger 1b for the metal hydride 1, and a medium-temperature heat medium is passed around the heat exchanger 2b for the metal hydride 2. Then, the hydrogen equilibrium pressure of metal hydride 1 at temperature T LA becomes higher than the hydrogen equilibrium pressure of metal hydride 2 at temperature T MB . Then, metal hydride 1 absorbs heat Q LA from the low-temperature heat medium and generates hydrogen as shown in Fig. 2, and the hydrogen reacts with metal hydride 2 to generate heat Q MB.
React while generating. When this process is completed, the hydrogen concentration of metal hydride 1 becomes low, and the hydrogen concentration of metal hydride 2 becomes high. Then, the cycle of heating the metal hydride 2 with the heating device 4 is repeated again as described above.

このようにすることにより、金属水素化物1,
2自体、あるいは容器1a,2a、熱交換器1
b,2bなどの熱容量その他による各種損失を無
視すれば、THBの温度レベル(例えば100℃程度)
の熱QHBにより、低温TLAの質の悪い熱源(例え
ば10℃程度の外気)から熱QLAを汲み上げ、有効
に利用可能な温度レベルTMA,TMB(例えば、暖房
用に40〜50℃程度)で、高温で加熱した熱QHB
約2倍程度の熱(QMA+QMB)を得ることができ
る。
By doing this, metal hydride 1,
2 itself, or containers 1a, 2a, heat exchanger 1
If you ignore various losses due to heat capacity and other factors such as b, 2b, etc., the temperature level of T HB (for example, about 100℃)
With the heat Q HB , the heat Q LA can be pumped up from a poor quality heat source (e.g. outside air at around 10°C) at a low temperature T LA and the effectively usable temperature level T MA , T MB (e.g. 40 to 50 ℃), it is possible to obtain approximately twice the heat (Q MA + Q MB ) as the heat Q HB produced by heating at a high temperature.

しかし、従来のこのような装置には、まだ次の
ような不十分な点がある。
However, such conventional devices still have the following inadequacies.

(1) 高温で加熱した熱QHBに対し、中温で利用で
きる熱QMA+QMBは、各種損失を無視した理想
的な場合でも2倍程度であり、これは蒸気圧縮
式のヒートポンプの熱出力と圧縮仕事に比較し
て少なく、効率が悪い。
(1) Compared to the heat Q HB heated at high temperature, the heat Q MA + Q MB available at medium temperature is about twice as much even in an ideal case ignoring various losses, and this is the heat output of a vapor compression heat pump. This is less and less efficient than compression work.

(2) 安価あるいは無料の低温熱源からの熱を連続
的に利用できない。強いて連続的にしようとす
ると第2図のような装置が2対必要となり、加
熱装置が2セツト必要となるためコスト高とな
る。
(2) Heat from inexpensive or free low-temperature heat sources cannot be used continuously. If a continuous operation is forced, two pairs of devices as shown in FIG. 2 will be required, and two sets of heating devices will be required, resulting in high costs.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は、前述の欠点をなくし、高効率で低コ
ストな熱移送装置を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to eliminate the aforementioned drawbacks and provide a highly efficient and low cost heat transfer device.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、基本的には次のような構成とする。 The present invention basically has the following configuration.

(1) 4種類以上の隅数種類の金属水素化物を用い
る。
(1) Use four or more types of metal hydrides.

(2) これをそれぞれ容器に収納する。(2) Store each in a container.

(3) 水素平衡圧の最も高い金属水素化物が収納さ
れている容器から最も低い金属水素化物が収納
されている容器まで、水素平衡圧の高い順に
順々に水素導通路で接続する。
(3) Connect the containers from the container containing the metal hydride with the highest hydrogen equilibrium pressure to the container containing the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure in order of increasing hydrogen equilibrium pressure using a hydrogen conduction path.

(4) 水素平衡圧の最も低い金属水素化物が収納さ
れている容器と最も高いものが収納されている
容器とを同様に水素導通路で接続する。
(4) Similarly, the container containing the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure and the container containing the highest hydrogen equilibrium pressure are connected via a hydrogen conduction path.

(5) これらの水素導通路に水素の流れを流通ある
いは遮断するための水素制御弁を設ける。
(5) A hydrogen control valve will be installed in these hydrogen channels to allow or block the flow of hydrogen.

(6) これらの容器には、金属水素化物が水素と結
合あるいは解離するときの反応熱を熱媒体と熱
交換するための熱交換器を設ける。
(6) These containers are equipped with a heat exchanger to exchange heat of reaction when the metal hydride combines with or dissociates from hydrogen with a heat medium.

(7) 水素平衡圧の最も低い金属水素化物を加熱す
るための高温加熱装置を設ける。
(7) Provide a high-temperature heating device to heat the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure.

以上のような構成にし、水素制御弁を1個おき
に開、残りを閉にすることにより、水素平衡圧の
順に隣接する2個ずつの容器が連通状態になり、
水素の結合あるいは解離の反応が進む。そして、
反応が終了した時点で、それまで開いていた水素
制御弁を閉に、閉じていた弁を開にする。すると
容器は1個ずれて隣接する2個ずつの容器が連通
状態になり、水素は再び反応する。その結果、水
素は順次、水素平衡圧の低い金属水素化物の収納
されている容器の方へ移行してくる。そして最も
低い金属水素化物に結合された水素は、高温加熱
装置により加熱され、高圧になり再び水素平衡圧
の最も高い金属水素化合物へ移行する。
With the above configuration, by opening every other hydrogen control valve and closing the rest, two adjacent containers in the order of hydrogen equilibrium pressure are brought into communication.
The reaction of hydrogen bonding or dissociation progresses. and,
When the reaction is complete, close the hydrogen control valve that was open and open the valve that was closed. Then, the containers are shifted by one, and two adjacent containers are brought into communication, and the hydrogen reacts again. As a result, hydrogen gradually moves toward the container containing the metal hydride, which has a lower hydrogen equilibrium pressure. The hydrogen bonded to the lowest metal hydride is then heated by a high-temperature heating device, becomes high pressure, and transfers again to the metal hydride having the highest hydrogen equilibrium pressure.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を地下水を利用して床
暖房を行う場合について第3図〜第10図により
説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 3 to 10 for a case where floor heating is performed using underground water.

第3図は、本実施例の水素平衡圧−温度線図で
ある。水素平衡圧の最も高いものから低いものへ
順にMA,MB,MC,MDとすると、例えば、それ
ぞれMmNi5(Mm:ミツシユメタル)、FeTi,
Ti0.5,Zr0.4,Mn1.9,LaCo5などの組合せがある。
これらの水素平衡圧は、水素が結合する際と解離
する際とでヒステリシスがあり多少異なるが、煩
雑になるため統一してそれぞれ一本の線で示し
た。
FIG. 3 is a hydrogen equilibrium pressure-temperature diagram of this example. Letting M A , M B , M C , and M D in order from the highest hydrogen equilibrium pressure to the lowest hydrogen equilibrium pressure, for example, MmNi 5 (Mm: Mitsushi Metal), FeTi,
There are combinations of Ti 0.5 , Zr 0.4 , Mn 1.9 , LaCo 5 , etc.
These hydrogen equilibrium pressures differ somewhat due to hysteresis when hydrogen bonds and when hydrogen dissociates, but to avoid complication, they are unified and shown as a single line for each.

TMA,TMB,TMC,MDは、水素が結合するとき
のそれぞれの金属水素化物の温度であり、同一温
度でもよいし、多少異なつていても差支えない。
TLA,TLB,TLCは、低温熱媒体により加熱され、
それぞれの金属水素化物が水素を解離するときの
温度であり、これらも同一であつても、多少異な
つていても差支えない。THDは水素平衡圧力の最
も低い金属水素化物が高温加熱装置(第4図)に
よつて加熱され、水素を解離するときの温度であ
る。
T MA , T MB , T MC , and MD are the temperatures of the respective metal hydrides when hydrogen bonds, and may be the same temperature or may be slightly different.
T LA , T LB , T LC are heated by low temperature heat medium,
This is the temperature at which each metal hydride dissociates hydrogen, and these may be the same or slightly different. T HD is the temperature at which the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure is heated by a high temperature heating device (Figure 4) to dissociate hydrogen.

第4図〜第7図において、5は水素平衡圧の最
も高い金属水素化物、6は次に高い金属水素化合
物、7は6の次に高い金属水素化合物、8は最も
低い金属水素化合物、5a,6a,7a,8aは
それぞれ金属水素化物5,6,7,8を収納した
容器、5b,6b,7b,8bはそれぞれの金属
水素化物と容器5a,6a,7a,8aの外部の
熱媒体と熱交換させるための熱交換器、9は金属
水素化物5,7と熱媒体と熱交換させるための熱
交換装置、10は金属水素化物6,8と熱媒体と
熱交換させるための熱交換装置、11,12は熱
交換装置9,10に低温熱媒体及び中温熱媒体を
熱媒切換弁、13は中温熱媒体を熱交換装置9,
10に送るための中温熱媒ポンプ、14は低温熱
媒体を熱交換装置9,10に送るための低温熱媒
ポンプ、15は加熱された中温熱媒体の熱を利用
するための床熱交換器、16は低温熱媒体である
地下水を得るための井戸、17は用済の地下水を
廃棄するための放水路、18は水素平衡圧の最も
低い金属水素化合物8を加熱するための例えば電
気ヒータのような高温加熱装置、19,20,2
1,22はそれぞれ容器8と5,5と6,6と
7,7と8との間で水素の移動ができるようにす
るため水素導通路、23,24,25,26はそ
れぞれ水素導通路19,20,21,22に設け
た水素制御弁を示す。煩雑になるため第4図にお
いては水素導通路20,22及び水素制御弁2
4,26、第6図においては水素導通路19,2
1及び水素制御弁23,25を省略した。なおこ
れらの水素導通路の接続関係を第5図及び第7図
に示す。
In Figures 4 to 7, 5 is the metal hydride with the highest hydrogen equilibrium pressure, 6 is the next highest metal hydride, 7 is the next highest metal hydride after 6, 8 is the lowest metal hydride, 5a , 6a, 7a, and 8a are containers containing the metal hydrides 5, 6, 7, and 8, respectively, and 5b, 6b, 7b, and 8b are the respective metal hydrides and heat carriers outside the containers 5a, 6a, 7a, and 8a. 9 is a heat exchange device for exchanging heat between the metal hydrides 5 and 7 and the heat medium; 10 is a heat exchanger for exchanging heat between the metal hydrides 6 and 8 and the heat medium; The devices 11 and 12 are heat medium switching valves for transferring a low temperature heat medium and a medium temperature heat medium to the heat exchange devices 9 and 10;
14 is a low temperature heat medium pump for sending the low temperature heat medium to the heat exchange devices 9 and 10; 15 is a bed heat exchanger for utilizing the heat of the heated medium temperature heat medium. , 16 is a well for obtaining groundwater, which is a low-temperature heat medium, 17 is a discharge channel for disposing of used groundwater, and 18 is, for example, an electric heater for heating the metal hydride compound 8 having the lowest hydrogen equilibrium pressure. High temperature heating equipment such as 19, 20, 2
Reference numerals 1 and 22 are hydrogen conduction passages for allowing hydrogen to move between containers 8 and 5, 5 and 6, 6 and 7, and 7 and 8, respectively, and 23, 24, 25, and 26 are hydrogen conduction passages, respectively. The hydrogen control valves installed at 19, 20, 21, and 22 are shown. In order to avoid complication, in FIG.
4, 26, hydrogen conduction paths 19, 2 in FIG.
1 and the hydrogen control valves 23 and 25 are omitted. The connection relationship of these hydrogen conduction paths is shown in FIGS. 5 and 7.

次にこの装置の動作について述べる。まず金属
水素化物8,6からそれぞれ5,7へ水素を移行
させる過程から説明する。
Next, the operation of this device will be described. First, the process of transferring hydrogen from metal hydrides 8 and 6 to 5 and 7, respectively, will be explained.

熱媒切換弁11,12を第4図のように切換
え、井戸16から低温熱媒ポンプ14により汲上
げられた低温熱媒体が熱交換装置10を通り、放
水路17に廃棄されるようにする。そして水素制
御弁24,26を閉じ、23,25を開き、加熱
装置18にて金属水素化物8を加熱するとともに
低温熱媒体にて熱交換器6bを通して金属水素化
物6を加熱する。すると金属水素8,6はそれぞ
れ温度THD,TLBで水素を分解する。発生した水
素ガスは、水素導通路19,21を通り、金属水
素化物5,7に結合し、反応熱を発生する。そし
て発生した反応熱は、熱交換器5b,7bを介し
て、中温熱媒ポンプ13によつて循環されている
中温熱媒体を加熱し、床熱交換器15にて放熱さ
れ有効に使用される。この過程をしばらく続ける
と金属水素化物8,6の水素濃度が低下し、水素
発生能力がなくなり、逆に金属水素化物5,7の
水素濃度は高くなり、水素と反応する能力が低下
する。
The heat medium switching valves 11 and 12 are switched as shown in FIG. 4 so that the low temperature heat medium pumped up from the well 16 by the low temperature heat medium pump 14 passes through the heat exchange device 10 and is disposed of into the discharge channel 17. . Then, the hydrogen control valves 24 and 26 are closed, and the hydrogen control valves 23 and 25 are opened, and the metal hydride 8 is heated by the heating device 18, and the metal hydride 6 is heated by the low-temperature heat medium through the heat exchanger 6b. Then, metallic hydrogen 8 and 6 decompose hydrogen at temperatures T HD and T LB , respectively. The generated hydrogen gas passes through the hydrogen conduction paths 19 and 21, combines with the metal hydrides 5 and 7, and generates reaction heat. The generated reaction heat heats the medium temperature heat medium being circulated by the medium temperature heat medium pump 13 via the heat exchangers 5b and 7b, and is radiated and effectively used in the bed heat exchanger 15. . If this process continues for a while, the hydrogen concentration of the metal hydrides 8, 6 decreases, and the ability to generate hydrogen disappears, and conversely, the hydrogen concentration of the metal hydrides 5, 7 increases, and the ability to react with hydrogen decreases.

この段階に達したら熱媒切換弁11,12を第
4図の逆に切換え第6図のようにするとともに、
水素制御弁も第7図のように、今まで開いていた
23及び25を閉じ、24及び26を開く。する
と、熱交換器5b,7bを介して低温熱媒体によ
つて加熱された金属水素化物5,7は、それぞれ
温度TLA,TLCで水素を分解する。発生した水素
は、水素導通路20,22を通り、金属水素化物
6,8に結合し、反応熱を発生する。そして発生
した反応熱は、中温熱媒体を加熱し、床熱交換器
15にて放熱し、有効に使用される。
When this stage is reached, the heat medium switching valves 11 and 12 are switched in the opposite direction from that shown in Fig. 4, and as shown in Fig. 6,
As shown in FIG. 7, the hydrogen control valves 23 and 25, which have been open until now, are closed and 24 and 26 are opened. Then, the metal hydrides 5 and 7 heated by the low-temperature heat medium via the heat exchangers 5b and 7b decompose hydrogen at temperatures T LA and T LC , respectively. The generated hydrogen passes through the hydrogen conduction paths 20 and 22, combines with the metal hydrides 6 and 8, and generates reaction heat. The generated reaction heat is effectively used by heating the intermediate temperature heat medium and dissipating the heat in the bed heat exchanger 15.

以上の本発明の実施例によれば、第3図から明
らかなように、各種の損失を無視した場合には、
高温加熱装置18にて加熱したおよそ4倍程度の
熱量が取得でき、効率を従来のおよそ2倍と大幅
に改善することができる。また低温熱媒体もほゞ
連続的に利用できるため熱出力に対する運転経費
も低減できる。そして同一加熱能力の高温加熱装
置で従来の約2倍の熱出力が得られるため、装置
のコストも低減することができる。
According to the embodiment of the present invention described above, as is clear from FIG. 3, when various losses are ignored,
Approximately four times the amount of heat heated by the high-temperature heating device 18 can be obtained, and the efficiency can be significantly improved to approximately twice that of the conventional method. Furthermore, since the low-temperature heat medium can be used almost continuously, operating costs for heat output can also be reduced. Furthermore, since a high temperature heating device with the same heating capacity can provide about twice the heat output as a conventional device, the cost of the device can also be reduced.

また、4種類以上の偶数種類の金属水素化物を
使用することにより、水素平衡圧の順に一つおき
に同じ熱交換装置にまとめることができるため、
金属水素化物の種類が増加しても、全体の装置と
しては、2つの熱交換装置9,10で済むため熱
媒体の制御面でも、コスト面でも有利となる。
In addition, by using four or more even-numbered metal hydrides, every other metal hydride can be combined in the same heat exchange device in order of hydrogen equilibrium pressure.
Even if the number of types of metal hydrides increases, the overall system requires only two heat exchangers 9 and 10, which is advantageous in terms of heat medium control and cost.

第4図及び第6図で示した熱移送装置において
高温加熱装置18の効率を高めるため、第8図及
び第9図に示すように高温加熱装置18を設けた
水素平衡圧の一番低い金属水素化物8の熱交換器
8bを隔壁27及び弁28を設けることにより、
高温加熱装置18で加熱しているとき、熱交換器
8bが低温熱媒体と熱交換するのを出来る限り防
止するよう改善することができる。弁28は第8
図のように低温熱媒体が流れているときには閉
じ、第9図のように中温熱媒体が流れているとき
には開くような簡単な構造の逆止弁を用いること
もできる。
In order to increase the efficiency of the high temperature heating device 18 in the heat transfer device shown in FIGS. 4 and 6, the metal with the lowest hydrogen equilibrium pressure is provided with the high temperature heating device 18 as shown in FIGS. 8 and 9. By providing the heat exchanger 8b for the hydride 8 with a partition wall 27 and a valve 28,
While heating with the high temperature heating device 18, it is possible to improve the heat exchanger 8b to prevent heat exchange with the low temperature heat medium as much as possible. Valve 28 is the eighth
It is also possible to use a check valve with a simple structure that closes when a low-temperature heat medium is flowing as shown in the figure and opens when a medium-temperature heat medium flows as shown in FIG.

また、一般に金属水素化物の熱伝率が低いため
熱媒体との熱交換性能が低下しやすい。この点を
改善するため熱交換器としてヒートパイプを使用
することが考えられる。このヒートパイプを使用
した第8図に相当する実施例を第10図に示す。
同図において5c,6c,7c,8cは、一方の
熱交換部を金属水素化物の中に、他方の熱交換部
を熱媒体の流れる熱交換装置の中に設けたヒート
パイプを利用した熱交換器である。このようにす
ることにより熱交換装置9,10の中の熱交換器
5c,6c,7c,8cの配置の自由度も大きく
なり、熱媒体の流通抵抗を少なくすることができ
る。
Furthermore, since metal hydrides generally have low thermal conductivity, their heat exchange performance with a heat medium tends to deteriorate. In order to improve this point, it is possible to use a heat pipe as a heat exchanger. FIG. 10 shows an embodiment using this heat pipe corresponding to FIG. 8.
In the same figure, 5c, 6c, 7c, and 8c are heat exchangers using heat pipes in which one heat exchange part is installed in a metal hydride and the other heat exchange part is installed in a heat exchange device through which a heat medium flows. It is a vessel. By doing so, the degree of freedom in arranging the heat exchangers 5c, 6c, 7c, and 8c in the heat exchangers 9 and 10 increases, and the flow resistance of the heat medium can be reduced.

以上の第3図〜第10図の実施例ででは、床暖
房のための熱移送装置について述べてきたが、こ
れらの実施例の動作温度レベルを下げ、第11図
のように低温熱媒体を冷蔵庫の冷却器29に循環
させ、中温熱媒体の熱を熱交換器30によつて空
気中に放熱することにより、低温を効率よく発生
させる熱移送装置として利用することもできる。
In the embodiments shown in Figs. 3 to 10 above, heat transfer devices for floor heating have been described, but by lowering the operating temperature level of these embodiments and using a low-temperature heat medium as shown in Fig. 11. It can also be used as a heat transfer device that efficiently generates low temperature by circulating the heat of the medium-temperature heat medium through the cooler 29 of the refrigerator and radiating the heat into the air through the heat exchanger 30.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、水素平衡圧の順に一つおきに
同じ熱交換装置にまとめることができるため、金
属水素化物の種類が増加しても、全体の装置とし
ては2つの熱交換器9,10にまとめることがで
きるため、熱媒体の制御の面でも、コストの面で
も有利となる。また熱移送装置の中で水素平衡圧
の一番低い金属水素化物を高温加熱装置で1サイ
クル中に1回加熱することにより、低温熱媒体か
ら3回以上吸熱し、中温熱媒に4回以上放熱でき
るため、極めて効率よく熱移送を行うことができ
る。
According to the present invention, since every other heat exchanger can be combined in the same heat exchanger in the order of hydrogen equilibrium pressure, even if the number of types of metal hydrides increases, the overall system requires only two heat exchangers 9 and 10. This is advantageous in terms of heat medium control and cost. In addition, by heating the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure in the heat transfer device once in one cycle using the high-temperature heating device, it absorbs heat from the low-temperature heat medium three or more times and transfers it to the medium-temperature heat medium four or more times. Since heat can be radiated, heat can be transferred extremely efficiently.

また、1台の高温加熱装置で、連続的に低温熱
媒体から連続して吸熱できるため装置の低コスト
化を図ることができる。
Further, since heat can be continuously absorbed from the low-temperature heat medium with one high-temperature heating device, the cost of the device can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の装置の金属水素化物の水素平衡
圧−温度線図、第2図a,bは従来の装置の模式
図、第3図は本発明の装置の一実施例の動作を示
す水素平衡圧−温度線図、第4図〜第11図は本
発明の装置の実施例を示す模式図である。 5,6,7,8……金属水素化物、5a,6
a,7a,8a……容器、5b,6b,7b,8
b……熱交換器、19,20,21,22……水
素導通路、23,24,25,26……水素制御
弁。
Figure 1 is a hydrogen equilibrium pressure-temperature diagram of a metal hydride in a conventional apparatus, Figures 2a and b are schematic diagrams of the conventional apparatus, and Figure 3 shows the operation of an embodiment of the apparatus of the present invention. Hydrogen equilibrium pressure-temperature diagrams, FIGS. 4 to 11 are schematic diagrams showing embodiments of the apparatus of the present invention. 5,6,7,8...metal hydride, 5a,6
a, 7a, 8a...container, 5b, 6b, 7b, 8
b... Heat exchanger, 19, 20, 21, 22... Hydrogen introduction path, 23, 24, 25, 26... Hydrogen control valve.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 金属水素化物を用いた熱移送装置において、
少なくとも、4種類以上の偶数種類の金属水素化
物、これらの金属水素化物を収納する容器、水素
平衡圧の最も高い金属水素化物が収納されている
容器から水素平衡圧の最も低い金属水素化物が収
納されている容器まで水素平衡圧の高い順にそれ
ぞれ2個の容器を順々に接続する水素導通路、水
素平衡圧の最も低い金属水素化物が収納されてい
る容器と水素平衡圧が最も高い金属水素化物が収
納されている容器とを接続する水素導通路、これ
らの水素導通路に設けた水素制御弁、金属水素化
物と容器の外部の低温熱媒体あるいは中温熱媒体
と熱交換させるための熱交換器、及び水素平衡圧
の最も低い金属水素化物を加熱する高温加熱装置
よりなり、水素平衡圧の最も高い金属水素化合物
容器から1つおきに容器の外部の低温熱媒体ある
いは中温熱媒体と熱交換させるための第1の熱交
換器に金属水素化合物容器に収納し、水素平衡圧
の2番目に高い金属水素化合物容器から1つおき
に容器の外部の低温熱媒体あるいは中温熱媒体と
熱交換させるための第2の熱交換器に金属水素化
合物容器に収納したことを特徴とする熱移送装
置。
1 In a heat transfer device using metal hydride,
At least four or more even types of metal hydrides, containers for storing these metal hydrides, and containers containing the metal hydride with the highest hydrogen equilibrium pressure to store the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure. A hydrogen conduction path connects two containers in order of their hydrogen equilibrium pressure to the container containing the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure, and a metal hydride with the highest hydrogen equilibrium pressure to the container containing the metal hydride with the highest hydrogen equilibrium pressure. Hydrogen conduction paths connecting the metal hydride to the container in which the metal hydride is stored, hydrogen control valves installed in these hydrogen conduction paths, and heat exchanger for exchanging heat between the metal hydride and the low-temperature heat medium or medium-temperature heat medium outside the container. and a high-temperature heating device that heats the metal hydride with the lowest hydrogen equilibrium pressure, and every other metal hydride container with the highest hydrogen equilibrium pressure exchanges heat with a low-temperature heat medium or a medium-temperature heat medium outside the container. The metal hydride container is stored in the first heat exchanger for the purpose of heating, and every other metal hydride container with the second highest hydrogen equilibrium pressure is exchanged with a low-temperature heat medium or a medium-temperature heat medium outside the container. 1. A heat transfer device, characterized in that a second heat exchanger for storage is housed in a metal hydride container.
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