JPH05215369A - 潜熱利用の冷却または加熱方法 - Google Patents
潜熱利用の冷却または加熱方法Info
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- JPH05215369A JPH05215369A JP28530892A JP28530892A JPH05215369A JP H05215369 A JPH05215369 A JP H05215369A JP 28530892 A JP28530892 A JP 28530892A JP 28530892 A JP28530892 A JP 28530892A JP H05215369 A JPH05215369 A JP H05215369A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 空気調和機等の冷却または加熱方法におい
て、蓄熱剤を熱媒として使用することにより熱搬送能力
を高め、熱効率のよい冷却または加熱方法を提供するこ
と。 【構成】 冷却または加熱方法において、熱媒を、蓄熱
剤を封入した多数の微小樹脂カプセルと水またはブライ
ンの混合物としたことを特徴とする。 【効果】 顕熱のみならず潜熱も搬送することができる
ため、熱搬送能力が高まり、熱媒の搬送管、帰還管の管
径を小さくすることができ、熱搬送動力の軽減が図れ
る。
て、蓄熱剤を熱媒として使用することにより熱搬送能力
を高め、熱効率のよい冷却または加熱方法を提供するこ
と。 【構成】 冷却または加熱方法において、熱媒を、蓄熱
剤を封入した多数の微小樹脂カプセルと水またはブライ
ンの混合物としたことを特徴とする。 【効果】 顕熱のみならず潜熱も搬送することができる
ため、熱搬送能力が高まり、熱媒の搬送管、帰還管の管
径を小さくすることができ、熱搬送動力の軽減が図れ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、冷却または加熱装置
（ヒートポンプ式、蓄熱槽式を含む）によって冷却また
は加熱した熱媒を熱交換器に供給し、熱交換が済んだ熱
媒を冷却または加熱装置に循環する循環方式を採用して
熱交換器を冷却または加熱するようにした冷却または加
熱方法に関するものである。
（ヒートポンプ式、蓄熱槽式を含む）によって冷却また
は加熱した熱媒を熱交換器に供給し、熱交換が済んだ熱
媒を冷却または加熱装置に循環する循環方式を採用して
熱交換器を冷却または加熱するようにした冷却または加
熱方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術及びその問題点】一般に、空気調和機の熱交
換器を冷却または加熱する方法として、冷却または加熱
装置と熱交換器との間で閉回路を構成し、冷却または加
熱装置で冷却または加熱された水またはブライン（例え
ばエチレングリコール）等の熱媒をこの閉回路内で循環
させて熱交換器を冷却または加熱させることにより、目
的物たる空気を冷却または加熱させる方法があるが、こ
の方法にあっては熱媒の顕熱のみを利用して熱交換する
ものであったため、熱搬送能力が悪いという欠点があっ
た。
換器を冷却または加熱する方法として、冷却または加熱
装置と熱交換器との間で閉回路を構成し、冷却または加
熱装置で冷却または加熱された水またはブライン（例え
ばエチレングリコール）等の熱媒をこの閉回路内で循環
させて熱交換器を冷却または加熱させることにより、目
的物たる空気を冷却または加熱させる方法があるが、こ
の方法にあっては熱媒の顕熱のみを利用して熱交換する
ものであったため、熱搬送能力が悪いという欠点があっ
た。
【０００３】そこで、蓄熱剤自体を熱媒として搬送管中
を流すことができれば、蓄熱剤の蓄熱原理である潜熱
（融解または凝固熱）も利用して熱交換することができ
ることによって一定熱量を送るのに搬送管の径も小径に
でき、熱搬送動力も小さくすることができるのではない
かとの観点から、水またはブラインに溶解しない蓄熱剤
を選択してこれをクラッシャーによって微粒子化し、こ
の微粒子化した蓄熱剤を水またはブラインと混合して搬
送管中を流してみたが、一旦粒子化した蓄熱剤同士が搬
送管中で大きな固まりとなって管路を閉塞することがあ
るだけでなく、蓄熱剤自体も水またはブラインに溶解せ
ず、かつ、搬送管を構成する金属を腐食しないものに限
られ、蓄熱剤の種類が限定される等の問題があって実施
不能であるとの結論に達した。
を流すことができれば、蓄熱剤の蓄熱原理である潜熱
（融解または凝固熱）も利用して熱交換することができ
ることによって一定熱量を送るのに搬送管の径も小径に
でき、熱搬送動力も小さくすることができるのではない
かとの観点から、水またはブラインに溶解しない蓄熱剤
を選択してこれをクラッシャーによって微粒子化し、こ
の微粒子化した蓄熱剤を水またはブラインと混合して搬
送管中を流してみたが、一旦粒子化した蓄熱剤同士が搬
送管中で大きな固まりとなって管路を閉塞することがあ
るだけでなく、蓄熱剤自体も水またはブラインに溶解せ
ず、かつ、搬送管を構成する金属を腐食しないものに限
られ、蓄熱剤の種類が限定される等の問題があって実施
不能であるとの結論に達した。
【０００４】
【発明の目的】本発明は、上記問題点である蓄熱剤同士
の結合を防止し、かつ、蓄熱剤の種類が限定されること
がないように蓄熱剤を樹脂でコーティングしたものつま
り蓄熱剤を樹脂製の微小カプセル内に封入したものを製
造し、これを水またはプライン中に混合し、この混合物
を熱媒として使用することにより熱搬送能力を高め、熱
効率のよい冷却または加熱方法を提供することを目的と
するものである。
の結合を防止し、かつ、蓄熱剤の種類が限定されること
がないように蓄熱剤を樹脂でコーティングしたものつま
り蓄熱剤を樹脂製の微小カプセル内に封入したものを製
造し、これを水またはプライン中に混合し、この混合物
を熱媒として使用することにより熱搬送能力を高め、熱
効率のよい冷却または加熱方法を提供することを目的と
するものである。
【０００５】
【発明の開示】本発明に係る潜熱利用の冷却または加熱
方法は、冷却または加熱装置と熱交換器との間で閉回路
を構成し、該冷却または加熱装置で冷却または加熱され
た熱媒をこの閉回路内で循環させて熱交換器を冷却また
は加熱させることにより目的物を冷却または加熱させる
ようにした冷却または加熱方法において、前記熱媒を、
蓄熱剤を封入した多数の微小樹脂カプセルと水またはブ
ラインとの混合物としたことを特徴とするものである。
方法は、冷却または加熱装置と熱交換器との間で閉回路
を構成し、該冷却または加熱装置で冷却または加熱され
た熱媒をこの閉回路内で循環させて熱交換器を冷却また
は加熱させることにより目的物を冷却または加熱させる
ようにした冷却または加熱方法において、前記熱媒を、
蓄熱剤を封入した多数の微小樹脂カプセルと水またはブ
ラインとの混合物としたことを特徴とするものである。
【０００６】本発明の実施に際して用いられる潜熱利用
の蓄熱剤としては水、共融物、無機水和物、疎水性有機
化合物等から選択され、相変化とりわけ液体−固体間の
相変化を伴うものが用いられるが、特に疎水性有機化合
物好ましくは石油パラフィン、カプリル酸、ラウリル
酸、ステアリン酸等のパラフィン、ワックス、脂肪酸、
炭素数１２以上の高級アルコール等の脂肪族炭化水素が
挙げられる。
の蓄熱剤としては水、共融物、無機水和物、疎水性有機
化合物等から選択され、相変化とりわけ液体−固体間の
相変化を伴うものが用いられるが、特に疎水性有機化合
物好ましくは石油パラフィン、カプリル酸、ラウリル
酸、ステアリン酸等のパラフィン、ワックス、脂肪酸、
炭素数１２以上の高級アルコール等の脂肪族炭化水素が
挙げられる。
【０００７】これら蓄熱剤のカプセル化手段としては、
例えば特開昭６２−１４５２号公報、同６２−４５６８
０号公報、同６２−１４９３３４号公報、同６２−２２
５２４１号公報、同６３−１１５７１８号公報、同６３
−２１７１９６号公報、特開平２−２５８０５２号公報
等に記載される方法を用いることができ、カプセルの膜
材としてはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ
アクリルアミド、エチルセルロース、ゼラチンとカルボ
キシメチルセルロース若しくはアラビアゴムとのコアセ
ルベーションを利用した合成あるいは天然の樹脂等が用
いられる。
例えば特開昭６２−１４５２号公報、同６２−４５６８
０号公報、同６２−１４９３３４号公報、同６２−２２
５２４１号公報、同６３−１１５７１８号公報、同６３
−２１７１９６号公報、特開平２−２５８０５２号公報
等に記載される方法を用いることができ、カプセルの膜
材としてはポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリ
アクリルアミド、エチルセルロース、ゼラチンとカルボ
キシメチルセルロース若しくはアラビアゴムとのコアセ
ルベーションを利用した合成あるいは天然の樹脂等が用
いられる。
【０００８】
【実施例１】目的物を冷却する場合の本発明方法の第一
実施例を図１について具体的に説明する。図１は、本発
明方法を実施するための装置の概略構成図で、１は、圧
縮機１１、凝縮機１２及び冷却部１３から成る冷却装
置、２は、熱交換器、３、４は、それぞれ搬送管、帰還
管で、冷却部１３と熱交換器２との間で閉回路を構成
し、熱媒（冷媒）をポンプ５によってこの閉回路内を循
環させる。この熱媒は、平均粒径１０μ以下好ましくは
０．１〜５μの多数の樹脂製球形カプセル中に前述の蓄
熱剤を封入したものと、水またはブラインの混合物より
成るもので、蓄熱剤としては、０℃以上２０℃以下好ま
しくは０℃以上１０℃以下の温度で相変化つまり凝固す
るものが最適で、蓄熱剤の総量と水またはブラインの量
との比は、４／６程度のときが好ましい。前記冷却装置
１の駆動により冷却された熱媒は、ポンプ５により搬送
管３を介して熱交換器２に送られ、熱交換器通過後、帰
還管４を介して再び冷却部１３に帰還し、ポンプ５の駆
動中この循環が行われる。上記熱媒の循環により熱交換
器２が冷却され、目的物が空気つまり空気調和機の場合
は空気との間で熱交換が行われ冷風が被空調域な供給さ
れる。
実施例を図１について具体的に説明する。図１は、本発
明方法を実施するための装置の概略構成図で、１は、圧
縮機１１、凝縮機１２及び冷却部１３から成る冷却装
置、２は、熱交換器、３、４は、それぞれ搬送管、帰還
管で、冷却部１３と熱交換器２との間で閉回路を構成
し、熱媒（冷媒）をポンプ５によってこの閉回路内を循
環させる。この熱媒は、平均粒径１０μ以下好ましくは
０．１〜５μの多数の樹脂製球形カプセル中に前述の蓄
熱剤を封入したものと、水またはブラインの混合物より
成るもので、蓄熱剤としては、０℃以上２０℃以下好ま
しくは０℃以上１０℃以下の温度で相変化つまり凝固す
るものが最適で、蓄熱剤の総量と水またはブラインの量
との比は、４／６程度のときが好ましい。前記冷却装置
１の駆動により冷却された熱媒は、ポンプ５により搬送
管３を介して熱交換器２に送られ、熱交換器通過後、帰
還管４を介して再び冷却部１３に帰還し、ポンプ５の駆
動中この循環が行われる。上記熱媒の循環により熱交換
器２が冷却され、目的物が空気つまり空気調和機の場合
は空気との間で熱交換が行われ冷風が被空調域な供給さ
れる。
【０００９】
【実施例２】図２は、図１の装置に蓄熱槽１４を付加し
た第２実施例たる概略構成図で、低廉な深夜電力を使用
して冷却装置１を駆動し、熱媒を蓄熱槽１４との間で循
環させて冷蓄熱させ、これをポンプ１５によって熱交換
器２に供給して熱交換器２を冷却させるもので、その他
については実施例１と同様である。
た第２実施例たる概略構成図で、低廉な深夜電力を使用
して冷却装置１を駆動し、熱媒を蓄熱槽１４との間で循
環させて冷蓄熱させ、これをポンプ１５によって熱交換
器２に供給して熱交換器２を冷却させるもので、その他
については実施例１と同様である。
【００１０】
【発明の作用】冷却装置の駆動によって冷却された閉回
路内の熱媒中の全カプセル内の蓄熱剤は凝固して潜熱を
保有しているため、熱交換器２に至る搬送管３中での熱
損失が少なく、熱交換器２おける空気等との熱交換の際
も主に蓄熱剤の融解熱が利用され、また、顕熱交換も含
め空気側との交換熱量も非常に大きくなると共に、冷却
部１３に帰還した熱媒中のカプセル内の蓄熱剤も極めて
微小であることと相まって効率よく直ちに凝固するため
冷却効率がよいものである。
路内の熱媒中の全カプセル内の蓄熱剤は凝固して潜熱を
保有しているため、熱交換器２に至る搬送管３中での熱
損失が少なく、熱交換器２おける空気等との熱交換の際
も主に蓄熱剤の融解熱が利用され、また、顕熱交換も含
め空気側との交換熱量も非常に大きくなると共に、冷却
部１３に帰還した熱媒中のカプセル内の蓄熱剤も極めて
微小であることと相まって効率よく直ちに凝固するため
冷却効率がよいものである。
【００１１】カプセルの大きさは、その平均粒径を１０
μ以下のブラウン運動をする域まで小さくすることによ
り水またはブラインとの混合物中の蓄熱剤入りのカプセ
ルは該混合物中で均一に分散される。
μ以下のブラウン運動をする域まで小さくすることによ
り水またはブラインとの混合物中の蓄熱剤入りのカプセ
ルは該混合物中で均一に分散される。
【００１２】また、加熱方法の場合は、図１、図２の冷
却装置１に代えて加熱装置を使用し、カプセル内の蓄熱
剤として５０℃以下３０℃以上の温度で相変化つまり溶
融するものを選択しておけば、冷却方法の場合と同じく
潜熱たる凝固熱が利用され、搬送管中での熱損失が少な
く、顕熱交換も含め空気側との交換熱量も非常に大きく
なると共に、カプセル内の蓄熱剤も極めて微小であるこ
とと相まって効率よく直ちに融解するため、加熱効率が
よいものである。
却装置１に代えて加熱装置を使用し、カプセル内の蓄熱
剤として５０℃以下３０℃以上の温度で相変化つまり溶
融するものを選択しておけば、冷却方法の場合と同じく
潜熱たる凝固熱が利用され、搬送管中での熱損失が少な
く、顕熱交換も含め空気側との交換熱量も非常に大きく
なると共に、カプセル内の蓄熱剤も極めて微小であるこ
とと相まって効率よく直ちに融解するため、加熱効率が
よいものである。
【００１３】
【発明の効果】本発明に係る潜熱利用の冷却または加熱
方法によれば、熱媒として蓄熱剤を封入した多数の微小
樹脂カプセルと水またはブラインの混合物を使用したも
のであるから、潜熱を含めた熱搬送が可能となり、蓄熱
剤自体も樹脂製皮膜で保護されているため、粒子化され
た蓄熱剤同士が結合して搬送管路を閉塞するようなこと
がなく、水またはブラインに溶解する性質の蓄熱剤であ
っても使用することができ、用途に応じて蓄熱剤の種類
を自由に選択することができるものである。
方法によれば、熱媒として蓄熱剤を封入した多数の微小
樹脂カプセルと水またはブラインの混合物を使用したも
のであるから、潜熱を含めた熱搬送が可能となり、蓄熱
剤自体も樹脂製皮膜で保護されているため、粒子化され
た蓄熱剤同士が結合して搬送管路を閉塞するようなこと
がなく、水またはブラインに溶解する性質の蓄熱剤であ
っても使用することができ、用途に応じて蓄熱剤の種類
を自由に選択することができるものである。
【００１４】また、熱媒として蓄熱剤を封入した微小樹
脂カプセルの平均粒径を１０μ以下とし、水またはブラ
インの混合物を使用することにより、熱媒中のカプセル
と流体媒質との間に多少の比重差があってもブラウン運
動によってカプセルつまり蓄熱剤が均一に分散し、搬送
される熱量が一定すると共に潜熱を含めた熱搬送が可能
となり、蓄熱剤自体も樹脂製皮膜で保護されているた
め、粒子化された蓄熱剤同士が結合して搬送管路を閉塞
するようなことがなく、たとえ樹脂製皮膜が破れても蓄
熱剤は疎水性であるので、熱媒中の流体媒質に溶解する
ことがなく、独立した微粒子状態を保ち、蓄熱性能が低
下することがないだけでなく、搬送管を腐食させるよう
なことがないものである。
脂カプセルの平均粒径を１０μ以下とし、水またはブラ
インの混合物を使用することにより、熱媒中のカプセル
と流体媒質との間に多少の比重差があってもブラウン運
動によってカプセルつまり蓄熱剤が均一に分散し、搬送
される熱量が一定すると共に潜熱を含めた熱搬送が可能
となり、蓄熱剤自体も樹脂製皮膜で保護されているた
め、粒子化された蓄熱剤同士が結合して搬送管路を閉塞
するようなことがなく、たとえ樹脂製皮膜が破れても蓄
熱剤は疎水性であるので、熱媒中の流体媒質に溶解する
ことがなく、独立した微粒子状態を保ち、蓄熱性能が低
下することがないだけでなく、搬送管を腐食させるよう
なことがないものである。
【００１５】更に、本発明方法によれば、潜熱を含めた
熱搬送が可能となったため、従来の水またはブラインに
よる顕熱のみの搬送に比べて蓄熱剤の蓄熱能力の違いに
よって多少の差はあるが、５倍以上の熱搬送能力を有す
ることになり、配管断面積を１／５以下と小さくしても
冷却または加熱能力の低下をきたさないため、搬送管、
帰還管の管径を小さくすることができ、これによって外
部からの熱の吸収量または外部への熱の放出量を少なく
することができるため、蓄熱効果を長時間に亘って維持
することができると共に施工性の向上が図れ、管径を従
来通りの寸法とすれば液粘性の違いはあっても液量が少
なくて済むため、熱搬送動力の軽減による運転費その他
コストの低減が図れるものである。
熱搬送が可能となったため、従来の水またはブラインに
よる顕熱のみの搬送に比べて蓄熱剤の蓄熱能力の違いに
よって多少の差はあるが、５倍以上の熱搬送能力を有す
ることになり、配管断面積を１／５以下と小さくしても
冷却または加熱能力の低下をきたさないため、搬送管、
帰還管の管径を小さくすることができ、これによって外
部からの熱の吸収量または外部への熱の放出量を少なく
することができるため、蓄熱効果を長時間に亘って維持
することができると共に施工性の向上が図れ、管径を従
来通りの寸法とすれば液粘性の違いはあっても液量が少
なくて済むため、熱搬送動力の軽減による運転費その他
コストの低減が図れるものである。
【００１６】また、冷却方法の場合、０℃以上の温度で
凝固する蓄熱剤を使用しているので、冷却装置も小さな
ものでよく、消費電力の少ない小型の冷却装置を使用す
ることができて経済的であり、蓄熱剤の潜熱を主に交換
させる方法で運転したときは、搬送管と帰還管中の熱媒
の温度差を小さくすることができるため、両管を二重管
式或いは接合式とすることができ、配管工事並びに断熱
処理が簡単に行え、断熱効果を高めることができるもの
である。
凝固する蓄熱剤を使用しているので、冷却装置も小さな
ものでよく、消費電力の少ない小型の冷却装置を使用す
ることができて経済的であり、蓄熱剤の潜熱を主に交換
させる方法で運転したときは、搬送管と帰還管中の熱媒
の温度差を小さくすることができるため、両管を二重管
式或いは接合式とすることができ、配管工事並びに断熱
処理が簡単に行え、断熱効果を高めることができるもの
である。
【図１】本発明方法を実施するための装置の概略説明図
である。
である。
【図２】本発明方法を実施するための第２例の概略説明
図である。
図である。
１ 冷却装置 １４ 蓄熱槽 １５ ポンプ ２ 熱交換器 ３ 搬送管 ４ 帰還管 ５ ポンプ
Claims (4)
- 【請求項１】 冷却または加熱装置と熱交換器との間で
閉回路を構成し、該冷却または加熱装置によって冷却ま
たは加熱された熱媒をこの閉回路内で循環させて熱交換
器を冷却または加熱させることにより、目的物を冷却ま
たは加熱させるようにした冷却または加熱方法におい
て、前記熱媒を、蓄熱剤を封入した多数の微小樹脂カプ
セルと水またはブラインの混合物としたことを特徴とす
る冷却または加熱方法。 - 【請求項２】 請求項１の蓄熱剤が、パラフィン等の疎
水性有機化合物から成ることを特徴とする請求項１記載
の潜熱利用の冷却または加熱方法。 - 【請求項３】 請求項１の微小樹脂カプセルが、１０μ
以下の平均粒径を有することを特徴とする請求項１記載
の冷却または加熱方法。 - 【請求項４】 請求項１の冷却または加熱装置を、蓄熱
槽を含むものとしたことを特徴とする請求項１記載の潜
熱利用の冷却または加熱方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28530892A JPH05215369A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-29 | 潜熱利用の冷却または加熱方法 |
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32224391 | 1991-09-30 | ||
| JP3-322243 | 1991-12-05 | ||
| JP36042591 | 1991-12-05 | ||
| JP3-360425 | 1991-12-05 | ||
| JP28530892A JPH05215369A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-29 | 潜熱利用の冷却または加熱方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215369A true JPH05215369A (ja) | 1993-08-24 |
Family
ID=27337164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28530892A Pending JPH05215369A (ja) | 1991-09-30 | 1992-09-29 | 潜熱利用の冷却または加熱方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05215369A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005094993A (ja) * | 2003-09-11 | 2005-04-07 | Nikon Corp | 保持部材、冷媒、冷却方法及び冷却装置、リニアモータ装置及びステージ装置、並びに露光装置 |
| JP2006523744A (ja) * | 2003-04-17 | 2006-10-19 | ビーエーエスエフ アクチェンゲゼルシャフト | マイクロカプセル水性分散液の伝熱液としての使用 |
| JP2009300007A (ja) * | 2008-06-13 | 2009-12-24 | Daikin Ind Ltd | 温調装置 |
| WO2013128778A1 (ja) * | 2012-03-01 | 2013-09-06 | 株式会社日立プラントテクノロジー | 熱搬送システム |
| JP2014057399A (ja) * | 2012-09-11 | 2014-03-27 | Kyocera Corp | 発電装置および発電システム |
| US10703951B2 (en) | 2015-06-19 | 2020-07-07 | Daicel Corporation | Heat-transport medium including latent heat storage material, mixture for heat transport, and heat transport method |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02115640A (ja) * | 1988-10-25 | 1990-04-27 | Matsushita Electric Works Ltd | 冷却システム |
-
1992
- 1992-09-29 JP JP28530892A patent/JPH05215369A/ja active Pending
Patent Citations (1)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980804 |