JPH06194077A - 熱交換装置 - Google Patents

熱交換装置

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Publication number
JPH06194077A
JPH06194077A JP4357887A JP35788792A JPH06194077A JP H06194077 A JPH06194077 A JP H06194077A JP 4357887 A JP4357887 A JP 4357887A JP 35788792 A JP35788792 A JP 35788792A JP H06194077 A JPH06194077 A JP H06194077A
Authority
JP
Japan
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pipe
hydrogen
temperature side
heat
heating
Prior art date
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Pending
Application number
JP4357887A
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English (en)
Inventor
Kenji Nasako
賢二 名迫
Koichi Sato
広一 佐藤
Teruhiko Imoto
輝彦 井本
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Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
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Publication of JPH06194077A publication Critical patent/JPH06194077A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加熱手段の低コスト化に寄与する。 【構成】 高温側熱交換容器5は、水素吸蔵合金を充填
したフィン18を有する管型合金充填容器17の集合体
とする構成とすると共に、各管型合金充填容器17には
水素配管と熱媒体の流路としての作動液管とを貫通して
配置した。また、加熱部9は、ヒータ20を有し、この
加熱部9の一端にパイプ22aでバルブ24aを介して
接続し、このパイプ22aの他端側を分岐管23によっ
て各管型合金充填容器17の作動液管の一端に接続する
一方、作動液管の他端にパイプ22bを接続してバルブ
24bを介して加熱部9の他端に接続するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金を利用し
て冷熱または温熱を発生するための熱交換装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】近年、太陽熱あるいは各種廃熱を利用し
て水素吸蔵合金による冷暖房装置およびそれに伴う水素
吸蔵合金の反応熱を利用した熱交換器が種々提案されて
いる。その一例として、特開平4ー55690号公報に
は、冷暖房装置の具体的なものとして、次に説明するも
のがある。
【0003】この装置は、熱伝導性良好な材料で中空扁
平状に形成された外壁と、この外壁対向面を連結するよ
うに形成し、加熱室と水素吸蔵合金収納室とを仕切る、
熱伝導性良好な材料からなる仕切板と、加熱室に収納さ
れた加熱手段と、水素吸蔵合金収納室に収納された水素
吸蔵合金と、水素吸蔵合金収納室部分の外壁に形成され
た水素吸放出管とで水素吸放出装置を構成している。
【0004】また、こうした水素吸放出装置を複数積層
し、これら、各水素吸放出装置間に伝熱促進用のフィン
を設けてなる熱交換器を形成している。
【0005】これによって、水素吸蔵合金への熱の供給
が効率的に行えるコンパクトな水素吸放出装置が提供さ
れる。また、こうした水素吸放出装置を複数放熱フィン
を介して積層することにより熱交換効率の高い熱交換器
を実現している。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た熱交換器のそれぞれの水素吸放出管は、それぞれ加熱
手段としてヒータを備えているためコスト面で問題があ
った。
【0007】すなわち、水素吸放出管を備える熱交換器
では、水素吸放出管に充填された水素吸蔵合金を加熱し
て高圧の水素を対応して連通する他の熱交換器へ放出し
て再生する必要があり、従来、加熱用ヒータが各々の水
素吸放出管に備えられていたため全体で多数のヒータを
要し、高価となっていた。
【0008】そこで、本発明は1ケ所で発生した加熱蒸
気を多数の水素吸放出管へ供給する低コストの熱交換装
置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は、ヒータを内蔵
し熱媒体を蒸発させる加熱部の両側にパイプを設ける一
方、水素吸蔵合金を内蔵した円管状の気密容器の一方の
端面には、水素配管を気密に取り付けると共に、前記円
管状の気密容器の両端面を気密に貫通して熱媒体体の通
る作動液管を配設してなる複数本の熱交換器を、平行に
配置された複数枚の放熱フィンと管軸が直交する方向に
適宜の間隔を置いて植設し、前記各作動管を前記容器の
両端側で1本に結合して前記パイプの両端部にバルブを
介して接続するようにしたものである。
【0010】
【作用】上記構成により、熱交換容器へ供給する熱媒体
が1ケ所の加熱部から供給するから装置の低コストが図
られ、しかも、ヒートパイプを利用していているため伝
熱が迅速で、かつ、温度の均一性が達成できる。また、
熱媒体が蒸気であるため熱交換器内に滞留する熱媒体の
顕熱の損失を少なくすることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の熱交換装置を花卉育成システ
ムに適用した実施例について図面に沿って詳細に説明す
る。ここでいう花卉育成システムとは、花にとって最も
適した温度、湿度を供給し、開花時期を調節したり、寿
命を延ばしたりするため、花を収納するショーケースに
冷熱を供給する熱源を搭載したものである。
【0012】図1は、花卉育成システムの概念図であ
り、1は該花卉育成システムの外形を構成する筺体、2
は該筺体1の上部を占有する冷房庫、3は前記冷房庫2
の下方に位置しノルマルテトラデカン
【0013】
【化1】 を主成分とするパラフィン系の蓄冷材を4kg充填した
蓄冷器、4は蓄冷器3の下方の位置し水素吸蔵合金A
【0014】
【化2】 を9kg充填した低温側熱交換容器、5は前記低温側熱
交換容器4の下方に位置し水素吸蔵合金B
【0015】
【化3】 を9kg充填した高温側熱交換容器、6,7,8は各々
前記蓄冷器3、低温側熱交換容器4、高温側熱交換容器
5の近傍に設けられ前記冷房庫2に送る空気流を形成す
るためのファン、9は前記高温側熱交換容器5に対して
冷熱モード後の予備モードおよび再生モードに熱供給す
る加熱部、10〜16は前記冷房庫2と、蓄冷器3、低
温側熱交換容器4および高温側熱交換容器5との連通状
態を切り換えて該冷暖房庫2に冷熱あるいは温熱を供給
するためのダンパである。そして、前記低温側熱交換容
器4と高温側熱交換容器5とはバルブを途中に有する図
示しない水素配管にて連結され両者の間を水素が移動可
能になされている。
【0016】ここで、高温側熱交換容器5と加熱部9と
を図2を参照して詳細に説明する。
【0017】高温側熱交換容器5は、水素吸蔵合金Bを
内蔵した円管状の気密容器の一方の端面には、水素配管
を気密に取り付けると共に、前記円管状の気密容器の両
端面を気密に貫通して熱媒体体の通る作動液管を配設し
てなる複数本の熱交換器としての高温側合金充填容器1
7を、平行に配置された複数枚の放熱アルミフィン18
と管軸が直交する方向に適宜の間隔を置いて植設してい
る。
【0018】一方、加熱部9は、熱媒体を蒸気とする加
熱槽にヒータ20が配設され、このヒータ20には電源
装置21が接続されている。また、加熱部9には、パイ
プ22aが配設され、このパイプ22aは分岐管23に
よって高温側熱交換容器5の高温側合金充填容器17の
一端の作動液管に接続され、作動液管の他端に図示しな
い分岐管を経由してパイプ22bが接続され、これらパ
イプ22a,22bにバルブ24a,24bが配置され
ている。
【0019】さらに、加熱部9には、バルブ26aを介
してドレン抜きの配管27が設けられると共に、バルブ
26bを介して媒体補給のための供給配管29が設けら
れている。
【0020】次に、各々の高温側合金充填容器17は、
図3に示すように、その一端には水素配管101が接続
され、その水素配管101の水素吸排気孔102には、
各高温側合金充填容器17の水素吸蔵合金Bの上部に水
素ガスを流通させるための水素フィルタ103が接続さ
れている。そして、各高温側合金充填容器17の他端に
は、水素吸蔵合金Bを充填するための合金充填管104
が接続されており、合金充填後にその合金充填管104
の外部露出端を封着している。
【0021】また、各高温側合金充填容器17の下側に
は、水素吸蔵合金Bを加熱するための作動液管105が
貫通しており、再生モードおよび予備モードに作動液管
105へ流れる蒸気によって水素吸蔵合金Bが加熱され
る。各高温側合金充填容器17のアルミフィン18が装
着されていない両端内部には、水素吸蔵合金Bを挟み込
むようにセラミックファイバ系断熱材106が設けられ
ている。
【0022】一方、低温側熱交換容器4は、並列接続し
た複数の円筒状の低温側合金充填容器30から構成さ
れ、その各低温側合金充填容器30は、バルブ(図示せ
ず)を途中に有する共通の水素配管を介して高温側熱交
換容器5と連結され、同時に水素ガスを吸排気してい
る。
【0023】そして、低温側合金充填容器30は、図4
に示すように、その一端には水素配管101が接続さ
れ、その水素配管101の水素吸排気孔107には、水
素吸蔵合金Aの略中心部に水素ガスを流通させるための
水素フィルタ108が接続されている。なお、水素フィ
ルタ108は、焼結金属、ガラスウールなどの多孔質フ
ィルタで形成され、水素ガスを各低温側合金充填容器3
0の始端から終端まで満遍無く行き渡るようにしてい
る。
【0024】また、各低温側合金充填容器30の他端に
は、水素吸蔵合金Aを各低温側合金充填容器30に充填
するための合金充填管109が接続されており、合金充
填後にその合金充填管109の外部露出端を封着してい
る。
【0025】次に、上記構成を有する花卉育成システム
について図5乃至図8に沿って動作を説明する。
【0026】[冷房運転時]初期状態では、低温側熱交
換容器4内の水素吸蔵合金は、水素と結合した金属水素
化物の状態にあるものとする。低温側熱交換容器4内の
水素吸蔵合金は同一温度で水素平衡圧が高温側熱交換容
器5の水素吸蔵合金よりも高く、水素配管のバルブを開
くと水素吸蔵合金Aから水素が解離して水素吸蔵合金B
へ移動する。
【0027】この運転モードでは、低温側熱交換容器4
では吸熱反応となり、一方、高温側熱交換容器5では発
熱反応となるので、低温側熱交換容器4にて冷熱が発生
し、高温側熱交換容器5にて温熱が発生する。このと
き、ダンパ10〜16の状態は、図5に示す如く、ダン
パ10が斜め、ダンパ11,12が垂直、ダンパ13〜
16は水平であって低温側熱交換容器4と高温側熱交換
容器5とは熱的に分離されている。また、ファン6,
7,8は全て回転起動せしめられている。
【0028】このとき、低温側熱交換容器4で発生した
冷熱は、図5に示すようにダクト31aを介して冷房庫
2(矢印aで示す)および蓄冷器3へ供給され、冷房庫
2を冷やすと共に、蓄冷器3と低温側熱交換容器4との
間を循環して余った冷熱を蓄冷器3に蓄積する。また、
高温側熱交換容器5で生じた温熱は、ダクト31bを通
り排気孔32より外気に放出される。
【0029】そして、以上の冷熱モードを所定時間行わ
せた後、後述する再生モードに移るため予備モードを行
う。
【0030】予備モードでは、図6に示すようにダンパ
15、16を高温側熱交換容器5と外気とが遮断状態と
なる垂直位置に回動させる。また、高温側熱交換容器5
と低温側熱交換容器4を連通する水素配管のバルブは閉
じられる。
【0031】ここで、図2で説明した加熱部9のバルブ
24a,24bが開かれると、ヒートパイプの作用によ
り加熱部9から作動液蒸気がパイプ22aによって分岐
管23を介して高温側熱交換容器5へ流入する。高温側
熱交換容器5では、図3に示した各高温側合金充填容器
17に備える作動液管105の一端から蒸気が流入して
水素吸蔵合金Bを暖めつつ、作動液管105の他端から
流出してパイプ22bから回収される。この状態が所定
時間行われ高温側熱交換容器5の水素吸蔵合金Bは高
温、高圧の状態とされる。
【0032】この場合、本実施例では、高熱側合金充填
容器17に供給する熱媒体が1ケ所の加熱部9から供給
されるから装置の低コストが図られ、ヒートパイプを用
いているため伝熱が迅速で、かつ、温度の均一性が達成
できる。熱媒体が蒸気であるため熱交換器内に滞留する
熱媒体の顕熱損失が少ないという効果がある。なお、作
動液の循環は、自由落下方式とし、高温側熱交換容器5
から作動液が流出する側を若干下げる方が好ましい。
【0033】以上の予備モードを行わせた後、以下の再
生モードを行う。
【0034】[再生モード]上記予備モード終了後に
は、ダンパー11、12を回動させ冷房庫2のダクト3
1aを閉塞する。このとき高温側熱交換容器5内の水素
吸蔵合金Bは水素平衡圧が低温側熱交換容器4内の水素
吸蔵合金Aよりも高くなり、水素配管のバルブを開く
と、水素吸蔵合金Bから水素が解離して水素吸蔵合金A
に移行する。この場合も、水素吸蔵合金Bから水素が解
離により温度が低下するから加熱部9からバルブ24
a,24bが開かれた状態で熱媒体(作動液蒸気)が高
温側熱交換容器5へ供給されている。
【0035】この再生モードでは、図7に示すように、
ダンパ11,12を水平に切り換えることによって冷房
庫2から低温側熱交換容器4を熱的に切り離し、このと
き、冷暖房庫2には蓄冷器3からの冷熱が供給されてい
る(矢印cで示す)。これによつて、引き続き冷房庫2
内の冷房を行う一方、水素が復帰した低温側熱交換容器
4での発熱による温熱は、ダクト31cを介して外気に
放出される。なお、ダンパー15、16は垂直となって
いる。
【0036】なお、本実施例では、冷房の場合について
説明したが、冷房に限ることなく、暖房の場合にも本発
明の熱交換器を適用して実施することができる。この場
合には熱交換器に加熱部から熱媒体を供給して熱交換器
の発生熱を利用して行う。
【0037】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、熱
媒体が1ケ所の加熱部から供給できるから、加熱手段の
低コストが図られ、しかも、ヒートパイプを利用してい
るため伝熱が迅速で、かつ、温度の均一性が達成でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す熱交換装置を利用した
花卉育成システムの概略図。
【図2】図1の実施例の高温側熱交換容器と加熱部の構
成を示す概略図。
【図3】図1の高温側熱交換容器に用いられる高温側合
金充填容器の要部断面図。
【図4】図1の低温側熱交換容器に用いられる低温側合
金充填容器の要部断面図。
【図5】図1の花卉育成システムの冷熱モードの動作を
示す説明図。
【図6】図1の花卉育成システムの予備モードの動作を
示す説明図。
【図7】図1の花卉育成システムの再生モードの動作を
示す説明図。
【符号の説明】
2 冷房庫 3 蓄冷器 4 低温側熱交換容器 5 高温側熱交換容器 6,7,8 ファン 9 加熱部 10,11,12,13,14,15,16 ダンパ 17 高温側合金充填容器 18 アルミフィン 20 ヒータ 21 電源装置 22a,22b パイプ 23 分岐管 24a,24b バルブ 30 低温側合金充填容器 31a,31b,31c ダクト

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ヒータを内蔵し熱媒体を蒸発させる加熱
    部の両側にパイプを設ける一方、水素吸蔵合金を内蔵し
    た円管状の気密容器の一方の端面には、水素配管を気密
    に取り付けると共に、前記円管状の気密容器の両端面を
    気密に貫通して熱媒体の通る作動液管を配設してなる複
    数本の熱交換器を、平行に配置された複数枚の放熱フィ
    ンと管軸が直交する方向に適宜の間隔を置いて植設し、
    前記各作動管を前記容器の両端側で1本に結合して前記
    パイプの両端部にバルブを介して接続してなることを特
    徴とする熱交換装置。
JP4357887A 1992-12-25 1992-12-25 熱交換装置 Pending JPH06194077A (ja)

Priority Applications (1)

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JP4357887A JPH06194077A (ja) 1992-12-25 1992-12-25 熱交換装置

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JP4357887A JPH06194077A (ja) 1992-12-25 1992-12-25 熱交換装置

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ID=18456450

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JP (1) JPH06194077A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020071572A (ko) * 2001-03-07 2002-09-13 차승식 수소저장합금을 이용한 냉난방장치의 개방형 및 밀폐형헤더의 구조
WO2016009916A1 (ja) * 2014-07-15 2016-01-21 株式会社豊田自動織機 化学蓄熱装置

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KR20020071572A (ko) * 2001-03-07 2002-09-13 차승식 수소저장합금을 이용한 냉난방장치의 개방형 및 밀폐형헤더의 구조
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