JPH06213586A - 流動層式蓄熱装置 - Google Patents
流動層式蓄熱装置Info
- Publication number
- JPH06213586A JPH06213586A JP5021624A JP2162493A JPH06213586A JP H06213586 A JPH06213586 A JP H06213586A JP 5021624 A JP5021624 A JP 5021624A JP 2162493 A JP2162493 A JP 2162493A JP H06213586 A JPH06213586 A JP H06213586A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- water
- heat
- tank
- clathrate
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 クラスレート蓄熱装置において、圧縮機に損
傷を与えず、かつ省エネ運転も可能な装置を得る。 【構成】 上方のオーバーフロー孔１５と、下方の多孔
板４を有する蓄熱槽１内に、球状カプセル内に水と低沸
点化合物とを封入した蓄熱ボール３を充填し、三方弁１
０，１１の切り替えにより水を、冷水供給ポンプ５によ
り、蓄熱槽１と負荷７を循環させる回路と、蓄熱槽１
と、冷凍機９に連結する熱交換器８とを冷水循環ポンプ
６により循環させる回路とに切り替える。水を熱交換器
８に通す蓄熱過程で蓄熱ボール３中にクラスレートを生
成し、負荷７に通す放熱過程でクラスレートは分解す
る。
傷を与えず、かつ省エネ運転も可能な装置を得る。 【構成】 上方のオーバーフロー孔１５と、下方の多孔
板４を有する蓄熱槽１内に、球状カプセル内に水と低沸
点化合物とを封入した蓄熱ボール３を充填し、三方弁１
０，１１の切り替えにより水を、冷水供給ポンプ５によ
り、蓄熱槽１と負荷７を循環させる回路と、蓄熱槽１
と、冷凍機９に連結する熱交換器８とを冷水循環ポンプ
６により循環させる回路とに切り替える。水を熱交換器
８に通す蓄熱過程で蓄熱ボール３中にクラスレートを生
成し、負荷７に通す放熱過程でクラスレートは分解す
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は球状カプセル内に水と
低沸点化合物とを封入した蓄熱ボールを利用し、ボール
内にクラスレートを生成・分解し、冷熱を蓄熱・放熱す
るようにした流動層式蓄熱装置に関する。
低沸点化合物とを封入した蓄熱ボールを利用し、ボール
内にクラスレートを生成・分解し、冷熱を蓄熱・放熱す
るようにした流動層式蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のクラスレート蓄熱システムを図４
に示すと、蓄熱槽３１に水を入れ、膨張弁３４を通過し
た液状のフロン等の低沸点化合物を蓄熱槽３１内の水中
に直接噴霧すると、低沸点化合物の一部は気化して周囲
の水から熱を奪うため水の温度は低下し、１０℃内外の
温度でクラスレートが生成され、冷熱を蓄える方式を採
用している。蓄熱槽３１内の冷却された水は、供給ポン
プ３５で負荷（冷房さるべき部室など）３６に送られ、
温度を上げて蓄熱槽３１に戻ってくる。蓄熱槽３１の上
部には低沸点化合物のガス３７がたまり、下部には水と
クラスレートと液状の低沸点化合物３８が存在する。そ
して、前記の如くガス状の低沸点化合物３７は圧縮機３
２、凝縮器３３を経て液状に戻り、膨張弁３４を経て蓄
熱槽３１内の水中に噴霧され気化して周囲の水から熱を
奪う過程をくり返す。
に示すと、蓄熱槽３１に水を入れ、膨張弁３４を通過し
た液状のフロン等の低沸点化合物を蓄熱槽３１内の水中
に直接噴霧すると、低沸点化合物の一部は気化して周囲
の水から熱を奪うため水の温度は低下し、１０℃内外の
温度でクラスレートが生成され、冷熱を蓄える方式を採
用している。蓄熱槽３１内の冷却された水は、供給ポン
プ３５で負荷（冷房さるべき部室など）３６に送られ、
温度を上げて蓄熱槽３１に戻ってくる。蓄熱槽３１の上
部には低沸点化合物のガス３７がたまり、下部には水と
クラスレートと液状の低沸点化合物３８が存在する。そ
して、前記の如くガス状の低沸点化合物３７は圧縮機３
２、凝縮器３３を経て液状に戻り、膨張弁３４を経て蓄
熱槽３１内の水中に噴霧され気化して周囲の水から熱を
奪う過程をくり返す。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述の如き従来のクラ
スレート蓄熱システムでは、蓄熱槽内で気化した一部の
低沸点化合物のガスは、水と直接接触して充分に水分を
含んだ状態にあるためこのガスを圧縮機で昇圧すること
は機械の寿命にも悪影響を及ぼす。さらに、低沸点化合
物のガスと水とが加水分解して腐食性の酸性物質を生成
するという不具合もある。
スレート蓄熱システムでは、蓄熱槽内で気化した一部の
低沸点化合物のガスは、水と直接接触して充分に水分を
含んだ状態にあるためこのガスを圧縮機で昇圧すること
は機械の寿命にも悪影響を及ぼす。さらに、低沸点化合
物のガスと水とが加水分解して腐食性の酸性物質を生成
するという不具合もある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明では従来技術の
前記の欠点を解消するために、蓄熱槽中に直接低沸点化
合物を噴霧しないで、球状カプセル内に水と低沸点化合
物を封入し、カプセル内でクラスレートの生成・分解を
行なわせるようにしたものである。
前記の欠点を解消するために、蓄熱槽中に直接低沸点化
合物を噴霧しないで、球状カプセル内に水と低沸点化合
物を封入し、カプセル内でクラスレートの生成・分解を
行なわせるようにしたものである。
【０００５】
【実施例】図１は、この発明の流動層式蓄熱装置の全体
の配置を示す説明図、図２はスリット状オーバーフロー
孔の詳細を示す説明図、図３は蓄熱ボールの構造を示す
説明図であって、１は蓄熱・放熱を行うための蓄熱槽、
２は蓄熱槽１からオーバーフローした水を受け入れるた
めのオーバーフロー槽、３は蓄熱ボール、４は蓄熱槽１
の下方に取付けられ、噴流を生成するための多孔板、５
は冷房すべき室などの負荷７へ冷水を供給する冷水供給
ポンプ、６は熱交換器８から冷水を蓄熱槽１の下部１ａ
の、多孔板４の下方に戻す冷水循環ポンプ、９は冷凍
機、１０，１１は回路を切り替える三方弁、１５は蓄熱
槽１の上方にあって、蓄熱ボール３が流出しないように
スリット状に形成されているオーバーフロー孔、１６は
水面を示している。図３に示す蓄熱ボール３は、プラス
チック製または金属製の球状カプセル１２中に水１３お
よびガス状の低沸点化合物１４（例えばフロン等）を適
当な比率で充填する。
の配置を示す説明図、図２はスリット状オーバーフロー
孔の詳細を示す説明図、図３は蓄熱ボールの構造を示す
説明図であって、１は蓄熱・放熱を行うための蓄熱槽、
２は蓄熱槽１からオーバーフローした水を受け入れるた
めのオーバーフロー槽、３は蓄熱ボール、４は蓄熱槽１
の下方に取付けられ、噴流を生成するための多孔板、５
は冷房すべき室などの負荷７へ冷水を供給する冷水供給
ポンプ、６は熱交換器８から冷水を蓄熱槽１の下部１ａ
の、多孔板４の下方に戻す冷水循環ポンプ、９は冷凍
機、１０，１１は回路を切り替える三方弁、１５は蓄熱
槽１の上方にあって、蓄熱ボール３が流出しないように
スリット状に形成されているオーバーフロー孔、１６は
水面を示している。図３に示す蓄熱ボール３は、プラス
チック製または金属製の球状カプセル１２中に水１３お
よびガス状の低沸点化合物１４（例えばフロン等）を適
当な比率で充填する。
【０００６】次に第１図について作用を説明すれば、上
述の蓄熱ボール３を蓄熱槽１の多孔板４上に充填した
後、蓄熱槽１の多孔板４の下方部１ａに注水し、蓄熱槽
１の上方の側板部に設けたスリット状のオーバーフロー
孔１５からオーバーフローさせ、オーバーフロー孔１５
の外側に取付けられてオーバーフローした水を受け入れ
るオーバーフロー槽２に水が貯えられたことを確認後、
三方弁１０，１１を操作し、冷水循環ポンプ６により、
水をオーバーフロー槽２、配管２１、三方弁１０、配管
２５、熱交換器８、三方弁１１、配管２４、ポンプ６、
蓄熱槽１の下部１ａの順に循環させる。熱交換器８は冷
凍機９と連結されているので、この循環により水は次第
に冷却される。
述の蓄熱ボール３を蓄熱槽１の多孔板４上に充填した
後、蓄熱槽１の多孔板４の下方部１ａに注水し、蓄熱槽
１の上方の側板部に設けたスリット状のオーバーフロー
孔１５からオーバーフローさせ、オーバーフロー孔１５
の外側に取付けられてオーバーフローした水を受け入れ
るオーバーフロー槽２に水が貯えられたことを確認後、
三方弁１０，１１を操作し、冷水循環ポンプ６により、
水をオーバーフロー槽２、配管２１、三方弁１０、配管
２５、熱交換器８、三方弁１１、配管２４、ポンプ６、
蓄熱槽１の下部１ａの順に循環させる。熱交換器８は冷
凍機９と連結されているので、この循環により水は次第
に冷却される。
【０００７】蓄熱槽１内では水は下部１ａから多孔板４
によって噴出されるため、蓄熱槽１の多孔板４上に充填
された蓄熱ボール３はこの噴出水により浮上、流動化状
態になる。そのため蓄熱ボール３内の水と低沸点化合物
は激しく攪拌されるとともに、前述の如く蓄熱槽１内の
水は次第に冷却されるので、球状カプセル１２内の温度
が１０℃程度（低沸点化合物の種類により異なる）まで
下がると、クラスレートが球状カプセル１２内に生成さ
れ、蓄熱過程が終了する。この蓄熱過程は例えば安価な
夜間電力を利用して冷凍機９を運転し、冷媒を熱交換器
８に流すようにすれば経済的に有利である。次に冷房す
べき室などの負荷７に冷水を循環させる放熱過程は、三
方弁１０，１１を操作し、冷水循環ポンプ５により蓄熱
槽１の冷水を、オーバーフロー槽２から、配管２１、三
方弁１０、配管２２、負荷７へ流し、さらに配管２３、
三方弁１１、配管２４、ポンプ６により蓄熱槽１の下部
１ａに戻す。この放熱過程では、蓄熱槽１中で、水は蓄
熱ボール３により冷却され、再び負荷７に供給されるた
め、蓄熱ボール３中に生成されていたクラスレートは吸
熱分解反応を起こし、水１３とガス状の低沸点化合物１
４の状態に戻ったところで放熱過程を終了する。
によって噴出されるため、蓄熱槽１の多孔板４上に充填
された蓄熱ボール３はこの噴出水により浮上、流動化状
態になる。そのため蓄熱ボール３内の水と低沸点化合物
は激しく攪拌されるとともに、前述の如く蓄熱槽１内の
水は次第に冷却されるので、球状カプセル１２内の温度
が１０℃程度（低沸点化合物の種類により異なる）まで
下がると、クラスレートが球状カプセル１２内に生成さ
れ、蓄熱過程が終了する。この蓄熱過程は例えば安価な
夜間電力を利用して冷凍機９を運転し、冷媒を熱交換器
８に流すようにすれば経済的に有利である。次に冷房す
べき室などの負荷７に冷水を循環させる放熱過程は、三
方弁１０，１１を操作し、冷水循環ポンプ５により蓄熱
槽１の冷水を、オーバーフロー槽２から、配管２１、三
方弁１０、配管２２、負荷７へ流し、さらに配管２３、
三方弁１１、配管２４、ポンプ６により蓄熱槽１の下部
１ａに戻す。この放熱過程では、蓄熱槽１中で、水は蓄
熱ボール３により冷却され、再び負荷７に供給されるた
め、蓄熱ボール３中に生成されていたクラスレートは吸
熱分解反応を起こし、水１３とガス状の低沸点化合物１
４の状態に戻ったところで放熱過程を終了する。
【０００８】
【発明の効果】この発明は、前記の如き構成であって、
クラスレートの生成・分解は密封された球状カプセル内
で行なわれるため、従来方式のように水分含有率の高い
ガスを圧縮機に吸込むことはなく、運転上のトラブルも
少なくなると共に、低沸点化合物のガスと水との加水分
解による腐食性の酸性物質の生成も起こらない。また蓄
熱・放熱とも流動化状態で行なわれるため、球状カプセ
ル内外の伝熱抵抗は小さくなる。したがって、蓄熱時間
は短縮されると共に、放熱速度も大きくなり、急激な負
荷変動にも充分に追従できる。さらに一般に利用されて
いる氷蓄熱にくらべて比較的高温の１０℃内外で蓄熱が
可能となるため冷凍機の消費電力は少なくてすみ、従っ
て成績係数も高く、省エネ運転が可能になる。
クラスレートの生成・分解は密封された球状カプセル内
で行なわれるため、従来方式のように水分含有率の高い
ガスを圧縮機に吸込むことはなく、運転上のトラブルも
少なくなると共に、低沸点化合物のガスと水との加水分
解による腐食性の酸性物質の生成も起こらない。また蓄
熱・放熱とも流動化状態で行なわれるため、球状カプセ
ル内外の伝熱抵抗は小さくなる。したがって、蓄熱時間
は短縮されると共に、放熱速度も大きくなり、急激な負
荷変動にも充分に追従できる。さらに一般に利用されて
いる氷蓄熱にくらべて比較的高温の１０℃内外で蓄熱が
可能となるため冷凍機の消費電力は少なくてすみ、従っ
て成績係数も高く、省エネ運転が可能になる。
【図１】この発明の全体装置の説明図である。
【図２】スリット状オーバーフロー孔の詳細説明図であ
る。
る。
【図３】蓄熱ボールの構造の説明図である。
【図４】従来のシステムの説明図である。
１ 蓄熱槽 ２ オーバーフロー槽 ３ 蓄熱ボール ４ 多孔板 ５ 冷水供給ポンプ ６ 冷水循環ポンプ ７ 負荷 ８ 熱交換器 ９ 冷凍機 １０ 三方弁 １１ 三方弁 １２ 球状カプセル １３ 水 １４ 低沸点化合物 １５ スリット １６ 水面
Claims (1)
- 【請求項１】 流動層式蓄熱装置において、 上方にスリット状オーバーフロー孔１５、下方に多孔板
４が設けられている蓄熱槽１のオーバーフロー孔１５の
外側にはオーバーフローした水を受け入れるオーバーフ
ロー槽２が取付けられ、 蓄熱槽１内のオーバーフロー孔１５と多孔板４の間に球
状カプセル１２内に水と低沸点化合物とが封入されてい
る蓄熱ボール３と水とが充填されており、オーバーフロ
ー槽２と、蓄熱槽１内の多孔板４よりも下方の部分と
が、負荷７と、冷凍機９と連結されている熱交換器８と
の双方に流路切換用の弁とポンプ等を介して連通されて
いることを特徴とする流動層式蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021624A JPH06213586A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 流動層式蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5021624A JPH06213586A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 流動層式蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06213586A true JPH06213586A (ja) | 1994-08-02 |
Family
ID=12060222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5021624A Pending JPH06213586A (ja) | 1993-01-18 | 1993-01-18 | 流動層式蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06213586A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009056344A (ja) * | 2007-03-29 | 2009-03-19 | Jfe Engineering Kk | 包接水和物スラリーの製造方法及び製造装置、過冷却解除方法及び過冷却解除装置、貯留槽を備える装置並びに、包接水和物の存在比率を増加させる方法及びそのための装置 |
| CN102840694A (zh) * | 2012-09-26 | 2012-12-26 | 山东威特人工环境有限公司 | 一种太阳能蓄热系统 |
-
1993
- 1993-01-18 JP JP5021624A patent/JPH06213586A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009056344A (ja) * | 2007-03-29 | 2009-03-19 | Jfe Engineering Kk | 包接水和物スラリーの製造方法及び製造装置、過冷却解除方法及び過冷却解除装置、貯留槽を備える装置並びに、包接水和物の存在比率を増加させる方法及びそのための装置 |
| CN102840694A (zh) * | 2012-09-26 | 2012-12-26 | 山东威特人工环境有限公司 | 一种太阳能蓄热系统 |
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