JPH06265286A - Method and apparatus for heat exchanging - Google Patents

Method and apparatus for heat exchanging

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JPH06265286A
JPH06265286A JP5115993A JP5115993A JPH06265286A JP H06265286 A JPH06265286 A JP H06265286A JP 5115993 A JP5115993 A JP 5115993A JP 5115993 A JP5115993 A JP 5115993A JP H06265286 A JPH06265286 A JP H06265286A
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JP
Japan
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heat
regions
fluid
region
temperature
Prior art date
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Application number
JP5115993A
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Japanese (ja)
Inventor
Yukio Ohashi
幸夫 大橋
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH06265286A publication Critical patent/JPH06265286A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a method and an apparatus for heat exchanging of which the heat recovery rate exceeds 50%. CONSTITUTION:A first system 11 at 100 deg.C and a second system 12 at 0 deg.C are formed of isothermal areas 14a, 14b and 15a, 15b having heat exchangers 18a, 18b and 19a, 19b to be sequentially heat-exchanged between the regions having different systems by operating a heat recovery pump 22 and fluid switching valves 20a, 20b and 21a, 21b so that the temperature of at least one region of the system approaches the initial temperature of the opposite side from an average temperature of the initial temperatures of the regions. That is, heat exchanging is first executed between the regions 14a and 15a, the both are set to an average temperature of 50 deg.C, then heat-exchanging is conducted between the regions 14a and 15b, the both are set to 25 deg.C, then heat-exchanging is conducted between the regions 15a and 14b, the both are set to 75 deg.C, and then heat-exchanging is executed between the regions 15b and 14b, and the both are set to 50 deg.C. Thus, the temperatures of the systems approach the initial temperature of the opposite side system from the average temperature.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、温度の異なる複数の系
の間で熱交換を行なう熱交換方法及び熱交換装置に関
し、例えば水素吸蔵合金を用いる冷凍機またはヒートポ
ンプ装置等の顕熱回収装置に用いられる熱交換方法及び
熱交換装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat exchanging method and a heat exchanging device for exchanging heat between a plurality of systems having different temperatures, for example, a sensible heat recovery device such as a refrigerator or a heat pump device using a hydrogen storage alloy. The present invention relates to a heat exchange method and a heat exchange device used in

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば温度の異なる2つの系の間
で熱交換を行なう場合には、図8に示す接続図の通りに
構成して行われる。すなわち、高い温度TH の系1と低
い温度TL (但し、TL <TH )の系2とは、夫々の系
内部に収納された充填物3,4内に熱交換器5,6を設
け、これらの熱交換器5,6間にポンプ7が挿入された
配管8を接続し、ポンプ7によって両熱交換器5,6間
に流体を循環させるように構成されている。
2. Description of the Related Art Conventionally, for example, when heat exchange is performed between two systems having different temperatures, the configuration is as shown in the connection diagram of FIG. That is, the system 1 having a high temperature T H and the system 2 having a low temperature T L (where T L <T H ) are arranged in the heat exchangers 5 and 6 in the packings 3 and 4 housed in the respective systems. Is provided, a pipe 8 in which a pump 7 is inserted is connected between the heat exchangers 5 and 6, and the pump 7 circulates a fluid between the heat exchangers 5 and 6.

【0003】そして、両系1,2の間で熱交換をするに
当たりポンプ7を作動させると、流体は配管8内を通流
して両熱交換器5,6間を循環する。この時流体は、高
い温度TH の系1の高温となっている充填物3によって
熱交換器5を介して熱せられ、また低い温度TL の系2
の低温となっている充填物4によって熱交換器6を介し
て冷やされる。同時に各充填物3,4は流体によって冷
却あるいは加熱され、両系1,2の熱容量が同じである
と両者の温度が等しくなったところで熱の移動はなくな
り、両系1,2間での熱交換は終了する。
When the pump 7 is operated to exchange heat between the two systems 1 and 2, the fluid flows through the pipe 8 and circulates between the two heat exchangers 5 and 6. At this time, the fluid is heated via the heat exchanger 5 by the hot filler 3 of the system 1 of high temperature T H and also of the system 2 of low temperature T L.
It is cooled through the heat exchanger 6 by the filling material 4 which has a low temperature. At the same time, the fillers 3 and 4 are cooled or heated by the fluid. If the heat capacities of the two systems 1 and 2 are the same, the heat transfer between the two systems 1 and 2 disappears when the temperatures of the two systems become equal, and the heat between the two systems 1 and 2 disappears. The exchange ends.

【0004】このため上記の従来技術においては、熱交
換が両系1,2の温度Tが両者の平均値TM (=(TH
+TL )/2)となったところで終了し、それ以上に加
熱あるいは冷却することができない。すなわち熱回収率
を50%を越えるものとすることができなかった。それ
故、水素吸蔵合金を用い水素を交互に吸脱着させるよう
にした冷凍機またはヒートポンプ装置等において、吸脱
着を行う際の水素吸蔵合金の顕熱を回収しての予熱ある
いは予冷を、顕熱回収率が50%を越えるようにして行
わせることができなかった。また顕熱回収率が50%を
越えるようにするためには蓄熱器を設けるなどしなけれ
ばならず、構成が必ずしも簡単なものではなかった。
Therefore, in the above-mentioned prior art, the temperature T of both systems 1 and 2 is the average value T M (= (T H
It ends when + T L ) / 2) and cannot be further heated or cooled. That is, the heat recovery rate could not exceed 50%. Therefore, in a refrigerator or heat pump device, etc. configured to alternately adsorb and desorb hydrogen using a hydrogen storage alloy, preheating or precooling by recovering sensible heat of the hydrogen storage alloy during adsorption and desorption It could not be carried out with the recovery rate exceeding 50%. Further, in order to make the sensible heat recovery rate exceed 50%, a heat accumulator has to be provided, and the structure is not always simple.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のも
のは熱回収率が50%を越えるものとすることができな
いものである。このような状況に鑑みて本発明はなされ
たもので、その目的とするところは簡単な構成で熱回収
率が50%を越えるものとすることができる熱交換方法
及び熱交換装置を提供することにある。
As described above, the conventional one cannot have a heat recovery rate exceeding 50%. The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a heat exchange method and a heat exchange apparatus that can achieve a heat recovery rate of more than 50% with a simple configuration. It is in.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の熱交換方法及び
熱交換装置は、高温度の第1の系と低温度の第2の系と
の間で流体を流通させて熱交換を行う熱交換方法におい
て、第1及び第2の系を複数の領域に分割し第1の系の
一の領域と第2の系の一の領域との間で熱交換を行い両
領域を第1の中間温度に略等しくする過程と、その後に
第1の系の一の領域と第2の系の他の一の領域との間で
熱交換を行い両領域を第1の中間温度より低温の第2の
中間温度に略等しくすると共に、第2の系の一の領域と
第1の系の他の一の領域との間で熱交換を行い両領域を
第1の中間温度より高温の第3の中間温度に略等しくす
る過程と、第2の中間温度となった第2の系の他の一の
領域と第3の中間温度となった第1の系の他の一の領域
との間で熱交換を行う過程とを備えていることを特徴と
する方法であり、また、異なる温度の少なくとも2つの
系の間で流体を流通させて熱交換する熱交換装置におい
て、各系がそれぞれ等温の複数の領域から構成され、各
領域が他の領域と熱交換する手段を有すると共に、系を
異にし且つ熱交換の進行に合わせ温度の異なる領域同志
を順次熱交換するようにする流体切替手段を備えている
ことを特徴とする装置である。
The heat exchange method and the heat exchange apparatus of the present invention include a heat exchange method in which a fluid is circulated between a high temperature first system and a low temperature second system. In the exchange method, the first and second systems are divided into a plurality of regions, heat exchange is performed between one region of the first system and one region of the second system, and both regions are treated as a first intermediate region. The process of making the temperature substantially equal to that of the first system is followed by heat exchange between the one region of the first system and the other region of the second system so that both regions have a second temperature lower than the first intermediate temperature. Is approximately equal to the intermediate temperature of the second system, and heat is exchanged between one region of the second system and the other region of the first system so that both regions have a temperature higher than the first intermediate temperature. Between the process of making the temperature substantially equal to the intermediate temperature and the other region of the second system having the second intermediate temperature and the other region of the first system having the third intermediate temperature. Heat exchange In a heat exchange device for exchanging heat by circulating a fluid between at least two systems having different temperatures, each system has a plurality of isothermal regions. Each area has a means for exchanging heat with other areas, and a fluid switching means for sequentially exchanging heat between areas having different systems and different temperatures according to the progress of heat exchange. The device is characterized in that

【0007】[0007]

【作用】上記のように構成された熱交換方法及び熱交換
装置は、等温の複数の領域から構成され、各領域が他の
領域と熱交換する手段を有する異なる温度の少なくとも
2つの系の間で、流体切替手段によって系を異にする領
域同志で順次熱交換し、各系の少なくとも1つの領域の
温度が各領域の当初の温度の平均温度より相手領域の温
度に近くなるようにしている。すなわち、例えば等熱容
量の複数の領域にそれぞれ分割した高温度の第1の系と
低温度の第2の系との間で、先ず第1の系の一の領域と
第2の系の一の領域との間で熱交換を行い両者を両領域
の当初温度の平均温度に略等しくし、その後に第1の系
の一の領域と第2の系の他の一の領域との間で熱交換を
行い両領域を平均温度より低い中間温度に略等しくする
と共に、第2の系の一の領域と第1の系の他の一の領域
との間で熱交換を行い両領域を平均温度より高い中間温
度に略等しくし、さらにその後に、低い中間温度となっ
た第2の系の他の一の領域と高い中間温度となった第1
の系の他の一の領域との間で熱交換を行うようにするこ
とで、第1及び第2の系の温度は平均温度より当初の相
手系の温度に近いものとなる。その結果、簡単な構成で
熱回収率が50%を越えるものとすることができる。
The heat exchanging method and heat exchanging apparatus configured as described above are composed of a plurality of isothermal regions, and each region has a means for exchanging heat with another region between at least two systems at different temperatures. Then, the fluid switching means sequentially performs heat exchange between different regions so that the temperature of at least one region of each system becomes closer to the temperature of the other region than the average temperature of the initial temperature of each region. . That is, for example, between a high-temperature first system and a low-temperature second system that are divided into a plurality of regions of equal heat capacity, first, one region of the first system and one region of the second system Heat is exchanged with the zone to make them approximately equal to the average temperature of the initial temperatures of both zones, and thereafter heat is exchanged between one zone of the first system and another zone of the second system. The two regions are exchanged with each other to an intermediate temperature lower than the average temperature and the heat exchange between the one region of the second system and the other region of the first system is performed so that both regions have the average temperature. It is made approximately equal to the higher intermediate temperature, and after that, another region of the second system having the lower intermediate temperature and the first intermediate temperature having the higher intermediate temperature.
The temperature of the first and second systems is closer to the original temperature of the counterpart system than the average temperature by performing heat exchange with another region of the system. As a result, the heat recovery rate can exceed 50% with a simple structure.

【0008】[0008]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】先ず、本発明の第1の実施例について図1
及び図2を参照して説明する。図1は接続図であり、図
2は作動状態を説明するために示す図である。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
2 and FIG. 2. FIG. 1 is a connection diagram, and FIG. 2 is a diagram shown for explaining an operating state.

【0010】図1及び図2において、熱交換装置10は
熱交換を行う2つの第1及び第2の系11,12によっ
て構成されており、各系11,12は夫々内部が隔壁1
3により断熱された2つの領域14a,14b,15
a,15bに分割されている。また各領域14a,14
b,15a,15bの内部には充填物16,17が収納
されている。そして各領域14a,14b,15a,1
5bの熱容量は等しくなるよう構成されており、第1の
系11と第2の系12の熱容量は等しくなっている。な
お充填物16,17は図示しない手段によって加熱ある
いは冷却されるようになっていて、それにより本装置1
0の熱交換する前の初期温度条件が決まるようになって
いる。
In FIG. 1 and FIG. 2, the heat exchange device 10 is composed of two first and second systems 11 and 12 for exchanging heat, and each system 11 and 12 has a partition wall 1 inside.
Two regions 14a, 14b, 15 insulated by 3
It is divided into a and 15b. In addition, each area 14a, 14
Fillers 16 and 17 are housed inside b, 15a and 15b. And each area 14a, 14b, 15a, 1
The heat capacities of 5b are made equal, and the heat capacities of the first system 11 and the second system 12 are made equal. The fillings 16 and 17 are designed to be heated or cooled by means (not shown) so that the device 1
The initial temperature condition before heat exchange of 0 is determined.

【0011】また、各領域14a,14b,15a,1
5bに収納された充填物16,17内には、同一形状の
熱交換器18a,18b,19a,19bが設けられて
いる。そしてこれらの熱交換器18a,18b,19
a,19bには、三方弁でなる流体切替弁20a,20
b,21a,21bと、熱回収用ポンプ22とが挿入さ
れた配管23が接続されている。
Further, each area 14a, 14b, 15a, 1
Heat exchangers 18a, 18b, 19a, 19b of the same shape are provided in the fillings 16, 17 housed in 5b. And these heat exchangers 18a, 18b, 19
fluid switching valves 20a, 20 that are three-way valves
Pipes 23 in which b, 21a, 21b and the heat recovery pump 22 are inserted are connected.

【0012】これにより熱回収用ポンプ22を作動させ
ながら流体切替弁20a,20b,21a,21bを適
宜切り換えることで、各熱交換器18a,18b,19
a,19bの間に所定の流体流路を形成し、配管23を
通じて流体を通流させ循環させることが可能となってい
る。
With this, the heat recovery pump 22 is operated and the fluid switching valves 20a, 20b, 21a, 21b are appropriately switched, so that the heat exchangers 18a, 18b, 19 can be exchanged.
A predetermined fluid flow path is formed between a and 19b, and the fluid can be circulated through the pipe 23.

【0013】次に、このように構成された熱交換装置1
0での熱交換の方法について説明する。熱交換装置10
の各系11,12の領域14a,14b,15a,15
bでは、熱交換に先だって図示しない手段によって、例
えば充填物16,17が加熱あるいは冷却されて、領域
14a,14bが100℃、領域15a,15bが0℃
の温度条件になっている。
Next, the heat exchange device 1 thus constructed
A method of heat exchange at 0 will be described. Heat exchange device 10
14a, 14b, 15a, 15 of each system 11, 12 of
In b, for example, the fillers 16 and 17 are heated or cooled by a means (not shown) prior to heat exchange so that the regions 14a and 14b are 100 ° C. and the regions 15a and 15b are 0 ° C.
The temperature condition is.

【0014】そして第1の系11と第2の系12との間
で下記の各過程を経て熱交換を行うことで、両系11,
12の温度条件が逆転したものになるようにする。各過
程における流体切替弁20a,20b,21a,21b
の位置は図2のX,Yの通りであり、また各領域14
a,14b,15a,15bの温度変化も図2に示す通
りである。また、説明を分り易くするため熱交換は理想
的に行われ熱交換後の二者間の温度は等しくなるものと
する。
By exchanging heat between the first system 11 and the second system 12 through the following processes, both systems 11,
The temperature conditions of 12 are reversed. Fluid switching valve 20a, 20b, 21a, 21b in each process
Position is as shown in X and Y of FIG.
The temperature changes of a, 14b, 15a, and 15b are also as shown in FIG. Further, for the sake of easy understanding of the explanation, it is assumed that the heat exchange is ideally performed and the temperatures of the two parties are equal after the heat exchange.

【0015】先ず第1の過程では、流体切替弁20a,
20b,21a,21bの位置が図1に示した状態にあ
り、熱回収用ポンプ22を作動させることによって流体
が、熱回収用ポンプ22から順次流体切替弁20a、熱
交換器18a、流体切替弁20b,21a、熱交換器1
9a、切替弁21b、そして熱回収用ポンプ22へ戻る
ように配管23内を通流する。
First, in the first step, the fluid switching valve 20a,
When the positions of 20b, 21a, and 21b are in the state shown in FIG. 1, the heat recovery pump 22 is actuated so that the fluid sequentially flows from the heat recovery pump 22 to the fluid switching valve 20a, the heat exchanger 18a, and the fluid switching valve. 20b, 21a, heat exchanger 1
9a, the switching valve 21b, and the heat recovery pump 22 are returned to the pipe 23.

【0016】そして流体が通流する間に領域14aの熱
交換器18aと領域15aの熱交換器19aとの間での
熱交換が行われる。これによって両領域14a,15a
の充填物16,17が熱交換器18a,19aを介して
冷却あるいは加熱され、両領域14a,15aの温度が
両者の平均値50℃になる。
Heat is exchanged between the heat exchanger 18a in the region 14a and the heat exchanger 19a in the region 15a while the fluid flows. As a result, both areas 14a and 15a
The fillings 16 and 17 are cooled or heated via the heat exchangers 18a and 19a, and the temperature of both regions 14a and 15a becomes an average value of both 50 ° C.

【0017】次の第2の過程では、流体切替弁20aを
図中で90°反時計方向に回転させ、流体切替弁20b
を90°時計方向に回転させる。これで流体は熱回収用
ポンプ22から順次流体切替弁20a,20b、熱交換
器18b、流体切替弁21a、熱交換器19a、切替弁
21b、そして熱回収用ポンプ22へ戻るように配管2
3内を通流する。
In the next second step, the fluid switching valve 20a is rotated 90 ° counterclockwise in the figure, and the fluid switching valve 20b is rotated.
Rotate 90 ° clockwise. With this, the fluid returns from the heat recovery pump 22 to the fluid switching valves 20a and 20b, the heat exchanger 18b, the fluid switching valve 21a, the heat exchanger 19a, the switching valve 21b, and the heat recovery pump 22 in order.
Flow through 3.

【0018】これによって領域14bの熱交換器18b
と領域15aの熱交換器19aとで熱交換が行われる。
その結果、両領域14b,15aの充填物16,17が
熱交換器18b,19aを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域14b,15aの温度が両者の平均値75℃
になる。
Thereby, the heat exchanger 18b in the region 14b
And the heat exchanger 19a in the area 15a exchanges heat.
As a result, the fillers 16 and 17 in both regions 14b and 15a are cooled or heated through the heat exchangers 18b and 19a, and the temperatures in both regions 14b and 15a have an average value of 75 ° C.
become.

【0019】次の第3の過程では、流体切替弁20a,
21bを90°時計方向に回転させ、流体切替弁20
b,21aを90°反時計方向に回転させる。これで流
体は熱回収用ポンプ22から順次流体切替弁20a、熱
交換器18a、流体切替弁20b,21a,21b、熱
交換器19b、そして熱回収用ポンプ22へ戻るように
配管23内を通流する。
In the next third step, the fluid switching valve 20a,
21b is rotated clockwise by 90 °, and the fluid switching valve 20
Rotate b, 21a 90 ° counterclockwise. With this, the fluid flows from the heat recovery pump 22 to the fluid switching valve 20a, the heat exchanger 18a, the fluid switching valves 20b, 21a, 21b, the heat exchanger 19b, and the heat recovery pump 22 in order to return to the pipe 23. Shed.

【0020】これによって領域14aの熱交換器18a
と領域15bの熱交換器19bとで熱交換が行われる。
その結果、両領域14a,15bの充填物16,17が
熱交換器18a,19bを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域14a,15bの温度が両者の平均値25℃
になる。
As a result, the heat exchanger 18a in the region 14a
And the heat exchanger 19b in the region 15b exchanges heat.
As a result, the fillers 16 and 17 in both regions 14a and 15b are cooled or heated via the heat exchangers 18a and 19b, and the temperatures in both regions 14a and 15b have an average value of 25 ° C.
become.

【0021】次の第4の過程では、流体切替弁20aを
図中で90°反時計方向に回転させ、流体切替弁20b
を90°時計方向に回転させる。これで流体は熱回収用
ポンプ22から順次流体切替弁20a,20b、熱交換
器18b、流体切替弁21a,21b、熱交換器19
b、そして熱回収用ポンプ22へ戻るように配管23内
を通流する。
In the next fourth step, the fluid switching valve 20a is rotated 90 ° counterclockwise in the figure, and the fluid switching valve 20b is rotated.
Rotate 90 ° clockwise. With this, the fluid is sequentially transferred from the heat recovery pump 22 to the fluid switching valves 20a and 20b, the heat exchanger 18b, the fluid switching valves 21a and 21b, and the heat exchanger 19.
b, and flow through the pipe 23 so as to return to the heat recovery pump 22.

【0022】これによって領域14bの熱交換器18b
と領域15bの熱交換器19bとで熱交換が行われる。
その結果、両領域14b,15bの充填物16,17が
熱交換器18b,19bを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域14b,15bの温度が両者の平均値50℃
になる。
As a result, the heat exchanger 18b in the region 14b
And the heat exchanger 19b in the region 15b exchanges heat.
As a result, the fillers 16 and 17 in both regions 14b and 15b are cooled or heated through the heat exchangers 18b and 19b, and the temperatures in both regions 14b and 15b have an average value of both 50 ° C.
become.

【0023】そして、以上の各過程を経ることによって
第1の系11は、共に100℃であった領域14a,1
4bが25℃と50℃になり、系の平均値は37.5℃
となる。また第2の系12は、共に0℃であった領域1
5a,15bが75℃と50℃になり、系の平均値は6
2.5℃となる。すなわち蓄熱器等を設けなくとも熱回
収率は62.5%に達し、また第1の系11と第2の系
12とは、温度条件が当初と異なった逆転したものにな
る。
By the above-mentioned processes, the first system 11 has the regions 14a, 1 which are both 100 ° C.
4b becomes 25 ℃ and 50 ℃, the average value of the system is 37.5 ℃
Becomes In addition, the second system 12 has a region 1 where both temperatures are 0 ° C.
5a and 15b become 75 ℃ and 50 ℃, and the average value of the system is 6
It becomes 2.5 ° C. That is, the heat recovery rate reaches 62.5% without providing a heat accumulator or the like, and the temperature conditions of the first system 11 and the second system 12 are reversed from those of the initial condition.

【0024】なお本実施例では熱回収用ポンプ22を1
台としたが、2台設けて第2及び第3の過程を同時に行
えるようにすれば、熱交換に要する時間を短縮させるこ
とができる。
In this embodiment, the heat recovery pump 22 is set to 1
Although two units are provided so that the second and third steps can be performed at the same time, the time required for heat exchange can be shortened.

【0025】次に、本発明の第2の実施例について図3
乃至図5を参照して説明する。図3は接続図であり、図
4は作動状態を説明するために示す図であり、図5は分
割した領域の数に対する顕熱回収率を示す図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
It will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a connection diagram, FIG. 4 is a diagram shown for explaining an operating state, and FIG. 5 is a diagram showing a sensible heat recovery rate with respect to the number of divided regions.

【0026】図3及び図4において、熱交換装置30は
熱交換を行う2つの第1及び第2の系31,32によっ
て構成されており、各系31,32は夫々内部が隔壁3
3により断熱された3つの領域34a,34b,34
c,35a,35b,35cに分割されている。また各
領域34a,34b,34c,35a,35b,35c
の内部には充填物36,37が収納されている。そして
各領域34a,34b,34c,35a,35b,35
cの熱容量は等しくなるよう構成されており、第1の系
31と第2の系32の熱容量は等しくなっている。なお
充填物36,37は図示しない手段によって加熱あるい
は冷却されるようになっていて、それにより本装置30
の熱交換する前の初期温度条件が決まるようになってい
る。
3 and 4, the heat exchanging device 30 is composed of two first and second systems 31 and 32 for exchanging heat, and each system 31 and 32 has a partition wall 3 inside.
Three regions 34a, 34b, 34 insulated by 3
c, 35a, 35b, 35c. In addition, each area 34a, 34b, 34c, 35a, 35b, 35c
Fillers 36 and 37 are housed inside. And each area 34a, 34b, 34c, 35a, 35b, 35
The heat capacities of c are made equal, and the heat capacities of the first system 31 and the second system 32 are made equal. The fillings 36 and 37 are heated or cooled by means (not shown) so that the device 30
The initial temperature condition before heat exchange is determined.

【0027】また、各領域34a,34b,34c,3
5a,35b,35cに収納された充填物36,37内
には、同一形状の熱交換器38a,38b,38c,3
9a,39b,39cが設けられている。そしてこれら
の熱交換器38a,38b,38c,39a,39b,
39cには、三方弁でなる流体切替弁40a,40b,
40c,40d,41a,41b,41c,41dと、
同じく三方弁でなるポンプ用流体切替弁42,43と、
熱回収用ポンプ44,45とが挿入された配管46が接
続されている。
Further, each of the areas 34a, 34b, 34c, 3
The heat exchangers 38a, 38b, 38c, 3 having the same shape are provided in the packings 36, 37 housed in the 5a, 35b, 35c.
9a, 39b, 39c are provided. And these heat exchangers 38a, 38b, 38c, 39a, 39b,
39c includes fluid switching valves 40a, 40b, which are three-way valves,
40c, 40d, 41a, 41b, 41c, 41d,
Pump fluid switching valves 42 and 43, which are also three-way valves,
A pipe 46 in which the heat recovery pumps 44 and 45 are inserted is connected.

【0028】これにより熱回収用ポンプ44,45を作
動させながら各流体切替弁40a,…,40d,41
a,…,41d及びポンプ用流体切替弁42,43を適
宜切り換えることで、各熱交換器38a,38b,38
c,39a,39b,39cの間に所定の流体流路を形
成し、配管46を通じて流体を通流させ循環させること
が可能となっている。
Thereby, the fluid recovery valves 40a, ..., 40d, 41 are operated while the heat recovery pumps 44, 45 are operated.
, 41d and the fluid switching valves for pumps 42, 43 are appropriately switched, so that each heat exchanger 38a, 38b, 38
A predetermined fluid flow path is formed between c, 39a, 39b, and 39c, and the fluid can be circulated through the pipe 46.

【0029】次に、このように構成された熱交換装置3
0での熱交換の方法について説明する。熱交換装置30
の各系31,32の領域34a,34b,34c,35
a,35b,35cでは、熱交換に先だって図示しない
手段によって、例えば充填物36,37が加熱あるいは
冷却されて、領域34a,34b,34cが100℃、
領域35a,35b,35cが0℃の温度条件になって
いる。
Next, the heat exchanging device 3 thus constructed
A method of heat exchange at 0 will be described. Heat exchange device 30
Regions 34a, 34b, 34c, 35 of the respective systems 31, 32 of
In a, 35b and 35c, for example, the packings 36 and 37 are heated or cooled by a means (not shown) prior to heat exchange, and the regions 34a, 34b and 34c are heated to 100 ° C.,
Regions 35a, 35b, and 35c have a temperature condition of 0 ° C.

【0030】そして第1の系31と第2の系32との間
で下記の各過程を経て熱交換を行うことで、両系31,
32の温度条件が逆転したものになるようにする。各過
程における各流体切替弁40a,…,40d,41a,
…,41d,42,43の位置は図4のX,Y,V,W
の通りであり、また熱回収用ポンプ44,45のON/
OFF及び各領域34a,34b,34c,35a,3
5b,35cの温度変化も図4に示す通りである。さら
に、説明を分り易くするために熱交換は理想的に行われ
熱交換後の二者間の温度は等しくなるものとする。
Then, heat is exchanged between the first system 31 and the second system 32 through the following processes, so that both systems 31,
The temperature conditions of 32 are reversed. Each fluid switching valve 40a, ..., 40d, 41a in each process
The positions of 41d, 42, 43 are X, Y, V, W in FIG.
And the ON / OFF of heat recovery pumps 44 and 45.
OFF and each area 34a, 34b, 34c, 35a, 3
The temperature changes of 5b and 35c are also as shown in FIG. Further, in order to make the explanation easy to understand, it is assumed that the heat exchange is ideally performed and the temperatures between the two parties are equal after the heat exchange.

【0031】先ず第1の過程では、各流体切替弁40
a,…,40d,41a,…,41d,42,43の位
置が図3に示した状態にあり、熱回収用ポンプ44だけ
を作動させることによって流体が、熱回収用ポンプ44
から順次流体切替弁42、熱交換器38a、流体切替弁
40b、熱交換器39a、切替弁40a,43、そして
熱回収用ポンプ44へ戻るように配管46内を通流す
る。
First, in the first step, each fluid switching valve 40
, 40d, 41a, ..., 41d, 42, 43 are in the state shown in FIG. 3, and by operating only the heat recovery pump 44, the fluid becomes heat recovery pump 44.
The fluid flows through the pipe 46 so as to return to the fluid switching valve 42, the heat exchanger 38a, the fluid switching valve 40b, the heat exchanger 39a, the switching valves 40a and 43, and the heat recovery pump 44 in this order.

【0032】そして流体が通流する間に領域34aの熱
交換器38aと領域35aの熱交換器39aとの間での
熱交換が行われる。これによって両領域34a,35a
の充填物36,37が熱交換器38a,39aを介して
冷却あるいは加熱され、両領域34a,35aの温度が
両者の平均値50℃になる。
Heat is exchanged between the heat exchanger 38a in the region 34a and the heat exchanger 39a in the region 35a while the fluid flows. As a result, both regions 34a and 35a
The fillings 36, 37 of FIG. 3 are cooled or heated via the heat exchangers 38a, 39a, and the temperatures of both regions 34a, 35a reach an average value of 50 ° C. for both.

【0033】次の第2の過程では、流体切替弁40a,
40bを図中で90°時計方向に回転させ、流体切替弁
41a,41bを90°反時計方向に回転させて熱回収
用ポンプ44,45を作動させる。これで熱回収用ポン
プ44から出た流体は、流体切替弁42、熱交換器38
a、流体切替弁40b、熱交換器39b、切替弁40
a,43、そして熱回収用ポンプ44へ戻るように通流
する。
In the next second step, the fluid switching valve 40a,
40b is rotated 90 ° clockwise in the figure, and the fluid switching valves 41a and 41b are rotated 90 ° counterclockwise to operate the heat recovery pumps 44 and 45. With this, the fluid discharged from the heat recovery pump 44 is supplied to the fluid switching valve 42 and the heat exchanger 38.
a, fluid switching valve 40b, heat exchanger 39b, switching valve 40
a, 43, and then return to the heat recovery pump 44.

【0034】これによって領域34aの熱交換器38a
と領域35bの熱交換器39bとで熱交換が行われる。
その結果、両領域34a,35bの充填物36,37が
熱交換器38a,39bを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域34a,35bの温度が両者の平均値25℃
になる。
As a result, the heat exchanger 38a in the region 34a is
And the heat exchanger 39b in the region 35b exchanges heat.
As a result, the fillers 36, 37 in both regions 34a, 35b are cooled or heated via the heat exchangers 38a, 39b, and the temperatures in both regions 34a, 35b have an average value of 25 ° C.
become.

【0035】また熱回収用ポンプ45から出た流体は、
熱交換器38b、流体切替弁40d,41b、熱交換器
39a、切替弁41a,40c、そして熱回収用ポンプ
45へ戻るように通流する。
The fluid discharged from the heat recovery pump 45 is
The heat exchanger 38b, the fluid switching valves 40d and 41b, the heat exchanger 39a, the switching valves 41a and 40c, and the heat recovery pump 45 flow back.

【0036】これによって領域34bの熱交換器38b
と領域35aの熱交換器39aとで熱交換が行われる。
その結果、両領域34b,35aの充填物36,37が
熱交換器38b,39aを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域34b,35aの温度が両者の平均値75℃
になる。
As a result, the heat exchanger 38b in the region 34b is
And the heat exchanger 39a in the region 35a exchanges heat.
As a result, the fillers 36, 37 in both regions 34b, 35a are cooled or heated via the heat exchangers 38b, 39a, and the temperatures in both regions 34b, 35a have an average value of both 75 ° C.
become.

【0037】次の第3の過程では、流体切替弁40a,
40bを90°反時計方向に回転させ、流体切替弁41
a,41bを90°時計方向に回転させ、熱回収用ポン
プ44を停止させる。そして熱回収用ポンプ45だけを
作動させると流体は、熱回収用ポンプ45から熱交換器
38b、流体切替弁40d,41b、熱交換器39b、
切替弁41a,40c、そして熱回収用ポンプ45へ戻
るように通流する。
In the next third step, the fluid switching valve 40a,
40b is rotated 90 ° counterclockwise, and the fluid switching valve 41
The a and 41b are rotated 90 ° clockwise, and the heat recovery pump 44 is stopped. When only the heat recovery pump 45 is operated, the fluid flows from the heat recovery pump 45 to the heat exchanger 38b, the fluid switching valves 40d and 41b, the heat exchanger 39b.
Flows back to the switching valves 41a, 40c and the heat recovery pump 45.

【0038】これによって領域34bの熱交換器38b
と領域35bの熱交換器39bとで熱交換が行われる。
その結果、両領域34b,35bの充填物36,37が
熱交換器38b,39bを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域34b,35bの温度が両者の平均値50℃
になる。
As a result, the heat exchanger 38b in the region 34b is
And the heat exchanger 39b in the region 35b exchanges heat.
As a result, the fillers 36 and 37 in both regions 34b and 35b are cooled or heated through the heat exchangers 38b and 39b, and the temperatures in both regions 34b and 35b have an average value of both 50 ° C.
become.

【0039】次の第4の過程では、流体切替弁40c,
40d,43を90°時計方向に回転させ、流体切替弁
41c,41d,42を90°反時計方向に回転させて
熱回収用ポンプ44,45を作動させる。これで熱回収
用ポンプ44から出た流体は、流体切替弁42、熱交換
器38c、流体切替弁41d、熱交換器39b、切替弁
41c,43、そして熱回収用ポンプ44へ戻るように
通流する。
In the next fourth step, the fluid switching valve 40c,
40d and 43 are rotated clockwise by 90 °, and the fluid switching valves 41c, 41d and 42 are rotated counterclockwise by 90 ° to operate the heat recovery pumps 44 and 45. With this, the fluid discharged from the heat recovery pump 44 is passed back to the fluid switching valve 42, the heat exchanger 38c, the fluid switching valve 41d, the heat exchanger 39b, the switching valves 41c and 43, and the heat recovery pump 44. Shed.

【0040】これによって領域34cの熱交換器38c
と領域35bの熱交換器39bとで熱交換が行われる。
その結果、両領域34c,35bの充填物36,37が
熱交換器38c,39bを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域34c,35bの温度が両者の平均値75℃
になる。
As a result, the heat exchanger 38c in the region 34c
And the heat exchanger 39b in the region 35b exchanges heat.
As a result, the fillers 36, 37 in both regions 34c, 35b are cooled or heated via the heat exchangers 38c, 39b, and the temperatures in both regions 34c, 35b have an average value of both 75 ° C.
become.

【0041】また熱回収用ポンプ45から出た流体は、
熱交換器38b、流体切替弁40d、熱交換器39c、
切替弁40c、そして熱回収用ポンプ45へ戻るように
通流する。
The fluid discharged from the heat recovery pump 45 is
Heat exchanger 38b, fluid switching valve 40d, heat exchanger 39c,
The flow returns to the switching valve 40c and the heat recovery pump 45.

【0042】これによって領域34bの熱交換器38b
と領域35cの熱交換器39cとで熱交換が行われる。
その結果、両領域34b,35cの充填物36,37が
熱交換器38b,39cを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域34b,35cの温度が両者の平均値25℃
になる。
As a result, the heat exchanger 38b in the region 34b is
And the heat exchanger 39c in the region 35c exchanges heat.
As a result, the fillers 36, 37 in both regions 34b, 35c are cooled or heated via the heat exchangers 38b, 39c, and the temperature in both regions 34b, 35c is 25 ° C., the average value of both.
become.

【0043】次の第5の過程では、流体切替弁40c,
40dを90°反時計方向に回転させ、流体切替弁41
c,41dを90°時計方向に回転させ、熱回収用ポン
プ45を停止させる。そして熱回収用ポンプ44だけを
作動させると流体は、熱回収用ポンプ44から順次流体
切替弁42、熱交換器38c、流体切替弁41d、熱交
換器39c、切替弁41c,43、そして熱回収用ポン
プ44へ戻るように通流する。
In the next fifth step, the fluid switching valve 40c,
40d is rotated 90 ° counterclockwise, and the fluid switching valve 41
The c and 41d are rotated clockwise by 90 ° to stop the heat recovery pump 45. When only the heat recovery pump 44 is operated, the fluid is transferred from the heat recovery pump 44 sequentially from the fluid switching valve 42, the heat exchanger 38c, the fluid switching valve 41d, the heat exchanger 39c, the switching valves 41c and 43, and the heat recovery valve. Flow back to the pump 44.

【0044】これによって領域34cの熱交換器38c
と領域35cの熱交換器39cとで熱交換が行われる。
その結果、両領域34c,35cの充填物36,37が
熱交換器38c,39cを介して冷却あるいは加熱さ
れ、両領域34c,35cの温度が両者の平均値50℃
になる。
As a result, the heat exchanger 38c in the region 34c
And the heat exchanger 39c in the region 35c exchanges heat.
As a result, the fillers 36, 37 in both regions 34c, 35c are cooled or heated via the heat exchangers 38c, 39c, and the temperatures in both regions 34c, 35c have an average value of both 50 ° C.
become.

【0045】そして、以上の各過程を経ることによって
第1の系31は、共に100℃であった領域34a,3
4b,34cが25℃、25℃、50℃になり、系の平
均値は約33.3℃となる。また第2の系32は、共に
0℃であった領域35a,35b,35cが75℃、7
5℃、50℃になり、系の平均値は約66.7℃とな
る。すなわち蓄熱器等を設けることなく熱回収率は約6
6.7%に達っし、また第1の系31と第2の系32と
は、温度条件が当初と異なった逆転したものになる。
After the above-mentioned processes, the first system 31 has the regions 34a, 3 which are both 100 ° C.
4b and 34c are 25 ° C, 25 ° C and 50 ° C, and the average value of the system is about 33.3 ° C. In the second system 32, the regions 35a, 35b, and 35c, which were both 0 ° C., have a temperature of 75 ° C.
5 ° C. and 50 ° C., and the average value of the system is about 66.7 ° C. That is, the heat recovery rate is about 6 without installing a heat storage device.
6.7% is reached, and the first system 31 and the second system 32 are reversed in temperature condition different from the initial condition.

【0046】なお上記の各実施例では、系をそれぞれ2
つの領域、あるいは3つの領域に分割したものとした
が、分割数Nを増すことによって図5に実線で示すよう
に熱回収率をより向上させることができる。図5中で破
線は熱交換器を通流する流体と領域内に充填された充填
物との温度差ΔTP を種々に取った場合の熱回収率の変
化を示している。
In each of the above embodiments, two systems are used.
Although it is divided into one region or three regions, the heat recovery rate can be further improved by increasing the number of divisions N, as shown by the solid line in FIG. In FIG. 5, the broken line shows changes in the heat recovery rate when various temperature differences ΔT P between the fluid flowing through the heat exchanger and the filling material filled in the area are taken.

【0047】次に、本発明の第3の実施例の冷凍機につ
いて図6及び図7を参照して説明する。図6は接続図で
あり、図7は作動状態を説明するために示す図である。
Next, a refrigerator according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7. FIG. 6 is a connection diagram, and FIG. 7 is a diagram shown for explaining an operating state.

【0048】図6及び図7において、冷凍機50は作動
媒体やこれを反応させる反応媒体に、例えば水素や水素
吸蔵合金を用い吸着・脱着時の発熱や吸熱を利用するも
ので、第1及び第2のユニット51,52を設けてな
り、第1のユニット51はそれぞれ断熱性を有する隔壁
53によって内部が、室54a,54b,56a,56
bに仕切られた熱源側の容器54と熱利用側の容器56
を備えて構成されている。また、同じく第2のユニット
52もそれぞれ断熱性を有する隔壁53によって内部
が、室55a,55b,57a,57bに仕切られた熱
源側の容器55と熱利用側の容器57を備えて構成され
ている。
In FIG. 6 and FIG. 7, the refrigerator 50 uses, for example, hydrogen or a hydrogen storage alloy as a working medium or a reaction medium for reacting the working medium, and utilizes heat generation or heat absorption during adsorption / desorption. The second unit 51, 52 is provided, and the inside of the first unit 51 is divided into chambers 54a, 54b, 56a, 56 by a partition wall 53 having a heat insulating property.
Heat source side container 54 and heat utilization side container 56 partitioned into b
It is configured with. Similarly, the second unit 52 is also configured to include a heat source side container 55 and a heat utilization side container 57 which are partitioned by chambers 55a, 55b, 57a, 57b by partition walls 53 having heat insulating properties. There is.

【0049】そして第1及び第2のユニット51,52
の熱源側の室54a,54b,55a,55bには水素
吸蔵合金でなる熱源側合金58,59が収納されてお
り、熱利用側の室56a,56b,57a,57bに
は、熱源側合金58,59と温度平衡圧力特性を異にす
る水素吸蔵合金でなる利用側合金60,61が収納され
ている。さらに両ユニット51,52は、熱源側の室5
4a,54b,55a,55bと対応する熱利用側の室
56a,56b,57a,57bとの間を水素弁62
a,62b,63a,63bを挿入して接続する水素配
管64a,64b,65a,65bを備えている。
Then, the first and second units 51, 52
In the heat source side chambers 54a, 54b, 55a, 55b, heat source side alloys 58, 59 made of a hydrogen storage alloy are stored, and in the heat utilization side chambers 56a, 56b, 57a, 57b, the heat source side alloy 58 is contained. , 59 and utilization side alloys 60, 61 made of hydrogen storage alloys having different temperature equilibrium pressure characteristics. Furthermore, both units 51 and 52 are provided in the chamber 5 on the heat source side.
4 a, 54 b, 55 a, 55 b and the corresponding heat utilization side chambers 56 a, 56 b, 57 a, 57 b are connected to each other by a hydrogen valve 62.
Hydrogen pipes 64a, 64b, 65a, 65b for inserting and connecting a, 62b, 63a, 63b are provided.

【0050】また室54a,54b,55a,55b、
56a,56b,57a,57bには、夫々それらの内
部に熱交換部67a,67b,68a,68b,69
a,69b,70a,70bを設けており、これらには
温度状態が異なる同一の流体、例えば水でなる熱源流体
A、熱利用流体B、冷却流体Cが流通するようになって
いる。そして、熱源側合金58,59が設けられた側に
は、熱交換部67a,67b,68a,68bに熱源流
体A及び冷却流体Cが流れるよう流体切替弁71a,7
2a,71b,72b,73a,74a,73b,74
b,75a,76a,75b,76b,77a,78
a,77b,78b,79,80,81,82を有し、
顕熱回収用ポンプ83が挿入された配管84が接続され
ている。
The chambers 54a, 54b, 55a, 55b,
56a, 56b, 57a, 57b have heat exchange parts 67a, 67b, 68a, 68b, 69 inside them, respectively.
a, 69b, 70a, 70b are provided, and the same fluid having different temperature states, for example, a heat source fluid A made of water, a heat utilization fluid B, and a cooling fluid C are circulated. Then, on the side where the heat source side alloys 58, 59 are provided, the fluid switching valves 71a, 7 are arranged so that the heat source fluid A and the cooling fluid C flow to the heat exchange portions 67a, 67b, 68a, 68b.
2a, 71b, 72b, 73a, 74a, 73b, 74
b, 75a, 76a, 75b, 76b, 77a, 78
a, 77b, 78b, 79, 80, 81, 82,
A pipe 84 in which the sensible heat recovery pump 83 is inserted is connected.

【0051】なお利用側合金60,61が設けられた側
にも、熱交換部69a,69b,70a,70bに熱利
用流体B及び冷却流体Cが切り替えて流れるよう図示し
ない流体切替弁を備え一部のみを記載した配管85が設
けられている。
On the side where the utilization side alloys 60 and 61 are provided, a fluid switching valve (not shown) is also provided so that the heat utilization fluid B and the cooling fluid C flow through the heat exchange portions 69a, 69b, 70a and 70b by switching. A pipe 85 is provided which describes only the parts.

【0052】このように構成された冷凍機50は次ぎの
ように作動する。すなわち、図6のような接続状態にあ
るとき、熱源流体Aを第1のユニット51の容器54の
各室54a,54bに流しその熱交換部67a,67b
を介して熱源側合金58を加熱し、各室54a,54b
内の熱源側合金58に吸収されている水素の圧力を高め
る。そして水素弁62a,62bを開放すると水素が容
器56側に流れ、各室56a,56bの利用側合金60
が水素を吸収する。この時の利用側合金60の発熱は冷
却流体Cを室56a,56bの熱交換部69a,69b
に流すことによって冷却される。
The refrigerator 50 configured as described above operates as follows. That is, in the connection state as shown in FIG. 6, the heat source fluid A is caused to flow into the chambers 54a and 54b of the container 54 of the first unit 51, and the heat exchange portions 67a and 67b thereof.
The heat source side alloy 58 is heated through the respective chambers 54a and 54b.
The pressure of hydrogen absorbed in the heat source side alloy 58 inside is increased. Then, when the hydrogen valves 62a and 62b are opened, hydrogen flows to the container 56 side, and the use side alloy 60 of each chamber 56a and 56b.
Absorbs hydrogen. At this time, the heat generated by the use side alloy 60 causes the cooling fluid C to flow through the heat exchange portions 69a, 69b of the chambers 56a, 56b.
It is cooled by pouring into.

【0053】一方、第2のユニット52では、水素が開
放されている水素弁63a,63bを通り、容器57の
各室57a,57b内の利用側合金61から容器55の
各室55a,55b内に向かって流れ、熱源側合金59
に吸収される。この時の熱源側合金59の発熱は冷却流
体Cを室55a,55bの熱交換部68a,68bに流
すことによって冷却する。また吸熱反応をしている利用
側合金61においては、熱利用流体Bを室57a,57
bの熱交換部70a,70bに流すことで冷熱を得るこ
とができる。
On the other hand, in the second unit 52, the hydrogen flows through the hydrogen valves 63a and 63b, and the utilization side alloy 61 in the chambers 57a and 57b of the container 57 to the chambers 55a and 55b of the container 55. Flowing toward the heat source side alloy 59
Is absorbed by. The heat of the heat source side alloy 59 at this time is cooled by flowing the cooling fluid C into the heat exchange portions 68a and 68b of the chambers 55a and 55b. Further, in the utilization side alloy 61 that is undergoing an endothermic reaction, the heat utilization fluid B is supplied to the chambers 57a, 57a.
Cold heat can be obtained by flowing the heat to the heat exchange parts 70a and 70b of b.

【0054】次に顕熱回収について説明する。第1及び
第2のユニット51,52は熱源側の各室54a,54
b,55a,55b毎に、図7に太実線で示す水素放出
過程、一点鎖線で示す顕熱回収過程、細実線で示す水素
吸収過程、二点鎖線で示す顕熱予熱過程のフェイズI〜
XII のサイクルを位相をずらして順次繰り返すようにし
て作動する。そしてフェイズI〜XII における熱源側合
金58,59側の各流体切替弁71a,71b,…,
…,78a,78b,79,〜82の位置を、図に示す
ようにX、Y、Vで表した通りとし、切替弁位置を特定
しない場合は空白で示す。
Next, sensible heat recovery will be described. The first and second units 51, 52 are each of the heat source side chambers 54a, 54
b for each of b, 55a, 55b, phase I of the hydrogen desorption process shown by the thick solid line in FIG. 7, the sensible heat recovery process shown by the one-dot chain line, the hydrogen absorption process shown by the thin solid line, and the sensible heat preheating process shown by the two-dot chain line.
The XII cycle operates by shifting the phase and repeating it in sequence. Then, in the phases I to XII, the fluid switching valves 71a, 71b, ...
, 78a, 78b, 79, to 82 are as indicated by X, Y, and V as shown in the drawing, and are blank when the switching valve position is not specified.

【0055】そこで第1及び第2のユニット51,52
での顕熱回収・顕熱予熱の作動状態を見る。まず顕熱回
収・顕熱予熱前の第1のユニット51の室54a,54
bに収納されている熱源側合金58の温度が90℃、第
2のユニット52の室55a,55bに収納されている
熱源側合金59の温度が30℃であるとし、それぞれの
熱容量が等しく、説明を分り易くするために理想的な熱
交換が行われ熱交換後の二者間の温度は等しくなるもの
とする。
Therefore, the first and second units 51, 52
See the operating state of sensible heat recovery and sensible heat preheating. First, the chambers 54a, 54 of the first unit 51 before sensible heat recovery and sensible heat preheating
It is assumed that the temperature of the heat source side alloy 58 stored in b is 90 ° C. and the temperature of the heat source side alloy 59 stored in the chambers 55a and 55b of the second unit 52 is 30 ° C. In order to make the explanation easy to understand, it is assumed that ideal heat exchange is performed and the temperatures of the two parties are equal after the heat exchange.

【0056】フェイズIIは、熱回収ポンプ83が作動し
た状態で、第1のユニット51の室54aの熱源側合金
58と第2のユニット52の室55aの熱源側合金59
とを各熱交換部67a,68aを介して熱交換させ、両
者の温度を90℃及び30℃から60℃にする。
In Phase II, the heat source side alloy 58 of the chamber 54a of the first unit 51 and the heat source side alloy 59 of the chamber 55a of the second unit 52 are in a state where the heat recovery pump 83 is in operation.
Are heat-exchanged with each other via the heat exchange portions 67a and 68a, and the temperatures of both are changed from 90 ° C and 30 ° C to 60 ° C.

【0057】フェイズIII は、フェイズIIの後に室54
aの熱源側合金58と第2のユニット52の室55bの
熱源側合金59とを各熱交換部67a,68bを介して
熱交換させ、両者の温度を60℃及び30℃から45℃
にする。
Phase III is for room 54 after Phase II.
The heat source side alloy 58 of a and the heat source side alloy 59 of the chamber 55b of the second unit 52 are heat-exchanged via the heat exchange portions 67a and 68b, and the temperatures of both are 60 ° C. and 30 ° C. to 45 ° C.
To

【0058】フェイズIVは、フェイズIII の後に第1の
ユニット51の室54bの熱源側合金58と室55aの
熱源側合金59とを各熱交換部67b,68aを介して
熱交換させ、両者の温度を90℃及び60℃から75℃
にする。
In phase IV, after the phase III, the heat source side alloy 58 of the chamber 54b of the first unit 51 and the heat source side alloy 59 of the chamber 55a are heat-exchanged via the heat exchange portions 67b and 68a, and both of them are exchanged. Temperatures 90 ° C and 60 ° C to 75 ° C
To

【0059】フェイズVは、フェイズIVの後に室54b
の熱源側合金58と室55bの熱源側合金59とを各熱
交換部67b,68bを介して熱交換させ、両者の温度
を75℃及び45℃から60℃にする。
Phase V is the chamber 54b after Phase IV.
The heat source side alloy 58 and the heat source side alloy 59 of the chamber 55b are heat-exchanged via the heat exchange portions 67b and 68b, and the temperatures of the both are set to 75 ° C and 45 ° C to 60 ° C.

【0060】フェイズVIは、フェイズVの後に第1のユ
ニット51の室54a,54bの45℃及び60℃とな
っている熱源側合金58を、冷却流体Cによって30℃
にまで冷却する。また第2のユニット52の室55a,
55bの75℃及び60℃となっている熱源側合金59
を、熱源流体Aによって90℃にまで加熱する。
In phase VI, after the phase V, the heat source side alloy 58 of 45 ° C. and 60 ° C. in the chambers 54a and 54b of the first unit 51 is cooled to 30 ° C. by the cooling fluid C.
Cool down to. In addition, the chamber 55a of the second unit 52,
Heat source side alloy 59 which is 75 ° C and 60 ° C of 55b
Is heated to 90 ° C. by the heat source fluid A.

【0061】上述の過程を経ることによって、第1及び
第2のユニット51,52は再び水素の吸着・脱着が可
能な状態になる。また第1及び第2のユニット51,5
2は熱源側合金58,59が、冷却流体Cによって冷却
あるいは熱源流体Aによって加熱する前に、熱交換によ
って90℃から平均値で52.5℃及び30℃から平均
値で67.5℃に予冷・予熱されることになり、蓄熱器
等を設けることなく回収率62.5%の顕熱回収が行わ
れる。
Through the above process, the first and second units 51, 52 are again in a state capable of adsorbing / desorbing hydrogen. Also, the first and second units 51, 5
2 indicates that the heat source side alloys 58, 59 are cooled by the cooling fluid C or heated by the heat source fluid A by heat exchange from 90 ° C. to an average value of 52.5 ° C. and 30 ° C. to an average value of 67.5 ° C. It will be pre-cooled and pre-heated, and sensible heat recovery with a recovery rate of 62.5% will be performed without providing a heat storage device or the like.

【0062】なお、本実施例では容器54,55,5
6,57をそれぞれ2分割したものとしたが3分割以上
したものでもよく、分割数の増加に対応して顕熱回収率
を向上させることができ、熱回収用ポンプの数を増すこ
とによって顕熱回収時間を短縮させることができる。ま
た利用側合金60,61が設けられている側を熱源側合
金58,59が設けられている側と同じように構成し、
上記と同様の熱交換を行いより顕熱回収率を向上させる
ようにしてもよい。さらに本実施例と同一の構成のまま
で熱源流体Aと熱利用流体Bの温度関係を異ならせるこ
とによってヒートポンプ装置として用いることもでき
る。
In this embodiment, the containers 54, 55, 5
6 and 57 are each divided into two, but may be divided into three or more, and the sensible heat recovery rate can be improved in response to an increase in the number of divisions, and by increasing the number of heat recovery pumps The heat recovery time can be shortened. Further, the side provided with the utilization side alloys 60, 61 is configured in the same manner as the side provided with the heat source side alloys 58, 59,
The same heat exchange as described above may be performed to further improve the sensible heat recovery rate. Further, it can be used as a heat pump device by changing the temperature relationship between the heat source fluid A and the heat utilization fluid B with the same configuration as that of the present embodiment.

【0063】なおまた、上述の各実施例では分割した各
領域の充填物、各室の熱源側合金あるいは利用側合金の
熱容量を等しい場合について説明したが、異なっていて
もよく、また熱交換後の二者の温度は略等しいものとな
っていればよい等、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更
して本発明は実施し得るものである。
In each of the above-mentioned embodiments, the case where the fillers in the divided regions, the heat source side alloys in the respective chambers, or the heat side alloys in the respective chambers have the same heat capacity has been described, but they may be different, or after heat exchange. The temperatures of the two may be substantially the same, and the present invention can be implemented by appropriately changing the temperatures without departing from the scope of the invention.

【0064】[0064]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明
は、等温の複数の領域から構成され、各領域が他の領域
と熱交換する手段を有する異なる温度の少なくとも2つ
の系の間で、流体切替手段によって系を異にする領域同
志で順次熱交換し、各系の少なくとも1つの領域の温度
が各領域の当初の温度の平均温度より当初相手領域の温
度に近くなるように構成したことにより、簡単な構成で
熱回収率が50%を越えるものとすることができる効果
を奏する。
As is apparent from the above description, the present invention is composed of a plurality of isothermal zones, each zone having at least two systems of different temperatures having means for exchanging heat with another zone, The fluid switching means sequentially performs heat exchange between different regions, and the temperature of at least one region of each system is closer to the temperature of the other region than the average temperature of the initial temperature of each region. As a result, the heat recovery rate can exceed 50% with a simple configuration.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す接続図である。FIG. 1 is a connection diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の作動状態を説明するた
めに示す図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an operating state of the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例を示す接続図である。FIG. 3 is a connection diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の作動状態を説明するた
めに示す図である。
FIG. 4 is a diagram for explaining an operating state of the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明に係る領域の分割数に対する顕熱回収率
を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a sensible heat recovery rate with respect to the number of divided regions according to the present invention.

【図6】本発明の第3の実施例を示す接続図である。FIG. 6 is a connection diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第3の実施例の作動状態を説明するた
めに示す図である。
FIG. 7 is a diagram shown for explaining an operating state of the third embodiment of the present invention.

【図8】従来例を示す接続図である。FIG. 8 is a connection diagram showing a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11,12…系 13…隔壁 14a,14b,15a,15b…領域 16,17…充填物 18a,18b,19a,19b…熱交換器 20a,20b,21a,21b…流体切替弁 22…熱回収用ポンプ 23…配管 11, 12 ... System 13 Partition wall 14a, 14b, 15a, 15b ... Area 16, 17 ... Packing 18a, 18b, 19a, 19b ... Heat exchanger 20a, 20b, 21a, 21b ... Fluid switching valve 22 ... Heat recovery Pump 23 ... Piping

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高温度の第1の系と低温度の第2の系と
の間で流体を流通させて熱交換を行う熱交換方法におい
て、前記第1及び第2の系を複数の領域に分割し前記第
1の系の一の領域と前記第2の系の一の領域との間で熱
交換を行い両領域を第1の中間温度に略等しくする過程
と、その後に前記第1の系の一の領域と前記第2の系の
他の一の領域との間で熱交換を行い両領域を前記第1の
中間温度より低温の第2の中間温度に略等しくすると共
に、前記第2の系の一の領域と前記第1の系の他の一の
領域との間で熱交換を行い両領域を前記第1の中間温度
より高温の第3の中間温度に略等しくする過程と、第2
の中間温度となった前記第2の系の他の一の領域と第3
の中間温度となった前記第1の系の他の一の領域との間
で熱交換を行う過程とを備えていることを特徴とする熱
交換方法。
1. A heat exchange method in which a fluid is circulated between a high-temperature first system and a low-temperature second system to perform heat exchange, and the first and second systems are provided in a plurality of regions. And heat exchange between the one region of the first system and the one region of the second system to make both regions substantially equal to the first intermediate temperature, and then the first region. Heat exchange between one region of the second system and another region of the second system to make both regions substantially equal to a second intermediate temperature lower than the first intermediate temperature, and A step of performing heat exchange between one region of the second system and another region of the first system to make both regions substantially equal to a third intermediate temperature higher than the first intermediate temperature; And the second
The other one of the second system and the third
And a step of performing heat exchange with another region of the first system having an intermediate temperature of 1.
【請求項2】 異なる温度の少なくとも2つの系の間で
流体を流通させて熱交換する熱交換装置において、前記
各系がそれぞれ等温の複数の領域から構成され、前記各
領域が他の領域と熱交換する手段を有すると共に、系を
異にし且つ熱交換の進行に合わせ温度の異なる前記領域
同志を順次熱交換するようにする流体切替手段を備えて
いることを特徴とする熱交換装置。
2. A heat exchange device for circulating fluid between at least two systems of different temperatures to exchange heat, wherein each system is composed of a plurality of regions of equal temperature, and each region is different from other regions. A heat exchanging device having a means for exchanging heat and a fluid switching means for sequentially exchanging heat between the regions having different systems and different temperatures according to the progress of heat exchange.
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