JPH0631707B2 - 潜熱型蓄熱装置 - Google Patents

潜熱型蓄熱装置

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JPH0631707B2
JPH0631707B2 JP60232320A JP23232085A JPH0631707B2 JP H0631707 B2 JPH0631707 B2 JP H0631707B2 JP 60232320 A JP60232320 A JP 60232320A JP 23232085 A JP23232085 A JP 23232085A JP H0631707 B2 JPH0631707 B2 JP H0631707B2
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JP
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heat storage
heat
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storage container
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JP60232320A
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JPS6294794A (ja
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益征 橋本
敏男 中山
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Sanyo Electric Co Ltd
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Sanyo Electric Co Ltd
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    • F28HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28DHEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は、潜熱型蓄熱装置、詳しくは内部に充填される
潜熱蓄熱物質の利用効率の向上(死空間の減少)を図る
ようにした蓄熱容器ユニットを用いた潜熱型蓄熱装置、
およびその装置をさらに熱供給側からの要因に基づく入
熱量の変化に合わせて蓄熱容量変化が必要とされる場合
に適合可能にした潜熱型蓄熱装置に関する。
(ロ)従来の技術および問題点 固−液相の相変化を利用した潜熱蓄熱物質(無機水和
塩,n−パラフィン等)を用いた潜熱型蓄熱装置におい
ては、蓄熱物質の熱伝導度が小さいため蓄熱物質のみか
け熱伝導度を上げるためフィン付チューブを蓄熱容器内
に収容しチューブ内の熱媒と熱交換させる方法がとられ
ていた。しかし、容器内にヘッダ部およびUベント部が
含まれるためこの部分の蓄熱物質は死空間が大きく有効
利用されないでいた。一方、このような状況を多少なり
とも緩和させる方法として、例えば実開昭58−707
8号公報に記載のように、ヘッダ部およびUベント部に
金属性フィラーを充填する方法がとられているが、その
効果はフィン付チューブが存在する部分に比較しその性
能が低下することは明白であった。
また、潜熱型蓄熱装置の入熱量変化に対応するための容
量制御に関する報告は見当たらない。
(ハ)問題点を解決するための手段および作用 本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので
あって、断面がほぼ正方形または直方形の筒状部材と、
前記筒状部材の内部に収容されその軸心方向に所定の間
隔をもって層状に配設された多数のフィンと、前記筒状
部材の両端にそれぞれ固着された第一および第二の管板
と、前記多数のフィンおよび二つの管板を共に貫通する
ように挿通された多数のチューブとを有し、前記筒状部
材内の前記チューブの外側の空間が潜熱蓄熱物質で充填
された蓄熱容器ユニットを用いて蓄熱物質の利用効率を
向上させることができるようにした潜熱型蓄熱装置、お
よびその装置をさらに入熱量の変化に合わせて蓄熱容量
変化が必要とされる場合に適合可能にした潜熱型蓄熱装
置を提供しようとするものである。
(ニ)実施例 以下本発明による潜熱型蓄熱装置の実施例について図面
を参照して説明する。
第1図には潜熱型蓄熱装置の第一実施例が示されてお
り、複数の蓄熱容器ユニット、本実施例においては3個
の蓄熱容器ユニット1A,1B,1Cが互いに並列に結
合されている。その蓄熱容器ユニットは第1図および第
2図に示されるように、断面がほぼ正方形または直方形
の筒状部材2と、筒状部材2の内部に収容されその軸心
方向に所定の間隔をもって層状に配設された多数のフィ
ン3と、筒状部材2の両端にそれぞれ固着された第一の
管板4Aおよび第二の管板4Bと、多数のフィン3およ
び二つの管板4A,4Bを共に貫通するように挿通され
た多数のチューブ5とを有し、筒状部材2内のチューブ
5の外側の空間が潜熱蓄熱物質6で充填されたものであ
る。それによって蓄熱容器ユニットは、ユニット内が全
てフィン部で占められヘッダやUベントによる死空間を
なくすことが可能となり、そのユニット内に充填される
潜熱蓄熱物質の利用効率を向上させることができる。
蓄熱装置は隣接する蓄熱容器ユニット間には断熱材7が
介装されて結合され、その結合された複数の蓄熱容器ユ
ニットの第一の管板4Aおよび第二の管板4Bにそれぞ
れ共通の大体において矩形の第一のヘッダ8Aおよび第
二のヘッダ8Bが固着されている。そして第一のヘッダ
8Aおよび第二のヘッダ8Bには互いに結合された複数
の蓄熱容器ユニットの一方端のユニット1Aから他方端
のユニット1Cまで、または逆にユニット1Cからユニ
ット1Aまで順次に熱媒が流れるように熱媒出入口9
A,9B、仕切板10A,10Bが設けられている。な
お熱媒出入口9A,9Bの付近および管板4A,4Bの
付近には熱媒の分流を良好にするために整流板11A,
11Bが設けられている。本実施例においては蓄熱容器
ユニットが3個の場合を例示したが、2個以上任意の個
数にすることができる。
そして上述の潜熱型蓄熱装置は外部に配設された熱媒ポ
ンプからコレクタ等の熱源(図示せず)を通って送出さ
れる熱媒を複数の蓄熱容器ユニットを通して蓄熱した
り、またはその蓄熱された熱媒を外部に配設された熱利
用端(図示せず)を通して放熱したりするのである。蓄
熱時と放熱時において熱媒の入口を変えるようにすれ
ば、向流式熱交換器と同様に熱媒と蓄熱物質との温度差
を最大限に利用することが可能となる。このような熱媒
の流し方を採用することにより、仮に蓄熱時最下流にあ
ったユニットが融解状態になくても潜熱物質が熱媒入口
温度よりも高ければ両者が同温度になるまではその熱を
熱媒の予熱源として利用することができる。
つぎに第3図には、潜熱型蓄熱装置の第二実施例が示さ
れており、本実施例においては4個の蓄熱容器ユニット
21A,21B,21C,21Dが互いに並列に結合さ
れており、そのユニットおよびその結合の仕方、並びに
第一のヘッダおよび第二のヘッダに一方端のユニットか
ら他方端のユニットまで順次に熱媒が流れるように熱媒
出入口22A,22Bおよび仕切板23A,23B,2
3Cが設けられていることも第1図および第2図に示さ
れた第一実施例と実質的に同様である。
しかしながら本第二実施例のものは、第一のヘッダおよ
び第二のヘッダに設けられた二つの熱媒出入口22A,
22Bの中間に少なくとも一つ、本実施例においては二
つの熱媒中間出口24A,24Bを設け、それらの熱媒
出入口22A,22Bおよび熱媒中間出口24A,24
Bに接続された配管およびその配管に介設された7個の
電磁弁25A〜25Gの開閉により切り替え可能になっ
ている。そして例えば第1表のように切り替える ことにより、その配管に介設された熱媒ポンプ26から
コレクタ等の熱源27を通って送出される熱媒を所望の
個数の蓄熱容器ユニットを通して蓄熱したり、または蓄
熱された容器ユニットを経て熱利用端28を通して放熱
したりするようにすることができる。
即ちまず蓄熱時において供給熱量が十分ある場合には電
磁弁25A〜25Gの開閉を第1表のケース3の如くに
し、熱媒出入口22Aより流入した高温の熱媒は蓄熱容
器ユニット21A〜21D順に4個のユニットを通過し
て蓄熱物質に熱を与え、熱媒出入口22Bから流出する
ようにする。この場合4個の蓄熱容器ユニット内の蓄熱
物質は融解状態となる。そして電磁弁25A〜25Gの
開閉を第1表のケース4の如くにして蓄熱容器ユニット
に蓄熱された熱量を熱利用端28で放熱するのである。
一方蓄熱容量に対して供給熱量が十分でない場合には、
電磁弁の開閉を第1表のケース1の如くにし、熱媒が蓄
熱容器ユニット21A,21Bの順に2個のユニットを
通過して熱媒中間出口24Aから流出するようにする
か、または電磁弁の開閉を第1表のケース2の如くにし
熱媒が蓄熱容器ユニット21A〜21Cの順に3個のユ
ニットを通過して熱媒中間出口24Bから流出するよう
にする。このような構造をとることにより複数の蓄熱容
器ユニットのうち任意の数のユニットの使用が可能とな
り、蓄熱物質の融解に必要とされる温度差を有効に使用
することが可能となる。また互いに隣接する蓄熱容器ユ
ニット間に断熱剤6を充填することにより、融解状態の
異なるユニット間での熱移動(出熱時において熱媒の定
温取出しする場合にこの熱移動は熱損失となる)を防ぐ
ことができる。
(ホ)発明の効果 本発明による潜熱型蓄熱装置は、筒状部材と多数のフィ
ンと第一および第二の管板と多数のチューブとを一体構
造とした蓄熱容器ユニットを用い、またそのような蓄熱
容器ユニットを複数個互いに並列に結合して共通の第一
および第二のヘッダを固着し熱媒が一方端のユニットか
ら他方端のユニットに流れるようになっているので、容
器内全体にフィン部を形成することが可能となり、蓄熱
物質の利用効率を向上させた熱の出入速度が速い蓄熱装
置とすることができる。
また両端にある二つの熱媒出入口の中間に少なくとも一
つの開閉切り替え可能な熱媒出口を設けたので、季節的
または時間的に変動する入熱量に対し適切な蓄熱容量を
選択することが可能となり、このようにすると、互いに
隣接する容器ユニット間に熱移動が起こって一度融解し
た蓄熱物質が固化する現象が起こったりして熱的には損
失となるのを防止することができる。
また蓄熱時と放熱時における熱媒出入口を変えることに
より蓄熱装置内で向流熱交換器に近い状態を達成するこ
とができ、槽内における熱の有効利用を達成することが
可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による潜熱型蓄熱装置の第一実施例の線
図的平面図、 第2図は蓄熱容器ユニットの一部破断斜視図、 第3図は本発明による潜熱型蓄熱装置の第二実施例の線
図的平面図である。 1A〜1C…蓄熱容器ユニット 2…筒状部材 3…フィン 4A…第一の管板 4B…第二の管板 5…チューブ 6…潜熱蓄熱物質 7…断熱材 8A…第一のヘッダ 8B…第二のヘッダ 9A,9B…熱媒出入口 10A,10B…仕切板 11A,11B…整流板 21A〜21D…蓄熱容器ユニット 22A,22B…熱媒出入口 23A〜23C…仕切板 24A,24B…熱媒中間出口 25A〜25G…弁 26…熱媒ポンプ 27…熱源 28…熱利用端

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】それぞれ断面がほぼ正方形または直方形の
    筒状部材と、前記筒状部材の内部に収容されその軸心方
    向に所定の間隔をもって層状に配設された多数のフィン
    と、前記筒状部材の両端にそれぞれ固着された第一およ
    び第二の管板と、前記多数のフィンおよび二つの管板を
    共に貫通するように挿通された多数のチューブとを有
    し、前記筒状部材内の前記チューブの外側の空間が潜熱
    蓄熱物質で充填された複数の蓄熱容器ユニットが互いに
    並列に結合され、互いに隣接する前記蓄熱容器ユニット
    間に断熱材が介装され、前記結合された複数の蓄熱容器
    ユニットの第一および第二の管板にそれぞれ共通の第一
    および第二のヘッダが固着され、前記第一および第二の
    ヘッダには互いに結合された複数の前記蓄熱容器ユニッ
    トの一方端のユニットから他方端のユニットまで順次に
    熱媒が流れるように熱媒出入口および仕切板が設けられ
    ていることを特徴とする潜熱型蓄熱装置。
  2. 【請求項2】それぞれ断面がほぼ正方形または直方形の
    筒状部材と、前記筒状部材の内部に収容されその軸心方
    向に所定の間隔をもって層状に配設された多数のフィン
    と、前記筒状部材の両端にそれぞれ固着された第一およ
    び第二の管板と、前記多数のフィンおよび二つの管板を
    共に貫通するように挿通された多数のチューブとを有
    し、前記筒状部材内の前記チューブの外側の空間が潜熱
    蓄熱物質で充填された複数の蓄熱容器ユニットが互いに
    並列に結合され、互いに隣接する前記蓄熱容器ユニット
    間に断熱材が介装され、前記結合された複数の蓄熱容器
    ユニットの第一および第二の管板にそれぞれ共通の第一
    および第二のヘッダが固着され、前記第一および第二の
    ヘッダには互いに結合された複数の前記蓄熱容器ユニッ
    トの一方端のユニットから他方端のユニットまで順次に
    熱媒が流れるように二つの熱媒出入口および仕切板が設
    けられており、さらに前記第一および第二のヘッダには
    所望の蓄熱量に応じた数の前記蓄熱容器ユニットを選べ
    るように前記二つの熱媒出入口の中間に少なくとも一つ
    の開閉切り替え可能な熱媒中間出口が設けられているこ
    とを特徴とする潜熱型蓄熱装置。
JP60232320A 1985-10-19 1985-10-19 潜熱型蓄熱装置 Expired - Lifetime JPH0631707B2 (ja)

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JPS6294794A JPS6294794A (ja) 1987-05-01
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DE102011007626B4 (de) * 2011-04-18 2013-05-29 Sgl Carbon Se Latentwärmespeichereinrichtung und Betriebsverfahren für eine Latentwärmespeichereinrichtung
DE102014208453A1 (de) 2014-05-06 2015-11-12 Siemens Aktiengesellschaft Wärmespeicher
CN107328280A (zh) * 2017-07-06 2017-11-07 贺迈新能源科技(上海)有限公司 一种多单元横管热池
JP7147612B2 (ja) * 2019-02-14 2022-10-05 株式会社豊田中央研究所 化学蓄熱反応器、および、化学蓄熱装置
CN113028874A (zh) * 2020-02-18 2021-06-25 强野机械科技(上海)有限公司 一种梯级相变储热器

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