JPH07113590A - 化学蓄熱材用蓄熱装置 - Google Patents
化学蓄熱材用蓄熱装置Info
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- JPH07113590A JPH07113590A JP5281807A JP28180793A JPH07113590A JP H07113590 A JPH07113590 A JP H07113590A JP 5281807 A JP5281807 A JP 5281807A JP 28180793 A JP28180793 A JP 28180793A JP H07113590 A JPH07113590 A JP H07113590A
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- reaction gas
- heat
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- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
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- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 水系化学蓄熱材を用いた場合に、蓄熱時に熱
の一部を反応ガス発生器内に配した潜熱蓄熱材に潜熱と
して過冷却状態で蓄熱し、この熱を放熱操作時に発熱さ
せることによって発生させる反応ガス圧およびそれに伴
う蓄熱材の反応温度を、通常得られる低温度レベルの熱
源(室温レベルなど)を用いた場合よりも高い温度で放熱
することができる、固-気反応系化学蓄熱材に好適に用
いられる蓄熱装置を提供する。 【構成】 化学蓄熱材を充填した蓄熱容器Ａ、液化反応
ガスをいずれも充填した反応ガス発生器Ｂ、反応ガス回
収器Ｃおよび反応ガス発生器Ｂの下方位置に潜熱蓄熱材
固化用トリガーを備え、潜熱蓄熱材を充填した任意固化
式潜熱蓄熱容器Ｄよりなり、Ａ-Ｂ、Ｂ-Ｃ、Ｃ-Ａの上
方空間同志が反応ガス用パイプで連結されており、熱交
換媒体用蛇管がＡ-ＤおよびＣにそれぞれ配管されてい
る蓄熱装置。
の一部を反応ガス発生器内に配した潜熱蓄熱材に潜熱と
して過冷却状態で蓄熱し、この熱を放熱操作時に発熱さ
せることによって発生させる反応ガス圧およびそれに伴
う蓄熱材の反応温度を、通常得られる低温度レベルの熱
源(室温レベルなど)を用いた場合よりも高い温度で放熱
することができる、固-気反応系化学蓄熱材に好適に用
いられる蓄熱装置を提供する。 【構成】 化学蓄熱材を充填した蓄熱容器Ａ、液化反応
ガスをいずれも充填した反応ガス発生器Ｂ、反応ガス回
収器Ｃおよび反応ガス発生器Ｂの下方位置に潜熱蓄熱材
固化用トリガーを備え、潜熱蓄熱材を充填した任意固化
式潜熱蓄熱容器Ｄよりなり、Ａ-Ｂ、Ｂ-Ｃ、Ｃ-Ａの上
方空間同志が反応ガス用パイプで連結されており、熱交
換媒体用蛇管がＡ-ＤおよびＣにそれぞれ配管されてい
る蓄熱装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、化学蓄熱材用蓄熱装置
に関する。更に詳しくは、固-気反応系化学蓄熱材に好
適に用いられる蓄熱装置に関する。
に関する。更に詳しくは、固-気反応系化学蓄熱材に好
適に用いられる蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】固-気反応系の化学蓄熱材の反応温度
は、反応ガスの圧力によって決まるので、間欠的に発生
する熱を一旦蓄熱し、これを必要時に放熱させる場合、
蓄熱材の反応温度は、供給されるガスの圧力を決める反
応ガス発生熱源の温度(室温、水温など)によって決まっ
てしまい、それより高い反応温度を出力させるために
は、上記反応ガス発生熱源温度より高い温度の熱を必要
とし、これを化石燃料などから新たに得ることは、装置
効率を著しく低下させることにつながる。
は、反応ガスの圧力によって決まるので、間欠的に発生
する熱を一旦蓄熱し、これを必要時に放熱させる場合、
蓄熱材の反応温度は、供給されるガスの圧力を決める反
応ガス発生熱源の温度(室温、水温など)によって決まっ
てしまい、それより高い反応温度を出力させるために
は、上記反応ガス発生熱源温度より高い温度の熱を必要
とし、これを化石燃料などから新たに得ることは、装置
効率を著しく低下させることにつながる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、水系化学蓄
熱材を用いた場合に、蓄熱時に熱の一部を反応ガス発生
器内に配した潜熱蓄熱材に潜熱として過冷却状態で蓄熱
し、この熱を放熱操作時に発熱させることによって発生
させる反応ガス圧およびそれに伴う蓄熱材の反応温度
を、通常得られる低温度レベルの熱源(室温レベルなど)
を用いた場合よりも高い温度で放熱することができる、
固-気反応系化学蓄熱材に好適に用いられる蓄熱装置を
提供することを目的としている。
熱材を用いた場合に、蓄熱時に熱の一部を反応ガス発生
器内に配した潜熱蓄熱材に潜熱として過冷却状態で蓄熱
し、この熱を放熱操作時に発熱させることによって発生
させる反応ガス圧およびそれに伴う蓄熱材の反応温度
を、通常得られる低温度レベルの熱源(室温レベルなど)
を用いた場合よりも高い温度で放熱することができる、
固-気反応系化学蓄熱材に好適に用いられる蓄熱装置を
提供することを目的としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】かかる本発明の目的は、
充填された化学蓄熱材と接する下方位置に配管された熱
交換媒体用蛇管を有する蓄熱容器Ａ、充填された液化反
応ガスと接する下方位置に潜熱蓄熱材固化用トリガーを
備えた任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄが設置されており、該
任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄ内に充填された潜熱蓄熱材と
接するように配管された熱交換媒体用蛇管を有する反応
ガス発生器Ｂおよび充填された液化反応ガスと接する下
方位置に配管された熱交換媒体用蛇管を有する反応ガス
回収器Ｃよりなり、外部が断熱材で覆われた反応ガス発
生器は反応ガス回収器より低い位置に設置されており、
蓄熱容器Ａ-反応ガス発生器Ｂ間および-反応ガス回収器
Ｃ間は、いずれも途中にバルブを設けた反応ガス用パイ
プで上方空間位置で連結されており、反応ガス発生器Ｂ
と反応ガス回収器Ｃとは、回収器Ｃの蛇管より上部の空
間位置と発生器Ｂの上方空間位置とで、途中にバルブを
設けた液化反応ガス用パイプで連結されており、蓄熱容
器Ａの蛇管と任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄの蛇管とが３方
バルブを有する連結管によって連結されている化学蓄熱
材用蓄熱装置によって達成される。
充填された化学蓄熱材と接する下方位置に配管された熱
交換媒体用蛇管を有する蓄熱容器Ａ、充填された液化反
応ガスと接する下方位置に潜熱蓄熱材固化用トリガーを
備えた任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄが設置されており、該
任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄ内に充填された潜熱蓄熱材と
接するように配管された熱交換媒体用蛇管を有する反応
ガス発生器Ｂおよび充填された液化反応ガスと接する下
方位置に配管された熱交換媒体用蛇管を有する反応ガス
回収器Ｃよりなり、外部が断熱材で覆われた反応ガス発
生器は反応ガス回収器より低い位置に設置されており、
蓄熱容器Ａ-反応ガス発生器Ｂ間および-反応ガス回収器
Ｃ間は、いずれも途中にバルブを設けた反応ガス用パイ
プで上方空間位置で連結されており、反応ガス発生器Ｂ
と反応ガス回収器Ｃとは、回収器Ｃの蛇管より上部の空
間位置と発生器Ｂの上方空間位置とで、途中にバルブを
設けた液化反応ガス用パイプで連結されており、蓄熱容
器Ａの蛇管と任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄの蛇管とが３方
バルブを有する連結管によって連結されている化学蓄熱
材用蓄熱装置によって達成される。
【０００５】図１は、本発明に係る蓄熱装置の一態様の
概要図であり、まずこれに基づいて本発明を説明する。
概要図であり、まずこれに基づいて本発明を説明する。
【０００６】この蓄熱装置は、蓄熱容器Ａ、反応ガス発
生器Ｂ、反応ガス回収器Ｃおよび反応ガス発生器Ｂ内に
設置した任意固化式の潜熱蓄熱容器Ｄを主要部分とし、
これらの間が互いに機能的に結合されている。
生器Ｂ、反応ガス回収器Ｃおよび反応ガス発生器Ｂ内に
設置した任意固化式の潜熱蓄熱容器Ｄを主要部分とし、
これらの間が互いに機能的に結合されている。
【０００７】蓄熱容器Ａには、無機化合物塩水和物など
の化学蓄熱材１が充填されており、それと接する容器の
下方位置には熱交換媒体の流れる蛇管２が配管されてい
る。反応ガス発生器Ｂは、反応ガス回収器Ｃよりも低い
位置に設置され、その外部が断熱材３で覆われており、
内部には水蒸気発生用の水などが液化反応ガス４として
充填されている。そして、液化反応ガス４と接する発生
器下方位置には、無機塩水和物などの顕著な過冷却を示
す潜熱蓄熱材の固化用トリガー22を備えた任意固化式の
潜熱蓄熱容器Ｄが設置されており、そこにはトリガー22
と接している潜熱蓄熱材21が充填されている。ここで、
固化用トリガーとしては、電圧印加を用いるもの、スプ
リングの変形を利用したもの、ボタンタイプのトリガ
ー、種晶を添加するものなど、任意の構成のものを用い
ることができる。また、反応ガス回収器Ｃには、水など
の液化反応ガス６が充填されており、それと接する回収
器下方位置には熱交換媒体が流れる蛇管７が配管されて
いる。
の化学蓄熱材１が充填されており、それと接する容器の
下方位置には熱交換媒体の流れる蛇管２が配管されてい
る。反応ガス発生器Ｂは、反応ガス回収器Ｃよりも低い
位置に設置され、その外部が断熱材３で覆われており、
内部には水蒸気発生用の水などが液化反応ガス４として
充填されている。そして、液化反応ガス４と接する発生
器下方位置には、無機塩水和物などの顕著な過冷却を示
す潜熱蓄熱材の固化用トリガー22を備えた任意固化式の
潜熱蓄熱容器Ｄが設置されており、そこにはトリガー22
と接している潜熱蓄熱材21が充填されている。ここで、
固化用トリガーとしては、電圧印加を用いるもの、スプ
リングの変形を利用したもの、ボタンタイプのトリガ
ー、種晶を添加するものなど、任意の構成のものを用い
ることができる。また、反応ガス回収器Ｃには、水など
の液化反応ガス６が充填されており、それと接する回収
器下方位置には熱交換媒体が流れる蛇管７が配管されて
いる。
【０００８】蓄熱容器Ａと反応ガス発生器Ｂとの間に
は、それらの上部空間８,９同志が途中にバルブ10を設
けた反応ガス用パイプ11で連結されている。同様に、蓄
熱容器Ａと反応ガス回収器Ｃとの間は、それらの上部空
間８,12同志が途中にバルブ13を設けた反応ガス用パイ
プ14で連結されている。また、反応ガス発生器Ｂと反応
ガス回収器Ｃとは、回収器Ｃの熱交換媒体用蛇管７より
も上部の空間位置15と発生器Ｂの上方空間位置９とで、
途中にバルブ16を設けた液化反応ガス用パイプ17によっ
て連結されている。そして、蓄熱容器Ａの熱交換媒体用
パイプ２と任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄの熱交換媒体用パ
イプ５とは、３方バルブ18を有する熱交換媒体用パイプ
19によって連結されており、３方バルブは熱回収用熱媒
体の導入用パイプ20を有している。
は、それらの上部空間８,９同志が途中にバルブ10を設
けた反応ガス用パイプ11で連結されている。同様に、蓄
熱容器Ａと反応ガス回収器Ｃとの間は、それらの上部空
間８,12同志が途中にバルブ13を設けた反応ガス用パイ
プ14で連結されている。また、反応ガス発生器Ｂと反応
ガス回収器Ｃとは、回収器Ｃの熱交換媒体用蛇管７より
も上部の空間位置15と発生器Ｂの上方空間位置９とで、
途中にバルブ16を設けた液化反応ガス用パイプ17によっ
て連結されている。そして、蓄熱容器Ａの熱交換媒体用
パイプ２と任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄの熱交換媒体用パ
イプ５とは、３方バルブ18を有する熱交換媒体用パイプ
19によって連結されており、３方バルブは熱回収用熱媒
体の導入用パイプ20を有している。
【０００９】
【作用】蓄熱操作は、図２に従って行われる。まず、蓄
熱容器Ａ-反応ガス回収器Ｃ間を結ぶ反応ガス用パイプ1
4のバルブ13を開け、他のバルブ10、16を閉めておき、
蓄熱する高温熱媒体(例えば、353Kの温水、高温ガスな
ど)ａを、ａ1からａ2に向かって蛇管２、連結管19およ
び蛇管５内を流し、化学蓄熱材１の温度を同温度または
これに近い温度迄上昇させ、同時に潜熱蓄熱材21を完全
に融解させて、潜熱を蓄熱材過冷却の状態で蓄える。こ
のとき反応ガス回収器の蛇管７内には、ｂ1からｂ2に向
かって低温熱媒体(例えば、水道水、大気など)ｂを流
し、回収器Ｃ内の液化反応ガス６の温度を低温に保持す
る。化学蓄熱材１が加熱され、それから発生した反応ガ
ス(水蒸気など)Ｇは、パイプ14内を流れ、回収器Ｃ内の
低温液化反応ガス(水など)６に吸収され、回収される。
蓄熱操作を終了する場合には、開いているバルブ13を閉
じる。
熱容器Ａ-反応ガス回収器Ｃ間を結ぶ反応ガス用パイプ1
4のバルブ13を開け、他のバルブ10、16を閉めておき、
蓄熱する高温熱媒体(例えば、353Kの温水、高温ガスな
ど)ａを、ａ1からａ2に向かって蛇管２、連結管19およ
び蛇管５内を流し、化学蓄熱材１の温度を同温度または
これに近い温度迄上昇させ、同時に潜熱蓄熱材21を完全
に融解させて、潜熱を蓄熱材過冷却の状態で蓄える。こ
のとき反応ガス回収器の蛇管７内には、ｂ1からｂ2に向
かって低温熱媒体(例えば、水道水、大気など)ｂを流
し、回収器Ｃ内の液化反応ガス６の温度を低温に保持す
る。化学蓄熱材１が加熱され、それから発生した反応ガ
ス(水蒸気など)Ｇは、パイプ14内を流れ、回収器Ｃ内の
低温液化反応ガス(水など)６に吸収され、回収される。
蓄熱操作を終了する場合には、開いているバルブ13を閉
じる。
【００１０】放熱操作は、図３に従って行われる。ま
ず、蓄熱容器Ａ-反応ガス発生器Ｂ間を結ぶパイプ11の
反応ガス用バルブ10を開け、他のバルブ13,16を閉めて
おき、熱回収用の熱媒体(例えば、288Kの水道水、大気
など)ｃを、ｃ1からｃ2に向かって蛇管２内を流す。ま
た、トリガー22を作動させることによって、過冷却した
潜熱蓄熱材21を固化させ、蓄熱操作時に潜熱蓄熱材に蓄
えた熱によって、反応ガス発生器Ｂ内の液化反応ガス
(水など)４を昇温させて反応ガス(水蒸気など)Ｇを発生
させ、これが化学蓄熱材１と反応して化学蓄熱材が発熱
し、この熱を蛇管２に流れる熱媒体を通じて外部へ供給
する。
ず、蓄熱容器Ａ-反応ガス発生器Ｂ間を結ぶパイプ11の
反応ガス用バルブ10を開け、他のバルブ13,16を閉めて
おき、熱回収用の熱媒体(例えば、288Kの水道水、大気
など)ｃを、ｃ1からｃ2に向かって蛇管２内を流す。ま
た、トリガー22を作動させることによって、過冷却した
潜熱蓄熱材21を固化させ、蓄熱操作時に潜熱蓄熱材に蓄
えた熱によって、反応ガス発生器Ｂ内の液化反応ガス
(水など)４を昇温させて反応ガス(水蒸気など)Ｇを発生
させ、これが化学蓄熱材１と反応して化学蓄熱材が発熱
し、この熱を蛇管２に流れる熱媒体を通じて外部へ供給
する。
【００１１】放熱操作終了時には、図４に示されるよう
に、開いたバルブ10を閉じ、前述の蓄熱操作で回収し
た、ガス回収器Ｃ内の液化反応ガス流通パイプ15口より
上部にある余剰分の液化反応ガス(例えば水)Ｗを、バル
ブ16を開けて、パイプ17により反応ガス発生器Ｂに送っ
ている。
に、開いたバルブ10を閉じ、前述の蓄熱操作で回収し
た、ガス回収器Ｃ内の液化反応ガス流通パイプ15口より
上部にある余剰分の液化反応ガス(例えば水)Ｗを、バル
ブ16を開けて、パイプ17により反応ガス発生器Ｂに送っ
ている。
【００１２】また、かかる蓄熱装置において、図５に示
すように、反応ガス発生器Ｂ内の複数個の任意固化式潜
熱蓄熱容器Ｄ,Ｄ´を設置し、これらにそれぞれ異なる
融点の潜熱蓄熱材21,21´を充填した構成とすることに
よって、放熱操作時の化学蓄熱材１の反応温度を任意に
制御することができる。
すように、反応ガス発生器Ｂ内の複数個の任意固化式潜
熱蓄熱容器Ｄ,Ｄ´を設置し、これらにそれぞれ異なる
融点の潜熱蓄熱材21,21´を充填した構成とすることに
よって、放熱操作時の化学蓄熱材１の反応温度を任意に
制御することができる。
【００１３】即ち、放熱操作時に、高温側の任意固化式
潜熱蓄熱容器(例えばＤ)のトリガー22を作動させた場合
と低温側の任意固化式潜熱蓄熱容器(例えばＤ´)のトリ
ガー22´を作動させた場合とでは、潜熱蓄熱材の固化に
よる発熱温度の違いによって、反応ガス発生器Ｂ内の液
化ガス４の温度が異なり、発生する反応ガスＧの圧力も
変わるため、蓄熱容器Ａ内の化学蓄熱材１の温度も変化
するので、作動するトリガー22,22´を任意に選択する
ことによって、異なる温度の熱を任意に回収することが
できる。
潜熱蓄熱容器(例えばＤ)のトリガー22を作動させた場合
と低温側の任意固化式潜熱蓄熱容器(例えばＤ´)のトリ
ガー22´を作動させた場合とでは、潜熱蓄熱材の固化に
よる発熱温度の違いによって、反応ガス発生器Ｂ内の液
化ガス４の温度が異なり、発生する反応ガスＧの圧力も
変わるため、蓄熱容器Ａ内の化学蓄熱材１の温度も変化
するので、作動するトリガー22,22´を任意に選択する
ことによって、異なる温度の熱を任意に回収することが
できる。
【００１４】なお、上記記載では、主として水系の化学
蓄熱材を例としているが、固-気反応系では、反応ガス
が比較的容易に液化する化学蓄熱材であれば、本発明装
置を適用することができ、例えばアンモニア錯体系、メ
タノール系、メチルアミン錯体系、ポリエチレングリコ
ール系なども化学蓄熱材として用いることができる。ま
た、融液が顕著な過冷却を示す潜熱蓄熱材としては、Mg
(NO3)2・6H2O[融点362K]、CH3COONa・3H2O［融点331
K]、Na2HPO4・12H2O［融点309K］などの塩水和物系のも
のなどが用いられる。
蓄熱材を例としているが、固-気反応系では、反応ガス
が比較的容易に液化する化学蓄熱材であれば、本発明装
置を適用することができ、例えばアンモニア錯体系、メ
タノール系、メチルアミン錯体系、ポリエチレングリコ
ール系なども化学蓄熱材として用いることができる。ま
た、融液が顕著な過冷却を示す潜熱蓄熱材としては、Mg
(NO3)2・6H2O[融点362K]、CH3COONa・3H2O［融点331
K]、Na2HPO4・12H2O［融点309K］などの塩水和物系のも
のなどが用いられる。
【００１５】
【発明の効果】固-気反応系蓄熱材に好適に用いられる
蓄熱装置において、蓄熱時に発生する反応ガスの回収器
と放熱時の反応ガス発生器とを分離し、例えば水系化学
蓄熱材を用いた場合に、蓄熱時に熱の一部を反応ガス発
生器内に設置した任意固化式潜熱蓄熱容器に充填された
潜熱蓄熱材に潜熱として蓄熱することによって、放熱時
に発生させる反応ガス圧およびそれに伴う化学蓄熱材の
反応温度を、通常得られる低温度レベルの熱源(室温レ
ベルなど)を用いた場合よりも高い温度で放熱すること
ができる。
蓄熱装置において、蓄熱時に発生する反応ガスの回収器
と放熱時の反応ガス発生器とを分離し、例えば水系化学
蓄熱材を用いた場合に、蓄熱時に熱の一部を反応ガス発
生器内に設置した任意固化式潜熱蓄熱容器に充填された
潜熱蓄熱材に潜熱として蓄熱することによって、放熱時
に発生させる反応ガス圧およびそれに伴う化学蓄熱材の
反応温度を、通常得られる低温度レベルの熱源(室温レ
ベルなど)を用いた場合よりも高い温度で放熱すること
ができる。
【００１６】また、反応ガス発生器内に複数個の潜熱蓄
熱材充填潜熱蓄熱容器を設置した場合には、放熱操作時
の化学蓄熱材の反応温度を任意に制御することができ
る。
熱材充填潜熱蓄熱容器を設置した場合には、放熱操作時
の化学蓄熱材の反応温度を任意に制御することができ
る。
【００１７】
【実施例】次に、実施例について本発明を説明する。
【００１８】実施例１ 図５の蓄熱装置において、化学蓄熱材としてMnCl2・ｎw
H2O(ｎw：0⇔1)反応系を用い、また潜熱蓄熱材としてCH
3COONa・3H2O(融点331K)とNa2HPO4・12H2O(融点309K)と
を用いて、353Kの温水を蓄熱する場合、反応ガス回収器
の低温熱媒体には288Kの水道水を用いて、化学蓄熱材に
反応熱を蓄熱することができた。このとき、CH3COONa・
3H2OとNa2HPO4・12H2Oは、共に融解して融解潜熱を蓄え
た。
H2O(ｎw：0⇔1)反応系を用い、また潜熱蓄熱材としてCH
3COONa・3H2O(融点331K)とNa2HPO4・12H2O(融点309K)と
を用いて、353Kの温水を蓄熱する場合、反応ガス回収器
の低温熱媒体には288Kの水道水を用いて、化学蓄熱材に
反応熱を蓄熱することができた。このとき、CH3COONa・
3H2OとNa2HPO4・12H2Oは、共に融解して融解潜熱を蓄え
た。
【００１９】次に、放熱操作時において、過冷却したCH
3COONa・3H2Oにトリガーを作動させることによって固化
させた場合、このとき発生した熱によって、反応ガス発
生器内の水は約315Kに加熱され、そこから発生した水蒸
気によって化学蓄熱材は反応し、化学蓄熱材の温度は35
5K付近迄上昇した。
3COONa・3H2Oにトリガーを作動させることによって固化
させた場合、このとき発生した熱によって、反応ガス発
生器内の水は約315Kに加熱され、そこから発生した水蒸
気によって化学蓄熱材は反応し、化学蓄熱材の温度は35
5K付近迄上昇した。
【００２０】また、放熱操作時において、過冷却したNa
2HPO4・12H2Oにトリガーを作動させることによって固化
させた場合、このとき発生した熱によって、反応ガス発
生器内の水は約295Kに加熱され、そこから発生した水蒸
気によって化学蓄熱材は反応し、化学蓄熱材の温度は33
0K付近迄上昇した。
2HPO4・12H2Oにトリガーを作動させることによって固化
させた場合、このとき発生した熱によって、反応ガス発
生器内の水は約295Kに加熱され、そこから発生した水蒸
気によって化学蓄熱材は反応し、化学蓄熱材の温度は33
0K付近迄上昇した。
【００２１】このような蓄熱・放熱操作時における温度
と圧力との関係は、図６のグラフに示される。一方、こ
の放熱操作で、288Kの水道水を熱源として水蒸気を発生
させた場合には、理論的にみても最高337K迄しか化学蓄
熱材は昇温しないことになる(図６中の点線参照)。
と圧力との関係は、図６のグラフに示される。一方、こ
の放熱操作で、288Kの水道水を熱源として水蒸気を発生
させた場合には、理論的にみても最高337K迄しか化学蓄
熱材は昇温しないことになる(図６中の点線参照)。
【００２２】このグラフについて、更に詳細に説明す
る。
る。
【００２３】固-気系の反応では、反応平衡圧より高圧
側で反応ガスの付加反応が起こり、低圧側では分解反応
が起こる。この化学蓄熱材反応系では、蓄熱時(MnCl2・
1→0H2O)には、MnCl2・ｎwH2O側を高温(1/K＝2.83×10
-3)にし、水側を低温(1/K＝3.47×10-3)にすることによ
って、MnCl2・ｎwH2O(ｎw：0⇔1)反応の平衡圧力より水
の平衡圧力の方が小さくなるので、両者を連結した場合
には、高圧側(MnCl2・ｎwH2O側)から低圧側(水側)に水
蒸気が流れ、全体が等圧状態となる。
側で反応ガスの付加反応が起こり、低圧側では分解反応
が起こる。この化学蓄熱材反応系では、蓄熱時(MnCl2・
1→0H2O)には、MnCl2・ｎwH2O側を高温(1/K＝2.83×10
-3)にし、水側を低温(1/K＝3.47×10-3)にすることによ
って、MnCl2・ｎwH2O(ｎw：0⇔1)反応の平衡圧力より水
の平衡圧力の方が小さくなるので、両者を連結した場合
には、高圧側(MnCl2・ｎwH2O側)から低圧側(水側)に水
蒸気が流れ、全体が等圧状態となる。
【００２４】すると、MnCl2・ｎwH2O側では、反応平衡
圧力より系内の圧力の方が下回るので、それの分解反応
(MnCl2・1→0 H2O)が起こり、系内の圧力を反応平衡圧
力迄高めようとする。しかるに、一方の水側では、系内
の圧力が水の液-気反応の平衡圧力より高いため、系内
の水蒸気を吸収し、系内の圧力を下げようとする反応が
起こるようになる。従って、MnCl2・ｎwH2O側での分解
反応は、MnCl2(無水)になる迄行われることになり、結
果的にはMnCl2・1 H2OのH2Oが、水容器側に移動して蓄
熱が行われることになる。
圧力より系内の圧力の方が下回るので、それの分解反応
(MnCl2・1→0 H2O)が起こり、系内の圧力を反応平衡圧
力迄高めようとする。しかるに、一方の水側では、系内
の圧力が水の液-気反応の平衡圧力より高いため、系内
の水蒸気を吸収し、系内の圧力を下げようとする反応が
起こるようになる。従って、MnCl2・ｎwH2O側での分解
反応は、MnCl2(無水)になる迄行われることになり、結
果的にはMnCl2・1 H2OのH2Oが、水容器側に移動して蓄
熱が行われることになる。
【００２５】また、放熱時(MnCl2・0→1 H2O)には、水
側での温度に対応した圧力の水蒸気が発生し、この水蒸
気圧がMnCl2(無水)側の温度に対応したMnCl2・ｎwH2O
(ｎw：0⇔1)反応の平衡圧力より高い場合には、MnCl2・
0→1 H2Oの付加反応(発熱)が起こり、MnCl2・ｎwH2Oは
昇温することになる。この反応は、理論的には、MnCl2
・ｎwH2O(ｎw：0⇔1)反応の平衡圧力が、供給される水
蒸気圧に等しい圧力になる温度迄、MnCl2・ｎwH2O粉末
が昇温して終わることになる。この際、昇温した熱を熱
交換し、外部へ取り出すことによって、MnCl2・0→1 H2
Oの反応は、その後も反応が完結する迄起こることにな
る。
側での温度に対応した圧力の水蒸気が発生し、この水蒸
気圧がMnCl2(無水)側の温度に対応したMnCl2・ｎwH2O
(ｎw：0⇔1)反応の平衡圧力より高い場合には、MnCl2・
0→1 H2Oの付加反応(発熱)が起こり、MnCl2・ｎwH2Oは
昇温することになる。この反応は、理論的には、MnCl2
・ｎwH2O(ｎw：0⇔1)反応の平衡圧力が、供給される水
蒸気圧に等しい圧力になる温度迄、MnCl2・ｎwH2O粉末
が昇温して終わることになる。この際、昇温した熱を熱
交換し、外部へ取り出すことによって、MnCl2・0→1 H2
Oの反応は、その後も反応が完結する迄起こることにな
る。
【００２６】このことから、回収する熱の温度は、供給
する水蒸気圧で決まり、この温度を高くするためには、
水蒸気供給側の水温も、より高い状態にすればよいこと
になる。従って、288Kでの水蒸気の供給では、理想的に
考えて337K迄の熱しか回収できないのに対し、本発明で
のように、水蒸気供給側の水にも熱を蓄えておくことに
よって、337Kより高い温度の熱が回収できるようにな
る。ただし、実施例１では、温度は理論値よりやや低い
353Kしか昇温させていない。
する水蒸気圧で決まり、この温度を高くするためには、
水蒸気供給側の水温も、より高い状態にすればよいこと
になる。従って、288Kでの水蒸気の供給では、理想的に
考えて337K迄の熱しか回収できないのに対し、本発明で
のように、水蒸気供給側の水にも熱を蓄えておくことに
よって、337Kより高い温度の熱が回収できるようにな
る。ただし、実施例１では、温度は理論値よりやや低い
353Kしか昇温させていない。
【００２７】実施例２ 図１の蓄熱装置において、化学蓄熱材としてMnCl2・ｎw
H2O(ｎw：0⇔1)反応系を用い、また潜熱蓄熱材としてCH
3COONa・3H2Oだけを用いて、353Kの温水を蓄熱する場
合、反応ガス回収器に288Kの熱媒体を流すことによっ
て、反応熱を化学蓄熱材および潜熱蓄熱材に蓄熱するこ
とができた。
H2O(ｎw：0⇔1)反応系を用い、また潜熱蓄熱材としてCH
3COONa・3H2Oだけを用いて、353Kの温水を蓄熱する場
合、反応ガス回収器に288Kの熱媒体を流すことによっ
て、反応熱を化学蓄熱材および潜熱蓄熱材に蓄熱するこ
とができた。
【００２８】次に、放電操作時において、過冷却したCH
3COONa・3H2Oをトリガーの作動により固化させると、反
応ガス発生器内の水は約320Kに加熱され、そこから発生
した水蒸気によって化学蓄熱材は反応し、その温度は約
358Kに上昇した。
3COONa・3H2Oをトリガーの作動により固化させると、反
応ガス発生器内の水は約320Kに加熱され、そこから発生
した水蒸気によって化学蓄熱材は反応し、その温度は約
358Kに上昇した。
【図１】本発明に係る蓄熱装置の基本的態様の概要図で
ある。
ある。
【図２】蓄熱操作時の概要図である。
【図３】放熱操作時の概要図である。
【図４】放熱操作終了時の概要図である。
【図５】潜熱蓄熱容器を２個用いた蓄熱装置の概要図で
ある。
ある。
【図６】実施例における蓄熱・放熱操作時の温度と圧力
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
Ａ 蓄熱容器 Ｂ 反応ガス発生器 Ｃ 反応ガス回収器 Ｄ,Ｄ´ 潜熱蓄熱容器 １ 化学蓄熱材 ２,５,７ 熱交換媒体用蛇管 ３ 断熱材 ４,６ 液化反応ガス ８,９,12 上部空間 10,13,16 バルブ 11,14 反応ガス用パイプ 15 蛇管より上部の空間位置 17 液化反応ガス用パイプ 18 ３方バルブ 19 熱交換媒体用連結管 20 熱回収用熱媒体用パイプ 21 潜熱蓄熱材 22 トリガー
Claims (3)
- 【請求項１】 充填された化学蓄熱材と接する下方位置
に配管された熱交換媒体用蛇管を有する蓄熱容器Ａ、充
填された液化反応ガスと接する下方位置に潜熱蓄熱材固
化用トリガーを備えた任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄが設置
されており、該任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄ内に充填され
た潜熱蓄熱材と接するように配管された熱交換媒体用蛇
管を有する反応ガス発生器Ｂおよび充填された液化反応
ガスと接する下方位置に配管された熱交換媒体用蛇管を
有する反応ガス回収器Ｃよりなり、外部が断熱材で覆わ
れた反応ガス発生器は反応ガス回収器より低い位置に設
置されており、蓄熱容器Ａ-反応ガス発生器Ｂ間および-
反応ガス回収器Ｃ間は、いずれも途中にバルブを設けた
反応ガス用パイプで上方空間位置で連結されており、反
応ガス発生器Ｂと反応ガス回収器Ｃとは、回収器Ｃの蛇
管より上部の空間位置と発生器Ｂの上方空間位置とで、
途中にバルブを設けた液化反応ガス用パイプで連結され
ており、蓄熱容器Ａの蛇管と任意固化式潜熱蓄熱容器Ｄ
の蛇管とが３方バルブを有する連結管によって連結され
ている化学蓄熱材用蓄熱装置。 - 【請求項２】 複数の任意固化式潜熱蓄熱容器が用いら
れた請求項１記載の化学蓄熱材用蓄熱装置。 - 【請求項３】 固-気反応系化学蓄熱材に用いられる請
求項１または２記載の化学蓄熱材用蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281807A JPH07113590A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 化学蓄熱材用蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281807A JPH07113590A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 化学蓄熱材用蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07113590A true JPH07113590A (ja) | 1995-05-02 |
Family
ID=17644267
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5281807A Pending JPH07113590A (ja) | 1993-10-15 | 1993-10-15 | 化学蓄熱材用蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07113590A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009072290A1 (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Panasonic Corporation | 蓄熱システムおよび蓄熱方法 |
| JP2009228951A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱システム |
| JP2010230268A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Toyoda Gosei Co Ltd | ケミカルヒートポンプ装置及びその使用方法 |
| CN105686136A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-22 | 长沙鹏跃五洋信息科技有限公司 | 一种保温背心 |
-
1993
- 1993-10-15 JP JP5281807A patent/JPH07113590A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2009072290A1 (ja) * | 2007-12-04 | 2009-06-11 | Panasonic Corporation | 蓄熱システムおよび蓄熱方法 |
| JP2009228951A (ja) * | 2008-03-21 | 2009-10-08 | Toyota Central R&D Labs Inc | 化学蓄熱システム |
| JP2010230268A (ja) * | 2009-03-27 | 2010-10-14 | Toyoda Gosei Co Ltd | ケミカルヒートポンプ装置及びその使用方法 |
| CN105686136A (zh) * | 2016-01-08 | 2016-06-22 | 长沙鹏跃五洋信息科技有限公司 | 一种保温背心 |
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