JPH0788990B2 - ヒ−トポンプシステム - Google Patents
ヒ−トポンプシステムInfo
- Publication number
- JPH0788990B2 JPH0788990B2 JP62177053A JP17705387A JPH0788990B2 JP H0788990 B2 JPH0788990 B2 JP H0788990B2 JP 62177053 A JP62177053 A JP 62177053A JP 17705387 A JP17705387 A JP 17705387A JP H0788990 B2 JPH0788990 B2 JP H0788990B2
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- Japan
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- heat
- metal hydride
- container
- point side
- hydrogen
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- Sorption Type Refrigeration Machines (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、金属水素化物と水素の反応を利用したヒート
ポンプシステムに関する。
ポンプシステムに関する。
（ロ）従来の技術 金属水素化物と水素の反応を利用したヒートポンプシス
テムとして、例えば特開昭58−99663号公報、あるいは
特開昭57−115655号公報などに見られるように、２種類
の金属水素化物を水素配管で連結したユニットを２組用
いることにより、熱出力を連続的に取り出すようにした
ものが各種提案されている。
テムとして、例えば特開昭58−99663号公報、あるいは
特開昭57−115655号公報などに見られるように、２種類
の金属水素化物を水素配管で連結したユニットを２組用
いることにより、熱出力を連続的に取り出すようにした
ものが各種提案されている。
（ハ）発明が解決しようとする問題点 しかしながら、この種のヒートポンプシステムにおいて
は、２組のユニットは水素を吸収する熱利用過程と水素
を放出する再生過程を交互に繰り返す必要があり、ま
た、そのとき金属水素化物の温度を供給熱媒により急激
に変化させる必要があるため、反応初期および終期に熱
出力が小さくなる。この結果、上記従来のヒートポンプ
システムにおいては、その熱出力パターンが第５図に示
すように周期的に大きく変化し、熱負荷に対して安定な
熱出力が供給できない問題点があった。
は、２組のユニットは水素を吸収する熱利用過程と水素
を放出する再生過程を交互に繰り返す必要があり、ま
た、そのとき金属水素化物の温度を供給熱媒により急激
に変化させる必要があるため、反応初期および終期に熱
出力が小さくなる。この結果、上記従来のヒートポンプ
システムにおいては、その熱出力パターンが第５図に示
すように周期的に大きく変化し、熱負荷に対して安定な
熱出力が供給できない問題点があった。
そこで本発明は、上記従来の問題点を解決し、熱負荷に
対して安定した熱出力を供給することのできるヒートポ
ンプシステムを提供することを目的とする。
対して安定した熱出力を供給することのできるヒートポ
ンプシステムを提供することを目的とする。
（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、金属水素化物と水素との反応を利用し、連続
的に熱を取り出すヒートポンプシステムにおいて、内部
に伝熱フィン付き熱媒管と共に、潜熱蓄熱材を充填した
容器からなり、利用熱温度レベルにより取り替え可能な
構造の熱出力緩衝装置を熱出力配管部に取り付けるよう
にしたものである。
的に熱を取り出すヒートポンプシステムにおいて、内部
に伝熱フィン付き熱媒管と共に、潜熱蓄熱材を充填した
容器からなり、利用熱温度レベルにより取り替え可能な
構造の熱出力緩衝装置を熱出力配管部に取り付けるよう
にしたものである。
（ホ）作用 上記構成により、熱出力は平均化されて、安定した熱を
熱負荷に対して供給することができるようになる。ま
た、その熱出力緩衝装置は簡単に取り替え可能なため利
用熱温度レベルが変化しても、その熱出力緩衝装置を取
り替えることにより容易に対応できる。
熱負荷に対して供給することができるようになる。ま
た、その熱出力緩衝装置は簡単に取り替え可能なため利
用熱温度レベルが変化しても、その熱出力緩衝装置を取
り替えることにより容易に対応できる。
（ヘ）実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明の一実施例に係るヒートポンプシステム
の構成図を示したもので、熱発生個所側には、太陽熱，
工場廃熱等の低質熱源１の近傍に金属水素化物２を収容
した２つの金属水素化物容器3A,3Bからなる熱輸送ユニ
ット３が設置される。一方、熱利用個所側には、冷暖房
給湯機器，乾燥器，煮沸器等の産業プロセス等の熱負荷
４の近傍に金属水素化物を５収納した２つの金属水素化
物容器6A,6Bからなる熱再生ユニット６が設置される。
の構成図を示したもので、熱発生個所側には、太陽熱，
工場廃熱等の低質熱源１の近傍に金属水素化物２を収容
した２つの金属水素化物容器3A,3Bからなる熱輸送ユニ
ット３が設置される。一方、熱利用個所側には、冷暖房
給湯機器，乾燥器，煮沸器等の産業プロセス等の熱負荷
４の近傍に金属水素化物を５収納した２つの金属水素化
物容器6A,6Bからなる熱再生ユニット６が設置される。
熱輸送ユニット３側の構成を更に説明すると、熱発生個
所側の金属水素化物容器3A,3Bには、三方切替弁7a,7bを
介して低質熱源１に接続される熱媒配管８が外部の耐圧
容器を気密に貫通して低質熱源１から内部に熱媒を流
し、熱交換器9A,9Bを介してそれぞれ金属水素化物２に
熱を供給し得るように配管されている。また、同様にし
て金属水素化物容器3A,3Bには三方切替弁7c,7dを介して
冷却水源10に接続される冷却水配管11が耐圧容器を気密
に貫通して内部に冷却水を流し、熱交換器12A,12Bを介
してそれぞれ金属水素化物２を冷却し得るように配管さ
れている。
所側の金属水素化物容器3A,3Bには、三方切替弁7a,7bを
介して低質熱源１に接続される熱媒配管８が外部の耐圧
容器を気密に貫通して低質熱源１から内部に熱媒を流
し、熱交換器9A,9Bを介してそれぞれ金属水素化物２に
熱を供給し得るように配管されている。また、同様にし
て金属水素化物容器3A,3Bには三方切替弁7c,7dを介して
冷却水源10に接続される冷却水配管11が耐圧容器を気密
に貫通して内部に冷却水を流し、熱交換器12A,12Bを介
してそれぞれ金属水素化物２を冷却し得るように配管さ
れている。
次に、熱再生ユニット６側の構成を説明すると、熱利用
個所側の金属水素化物容器6A,6Bには三方切替弁7e,7fお
よび後述する熱出力緩衝装置13を介して熱負荷４に接続
される熱媒配管14が耐圧容器を気密に貫通して内部に熱
媒を流し、金属水素化物５から発生する熱を熱交換器15
A,15Bを介してそれぞれ熱負荷４に取り出し得るように
配管されている。また、同様にして金属水素化物容器6
A,6Bには、三方切替弁7g,7hを介して工場廃熱等の低質
熱源16に接続される熱媒配管17が耐圧容器を気密に貫通
して内部に熱媒を流し、熱交換器18A,18Bを介してそれ
ぞれ金属水素化物５に熱を供給し得るように配管されて
いる。
個所側の金属水素化物容器6A,6Bには三方切替弁7e,7fお
よび後述する熱出力緩衝装置13を介して熱負荷４に接続
される熱媒配管14が耐圧容器を気密に貫通して内部に熱
媒を流し、金属水素化物５から発生する熱を熱交換器15
A,15Bを介してそれぞれ熱負荷４に取り出し得るように
配管されている。また、同様にして金属水素化物容器6
A,6Bには、三方切替弁7g,7hを介して工場廃熱等の低質
熱源16に接続される熱媒配管17が耐圧容器を気密に貫通
して内部に熱媒を流し、熱交換器18A,18Bを介してそれ
ぞれ金属水素化物５に熱を供給し得るように配管されて
いる。
また、上記各金属水素化物容器3Aと6Aおよび3Bと6Bとの
間を連結して２本の水素配管19A,19Bが配設されてい
る。
間を連結して２本の水素配管19A,19Bが配設されてい
る。
第２図は、上記熱出力緩衝装置13の一具体的構成例を示
す図で、断熱容器131と、その内部を密閉するフランジ
蓋部132と、そのフランジ蓋部を貫通して断熱容器内部
に出入する熱媒管133と、その熱媒管の断熱容器内部に
おける部分に取り付けられた伝熱フィン134と、その伝
熱フィンと共に断熱容器内部に充填された潜熱蓄熱材13
5とを備えてなり、熱媒管の両端部に形成されたジョイ
ント部136を介して熱媒配管に着脱可能に接合される。
す図で、断熱容器131と、その内部を密閉するフランジ
蓋部132と、そのフランジ蓋部を貫通して断熱容器内部
に出入する熱媒管133と、その熱媒管の断熱容器内部に
おける部分に取り付けられた伝熱フィン134と、その伝
熱フィンと共に断熱容器内部に充填された潜熱蓄熱材13
5とを備えてなり、熱媒管の両端部に形成されたジョイ
ント部136を介して熱媒配管に着脱可能に接合される。
その潜熱蓄熱材としては、例えば利用熱が０〜120℃の
範囲であれば、第３図に示す材料Ａ〜Ｇから適宜選択で
きる。ここで材料Ａ〜Ｇを下記に示す。
範囲であれば、第３図に示す材料Ａ〜Ｇから適宜選択で
きる。ここで材料Ａ〜Ｇを下記に示す。
A:H2O（氷） B:LiCLO3・3H2O C:KF・4H2O D:LiNO3・3H2O E:Na2HPO3・12H2O F:Na2S2O3・5H2O G:NaCH3COO・3H2O H:ビフェニール I:アセトアミド J:Mg（NO3）２・6H2O K:MgCL2・6H2O 以上の構成で、熱発生個所側では、熱媒配管を介して金
属水素化物容器3Aを低質熱源に、また、冷却水配管を介
して金属水素化物容器3Bを冷却水源に接続するように三
方切替弁7a,7b,7c,7dを切替える。これにより、低質熱
源の熱は金属水素化物容器3Aに供給され、内部に充填さ
れた金属水素化物２が熱の供給により水素解離反応（吸
熱反応）を生じ、発生した水素は水素配管19Aを介して
熱再生ユニット内の金属水素化物容器6Aに輸送される。
輸送された水素は容器6Aに充填された金属水素化物５と
反応し（発熱反応）、その反応熱は熱媒配管14内の熱媒
を介して回収され、熱出力緩衝装置13を通して熱負荷４
に供給される（熱輸送過程）。
属水素化物容器3Aを低質熱源に、また、冷却水配管を介
して金属水素化物容器3Bを冷却水源に接続するように三
方切替弁7a,7b,7c,7dを切替える。これにより、低質熱
源の熱は金属水素化物容器3Aに供給され、内部に充填さ
れた金属水素化物２が熱の供給により水素解離反応（吸
熱反応）を生じ、発生した水素は水素配管19Aを介して
熱再生ユニット内の金属水素化物容器6Aに輸送される。
輸送された水素は容器6Aに充填された金属水素化物５と
反応し（発熱反応）、その反応熱は熱媒配管14内の熱媒
を介して回収され、熱出力緩衝装置13を通して熱負荷４
に供給される（熱輸送過程）。
この水素ガスによる熱輸送と同時に熱再生ユニット６内
の他方の金属水素化物容器6Bには、低質の熱源（廃熱）
16から熱媒が供給され、水素配管19Bを通して熱輸送ユ
ニット３内の他方の金属水素化物容器3Bに水素が戻され
る（再生過程）。
の他方の金属水素化物容器6Bには、低質の熱源（廃熱）
16から熱媒が供給され、水素配管19Bを通して熱輸送ユ
ニット３内の他方の金属水素化物容器3Bに水素が戻され
る（再生過程）。
次に、熱輸送ユニット３および熱再生ユニット６に収納
される金属水素化物容器3A,6Aは、所定量の水素（有効
水素移動量）が輸送された後は、再生過程に切り替わ
る。同時に、再生過程であった金属水素化物容器3B,6B
は、熱輸送過程に切り替わり、熱再生ユニット６内の容
器6Bから集熱温度レベルの熱が回収される。このよう
に、熱輸送ユニット３内の容器3A,3Bおよび熱再生ユニ
ット６内の容器6A,6Bを順次切り替えることにより、低
質熱源１の熱媒温度を昇温した上、熱再生ユニットから
連続的に熱を熱負荷４に取り出すことができる。
される金属水素化物容器3A,6Aは、所定量の水素（有効
水素移動量）が輸送された後は、再生過程に切り替わ
る。同時に、再生過程であった金属水素化物容器3B,6B
は、熱輸送過程に切り替わり、熱再生ユニット６内の容
器6Bから集熱温度レベルの熱が回収される。このよう
に、熱輸送ユニット３内の容器3A,3Bおよび熱再生ユニ
ット６内の容器6A,6Bを順次切り替えることにより、低
質熱源１の熱媒温度を昇温した上、熱再生ユニットから
連続的に熱を熱負荷４に取り出すことができる。
このとき、熱負荷４に取り出す熱は熱出力緩衝装置13を
介して取り出す結果、熱再生ユニット６から取り出され
る熱媒の温度が三方切替弁7a〜7h切り替え時に、第４図
の破線で示すように大きく低下するにも拘わらず、熱負
荷４に取り出される熱は熱出力緩衝装置13により平均化
され、第４図の実線で示すように安定した熱を熱負荷４
に供給することができるようになる。
介して取り出す結果、熱再生ユニット６から取り出され
る熱媒の温度が三方切替弁7a〜7h切り替え時に、第４図
の破線で示すように大きく低下するにも拘わらず、熱負
荷４に取り出される熱は熱出力緩衝装置13により平均化
され、第４図の実線で示すように安定した熱を熱負荷４
に供給することができるようになる。
また、熱出力緩衝装置13は、ジョイント部136を介して
簡単に熱媒配管14に着脱できることから、熱負荷４に取
り出す熱媒の温度レベルを変化させた場合にも、それに
見合った潜熱蓄熱材135を有する熱出力緩衝装置13に取
り替えることにより容易に対処できるようになる。
簡単に熱媒配管14に着脱できることから、熱負荷４に取
り出す熱媒の温度レベルを変化させた場合にも、それに
見合った潜熱蓄熱材135を有する熱出力緩衝装置13に取
り替えることにより容易に対処できるようになる。
（ト）発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、熱出力配管部
に、断熱容器内部に伝熱フィン付き熱媒管と共に潜熱蓄
熱材を充填した熱出力緩衝装置を設置するようにしたの
で、ヒートポンプの熱出力を安定させ、熱負荷に対し
て、利用し易い熱を供給することができるようになる。
更に、熱出力緩衝装置は、容易に取り替え可能な構造を
有しているために、利用熱の温度レベルを変化させた場
合にも、熱出力緩衝装置を取り替えることにより容易に
対処できる。
に、断熱容器内部に伝熱フィン付き熱媒管と共に潜熱蓄
熱材を充填した熱出力緩衝装置を設置するようにしたの
で、ヒートポンプの熱出力を安定させ、熱負荷に対し
て、利用し易い熱を供給することができるようになる。
更に、熱出力緩衝装置は、容易に取り替え可能な構造を
有しているために、利用熱の温度レベルを変化させた場
合にも、熱出力緩衝装置を取り替えることにより容易に
対処できる。
第１図は本発明の一実施例を示すヒートポンプシステム
のブロック構成図、第２図は第１図の熱出力緩衝装置の
構造を示す断面図、第３図は第２図の熱出力緩衝装置に
使用する潜熱蓄熱材の各種材料の特性図、第４図は第１
図の熱負荷へ取り出す熱出力特性図、第５図は従来のヒ
ートポンプシステムの熱出力特性図である。 １……低質熱源、２……金属水素化物、3A,3B……金属
水素化物容器、３……熱輸送ユニット、４……熱負荷、
５……金属水素化物、6A,6B……金属水素化物容器、7a,
7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h……三方切替弁、８……熱媒配
管、9A,9B……熱交換器、10……冷却水源、11……冷却
水配管、12A,12B……熱交換器、13……熱出力緩衝装
置、14……熱媒配管、15A,15B……熱交換器、16……低
質熱源、17……熱媒配管、18A,18B……熱交換器、19A,1
9B……水素配管、131……断熱容器、132……フランジ蓋
部、133……熱媒管、134…伝熱フィン、135……潜熱蓄
熱材、136……ジョイント部。
のブロック構成図、第２図は第１図の熱出力緩衝装置の
構造を示す断面図、第３図は第２図の熱出力緩衝装置に
使用する潜熱蓄熱材の各種材料の特性図、第４図は第１
図の熱負荷へ取り出す熱出力特性図、第５図は従来のヒ
ートポンプシステムの熱出力特性図である。 １……低質熱源、２……金属水素化物、3A,3B……金属
水素化物容器、３……熱輸送ユニット、４……熱負荷、
５……金属水素化物、6A,6B……金属水素化物容器、7a,
7b,7c,7d,7e,7f,7g,7h……三方切替弁、８……熱媒配
管、9A,9B……熱交換器、10……冷却水源、11……冷却
水配管、12A,12B……熱交換器、13……熱出力緩衝装
置、14……熱媒配管、15A,15B……熱交換器、16……低
質熱源、17……熱媒配管、18A,18B……熱交換器、19A,1
9B……水素配管、131……断熱容器、132……フランジ蓋
部、133……熱媒管、134…伝熱フィン、135……潜熱蓄
熱材、136……ジョイント部。
Claims (1)
- 【請求項１】熱発生個所側には、第１の切替バルブを介
して熱源から熱媒を流す循環経路を形成する熱媒配管
と、第２の切替バルブを介して冷却水源から冷却水を流
す循環経路を形成する冷却水配管とをそれぞれ金属水素
化物が収納された耐圧容器内部に気密に貫通配置してな
る２つの金属水素化物容器を設置する一方、 熱利用個所側には、第３の切替バルブから熱出力緩衝装
置を通して熱負荷へ熱媒を流しその熱負荷から熱媒を直
接戻す循環経路を形成する熱媒配管と、第４の切替バル
ブを介して低質熱源から熱媒を流す循環経路を形成する
熱媒配管とをそれぞれ金属水素化物が収納された耐圧容
器内部に気密に貫通配置してなる２つの金属水素化物容
器を設置すると共に、 前記熱出力緩衝装置は、蓋付き断熱容器内部に伝熱フィ
ン付き熱媒管を潜熱蓄熱材と共に封入し、その熱媒管の
両端部を前記蓋より導出してジヨイント部を設け、前記
熱負荷へ熱媒を流す熱媒配管の前記熱利用個所側の金属
水素化物容器と前記熱負荷との間に着脱自在に接続し利
用熱温度レベルにより取替え可能な構成にし、 更に前記熱発生個所側と熱利用個所側に配置される前記
２つの金属水素化物容器同志をそれぞれ水素配管で連結
し、前記各切替バルブを切り替えることにより、前記水
素配管で連結される前記熱発生個所側の一方の金属水素
化物容器に熱源を接続し、対する熱利用個所側の一方の
金属水素化物容器に前記熱出力緩衝装置を介して熱負荷
を接続し、前記熱発生個所側から前記熱利用個所側に水
素を輸送している間に、前記水素配管で連結される前記
熱利用個所側の他方の金属水素化物容器に冷却水源を接
続し、対する前記熱利用個所側の他方の金属水素化物容
器に低質熱源を接続して前記熱利用個所側から前記熱発
生個所側に水素を戻す操作を交互に繰り返し実行するこ
とを特徴とする金属水素化物を利用したヒートポンプシ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62177053A JPH0788990B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | ヒ−トポンプシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62177053A JPH0788990B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | ヒ−トポンプシステム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6423069A JPS6423069A (en) | 1989-01-25 |
| JPH0788990B2 true JPH0788990B2 (ja) | 1995-09-27 |
Family
ID=16024307
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62177053A Expired - Fee Related JPH0788990B2 (ja) | 1987-07-17 | 1987-07-17 | ヒ−トポンプシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0788990B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4755789B2 (ja) * | 2001-09-26 | 2011-08-24 | 株式会社フジシールインターナショナル | ラベル及びその製造方法 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6269094A (ja) * | 1985-09-20 | 1987-03-30 | Sanyo Electric Co Ltd | 金属水素化物を利用した長距離熱輸送方法 |
-
1987
- 1987-07-17 JP JP62177053A patent/JPH0788990B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6423069A (en) | 1989-01-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
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| R350 | Written notification of registration of transfer |
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