JPH0791755A - 蓄熱／蓄冷システムの複数蓄熱槽 - Google Patents

蓄熱／蓄冷システムの複数蓄熱槽

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JPH0791755A
JPH0791755A JP6125512A JP12551294A JPH0791755A JP H0791755 A JPH0791755 A JP H0791755A JP 6125512 A JP6125512 A JP 6125512A JP 12551294 A JP12551294 A JP 12551294A JP H0791755 A JPH0791755 A JP H0791755A
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JP
Japan
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heat storage
heat
phase change
storage tank
heat exchange
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JP6125512A
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Jong-Sung Im
鍾城 林
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Samsung Electronics Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 余りの電力を利用する蓄熱／蓄冷システムの
蓄熱槽を並列又は直列で多数連結させた複数蓄熱槽によ
り、熱交換損失を最少化し、所定の蓄熱槽から必要のエ
ネルギーを抽出するか、同一の蓄熱槽で相変化物質を取
り替えずに冷暖房を行うことを目的としている。 【構成】 溶解温度の相違する相変化物質が装入されて
おり、内部へ熱交換チューブが貫通される蓄熱槽を並列
又は直列で複数個連結させたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、残りの電力を利用す
る蓄熱／蓄冷システムの蓄熱槽に関する。蓄熱槽を具え
た蓄熱／蓄冷システムは、深夜の安価な電気を活用して
蓄熱槽にエネルギーを蓄えておいて、電気が多く使われ
る昼間に上記蓄熱槽からのエネルギーを利用して冷房域
いは暖房を行いうるようにしたものである。
【０００２】特に、この発明は、水或いはポリエチレン
−グリコールなどのごとき相変化物質（ＰＣＭ）の相変
化のさい生じる潜熱を利用した蓄熱／蓄冷システムに関
するもので、複数の蓄熱槽を並列或いは直列で連結した
蓄熱／蓄冷システムの複数蓄熱槽に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】従来の蓄熱槽を具えた蓄熱／蓄冷システ
ムが図１に示されている。まず、図１によって蓄冷過程
について述べる。
【０００４】圧縮機１において圧縮された高温、高圧の
気体冷媒が凝縮機３に流入されて熱交換を行う。以後、
膨張弁５を経た低温、低圧の液体冷媒が冷媒チューブ７
を介して蒸発器の役割をする第１次熱交換器９を通過し
て圧縮機１に流れ込まれる。
【０００５】この際、冷媒チューブ７を通過する冷媒
は、第１次熱交換器９内で、熱交換チューブ１１から熱
を吸収して圧縮機１に再び流れ込まれる。従って、熱交
換チューブ１１を通過する冷媒は、第１次熱交換器９内
で冷媒チューブ７を通過する冷媒と熱交換されて温度が
低くなる。
【０００６】上記低温冷媒は蓄熱槽１３内の相変化物質
と熱交換を行い高温冷媒となって再び第１次熱交換器９
に流入される。この際、上記熱交換チューブ１１は十分
に熱交換を行うため、ジグザグ状（或いはコイル状）に
形成されており、蓄熱槽１３内で使用される通常の相変
化物質は、水或いはポリエチレン−グリコールなどであ
って、熱交換チューブ１１から冷気を吸収して液体から
固体に相が変化し蓄冷となる。
【０００７】次は、冷房過程であるが、蓄熱槽１３の下
部蓄熱槽チューブ１５を通して液相の相変化物質が蓄熱
槽１３の内部に流入されると、上記物質は蓄熱槽１３を
経つつ熱交換チューブ１１の周囲にある固体相の相変化
物質を融解せしめる。つまり、液相の相変化物質は蓄冷
により固体に相変化された物質と熱交換を行い冷たい冷
媒となる。
【０００８】上記において、冷たくなった冷媒（相変化
物質）は、ポンプ１９により蓄熱槽チューブ１７を介し
て第２次熱交換器２１に供給される。上記冷エネルギー
が冷房に使用される過程は次の通りである。まず、第２
次熱交換器２１内を蓄熱槽チューブ２０が通過しなが
ら、チューブ２０に隣接して設けられた冷却コイルチュ
ーブ２３と熱交換を行い、冷却コイルチューブ２３内の
冷媒を低温に変化させる。この低温冷媒が冷却コイル２
５を通過しながら外部へ熱交換を行い、ポンプ２７によ
り冷凍機２９に流入後、ここで熱交換されたのち第２次
熱交換器２１へ再び流入される。
【０００９】一方、圧縮機１、凝縮機３、膨張弁５、第
１次熱交換器９などでの冷媒循環方向を逆にして暖房を
得ることもできる。この際、暖房に適した相変化物質で
上記蓄熱槽１３内の物質を取り替えるべきである。
【００１０】上記のごとく作動される従来の蓄熱／蓄冷
システムにおける蓄熱槽は１槽からなっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】この際、蓄熱槽におけ
る熱交換チューブと相変化物質との温度差が大なるた
め、これら間の熱交換損失が高まり蓄熱と蓄冷のさい熱
伝達効率及び熱力学的効率が制限され、効率を高めるた
めには蓄熱槽を大きくしなければならず、さらに蓄熱／
蓄冷システムから所望のエネルギーを抽出するのが難し
く、とりわけ蓄熱及び蓄冷のさい伴う相変化の融解温度
が相違すべきであるため、冷暖房を一つの蓄熱槽を利用
して運転できない、などの問題点があった。
【００１２】
【発明の目的】従って、この発明は上記種々の問題点の
解決のため成されたものであって、この発明の目的は、
融解温度の相違する相変化物質を装入された複数の蓄熱
槽を直列或いは並列で連結し、所望の蓄熱槽を任意に選
択できるようにしてシステムの効率を高め、制御が容易
であり、また、蓄熱槽を直列連結後、溶解点の異なる物
質を使用するようにし、上記蓄熱槽内における相変化物
質の平均温度と、熱交換チューブ内での冷媒の平均温度
間の差を少なくして、相変化物質と熱交換チューブ間の
熱交換損失を最少化することにより高効率を得ることが
でき、さらに蓄熱槽内の圧力を加減する圧力加減器を蓄
熱槽に設けて夫々異なる温度を持つ蓄熱槽に変え、この
内から所定温度の蓄熱槽を選択して使用することによ
り、システムの制御が容易であるなどの蓄熱／蓄冷シス
テムを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記この発明の目的は、
融解温度の相違する相変化物質を蓄熱槽内に装入し、そ
の内部へ熱交換チューブを貫通させた蓄熱槽を並列で多
数配列させた蓄熱／蓄冷システムにより達成される。
【００１４】また、この発明の目的は、並列連結された
多数の蓄熱槽の夫々に圧力加減器を設けた蓄熱／蓄冷シ
ステムにより達成される。
【００１５】上記この発明の目的は、融解温度の相違す
る相変化物質を蓄熱槽内に装入し、その内部へ熱交換チ
ューブを貫通させた蓄熱槽を直列で、多数配列させた蓄
熱／蓄冷システムにより達成される。
【００１６】上記この発明の目的は、融解温度の相違す
る相変化物質を蓄熱槽内に装入し、その内部へ熱交換チ
ューブを貫通させた蓄熱槽を直列で多数配列し、蓄熱槽
の夫々に圧力加減器を設けた蓄熱／蓄冷システムにより
達成される。
【００１７】従って、上記のごとく多数個からなる蓄熱
槽を具えた蓄熱／蓄冷システムは、蓄熱槽から必要なだ
けのエネルギー抽出することができるため、システムの
効率を高めることができ、多数の蓄熱槽に冷暖房運転に
適する融解温度をもつ相変化物質を夫々装入するか、圧
力を変え溶解点を異なるようにすることにより、同一の
蓄熱槽で相変化物質を取り替えずに冷暖房を行うことが
できる。
【００１８】
【実施例】図２は、多数個の蓄熱槽（ＣＸ：以後Ｘは１
〜ｎとする）を並列連結した後、蓄熱槽ＣＸ内に融解温
度の同じ相変化物質を装入したのを示している。図２に
よれば、各蓄熱槽ＣＸ内には熱交換チューブ１１が通さ
れ、蓄熱槽ＣＸ入口の熱交換チューブ１１にはチェック
バルブＶＸなどが夫々設けられている。チェックバルブ
ＶＸは蓄熱槽ＣＸへの冷媒流入の制御のために設けられ
る。従って、チェックバルブＶＸの開閉如何によって必
要なだけの蓄熱エネルギーを所定の蓄熱槽から抽出する
ことができる。
【００１９】図３は、図２のごとく溶解温度の同じ相変
化物質を装入した多数個の蓄熱槽ＣＰＸを並列連結した
後、夫々の蓄熱槽ＣＰＸに圧力加減器ＰＸを設けたもの
である。
【００２０】この際、図６に示す相変化物質の圧力Ｐ−
温度Ｔ特性曲線図に示すごとく、蓄熱槽内に装入された
相変化物質は、その圧力Ｐの変化に伴ってその溶解温度
Ｔが変化する。従って、圧力加減器ＰＸにより各蓄熱槽
ＣＰＸの圧力Ｐを調整することにより、夫々異なる温度
を持つ蓄熱槽を変化させ、この内から所定温度の蓄熱槽
を選択して使用することによって、蓄熱／蓄冷システム
の制御が容易となる。
【００２１】例えば、第１蓄熱槽ＣＰ１内の圧力を最高
に保ち、第２蓄熱槽ＣＰ２内の圧力を第１蓄熱槽ＣＰ１
内の圧力より小にする方法によって第ｎ蓄熱槽ＣＰｎが
最低の圧力を保つことになれば、夫々の蓄熱槽ＣＰＸに
装入された同一溶解温度相変化物質が圧力Ｐの変化に伴
って融解温度の相違する相変化物質の役割を果たすこと
ができるのである。
【００２２】このようにして、同じ融解温度を持つ相変
化物質を夫々の蓄熱槽ＣＰＸに装入しても各蓄熱槽に付
設された圧力加減器ＰＸを使用して夫々相違する温度を
持つ蓄熱槽に変え、この内から所定温度の蓄熱槽を選択
して使用できるため、システムが容易に制御される。こ
の際、図２において同じ溶解温度の相変化物質を互いに
異なる溶解温度の相変化物質と取り替えても図３と同様
の役割を果たすことができる。
【００２３】図４は、相違する融解温度を持つ相変化物
質の装入された多数の蓄熱槽ＲＸを直列連結した後、各
蓄熱槽ＲＸに熱交換チューブ１１を通した態様を示した
ものである。つまり、第１蓄熱槽Ｒ１内には融解温度の
最低の相変化物質を装入し、第２蓄熱槽Ｒ２内には上記
よりやや高い物質を装入し、第ｎ蓄熱槽Ｒｎには融解温
度最高の相変化物質を装入するのである。或いは、その
逆への配列も可能である。
【００２４】従って、各蓄熱槽ＲＸ内における相変化物
質の平均温度と、熱交換チューブ内における冷媒の平均
温度間の差を小ならしめることができる。このように、
相変化物質と熱交換チューブ間の熱交換の損失を最少化
せしめ、システムの熱効率を向上させることができる。
【００２５】図５は、各蓄熱槽ＲＰＸに夫々圧力加減器
ＲＰＸを設けたものである。
【００２６】これは、図３において述べたように、相変
化物質に加わる圧力を変えると、その融解温度も変わる
という性質（図６参照）を利用したものである。
【００２７】例えば、第１圧力加減器Ｐ１には、最低の
圧力を適用させ、第２圧力加減器Ｐ２には、第１圧力加
減器Ｐ１よりやや高い圧力を適用し、第ｎ圧力加減器Ｐ
ｎには最高圧力を適用させる。
【００２８】しかれば、第１蓄熱槽ＲＰ１では融解温度
の最低の相変化物質を装入したのと同じくなり、第２蓄
熱槽ＲＰ２には第１蓄熱槽ＲＰ１より融解温度がやや高
温を持つ相変化物質を装入したのと同じくなり、第ｎ蓄
熱槽ＲＰｎには融解温度最高の相変化物質を装入したの
と同じくなる。その逆も無論可能である。
【００２９】上述のごとく、同一融解温度の相変化物質
が装入された各蓄熱槽に加わる圧力を夫々異なるように
することにより、相違する融解温度の相変化物質を蓄熱
槽に装入したのと同じくなる。
【００３０】従って、図５の構成によって図４のごとく
熱交換損失を最少化してシステムの熱効率を高めること
ができる。
【００３１】
【発明の効果】上述のように、この発明による蓄熱／蓄
冷システムの複数蓄熱槽は、並列連結された多数の蓄熱
中から所定温度の蓄熱槽を選択して使用することによ
り、全体システムの効率を高めることができ、熱交換チ
ューブと相変化物質との熱交換の際、それに伴う損失を
最少化でき、かつ相変化物質の取り替えなしに冷暖房運
転を行いうる効果がある。また、この発明は、発明の範
囲を逸脱することなく、いろいろの変形が実施できるこ
とは明らかである。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の蓄熱槽を具えた蓄熱／蓄冷システムの熱
交換系統図である。
【図２】同一融解温度の相変化物質を有する蓄熱槽を多
数並列配列した構成図である。
【図３】図２の各蓄熱槽に圧力加減器を設けた構成図で
ある。
【図４】相違する融解温度の相変化物質を有する蓄熱槽
を多数直列に配列した構成図である。
【図５】同一融解温度の相変化物質を持つ各蓄熱槽に圧
力加減器を設けて直列で多数配列した構成図である。
【図６】相変化物質の圧力Ｐ−温度Ｔ特性曲線図であ
る。
【符号の説明】
Ｃ１〜Ｃｎ，ＣＰ１〜ＣＰｎ，Ｒ１〜Ｒｎ，ＲＰ１〜Ｒ
Ｐｎ 蓄熱槽 Ｐ１〜Ｐｎ 圧力加減器 Ｖ１〜Ｖｎ チェックバルブ １ 圧縮機 ９ 第１次熱交換器 １１ 熱交換チューブ ２１ 第２次熱交換器

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 融解温度の相違する相変化物質が装入さ
    れており、内部へ熱交換チューブが貫通される蓄熱槽を
    並列で複数個連結させたことを特徴とする蓄熱／蓄冷シ
    ステムの複数蓄熱槽。
  2. 【請求項２】 上記複数の蓄熱槽の夫々には、圧力加減
    器が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の
    蓄熱／蓄冷システムの複数蓄熱槽。
  3. 【請求項３】 融解温度の相違する相変化物質が装入さ
    れており、内部へ熱交換チューブが貫通される蓄熱槽を
    直列で複数個連結させたことを特徴とする蓄熱／蓄冷シ
    ステムの複数蓄熱槽。
  4. 【請求項４】 上記複数の蓄熱槽の夫々には、圧力加減
    器が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の
    蓄熱／蓄冷システムの複数蓄熱槽。
JP6125512A 1993-06-07 1994-06-07 蓄熱／蓄冷システムの複数蓄熱槽 Pending JPH0791755A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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KR199310231 1993-06-07
KR1019930010231A KR0146330B1 (ko) 1993-06-07 1993-06-07 축열.축냉시스템의 복수 축열조

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JPH0791755A true JPH0791755A (ja) 1995-04-04

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