JPH11325769A - 蓄熱式熱交換器 - Google Patents
蓄熱式熱交換器Info
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- JPH11325769A JPH11325769A JP10130103A JP13010398A JPH11325769A JP H11325769 A JPH11325769 A JP H11325769A JP 10130103 A JP10130103 A JP 10130103A JP 13010398 A JP13010398 A JP 13010398A JP H11325769 A JPH11325769 A JP H11325769A
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- storage material
- heat
- heat exchanger
- cooling
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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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Abstract
(57)【要約】
【課題】 冷暖房機能を兼ね備えたシステムに好適に利
用される蓄熱式の熱交換器を提供する。 【解決手段】 蓄熱材１及び該蓄熱材１より高い融点を
有する蓄熱材２をそれぞれ独立した空間に封入した容器
からなり、該容器内に該蓄熱材１及び該蓄熱材２から熱
の出し入れが可能なチューブを配した蓄熱式熱交換器。
用される蓄熱式の熱交換器を提供する。 【解決手段】 蓄熱材１及び該蓄熱材１より高い融点を
有する蓄熱材２をそれぞれ独立した空間に封入した容器
からなり、該容器内に該蓄熱材１及び該蓄熱材２から熱
の出し入れが可能なチューブを配した蓄熱式熱交換器。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式熱交換器に
関し、さらに詳しくは、冷暖房機能を兼ね備えたシステ
ムに好適に利用される蓄熱式の熱交換器に関する。
関し、さらに詳しくは、冷暖房機能を兼ね備えたシステ
ムに好適に利用される蓄熱式の熱交換器に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、省エネルギーの観点から蓄熱技術
が注目されるようになり、電力負荷の平準化とも相まっ
て非常に重要な技術となっている。潜熱蓄熱材を利用し
たシステムとしては既に、氷蓄熱システムが市場に導入
されている。これは０℃での氷の融解凝固に伴う潜熱を
利用した図３に示す様なシステムであって、基本的には
冷房用の蓄熱システムである。図３中３１は蓄熱材とし
ての水または氷、３３は圧縮機、３２は膨脹弁、３４は
室内機、３４′はバイパスを表す。夜間電力等を利用し
た蓄熱運転時には、フロン等の熱媒体を３３→３４′→
３２→３１→３３→と流すことにより、一度３３により
凝縮した熱媒体が３２で膨張することで温度が低下し、
３１の蓄熱材としての水を完全に凝固させる。冷房運転
時には、熱媒体を蓄熱運転時とは逆に３２→３４→３３
→３１→３２→のように流すことで３１の氷を融解させ
ながら室内機から冷熱を放出することができるので、運
転効率が向上する。
が注目されるようになり、電力負荷の平準化とも相まっ
て非常に重要な技術となっている。潜熱蓄熱材を利用し
たシステムとしては既に、氷蓄熱システムが市場に導入
されている。これは０℃での氷の融解凝固に伴う潜熱を
利用した図３に示す様なシステムであって、基本的には
冷房用の蓄熱システムである。図３中３１は蓄熱材とし
ての水または氷、３３は圧縮機、３２は膨脹弁、３４は
室内機、３４′はバイパスを表す。夜間電力等を利用し
た蓄熱運転時には、フロン等の熱媒体を３３→３４′→
３２→３１→３３→と流すことにより、一度３３により
凝縮した熱媒体が３２で膨張することで温度が低下し、
３１の蓄熱材としての水を完全に凝固させる。冷房運転
時には、熱媒体を蓄熱運転時とは逆に３２→３４→３３
→３１→３２→のように流すことで３１の氷を融解させ
ながら室内機から冷熱を放出することができるので、運
転効率が向上する。
【０００３】しかし、近年では生活スタイルの変化に伴
い、消費電力の増加、ニーズの多様化から、１つのシス
テムで冷房だけでなく暖房もできるなどの多機能性が求
められるようになってきている。例えば、家庭用の空調
システム等は、ヒートポンプ方式の高性能化により冷房
のみならず暖房にも使われはじめている。冷房及び暖房
能力は熱媒体であるフロンもしくはフロン代替の熱媒体
の凝縮、膨張による。しかし、ヒートポンプ式の空調シ
ステムでは夏期の外気温が高く、このため熱媒体温度が
上昇し、運転効率低下や運転立ち上がり時の冷房効率が
悪く、冬季は外気温が低く相対湿度が高いときに室外機
の熱交換器に霜が付着して成長し、外気から吸熱できな
くなって暖房能力が大幅に低下してしまうという問題が
あった。特に後者に対しては室内外のファンを停止し、
冷房サイクル運転とすることで除霜を行うことができる
が、快適性の低下や消費電力の増加といった問題点があ
った。
い、消費電力の増加、ニーズの多様化から、１つのシス
テムで冷房だけでなく暖房もできるなどの多機能性が求
められるようになってきている。例えば、家庭用の空調
システム等は、ヒートポンプ方式の高性能化により冷房
のみならず暖房にも使われはじめている。冷房及び暖房
能力は熱媒体であるフロンもしくはフロン代替の熱媒体
の凝縮、膨張による。しかし、ヒートポンプ式の空調シ
ステムでは夏期の外気温が高く、このため熱媒体温度が
上昇し、運転効率低下や運転立ち上がり時の冷房効率が
悪く、冬季は外気温が低く相対湿度が高いときに室外機
の熱交換器に霜が付着して成長し、外気から吸熱できな
くなって暖房能力が大幅に低下してしまうという問題が
あった。特に後者に対しては室内外のファンを停止し、
冷房サイクル運転とすることで除霜を行うことができる
が、快適性の低下や消費電力の増加といった問題点があ
った。
【０００４】さらに最近では、圧縮機運転時の廃熱を圧
縮機周囲に配した潜熱蓄熱材に蓄熱し、これを室外熱交
換器の除霜に利用する潜熱蓄熱利用圧縮機もあり、除霜
時間の短縮や暖房立ち上がり時間の短縮などある程度の
効果はあるものの、除霜運転中の快適性や暖房能力とい
った点で充分なものとはいえなかった。
縮機周囲に配した潜熱蓄熱材に蓄熱し、これを室外熱交
換器の除霜に利用する潜熱蓄熱利用圧縮機もあり、除霜
時間の短縮や暖房立ち上がり時間の短縮などある程度の
効果はあるものの、除霜運転中の快適性や暖房能力とい
った点で充分なものとはいえなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような快適性の低下や消費電力の増加を招くことなく、
かつ冷暖房に適用可能な蓄熱式熱交換器及び蓄熱式冷暖
房システムを提供することにある。
ような快適性の低下や消費電力の増加を招くことなく、
かつ冷暖房に適用可能な蓄熱式熱交換器及び蓄熱式冷暖
房システムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、第一に、蓄熱
材１及び該蓄熱材１より高い融点を有する蓄熱材２をそ
れぞれ独立した空間に封入した容器からなり、該容器内
に該蓄熱材１及び該蓄熱材２から熱の出し入れが可能な
チューブを配した蓄熱式熱交換器である。第二に本発明
は、該蓄熱式熱交換器にさらに該チューブ中を循環する
熱媒体及び該熱媒体の加熱装置並びに冷却装置を具備し
た蓄熱式冷暖房システムである。
材１及び該蓄熱材１より高い融点を有する蓄熱材２をそ
れぞれ独立した空間に封入した容器からなり、該容器内
に該蓄熱材１及び該蓄熱材２から熱の出し入れが可能な
チューブを配した蓄熱式熱交換器である。第二に本発明
は、該蓄熱式熱交換器にさらに該チューブ中を循環する
熱媒体及び該熱媒体の加熱装置並びに冷却装置を具備し
た蓄熱式冷暖房システムである。
【０００７】
【発明の実施の形態】本発明の蓄熱式熱交換器は、融解
温度の異なる２種の蓄熱材、好ましくは潜熱蓄熱材、を
それぞれ独立した空間に封入した容器からなり、これら
の容器内に該蓄熱材からの熱の出し入れが可能なチュー
ブが配されているものである。本発明に使用される蓄熱
材としては、潜熱蓄熱材が好ましく、融解温度（融点）
が、５〜２０℃の潜熱蓄熱材（蓄熱材１）と、該蓄熱材
１より高い融点を有する、融解温度が２０〜６０℃の潜
熱蓄熱材（蓄熱材２）がある。具体的には、蓄熱材１と
しては、硫酸ナトリウム・１０水塩、炭素数が１６以下
のパラフィン、トリメチロールエタン／尿素／水混合物
（通常、トリメチロールエタン／尿素／水の混合割合
は、重量分率で２０〜８０／１〜５０／１９〜５０の範
囲である）、グリセロール、カプリン酸、酢酸、エチレ
ンジアミン、ポリグリコール、エリスリタン、等が例示
できる。これらの中でも、トリメチロールエタン／尿素
／水混合物およびエリスリタンが好ましい。
温度の異なる２種の蓄熱材、好ましくは潜熱蓄熱材、を
それぞれ独立した空間に封入した容器からなり、これら
の容器内に該蓄熱材からの熱の出し入れが可能なチュー
ブが配されているものである。本発明に使用される蓄熱
材としては、潜熱蓄熱材が好ましく、融解温度（融点）
が、５〜２０℃の潜熱蓄熱材（蓄熱材１）と、該蓄熱材
１より高い融点を有する、融解温度が２０〜６０℃の潜
熱蓄熱材（蓄熱材２）がある。具体的には、蓄熱材１と
しては、硫酸ナトリウム・１０水塩、炭素数が１６以下
のパラフィン、トリメチロールエタン／尿素／水混合物
（通常、トリメチロールエタン／尿素／水の混合割合
は、重量分率で２０〜８０／１〜５０／１９〜５０の範
囲である）、グリセロール、カプリン酸、酢酸、エチレ
ンジアミン、ポリグリコール、エリスリタン、等が例示
できる。これらの中でも、トリメチロールエタン／尿素
／水混合物およびエリスリタンが好ましい。
【０００８】蓄熱材２としては、酢酸ナトリウム・３水
塩、リン酸ナトリウム・１２水塩、硝酸ニッケル・６水
塩、臭化カルシウム・６水塩、硫酸亜鉛・７水塩、硝酸
亜鉛・６水塩、炭酸ナトリウム・１０水塩、硝酸リチウ
ム・３水塩、塩化カルシウム・６水塩、フッ化カリウム
・２水塩、チオ硫酸ナトリウム・５水塩、ミリスチン
酸、３−ヘプタデカノン、エライジン酸、シアナミド、
ラウリン酸、トリミリスチン、カプリル酸、ｄ−乳酸、
炭素数１８〜２７のパラフィン、トリメチロールエタン
水和物、等が例示できる。これらの中でも、トリメチロ
ールエタン水和物、酢酸ナトリウム・３水塩が好まし
い。
塩、リン酸ナトリウム・１２水塩、硝酸ニッケル・６水
塩、臭化カルシウム・６水塩、硫酸亜鉛・７水塩、硝酸
亜鉛・６水塩、炭酸ナトリウム・１０水塩、硝酸リチウ
ム・３水塩、塩化カルシウム・６水塩、フッ化カリウム
・２水塩、チオ硫酸ナトリウム・５水塩、ミリスチン
酸、３−ヘプタデカノン、エライジン酸、シアナミド、
ラウリン酸、トリミリスチン、カプリル酸、ｄ−乳酸、
炭素数１８〜２７のパラフィン、トリメチロールエタン
水和物、等が例示できる。これらの中でも、トリメチロ
ールエタン水和物、酢酸ナトリウム・３水塩が好まし
い。
【０００９】上記蓄熱材１及び蓄熱材２は、それぞれ上
記からなる群から選択される１種以上の物質を主成分と
する（５０重量％を超える、好ましくは、６０重量％以
上）潜熱蓄熱材であってよい。蓄熱材１と蓄熱材２の選
択は、融点の差が１℃以上となる様に行われるのが好ま
しく、更に融点の差が１０℃以上となる場合がより好ま
しい。
記からなる群から選択される１種以上の物質を主成分と
する（５０重量％を超える、好ましくは、６０重量％以
上）潜熱蓄熱材であってよい。蓄熱材１と蓄熱材２の選
択は、融点の差が１℃以上となる様に行われるのが好ま
しく、更に融点の差が１０℃以上となる場合がより好ま
しい。
【００１０】本発明においては、蓄熱材１及び蓄熱材２
は、それぞれ独立した空間に封入されるが、この封入
は、それぞれ２ケ所以上の独立した空間に封入されてい
てもよく、それぞれが個別の容器に入っていても、全体
として一つの容器に収められていてもよい。本発明の蓄
熱式熱交換器においては、上述の蓄熱材１及び蓄熱材２
から熱の出し入れが可能なチューブが配されているが、
蓄熱材１と蓄熱材２の配列は、適宜選択することもでき
るが、好ましくは、直列に結合されているものである。
は、それぞれ独立した空間に封入されるが、この封入
は、それぞれ２ケ所以上の独立した空間に封入されてい
てもよく、それぞれが個別の容器に入っていても、全体
として一つの容器に収められていてもよい。本発明の蓄
熱式熱交換器においては、上述の蓄熱材１及び蓄熱材２
から熱の出し入れが可能なチューブが配されているが、
蓄熱材１と蓄熱材２の配列は、適宜選択することもでき
るが、好ましくは、直列に結合されているものである。
【００１１】本発明の蓄熱式熱交換器によれば、融解温
度が異る２種の蓄熱材をそれぞれ独立した容器内に封入
し、該容器内には該蓄熱材からの熱の出し入れが可能な
チューブが配されており、このチューブ内に熱媒体が流
れる。この熱媒体は、特に限定されるものではなく、
水、エチレングリコール、プロピレングリコール等が添
加され凝固点の低下した水溶液、メタノール、エタノー
ル等の有機溶媒、ＣＦＣ１１、ＣＦＣ１２、ＣＦＣ１１
３、ＣＦＣ１１４、ＨＣＦＣ２２、ＨＣＦＣ１２３、Ｈ
ＣＦＣ１２４、ＨＣＦＣ１４１ｂ、ＨＣＦＣ１４２ｂ、
ＨＦＣ２３、ＨＦＣ３２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４
ａ、ＨＦＣ１４３ａ、ＨＦＣ１５２ａ、等のフロン系冷
媒、ＮＨ3 、Ｃ3 Ｈ8 、ｎ−Ｃ4 Ｈ10、ＣＯ2 、ＣＨ3
ＯＣＦ2 ＣＦ3 、ＣＨ3 ＯＣＦ2 ＣＦ2 ＣＦ3 、ＣＨ3
ＯＣＦ（ＣＦ3 ）2 、等の代替フロン冷媒等公知のもの
が使用される。
度が異る２種の蓄熱材をそれぞれ独立した容器内に封入
し、該容器内には該蓄熱材からの熱の出し入れが可能な
チューブが配されており、このチューブ内に熱媒体が流
れる。この熱媒体は、特に限定されるものではなく、
水、エチレングリコール、プロピレングリコール等が添
加され凝固点の低下した水溶液、メタノール、エタノー
ル等の有機溶媒、ＣＦＣ１１、ＣＦＣ１２、ＣＦＣ１１
３、ＣＦＣ１１４、ＨＣＦＣ２２、ＨＣＦＣ１２３、Ｈ
ＣＦＣ１２４、ＨＣＦＣ１４１ｂ、ＨＣＦＣ１４２ｂ、
ＨＦＣ２３、ＨＦＣ３２、ＨＦＣ１２５、ＨＦＣ１３４
ａ、ＨＦＣ１４３ａ、ＨＦＣ１５２ａ、等のフロン系冷
媒、ＮＨ3 、Ｃ3 Ｈ8 、ｎ−Ｃ4 Ｈ10、ＣＯ2 、ＣＨ3
ＯＣＦ2 ＣＦ3 、ＣＨ3 ＯＣＦ2 ＣＦ2 ＣＦ3 、ＣＨ3
ＯＣＦ（ＣＦ3 ）2 、等の代替フロン冷媒等公知のもの
が使用される。
【００１２】夜間電力などを使用する蓄熱運転時には、
この蓄熱式熱交換器が該容器内に配されたチューブを流
れる熱媒体によって冷却または加熱され、蓄熱材が凝固
または融解される。この際、蓄熱材の融解温度が５〜２
０℃、２０〜６０℃の範囲にあるので、蒸発時に蓄熱材
１の融点以下かつ凝縮時に蓄熱材２の融点以上となる熱
媒体を選択することで、蓄冷時には両方の蓄熱材を凝固
状態、蓄熱時には両方の蓄熱材を融解状態とすることも
でき、好ましい態様の一つである。
この蓄熱式熱交換器が該容器内に配されたチューブを流
れる熱媒体によって冷却または加熱され、蓄熱材が凝固
または融解される。この際、蓄熱材の融解温度が５〜２
０℃、２０〜６０℃の範囲にあるので、蒸発時に蓄熱材
１の融点以下かつ凝縮時に蓄熱材２の融点以上となる熱
媒体を選択することで、蓄冷時には両方の蓄熱材を凝固
状態、蓄熱時には両方の蓄熱材を融解状態とすることも
でき、好ましい態様の一つである。
【００１３】また、蓄冷された熱交換器にチューブを通
して熱媒体を流すことで、外気の温度や室外熱交換器の
状態に関わらず、５〜２０℃の範囲の一定の熱媒体温度
とすることも可能である。この場合、２０〜６０℃の範
囲に融点を有する蓄熱材は凝固状態にあり、従って、５
〜２０℃に融点を有する蓄熱材の潜熱および２０〜６０
℃に融点を有する蓄熱材の顕熱が利用できることにな
る。
して熱媒体を流すことで、外気の温度や室外熱交換器の
状態に関わらず、５〜２０℃の範囲の一定の熱媒体温度
とすることも可能である。この場合、２０〜６０℃の範
囲に融点を有する蓄熱材は凝固状態にあり、従って、５
〜２０℃に融点を有する蓄熱材の潜熱および２０〜６０
℃に融点を有する蓄熱材の顕熱が利用できることにな
る。
【００１４】同様に、蓄熱時には、両方の蓄熱材が融解
状態にあり、熱媒体温度の変化に応じて、両蓄熱材の潜
熱もしくは５〜２０℃の蓄熱材の顕熱および２０〜６０
℃の蓄熱材の潜熱が利用できる。本発明の蓄熱式熱交換
器は、上記チューブ中を循環する熱媒体及び該熱媒体の
加熱装置並びに冷却装置を設けると、蓄熱式冷暖房シス
テムとして使用できる。
状態にあり、熱媒体温度の変化に応じて、両蓄熱材の潜
熱もしくは５〜２０℃の蓄熱材の顕熱および２０〜６０
℃の蓄熱材の潜熱が利用できる。本発明の蓄熱式熱交換
器は、上記チューブ中を循環する熱媒体及び該熱媒体の
加熱装置並びに冷却装置を設けると、蓄熱式冷暖房シス
テムとして使用できる。
【００１５】ここで、熱媒体の加熱装置としては、通常
の熱交換による装置、媒体を加圧、圧縮等の圧力変化に
よる装置、等の公知の手法が使用できる。また、熱媒体
の冷却装置としては、通常の熱交換による装置、媒体を
減圧、膨張状態に置く等の圧力変化による装置等の公知
手法を含むものである。本発明の蓄熱式冷暖房システム
においては、上記熱媒体の加熱装置並びに冷却装置にさ
らにラジエータを設置して使用することもできる。
の熱交換による装置、媒体を加圧、圧縮等の圧力変化に
よる装置、等の公知の手法が使用できる。また、熱媒体
の冷却装置としては、通常の熱交換による装置、媒体を
減圧、膨張状態に置く等の圧力変化による装置等の公知
手法を含むものである。本発明の蓄熱式冷暖房システム
においては、上記熱媒体の加熱装置並びに冷却装置にさ
らにラジエータを設置して使用することもできる。
【００１６】
【実施例】以下に本発明の蓄熱式熱交換器について、図
面を使用して更に具体的に説明する。図１において、
１，１′は、冷房時および冷熱蓄熱時の熱媒体の流れを
示す。また、２，２′は、暖房時および温熱蓄熱時の熱
媒体の流れを示す。３は、熱媒体から蓄熱材、蓄熱材か
ら熱媒体への熱の交換を行うためのチューブ、４は、５
〜２０℃に融点を有する蓄熱材１、５は、２０〜６０℃
に融点を有する蓄熱材２である。６は、蓄熱式熱交換器
の外容器、７は、蓄熱材１と蓄熱材２とを分ける仕切り
である。仕切り７の形状は、直線である必要はなく、蓄
熱材１と蓄熱材２とを異る容器の部分として分けるもの
であればよく、波形、凹凸、等の出入りのある仕切りで
も、この出入りが大きな形状の仕切りであってもよい。
面を使用して更に具体的に説明する。図１において、
１，１′は、冷房時および冷熱蓄熱時の熱媒体の流れを
示す。また、２，２′は、暖房時および温熱蓄熱時の熱
媒体の流れを示す。３は、熱媒体から蓄熱材、蓄熱材か
ら熱媒体への熱の交換を行うためのチューブ、４は、５
〜２０℃に融点を有する蓄熱材１、５は、２０〜６０℃
に融点を有する蓄熱材２である。６は、蓄熱式熱交換器
の外容器、７は、蓄熱材１と蓄熱材２とを分ける仕切り
である。仕切り７の形状は、直線である必要はなく、蓄
熱材１と蓄熱材２とを異る容器の部分として分けるもの
であればよく、波形、凹凸、等の出入りのある仕切りで
も、この出入りが大きな形状の仕切りであってもよい。
【００１７】図２は、本発明の蓄熱式熱交換器を用いた
蓄熱式冷暖房システムの概略を示す図である。２１は、
蓄熱式熱交換器、２２は、圧縮機、２３は、膨張弁、２
４は、ラジエータ２５を使用しない場合に、熱媒体が循
環する管であり、ラジエータ２５を使用した場合には、
バイパスとして熱媒が循環する管である。本発明の蓄熱
式熱交換器を用いた冷暖房システムにおいては、管内
を、膨張又は冷却により熱媒体１の融点より低い温度と
なる熱媒体で、かつ圧縮又は加熱により熱媒体２の融点
より高い温度となる熱媒体が流れている。
蓄熱式冷暖房システムの概略を示す図である。２１は、
蓄熱式熱交換器、２２は、圧縮機、２３は、膨張弁、２
４は、ラジエータ２５を使用しない場合に、熱媒体が循
環する管であり、ラジエータ２５を使用した場合には、
バイパスとして熱媒が循環する管である。本発明の蓄熱
式熱交換器を用いた冷暖房システムにおいては、管内
を、膨張又は冷却により熱媒体１の融点より低い温度と
なる熱媒体で、かつ圧縮又は加熱により熱媒体２の融点
より高い温度となる熱媒体が流れている。
【００１８】冷熱を得たい場合、まず、冷房運転中止
（即ち、２５へは熱媒体は循環させない）時に、圧縮機
２２を運転し、熱媒体を２２→２４→２３→２１と循環
することで、一度２２により凝縮した熱媒体が、２３に
より膨張されることで温度が低下し、２１の蓄熱式熱交
換器の蓄熱材を凝固させる。次に放冷する場合には、熱
媒体を２２→２１→２３→２５→２２と循環させる（こ
の時は、管２４には、熱媒体は流さない）ことにより、
室内熱交換器（ラジエータ）２５にて、冷熱を放出する
ことができる。
（即ち、２５へは熱媒体は循環させない）時に、圧縮機
２２を運転し、熱媒体を２２→２４→２３→２１と循環
することで、一度２２により凝縮した熱媒体が、２３に
より膨張されることで温度が低下し、２１の蓄熱式熱交
換器の蓄熱材を凝固させる。次に放冷する場合には、熱
媒体を２２→２１→２３→２５→２２と循環させる（こ
の時は、管２４には、熱媒体は流さない）ことにより、
室内熱交換器（ラジエータ）２５にて、冷熱を放出する
ことができる。
【００１９】一方、温風を得たい場合は、まず、暖房運
転中止（即ち、２５へは熱媒体は循環させない）時に、
圧縮機２２を運転し、熱媒体を２２→２１→２３→２４
→２２の様に流す。圧縮機２２により凝縮された温度の
上昇した熱媒体が、蓄熱式熱交換器２１内の蓄熱材を融
解し、さらに膨張弁２３を通って膨張された低温の熱媒
体が、管２４を通って圧縮機２２に戻るという操作を行
う。その後、暖房運転時には、冷房運転時と逆に、２３
→２１→２２→２５→２３の様に熱媒体を循環させる
（この時は、管２４には熱媒は流さない）。蓄熱式熱交
換器２１にて、熱媒体温度を蓄熱材の相変化温度付近ま
で上昇させ、これを圧縮機２２を通して、２５の室内熱
交換器（ラジエータ）にて温風を得ることができる。
転中止（即ち、２５へは熱媒体は循環させない）時に、
圧縮機２２を運転し、熱媒体を２２→２１→２３→２４
→２２の様に流す。圧縮機２２により凝縮された温度の
上昇した熱媒体が、蓄熱式熱交換器２１内の蓄熱材を融
解し、さらに膨張弁２３を通って膨張された低温の熱媒
体が、管２４を通って圧縮機２２に戻るという操作を行
う。その後、暖房運転時には、冷房運転時と逆に、２３
→２１→２２→２５→２３の様に熱媒体を循環させる
（この時は、管２４には熱媒は流さない）。蓄熱式熱交
換器２１にて、熱媒体温度を蓄熱材の相変化温度付近ま
で上昇させ、これを圧縮機２２を通して、２５の室内熱
交換器（ラジエータ）にて温風を得ることができる。
【００２０】
【発明の効果】本発明にかかわる蓄熱式熱交換器は、以
上説明したように蓄熱運転をすることにより予め冷熱、
温熱を蓄熱することができ、かつ熱媒体温度を冷房運転
時には膨張弁にはいる前に冷却でき、暖房運転時には圧
縮機に入る前に加温できるので膨張弁、圧縮機の小型
化、消費電力の低下などが図れる。また、暖房運転時の
除霜作業による空調機の停止操作などをすることなく、
暖房効率の向上を図ることができるという効果を奏す
る。
上説明したように蓄熱運転をすることにより予め冷熱、
温熱を蓄熱することができ、かつ熱媒体温度を冷房運転
時には膨張弁にはいる前に冷却でき、暖房運転時には圧
縮機に入る前に加温できるので膨張弁、圧縮機の小型
化、消費電力の低下などが図れる。また、暖房運転時の
除霜作業による空調機の停止操作などをすることなく、
暖房効率の向上を図ることができるという効果を奏す
る。
【図１】 図１は、本発明の蓄熱式熱交換器における冷
房時および冷熱蓄熱時の熱媒体の流れを示す概念図であ
る。
房時および冷熱蓄熱時の熱媒体の流れを示す概念図であ
る。
【図２】 図２は、本発明の蓄熱式熱交換器を用いた蓄
熱式冷暖房システムの概略を示す図である。
熱式冷暖房システムの概略を示す図である。
【図３】 図３は、従来から知られている氷蓄熱式シス
テムの概略を示す図である。
テムの概略を示す図である。
１，１′ 熱媒体流れ（蓄冷運転時） ２，２′ 熱媒体流れ（蓄熱運転時） ３ 熱交換チューブ ４ 蓄熱材１ ５ 蓄熱材２ ６ 蓄熱式熱交換器外容器 ７ 仕切り板 ２１ 蓄熱式熱交換器 ２２ 圧縮機 ２３ 膨張弁 ２４ バイパス管 ２５ ラジエータ ３１ 蓄熱材 ３２ 膨張弁 ３３ 圧縮機 ３４ 室内機 ３４′ バイパス
【手続補正書】
【提出日】平成１０年７月２３日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１６】
【実施例】以下に本発明の蓄熱式熱交換器について、図
面を使用して更に具体的に説明する。図１において、
１，１′は、冷房時および冷熱蓄熱時の熱媒体の流れを
示す。なお、１→１′は冷熱蓄熱時の、１′→１は冷房
時の熱媒体の流れを示す。また、２，２′は、暖房時お
よび温熱蓄熱時の熱媒体の流れを示す。なお、２→２′
は温熱蓄熱時の、２′→２は暖房時の熱媒体の流れを示
す。３は、熱媒体から蓄熱材、蓄熱材から熱媒体への熱
の交換を行うためのチューブ、４は、５〜２０℃に融点
を有する蓄熱材１、５は、２０〜６０℃に融点を有する
蓄熱材２である。６は、蓄熱式熱交換器の外容器、７
は、蓄熱材１と蓄熱材２とを分ける仕切りである。仕切
り７の形状は、直線である必要はなく、蓄熱材１と蓄熱
材２とを異る容器の部分として分けるものであればよ
く、波形、凹凸、等の出入りのある仕切りでも、この出
入りが大きな形状の仕切りであってもよい。
面を使用して更に具体的に説明する。図１において、
１，１′は、冷房時および冷熱蓄熱時の熱媒体の流れを
示す。なお、１→１′は冷熱蓄熱時の、１′→１は冷房
時の熱媒体の流れを示す。また、２，２′は、暖房時お
よび温熱蓄熱時の熱媒体の流れを示す。なお、２→２′
は温熱蓄熱時の、２′→２は暖房時の熱媒体の流れを示
す。３は、熱媒体から蓄熱材、蓄熱材から熱媒体への熱
の交換を行うためのチューブ、４は、５〜２０℃に融点
を有する蓄熱材１、５は、２０〜６０℃に融点を有する
蓄熱材２である。６は、蓄熱式熱交換器の外容器、７
は、蓄熱材１と蓄熱材２とを分ける仕切りである。仕切
り７の形状は、直線である必要はなく、蓄熱材１と蓄熱
材２とを異る容器の部分として分けるものであればよ
く、波形、凹凸、等の出入りのある仕切りでも、この出
入りが大きな形状の仕切りであってもよい。
Claims (8)
- 【請求項１】 蓄熱材１及び該蓄熱材１より高い融点を
有する蓄熱材２をそれぞれ独立した空間に封入した容器
からなり、該容器内に該蓄熱材１及び該蓄熱材２から熱
の出し入れが可能なチューブを配した蓄熱式熱交換器。 - 【請求項２】 チューブに対して蓄熱材１と蓄熱材２が
直列に結合されている請求項１記載の蓄熱式熱交換器。 - 【請求項３】 蓄熱材１の融点が５〜２０℃、蓄熱材２
の融点が２０〜６０℃である請求項１又は２記載の蓄熱
式熱交換器。 - 【請求項４】 蓄熱材１と蓄熱材２の融点の差が１℃以
上である請求項１〜３のいずれか１項記載の蓄熱式熱交
換器。 - 【請求項５】 蓄熱材１が、硫酸ナトリウム・１０水
塩、炭素数が１６以下のパラフィン、トリメチロールエ
タン／尿素／水、グリセロール、カプリン酸、酢酸、エ
チレンジアミン、ポリグリコールおよびエリスリタンか
らなる群から選択される１以上の物質を主成分とする潜
熱蓄熱材である請求項１〜４のいずれか１項記載の蓄熱
式熱交換器。 - 【請求項６】 蓄熱材２が、酢酸ナトリウム・３水塩、
リン酸ナトリウム・１２水塩、硝酸ニッケル・６水塩、
臭化カルシウム・６水塩、硫酸亜鉛・７水塩、硝酸亜鉛
・６水塩、炭酸ナトリウム・１０水塩、硝酸リチウム・
３水塩、塩化カルシウム・６水塩、フッ化カリウム・２
水塩、チオ硫酸ナトリウム・５水塩、ミリスチン酸、３
−ヘプタデカノン、エライジン酸、シアナミド、ラウリ
ン酸、トリミリスチン、カプリル酸、ｄ−乳酸、炭素数
が１８以上２７以下のパラフィンおよびトリメチロール
エタン水和物からなる群から選択される１以上の物質を
主成分とする潜熱蓄熱材である請求項１〜５のいずれか
１項記載の蓄熱式熱交換器。 - 【請求項７】 請求項１〜６記載の蓄熱式熱交換器にさ
らに該チューブ中を循環する熱媒体及び該熱媒体の加熱
装置並びに冷却装置を具備した蓄熱式冷暖房システム。 - 【請求項８】 請求項７記載の蓄熱式冷暖房システムが
さらにラジエータを具備したものである蓄熱式冷暖房シ
ステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10130103A JPH11325769A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10130103A JPH11325769A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 蓄熱式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11325769A true JPH11325769A (ja) | 1999-11-26 |
Family
ID=15026028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10130103A Pending JPH11325769A (ja) | 1998-05-13 | 1998-05-13 | 蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11325769A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001317888A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-16 | Daikin Ind Ltd | 蓄熱装置 |
| JP2005016766A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Rinnai Corp | 蓄熱装置 |
| WO2018093091A1 (ko) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | 한국기계연구원 | 열전달 매체 용융 조성물, 이를 이용한 열전달 시스템 및 열전달 시스템을 이용한 발전장치 |
| KR20230051931A (ko) * | 2021-10-12 | 2023-04-19 | 주식회사 숨터 | 냉온 상변화를 이용한 축열장치 |
-
1998
- 1998-05-13 JP JP10130103A patent/JPH11325769A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001317888A (ja) * | 2000-05-11 | 2001-11-16 | Daikin Ind Ltd | 蓄熱装置 |
| JP2005016766A (ja) * | 2003-06-24 | 2005-01-20 | Rinnai Corp | 蓄熱装置 |
| WO2018093091A1 (ko) * | 2016-11-21 | 2018-05-24 | 한국기계연구원 | 열전달 매체 용융 조성물, 이를 이용한 열전달 시스템 및 열전달 시스템을 이용한 발전장치 |
| KR20230051931A (ko) * | 2021-10-12 | 2023-04-19 | 주식회사 숨터 | 냉온 상변화를 이용한 축열장치 |
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