JPS58175793A - 直接接触式蓄熱熱交換装置 - Google Patents

直接接触式蓄熱熱交換装置

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JPS58175793A
JPS58175793A JP57058169A JP5816982A JPS58175793A JP S58175793 A JPS58175793 A JP S58175793A JP 57058169 A JP57058169 A JP 57058169A JP 5816982 A JP5816982 A JP 5816982A JP S58175793 A JPS58175793 A JP S58175793A
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JP
Japan
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heat
medium
heat exchanger
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Pending
Application number
JP57058169A
Other languages
English (en)
Inventor
Takeshi Sakamoto
坂元 健
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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
    • F28D20/025Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat the latent heat storage material being in direct contact with a heat-exchange medium or with another heat storage material
    • 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
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はm接接触式熱父洪装置に詠り、特に、固液相比
する蓄熱媒体に、こ扛に溶は合わない熱源側熱媒体およ
び負荷側熱媒体を係合せしめ、上記蓄熱媒体で蓄熱ふ・
よび伝熱tして上配熱綜1lIII熱媒体の熱を上記負
荷側熱媒体に@接伝えるようにした直接接触式熱交換装
置に関する。
従来、熱源側の熱を負荷側に伝えるためには、熱S@か
らの熱を熱輸送媒体に介して畜熱鋏直に蓄熱し、該畜熱
装眞から別の熱輸送媒体を介して負荷側に伝える間接式
の熱交換が採用さrしていゐ。
この様な熱閏換方法では熱源側と負荷側との闇に大きな
温度差が必要となり、この温度差を小さくするためには
中間媒体の伝熱面積を大きくしなけ扛ばならず装置ts
造が複雑、かつ^価となる欠点を有していた。
丁なわち、太陽熱や廃熱等の熱源會肩°効に駒片する場
合、同体の伝熱面を介しこ′n等の熱r吸収し、こfL
t負何餞に伝熱する方法が採用さ1している。中間に固
体の伝熱面(隔壁)が存在丁ゐ場合には熱源側と負荷側
の温度差を大きくしないと熱伝達が有効に行われない。
しかし、熱エネルギーを有効に利用するには、上記温度
差が小さい方が11tLい。その手段として、上記中間
固体の伝熱面積を大きくする方法や、固体の伝熱面を用
いない方法が採用さnている。しかしながら、伝熱面積
を大きくする方法は、装置の容積が人きくなりi%If
lとなるのみならず、伝熱向が損傷する等の間聴点が生
ずる。又、固体の伝熱面愛用いない直接!#!雁的な方
法としては、第1図に示す如きものが採用されているが
、熱源側から負#側への熱交換が完全にN[接的でなく
、熱源側から負荷側に伝熱するためには、蓄熱媒体の他
に熱交換器會必、要dる欠点を有している。すなわち、
熱0IAI411熱媒体3は循環ポンプ4により熱交換
器5に運ばn1加熱さnる。蓄熱槽1内には蓄熱媒体2
が11wされている。この蓄熱庫体2ri水和塩の溶液
からなり、蓄熱によって液相化すると共に、放熱によV
同相化するものでめる。加熱された熱媒体3は蓄熱槽1
内に設けられたノズル6から蓄熱媒体2内に噴出さ扛る
。熱媒体3は蓄熱媒体2に溶は合わないもので、蓄熱媒
体2内で渦状体3′ となり、蓄熱媒体2ど熱交換し、
蓄熱槽1の上方側にIwジ再ひもとに戻る。蓄熱媒体2
は熱交換によって液相化し蓄熱される。そして、図示し
ない熱交換器を保合させることによって、負荷側に熱を
伝えることができる。上記の場合、熱媒体3と蓄熱媒体
2とは熱交換さ扛るが、負荷側に熱を移すには上記の如
く他の熱交換器を必要とする。従って、熱装置が複雑に
なると共に熱効率が劣る欠点があった。
本発明は上記の欠点等を解決するために創案さnたもの
であり、その目的は、熱交換をiML接的に行うことに
より熱効率を向上させると共に、熱源側の温度レベルを
大きく下げずに負荷側に熱伝達でき、かつ、小形、簡便
で信頼性が高い[法接触式蓄熱熱交換装置を提供するこ
とにおる。
本発明は上記の目的t−這取するために、熱源側熱媒体
と蓄熱媒体とを互に浴は合うことなく保合せしめ、熱源
の熱を蓄熱媒体を液相化して蓄熱すると共に、負荷側熱
媒体と上記蓄熱媒体と虻互に浴は合うことなく保合せし
め、該蓄熱媒体を同相化して熱伝運會し、この蓄熱媒体
の固献相化【同時に行うようにして熱源の熱を負荷側に
i]!接伝達し、熱**の温度レベルの低下會防ぐ工う
にし几直飯振触式蓄熱熱交換器を時機としたものである
以下、本発明の一実施例を図に基ついて説明する。
1ずこの実施例の概at第2図により説明する。
蓄熱熱交換器1′内には熱の吸収、伝達によって液同相
化する蓄熱媒体2′が収納さ扛ている。蓄熱媒体と11
!り合わないIl&源側熱媒体3“は熱を吸収した後、
蓄熱媒体2′内に噴゛出さrL1熱父換しt後、蓄熱熱
交換器1′の上方側から戻入され、再び熱源の熱ta収
し、蓄熱媒体2′内に噴出さnる。一方蓄熱媒体2′内
に社、これと溶は合わない負#側熱媒体8が噴出さn1
蓄熱して液相化さnた蓄熱媒体2′と熱交換し蓄熱媒体
2’に固相する。セして負竹装電15に熱【与え、再び
蓄熱媒体2′円に噴出される。以上の熱交換に陶時に行
なわnるので、熱源の熱は[l接負荷稠に伝這さ扛、熱
源側の温度レベルを余り下けることなく熱効率の為い熱
5e換が竹わjLる 次に本実施例を東に絆しく説明する。
第2図に示す如く、蓄熱熱交換器1′内には蓄熱媒体2
′が収納されている。この蓄熱媒体2′は、転移点29
ないし39Cの塩化カルシウム(CaCjl・6H,0
)、転移点31ないし32Cの硫酸ナトリウム(Nat
 80a ・10 HtO) 、転移点49ないし52
Cの亜硫酸ナトリウム(Nag 80m ・5HtO)
 等の水和塩から形成され、熱を吸収して液相化すると
共に、熱伝達により上記の如く結晶水ftf#−って固
相化するものでおる。
一一熱$1111熱媒俸3“は蓄熱媒体2′に浴は合わ
ず、ρ・つ比重量の戦い油類等の有機媒体等から構成さ
扛熱源側熱交換器12で熱を吸収した後、配管C13を
通り蓄熱熱交換器1′内に設けられ次ノズルA7から蓄
熱媒体2′内に噴出さ扛る。噴出により渦状になった熱
源側熱媒体3“は蓄熱媒体2′と熱交換しながら上昇し
、蓄熱熱変換@1’の上方側に層状となって溜る。次に
、循環ポンプ4′にエリ上記熱源情熱媒体3“は配管A
IOを通って排出され、配置rB11を通り、熱源側熱
交換器12で熱交換し、加熱され、上記の如く再び配管
013を逼り、ノズルA7から噴出される。又蓄熱媒体
2′は熱交換により、蓄熱し、I[@化される。
一方、負荷側熱媒体8は作動温度範囲で気化する低沸点
媒体で、例えば弗化塩化炭素系媒体等から構成され、蓄
熱熱交換器1′内に設けられたノズルB9から液相状態
で蓄熱媒体2′内に噴出される。
負荷側熱媒体8は蓄熱媒体2′と熱交換し、熱の伝達を
受けて気化し、蓄熱熱交換器1′の最上部に上昇し溜る
。この蒸気は配管DI 4に介し、負荷*til15に
供給さn1放熱仕◆して液化し友後、配管E16を通り
、再びノズルB9カ・ら噴出さnる。蓄熱媒体2′は負
荷側熱媒体8と熱交換し、同相化する温f壕で下った後
、潜熱を放出して同相化する。
上記の熱交換は同時に行われ、各媒体量には固体鷺の如
きものが存在しないため、小さな温度差で多量の熱伝達
が可能となり、熱交換効率t−筒めることかできる。又
、熱媒体が渦状又は気泡状でめ^ことから、実員的に大
きな伝熱面積を確保することが−でき、小さな空間で多
量の熱伝達が可能になることから装置を小形化すること
ができる。
更に、上記の如く、蓄熱媒体2′の潜熱が利用できこの
点からも装置を小形化しうる効果が上けらnる。又、妓
置内に固体壁等がなく、その損傷等を考慮する必要がな
いため、装置の(I!頼注が同上しうる。
第8図は本実施例tヒートポンプを儂えた太陽熱暖房に
適用し九実例を示したものである。図において、第2図
と同一符号のものは同−物又は同一機能のものを示す。
本実例では熱源側熱交換器12としては太陽熱コレクタ
12′を用いく負荷装置15′としては、圧11機17
.これt−駆動する電動機18.放熱器19等とから構
成さrたものを用いている。
負荷側熱媒体8は上記の如く、蓄熱熱交換器1′の最上
部から配管D14【通り、圧動さtした後、放熱器19
から放熱し、ファン20によp暖房用として供給側に送
られる。放熱した負荷側熱媒体8は#細して液状となり
、配管F21を通り、減圧弁22を介してノズルB9か
ら蓄熱媒体2′内に噴出される。太陽コレクタ12′の
集熱効率は、集熱ll1llLt−低くするほど高くな
るため、本実施例では低い同相化温度を有する蓄熱媒体
2′を用い、太flill熱コレ/り12’Q簗熱温I
jLt低くしている。こnにより、低温度で集熱した熱
電1ks熱媒体2′に蓄熱し、これt有効に負荷側に伝
達することができる。この几め、太陽熱コレクタ12′
の東熱面積を狭くでき、設備費を安価にしうると共に、
低日射量時においても、その熱量を有効に利用でき、か
つ、集熱特開も延長できる友め太陽熱を有効に利用する
ことができる。
第4図は本実1儒tIIll力発生に適用し次実施例を
示す。図において第2−と同一符号のものは同−物又は
同−機能のものを示す。本実施例では熱誰餉熱交換fp
12としては、太陽熱コレクタ又は間欠的な廃熱【WX
A収する熱交換器12“が用いら扛、負荷鏝t15とし
ては、l1ls徴23.これによって駆動される発電機
又は動力負荷装置24.凝縮器25等とから構成される
ものが用いられている。
蒸発した一負荷側熱媒体8は膨張@23に作用し、発電
機24等を駆動した後、凝縮器26で縦動し液状となり
、配管026を通り、ポンプ27によりノズルB9から
蓄熱媒体2′内に噴出さnる。
本実例では負荷側熱媒体8が膨張機23の熱源に用いら
tしるため、高温になることが必要とさnる。
このため比較的高い固相化温fkもつ蓄熱媒体2′が利
用され、蓄熱媒体2′の蓄熱量および潜熱が十分に負荷
側に放熱されるので、熱交換器効率を高めることができ
る。
以上の如く、本実施例によれば、熱源側熱媒体3“蓄熱
媒体2′および負荷側熱媒体8とが一つの蓄熱熱交換器
1′内で直接接触伝熱を行うため、装置が小形かつ簡便
のものとなり、熱#*の温度レベルを大きく下けること
なく負荷側に伝熱することができる8このため、熱効率
を向上しうると共に、損傷の原因となる固体伝熱面がな
く信頼性が向上し、更に、固液相変化する蓄熱媒体2′
が蓄熱熱交換器1′外に出ないため、装置停止時に上記
配管内で蓄熱媒体2′が同相化する恐扛が全く生じない
以上の説明によって明らかの如く、本発明によれば、熱
源側の温度レベルを大きく下けることなく熱効率のよい
熱伝達ができると共に、小形で、安価で、かつ、信頼性
を向上し得る効果が上けらCる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術の直接接触伝熱装置の構成図、謳2園
は本発明一実施例の構成図、第3図は本実施例を太陽熱
利用のill!)装置に適用した夷例を示す構成−1第
4園は本実施例を発電又は動力発生装置に適用した実例
を示す構成図である。 1′・・・蓄熱熱交換器、2′・・・蓄熱媒体、3“・
・・熱源側熱媒体、7・・・ノズルA、 8・・・負荷
側熱媒体、9・・・ノズルB112・・・熱源側熱交換
器、15・・・負荷装不 l 図 第 2 図 q % 3 品 − と ″fJ 4 図 +z

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、熱源の熱を吸収する熱源側熱媒体と、負荷側に熱を
    伝える負荷側熱媒体と、上記熱源側熱媒体と負荷側熱媒
    体とに溶は合わす、これらと[接接触し、上記熱源側熱
    媒体の熱を蓄熱して液相化すると共に、上記負荷側熱媒
    体と熱交換して同相化する蓄熱媒体とを備え、上記各媒
    体を同一容器内に糸付せしめ、こ扛らt−厘嵌接触させ
    て熱交換するように構成し次ことを特徴とする@接接制
    式蓄熱熱交換装置。 2 油類の有機媒体からなる上記熱源側熱媒体と、弗化
    塩化R素糸媒体からなる上記負荷側熱媒体と、塩化カル
    シウム、硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム等の水和塩
    からなる上紀畜熱媒体とから構成さ扛る%rfrPI求
    の範−亀1項記載の良嵌接触式蓄熱熱交換装置。
JP57058169A 1982-04-09 1982-04-09 直接接触式蓄熱熱交換装置 Pending JPS58175793A (ja)

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JP57058169A JPS58175793A (ja) 1982-04-09 1982-04-09 直接接触式蓄熱熱交換装置

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JP57058169A JPS58175793A (ja) 1982-04-09 1982-04-09 直接接触式蓄熱熱交換装置

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JPS58175793A true JPS58175793A (ja) 1983-10-15

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JP57058169A Pending JPS58175793A (ja) 1982-04-09 1982-04-09 直接接触式蓄熱熱交換装置

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JP (1) JPS58175793A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0819970A (ja) * 1994-06-30 1996-01-23 Nitto Seiko Co Ltd 吸引保持機構
CN105115337A (zh) * 2015-09-22 2015-12-02 苏州工业园区瀚科机器制造有限公司 一种小型蓄热器
WO2020025802A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-06 Karlsruher Institut für Technologie Vorrichtung und verfahren zur thermisch-elektrochemischen energiespeicherung und energiebereitstellung

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JPH0819970A (ja) * 1994-06-30 1996-01-23 Nitto Seiko Co Ltd 吸引保持機構
CN105115337A (zh) * 2015-09-22 2015-12-02 苏州工业园区瀚科机器制造有限公司 一种小型蓄热器
WO2020025802A1 (de) * 2018-08-03 2020-02-06 Karlsruher Institut für Technologie Vorrichtung und verfahren zur thermisch-elektrochemischen energiespeicherung und energiebereitstellung

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