JPS58195790A - 蓄熱装置 - Google Patents
蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS58195790A JPS58195790A JP57078944A JP7894482A JPS58195790A JP S58195790 A JPS58195790 A JP S58195790A JP 57078944 A JP57078944 A JP 57078944A JP 7894482 A JP7894482 A JP 7894482A JP S58195790 A JPS58195790 A JP S58195790A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat storage
- heat
- melting point
- heat accumulating
- latent heat
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/026—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat with different heat storage materials not coming into direct contact
-
- Y—GENERAL 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
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Heating Systems (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。
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、熱エネルギー貯蔵のための蓄熱装置に関する
ものである。
ものである。
熱エネルギー貯蔵のだめの方法のうちに、物質の顕熱を
利用する方法と、潜熱を利用する方法がある。現在、水
の顕熱を利用した太陽熱の蓄熱装置が実用化されている
が、水の比熱は1cal/ g℃で、仮に10℃の温度
中で蓄熱するとしても1゜Cal/gLか蓄熱できない
。これに対し、潜熱を利用した場合、数10cal/g
の蓄熱ができ、かつ、一定温度での熱の出し入れが可能
であるため、潜熱蓄熱材の開発が近年盛んに行なわれて
いる。潜熱蓄熱材として実用化の域に近いものに、32
℃に融点をもつNa2SO4@10H2oや29℃に融
点をもつCa CA!2・6H2oがあり、高密度ポリ
エチレン容器に充填されたC a C12・6H2oが
すでに市販されている。
利用する方法と、潜熱を利用する方法がある。現在、水
の顕熱を利用した太陽熱の蓄熱装置が実用化されている
が、水の比熱は1cal/ g℃で、仮に10℃の温度
中で蓄熱するとしても1゜Cal/gLか蓄熱できない
。これに対し、潜熱を利用した場合、数10cal/g
の蓄熱ができ、かつ、一定温度での熱の出し入れが可能
であるため、潜熱蓄熱材の開発が近年盛んに行なわれて
いる。潜熱蓄熱材として実用化の域に近いものに、32
℃に融点をもつNa2SO4@10H2oや29℃に融
点をもつCa CA!2・6H2oがあり、高密度ポリ
エチレン容器に充填されたC a C12・6H2oが
すでに市販されている。
潜熱蓄熱料を用いた蓄熱装置の1例は、潜熱蓄熱材を含
む容器を適当な大きさの筐体の中に配列させる事によっ
て構成され筐体には熱の搬送媒体である空気もしくは水
の流出入口が設けられ、前記潜熱蓄熱材を含む容器の間
を熱媒体を接触流通せしめる事によって蓄熱・放熱が行
表われる。必要に応じ、筐体は断熱され、熱損失が防が
れる。
む容器を適当な大きさの筐体の中に配列させる事によっ
て構成され筐体には熱の搬送媒体である空気もしくは水
の流出入口が設けられ、前記潜熱蓄熱材を含む容器の間
を熱媒体を接触流通せしめる事によって蓄熱・放熱が行
表われる。必要に応じ、筐体は断熱され、熱損失が防が
れる。
この様な蓄熱装置を実用化する際の問題点の1つに、蓄
熱・放熱の際の熱交換の効率を如何に高めるかという事
がある。単位時間当りの熱の出し入れの量を大きくする
には、熱媒体と蓄熱容器の接触面積を大きくする必要が
あり、たとえば、第1図に示す様に、蓄熱容器を千鳥状
に配列する事が提案されている。すなわち、潜熱蓄熱材
1を含む蓄熱容器2は、筐体3の内部に図の如く千鳥状
に配列され、流出入口6から導入された熱媒体(水また
は空気)6は流通経路を2つに分けられ、次の列の蓄熱
容器20表面を1流通しつつ再び1つに集められ、これ
をくり返!1′ながら、流出入ロアから吐出される。こ
の様にミー容器2を配列させる事により、熱媒体6の流
通経路の増大と、蓄熱容器20表面との接触の均一化を
はかり、熱交換効率の向上をもたらそうとするものであ
る。
熱・放熱の際の熱交換の効率を如何に高めるかという事
がある。単位時間当りの熱の出し入れの量を大きくする
には、熱媒体と蓄熱容器の接触面積を大きくする必要が
あり、たとえば、第1図に示す様に、蓄熱容器を千鳥状
に配列する事が提案されている。すなわち、潜熱蓄熱材
1を含む蓄熱容器2は、筐体3の内部に図の如く千鳥状
に配列され、流出入口6から導入された熱媒体(水また
は空気)6は流通経路を2つに分けられ、次の列の蓄熱
容器20表面を1流通しつつ再び1つに集められ、これ
をくり返!1′ながら、流出入ロアから吐出される。こ
の様にミー容器2を配列させる事により、熱媒体6の流
通経路の増大と、蓄熱容器20表面との接触の均一化を
はかり、熱交換効率の向上をもたらそうとするものであ
る。
しかしながら、この様に改良された蓄熱装置においても
次の様な問題がある。たとえば、潜熱蓄熱材1が融解状
態にあり、融解潜熱を貯えており、これを放熱させる過
程を考える。流出入口5から潜熱蓄熱材1の温度より低
い温度の熱媒体6が導入され、蓄熱容器2の表面で熱交
換し、潜熱蓄熱材1から熱を与えられ、次第に温度の高
い熱媒体となりつつ流出入ロアより吐出される。この過
程において、流出入口5の近傍では熱媒体6と潜熱蓄熱
材1の温度もしくはそれを含む蓄熱容器2の表面温度と
の差は大きく、流出入口4に近づくにつれてこの温度差
は小さくなる。すなわち、流出入口6の近傍では熱媒体
6と蓄熱容器2の表面での熱交換は効率より行なわれる
のに対し、流出入口4の近傍ではそ′9効率は著しく低
下する。流出入口4の近傍での豐交換が比較的効率よく
行なわれるのは、時間が鮮過し流出入口6近傍の蓄熱材
111、へ が放熱をはソ完了して凝固し、熱媒体6が低温のまま流
出入口4近傍にまで達した時であるが、この時点では所
望の時間当りの放熱量がもはや得られなくなる場合が多
い。本発明者らの実験では所望の時間当りの放熱量が得
られなくなった時点でも流出入口4近傍の蓄熱材1は完
全には凝固せず、蓄熱器2の中央部のかなりの量がまだ
融解状態のままであり、蓄熱材間の場所による凝固の不
均一性が認められた。
次の様な問題がある。たとえば、潜熱蓄熱材1が融解状
態にあり、融解潜熱を貯えており、これを放熱させる過
程を考える。流出入口5から潜熱蓄熱材1の温度より低
い温度の熱媒体6が導入され、蓄熱容器2の表面で熱交
換し、潜熱蓄熱材1から熱を与えられ、次第に温度の高
い熱媒体となりつつ流出入ロアより吐出される。この過
程において、流出入口5の近傍では熱媒体6と潜熱蓄熱
材1の温度もしくはそれを含む蓄熱容器2の表面温度と
の差は大きく、流出入口4に近づくにつれてこの温度差
は小さくなる。すなわち、流出入口6の近傍では熱媒体
6と蓄熱容器2の表面での熱交換は効率より行なわれる
のに対し、流出入口4の近傍ではそ′9効率は著しく低
下する。流出入口4の近傍での豐交換が比較的効率よく
行なわれるのは、時間が鮮過し流出入口6近傍の蓄熱材
111、へ が放熱をはソ完了して凝固し、熱媒体6が低温のまま流
出入口4近傍にまで達した時であるが、この時点では所
望の時間当りの放熱量がもはや得られなくなる場合が多
い。本発明者らの実験では所望の時間当りの放熱量が得
られなくなった時点でも流出入口4近傍の蓄熱材1は完
全には凝固せず、蓄熱器2の中央部のかなりの量がまだ
融解状態のままであり、蓄熱材間の場所による凝固の不
均一性が認められた。
本発明は、かかる欠点すなわち、潜熱蓄熱材間の融解お
よび凝固の不均一性を除去し、蓄熱材を有効に使用する
ためになされたものであり、第2図に本発明の実施例を
示す。本実施例に示す様な蓄熱装置を構成する事によっ
て、この目的が達成される事を本発明者らは見出した。
よび凝固の不均一性を除去し、蓄熱材を有効に使用する
ためになされたものであり、第2図に本発明の実施例を
示す。本実施例に示す様な蓄熱装置を構成する事によっ
て、この目的が達成される事を本発明者らは見出した。
すなわち、本実施例は融点の異なる潜熱蓄熱材7,9.
11をそれぞれ容器8,10.12内に充填し、融点の
順に筐体3内に配列する。潜熱蓄熱材7. 9.11に
はそれぞれNa25o4・10H2o−Na2Co3・
10HP共融混合物(融点24℃)、CaCl2・6H
2゜(融点29℃)、Na25o4・10H20(融点
32℃)を用いた。潜熱蓄熱材7と11の融点の差は8
℃である。この様に構成した蓄熱装置に、熱媒体6′と
己て40℃の空気を流出入口4より導入し、それぞれの
潜熱蓄熱材の融解の均一性を検証した。
11をそれぞれ容器8,10.12内に充填し、融点の
順に筐体3内に配列する。潜熱蓄熱材7. 9.11に
はそれぞれNa25o4・10H2o−Na2Co3・
10HP共融混合物(融点24℃)、CaCl2・6H
2゜(融点29℃)、Na25o4・10H20(融点
32℃)を用いた。潜熱蓄熱材7と11の融点の差は8
℃である。この様に構成した蓄熱装置に、熱媒体6′と
己て40℃の空気を流出入口4より導入し、それぞれの
潜熱蓄熱材の融解の均一性を検証した。
熱媒体は潜熱蓄熱材11,9.7と順次熱交換し、熱を
与えそれ自身の温度を下げつつ流出入口6より吐出され
たが、流出入口5での温度は長時間に亘って28〜30
Cであった。すなわち、潜熱蓄熱材11の融点32℃よ
り低い温度で吐出されており、潜熱蓄熱材7との間の熱
交換も充分行なわれている事を示した。一定時間毎に各
潜熱蓄熱材の融解の状況を調べたが、かなり均一に融解
の進行する事が確認された。
与えそれ自身の温度を下げつつ流出入口6より吐出され
たが、流出入口5での温度は長時間に亘って28〜30
Cであった。すなわち、潜熱蓄熱材11の融点32℃よ
り低い温度で吐出されており、潜熱蓄熱材7との間の熱
交換も充分行なわれている事を示した。一定時間毎に各
潜熱蓄熱材の融解の状況を調べたが、かなり均一に融解
の進行する事が確認された。
次に、流出入口6より、熱媒体6として18℃の空気を
導入し、それぞれの潜熱蓄熱材の凝固の均一性を検証し
た。熱媒体は潜熱蓄熱材間、9゜11と順次熱交換し、
熱を奪い昇温しつつ流出入口4より吐出されたが、流出
入口4での温度は長時間に亘って26〜27℃であった
。すなわち、潜熱蓄熱材7の融点24℃より高い温度で
吐出されており、潜熱蓄熱材11との間の熱交換も充分
行なわれている事を示した。一定時間毎に各潜熱蓄熱材
の凝固を調べたが、かなり均一に凝固の進行する事が確
認された。
導入し、それぞれの潜熱蓄熱材の凝固の均一性を検証し
た。熱媒体は潜熱蓄熱材間、9゜11と順次熱交換し、
熱を奪い昇温しつつ流出入口4より吐出されたが、流出
入口4での温度は長時間に亘って26〜27℃であった
。すなわち、潜熱蓄熱材7の融点24℃より高い温度で
吐出されており、潜熱蓄熱材11との間の熱交換も充分
行なわれている事を示した。一定時間毎に各潜熱蓄熱材
の凝固を調べたが、かなり均一に凝固の進行する事が確
認された。
本発明の特徴は、融点の異なる潜熱蓄熱材を複数種使用
し、これらの潜熱蓄熱材と熱交換すべきき熱媒体の流通
方向を潜熱蓄熱材の融解時(潜熱蓄熱材の融点より高い
温度の熱媒体を流す時)には、融点の高い潜熱蓄熱材側
から融点の低い潜熱蓄熱材側にし、潜熱蓄熱材の凝固時
(潜熱蓄熱材の融点より低い温度の熱媒体を流す時)に
は逆の方向に流通せしめる事にあり、これによって、潜
熱蓄熱材の融解および凝固の状態の場所による不均一性
を改善し、潜熱蓄熱材を有効に使用する事が可能となる
。用いる潜熱蓄熱材の融点の差は大きい程それぞれの潜
熱蓄熱材の熱交換、すなわち、蓄放熱が効率よく行なわ
れ、る事は当然であるが、実用的な見地から融点の差を
10’C以上にする事、111 は望ましくない。たとえば(潜熱蓄熱材を用いた、1.
、・□ パッシブソーラ暖房を施設温室に適用した場合を考える
と、潜熱蓄熱材を融解させる熱源温度(日中温室内温度
)として30℃以下であり、潜熱蓄Y材の融点は26℃
以下である事が望ましい。−方、夜間には温室内温度を
8〜10℃に保持する必要があるため、潜熱蓄熱材は1
6℃以上の温度で凝固し放熱する必要がある。従って、
使用される潜熱蓄熱材の融点も16と25℃の間にある
事が望ましく、潜熱蓄熱材間の融点の差を10℃以内に
する事が推奨される。
し、これらの潜熱蓄熱材と熱交換すべきき熱媒体の流通
方向を潜熱蓄熱材の融解時(潜熱蓄熱材の融点より高い
温度の熱媒体を流す時)には、融点の高い潜熱蓄熱材側
から融点の低い潜熱蓄熱材側にし、潜熱蓄熱材の凝固時
(潜熱蓄熱材の融点より低い温度の熱媒体を流す時)に
は逆の方向に流通せしめる事にあり、これによって、潜
熱蓄熱材の融解および凝固の状態の場所による不均一性
を改善し、潜熱蓄熱材を有効に使用する事が可能となる
。用いる潜熱蓄熱材の融点の差は大きい程それぞれの潜
熱蓄熱材の熱交換、すなわち、蓄放熱が効率よく行なわ
れ、る事は当然であるが、実用的な見地から融点の差を
10’C以上にする事、111 は望ましくない。たとえば(潜熱蓄熱材を用いた、1.
、・□ パッシブソーラ暖房を施設温室に適用した場合を考える
と、潜熱蓄熱材を融解させる熱源温度(日中温室内温度
)として30℃以下であり、潜熱蓄Y材の融点は26℃
以下である事が望ましい。−方、夜間には温室内温度を
8〜10℃に保持する必要があるため、潜熱蓄熱材は1
6℃以上の温度で凝固し放熱する必要がある。従って、
使用される潜熱蓄熱材の融点も16と25℃の間にある
事が望ましく、潜熱蓄熱材間の融点の差を10℃以内に
する事が推奨される。
本発明の他の実施例を第3図に示す。潜熱蓄熱材13,
14.16は融点の順に筐体3内に直接充填され、熱媒
体、たとえば水を通す手段16、たとえばパイプが潜熱
蓄熱材中に埋設され蓄熱装置を構成する。潜熱蓄熱材は
融解状態で混じり合わない様にゲル化するか、必要に応
じ潜熱蓄熱材間に隔壁を設けてもよい。熱媒体の流通方
向は第2図の説明で述べたと同様であり、この様に構成
した蓄熱装置にお゛いても潜熱蓄熱材の融解および凝固
の不均一性を鼻善する事が可能である。
14.16は融点の順に筐体3内に直接充填され、熱媒
体、たとえば水を通す手段16、たとえばパイプが潜熱
蓄熱材中に埋設され蓄熱装置を構成する。潜熱蓄熱材は
融解状態で混じり合わない様にゲル化するか、必要に応
じ潜熱蓄熱材間に隔壁を設けてもよい。熱媒体の流通方
向は第2図の説明で述べたと同様であり、この様に構成
した蓄熱装置にお゛いても潜熱蓄熱材の融解および凝固
の不均一性を鼻善する事が可能である。
・ン
第2図および第j、、図の実施例では、いずれも融点の
異なる潜熱蓄熱材を3種用いた例を説明したが、潜熱蓄
熱材の種類は3種に限定されるものではなく、複数種で
あればよく、融点の差が10℃1゜ 以内であればよい。
異なる潜熱蓄熱材を3種用いた例を説明したが、潜熱蓄
熱材の種類は3種に限定されるものではなく、複数種で
あればよく、融点の差が10℃1゜ 以内であればよい。
また熱媒体としては水、空気いずれでも良く、熱媒体の
流通方向を反転させる手段としては、蓄熱体に対して熱
媒体の流通方向が相対的に反転できるものであれば何で
も良く、たとえばファンあるいはポンプにより熱媒体の
流通方向を反転させても、筐体に対して蓄熱体を、また
は蓄熱体に対して筐体を相対的に回転させて熱媒体の流
通方向を反転させても良いことはもちろんである。
流通方向を反転させる手段としては、蓄熱体に対して熱
媒体の流通方向が相対的に反転できるものであれば何で
も良く、たとえばファンあるいはポンプにより熱媒体の
流通方向を反転させても、筐体に対して蓄熱体を、また
は蓄熱体に対して筐体を相対的に回転させて熱媒体の流
通方向を反転させても良いことはもちろんである。
以上説明した様に、本発明は、融点の異なる複数種の潜
熱蓄熱材を使用し、融点の順に潜熱蓄熱材を配列し、潜
熱蓄熱材の融解時には、融点の高い潜熱蓄熱材側から、
融点の低い潜熱蓄熱材側へと熱媒体を流通せしめ、潜熱
蓄熱材の凝固時には逆の方向に熱媒体を流通せしめる事
によって、潜熱蓄熱材の融解および凝固の場所による不
均一性が大巾に改善され、潜熱蓄熱材の有効使用が可能
となる。
熱蓄熱材を使用し、融点の順に潜熱蓄熱材を配列し、潜
熱蓄熱材の融解時には、融点の高い潜熱蓄熱材側から、
融点の低い潜熱蓄熱材側へと熱媒体を流通せしめ、潜熱
蓄熱材の凝固時には逆の方向に熱媒体を流通せしめる事
によって、潜熱蓄熱材の融解および凝固の場所による不
均一性が大巾に改善され、潜熱蓄熱材の有効使用が可能
となる。
第1図は従来の蓄熱装置の断面図、第2図及び第3図は
本発明による蓄熱装置の断面図である。 3・・・・・・筐体、4,6・・・・・・流出入口、7
. 9.11・・・・・・潜熱蓄熱材、8,10.12
・・・・・・蓄熱容器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 ′16 第2図 θ。 ;1 ゛冒
本発明による蓄熱装置の断面図である。 3・・・・・・筐体、4,6・・・・・・流出入口、7
. 9.11・・・・・・潜熱蓄熱材、8,10.12
・・・・・・蓄熱容器。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 ′16 第2図 θ。 ;1 ゛冒
Claims (3)
- (1)熱媒体が流通する筐体の内部に、融点の異なる2
種以上の潜熱蓄熱体を融点の順に配し、前記潜熱蓄熱体
と熱媒体との間で熱交換を行う構造を有し、熱媒体が潜
熱蓄熱体の融点より高い場合は潜熱蓄熱体の融点の高い
側から熱媒体を流通させ、熱媒体が潜熱蓄熱体の融点よ
り低い場合は潜熱蓄熱体の融点の低い側から熱媒体を流
通させるごとく、熱媒体の流通方向を蓄熱体に対して相
対的に反転させる手段を設けたことを特徴とする蓄熱装
置。 - (2)2種以上の潜熱蓄熱材の融点の差が10℃以内で
ある事を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の蓄熱装
置。 - (3)熱媒体が空気もしくは水である事を特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の蓄熱装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57078944A JPS58195790A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57078944A JPS58195790A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 蓄熱装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58195790A true JPS58195790A (ja) | 1983-11-15 |
Family
ID=13675991
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57078944A Pending JPS58195790A (ja) | 1982-05-10 | 1982-05-10 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58195790A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61265469A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | 株式会社フジクラ | 流体用定温度制御装置 |
JPS63173679U (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | ||
JP2008089186A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-04-17 | Susumu Kiyokawa | 平板状蓄熱シートとその利用製品 |
JP2008089239A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Susumu Kiyokawa | 薄板状蓄熱部材 |
-
1982
- 1982-05-10 JP JP57078944A patent/JPS58195790A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61265469A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | 株式会社フジクラ | 流体用定温度制御装置 |
JPS63173679U (ja) * | 1987-04-30 | 1988-11-10 | ||
JP2008089186A (ja) * | 2006-09-05 | 2008-04-17 | Susumu Kiyokawa | 平板状蓄熱シートとその利用製品 |
JP2008089239A (ja) * | 2006-10-02 | 2008-04-17 | Susumu Kiyokawa | 薄板状蓄熱部材 |
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