JPS58221386A - 潜熱蓄熱装置 - Google Patents
潜熱蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS58221386A JPS58221386A JP57104912A JP10491282A JPS58221386A JP S58221386 A JPS58221386 A JP S58221386A JP 57104912 A JP57104912 A JP 57104912A JP 10491282 A JP10491282 A JP 10491282A JP S58221386 A JPS58221386 A JP S58221386A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat exchanger
- heat accumulating
- heat storage
- storage material
- 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
Links
Classifications
-
- 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
- F28D20/025—Heat 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
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning 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】
本発明は深夜電力や太陽エネルギー等を貯え給湯・冷暖
房などに用いる潜熱形蓄熱材を用いた蓄熱装置に関する
ものである。
房などに用いる潜熱形蓄熱材を用いた蓄熱装置に関する
ものである。
従来、潜熱形蓄熱材を用いた蓄熱装置においてはその熱
交換手段に問題があった。すなわち、従来の熱交換にお
いては熱交換器を蓄熱材充填部に浸漬するため、熱交換
時に熱交換器表面に放熱し固化した蓄熱材そ付着し、そ
の固化した蓄熱材の熱伝達が良くないため熱を取シ出す
ために時間を要すると共に熱交換効率を悪くしていた。
交換手段に問題があった。すなわち、従来の熱交換にお
いては熱交換器を蓄熱材充填部に浸漬するため、熱交換
時に熱交換器表面に放熱し固化した蓄熱材そ付着し、そ
の固化した蓄熱材の熱伝達が良くないため熱を取シ出す
ために時間を要すると共に熱交換効率を悪くしていた。
本発明は上記欠点をなくし、短時間に効率よく一定温度
の温水等を得ることを目的としている。
の温水等を得ることを目的としている。
本発明は潜熱形蓄熱材と熱吸収時に液体から気体に、熱
放出時に気体から液体に変化し、かつ、その凝縮液の密
度が少なくとも前記蓄熱材の相転位点近傍における密度
より大きい密度の伝熱媒体とを上方に空間を残して封入
し、少なくとも蓄熱材充填部に熱交換媒体が通過する熱
交換器を設け、かつ、前記熱交換器の中央部における単
位体積当シの表面積が前記熱交換器の下部および上部よ
シ大きいことを特徴とする熱交換器とよシ構成されてい
る。
放出時に気体から液体に変化し、かつ、その凝縮液の密
度が少なくとも前記蓄熱材の相転位点近傍における密度
より大きい密度の伝熱媒体とを上方に空間を残して封入
し、少なくとも蓄熱材充填部に熱交換媒体が通過する熱
交換器を設け、かつ、前記熱交換器の中央部における単
位体積当シの表面積が前記熱交換器の下部および上部よ
シ大きいことを特徴とする熱交換器とよシ構成されてい
る。
この構成によシ、熱取シ出し時（放熱時）蓄熱槽内に生
ずる温度差によシ伝熱媒体が空間部に蒸発し、この空間
部で凝縮液化し蓄熱材充填部に還流される。伝熱媒体の
前記蒸発−凝縮サイク、ルにより蓄熱材は攪拌され、こ
れにより、潜熱を放出した蓄熱材が熱交換器に付着固化
するのを阻止し熱交換効率を良くする。さらに潜熱を放
出し固化した蓄熱材は液体の蓄熱材より密度が太きいた
め沈降する。したがって下部の熱交換器はその周囲を固
化した蓄熱材で覆われることになり、この段階では実質
的な熱交換に寄与しないようになる。
ずる温度差によシ伝熱媒体が空間部に蒸発し、この空間
部で凝縮液化し蓄熱材充填部に還流される。伝熱媒体の
前記蒸発−凝縮サイク、ルにより蓄熱材は攪拌され、こ
れにより、潜熱を放出した蓄熱材が熱交換器に付着固化
するのを阻止し熱交換効率を良くする。さらに潜熱を放
出し固化した蓄熱材は液体の蓄熱材より密度が太きいた
め沈降する。したがって下部の熱交換器はその周囲を固
化した蓄熱材で覆われることになり、この段階では実質
的な熱交換に寄与しないようになる。
また、蓄熱槽上層部は前記説明のごとく凝縮液が滴下し
てくるだめ、これの再蒸発により熱を奪われ温度は低下
する。しだがって上層部の熱交換器はその役割を充分に
はださないことになる。前記説明のごとく、本発明の蓄
熱槽においては蓄熱材充填部中央での熱交換が実質的に
効率的であり時間の経過（出湯量の増大）に対して安定
な熱交換が可能であり、本構成のごとく蓄熱材充填部中
央の熱交換器表面積を増すことにより安定した熱交換を
行うことができる。
てくるだめ、これの再蒸発により熱を奪われ温度は低下
する。しだがって上層部の熱交換器はその役割を充分に
はださないことになる。前記説明のごとく、本発明の蓄
熱槽においては蓄熱材充填部中央での熱交換が実質的に
効率的であり時間の経過（出湯量の増大）に対して安定
な熱交換が可能であり、本構成のごとく蓄熱材充填部中
央の熱交換器表面積を増すことにより安定した熱交換を
行うことができる。
以下、本発明の一実施例を第１図の図面を用いて説明す
る。１は蓄熱装置であわ、本発明の主要因と異なるため
断熱層を省略しである。２は蓄熱槽であり、この中に蓄
熱材３．伝熱媒体４とを封入すると共に、蓄熱材に熱を
与えるための加熱源６および熱を取シ出すための熱交換
器６とよシ構成されている。７は空間部である。以下、
蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩および伝熱媒体とし
てフロン１１３を用いた場合につき説明する。酢酸ナト
ＩＪウム３水塩は融点６８℃であシ、その時の液体の密
度は約１．２８ｇ／ＣＭｔである。フロン１１３は酢酸
ナトリウム３水塩と非相溶性で６８℃における密度は１
．４８９／ｃｌであり、酢酸ナトリウムの密度より大き
い。いま、加熱源６により蓄熱材を加熱し蓄熱した熱を
外部に取シ出すため熱交換器６に冷水を流す。第１図に
おいて熱交換器は空間部７と蓄熱材３充填部とを貫通し
ている。導水すると熱交換器６の周辺は温度が低下する
。空間部部分にある熱交換器の温度低下により空間部に
あるフロン１１３の蒸気は凝縮液化し空間部は圧力低下
する。これを補なうため、酢酸ナトリウム３液化する。
る。１は蓄熱装置であわ、本発明の主要因と異なるため
断熱層を省略しである。２は蓄熱槽であり、この中に蓄
熱材３．伝熱媒体４とを封入すると共に、蓄熱材に熱を
与えるための加熱源６および熱を取シ出すための熱交換
器６とよシ構成されている。７は空間部である。以下、
蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩および伝熱媒体とし
てフロン１１３を用いた場合につき説明する。酢酸ナト
ＩＪウム３水塩は融点６８℃であシ、その時の液体の密
度は約１．２８ｇ／ＣＭｔである。フロン１１３は酢酸
ナトリウム３水塩と非相溶性で６８℃における密度は１
．４８９／ｃｌであり、酢酸ナトリウムの密度より大き
い。いま、加熱源６により蓄熱材を加熱し蓄熱した熱を
外部に取シ出すため熱交換器６に冷水を流す。第１図に
おいて熱交換器は空間部７と蓄熱材３充填部とを貫通し
ている。導水すると熱交換器６の周辺は温度が低下する
。空間部部分にある熱交換器の温度低下により空間部に
あるフロン１１３の蒸気は凝縮液化し空間部は圧力低下
する。これを補なうため、酢酸ナトリウム３液化する。
この伝熱媒体４の蒸発−凝縮により蓄熱材３充填部には
げしい攪拌が生ずる。冷水は空間部で伝熱媒体から蒸発
潜熱を奪い、蓄熱材充填部で蓄熱材と熱交換して温水と
なり導出する。前記のごとく酢酸ナトリウム３水塩はフ
ロン１１３の気泡８によりはげしく攪拌されるので熱交
換器に付着固化しにくく熱交換が安定に行なわれる。
げしい攪拌が生ずる。冷水は空間部で伝熱媒体から蒸発
潜熱を奪い、蓄熱材充填部で蓄熱材と熱交換して温水と
なり導出する。前記のごとく酢酸ナトリウム３水塩はフ
ロン１１３の気泡８によりはげしく攪拌されるので熱交
換器に付着固化しにくく熱交換が安定に行なわれる。
一方、酢酸ナトリウムは潜熱を放出し固化する。
この場合、酢酸ナトリウム溶液ははげしく攪拌されてい
るので、酢酸ナトリウム３水塩の固化物は微結晶となっ
て溶液中に攪拌されているが固化物の密度は溶液の密度
よシ大きいため次第に蓄熱槽２の下部に沈下し堆積する
。これ等の固化物は潜熱を放出した＼め、保有する熱エ
ネルギーは少ない。したがって固化物と接している熱交
換器部分は実質的には熱交換に寄与しないようになる。
るので、酢酸ナトリウム３水塩の固化物は微結晶となっ
て溶液中に攪拌されているが固化物の密度は溶液の密度
よシ大きいため次第に蓄熱槽２の下部に沈下し堆積する
。これ等の固化物は潜熱を放出した＼め、保有する熱エ
ネルギーは少ない。したがって固化物と接している熱交
換器部分は実質的には熱交換に寄与しないようになる。
また、蓄熱材充填部上部は前記に述べたようにフロン１
１３が空間部で凝縮液化し滴下してくる。この凝縮滴下
液は蓄熱材３中を降下するわけであるが、降下しながら
周囲の酢酸ナトリウム３水塩より熱を奪い再蒸発する。
１３が空間部で凝縮液化し滴下してくる。この凝縮滴下
液は蓄熱材３中を降下するわけであるが、降下しながら
周囲の酢酸ナトリウム３水塩より熱を奪い再蒸発する。
また、熱を奪われた酢酸す） ＩＪウム３水塩は固化す
る。凝縮液に熱をうばわれる割合は当然上部へ行く程大
きくなる。したがって、蓄熱材充填部上部は比較的温度
の低いフロン１１３凝縮液と酢酸ナトリウム３水塩固形
物と酢酸ナトリウム３水塩溶液とから構成されることに
なシ、相対的に温度が低くなり熱交換効率が低下する。
る。凝縮液に熱をうばわれる割合は当然上部へ行く程大
きくなる。したがって、蓄熱材充填部上部は比較的温度
の低いフロン１１３凝縮液と酢酸ナトリウム３水塩固形
物と酢酸ナトリウム３水塩溶液とから構成されることに
なシ、相対的に温度が低くなり熱交換効率が低下する。
本発明はこの点を考慮し〜第１図に示すように蓄熱材充
填部中央における温度の長時間安定した領域の熱交換器
の表面積を大きくし前記熱交換効率の低下を防いでいる
。熱交換器表面積を大きくとる位置および熱交換器の割
合は設計によって一概に定めることはできないが、蓄熱
材充填部の底を０とし最上部を１０とした場合４〜８の
位置に全熱交換器面積（気相部熱交換器面積は除く）の
７ｏ％以上がくるように設計すると安定した温度が長時
間得られた。以上の説明は蓄熱材として酢酸ナトリウム
３水塩、伝熱媒体としてフロン１１３の場合につき述べ
たがこれに限定されるものではない。
填部中央における温度の長時間安定した領域の熱交換器
の表面積を大きくし前記熱交換効率の低下を防いでいる
。熱交換器表面積を大きくとる位置および熱交換器の割
合は設計によって一概に定めることはできないが、蓄熱
材充填部の底を０とし最上部を１０とした場合４〜８の
位置に全熱交換器面積（気相部熱交換器面積は除く）の
７ｏ％以上がくるように設計すると安定した温度が長時
間得られた。以上の説明は蓄熱材として酢酸ナトリウム
３水塩、伝熱媒体としてフロン１１３の場合につき述べ
たがこれに限定されるものではない。
以上、本発明０方揉によれば、熱交換を気液両相で行な
い、しかも液相の自己攪拌作用によシ、蓄熱材固形物が
熱交換器に付着しにくくすると共に温度の一番安定な蓄
熱材充填部中央部分に熱交換器の大部分を配置するため
、長時間に亘シ安定した熱交換を行なう事ができる。す
なわち熱交換媒体として水を用いた場合、はぼ一定温度
のお湯が長時間得られることになる。
い、しかも液相の自己攪拌作用によシ、蓄熱材固形物が
熱交換器に付着しにくくすると共に温度の一番安定な蓄
熱材充填部中央部分に熱交換器の大部分を配置するため
、長時間に亘シ安定した熱交換を行なう事ができる。す
なわち熱交換媒体として水を用いた場合、はぼ一定温度
のお湯が長時間得られることになる。
図は本発明の一実施例の潜熱蓄熱装置の断面図である。
１・・・・・・蓄熱装置−２・・・・・・蓄熱槽、３・
・・・・・蓄熱材、４・・・・・・伝熱媒体、６・・・
・・・熱交換器。
・・・・・蓄熱材、４・・・・・・伝熱媒体、６・・・
・・・熱交換器。
Claims (1)
- 潜熱蓄熱材と熱吸収時に液体から気体に、熱放出時に気
体から液体に変化し、かつその凝縮液の密度が少なくと
も前記蓄熱材の相転位点近傍における密度よシも大きい
伝熱媒体とを上方に空間部を残して蓄熱槽に封入し、少
なくとも蓄熱材充填部に熱交換媒体が通過する熱交換器
を設け、かつ前記熱交換器の中央部における単位体積当
シの表面積が、前記熱交換器の下部および上部より大き
い潜熱蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104912A JPS58221386A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 潜熱蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57104912A JPS58221386A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 潜熱蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58221386A true JPS58221386A (ja) | 1983-12-23 |
Family
ID=14393318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57104912A Pending JPS58221386A (ja) | 1982-06-17 | 1982-06-17 | 潜熱蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58221386A (ja) |
-
1982
- 1982-06-17 JP JP57104912A patent/JPS58221386A/ja active Pending
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