JPS59115990A - 蓄熱器 - Google Patents
蓄熱器Info
- Publication number
- JPS59115990A JPS59115990A JP22546982A JP22546982A JPS59115990A JP S59115990 A JPS59115990 A JP S59115990A JP 22546982 A JP22546982 A JP 22546982A JP 22546982 A JP22546982 A JP 22546982A JP S59115990 A JPS59115990 A JP S59115990A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- compound
- heat storage
- phase
- solid
- 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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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K5/00—Heat-transfer, heat-exchange or heat-storage materials, e.g. refrigerants; Materials for the production of heat or cold by chemical reactions other than by combustion
- C09K5/02—Materials undergoing a change of physical state when used
- C09K5/06—Materials undergoing a change of physical state when used the change of state being from liquid to solid or vice versa
- C09K5/063—Materials absorbing or liberating heat during crystallisation; Heat storage materials
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (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】
技術分野
本発明は熱エネルギを潜か、として貯蔵し熱エネルギの
形で放出する蓄熱器に関し、特に捌質の凝固・融解に伴
う潜:μ(の:吸収・放出を利用して熱を貯える蓄熱器
に関する。
形で放出する蓄熱器に関し、特に捌質の凝固・融解に伴
う潜:μ(の:吸収・放出を利用して熱を貯える蓄熱器
に関する。
従来技術
7′・:〃居−1そのエネルギの貯蔵形態により4種類
に分類される。すなわち、上記の潜熱蓄熱の外、岩石、
土、水などの7品度上昇の形で顕熱を貯える顕熱蓄熱、
可逆的な化学反応の反応熱を利用する化学反応蓄熱、及
び希釈熱を利111する濃腐差蓄熱である。
に分類される。すなわち、上記の潜熱蓄熱の外、岩石、
土、水などの7品度上昇の形で顕熱を貯える顕熱蓄熱、
可逆的な化学反応の反応熱を利用する化学反応蓄熱、及
び希釈熱を利111する濃腐差蓄熱である。
一般に反応熱は潜熱より大きいため、化学反応蓄熱には
顕熱蓄熱や潜熱蓄熱より大きな蓄熱密度が期待される。
顕熱蓄熱や潜熱蓄熱より大きな蓄熱密度が期待される。
化学反応蓄熱では、エントロピ貧化の大きい気体発生を
伴う反応が利用されることが多い。例えば、以−Fのよ
うな反応である。
伴う反応が利用されることが多い。例えば、以−Fのよ
うな反応である。
(a) 同相・気相反応
Ca C03(s)=CaO(s)+C0C02(T=
1110uKCa C12・8 ”’3 (s) =
Ca CJ2−4 NH3(S)+ 4 NH3(g)
′丁 −303玉 (b) 液相・気相反応 NH4Cl・3NH3(lり、= N F14 C45) +3NH3(gi
”” −!−320”(、H2S 04 (lI
= H20(g) ” S03 (glT’−615°
K (C) 触媒による反応 2NH3(gl=N2fgl+3H2(gl T =
466″′にCl−13011!gh=CO(g)
+2 ’2 (g) ” エ41 sU+<ここ
で■” は・;C云+多l態度である。
1110uKCa C12・8 ”’3 (s) =
Ca CJ2−4 NH3(S)+ 4 NH3(g)
′丁 −303玉 (b) 液相・気相反応 NH4Cl・3NH3(lり、= N F14 C45) +3NH3(gi
”” −!−320”(、H2S 04 (lI
= H20(g) ” S03 (glT’−615°
K (C) 触媒による反応 2NH3(gl=N2fgl+3H2(gl T =
466″′にCl−13011!gh=CO(g)
+2 ’2 (g) ” エ41 sU+<ここ
で■” は・;C云+多l態度である。
これらの化学反応において発生気体を分離貯蔵すること
(こまり長期1i↓1の熱エネルギの貯蔵か可能であり
、必要に応じてそれらの貯蔵気体を反応さぜることによ
り熱エネルギを反応熱として取り出すことかできる。こ
の過程をより一般的に説明するために、上記反応のうち
の侍に実用的なものを一般式で示すと以下のようになる
。
(こまり長期1i↓1の熱エネルギの貯蔵か可能であり
、必要に応じてそれらの貯蔵気体を反応さぜることによ
り熱エネルギを反応熱として取り出すことかできる。こ
の過程をより一般的に説明するために、上記反応のうち
の侍に実用的なものを一般式で示すと以下のようになる
。
λI (s) + n X !gl:M −n X
+△I−I、 ・−−tl)n X jg) :
r+ X (1) ト n △H2・−−−
+2)ここで、△j−1i、△H2は・骸移l畏度1゛
に2けるそれぞれの反応のモル当りのエンタルピー変
化である。(])式の反応はイa熱材槽て行なわれ、左
方向の反応でΔF−11の熱が蓄熱され、右方向の反応
で蓄熱が取り出される。そして、■式の反応で発生する
気体Xは、貯1伐漕へ移送され、(2)式の右方向反応
により凝縮して蓄積される。
+△I−I、 ・−−tl)n X jg) :
r+ X (1) ト n △H2・−−−
+2)ここで、△j−1i、△H2は・骸移l畏度1゛
に2けるそれぞれの反応のモル当りのエンタルピー変
化である。(])式の反応はイa熱材槽て行なわれ、左
方向の反応でΔF−11の熱が蓄熱され、右方向の反応
で蓄熱が取り出される。そして、■式の反応で発生する
気体Xは、貯1伐漕へ移送され、(2)式の右方向反応
により凝縮して蓄積される。
このように、化学反応蓄熱では蓄熱44槽以外に反応気
体用の貯蔵(曹が必要となり、蓄熱器の構造が複雑にな
る問題がある。また、反応気体がアンモニアや水の場合
、貯蔵のための凝縮の際に発生する1疑縮熱の回収とい
う問題もある。
体用の貯蔵(曹が必要となり、蓄熱器の構造が複雑にな
る問題がある。また、反応気体がアンモニアや水の場合
、貯蔵のための凝縮の際に発生する1疑縮熱の回収とい
う問題もある。
一方、潜熱蓄熱には上記の問題はないか、従来の潜熱蓄
熱では過冷却や、凝固温度と融解温間の不一致という現
象が生じ、蓄熱器を一定温度で使用できない問題かあっ
た。特に押機水和物を利用するものでは、溶解度の影響
で潜熱が有効に取出せないなと、解決困難な問題の為実
用化が進んでいない。
熱では過冷却や、凝固温度と融解温間の不一致という現
象が生じ、蓄熱器を一定温度で使用できない問題かあっ
た。特に押機水和物を利用するものでは、溶解度の影響
で潜熱が有効に取出せないなと、解決困難な問題の為実
用化が進んでいない。
目的
本発明は、上記問題を解決し、潜熱蓄熱を利用した蓄熱
器であって、しかも一定温度で1吏用できる7%熱器を
提供することを目的とするものである。
器であって、しかも一定温度で1吏用できる7%熱器を
提供することを目的とするものである。
構成
本発明によれば、アンミン錯体の如く固相と液相との間
に平衡が存在する化合物を、その即成が固相線(固体析
出線)上で同相成分割合となるようにして密閉容器に封
入した蓄熱器が傳られる。
に平衡が存在する化合物を、その即成が固相線(固体析
出線)上で同相成分割合となるようにして密閉容器に封
入した蓄熱器が傳られる。
すなわち、本発明の蓄熱器は、上記の如き組成で旧人さ
れた化合物の凝固とq4+解に伴・う潜熱を利用して枚
セ1と蓄熱を行なわせるものである。
れた化合物の凝固とq4+解に伴・う潜熱を利用して枚
セ1と蓄熱を行なわせるものである。
本発明で封入される化合物は、実施例に例示したj’J
AJ ・4..5 N N3、N1(4Cl −3N
83又はN H4B r ・2.5へト13の 如きア
ンミン錯体の外、適当な転抹・1.14度で1疑[昂と
扉11解を行なうfヒ合・吻であイ1はよい。
AJ ・4..5 N N3、N1(4Cl −3N
83又はN H4B r ・2.5へト13の 如きア
ンミン錯体の外、適当な転抹・1.14度で1疑[昂と
扉11解を行なうfヒ合・吻であイ1はよい。
一瞬に、
1〜1(s) ト n Xjg) : 、〜ト
n x(1)と寿わされ、気体との反応により生成する
液体化合物N1・nXでは、圧力とl態度を低下してい
くと両相は・Zが出場する。第1図に示されるように、
+1 = n l モルのとき生成化合物7ci −n
、 Xか液化するとすれは、を筺相域にn’=n
tl 、 n1+2、・の平1町蒸気1.−に線を描く
ことがてき4゜そして液相蕨、の低11ワ5・低1土1
111頭域に固相域か存在している。この1凸1相、或
の、を構成は〜1・−]oXである。
n x(1)と寿わされ、気体との反応により生成する
液体化合物N1・nXでは、圧力とl態度を低下してい
くと両相は・Zが出場する。第1図に示されるように、
+1 = n l モルのとき生成化合物7ci −n
、 Xか液化するとすれは、を筺相域にn’=n
tl 、 n1+2、・の平1町蒸気1.−に線を描く
ことがてき4゜そして液相蕨、の低11ワ5・低1土1
111頭域に固相域か存在している。この1凸1相、或
の、を構成は〜1・−]oXである。
本発明の蓄72j(器を製造するには、耐圧容器内に反
応物へ4を入れてぢき、そこへ反応気体Xを入れる。M
はXと反応して八4・n ’Xを生成し液化する。
応物へ4を入れてぢき、そこへ反応気体Xを入れる。M
はXと反応して八4・n ’Xを生成し液化する。
その時発生する反応熱は熱交換器を介して放出する。そ
して液体化合物M・n Xの組成は、固相線−FでM−
n o X (固相の組成)で平1甜になるように調整
して2く。つまり、固相組成上にほぼPa’のガスd二
力が加わった状態で保存することを意味する。本発明で
、「封入化合物の組成が固相線1−で固相成分割合とな
っている」とは上記の意味である。
して液体化合物M・n Xの組成は、固相線−FでM−
n o X (固相の組成)で平1甜になるように調整
して2く。つまり、固相組成上にほぼPa’のガスd二
力が加わった状態で保存することを意味する。本発明で
、「封入化合物の組成が固相線1−で固相成分割合とな
っている」とは上記の意味である。
このようにして、第1図の3点の圧力、温度で平衡状態
を作り、容器を密閉して冷却すると、固相線上のa′点
(n−noの平衡蒸気lf線と固相線との交点)で全て
栓固し、P%f・no Xの同相になる。また、同相に
給熱すると、3′点の圧力1゛a′とl晶度−rjで融
解が起り、融解熱として蓄熱される。
を作り、容器を密閉して冷却すると、固相線上のa′点
(n−noの平衡蒸気lf線と固相線との交点)で全て
栓固し、P%f・no Xの同相になる。また、同相に
給熱すると、3′点の圧力1゛a′とl晶度−rjで融
解が起り、融解熱として蓄熱される。
そして、本発明によれば、常に同相1狼上のa′点、す
なわち一定温度Ta’で、疑固と融解が起ることになる
。
なわち一定温度Ta’で、疑固と融解が起ることになる
。
ここで、第1図において、本発明の組成に該当する液相
での点aが、厳密にはn−noの平衡蒸気士線上にない
のは次のように説明することがてきる。オブSわち、i
”シ熱器容器には液相化合物及び固相化合物の温度変化
に対する体積変化を吸収できるよう(こ、化合物表面上
に空間部を設けなければならない。このため、蓄熱に伴
う容器の湿間変化で1土力が変化し、液相化合物の組成
も変化するのである。しかし近似的にはa 、6はn=
noの事前蒸気1」、線上にあると考えてもよい。
での点aが、厳密にはn−noの平衡蒸気士線上にない
のは次のように説明することがてきる。オブSわち、i
”シ熱器容器には液相化合物及び固相化合物の温度変化
に対する体積変化を吸収できるよう(こ、化合物表面上
に空間部を設けなければならない。このため、蓄熱に伴
う容器の湿間変化で1土力が変化し、液相化合物の組成
も変化するのである。しかし近似的にはa 、6はn=
noの事前蒸気1」、線上にあると考えてもよい。
本発明と比較するために、気1木Xか不足した組成でへ
IとXを封入した」易合を考える。・躬1図中のf夜相
人竿1)で平衡;こ達した。J:1反定すると、b′点
で1疑固を開始するか、凝固に必要な気体x +glが
不足している。l疑固力)進む1こつれてx (g+を
〆肖費するためI上刃が下かり、l疑同点が1)1点方
向へと移iτiJして行く。その結果全てはせ(61せ
ずに一部液状部分か残り、m熱を効率よく利用できない
。また、融解のときはこの逆の状゛l―を示す。7i1
1問1融解点が移動するのは使)11上最大の問題点で
ある。
IとXを封入した」易合を考える。・躬1図中のf夜相
人竿1)で平衡;こ達した。J:1反定すると、b′点
で1疑固を開始するか、凝固に必要な気体x +glが
不足している。l疑固力)進む1こつれてx (g+を
〆肖費するためI上刃が下かり、l疑同点が1)1点方
向へと移iτiJして行く。その結果全てはせ(61せ
ずに一部液状部分か残り、m熱を効率よく利用できない
。また、融解のときはこの逆の状゛l―を示す。7i1
1問1融解点が移動するのは使)11上最大の問題点で
ある。
また、:Iφに気体Xのイリ合か過剰の状態でMとXを
封入した場合を考えると、第1図中C点で平衡に達した
とすれは、6点でず゛疑問オるが、液相のM・nX(1
)のnが同相のnoより大きいため)凝固の際余分な(
n−n)Xを放出する。従って液相の組成が変化し、凝
固点は(,1点の方へと移動していく。この場合も一定
温麿でのl疑問融解及び潜熱の効率的利)・目が不可能
となる。
封入した場合を考えると、第1図中C点で平衡に達した
とすれは、6点でず゛疑問オるが、液相のM・nX(1
)のnが同相のnoより大きいため)凝固の際余分な(
n−n)Xを放出する。従って液相の組成が変化し、凝
固点は(,1点の方へと移動していく。この場合も一定
温麿でのl疑問融解及び潜熱の効率的利)・目が不可能
となる。
以、下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
実施例1
第2図に示されるように、熱交換器1を備えた4熱容器
2内に12に7のヨウ化ナトリウム(Na I )を入
れ、そこへ約6.2iψのアンモニア(NH3)を封入
して液化し、50℃、5 ’S’ / cA・a I)
S て平衡状態のN a ■・4.5N l−l3
(1)を作成した。N a IとNH3のP−1/T
線図1を第3図に示す。」二記封入条件50℃、5KP
/cm Habs は!、g3図中の3点である。こ
の蓄熱器を冷却すると、固相、線上のb点(31℃、2
.7 K9/、7− a b s )で7疑固した。
2内に12に7のヨウ化ナトリウム(Na I )を入
れ、そこへ約6.2iψのアンモニア(NH3)を封入
して液化し、50℃、5 ’S’ / cA・a I)
S て平衡状態のN a ■・4.5N l−l3
(1)を作成した。N a IとNH3のP−1/T
線図1を第3図に示す。」二記封入条件50℃、5KP
/cm Habs は!、g3図中の3点である。こ
の蓄熱器を冷却すると、固相、線上のb点(31℃、2
.7 K9/、7− a b s )で7疑固した。
以後、熱交換器1に水やブラインを通して行なわれる放
熱・蓄熱において、相転移 Na l −4,5NH35) : Na ■−4,5
NH3(1)か起り、しかもその凝固・融解は常にb点
で生じた。このときの融+1’I!熱は6Q ’Q K
c a l であり、蓄1’ffi材Na■の甲位市
量当り約50Kcal!/ji;グ・NaIでゐった。
熱・蓄熱において、相転移 Na l −4,5NH35) : Na ■−4,5
NH3(1)か起り、しかもその凝固・融解は常にb点
で生じた。このときの融+1’I!熱は6Q ’Q K
c a l であり、蓄1’ffi材Na■の甲位市
量当り約50Kcal!/ji;グ・NaIでゐった。
なぢ、■2りIにおいて、3はNF■3 出入口、4は
N a l出入口、5は安全弁である。
N a l出入口、5は安全弁である。
第4図は本実;面倒の蓄熱(才を封入した蓄熱器の曲の
形聾を表わす。NaI・4. s N H3を上記の条
件で封入した蓄熱器10を容器11内に復数個収容し、
容器11の下部の導入口12から水や空気などの妨、体
を導入して4g熱器10と熱交換を行なった後、容器1
1の上部の排出口13から排出されるようにば成したも
のである。
形聾を表わす。NaI・4. s N H3を上記の条
件で封入した蓄熱器10を容器11内に復数個収容し、
容器11の下部の導入口12から水や空気などの妨、体
を導入して4g熱器10と熱交換を行なった後、容器1
1の上部の排出口13から排出されるようにば成したも
のである。
なお、14は内容物出入口である。
実施例2
封入化合物として−N H2Ol −3NH3を用いた
。
。
この化合物のl群間・融解の相転移
N 84Cl ・3 NH3jsl : I’Jf(
4C1・3NI−13(J)は、77°C,3,0K9
/ca −abs テ生じた。
4C1・3NI−13(J)は、77°C,3,0K9
/ca −abs テ生じた。
実施例3
刺入化合物として、NHBr・2.5N)13を用いた
。この化合物の凝固・融解の相転移 NH4Br −2,5NH3(sl ’、:
NH4Br ・ 2.5NH3(J?)は、4.6℃
、l、 54 / (2J −absで生じた。
。この化合物の凝固・融解の相転移 NH4Br −2,5NH3(sl ’、:
NH4Br ・ 2.5NH3(J?)は、4.6℃
、l、 54 / (2J −absで生じた。
尚、実施例2又は3の化合物も、実施例1と同様に!8
2図又は第4図のいずれかの蓄熱器とすることもてきる
。
2図又は第4図のいずれかの蓄熱器とすることもてきる
。
効果
J21.上のように、本発明は潜熱蓄熱を用いているの
で、化学反応蓄熱を用いた蓄熱器では穂が2槽必要であ
−っだのに対し、1槽で済む利点がある。
で、化学反応蓄熱を用いた蓄熱器では穂が2槽必要であ
−っだのに対し、1槽で済む利点がある。
しかも、封入化合物の組成を面相線上で固相成分glJ
合となるよう(こしたので、過冷却がなく、凝固温度と
融解温度が一致しており、使用上好都合な蓄熱器となる
。また、本発明で使用する封入化合物は自由度が高く、
任意の形状のカプセル化が可能であるので、種々の形状
の蓄熱器を得ることができる。
合となるよう(こしたので、過冷却がなく、凝固温度と
融解温度が一致しており、使用上好都合な蓄熱器となる
。また、本発明で使用する封入化合物は自由度が高く、
任意の形状のカプセル化が可能であるので、種々の形状
の蓄熱器を得ることができる。
第1図は本発明における封入化合物の状態図、第2図は
本発明の蓄熱器の一実施形態を示す4檀略断面図、@3
図は一実施例における封入化合物の状態図、第4図は本
発明の蓄熱器の曲の実施形態を示す(既略断面図である
。 2・・・容器、10 ・蓄熱器。 特許出願人 ダイキン工業、殊式会社 代 理 人 弁理士 前出 葆外3名 第2図
本発明の蓄熱器の一実施形態を示す4檀略断面図、@3
図は一実施例における封入化合物の状態図、第4図は本
発明の蓄熱器の曲の実施形態を示す(既略断面図である
。 2・・・容器、10 ・蓄熱器。 特許出願人 ダイキン工業、殊式会社 代 理 人 弁理士 前出 葆外3名 第2図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 はl (:5’i相と液相との間に平衡が存在する化
合物を密閉容柑に封入してなる蓄熱器において、前記封
入化合物の相1戊が固相線上で同相成分割合となってい
ることを特徴とする蓄熱器。 i2) +’i前記封入化合物がアンミン錯体である
特許請求の範囲第1項に記載の蓄熱器。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22546982A JPS59115990A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 蓄熱器 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP22546982A JPS59115990A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 蓄熱器 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59115990A true JPS59115990A (ja) | 1984-07-04 |
Family
ID=16829802
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP22546982A Pending JPS59115990A (ja) | 1982-12-21 | 1982-12-21 | 蓄熱器 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59115990A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016196969A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社豊田自動織機 | 化学蓄熱装置 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57157995A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Heat energy reservoir |
-
1982
- 1982-12-21 JP JP22546982A patent/JPS59115990A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57157995A (en) * | 1981-03-24 | 1982-09-29 | Agency Of Ind Science & Technol | Heat energy reservoir |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016196969A (ja) * | 2015-04-03 | 2016-11-24 | 株式会社豊田自動織機 | 化学蓄熱装置 |
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