JPS59180287A - 潜熱蓄熱装置 - Google Patents
潜熱蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS59180287A JPS59180287A JP58054427A JP5442783A JPS59180287A JP S59180287 A JPS59180287 A JP S59180287A JP 58054427 A JP58054427 A JP 58054427A JP 5442783 A JP5442783 A JP 5442783A JP S59180287 A JPS59180287 A JP S59180287A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat storage
- accumulating material
- storage material
- temperature
- 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.)
- Granted
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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
-
- 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
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Heating Systems (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】
産業上の利用分野
本発明に１深夜電力や太陽熱エイ・ルギー等を貯え給湯
・冷暖房などに用いる潜熱ｌ蓄熱拐を用いた潜熱蓄熱装
置に関するものである。
・冷暖房などに用いる潜熱ｌ蓄熱拐を用いた潜熱蓄熱装
置に関するものである。
従来例の構成とその問題点
第１図は従来の潜熱蓄熱装置１を示したものである０潜
熱蓄熱装置１は蓄熱槽２内に、蓄熱材３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も大きい伝熱媒体４とを、内部上
刃に空間部を残して封入すると共に、蓄熱するだめの熱
交換器５と熱を取り出すだめの熱交換器６とを備えてい
る。蓄熱状態において蓄熱材充填部は、蓄熱材３の融点
以」−の温度の蓄熱材溶液から成り、空間部はその温度
における伝熱媒体の飽和蒸気圧より成っている。熱交換
器６に低温熱媒体が導入されると、空間部の伝熱媒体は
熱交換器６で熱交換し、凝縮液化するので、空間部の蒸
気圧は低下する。
熱蓄熱装置１は蓄熱槽２内に、蓄熱材３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も大きい伝熱媒体４とを、内部上
刃に空間部を残して封入すると共に、蓄熱するだめの熱
交換器５と熱を取り出すだめの熱交換器６とを備えてい
る。蓄熱状態において蓄熱材充填部は、蓄熱材３の融点
以」−の温度の蓄熱材溶液から成り、空間部はその温度
における伝熱媒体の飽和蒸気圧より成っている。熱交換
器６に低温熱媒体が導入されると、空間部の伝熱媒体は
熱交換器６で熱交換し、凝縮液化するので、空間部の蒸
気圧は低下する。
これを補なうために蓄熱材充填部より伝熱媒体が蒸発し
気泡７となって上昇し空間部に達する。一方凝縮液８は
滴下し蓄熱材充填部に環流する。蓄熱材充填部に滴下し
た凝縮液８は蓄熱材３より密度が太きいため、蓄熱材溶
液中を降下する。降下しながら大部分は蓄熱材３より熱
を奪い蒸発し気泡となって上昇する。他の一部は蓄熱槽
２底部に沈降しそこで熱を得て再び蒸発する。しかしな
がら、凝縮液８の蒸発は前記説明でわかるように蓄熱材
充填部上部が主になるため、上部ははげしく攪拌される
が、下部にいくにしたがい、攪拌はおだやかになる。ま
た、凝縮液８に熱を奪われた蓄熱材３ （ｒｉ、その溶
液が気泡により攪拌されているため、微結晶となって浮
遊攪拌しているが液体状態Ｊ：り密度が太さいため徐々
に沈降していく。このように伝熱媒体４の蒸発−凝縮サ
イクルにより蓄熱材充填部を攪拌し効率よく熱交換器６
で熱交換を行なうのである。然るに蓄熱材充填部上部の
温度が低下する。これは、上部が滴下する比較的低温の
凝縮液と凝縮液にその潜熱を奪われ微結晶となった比較
的低温の蓄熱材および蓄熱材溶液とより構成されている
ので相対的に温度が低くなるためである。−１一部温度
が低下すると空間部の蒸気の乎衡温度が低下する。した
が−）て熱交換器６での熱交換温度が低下するため低温
熱媒体の温度上昇値が低くなる。」二記説明でわかるよ
うに、従来は時間の経過と共に空間部の温度が低下し熱
交換効率が低下するため導入した低温熱媒体を一定温度
の高温熱媒体として取り出すことができなかった。
気泡７となって上昇し空間部に達する。一方凝縮液８は
滴下し蓄熱材充填部に環流する。蓄熱材充填部に滴下し
た凝縮液８は蓄熱材３より密度が太きいため、蓄熱材溶
液中を降下する。降下しながら大部分は蓄熱材３より熱
を奪い蒸発し気泡となって上昇する。他の一部は蓄熱槽
２底部に沈降しそこで熱を得て再び蒸発する。しかしな
がら、凝縮液８の蒸発は前記説明でわかるように蓄熱材
充填部上部が主になるため、上部ははげしく攪拌される
が、下部にいくにしたがい、攪拌はおだやかになる。ま
た、凝縮液８に熱を奪われた蓄熱材３ （ｒｉ、その溶
液が気泡により攪拌されているため、微結晶となって浮
遊攪拌しているが液体状態Ｊ：り密度が太さいため徐々
に沈降していく。このように伝熱媒体４の蒸発−凝縮サ
イクルにより蓄熱材充填部を攪拌し効率よく熱交換器６
で熱交換を行なうのである。然るに蓄熱材充填部上部の
温度が低下する。これは、上部が滴下する比較的低温の
凝縮液と凝縮液にその潜熱を奪われ微結晶となった比較
的低温の蓄熱材および蓄熱材溶液とより構成されている
ので相対的に温度が低くなるためである。−１一部温度
が低下すると空間部の蒸気の乎衡温度が低下する。した
が−）て熱交換器６での熱交換温度が低下するため低温
熱媒体の温度上昇値が低くなる。」二記説明でわかるよ
うに、従来は時間の経過と共に空間部の温度が低下し熱
交換効率が低下するため導入した低温熱媒体を一定温度
の高温熱媒体として取り出すことができなかった。
発明の目的
本発明は前記問題点を解決し、蓄熱材上部温度低下によ
る放熱器の熱交換性能の低下を防止し、高温で安定した
熱交換出力を得ることを目的とする。
る放熱器の熱交換性能の低下を防止し、高温で安定した
熱交換出力を得ることを目的とする。
発明の構成
前記目的を達成するために、本発明は潜熱蓄熱材と、前
記潜熱蓄熱材に対してほとんど非相溶性であり、熱吸収
時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体になる伝
熱媒体と、前記蓄熱材より見かけ上比重の小さい中空体
とを蓄熱槽に内部上方に空間部を残して封入したもので
ある。
記潜熱蓄熱材に対してほとんど非相溶性であり、熱吸収
時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体になる伝
熱媒体と、前記蓄熱材より見かけ上比重の小さい中空体
とを蓄熱槽に内部上方に空間部を残して封入したもので
ある。
この構成により、熱取り出し時に生ずる蓄熱材充填部上
部の温度低下および全間部蒸気の温度低下を防ぎ、高温
で安定した熱交換出力を得ることができる。
部の温度低下および全間部蒸気の温度低下を防ぎ、高温
で安定した熱交換出力を得ることができる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を第２図の図面を用いて説明する
。なお、第２図中、第１図と同一のものについては同一
番号を付している。
。なお、第２図中、第１図と同一のものについては同一
番号を付している。
第２図において、蓄熱装置１は断熱層が設けられている
蓄熱槽２と熱交換器５，６とを有する構造となっている
。蓄熱槽２内には酢酸ナトリウム３水塩（融点５８℃、
融点近傍での溶融液の密度１．２ａｙ／ｆｆｌ ）のご
とき蓄熱材３とフロン１１３（５８℃での密度１．４ｓ
ｙ／ａａ ）のごとき蓄熱材と非相溶性で密度の大きい
伝熱媒体およびカーボン微小中空体のごとき蓄熱材３よ
り見掛は上の密度の小さい微小中空体とが封入されてい
る。また、熱交換効率をよくするため蓄熱槽２内の非凝
縮性ガスは排除されている。
蓄熱槽２と熱交換器５，６とを有する構造となっている
。蓄熱槽２内には酢酸ナトリウム３水塩（融点５８℃、
融点近傍での溶融液の密度１．２ａｙ／ｆｆｌ ）のご
とき蓄熱材３とフロン１１３（５８℃での密度１．４ｓ
ｙ／ａａ ）のごとき蓄熱材と非相溶性で密度の大きい
伝熱媒体およびカーボン微小中空体のごとき蓄熱材３よ
り見掛は上の密度の小さい微小中空体とが封入されてい
る。また、熱交換効率をよくするため蓄熱槽２内の非凝
縮性ガスは排除されている。
い１、蓄熱装置１が蓄熱状態にある時熱交換器６に低温
の熱媒体を流入すると、第１図で説明したように伝熱媒
体４の蒸発−凝第１；ザイクルにより蓄熱材充填部が攪
拌されると共に熱交換器６にて伝熱媒体は熱交換を行な
い放熱する。この時、前記説明のととく蓄熱材充填部の
上部の温度低下をきたず。本実施例においては蓄熱イ」
充填部上部に微少中空体層９がその密度が小さいだめに
存在し、これが蓄熱材上部の温度低下を防いでいる。こ
の理由は定かでないが次のように考えられる。
の熱媒体を流入すると、第１図で説明したように伝熱媒
体４の蒸発−凝第１；ザイクルにより蓄熱材充填部が攪
拌されると共に熱交換器６にて伝熱媒体は熱交換を行な
い放熱する。この時、前記説明のととく蓄熱材充填部の
上部の温度低下をきたず。本実施例においては蓄熱イ」
充填部上部に微少中空体層９がその密度が小さいだめに
存在し、これが蓄熱材上部の温度低下を防いでいる。こ
の理由は定かでないが次のように考えられる。
すなわち蓄熱槽２内に封入された微少中空体は密度が小
さいため、蓄熱材溶解時に蓄熱材」一部に層９を形成す
る。この層は微少粒体より構成されているため、伝熱媒
体が蓄熱材より熱を奪い気化し空間部へ移動する場合、
その蒸気の流れに対してほとんど抵抗を示さない。した
がって、伝熱媒体の蒸発量は微少中空体の封入の有無に
かかわらずほぼ等しい。一方、伝熱媒体凝縮液８は蓄熱
材へ環流する場合、微少中空体層９を通過するが、液体
で粘性抵抗が大きいため、通過するのに相当の抵抗を受
ける。したがって凝縮液８は微少中空体層９の上部に溜
る（８勺。溜ま−）た凝縮液８′はその量が多くなると
、自重で微少中空体層９を破すシ蓄熱拐３へ移行するた
めの通路１０を形成し、との通路１０より多量の凝縮液
８′が環流する。前記の場合、凝縮液の環流は大部分表
向に生じた数り一所の上記通路１ｏを通じて行なわれる
ため、蓄熱材３上部と凝縮液８との接触は従来の表面全
体で行なわれるのでなく、表面のごく一部で行なわれる
ため、蓄熱層表面の温度低下を防ぐことができる。丑だ
、凝縮液は蓄熱材表面の一部分より多量に蓄熱材３中に
環流するため、蓄熱材３より熱を奪い全体か再蒸発する
までに時間を要する。したがって凝縮液８ｉｄ蓄熱槽２
の下部まで沈降することが可能となり、下部の熱も充分
に活用できるようになると共に下部より攪拌を生ぜしめ
るので槽の熱を有効に取りだすことができろ。前記のご
とき凝縮液８の溜！ｌ１８′は微少中空体が蓄熱材３よ
り伝熱媒体に対して良好な濡れ性を有している場合大き
くなる。前記に記述したカーボン微少中空体は前記酢酸
ナトリウム３水塩よりも前記伝熱媒体フロン１１３に対
して良好な濡れ性を示す。また、シリカ微少中空体はフ
ロン１１３よりも酢酸ナトリウム３水塩に対して良好な
濡れ性を示す。この場合、伝熱媒体の蓄熱材３への環流
箇所が多くなり、前記効果はいくぶん減殺される。この
場合、シリカ微少中空体を撥水処理することにより、カ
ーボン微少中空体とほぼ同程度の効果を得ることができ
る。
さいため、蓄熱材溶解時に蓄熱材」一部に層９を形成す
る。この層は微少粒体より構成されているため、伝熱媒
体が蓄熱材より熱を奪い気化し空間部へ移動する場合、
その蒸気の流れに対してほとんど抵抗を示さない。した
がって、伝熱媒体の蒸発量は微少中空体の封入の有無に
かかわらずほぼ等しい。一方、伝熱媒体凝縮液８は蓄熱
材へ環流する場合、微少中空体層９を通過するが、液体
で粘性抵抗が大きいため、通過するのに相当の抵抗を受
ける。したがって凝縮液８は微少中空体層９の上部に溜
る（８勺。溜ま−）た凝縮液８′はその量が多くなると
、自重で微少中空体層９を破すシ蓄熱拐３へ移行するた
めの通路１０を形成し、との通路１０より多量の凝縮液
８′が環流する。前記の場合、凝縮液の環流は大部分表
向に生じた数り一所の上記通路１ｏを通じて行なわれる
ため、蓄熱材３上部と凝縮液８との接触は従来の表面全
体で行なわれるのでなく、表面のごく一部で行なわれる
ため、蓄熱層表面の温度低下を防ぐことができる。丑だ
、凝縮液は蓄熱材表面の一部分より多量に蓄熱材３中に
環流するため、蓄熱材３より熱を奪い全体か再蒸発する
までに時間を要する。したがって凝縮液８ｉｄ蓄熱槽２
の下部まで沈降することが可能となり、下部の熱も充分
に活用できるようになると共に下部より攪拌を生ぜしめ
るので槽の熱を有効に取りだすことができろ。前記のご
とき凝縮液８の溜！ｌ１８′は微少中空体が蓄熱材３よ
り伝熱媒体に対して良好な濡れ性を有している場合大き
くなる。前記に記述したカーボン微少中空体は前記酢酸
ナトリウム３水塩よりも前記伝熱媒体フロン１１３に対
して良好な濡れ性を示す。また、シリカ微少中空体はフ
ロン１１３よりも酢酸ナトリウム３水塩に対して良好な
濡れ性を示す。この場合、伝熱媒体の蓄熱材３への環流
箇所が多くなり、前記効果はいくぶん減殺される。この
場合、シリカ微少中空体を撥水処理することにより、カ
ーボン微少中空体とほぼ同程度の効果を得ることができ
る。
寸だ、微少中空体は一般に断熱性であるため、凝縮液化
した低温の液が微少中空体」二部に一次的に滞留しても
その温度が蓄熱材上部に直接伝達されない。したがって
、蓄熱材３上部液面は低温の凝縮液によって全面が冷却
されにくい。
した低温の液が微少中空体」二部に一次的に滞留しても
その温度が蓄熱材上部に直接伝達されない。したがって
、蓄熱材３上部液面は低温の凝縮液によって全面が冷却
されにくい。
発明の効果
本発明によれば、（イ）凝縮液化した伝熱媒体は微少中
空体の一部を通過し蓄熱槽下部首で環流されるため、蓄
熱槽上部において大部分の凝縮液が蓄熱材と熱交換する
ことがない。
空体の一部を通過し蓄熱槽下部首で環流されるため、蓄
熱槽上部において大部分の凝縮液が蓄熱材と熱交換する
ことがない。
（ロ）蓄熱槽下部からも気泡が発生ずるため、蓄熱槽全
体がよく攪拌される。
体がよく攪拌される。
（ハ）微少中空体は一種の断熱材であるため、その上部
に滞留した低温め凝縮液の温度を蓄熱材上部に伝達しな
い。
に滞留した低温め凝縮液の温度を蓄熱材上部に伝達しな
い。
前記理由により蓄熱材上部の温度低下がないため、伝熱
媒体蒸気の温度は低下することなく高温が保たれる。し
たがって、放熱器の熱交換性能の低下を防止し高温で安
定した熱交換出力を得ることができる。
媒体蒸気の温度は低下することなく高温が保たれる。し
たがって、放熱器の熱交換性能の低下を防止し高温で安
定した熱交換出力を得ることができる。
第１図は従来の潜熱蓄熱装置の断面図、第２図は本発明
の潜熱蓄熱装置の一実施例を示す断面図である。 １・・・・潜熱蓄熱装置、２・・・・・・蓄熱槽、３・
・・・・・蓄熱材、４・・−・・伝熱媒体、９・・・・
・・中空体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
の潜熱蓄熱装置の一実施例を示す断面図である。 １・・・・潜熱蓄熱装置、２・・・・・・蓄熱槽、３・
・・・・・蓄熱材、４・・−・・伝熱媒体、９・・・・
・・中空体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第２図
Claims (1)
- 潜熱蓄熱装置、前記潜熱蓄熱材に対してほとんど非相溶
性であり、熱吸収時に液体から気体に、熱放出時に気体
から液体になる伝熱媒体と、前記潜熱蓄材より見かけ上
比重の小さい中空体と金円ｊ’ＧＩＳＪ−力に空間部を
残して蓄熱槽内に封入した潜熱蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58054427A JPS59180287A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 潜熱蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58054427A JPS59180287A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 潜熱蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59180287A true JPS59180287A (ja) | 1984-10-13 |
| JPS6251396B2 JPS6251396B2 (ja) | 1987-10-29 |
Family
ID=12970415
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58054427A Granted JPS59180287A (ja) | 1983-03-29 | 1983-03-29 | 潜熱蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59180287A (ja) |
-
1983
- 1983-03-29 JP JP58054427A patent/JPS59180287A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6251396B2 (ja) | 1987-10-29 |
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