JPS59180291A - 蓄熱槽 - Google Patents

蓄熱槽

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Publication number
JPS59180291A
JPS59180291A JP58056073A JP5607383A JPS59180291A JP S59180291 A JPS59180291 A JP S59180291A JP 58056073 A JP58056073 A JP 58056073A JP 5607383 A JP5607383 A JP 5607383A JP S59180291 A JPS59180291 A JP S59180291A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
medium flow
heat storage
flow pipe
latent
Prior art date
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Pending
Application number
JP58056073A
Other languages
English (en)
Inventor
Kouroku Endou
遠藤 光緑
Akio Mitani
三谷 明男
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP58056073A priority Critical patent/JPS59180291A/ja
Publication of JPS59180291A publication Critical patent/JPS59180291A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F28D20/021Heat 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 and the heat-exchanging means being enclosed in one container
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、エアコン用ヒートポンプに組込むのに好適な
蓄熱槽に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
空気調和機(以下、エアコンと称す。)のなかには、ヒ
ートポンプによって室内の冷暖房全行うようにしたもの
が多い。すなわち、このヒートポンプ式の空気調和機は
、暖房時に冷媒をコンゾレッサ〜室内熱交換器〜膨張升
〜室外熱交換器〜コンプレッサの経路で通流させるよう
にし、冷房時には上記とは逆の経路で冷媒を通流させる
ようにしている。
ところで、従来よシこのようなヒートポンプ式のエアコ
ンにあって、暖房運転開始時の温度立上り時間を短縮さ
せることが1つのd来題となっている。
暖房運転開始時の温度立上り時間は、一般にエアコンの
設置条件、室内の環境等の被雑な要因によって左右され
るが、基本的には冷凍ザイクルの構成要素が定常状態に
達するまでの時間と考えられる。しかして、この温度立
上り時間の短縮を図るため、従来、暖房運転開始面後に
■電気ヒータによる補助加熱全行う■インバータ(周波
数変換器)を用いてコンプレッサの回転数全増大させる
■能力の大きなコンブレッサを用いてこの能力を最大限
に利用する等の手段が実施されている。
しかしながら、■については、ヒートポンプの成績係数
が2〜3であるのに対し、ヒータは高々1程度であり、
十分な加熱能力が得られないという問題があった。また
■については、インバータが高価になるという欠点があ
った。そして、■については、大容量のコンプレッサを
用いるため高価になることに加え、定常運転時の暖房能
力が向上するので、コンデレッサノオン、オフ回数が増
大し、室内温度の変動が顕著になるという問題があった
そこで、このような問題を解決するため、内部に潜熱蓄
熱材全収容した蓄熱槽を用いて、暖房運転の開始時に、
この蓄熱槽へ冷媒を通流させて補助加熱を行ない、これ
によって温度の立上り時間を短縮することが考えられる
このように潜熱蓄熱材を収容した蓄熱槽を用いる方式と
しては種々考えられるが、たとえば第1図に示すように
構成することが考えられる。
すなわち、室内熱交換器1、膨張弁2、室外熱交換器3
の順に接続された冷媒流路を四方弁4を介してコンプレ
ッサ5に接続する。そして、内部に冷媒通流管11.1
2を有するとともに潜熱蓄熱材を収容した蓄熱槽13を
設け、この蓄熱槽13の冷媒通流管11を三方弁14を
介して室内熱交換器1と四方弁4との間の配管15に並
列に接続し、また冷媒通流管12を三方弁16を介して
室外熱交換器3と四方弁4との間の配管17に並列に接
続するようにする。
しかして、暖房運転開始時には、高圧冷媒が冷媒通流管
11を通ることなく室内熱交換器1へ流れ、また室外熱
交換器3を出た低圧冷媒が冷媒通流管12全通して四方
弁4に流れるように三方弁14.26を制御する。。と
れによって、蓄熱槽13に蓄熱された熱が低温の低圧冷
媒に放熱され、通常の冷凍サイクルの作用と相まって冷
媒の急速な加熱がなされる。
一方、室内熱交換器l内を通流する冷媒が所定温度を超
えたとき、室外熱交換器3を出た低圧冷媒が冷媒通流管
12を通ることなく四方弁4側へ流れ、また、四方弁4
を通った高圧冷媒が冷媒通流管11全通して室内熱交換
器1へ流れるように三方弁14.16を制御する。これ
によって蓄熱槽13の潜熱蓄熱材に蓄熱がなされる。
このように構成すると、極めて安価に、かつ効果的な暖
房運転開始時の補助加熱が行える。
さらに、前記蓄熱槽13に貯えられた熱で低圧側流路全
通流する冷媒を加熱するようにしているので、放熱時の
冷媒温度と潜熱蓄熱材との温度差を大きくとることがで
きる。従って、効率良く暖房運転開始時の立上シ時間短
縮が図れる。
しかして、上記のようなエアコンを構成するには2つの
独立した熱媒流路を備えた潜熱蓄熱槽を必要とする。こ
のような蓄熱槽としては従来第2図に示すように構成さ
れたものが知られている。
すなわち、外面が断熱材2oで被包され、内部に潜熱蓄
熱材21が収容された密閉容器22の内部に、伝熱材で
形成された第1.第20熱媒通流管23.24の一部を
螺旋状に配設したものとなっている。そして、第1.第
2の熱媒通流管23.24の密閉容器22内に位置する
外周には、放熱または蓄熱時の伝熱効率を高めるため、
複数の伝熱フィン25.26が接続されている。
しかしながら、上記のように構成された蓄熱槽にあって
は、熱媒通流管2 、? 、 24にそれぞれ別個に伝
熱フィン25.26を装着しているので、たとえば熱媒
通流管23に低温熱媒全通流させて潜熱蓄熱材2ノに貯
えられている熱を取シ出す場合を考えると、熱媒通流管
24に装着されている伝熱フィン2eFi熱の取シ出し
に何ら寄与していないことになる。捷だ、逆に熱媒通流
管24に高温冷媒を通流して潜熱蓄熱材に熱を貯えると
きには、熱媒通流管23に装着されている伝熱フィン2
5は蓄熱に伺ら寄与していない。したがって、全体が大
型化する割には効・果的な蓄熱および放熱が行えないと
いう間題があった。また、放熱時には、低温熱媒が通流
する熱媒通流管の表面(伝熱フィンを含む)に潜熱蓄熱
材の同相が成長する。この固相は熱抵抗が大きい。この
ため、蓄熱用の熱媒通流管近傍に存在する潜熱蓄熱材か
ら熱を取り出すことが困難となり、結局、蓄熱槽の有効
体積が減少し、蓄熱槽の容積が増加するという問題があ
った。
〔発明の目的〕
本発明は、蓄熱時には潜熱蓄熱材全体に一様に熱供給で
き、また放熱時には潜熱蓄熱材全体から一様に熱をJ↓
ゾり出すことができ、もって全体の小型化を図れる蓄熱
槽を提供するととを目的としている。
〔発明の概要〕
本発明は、潜熱蓄熱材への蓄熱を行う伝熱材製の第1の
熱媒通流管と、潜熱蓄熱材の熱を放熱する伝熱材製の第
2の熱媒通流管とに複数の伝熱フィンを共〕良に接続し
たことを特徴としている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、いわゆる放熱用の熱媒通流管と、蓄熱
用の熱媒通流管とが伝熱フィンを共有しているので、潜
熱蓄熱材全体を蓄熱および放熱に有効利用することがで
きる。したがって、蓄熱槽を大幅に小型化することがで
きる。また、放熱時には、共有された伝熱フィンを介し
て潜熱蓄熱材全体から熱を取り出すことができるので、
放熱時の伝熱速度を大きくすることができる。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について詳
述する。
第3図は、本発明の第1の実施例に係る蓄熱槽を示すも
ので、この蓄熱槽は次のように構成されている。すなわ
ち、外面が断熱材30で被包され、内部に潜熱蓄熱材3
1が収容された円筒状の密閉容器32内に、以下の如<
tL7mされた熱交換器33を収容したものとなってい
る。
上記熱交換器33は、互いに熱的に接続されたいわゆる
Rアチューブ構成の2本の伝熱材製の熱媒通流管34.
35を螺旋状に折曲させてなる伝熱管36と、この伝熱
管36の螺旋部分外周に等間隔に接続された複数の伝熱
フィン37とで構成されている。上記伝熱フィン37は
、前記2本の熱媒通流管34.35のいずれの熱をも伝
熱する如くこれら熱媒通流管34゜35に接続されてい
る。各熱媒通流gst、ssの両端、? 4 a 、 
34 b側および35m 、35b側は、密閉容器32
の壁を液密に貫通して外部へ導かれている。
そして、上記のように構成された蓄熱槽をエアコン用ヒ
ートポンプに組込むときには、たとえば第1の熱媒通流
管34の流入口34aから吐U」口34bに至る流路を
蓄熱流路とし、第2の熱媒通流管35の流入口35aか
ら吐出口35bに至る流路全放熱流路とするように接続
する。
このような構成であれば、蓄熱時には、全部の伝熱フィ
ン37の表面および第1.第2の熱媒通流管34.35
の表面を使って蓄熱でき、また、熱取出し時、つまり放
熱時にも上記の表面全部を使って熱を取り出すことがで
きる。したがって、従来装置のように、いわゆるデッド
ス被−スが存在していないので放熱時の伝熱速度を増速
させることができる。すなわち、潜熱蓄熱材を使用した
場合、放熱時に伝熱面から相変化が生じ、同相が成長さ
れていく。同相の厚みが増すと熱抵抗も犬きくなるので
、伝熱面への伝熱速度が遅くなる。しかしながら、本実
施例のように伝熱フィンを共用するとともに、このフィ
ンを潜熱蓄熱材中に分散させておけば、全体としての熱
抵抗を下げることができるので、効率良い伝熱が行われ
、放熱速度を増加させることができる。
第4図は、本発明の第2の実施例に係る蓄熱槽を示した
ものである。
すなわち、本実施例に係る系熱槽は熱交換器4 θのり
1りh’lがaジ3図に/Iハノツlハ例ノe、1ダ6
に、tいる。つまり、熱交換器4θeよ、’ I’J 
f7jj状のvi1閉″8器32の中心軸方向に複数枚
の円板状伝熱フィン42を配置するとともに、これら伝
熱フィン42を上記中心軸方向に蛇行貫通させて第1の
熱媒通流管43を配置し、さらに上記第1の熱媒通流管
43の蛇行進方向と直交するように第20熱媒通流管4
4を蛇行配置したものとなっている。そして、各熱媒通
流管44と各伝熱フィン42とは熱的に接続されている
このように構成しても前記実施例と同様な効果がイ2す
られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は暖房運転開始直後の温度立上り時間短縮のため
考えられるエアコン用ヒートポンプの冷凍ザイクル図、
第2図は従来の蓄熱槽全一部切欠して示す斜視図、第3
図は本発明の第1の実施例に係る蓄熱槽を一部切欠して
示す斜視図、第4図は本発明の第2の実施例に係る蓄熱
伯全一部切欠して示す斜視図である。 1・・室外熱交換器、2・・・膨張弁、3・・・室外熱
交換器、4・・・四方弁、5・・・コンプレッサ、11
゜12・・・冷媒通流管、13・・・蓄熱槽、14.1
6・・・三方弁、15.17・・・配管、30・・・断
熱材、21.31・・・潜熱蓄熱材、32・・・密閉容
器1、? 4 、43・・・8i!1の熱媒通流管、3
5.44・・・第2の熱媒通流管、37.42・・・伝
熱フィン、33.40・・・熱交換器。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 豚第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内部に潜熱蓄熱材を収容した密閉容器と、この密閉容器
    内に一部が収容され上記潜熱蓄熱材への蓄熱時に熱媒の
    通路となる伝熱材製の第1の熱媒通流管と、前記密閉容
    器内に一部が収容され前記潜熱蓄熱材からの熱取り出し
    時に熱媒の通路となる伝熱材製の第20熱媒通流管と、
    前記密閉容器内にあって前記第2の熱媒通流管と前記第
    10熱媒通流管とに共通に接続された複数の伝熱フィン
    とを具備してなることを特徴とする蓄熱槽。
JP58056073A 1983-03-31 1983-03-31 蓄熱槽 Pending JPS59180291A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP58056073A JPS59180291A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 蓄熱槽

Applications Claiming Priority (1)

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JP58056073A JPS59180291A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 蓄熱槽

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JPS59180291A true JPS59180291A (ja) 1984-10-13

Family

ID=13016903

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP58056073A Pending JPS59180291A (ja) 1983-03-31 1983-03-31 蓄熱槽

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JP (1) JPS59180291A (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01256792A (ja) * 1988-04-02 1989-10-13 Osaka Gas Co Ltd 低温液化ガスの蓄熱装置
JPH04347493A (ja) * 1991-05-22 1992-12-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蓄冷ユニット
CN109282511A (zh) * 2018-08-20 2019-01-29 昆明理工大学 一种低温太阳能高效蓄热装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH01256792A (ja) * 1988-04-02 1989-10-13 Osaka Gas Co Ltd 低温液化ガスの蓄熱装置
JPH04347493A (ja) * 1991-05-22 1992-12-02 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 蓄冷ユニット
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