JPS5960188A - 蓄熱槽 - Google Patents

蓄熱槽

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Publication number
JPS5960188A
JPS5960188A JP17163982A JP17163982A JPS5960188A JP S5960188 A JPS5960188 A JP S5960188A JP 17163982 A JP17163982 A JP 17163982A JP 17163982 A JP17163982 A JP 17163982A JP S5960188 A JPS5960188 A JP S5960188A
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JP
Japan
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heat
heat storage
storage
medium
heating medium
Prior art date
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Pending
Application number
JP17163982A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazutoshi Iketani
池谷 和俊
Takeshi Takeda
竹田 武司
Ikuhiko Machida
町田 育彦
Yasuo Kudo
康夫 工藤
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP17163982A priority Critical patent/JPS5960188A/ja
Publication of JPS5960188A publication Critical patent/JPS5960188A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • F28D17/00Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles
    • F28D17/02Regenerative heat-exchange apparatus in which a stationary intermediate heat-transfer medium or body is contacted successively by each heat-exchange medium, e.g. using granular particles using rigid bodies, e.g. of porous material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (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】 産業上の利用分野 本発明は、蓄熱利を用いた蓄熱槽の11′4造に関する
ものである。
従来例の14成とその問題点 熱エネルギー貯蔵のだめの方法のうちに、蓄熱A′、A
として物質のIA1熱を利用する方法と、副[解潜熱を
利用する方法がある。前者の方法として、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、この顕
熱利用の方法と比較して、後者の融解潜熱を利用する方
法の方が蓄熱密度が高い為、M:夕)蓄p:!!利及び
蓄熱装置の開発が近年盛んに行なわれている。
潜熱蓄熱月を利用した場合、凝固時には流動性がないだ
め蓄熱槽に蓄熱利を収納し、蓄熱・放熱は、熱の搬送媒
体(熱媒体)として流体を循環させ、槽内で蓄熱利と熱
交換することにより行う。
必要に応じ蓄熱槽筐体は断熱され熱損失が防がれる。
この様な蓄熱槽を実用化する際の問題点のひとつに、規
模の大きい、たとえば農業用温室で使用する様な重量が
数1−ン以上となる大容量の蓄熱槽を構成する場合に、
その運搬・設置や容量の変更等が容易でないことがある
更に性能に関する問題点として、蓄熱・放熱の際の熱交
換の効率を如何に高めるかという沖がある。
従来では、単位時間光りの熱の出し入れの量を大きくす
るには、熱媒体と蓄熱利もしくは蓄熱4Uを含む容器よ
り成る蓄熱体との接触面招を大きくする必要があるため
、たとえば第1図に示す様に蓄熱体2を千鳥状に配列す
る蜀1が提案されている。
即ち、蓄熱体2は筐体3の内部に図の如く千鳥状に配列
され、流入1」4から導入されだ熱媒体6は流通経路を
2つに分けられ、次の列の蓄熱体20表面を流通しつつ
再び1つに集められ、これを繰り返しながら流出口6か
ら吐出される。蓄熱体2をこの様に曲己列させる串によ
り、熱媒体6の流通経路の増大と蓄熱体2の表面との接
触の均一化をはかり、熱交換率の向」−4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槽においても、
次の様な問題がある。たとえば、潜熱蓄熱拐1が融解状
態にあり、放熱させる過程を考える。流入に14から潜
熱蓄熱利1の濡1度より低い?!IX度の熱媒体6が導
入され、蓄熱体2の表面で熱交換し潜熱蓄夕)月1から
熱を与えられ、しだいにl晶度の高い熱媒体となりつつ
流出「15より吐出される。この過程において流入し1
4のイ;1近では、熱媒体6の錨、度と潜熱蓄熱利1も
しくはそれを含む蓄熱体20表面濡度との差は大きく、
流出1−15に近づくにつれてこの調度差は小さくなる
。即ち、流入1−14の(=1近では熱媒体6と蓄熱体
2の表面での熱交換は効率よく行なわれるのに苅し、流
II旧15のイ1近ではその効率は著しく低下する。流
出1−15のイζ1近での熱交換が比較的効率よく行な
われる時は、放熱を始めてから時間が経過し、流入1−
14の付近の潜熱蓄熱利1が放熱をほぼ完了して凝固し
熱媒体6が低温の1捷流出IZI 5 (;j近に寸で
達した時である。しかしこの時点では、所望の時間当り
の放熱11(が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11」冒」6伺近の潜〃)蓄熱利1は完
全には凝固せず、潜熱蓄熱利1の中火部のかなりのバを
か丑だ融解状態の4−tであり、蓄熱月間の場所による
凝固の不均一性が認められた。
発明の目的 本発明は、以上のような従来の問題点を蓄熱槽の構造の
一丁夫により解決するだめになされたもので、蓄熱槽の
運搬・設置や容量の変更を容易ならしめると同時に、蓄
熱・放熱特性の改善をもたらすことを目的とする。
発明の構成 この目的をa成するために本発明は、単に積層するだけ
で蓄熱槽の筐体を構成できる蓄熱4収納皿ユニットを基
本要素とし、積層されたユニノl−を少なくとも2つ、
取りはずし可能な連結部を介して熱媒体の流路に対し直
列配置し、かつ熱媒体の流入側から流出側に近づく程ユ
ニットの積層数が少なくなるように構成し、?1)媒体
の流速を変化させM)媒体と蓄熱体との熱伝達率を変え
ることにより、蓄熱槽内の場所による熱交換111の不
均一をなくずものである。基本要素である蓄熱4A収納
皿ユニソ1−の基本11〜成は、片面の周辺部に枠を設
けた四角形の板と、その枠内に納まる蓄熱体と、他の而
に対向する1組の2辺と平行な方向に沿って設けた桟を
備えだものである。
実施例の説明 以下に本発明の一実施例を図面を用いて1説明する。
第2図は、本発明の基本要素である蓄グpHA:A収納
皿ユニノ1−の斜視図である。熱伝導の良い扱7の片面
の周辺部に枠8を設けて蓄熱月9を収納する空間を形成
し、他の面に対向する1組の2辺に桟10を取りつけて
蓄!)′IH月収納用ユニットを構成し、この様な二ニ
ットを多段積層して蓄熱槽を構成する。ユニソ)・の1
1]が大きくなった場合には、強度を増すために適宜桟
10と平行に補強用の桟11を設ける。なお枠8及び桟
10は、蓄熱槽側面からの熱1i13体の洩れを防止す
るために、各蓄熱利収納皿ユニット間ではめ合いII’
s Jffiを有しているが、この構造は必ずしも必要
でない。
第3図は、第2図で示した蓄熱4A収納+m−tニット
を多段積層した時の斜視図である。蓄熱利収納皿ユニッ
トの各部分は、第2図と同一であるため、同一の番号を
イ又1して説明を省略する。各蓄熱利収納皿ユニットの
間に、桟10の高さによって一定の間l隙が形成され、
蓄熱体9と熱媒体12との熱交換は各蓄熱拐収納皿ユニ
ノl−の」二下両面で行なわれる。
第4図は、本発明の第1の実施例における蓄熱(■の正
面図である。積層された蓄熱利収納皿ユニ)l−13を
熱媒体14の流路に対し2つ、連結部15を介して直列
配置し、熱媒体14の流入側16から流出側17に近づ
く稈、蓄熱(A収納皿ユニット13の積層数を少なくし
ている。この様な構造の蓄熱槽に熱媒体14を導入する
と、流入側16伺近では蓄熱拐収納皿ユニット13の積
層数が多く、流路が多いため蓄熱槽内での熱媒体14の
流速(d遅いが、流111屑+11117 (:I近で
は蓄ζjセ)利収納皿コーニット13の積層数が少なく
、流路が少なくなるだめ熱媒体14の流速は速くなる。
この時、蓄j)!)体と熱媒体の間の熱交換量は、蓄熱
体と熱媒体との温度差とその間の熱伝達率で決まるが、
り!)伝達率は熱媒体の流速に依存し流速が速くなる(
・“C大きくなる。したがって流入側16伺近では、蓄
熱体と熱媒体14との湿度差が大きいが、熱伝達率が小
さく、−・方法出側1了伺近では、熱媒体14のr品用
が」二ケ1するため蓄熱体と熱媒体14とのt品用差は
小さくなるが、熱媒体14の流速が人きいため熱伝達率
が大きくなる。この結果、蓄熱槽内の蓄熱体と熱媒体と
の熱交換量は平均化され、蓄熱槽内の蓄熱体は平均して
蓄・放熱する@1が可能となる。
本実施例では、蓄熱材収納FIIIユニットは第2図に
示したものを用いた。即ち熱伝導の良い仮7としては、
II 600 mm 、長さ900 mm 、厚さ0.
3 mmのトタン板を用い、枠8.桟10及び桟11ば
、高さをそれぞれ20新I、16#Iだ、 16mmと
し、木Aイで作成した。潜熱蓄熱拐として硫酸すl−1
)ラム10水塩66oKgを外用がl(] 670 m
〃I、 長さ8701ftm 、高さ20Mmの薄い袋
状容器50枚に充填して蓄熱体9を作成した。
各浩熱利収納[1且ユニット間で、第3図の!Jl+ 
<はめ合いの(1〜造を1没け、第1ゾーンに30段、
第2ゾーンに20段それぞれ積層し、連結部16を介し
て内列配置した。連結部15として、ポリ塩化ビニ/l
/ 製のシー1−を用い、連結部分を覆い、シールした
この様に構成した蓄熱槽に、熱媒体14として40’C
の空気をファン18を用いて流入(ill 16よI)
 jij分3分用0m3導入蓄熱過+′rの各段の潜熱
系#! IJのFlM:l!解の均一性を横面した。こ
の時、第1ゾーン、第2ゾーンの各−(媒体流路におけ
る流速はそ、117それ1.9711/S 、 2.8
 @/Sであり、その比は1111.5であった。その
結果、空気は流出側1アより長時間にわたー)て35〜
36°Cのl品用で吐出され、毎時間2560に、、f
i  のrA Mを蓄えることができだ。一定時間毎に
各段の蓄熱利の融解状態を調べたが、各段ともほぼ均一
に融解が進イ1することが確認された。
次に18℃の空気を、蓄熱時と同様に流通させ、放熱過
程の各段の潜夕1蓄熱(3の凝固の均一性を検証した。
この時、第1ゾーン、第2ゾーンの各熱媒体の流路にお
ける流速及びその比は蓄熱時とほぼ同一であった。その
結果、空気d:流出側17より、長時間にわたって22
〜23℃の湿度で吐出され、毎時間2600に、、iJ
の熱量を取出すことができだ。一定時間jびに各段の蓄
熱体の凝固状態を調へだが、各段ともほぼ均一に凝固が
進行することが確認された。この本実施例による単位時
間当りの蓄放#!早は、本実施例において各ゾーンの蓄
熱イ」収納皿ユニットの積層数を26段ずつ同じにしだ
時の値と比較して、1.3倍であった。
以上のように本実施例によれは、容易に持ち運び可能な
蓄熱利収納皿ユニットを、単にf#層するだけで蓄熱槽
筐体を構成でき、しかも枠8及び桟10の高さの調節に
より蓄熱利と熱媒体との熱交換を最適化することができ
、運搬・設置が容易にできることが確認された。寸だ、
蓄熱7収納皿ユニットの積層数を、熱媒体の流入側から
流出側に近つくにつれて少なくすることによって、従来
の問題点であった蓄熱槽内の場所による熱交換量の不均
一をなくし、熱交換の効率を著しく向上さぜ、潜熱蓄熱
イ゛」の舊解・凝固をほぼ均一に進行させることかでき
だ。
第5図は、本発明の第2の実施例を示す蓄熱槽の正面図
である。本実施例においては、蓄ρ)利lIY納皿ユニ
ットは本発明の第1の実施例と同様のものを用い、図の
り目り第2ゾーンBに2o段積層し、更にその土に第1
ゾーン人として30段積層した。
熱媒体19は、ファン2oにより流入側21がら導入さ
れ、第1ゾーン人、第2ゾーンB内の蓄熱2(・号と熱
交換しつつ流出側22へ吐出される。連結部23として
、外十が中600πm、長さ36’omm。
高さ17707+1711の木箱を用い、熱媒体19を
この連結部で第1ゾーンから第2ゾーンへ折り返す構J
告とした。
この様にl?7f成した蓄熱槽を用いて第1の実施例と
同様の蓄・放熱実験を行なったところ、第1の実施例の
結果と同様な結果が得られ、潜熱蓄熱A:、1の醐I解
・凝固がほぼ均一に進行することが確認された。
以上の様に本実施例によれば、従来の問題点である蓄熱
槽内の場所による熱交換量の不均一をなくすことができ
ると共に、蓄りl)槽内の熱媒体流路を折り返し構造と
することにより、第1の実施例の蓄熱槽の設置に必安と
した平地面積を約半分にすることができ、よりコンパク
トな蓄熱槽を実現することができる。それに伴い、投首
や容Ji)の変更等も更に容易にすることができる。
なお、ρ)媒体流路の折り返し回数は、蓄熱槽内の静圧
損失を考慮しつつ、用途に応じて更に多くしても良い。
以にの実施例では、蓄熱利として潜熱蓄熱拐を用い、蓄
熱拐収納皿ユニットのl、it層数を2段階に変えた構
造での本発明の効果を示しだが、顕熱光#! 4Aを用
いたり、!j=i層数を容量に合わせて更に多段階に変
えたりしても、同様に均一な熱交換を行なうことかでき
る。本発明者らの実験によれば、セ)媒体の流出側イ・
1近と流入側イ・1近の蓄Hj!H4H,l収納皿ユニ
ットの積層数の比が、1′:A1.5以−にになると蓄
・放熱用の均一化がみられ、1力15より大きくなると
流出側イ・j近でのJ?擦低抵抗大きくなりすぎる為、
熱媒体が流れにくくなり実1.lj 1.問題となるこ
とが認められた。
また本実施例では、蓄熱7伺収納皿ユニットは、はめあ
いの構造をイ〕し、連結部としてポリ塩化ビニル製のシ
ーl−及び木箱を用いたが、このはめあいi’f’j造
のn無及びその材質・形状や連結部の祠質及び形状を本
発明は何ら限定するものではない。
発明の効果 以−1説明した様に本発明は、単に積層するだけで蓄熱
槽の筐体を構成できる蓄熱拐収納皿ユニッ1−を貼本四
素とし、積層されたユニットを少なくとも2つ、取りは
ずし可能な連結部を介して、熱媒体の流路に対し直列配
置し、かつ、熱媒体の流入側から流出側に近づく程蓄熱
利収納皿ユニットの積層数が少なくなる1黄造を有する
ものであるだめ、運搬・装置や容量の変更にザした多大
な労力を大幅に軽減することができ、寸だ従来の問題点
であった蓄・放熱時の蓄熱槽内の場1す〒による熱交換
量の不均一をなくし、熱交換の効率を著しく向上させる
ことができるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のKj熱槽の断面図、第2図は本発明の基
本要素である蓄熱拐収納皿ユニットの斜視図、第3図は
積層された蓄熱7収納皿ユニットの斜視図、第4図は本
発明の第1の実施例における蓄熱槽の正面図、第5図は
本発明の第2の実施例における蓄熱槽の正面図である。 1・・・・蓄熱利、2・9・・・・・・蓄熱体、3・・
・・・従来の蓄熱槽筐体、4・・・・・・熱搬送妨、体
の流入[−]、6・・・・・・熱搬送媒体の流出[−1
,6,12,14,19・・・・熱搬送媒体、7・・・
・・熱伝導性の良い板、8・・・・・蓄熱7収納空間を
囲む枠、10・・・・・蓄熱7収納冊ユニットの積層時
に熱搬送媒体の流路となる間隙を作る桟、11・・・・
・補強用桟、13・・・・・蓄熱4:4’ II!i納
皿ユニット、15.23・・・・・・連結部、16.2
1・・・・・・熱搬送媒体の流入側、17.22・・・
・・・熱搬送媒体の流出側、18.20・・・・・ファ
ン。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが1名第1
図 第2図 第3図 第4図 第1ソーン         第2ソ“−シ第5図 3

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)四角形をした熱伝導の良い利用よりなる板の片部
    の周辺部に枠を設け、前記枠内の空間に蓄熱4何もしく
    は前記蓄熱利を含む容器より成る蓄熱体を収納するとと
    もに、上記板の曲の面には対向する1組の2辺と平行な
    方向に沿って桟を設け、前記桟によって熱の搬送媒体(
    熱媒体)の流路を形成している蓄熱月IIM納皿ユニノ
    )・を基本構成要素とし、多段積層された前記蓄熱拐収
    納皿ユニソ1−を、前記流路に対して少なくとも2つ、
    取りはずし可能な連結部を介して直列配置し、前記熱媒
    体の流入側から流出側に近づく程、前記蓄熱材収納皿ユ
    ニットの積層数が少なくなるように構成したことを特徴
    とする蓄熱槽。
  2. (2)夕(の搬送媒体の流、+1(側付近と流入側イ」
    近の蓄熱拐収納皿ユニットの債層数の比が、1対1.6
    から1文15の;俺囲内にある特許請求の範囲第1項記
    載の蓄熱槽。
JP17163982A 1982-09-29 1982-09-29 蓄熱槽 Pending JPS5960188A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002162181A (ja) * 2000-11-24 2002-06-07 Kubota Corp 蓄熱ユニット
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