JPS6152549A - 給湯器用潜熱蓄熱装置 - Google Patents
給湯器用潜熱蓄熱装置Info
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- JPS6152549A JPS6152549A JP17375584A JP17375584A JPS6152549A JP S6152549 A JPS6152549 A JP S6152549A JP 17375584 A JP17375584 A JP 17375584A JP 17375584 A JP17375584 A JP 17375584A JP S6152549 A JPS6152549 A JP S6152549A
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- JP
- Japan
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- heat
- heat storage
- hot water
- latent
- latent heat
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- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
- F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
- F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
- F24H7/0408—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply
- F24H7/0433—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply the transfer medium being water
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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】
〔発明の属する技術分野及び技術的背景と問題点〕
本発明は給湯器用潜熱蓄熱装置に関するものであり、そ
の熱源としては深夜電力や一般廃熱があげられる。
の熱源としては深夜電力や一般廃熱があげられる。
例えば単価の安い深夜電力を利用した給湯器としては電
気温水器があげられる。その一般的な構造を第１図に示
す。給水口３より流入した水を、夜間に深夜電力を使用
してヒーター５により加熱することにより貯湯槽１内に
温水欠貯え、風呂や洗面所などへ出湯口４より流出させ
た温水を供給するものである。その特長は蛇口をひねる
だけで多量のお湯を簡単に出すことができる点にある。
気温水器があげられる。その一般的な構造を第１図に示
す。給水口３より流入した水を、夜間に深夜電力を使用
してヒーター５により加熱することにより貯湯槽１内に
温水欠貯え、風呂や洗面所などへ出湯口４より流出させ
た温水を供給するものである。その特長は蛇口をひねる
だけで多量のお湯を簡単に出すことができる点にある。
しかし１日に使用する温水を全量貯えてお（ため、貯湯
槽の′８猾・を大きくする必要があった。
槽の′８猾・を大きくする必要があった。
本発明による給湯器用蓄熱装置は、貯湯槽のかわりに潜
熱蓄熱槽を用いることにより、上記の電気温水器と同じ
機能を百し、かつよりコンパクトな蓄熱式給湯器を提供
するものである。
熱蓄熱槽を用いることにより、上記の電気温水器と同じ
機能を百し、かつよりコンパクトな蓄熱式給湯器を提供
するものである。
ところで潜熱蓄熱は、物質の相変化に伴うＹ袴熱の出入
りを利用する蓄熱方法であり、特に固相←液相の相変化
に伴う融解熱の利用が一般的である。すなわち物質を９
解させて熱を蓄積し、逆に凝固させて熱を取り出すこと
をその原理とする蓄熱方法である。従って（ａ熱蓄熱は
、融解熱の大きな物質を蓄熱側として使用することによ
り、単位体積坐りの蓄熱量を従来の顕熱蓄熱のそれに比
べて大幅に大きくすることがでさ、その結果蓄熱化・の
小型化が図れるという特長を有する。また相変化温度に
おける蓄熱と放熱、すなわち一定温度での熱の出し入れ
ができるため、蓄熱槽につながる機器の運転を効率よく
行えるといった％灸をも有するものである。
りを利用する蓄熱方法であり、特に固相←液相の相変化
に伴う融解熱の利用が一般的である。すなわち物質を９
解させて熱を蓄積し、逆に凝固させて熱を取り出すこと
をその原理とする蓄熱方法である。従って（ａ熱蓄熱は
、融解熱の大きな物質を蓄熱側として使用することによ
り、単位体積坐りの蓄熱量を従来の顕熱蓄熱のそれに比
べて大幅に大きくすることがでさ、その結果蓄熱化・の
小型化が図れるという特長を有する。また相変化温度に
おける蓄熱と放熱、すなわち一定温度での熱の出し入れ
ができるため、蓄熱槽につながる機器の運転を効率よく
行えるといった％灸をも有するものである。
そこでこの潜熱蓄熱の特長を生かし、先に述べた短気温
水器のかわりになりうる小型の給湯器として、第２図あ
るいは第３図に示すような装置が容易に考案できる。
水器のかわりになりうる小型の給湯器として、第２図あ
るいは第３図に示すような装置が容易に考案できる。
すなわち第２図に示した潜熱蓄熱槽は、潜熱蓄熱材（９
）を充填した蓄熱槽Ｚ内にフィン８をつげた熱交換器１
０を配置したいわゆるシェルアンドチューブ型の潜熱蓄
熱槽である。この潜熱蓄熱槽に熱を貯える場合は、深夜
電力を使用して、ヒーターＳにより直接潜熱蓄熱材９を
加熱し、凝固している潜熱蓄熱材を融解する必要がある
。ところが一般的に潜熱蓄熱材の固相における熱伝導率
は低（、槽内に充填したｉＩＩ熱蓄熱材熱材一に融解す
ることは容易では７でい。そのためヒーター５近（の潜
熱蓄熱材が局部的に加熱されるため、その部分の潜熱蓄
熱材が必要温度以上に加茄され熱分解するなどの問題も
生じうる。逆にこの問題をさけるためにヒーターの数を
増し、潜熱蓄ｒＡＷｊＺ内の各所にヒーターを分散配置
することは装置全体が複雑になり、あまり良い解決策と
は言い難い。
）を充填した蓄熱槽Ｚ内にフィン８をつげた熱交換器１
０を配置したいわゆるシェルアンドチューブ型の潜熱蓄
熱槽である。この潜熱蓄熱槽に熱を貯える場合は、深夜
電力を使用して、ヒーターＳにより直接潜熱蓄熱材９を
加熱し、凝固している潜熱蓄熱材を融解する必要がある
。ところが一般的に潜熱蓄熱材の固相における熱伝導率
は低（、槽内に充填したｉＩＩ熱蓄熱材熱材一に融解す
ることは容易では７でい。そのためヒーター５近（の潜
熱蓄熱材が局部的に加熱されるため、その部分の潜熱蓄
熱材が必要温度以上に加茄され熱分解するなどの問題も
生じうる。逆にこの問題をさけるためにヒーターの数を
増し、潜熱蓄ｒＡＷｊＺ内の各所にヒーターを分散配置
することは装置全体が複雑になり、あまり良い解決策と
は言い難い。
また第６図に示した潜熱蓄熱４ｆｌは、カプセル１１に
充填した潜熱蓄熱月９を蓄熱槽７内にＷｊめたもので、
いわゆるカプセル型の潜熱蓄熱槽である。このカプセル
型の潜熱蓄熱槽の場合は、カプセル１１の外側に満たし
た水６を介してヒーター５からの熱をカプセル１１内に
充填した潜熱蓄熱材９に供給することができるので、シ
ェルアンドチューブ型での上述の問題は防ぐことは可能
である。しかしカプセル型の潜熱蓄熱槽では、シェルア
ンドチューブ型の潜熱蓄熱槽に比べて、同一容積の蓄熱
槽内に光れ°１できる箔熱蓄熱材の量が少なくなるとい
う欠点はさけがたい。また長期間の使用に耐える信頼件
の高いカプセル材及び潜熱蓄熱材のカプセルへの封入技
術の開発を行う必要があり、実用性に欠は名。
充填した潜熱蓄熱月９を蓄熱槽７内にＷｊめたもので、
いわゆるカプセル型の潜熱蓄熱槽である。このカプセル
型の潜熱蓄熱槽の場合は、カプセル１１の外側に満たし
た水６を介してヒーター５からの熱をカプセル１１内に
充填した潜熱蓄熱材９に供給することができるので、シ
ェルアンドチューブ型での上述の問題は防ぐことは可能
である。しかしカプセル型の潜熱蓄熱槽では、シェルア
ンドチューブ型の潜熱蓄熱槽に比べて、同一容積の蓄熱
槽内に光れ°１できる箔熱蓄熱材の量が少なくなるとい
う欠点はさけがたい。また長期間の使用に耐える信頼件
の高いカプセル材及び潜熱蓄熱材のカプセルへの封入技
術の開発を行う必要があり、実用性に欠は名。
一方、ｔａ熱蓄熱槽に蓄熱した熱を臨水とし又取り出す
際には、潜熱蓄熱材の凝固に伴う潜熱の放出を利用する
わけであるが、この場合、シェルアンドチューブ塑では
まずフィン８表面に熱伝導率の低い同相が出現し、放熱
時間の経過とともにフィン８に付着する固相の量が増加
するため、ｐ−ヘ抵抗が増大する。従って電気温水器か
ら出湯する場合のような一定流闇で一定温度の温水を連
トんして長時間にわたり得ることは難しい。出動特性を
向上させるためには、出湯びＣ膏を少なくするか、ある
いはフィンの数を増せば良いわけであるが前者では使い
ＪｆＤ手が悪くなり、後者でにフィンの増加にも限度が
心る。
際には、潜熱蓄熱材の凝固に伴う潜熱の放出を利用する
わけであるが、この場合、シェルアンドチューブ塑では
まずフィン８表面に熱伝導率の低い同相が出現し、放熱
時間の経過とともにフィン８に付着する固相の量が増加
するため、ｐ−ヘ抵抗が増大する。従って電気温水器か
ら出湯する場合のような一定流闇で一定温度の温水を連
トんして長時間にわたり得ることは難しい。出動特性を
向上させるためには、出湯びＣ膏を少なくするか、ある
いはフィンの数を増せば良いわけであるが前者では使い
ＪｆＤ手が悪くなり、後者でにフィンの増加にも限度が
心る。
また高温の温水を得るためには、７０熱蓄熱材として融
点の冒い物質を使用する必要があるが、融点が１００°
Ｃ以上の潜熱番熱駒を使用した場合、特に小流量で出湯
させる時伝熱管１０内で水が沸騰するといった問題も生
じろ。
点の冒い物質を使用する必要があるが、融点が１００°
Ｃ以上の潜熱番熱駒を使用した場合、特に小流量で出湯
させる時伝熱管１０内で水が沸騰するといった問題も生
じろ。
本発明はこのような問題を解決し、実用性に優れた給湯
器用潜熱蓄熱装置を提供するものである。
器用潜熱蓄熱装置を提供するものである。
本発明の第１の特長は潜熱蓄熱槽内の熱又換器とつなが
った小型の熱交換槽を併設する点にある。
った小型の熱交換槽を併設する点にある。
すなわち第４図に示すように実際に使用する温水を得る
ための熱交換器１２とヒーター５を配Ｗ）”した熱交換
槽１６を潜熱蓄熱槽７に併設し、熱交換槽１３内に満た
した熱媒１４を介し″Ｃ深夜電力による潜熱蓄熱槽７で
の蓄熱及び温水の供給を行うことを特長とする。
ための熱交換器１２とヒーター５を配Ｗ）”した熱交換
槽１６を潜熱蓄熱槽７に併設し、熱交換槽１３内に満た
した熱媒１４を介し″Ｃ深夜電力による潜熱蓄熱槽７で
の蓄熱及び温水の供給を行うことを特長とする。
蓄熱時には例えば深夜電力を使用しヒーター５ Ｋより
熱交換槽１３内部に満たした熱媒１４を加熱する。加熱
された熱ａ１４はポンプ１６により潜熱蓄熱８Ｉ７の熱
交換器１０に送られ、潜熱蓄熱槽内に充填された潜熱蓄
熱材９と熱交換した後熱交換槽にもどる。
熱交換槽１３内部に満たした熱媒１４を加熱する。加熱
された熱ａ１４はポンプ１６により潜熱蓄熱８Ｉ７の熱
交換器１０に送られ、潜熱蓄熱槽内に充填された潜熱蓄
熱材９と熱交換した後熱交換槽にもどる。
一方出湯時には給水口３より流入させた水と熱交換槽１
６内に満たした熱媒１４と熱交換して出湯口４より温水
を得る。水との熱交換により温度の低下した熱媒１４は
潜熱蓄熱槽７へ送られ、潜熱蓄熱材９から熱を得、高温
熱媒となって熱交換槽１３にもどる。
６内に満たした熱媒１４と熱交換して出湯口４より温水
を得る。水との熱交換により温度の低下した熱媒１４は
潜熱蓄熱槽７へ送られ、潜熱蓄熱材９から熱を得、高温
熱媒となって熱交換槽１３にもどる。
ここで用いる熱媒体１４は潜熱蓄熱材として例えば融点
９１℃の硫酸アルミニウム、１２水塩（Ｉ（Ａβ（５０
４）２・１２Ｈ２０）や融点９４℃の硫酸アルミニウム
アンモニウム１２ 水塩（ＮＨ４ＡＡ（５０４）２・１
２Ｈ２０）を使用する場合は水でも良いが、潜ｒｆＡ蓄
熱材を融解する際に加熱温度をより高温にしたい場合に
はダクサームやエチレングリコールなどの高温用熱媒が
好ましい。また融点が１００℃以上の潜熱蓄熱側、例え
ば塩化マグネシウムろ水塩（Ｍｇ（Ｊｚ・６Ｈ２０）な
どを使用する場合にはダウサームなどの熱媒を使用する
必要がある。
９１℃の硫酸アルミニウム、１２水塩（Ｉ（Ａβ（５０
４）２・１２Ｈ２０）や融点９４℃の硫酸アルミニウム
アンモニウム１２ 水塩（ＮＨ４ＡＡ（５０４）２・１
２Ｈ２０）を使用する場合は水でも良いが、潜ｒｆＡ蓄
熱材を融解する際に加熱温度をより高温にしたい場合に
はダクサームやエチレングリコールなどの高温用熱媒が
好ましい。また融点が１００℃以上の潜熱蓄熱側、例え
ば塩化マグネシウムろ水塩（Ｍｇ（Ｊｚ・６Ｈ２０）な
どを使用する場合にはダウサームなどの熱媒を使用する
必要がある。
本発明の第２の特長は熱交換槽１６内に満たしだ熱媒（
１４）の温度を一定温１週に保つ点である。
１４）の温度を一定温１週に保つ点である。
すなわち潜熱蓄熱槽７での蓄熱時には、ヒーター５によ
り熱交換槽１３内に満たした熱媒１４を加熱し、加熱し
た熱媒を潜熱蓄熱槽７内の熱交換器１０に送るわけであ
るが、その際熱媒１４の温度を温熱蓄熱材９の融解する
温度以上で、かつ潜熱蓄熱拐の熱分解等の不都合が生じ
つる温度以下での好ましい一定温度に保ち、出湯時には
出湯温度及び出湯量に応じて熱媒１４の温度を好ましい
容度に保つことを０長とする。
り熱交換槽１３内に満たした熱媒１４を加熱し、加熱し
た熱媒を潜熱蓄熱槽７内の熱交換器１０に送るわけであ
るが、その際熱媒１４の温度を温熱蓄熱材９の融解する
温度以上で、かつ潜熱蓄熱拐の熱分解等の不都合が生じ
つる温度以下での好ましい一定温度に保ち、出湯時には
出湯温度及び出湯量に応じて熱媒１４の温度を好ましい
容度に保つことを０長とする。
そのために熱交換槽１６内の熱婢２１４を（ｎ拌機１５
により攪拌混合することにより熱交換槽内の熱媒の温度
を均一にし、温度感知器１７により熱媒温度の変化をと
らえ、されに応じて、蓄熱時にはヒーター５での加熱＝
１１１及びポンプ１６を介して熱媒の潜熱蓄熱槽７への
循環ｊＩＦを、また出湯時には主として熱媒の循環量の
制御を行うことを特長とする。
により攪拌混合することにより熱交換槽内の熱媒の温度
を均一にし、温度感知器１７により熱媒温度の変化をと
らえ、されに応じて、蓄熱時にはヒーター５での加熱＝
１１１及びポンプ１６を介して熱媒の潜熱蓄熱槽７への
循環ｊＩＦを、また出湯時には主として熱媒の循環量の
制御を行うことを特長とする。
このよ５な熱交換槽内の熱媒温度を任意の一定温度に保
つことにより、潜′ｐＡ蓄熱材を均一に融溶したり、あ
るいは任意の温度の温水を任意の速度で出湯する方法は
、＠２図に示した潜熱蓄熱槽での、この目的のための制
御にくらべてはるかに容易である。
つことにより、潜′ｐＡ蓄熱材を均一に融溶したり、あ
るいは任意の温度の温水を任意の速度で出湯する方法は
、＠２図に示した潜熱蓄熱槽での、この目的のための制
御にくらべてはるかに容易である。
ところで、これまで特に深夜電力を熱源とした給湯器用
潜熱蓄熱装置に関して述べてきたが、例えば工業用給湯
器として廃熱を使用するなど、他の熱源の使用も可能で
あることはいうまでもない。
潜熱蓄熱装置に関して述べてきたが、例えば工業用給湯
器として廃熱を使用するなど、他の熱源の使用も可能で
あることはいうまでもない。
第４図に示した本発明の給湯器用７Ｈ熱蓄熱装置は、そ
の内容を説明するための基本構造図であるが、実際の給
湯器としては、例えば第５図に示すような潜熱蓄熱槽７
と熱交換槽１３と制御部１８を一体化した構成である。
の内容を説明するための基本構造図であるが、実際の給
湯器としては、例えば第５図に示すような潜熱蓄熱槽７
と熱交換槽１３と制御部１８を一体化した構成である。
すなわち、この例では潜熱蓄熱槽７の上部に熱交換槽１
３と制御部１８を設げである。この他、潜熱蓄熱槽の側
部あるいは下部などに熱交換槽や制御部を設けるなどこ
れらの配置は任意に設定することができる。
３と制御部１８を設げである。この他、潜熱蓄熱槽の側
部あるいは下部などに熱交換槽や制御部を設けるなどこ
れらの配置は任意に設定することができる。
潜熱蓄熱槽に小型の熱交換槽を併設し、熱交換槽内に満
たした熱媒を任意の一定温度に保ち、は、潜熱蓄り１材
の均一な融解や出湯温度及び出湯量の制御を容易にかつ
確実に行うことができ、潜熱蓄熱の的長を生かしたコン
パクトな蓄熱式給湯器を提１１１：することか可能とｔ
「った。
たした熱媒を任意の一定温度に保ち、は、潜熱蓄り１材
の均一な融解や出湯温度及び出湯量の制御を容易にかつ
確実に行うことができ、潜熱蓄熱の的長を生かしたコン
パクトな蓄熱式給湯器を提１１１：することか可能とｔ
「った。
４、図面の１ビｉ！￥！な膀明
第１図は一般的な電気温水器の幹・造図、第２し１は一
般的なシェルアンドチューブ型着熱蓄熱槽の構造図、第
３図は一般的なカプセル斃涜熱蓄ＰＡ槽の構造図、第４
図は発明による給湯用着熱装置の基本桔し造図、第５図
は不発明の給湯用温熱蓄熱装置の実施例の１例を示すは
１である。
般的なシェルアンドチューブ型着熱蓄熱槽の構造図、第
３図は一般的なカプセル斃涜熱蓄ＰＡ槽の構造図、第４
図は発明による給湯用着熱装置の基本桔し造図、第５図
は不発明の給湯用温熱蓄熱装置の実施例の１例を示すは
１である。
符号の説明
７ ゛電気温水器 ２ 断熱士４
３ 給水口 ４ 出水口
５ ヒーター ろ 水
７ 潜熱蓄熱（づ；１ ８ フィン
９ 潜熱蓄熱材 １ｏＰＳ交換器
１１ カプセル １２ 第２熱交換器１６
熱交換イ曹 １４ 熱媒１５ 攪
拌機 １６ ポンプ１７ 温度感知ａ
１８ 制御部に・−； ユ； 第１図 第２図 Φ 第３図
熱交換イ曹 １４ 熱媒１５ 攪
拌機 １６ ポンプ１７ 温度感知ａ
１８ 制御部に・−； ユ； 第１図 第２図 Φ 第３図
Claims (1)
- １、槽内に潜熱蓄熱材を充填し潜熱蓄熱材と熱媒との熱
交換のための熱交換器を配置した潜熱蓄熱槽と、槽内に
熱媒を満たし、熱媒の加熱装置と熱媒と水との熱交換の
ための熱交換器を配置した熱交換槽とから構成され、熱
交換槽内の熱媒を潜熱蓄熱槽内の熱交換器へポンプを介
して循環させることを特徴とする給湯器用潜熱蓄熱装置
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17375584A JPS6152549A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 給湯器用潜熱蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17375584A JPS6152549A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 給湯器用潜熱蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6152549A true JPS6152549A (ja) | 1986-03-15 |
Family
ID=15966533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17375584A Pending JPS6152549A (ja) | 1984-08-21 | 1984-08-21 | 給湯器用潜熱蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6152549A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225661A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 蓄熱された熱の取出装置 |
| JPH02267462A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-01 | Takuma Sogo Kenkyusho:Kk | 蓄熱型電気温水・蒸気発生器 |
| CN102853544A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-02 | 许求鑫 | 采用热媒快速加热的热水器 |
-
1984
- 1984-08-21 JP JP17375584A patent/JPS6152549A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0225661A (ja) * | 1988-07-15 | 1990-01-29 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 蓄熱された熱の取出装置 |
| JPH02267462A (ja) * | 1989-04-07 | 1990-11-01 | Takuma Sogo Kenkyusho:Kk | 蓄熱型電気温水・蒸気発生器 |
| CN102853544A (zh) * | 2012-10-09 | 2013-01-02 | 许求鑫 | 采用热媒快速加热的热水器 |
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