JPS62196597A - 熱利用システム - Google Patents
熱利用システムInfo
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- JPS62196597A JPS62196597A JP61037234A JP3723486A JPS62196597A JP S62196597 A JPS62196597 A JP S62196597A JP 61037234 A JP61037234 A JP 61037234A JP 3723486 A JP3723486 A JP 3723486A JP S62196597 A JPS62196597 A JP S62196597A
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- JP
- Japan
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- heat
- heat utilization
- hydrogen
- metal hydride
- thermal loads
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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
- F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S90/00—Solar heat systems not otherwise provided for
-
- 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
- F28D21/00—Heat-exchange apparatus not covered by any of the groups F28D1/00 - F28D20/00
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
-
- 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
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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、金属水素化物を使用した熱利用システムに関
する。
する。
(ロ)従来の技術
従来から、集熱器より熱負荷へ熱媒を循環供給すること
により、太陽熱、工場廃熱、廃棄物焼却熱等を有効利用
する熱利用ユニットが知られている。
により、太陽熱、工場廃熱、廃棄物焼却熱等を有効利用
する熱利用ユニットが知られている。
また、このような熱利用ユニットを複数台設置する場合
があるが、従来は、各ユニット間で熱利用温度レベルが
異なると熱媒を一緒に出来ないことがら各熱利用ユニッ
トはそれぞれ独立に設置していた。
があるが、従来は、各ユニット間で熱利用温度レベルが
異なると熱媒を一緒に出来ないことがら各熱利用ユニッ
トはそれぞれ独立に設置していた。
(ハ)発明が解決しようとする問題点
しかしながら、上記のように複数台の熱利用ユニットを
それぞれ独立に設置すると、各ユニットで熱の過不足が
生じても相互に融通し合うことができない。この結果、
熱が過剰となる側のユニットは余った熱を棄てることに
なり、また、熱が不足する側のユニットでは不足分を補
うため、ヒータ等の補助熱源を設置しなければならない
。このように従来の熱利用システムにおいては、熱を効
率良く利用することができないという問題点があった。
それぞれ独立に設置すると、各ユニットで熱の過不足が
生じても相互に融通し合うことができない。この結果、
熱が過剰となる側のユニットは余った熱を棄てることに
なり、また、熱が不足する側のユニットでは不足分を補
うため、ヒータ等の補助熱源を設置しなければならない
。このように従来の熱利用システムにおいては、熱を効
率良く利用することができないという問題点があった。
(ニ)問題点を解決するための手段
本発明は、熱利用温度レベルの異なるユニット間でも熱
を融通し合い、各ユニットで過不足なく熱を有効利用で
きる熱利用システムを提供することを目的とし、各熱利
用ユニット内の熱源から熱媒を循環供給する熱負荷の出
入口にそれぞれ金属水素化物容器を設置し、各熱利用ユ
ニットの各熱負荷入口側に設置される各金属水素化物容
器間および各熱負荷出口側に′m置される金属水素化物
容器間をそれぞれ水素配管で連結するようにしたもので
ある。
を融通し合い、各ユニットで過不足なく熱を有効利用で
きる熱利用システムを提供することを目的とし、各熱利
用ユニット内の熱源から熱媒を循環供給する熱負荷の出
入口にそれぞれ金属水素化物容器を設置し、各熱利用ユ
ニットの各熱負荷入口側に設置される各金属水素化物容
器間および各熱負荷出口側に′m置される金属水素化物
容器間をそれぞれ水素配管で連結するようにしたもので
ある。
(ホ)作用
本発明の熱利用システムは、ある熱利用ユニット内にお
ける熱媒温度が熱負荷駆動温度より高い場合には、その
熱利用ユニット内の金属水素化物容器の金属水素化物を
熱媒により加熱して脱水素化させ、発生した水素ガスを
水素配管を通して熱負荷駆動温度より熱媒温度の低い他
の熱利用ユニットの金属水素化物容器に導入し、水素化
反応により発生した熱で熱媒を加熱し、利用するように
したもので、熱利用システム全体としての熱利用効率の
向上が図られる。
ける熱媒温度が熱負荷駆動温度より高い場合には、その
熱利用ユニット内の金属水素化物容器の金属水素化物を
熱媒により加熱して脱水素化させ、発生した水素ガスを
水素配管を通して熱負荷駆動温度より熱媒温度の低い他
の熱利用ユニットの金属水素化物容器に導入し、水素化
反応により発生した熱で熱媒を加熱し、利用するように
したもので、熱利用システム全体としての熱利用効率の
向上が図られる。
また、熱利用ユニット間の熱の移動はすべて水素ガスの
形態で行なわれるため、熱利用ユニット間に大きな距離
があっても熱損失は小さい。更に、金属水素化物容器に
充填する金属水素化物の組み合わせを選択することによ
って熱利用温度レベル ・の異なる熱利用ユニット間で
も熱を有効に移動させることができる。従って、単一の
熱利用ユニットで発生した余剰熱を他の熱利用ユニット
で有効に利用でき、熱利用システム全体として熱源の熱
を有効に利用することができる。更に、熱源へ供給する
熱の温度レベルが調整されるため熱利用システム全体と
しての熱利用効率の向上が図られる。
形態で行なわれるため、熱利用ユニット間に大きな距離
があっても熱損失は小さい。更に、金属水素化物容器に
充填する金属水素化物の組み合わせを選択することによ
って熱利用温度レベル ・の異なる熱利用ユニット間で
も熱を有効に移動させることができる。従って、単一の
熱利用ユニットで発生した余剰熱を他の熱利用ユニット
で有効に利用でき、熱利用システム全体として熱源の熱
を有効に利用することができる。更に、熱源へ供給する
熱の温度レベルが調整されるため熱利用システム全体と
しての熱利用効率の向上が図られる。
(へ)実施例
図は本発明の熱利用システムの一実施例のシステム構成
図を示したもので、熱源として太陽熱集熱器を使用した
3個の熱利用ユニット11..21.31で熱利用シス
テムを構成した場合の例である。各熱利用ユニット11
,21.31において、太陽熱集熱器12゜22.32
(熱源)により加熱された熱媒(図示せず)は、熱媒経
路13,23.33を通って熱負荷入口側に設けられた
金属水素化物容器14,24.34の熱交換器15,2
5゜35に送られる。そこで熱の授受が行なわれて温度
調整された熱媒は、熱負荷16,26.36に供給され
て熱負荷を駆動する。その結果、温度の低下した熱媒は
更に熱負荷出口側に設けられた金属水素化物容器17,
27.37の熱交換器18,28.38に送られる。そ
こで、再び熱の授受が行なわれて温度調整された熱媒は
、ポンプ19,29.39により太陽熱集熱器12゜2
2.32に戻され、@環される。
図を示したもので、熱源として太陽熱集熱器を使用した
3個の熱利用ユニット11..21.31で熱利用シス
テムを構成した場合の例である。各熱利用ユニット11
,21.31において、太陽熱集熱器12゜22.32
(熱源)により加熱された熱媒(図示せず)は、熱媒経
路13,23.33を通って熱負荷入口側に設けられた
金属水素化物容器14,24.34の熱交換器15,2
5゜35に送られる。そこで熱の授受が行なわれて温度
調整された熱媒は、熱負荷16,26.36に供給され
て熱負荷を駆動する。その結果、温度の低下した熱媒は
更に熱負荷出口側に設けられた金属水素化物容器17,
27.37の熱交換器18,28.38に送られる。そ
こで、再び熱の授受が行なわれて温度調整された熱媒は
、ポンプ19,29.39により太陽熱集熱器12゜2
2.32に戻され、@環される。
このとき、熱負荷入口側金属水素化物容器14゜24.
34間では開閉弁41,42.43から水素配管47を
介して、また、熱負荷出口側金属水素化物容器17゜2
7.37間では開閉弁44,45.46から水素配管4
8を介して水素移動が行なわれる。これら水素移動は、
各熱利用ユニット11,21.31間の熱媒の熱負荷入
口温度あるいは熱負荷出口温度の大小関係により起きる
。
34間では開閉弁41,42.43から水素配管47を
介して、また、熱負荷出口側金属水素化物容器17゜2
7.37間では開閉弁44,45.46から水素配管4
8を介して水素移動が行なわれる。これら水素移動は、
各熱利用ユニット11,21.31間の熱媒の熱負荷入
口温度あるいは熱負荷出口温度の大小関係により起きる
。
例えば、熱利用ユニット11の熱負荷入口の熱媒温度が
高いのに対して、他の熱利用ユニット21゜31の熱負
荷入口の熱媒温度が低い場合、水素ガスは熱利用ユニッ
ト11から熱利用ユニット21.31へ移動する。これ
により、金属水素化物容器17で水素放出反応、金属水
素化物容器27 、37で水素吸収反応が行なわれて、
熱利用ユニット11の余剰熱は熱利用ユニット21.3
1へ分配供給される。
高いのに対して、他の熱利用ユニット21゜31の熱負
荷入口の熱媒温度が低い場合、水素ガスは熱利用ユニッ
ト11から熱利用ユニット21.31へ移動する。これ
により、金属水素化物容器17で水素放出反応、金属水
素化物容器27 、37で水素吸収反応が行なわれて、
熱利用ユニット11の余剰熱は熱利用ユニット21.3
1へ分配供給される。
一方、熱利用ユニット11の熱負荷が大きく熱負荷通過
後の熱媒の温度低下が熱利用ユニット21より大きい場
合には水素ガスは金属水素化物容器27より金属水素化
物容器17へ移動する。逆に熱利用ユニット21の熱負
荷が大きく熱負荷通過後の熱媒の温度低下が熱利用ユニ
ット11より大きい場合は、水素ガスは金属水素化物容
器17より金属水素化物容器27に移動する。
後の熱媒の温度低下が熱利用ユニット21より大きい場
合には水素ガスは金属水素化物容器27より金属水素化
物容器17へ移動する。逆に熱利用ユニット21の熱負
荷が大きく熱負荷通過後の熱媒の温度低下が熱利用ユニ
ット11より大きい場合は、水素ガスは金属水素化物容
器17より金属水素化物容器27に移動する。
このように水素ガスは熱媒の温度差に応じて移動する。
但し、システム内の全ての水素ガスが一つの熱利用ユニ
ット内の金属水素化物容器例えば14.17に移動し、
なおかつ熱利用ユニット11で熱が不足する場合には、
それ以上の水素ガスの移動は起こらず、熱交換器15.
18での熱媒の加熱もできなくなる。このような場合に
は、熱利用ユニット11において補助熱源を使用して熱
量を補うことが必要となる。また、金属水素化物容器1
4.17の水素ガスは、夜間に深夜電力等を用いて金属
水素化物容器14.17内の金属水素化物を加熱し、脱
水素化することにより各金属水素化物容器14,24.
34および17,27.37内に均等になるように移動
させ、水素ガスの各容器への分布が不均一にならないよ
うにする必要がある。
ット内の金属水素化物容器例えば14.17に移動し、
なおかつ熱利用ユニット11で熱が不足する場合には、
それ以上の水素ガスの移動は起こらず、熱交換器15.
18での熱媒の加熱もできなくなる。このような場合に
は、熱利用ユニット11において補助熱源を使用して熱
量を補うことが必要となる。また、金属水素化物容器1
4.17の水素ガスは、夜間に深夜電力等を用いて金属
水素化物容器14.17内の金属水素化物を加熱し、脱
水素化することにより各金属水素化物容器14,24.
34および17,27.37内に均等になるように移動
させ、水素ガスの各容器への分布が不均一にならないよ
うにする必要がある。
このように、本実施例の熱利用システムでは、集熱され
た熱を熱利用ユニット間にわたって利用できるため、設
置場所の制限により水平面あるいは垂直面にしか太陽熱
集熱器を設置できない場合にも集熱量の時間的な変動を
平準化でき、太陽熱を有効に活用することが可能となる
。
た熱を熱利用ユニット間にわたって利用できるため、設
置場所の制限により水平面あるいは垂直面にしか太陽熱
集熱器を設置できない場合にも集熱量の時間的な変動を
平準化でき、太陽熱を有効に活用することが可能となる
。
この場合、太陽熱を利用する熱負荷としては、冷暖房空
調機、乾燥器、加熱器等が使用できるが、本実施例の熱
利用システムでは、負荷変動が大きい場合にもその使用
が容易となる。
調機、乾燥器、加熱器等が使用できるが、本実施例の熱
利用システムでは、負荷変動が大きい場合にもその使用
が容易となる。
なお、各熱利用ユニットの熱負荷入口側金属水素化物容
器および熱負荷出口側金属水素化物容器に充填する金属
水素化物は熱利用温度での平衡水素圧力が1〜10at
m程度のものが望ましく、例えば、熱利用温度80〜9
0℃の場合には、Ca−Ni系合金水素化物(CaNi
s水素化物等)、La −Ni系合金水素化物(La
Ni4.7AQO,s水素化物等)等が、100〜15
0℃の場合には、ZrMn 2系合金水素化物(Tio
、5Zro、s(Mno、gFeo、2)+、を水素化
物等)等が使用できる材料として挙げられる。
器および熱負荷出口側金属水素化物容器に充填する金属
水素化物は熱利用温度での平衡水素圧力が1〜10at
m程度のものが望ましく、例えば、熱利用温度80〜9
0℃の場合には、Ca−Ni系合金水素化物(CaNi
s水素化物等)、La −Ni系合金水素化物(La
Ni4.7AQO,s水素化物等)等が、100〜15
0℃の場合には、ZrMn 2系合金水素化物(Tio
、5Zro、s(Mno、gFeo、2)+、を水素化
物等)等が使用できる材料として挙げられる。
また、各熱利用ユニットの熱利用温度がほとんど同じ場
合には、各熱利用ユニットの金属水素化物容器に同一の
種類の金属水素化物を充填すればよく、また、熱利用温
度が異なる場合には、各熱利用ユニットの熱利用温度に
おける平衡水素圧力がほぼ等しい金属水素化物の組み合
わせにより、各金属水素化物容器での熱再生温度は各々
の熱利用ユニットでの熱利用温度に合致したものとなり
、極めて有効に熱利用を行なうことができる。
合には、各熱利用ユニットの金属水素化物容器に同一の
種類の金属水素化物を充填すればよく、また、熱利用温
度が異なる場合には、各熱利用ユニットの熱利用温度に
おける平衡水素圧力がほぼ等しい金属水素化物の組み合
わせにより、各金属水素化物容器での熱再生温度は各々
の熱利用ユニットでの熱利用温度に合致したものとなり
、極めて有効に熱利用を行なうことができる。
また、前記熱利用システムにおける太陽熱集熱器として
は平板型あるいは真空ガラス型のものが使用できる。
は平板型あるいは真空ガラス型のものが使用できる。
また、本発明による熱利用システムの熱源としては太陽
熱以外に工場廃熱、廃棄物焼却熱等幅広く使用できるこ
とは言う迄もない。
熱以外に工場廃熱、廃棄物焼却熱等幅広く使用できるこ
とは言う迄もない。
(ト)発明の効果
以上のように本発明によれば、複数個の熱利用ユニット
相互間の熱の移動を金属水素化物を使用して水素の形態
で行なっているため、以下のような効果を有する。
相互間の熱の移動を金属水素化物を使用して水素の形態
で行なっているため、以下のような効果を有する。
■熱利用ユニット内で生じた余剰の熱を、熱が不足する
他の熱利用ユニットに、移動させることができるため、
熱源からの熱供給量の変動および熱負荷量の変動に伴う
熱利用ユニット内の熱の過不足を最小限に抑え、熱利用
システム全体として熱源の熱を有効に利用できる。
他の熱利用ユニットに、移動させることができるため、
熱源からの熱供給量の変動および熱負荷量の変動に伴う
熱利用ユニット内の熱の過不足を最小限に抑え、熱利用
システム全体として熱源の熱を有効に利用できる。
■熱を水素の形態で移動させるため、熱利用ユニット間
に大きな距離がある場合にも、小さな熱損失で熱を移動
させることができる。
に大きな距離がある場合にも、小さな熱損失で熱を移動
させることができる。
■使用する金属水素化物の組み合わせを選択することに
より、各熱利用ユニットの熱利用温度に合致した温度レ
ベルの熱を相互に供給することができる。
より、各熱利用ユニットの熱利用温度に合致した温度レ
ベルの熱を相互に供給することができる。
以上のことから、熱利用ユニット内の熱の過不足を最小
限に抑え、しかも熱利用ユニット間に大きな距離がある
場合にも、その熱利用温度に合致した温度の熱を相互に
供給し、システム全体として熱源からの熱を有効に利用
することが可能な実用上極めて優れた熱利用システムが
得られる。
限に抑え、しかも熱利用ユニット間に大きな距離がある
場合にも、その熱利用温度に合致した温度の熱を相互に
供給し、システム全体として熱源からの熱を有効に利用
することが可能な実用上極めて優れた熱利用システムが
得られる。
図は本発明の熱利用システムの一実施例のシステム構成
図である。 11.21,3] ・・・熱利用ユニット、12,22
.32・・・太陽熱集熱器、13,23.33・・・熱
媒経路、14.24.34・・・熱負荷入口側金属水素
化物容器、1.5.1B、25.28,35.38・・
・熱交換器、 16,26.36・・・熱負荷、17,
27.37・・・熱負荷出口側金属水素化物容器、19
,29.39・・・熱媒用ポンプ、41〜46・・・開
閉弁、 47.48・・・水素配管。
図である。 11.21,3] ・・・熱利用ユニット、12,22
.32・・・太陽熱集熱器、13,23.33・・・熱
媒経路、14.24.34・・・熱負荷入口側金属水素
化物容器、1.5.1B、25.28,35.38・・
・熱交換器、 16,26.36・・・熱負荷、17,
27.37・・・熱負荷出口側金属水素化物容器、19
,29.39・・・熱媒用ポンプ、41〜46・・・開
閉弁、 47.48・・・水素配管。
Claims (1)
- 熱源から熱負荷に熱媒配管を通して熱媒を循環供給する
熱利用ユニットを複数台備えてなる熱利用システムにお
いて、各熱利用ユニットにおける熱媒管の熱負荷入口側
と出口側にそれぞれ内部に金属水素化物と共に熱交換器
を収容してなる金属水素化物容器を配置し、前記熱媒管
をその熱交換器に接続すると共に、各熱利用ユニットの
熱負荷入口側に配置した各金属水素化物容器間および出
口側に配置した各金属水素化物容器間をそれぞれ水素配
管で接続したことを特徴とする熱利用システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61037234A JPS62196597A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 熱利用システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61037234A JPS62196597A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 熱利用システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62196597A true JPS62196597A (ja) | 1987-08-29 |
JPH0524438B2 JPH0524438B2 (ja) | 1993-04-07 |
Family
ID=12491917
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61037234A Granted JPS62196597A (ja) | 1986-02-24 | 1986-02-24 | 熱利用システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62196597A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008068008A1 (de) * | 2006-12-07 | 2008-06-12 | Krones Ag | Vorrichtung zum erzeugen von prozesswärme für eine verpackungseinrichtung |
CN106524809A (zh) * | 2016-12-01 | 2017-03-22 | 西安交通大学 | 一种基于可逆化学反应的梯级储能与释能系统及方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5943720A (ja) * | 1982-09-06 | 1984-03-10 | Iseki & Co Ltd | 搬送装置 |
-
1986
- 1986-02-24 JP JP61037234A patent/JPS62196597A/ja active Granted
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