JPS6240621B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6240621B2 JPS6240621B2 JP54099538A JP9953879A JPS6240621B2 JP S6240621 B2 JPS6240621 B2 JP S6240621B2 JP 54099538 A JP54099538 A JP 54099538A JP 9953879 A JP9953879 A JP 9953879A JP S6240621 B2 JPS6240621 B2 JP S6240621B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- storage container
- solar
- pipe
- medium
- Prior art date
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- Expired
Links
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は太陽熱冷暖房装置に関し、さらに詳
しくは蓄熱材として金属水素化物を使用する、開
閉弁を介して水素輸送管で連結された蓄熱容器と
貯蔵容器とからなる蓄熱システム、これら２種類
の容器にはそれぞれ熱交換用ヒートパイプを内設
し、各容器より外部へ延出させた各ヒートパイプ
の端部にそれぞれ熱交換器室を設け、前記熱交換
器室を太陽熱コレクターシステムに連結したこと
を特徴とする太陽熱冷暖房蓄熱装置に関する。
しくは蓄熱材として金属水素化物を使用する、開
閉弁を介して水素輸送管で連結された蓄熱容器と
貯蔵容器とからなる蓄熱システム、これら２種類
の容器にはそれぞれ熱交換用ヒートパイプを内設
し、各容器より外部へ延出させた各ヒートパイプ
の端部にそれぞれ熱交換器室を設け、前記熱交換
器室を太陽熱コレクターシステムに連結したこと
を特徴とする太陽熱冷暖房蓄熱装置に関する。
この発明は、近年注目されている太陽熱冷暖房
蓄熱装置において、その蓄熱系として長期蓄熱が
可能な特定の化学物質を用いる化学蓄熱システム
が組込まれたものであり、現在使用されている水
蓄熱法よりも優れた太陽熱冷暖房蓄熱装置を提供
するものである。
蓄熱装置において、その蓄熱系として長期蓄熱が
可能な特定の化学物質を用いる化学蓄熱システム
が組込まれたものであり、現在使用されている水
蓄熱法よりも優れた太陽熱冷暖房蓄熱装置を提供
するものである。
この発明による装置の特徴は(1)蓄熱材料として
アンモニウム化合物、水酸化物、金属水素化物等
の中から、太陽熱の集熱温度の観点から金属水素
化物を選定したこと、(2)金属水素化物の熱交換に
際して、熱負荷を作動させる熱媒体で直接熱交換
させずに蓄熱室および貯蔵室に内設したヒートパ
イプを通じて熱交換を行なうよう構成したこと、
(3)前記２室より延出させたヒートパイプの端部に
熱交換器室を設けたこと、(4)熱交換器室は場合に
より２分して高温熱媒体（例えば油）と低温媒体
（例えば水）との二つの異なる熱媒体を通じて太
陽熱の蓄熱および放熱のための熱交換を可能なら
しめるよう構成したこと等が挙げられる。
アンモニウム化合物、水酸化物、金属水素化物等
の中から、太陽熱の集熱温度の観点から金属水素
化物を選定したこと、(2)金属水素化物の熱交換に
際して、熱負荷を作動させる熱媒体で直接熱交換
させずに蓄熱室および貯蔵室に内設したヒートパ
イプを通じて熱交換を行なうよう構成したこと、
(3)前記２室より延出させたヒートパイプの端部に
熱交換器室を設けたこと、(4)熱交換器室は場合に
より２分して高温熱媒体（例えば油）と低温媒体
（例えば水）との二つの異なる熱媒体を通じて太
陽熱の蓄熱および放熱のための熱交換を可能なら
しめるよう構成したこと等が挙げられる。
この発明の装置の利点その他は更に以下の説明
で明らかにされるであろう。
で明らかにされるであろう。
第１図を用いてこの発明を説明するが、この発
明の装置は、蓄熱システムと太陽熱コレクターシ
ステムに大別される。
明の装置は、蓄熱システムと太陽熱コレクターシ
ステムに大別される。
先ず蓄熱システムについて述べれば、水素化反
応熱の大きい金属水素化物M1H（M1：金属また
は合金、Ｈ：水素）３、例えばCaNi5H6等を収納
した蓄熱容器１、水素化反応熱の比較的小さい金
属水素化物M2H４、例えばLaNi5H6等を収納した
貯蔵容器２、この２容器を開閉弁５を介して連結
する水素輸送管６によつて基本的に構成されてい
る。蓄熱容器１と貯蔵容器２には、それぞれ熱交
換用ヒートパイプ（好ましくはフイン付）７，８
が内設され、また前記各容器から外部へ延出させ
たヒートパイプの端部が熱交換器室９，１０に内
設されるよう構成されている。また熱交換器室
９，１０は、それぞれ仕切り板１１，１２によつ
て２室に分けられ、ヒートパイプ７，８の端部は
仕切板１１，１２を貫通して内設されている。こ
の２室に分けた各室には、高温熱媒体または低温
熱媒体が別々に循環し、ヒートパイプへの熱交換
を可能ならしめるよう太陽熱コレクターシステム
に連結されている。
応熱の大きい金属水素化物M1H（M1：金属また
は合金、Ｈ：水素）３、例えばCaNi5H6等を収納
した蓄熱容器１、水素化反応熱の比較的小さい金
属水素化物M2H４、例えばLaNi5H6等を収納した
貯蔵容器２、この２容器を開閉弁５を介して連結
する水素輸送管６によつて基本的に構成されてい
る。蓄熱容器１と貯蔵容器２には、それぞれ熱交
換用ヒートパイプ（好ましくはフイン付）７，８
が内設され、また前記各容器から外部へ延出させ
たヒートパイプの端部が熱交換器室９，１０に内
設されるよう構成されている。また熱交換器室
９，１０は、それぞれ仕切り板１１，１２によつ
て２室に分けられ、ヒートパイプ７，８の端部は
仕切板１１，１２を貫通して内設されている。こ
の２室に分けた各室には、高温熱媒体または低温
熱媒体が別々に循環し、ヒートパイプへの熱交換
を可能ならしめるよう太陽熱コレクターシステム
に連結されている。
一方、太陽熱コレクターシステムは、太陽熱コ
レクター１３で集めた熱エネルギーを熱媒体によ
つて輸送する循環熱媒体輸送管１４，１５，１６
および熱負荷１７より基本的に構成されている。
前記輸送管１４，１５，１６には熱媒体を輸送す
るためのポンプ１８，１９，２０が設置されてい
る。前記輸送管１４，１５は高温熱媒体、例えば
油を、また１６は低温熱媒体、例えば水を循環輸
送するためのものである。
レクター１３で集めた熱エネルギーを熱媒体によ
つて輸送する循環熱媒体輸送管１４，１５，１６
および熱負荷１７より基本的に構成されている。
前記輸送管１４，１５，１６には熱媒体を輸送す
るためのポンプ１８，１９，２０が設置されてい
る。前記輸送管１４，１５は高温熱媒体、例えば
油を、また１６は低温熱媒体、例えば水を循環輸
送するためのものである。
太陽熱コレクターとしては特に限定はないが、
高性能のコレクターの使用が望ましく、例えばフ
レネルレンズの併用、ヒートパイプとフレネルレ
ンズとの併用が挙げられる。この場合温度レベル
が100℃以上になるので、集熱媒体〔前記循環熱
媒体輸送管１４，１５内を循環する熱媒体〕とし
ては油を使用するのが便利であり、150〜200℃の
集熱も可能である。このような温度レベルにおい
て冷房は通常の吸収式冷凍機等で行なうことがで
き、一方暖房は市水と熱交換することによつて適
温まで下げて行なうことができる。
高性能のコレクターの使用が望ましく、例えばフ
レネルレンズの併用、ヒートパイプとフレネルレ
ンズとの併用が挙げられる。この場合温度レベル
が100℃以上になるので、集熱媒体〔前記循環熱
媒体輸送管１４，１５内を循環する熱媒体〕とし
ては油を使用するのが便利であり、150〜200℃の
集熱も可能である。このような温度レベルにおい
て冷房は通常の吸収式冷凍機等で行なうことがで
き、一方暖房は市水と熱交換することによつて適
温まで下げて行なうことができる。
以下、このシステムの作動について述べる。
(a) 太陽熱により加熱された熱媒体の熱量が、熱
負荷（冷暖房機）を稼動させてなお余る場合 太陽熱コレクター１３により加熱された熱媒
体（油）は、ポンプ１８によつて循環熱媒体輸
送管１４（実線）を循環し熱負荷１７を作動さ
せ、次いで熱交換器室１９の２分された一室を
通つて熱交換された余剰の熱量は、ヒートパイ
プ７を通じて蓄熱容器１に移動する。この熱量
によつて蓄熱容器１内の蓄熱材M1H３が分解
し発生した水素は、開閉弁５を開いて水素輸送
管６を通つて貯蔵容器２に送られる。なお熱交
換器室１９を出た熱媒体（油）は循環熱媒体輸
送管１４によつて太陽熱コレクター１３にもど
される。M1Hより発生した水素は貯蔵容器２
内のM2と反応し反応熱を放出するので〔但
し、蓄熱容器１内の金属水素化物M1Hによる
熱量の放出速度より遅い〕、M2を冷却してでき
るだけ低い水素圧で放出させるようにする。こ
のためポンプ２１によつて冷却水輸送管２２を
通じて冷却水を熱交換器室２１０の２分された
一室に送つてヒートパイプ８を通じてM2を冷
却し、排水管２３にて排水する。かようにして
M1Hの分解によつて発生した水素が円滑にM2
と結合し蓄熱が行なわれる。
負荷（冷暖房機）を稼動させてなお余る場合 太陽熱コレクター１３により加熱された熱媒
体（油）は、ポンプ１８によつて循環熱媒体輸
送管１４（実線）を循環し熱負荷１７を作動さ
せ、次いで熱交換器室１９の２分された一室を
通つて熱交換された余剰の熱量は、ヒートパイ
プ７を通じて蓄熱容器１に移動する。この熱量
によつて蓄熱容器１内の蓄熱材M1H３が分解
し発生した水素は、開閉弁５を開いて水素輸送
管６を通つて貯蔵容器２に送られる。なお熱交
換器室１９を出た熱媒体（油）は循環熱媒体輸
送管１４によつて太陽熱コレクター１３にもど
される。M1Hより発生した水素は貯蔵容器２
内のM2と反応し反応熱を放出するので〔但
し、蓄熱容器１内の金属水素化物M1Hによる
熱量の放出速度より遅い〕、M2を冷却してでき
るだけ低い水素圧で放出させるようにする。こ
のためポンプ２１によつて冷却水輸送管２２を
通じて冷却水を熱交換器室２１０の２分された
一室に送つてヒートパイプ８を通じてM2を冷
却し、排水管２３にて排水する。かようにして
M1Hの分解によつて発生した水素が円滑にM2
と結合し蓄熱が行なわれる。
(b) 太陽熱により加熱された熱媒体の熱量が熱負
荷（冷暖房機）を稼動させるのに不足する場合 この場合、太陽熱コレクター１３で集めた熱
エネルギーを直接、冷暖房負荷１７には使用で
きないので、貯蔵容器２中にM2Hとして貯え
られている水素を蓄熱容器１に移動させM1と
反応させて発生した熱量を使用する。このた
め、太陽熱コレクター１３で加熱された熱媒体
（油）はポンプ１９によつて循環冷媒輸送管１
５を通つて熱交換器室２１０の２分されたもう
一つの室に送られ熱交換して循環する。交換さ
れた熱エネルギーは、ヒートパイプ８を通つて
貯蔵容器２内の金属水素化物M2H４に供給さ
れM2Hより水素が速やかに放出される。この
水素は、開閉弁５を開き水素輸送管６によつて
蓄熱容器１に送られM1＋Ｈ→M1H＋△Ｈの反
応を起し△Ｈの熱量を発生する。この熱エネル
ギーは、ヒートパイプ７を通つて熱交換室１９
の２分したもう一つの室に移動し、熱媒体
（水）を加熱しこの熱媒体はポンプ２０によつ
て循環路熱媒体輸送管１６を通つて熱負荷１７
に送られこの熱負荷を作動させる。このよう
に、集熱量が不足する場合は、集熱量が熱負荷
を作動させるのに必要な量を越える際に蓄熱し
ておいた熱エネルギーを放出して熱負荷を作動
させることができる。
荷（冷暖房機）を稼動させるのに不足する場合 この場合、太陽熱コレクター１３で集めた熱
エネルギーを直接、冷暖房負荷１７には使用で
きないので、貯蔵容器２中にM2Hとして貯え
られている水素を蓄熱容器１に移動させM1と
反応させて発生した熱量を使用する。このた
め、太陽熱コレクター１３で加熱された熱媒体
（油）はポンプ１９によつて循環冷媒輸送管１
５を通つて熱交換器室２１０の２分されたもう
一つの室に送られ熱交換して循環する。交換さ
れた熱エネルギーは、ヒートパイプ８を通つて
貯蔵容器２内の金属水素化物M2H４に供給さ
れM2Hより水素が速やかに放出される。この
水素は、開閉弁５を開き水素輸送管６によつて
蓄熱容器１に送られM1＋Ｈ→M1H＋△Ｈの反
応を起し△Ｈの熱量を発生する。この熱エネル
ギーは、ヒートパイプ７を通つて熱交換室１９
の２分したもう一つの室に移動し、熱媒体
（水）を加熱しこの熱媒体はポンプ２０によつ
て循環路熱媒体輸送管１６を通つて熱負荷１７
に送られこの熱負荷を作動させる。このよう
に、集熱量が不足する場合は、集熱量が熱負荷
を作動させるのに必要な量を越える際に蓄熱し
ておいた熱エネルギーを放出して熱負荷を作動
させることができる。
上記したシステムに基づいて次のごとき実験を
行なつた。
行なつた。
実験例
8000Kcal／Ｈ規模で蓄熱容器（160容積）中
にM1としてCaNi5合金160Kgを収納し、貯蔵容器
（前記蓄熱容器と同様）にM2としてLaNi5合金213
Kgを収納し、実験前に予めLaNi5を水素ガスで飽
和させた。ヒートパイプとしてはアルミフイン付
ヒートパイプで16000Kcal／Ｈの輸送能力のもの
を用いた。なお太陽熱コレクターには、熱媒体と
してシリコンオイル（粘度100cs）を用い真空管
方式集熱器を使用し、熱負荷として発熱量に一致
した熱負荷（温風機）を使用し冷暖房機の代替と
した。
にM1としてCaNi5合金160Kgを収納し、貯蔵容器
（前記蓄熱容器と同様）にM2としてLaNi5合金213
Kgを収納し、実験前に予めLaNi5を水素ガスで飽
和させた。ヒートパイプとしてはアルミフイン付
ヒートパイプで16000Kcal／Ｈの輸送能力のもの
を用いた。なお太陽熱コレクターには、熱媒体と
してシリコンオイル（粘度100cs）を用い真空管
方式集熱器を使用し、熱負荷として発熱量に一致
した熱負荷（温風機）を使用し冷暖房機の代替と
した。
この発明においては、上記に説明したようにヒ
ートパイプを熱交換に用いるが、これによつて次
のような利点が得られる。即ち熱媒体輸送管を直
接蓄熱容器および貯蔵容器に挿入した場合は、前
記輸送管が細くなることから、特に水を熱媒体と
して使用する場合、錆や水垢が付着しやすくな
り、充分な加熱、冷却効果が期待できず、また輸
送管が細くなると熱媒体に加わる圧力損失が大き
く熱媒体の流量が減少して熱交換を充分に行ない
にくい。これに対してヒートパイプは熱伝導率、
均熱性が良好で水垢等が発生せず熱輸送に対して
極めて有利である。
ートパイプを熱交換に用いるが、これによつて次
のような利点が得られる。即ち熱媒体輸送管を直
接蓄熱容器および貯蔵容器に挿入した場合は、前
記輸送管が細くなることから、特に水を熱媒体と
して使用する場合、錆や水垢が付着しやすくな
り、充分な加熱、冷却効果が期待できず、また輸
送管が細くなると熱媒体に加わる圧力損失が大き
く熱媒体の流量が減少して熱交換を充分に行ない
にくい。これに対してヒートパイプは熱伝導率、
均熱性が良好で水垢等が発生せず熱輸送に対して
極めて有利である。
さらに前記のごとく、蓄熱容器、貯蔵容器とは
別個に熱交換器室を設けたことによる利点として
は、次のようなものがある。即ち金属水素化物を
収納した各容器とヒートパイプを一体化してお
き、熱交換器室を取換え可能な構造とすれば、金
属水素化物を収納した容器自体の掃除等のメイン
テナンスの必要がなく、熱交換器室だけの掃除で
充分であり、システム全体のメインテナンスが容
易になる。
別個に熱交換器室を設けたことによる利点として
は、次のようなものがある。即ち金属水素化物を
収納した各容器とヒートパイプを一体化してお
き、熱交換器室を取換え可能な構造とすれば、金
属水素化物を収納した容器自体の掃除等のメイン
テナンスの必要がなく、熱交換器室だけの掃除で
充分であり、システム全体のメインテナンスが容
易になる。
また前記熱交換器室は仕切り板で２分され、高
温熱媒体または低温熱媒体が別々に循環して熱交
換が行なわれ、同一の熱交換器室で種類の異なる
熱媒体（水と油等）によつて熱交換を行なう場合
のように熱媒体が混合し、太陽熱コレクターの性
能に悪影響を与えるということがなくメインテナ
ンス上極めて有利である。
温熱媒体または低温熱媒体が別々に循環して熱交
換が行なわれ、同一の熱交換器室で種類の異なる
熱媒体（水と油等）によつて熱交換を行なう場合
のように熱媒体が混合し、太陽熱コレクターの性
能に悪影響を与えるということがなくメインテナ
ンス上極めて有利である。
以上のごとく、この発明の太陽熱冷暖房蓄熱装
置は、従来用いられている水蓄熱法に代つて長期
蓄熱システムを組込んだ太陽熱冷暖房蓄熱装置と
して画期的な装置であると言える。
置は、従来用いられている水蓄熱法に代つて長期
蓄熱システムを組込んだ太陽熱冷暖房蓄熱装置と
して画期的な装置であると言える。
第１図は本発明の太陽熱冷暖房蓄熱装置の具体
例を示す説明図である。 １…蓄熱容器、２…貯蔵容器、３，４…金属水
素化物、５…開閉弁、６…水素輸送管、７，８…
ヒートパイプ、９，１０…熱交換器室、１１，１
２…仕切り板、１３…太陽熱コレクター、１４，
１５，１６…循環熱媒体輸送管、１７…冷暖房熱
負荷、１８，１９，２０，２１…ポンプ、２２…
冷却水輸送管、２３…排水管。
例を示す説明図である。 １…蓄熱容器、２…貯蔵容器、３，４…金属水
素化物、５…開閉弁、６…水素輸送管、７，８…
ヒートパイプ、９，１０…熱交換器室、１１，１
２…仕切り板、１３…太陽熱コレクター、１４，
１５，１６…循環熱媒体輸送管、１７…冷暖房熱
負荷、１８，１９，２０，２１…ポンプ、２２…
冷却水輸送管、２３…排水管。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 蓄熱材として金属水素化物を使用する、開閉
弁を介して水素輸送管で連結された蓄熱容器と貯
蔵容器とからなる蓄熱システム、これら２種類の
容器にはそれぞれ熱交換用ヒートパイプを内設
し、各容器より外部へ延出させた各ヒートパイプ
の端部にそれぞれ熱交換器室を設け、前記熱交換
器室を太陽熱コレクターシステムに連結したこと
を特徴とする太陽熱冷暖房蓄熱装置。 ２ 熱交換器室が高温熱媒体と低温熱媒体とをそ
れぞれ独立に循環しうるよう２分され、蓄熱容器
および貯蔵容器より外部へ延出させた各ヒートパ
イプの端部が２分されたそれぞれの室にまたがつ
て内設してなる特許請求の範囲第１項記載の太陽
熱冷暖房蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9953879A JPS5623667A (en) | 1979-08-03 | 1979-08-03 | Heat accumulator for solar heat cooling and heating |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9953879A JPS5623667A (en) | 1979-08-03 | 1979-08-03 | Heat accumulator for solar heat cooling and heating |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5623667A JPS5623667A (en) | 1981-03-06 |
| JPS6240621B2 true JPS6240621B2 (ja) | 1987-08-28 |
Family
ID=14249967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9953879A Granted JPS5623667A (en) | 1979-08-03 | 1979-08-03 | Heat accumulator for solar heat cooling and heating |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5623667A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57183474U (ja) * | 1981-05-14 | 1982-11-20 | ||
| NZ585425A (en) * | 2009-06-16 | 2011-12-22 | Solar Fusion Power Pty Ltd | A solar energy collection and storage system using a hydrogen storage system |
-
1979
- 1979-08-03 JP JP9953879A patent/JPS5623667A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5623667A (en) | 1981-03-06 |
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