JPS625278B2 - - Google Patents
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- JPS625278B2 JPS625278B2 JP56205415A JP20541581A JPS625278B2 JP S625278 B2 JPS625278 B2 JP S625278B2 JP 56205415 A JP56205415 A JP 56205415A JP 20541581 A JP20541581 A JP 20541581A JP S625278 B2 JPS625278 B2 JP S625278B2
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- JP
- Japan
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- heat storage
- heat
- storage material
- substance
- cooling device
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- Expired
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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
- F28D20/02—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
- F28D20/025—Heat 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 being in direct contact with a heat-exchange medium or with another heat storage material
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は深夜電力や太陽エネルギー等を貯え、
給湯・冷暖房などに用いる潜熱形蓄熱材を用いた
蓄熱装置に関するものである。
給湯・冷暖房などに用いる潜熱形蓄熱材を用いた
蓄熱装置に関するものである。
従来、このような蓄熱装置としては、例えば第
１図に示すように蓄熱槽１内に相変化を起す蓄熱
材２が充填され、この蓄熱材２中に放熱のための
熱交換器３と加熱のための熱交換器４が設けられ
ていた。この構成において放熱は、蓄熱材２が放
出する潜熱を熱交換器３中を流れる熱交換媒体が
奪うことにより行われる。しかし、この時交換器
３の管壁に熱伝達の悪い蓄熱材固化物５が付着し
て伝熱性能の低下をまねき有効に熱を取り出すこ
とができないことがあつた。さらに、こうした融
解潜熱を利用する蓄熱材２の場合、過冷却や相分
離の問題があり、放熱時の応答性の悪さとあわせ
て実用化への大きな障害となつていた。そのた
め、実用化にあたつては熱交換器３にフインを付
し熱交換面積を増やしたり、あるいは蓄熱材２を
カプセル内に封入し実質的に単位体積当りの表面
積を増し、これらのカプセルを蓄熱槽１内に充填
したりすることがおこなわれているが、上記問題
の本質的な解決に至つていない。
１図に示すように蓄熱槽１内に相変化を起す蓄熱
材２が充填され、この蓄熱材２中に放熱のための
熱交換器３と加熱のための熱交換器４が設けられ
ていた。この構成において放熱は、蓄熱材２が放
出する潜熱を熱交換器３中を流れる熱交換媒体が
奪うことにより行われる。しかし、この時交換器
３の管壁に熱伝達の悪い蓄熱材固化物５が付着し
て伝熱性能の低下をまねき有効に熱を取り出すこ
とができないことがあつた。さらに、こうした融
解潜熱を利用する蓄熱材２の場合、過冷却や相分
離の問題があり、放熱時の応答性の悪さとあわせ
て実用化への大きな障害となつていた。そのた
め、実用化にあたつては熱交換器３にフインを付
し熱交換面積を増やしたり、あるいは蓄熱材２を
カプセル内に封入し実質的に単位体積当りの表面
積を増し、これらのカプセルを蓄熱槽１内に充填
したりすることがおこなわれているが、上記問題
の本質的な解決に至つていない。
本発明は上記問題点を解決し熱交換を迅速かつ
効率よく行うことができ、しかも容積を小形にす
ることができる蓄熱装置を提供することを目的と
している。
効率よく行うことができ、しかも容積を小形にす
ることができる蓄熱装置を提供することを目的と
している。
本発明は潜熱形蓄熱材と、その融点近傍の溶融
温度における比重がその温度における上記蓄熱材
の比重よりも大きい物質とを上部に空間部を残し
て蓄熱槽内に封入し、上記物質が蒸発―凝縮サイ
クルを繰返して行うことができるように空間部に
上記物質の蒸気を冷却するための冷却装置を設け
るとともに蓄熱材の充填部に蓄熱材と熱交換を行
うための熱交換器を設けたものである。この構成
において放熱時に冷却装置を作動させることによ
り効率よく熱交換を行うことができる。すなわ
ち、放熱時（給湯時）、蓄熱材充填部に低温熱媒
体を流すと同時に冷却装置にも低温熱媒体を流
す。このため冷却装置の温度が低下し、空間部の
上記物質の蒸気は凝縮し液化し、空間部の蒸気圧
は低下するが、これは蓄熱材中に混入している上
記物質が蒸発することによりたゞちに補われる。
つまり、上記物質が空間部で凝縮することによ
り、上記物質が蓄熱材溶液から蒸発する。この蒸
発により蓄熱材ははげしく撹拌されることにな
り、蓄熱材固化物が熱交換器に付着しにくくな
る。また、付着しても熱交換を実質的に阻害しな
い程度のものである。上記説明でわかるように、
本発明の上記物質とは相変化の起る蓄熱材と熱吸
収をして液体から気体に、熱放出して気体から液
体になる物質であり、例えばフロン類やアルコー
ル類である。
温度における比重がその温度における上記蓄熱材
の比重よりも大きい物質とを上部に空間部を残し
て蓄熱槽内に封入し、上記物質が蒸発―凝縮サイ
クルを繰返して行うことができるように空間部に
上記物質の蒸気を冷却するための冷却装置を設け
るとともに蓄熱材の充填部に蓄熱材と熱交換を行
うための熱交換器を設けたものである。この構成
において放熱時に冷却装置を作動させることによ
り効率よく熱交換を行うことができる。すなわ
ち、放熱時（給湯時）、蓄熱材充填部に低温熱媒
体を流すと同時に冷却装置にも低温熱媒体を流
す。このため冷却装置の温度が低下し、空間部の
上記物質の蒸気は凝縮し液化し、空間部の蒸気圧
は低下するが、これは蓄熱材中に混入している上
記物質が蒸発することによりたゞちに補われる。
つまり、上記物質が空間部で凝縮することによ
り、上記物質が蓄熱材溶液から蒸発する。この蒸
発により蓄熱材ははげしく撹拌されることにな
り、蓄熱材固化物が熱交換器に付着しにくくな
る。また、付着しても熱交換を実質的に阻害しな
い程度のものである。上記説明でわかるように、
本発明の上記物質とは相変化の起る蓄熱材と熱吸
収をして液体から気体に、熱放出して気体から液
体になる物質であり、例えばフロン類やアルコー
ル類である。
以下本発明の一実施例について第２図により説
明する。第２図において、蓄熱槽１内に酢酸ナト
リウム３水塩（融点58℃、比重1.28）等の蓄熱材
２と、上記蓄熱材２よりも融点近傍における比重
が大きい物質、例えばフロンＲ―113(6)（58℃に
おける比重1.48）とを混入し、非凝縮性ガスを排
出する。蓄熱はヒーター４にて行う。本実施例に
おいては熱交換器３の上部の一部で冷却装置７を
構成してある場合につき説明する。蓄熱槽１より
熱を取り出す場合、低温熱媒体を配管口８より導
入する。低温熱媒体は冷却装置７を通過しこの部
分を冷却する。すると空間部ＡのフロンＲ―113
(6)の蒸気は冷却装置７部で凝縮し、凝縮液１０と
なり滴下する。この場合、フロンＲ―113(6)の凝
縮液は酢酸ナトリウム３水塩の溶融状態における
比重よりも大きいため、蓄熱材２である溶融酢酸
ナトリウム３水塩中を沈降する。沈降しながら一
部は蓄熱材２である酢酸ナトリウム３水塩より熱
を奪い蒸発し、一部は下部まで沈降し、ここで熱
を奪い蒸発する。一方、空間部Ａにおける蒸気圧
はフロンＲ―113(6)の蒸発により低下するが、こ
れは蓄熱材２中で蒸発したフロンＲ―113(6)の気
泡１１の上昇により補なわれる。上記のごとく、
フロンＲ―113(6)の凝縮―蒸発サイクルにより、
蓄熱材２ははげしく撹拌される。溶融酢酸ナトリ
ウム３水塩は熱交換器３に熱を与え固化する。こ
の場合上記説明のごとく蓄熱材２は撹拌されてい
るため固化した蓄熱材２は熱交換器に付着しにく
い。また付着しても、溶液全体がはげしく撹拌し
ているので、離脱したり、周囲の溶液に再溶解し
たりして離れていく。また、たとえ付着したとし
ても固化物の層は成長せず、熱交換に実質的な影
響を及ぼすことがない。このようにして低温熱媒
体は蓄熱材充填部より熱を得て、高温となり配管
口９より導出される。
明する。第２図において、蓄熱槽１内に酢酸ナト
リウム３水塩（融点58℃、比重1.28）等の蓄熱材
２と、上記蓄熱材２よりも融点近傍における比重
が大きい物質、例えばフロンＲ―113(6)（58℃に
おける比重1.48）とを混入し、非凝縮性ガスを排
出する。蓄熱はヒーター４にて行う。本実施例に
おいては熱交換器３の上部の一部で冷却装置７を
構成してある場合につき説明する。蓄熱槽１より
熱を取り出す場合、低温熱媒体を配管口８より導
入する。低温熱媒体は冷却装置７を通過しこの部
分を冷却する。すると空間部ＡのフロンＲ―113
(6)の蒸気は冷却装置７部で凝縮し、凝縮液１０と
なり滴下する。この場合、フロンＲ―113(6)の凝
縮液は酢酸ナトリウム３水塩の溶融状態における
比重よりも大きいため、蓄熱材２である溶融酢酸
ナトリウム３水塩中を沈降する。沈降しながら一
部は蓄熱材２である酢酸ナトリウム３水塩より熱
を奪い蒸発し、一部は下部まで沈降し、ここで熱
を奪い蒸発する。一方、空間部Ａにおける蒸気圧
はフロンＲ―113(6)の蒸発により低下するが、こ
れは蓄熱材２中で蒸発したフロンＲ―113(6)の気
泡１１の上昇により補なわれる。上記のごとく、
フロンＲ―113(6)の凝縮―蒸発サイクルにより、
蓄熱材２ははげしく撹拌される。溶融酢酸ナトリ
ウム３水塩は熱交換器３に熱を与え固化する。こ
の場合上記説明のごとく蓄熱材２は撹拌されてい
るため固化した蓄熱材２は熱交換器に付着しにく
い。また付着しても、溶液全体がはげしく撹拌し
ているので、離脱したり、周囲の溶液に再溶解し
たりして離れていく。また、たとえ付着したとし
ても固化物の層は成長せず、熱交換に実質的な影
響を及ぼすことがない。このようにして低温熱媒
体は蓄熱材充填部より熱を得て、高温となり配管
口９より導出される。
第３図は、蓄熱槽１の空間部Ａ外壁面に冷却装
置７ａを設けた場合であり、第２図と同様な効果
が得られる。
置７ａを設けた場合であり、第２図と同様な効果
が得られる。
以上述べたごとく本発明の蓄熱装置によれば下
記のごとき効果がある。
記のごとき効果がある。
１ 物質の凝縮―蒸発のサイクルにより蓄熱材が
はげしく撹拌されるので、蓄熱材充填部の熱交
換器伝熱面に蓄熱材固形物が付着しにくく、常
に実質的に伝熱面と溶液とが接している。した
がつて熱交換を迅速かつ効率よく行うことがで
きる。
はげしく撹拌されるので、蓄熱材充填部の熱交
換器伝熱面に蓄熱材固形物が付着しにくく、常
に実質的に伝熱面と溶液とが接している。した
がつて熱交換を迅速かつ効率よく行うことがで
きる。
２ 蓄熱材がはげしく撹拌されるので、水和塩に
よる潜熱蓄熱材で問題となる過冷却、相分離現
象が全くみられない。
よる潜熱蓄熱材で問題となる過冷却、相分離現
象が全くみられない。
３ 冷却装置の大きさは物質の凝縮―蒸発サイク
ルにより蓄熱材が撹拌される程度であればよ
い。したがつて、空間部の容積は蓄熱材の膨張
による体積増加より若干大きめにする程度でよ
いため、蓄熱槽を小形にすることができ潜熱形
蓄熱材を使用する利点を最大に発揮することが
できる。
ルにより蓄熱材が撹拌される程度であればよ
い。したがつて、空間部の容積は蓄熱材の膨張
による体積増加より若干大きめにする程度でよ
いため、蓄熱槽を小形にすることができ潜熱形
蓄熱材を使用する利点を最大に発揮することが
できる。
４ 物質の蒸気を冷却する冷却装置は蓄熱槽の少
なくとも一部で、かつ熱交換器の一部を利用し
て設けているため、その構成はきわめて簡単と
なり、しかも蓄熱材は蒸発性液体の蒸発―凝縮
サイクルを利用して自然撹拌するようにしてい
るため、ポンプにより強撹拌するもののよう
に、ポンプ中に蓄熱材が混入して目づまり等を
起こすという不具合もなく、保守が容易となる
ものである。
なくとも一部で、かつ熱交換器の一部を利用し
て設けているため、その構成はきわめて簡単と
なり、しかも蓄熱材は蒸発性液体の蒸発―凝縮
サイクルを利用して自然撹拌するようにしてい
るため、ポンプにより強撹拌するもののよう
に、ポンプ中に蓄熱材が混入して目づまり等を
起こすという不具合もなく、保守が容易となる
ものである。
第１図は従来の蓄熱装置の断面図、第２図は本
発明の一実施例による蓄熱装置の断面図、第３図
は本発明の他の実施例による蓄熱装置の断面図で
ある。 １……蓄熱槽、２……蓄熱材、３……蓄熱材の
充填部に設けた熱交換器、６……物質、７……冷
却装置。
発明の一実施例による蓄熱装置の断面図、第３図
は本発明の他の実施例による蓄熱装置の断面図で
ある。 １……蓄熱槽、２……蓄熱材、３……蓄熱材の
充填部に設けた熱交換器、６……物質、７……冷
却装置。
Claims (1)
- １ 潜熱形蓄熱材と、この蓄熱材の融点近傍にお
ける融液の比重より大きい比重を有する物質とを
上部に空間部を残して蓄熱槽内に封入し、かつ前
記蓄熱材の充填部に蓄熱材と熱交換を行う熱交換
器を設けるとともに、前記物質の蒸気を冷却する
冷却装置を前記蓄熱槽の少なくとも一部で、かつ
熱交換器の一部を利用して設けた蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205415A JPS58106393A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56205415A JPS58106393A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58106393A JPS58106393A (ja) | 1983-06-24 |
| JPS625278B2 true JPS625278B2 (ja) | 1987-02-04 |
Family
ID=16506465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56205415A Granted JPS58106393A (ja) | 1981-12-18 | 1981-12-18 | 蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58106393A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110440467B (zh) * | 2019-07-31 | 2021-01-12 | 浙江中控太阳能技术有限公司 | 一种电加热、换热、储热一体式结构的熔盐储罐 |
-
1981
- 1981-12-18 JP JP56205415A patent/JPS58106393A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58106393A (ja) | 1983-06-24 |
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