JPS63243691A - 蓄熱式熱交換器 - Google Patents

蓄熱式熱交換器

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Publication number
JPS63243691A
JPS63243691A JP62076919A JP7691987A JPS63243691A JP S63243691 A JPS63243691 A JP S63243691A JP 62076919 A JP62076919 A JP 62076919A JP 7691987 A JP7691987 A JP 7691987A JP S63243691 A JPS63243691 A JP S63243691A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
heat
porous metal
storage material
heat exchanger
heat storage
Prior art date
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Pending
Application number
JP62076919A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoichi Yokoyama
昭一 横山
Koji Murozono
宏治 室園
Toshio Wakabayashi
寿夫 若林
Shotaro Ito
正太郎 伊東
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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Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62076919A priority Critical patent/JPS63243691A/ja
Publication of JPS63243691A publication Critical patent/JPS63243691A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • F28D20/00Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/02Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using latent heat
    • F28D20/023Heat 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 enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、空気調和機や冷凍庫などの冷凍装置に用いら
れる蓄熱式熱交換器に関するものである。
従来の技術 従来、空気調和機や冷凍庫などの冷凍装置の蒸発器に着
霜した場合に行なう除霜などの熱源として蓄熱を利用す
る方法が知られている。このようなとき用いる蓄熱式熱
交換器として、例えば実公昭55−3326号公報に見
られるように、容器内に蓄熱材を充填し、蓄熱材の加熱
手段としての配管と蓄熱材の冷却用配管とを内装したも
のや、特開昭58−224277号公報のように、容器
内に蓄熱材を充填し、電気ヒータなどの蓄熱材加熱手段
と蓄熱材の冷却用のプレートフィン形熱交換器を内装し
たものが知られている。
以下、図面を参照しながら上記従来の蓄熱式熱交換器に
ついて説明する。
第3図は、冷凍装置に用いられている第1の従来例の蓄
熱式熱交換器を示すものである。
同図において、11は内部に蓄熱材12が充填されてい
る容器である。容器11にはさらに蓄熱材12の加熱用
配管13と蓄熱材12の冷却用配管14とが内装されて
いる。
そして冷凍運転時、加熱用配管13に圧縮機からの高温
吐出ガスなど蓄熱材12より高い温度の冷媒を流すこと
により、蓄熱材12を加熱し、蓄熱材12に蓄熱する。
除霜等の熱源として蓄熱材12に貯えた熱を利用すると
きには、蓄熱材12より低い温度の冷媒を冷却用配管1
4に流して、蓄熱材12を冷却し、蓄熱材12から放熱
する。
第4図は、ヒートポンプ式空気調和機に用いられている
第2の従来例の蓄熱式熱交換器を示すものである。
同図において、21は外箱22と内箱23の間に断熱材
24が充填されている容器である。さらに容器21には
プレートフィン形熱交換器25が内箱23の底より隙間
を開けて設置され、その隙間に電気ヒータ26が設置さ
れている。さらに容器21には蓄熱材としての水が貯え
られている。
そしてヒートポンプ式空気調和機の暖房運転時には、電
気ヒータ26の通電を制御して、容器21内の水を0〜
10℃に保ち、水に蓄熱する。
次に除霜運転時には、−3℃程度の冷媒をフ”レートフ
ィン形熱交換器25の伝熱管内に流して、容器21内の
水を冷却し、水から放熱する。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記2つの従来例では以下のような問題
点があった。
まず、第3図に示した第1の従来例の場合、蓄熱材12
と加熱用配管13との間の伝熱面積は加熱用配管13の
外表面積しかない。また、蓄熱材12と冷却用配管14
との間の伝熱面積は冷却用配管14の外表面しかない。
そのだめ、蓄熱材12の加熱性能も冷却性能もあまり良
くなく、蓄熱式熱交換器を大きくしなければ必要な性能
を得ることができなかった。
次に、第4図に示した第2の従来例の場合、蓄熱材とし
ての水の冷却時には、プレートフィン形熱交換器25を
用いているので蓄熱材としての水との間の伝熱面積は広
く、高い冷却性能を得ることができる。しかし、加熱手
段としての電気ヒータ26には、プレートフィンが取付
けられていないので、加熱性能はあまり良くない。
第2の従来例の加熱性能を向上させる方法として配管や
電気ヒータなどの加熱手段側にはフ”レートフィンを取
付けることも考えられるが、このときには、1つの蓄熱
式熱交換器内に2つのプレートフィン形熱交換器を内装
することとなシネ経済である。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、蓄熱材の加熱時および冷却時ともに充分な伝熱面積を
得ることにより、良好な伝熱性能を確保することができ
るとともに、小型で安価な蓄熱式熱交換器を提供するも
のである。
問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するだめに、本発明の蓄熱式熱交換器
は、断熱性容器の内部に加熱手段と冷却用配管を設け、
前記加熱手段の周囲と前記冷却用配管の周囲に前記容器
の内部を満たすように多孔質金属を充填し、さらに前記
多孔質金属の空孔部を蓄熱材で満たしたものである。
作  用 本発明の蓄熱式熱交換器は、上記手段によシ次のように
作用する。
すなわち、蓄熱時には、加熱手段から多孔質金属を通し
て蓄熱材へ伝熱が行なわれる。また、放熱時には、蓄熱
材から多孔質金属を通して冷却用配管へ伝熱が行なわれ
る。
このように、蓄熱時も放熱時も伝熱フィンとして熱抵抗
が低く表面積の広い多孔質を共有するため、はぼ均一に
良好な伝熱性能を得ることができる。また、容器は断熱
性に優れているため、蓄熱が無駄に放熱されるのを抑え
ることができる。これらのため、小型かつ安価な蓄熱式
熱交換器を得ることができる。
実施例 以下本発明を、その一実施例を示す添付図面の第1図お
よび第2図を参照しながら説明する。
第1図は本発明の一実施例における蓄熱式熱交換器の詳
細断面図であシ、第2図は第1図の蓄熱式熱交換器に充
填される多孔質金属の概略図である。
第1図において、容器1は発泡スチロールなどの樹脂や
その細断熱性の優れた材料で形成されており、容器1の
中に加熱手段としての配管2(以下加熱用配管と呼ぶ)
と冷却用配管3が設けられている。そして容器1の内部
の残りの空隙部には第2図に示すような多孔質金属4を
充填する。さらにこの多孔質金属4の表面積は、加熱用
配管2や冷却用配管3から離れた部分はど大きくする。
そして、多孔質金属4が有する空孔部5に蓄熱材6を満
たすことによって蓄熱式熱交換器を構成する。
この蓄熱式熱交換器において、蓄熱時すなわち蓄熱材6
の加熱時には、高温の流体が流れる加熱用配管2から多
孔質金属4を通って蓄熱材6へ熱が伝わる。また、放熱
時すなわち蓄熱材6の冷却時には、蓄熱材6から多孔質
金属4を通って低湿の流体が流れる冷却用配管3へ熱が
伝わる。
このように蓄熱時および放熱時ともに多孔質金属4を通
って伝熱が行なわれるが、多孔質金属4の表面積は大き
いので、蓄熱材6との間の伝熱面積は大きい。また、多
孔質金属4は蓄熱材6よりも熱伝導率が高く、したがっ
て熱抵抗が低い。
さらに加熱用配管2や冷却用配管3から離れた所はど、
すなわち多孔質金属4の局所熱抵抗が大きい所はど多孔
質金属4の表面積を太きくしたので、はぼ均一に良好な
伝熱性能を得ることができる。また、容器1は断熱性に
優れており、容器から外部へ蓄熱が無駄に避けるのを抑
えることができる。そして加熱用配管2と冷却用配管3
とが伝熱フィンとして多孔質金属4を共有しているので
、安価で小型の蓄熱熱交換器とすることができる。
なお、本実施例では容器を断熱性の優れた材料で形成す
るものとしたが、金属等で形成された容器の外側を断熱
材で覆ってもほぼ同様の効果が得られる。また、本実施
例では加熱手段として配管を用いたが電気ヒータなどで
も同様の効果を得ることができる。
さらに蓄熱材として固体と液体との間の相変化を伴なう
潜熱蓄熱材を用いれば、小量の蓄熱材で大きな熱量を蓄
熱できるとともに、放熱時の蓄熱材の固化に伴ない伝熱
性能が悪くなってきても、冷却用配管から離れた所はど
表面積を大きくした多孔質金属により伝熱面積が確保さ
れており、より効果の高いものになる。
発明の効果 以上のように本発明の蓄熱式熱交換器は、断熱性容器の
内部に加熱手段と冷却用配管を設け、前記加熱手段の周
囲と前記冷却用配管の周囲に前記容器の内部を満たすよ
うに多孔質金属を充填し、さらに前記多孔質金属の空孔
部を蓄熱材で満たしたもので、蓄熱材の加熱時および冷
却時、すなわち蓄熱時および放熱時ともに伝熱フィンと
して多孔質金属を共有する形態であり、充分な伝熱面積
を得ることができる。また伝熱フィンとしての多孔質金
属の局所熱抵抗が高くなる部分では多孔質金属の表面積
を大きくすることにより、均一で良好な伝熱性能が得ら
れ、蓄熱材から蓄熱が無駄に放熱されるのを抑え、小型
かつ安価な蓄熱式熱交換器が得られるなど多くの効果を
有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例における蓄熱式熱交換器の詳
細断面図、第2図は第1図の蓄熱式熱交換器に充填する
多孔質金属の概略図、第3図は第1の従来例の蓄熱式熱
交換器の詳細断面図、第4図は第2の従来例の蓄熱式熱
交換器の一部切欠斜視図である。 1・・・・・・容器、2・・・・・・加熱用配管(加熱
手段)、3・・・・・・冷却用配管、4・・・・・多孔
質金属、5・・・・・空孔部、6・・・・・・蓄熱材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名/−
−一容尋 Z−−一加熱眉記鴬 3−一一没抑用V−萱 4−−一多菩し*唾≧1へ 5−−一空孔軽 6−−−tS熟甘 せ1図 第2図 第3図 第4図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)断熱性容器の内部に加熱手段と冷却用配管を設け
    、前記加熱手段の周囲と前記冷却用配管の周囲に前記容
    器の内部を満たすように多孔質金属を充填し、さらに前
    記多孔質金属の空孔部を蓄熱材で満たした蓄熱式熱交換
    器。
  2. (2)多孔質金属の表面積を、加熱手段、冷却配管から
    離れた部分を大きく、加熱手段、冷却配管に近い部分を
    小さく設定した特許請求の範囲第1項記載の蓄熱式熱交
    換器。
JP62076919A 1987-03-30 1987-03-30 蓄熱式熱交換器 Pending JPS63243691A (ja)

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JP62076919A JPS63243691A (ja) 1987-03-30 1987-03-30 蓄熱式熱交換器

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JP62076919A JPS63243691A (ja) 1987-03-30 1987-03-30 蓄熱式熱交換器

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2664369A1 (fr) * 1990-07-05 1992-01-10 Forschungsanstalt Fuer Deutsch Accumulateur de chaleur a haute temperature, et procede de fabrication de cet accumulateur.
JPH10185339A (ja) * 1996-10-30 1998-07-14 Toshiba Corp 極低温用蓄冷材,それを用いた冷凍機および熱シールド材
US6772823B2 (en) * 1999-02-23 2004-08-10 Agency Of Industrial Science And Technology Heat storage device
JP2014032009A (ja) * 2013-11-20 2014-02-20 Hitachi Appliances Inc 空気調和機

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JPH10185339A (ja) * 1996-10-30 1998-07-14 Toshiba Corp 極低温用蓄冷材,それを用いた冷凍機および熱シールド材
US6772823B2 (en) * 1999-02-23 2004-08-10 Agency Of Industrial Science And Technology Heat storage device
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