JPS63243692A - 蓄熱式熱交換器 - Google Patents
蓄熱式熱交換器Info
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- JPS63243692A JPS63243692A JP62076920A JP7692087A JPS63243692A JP S63243692 A JPS63243692 A JP S63243692A JP 62076920 A JP62076920 A JP 62076920A JP 7692087 A JP7692087 A JP 7692087A JP S63243692 A JPS63243692 A JP S63243692A
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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
- F28D20/023—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 enclosed in granular particles or dispersed in a porous, fibrous or cellular structure
-
- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
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】
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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℃程度の冷媒をブレートフィ
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。
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。
点があった。
まず、第３図に示しだ第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。
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。
そのため、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。
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。
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プ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
ることとなり不経済である。
電気ヒータなどの加熱手段側にはプ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
ることとなり不経済である。
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、蓄熱材の加熱時あるいは冷却時に充分な伝熱面積を得
ることにより、鳥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。
、蓄熱材の加熱時あるいは冷却時に充分な伝熱面積を得
ることにより、鳥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。
問題点を解決するだめの手段
上記問題点を解決するために、本発明の蓄熱式熱交換器
は、熱伝導性の良好な材質からなる容器の外部に加熱熱
源を設け、前記容器の外周に、前記加熱熱源に面する部
分を除いて断熱材で覆い、前記容器の内部に、流体が流
れる配管を設け、前記容器内部の残りの空間に多孔質金
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。
は、熱伝導性の良好な材質からなる容器の外部に加熱熱
源を設け、前記容器の外周に、前記加熱熱源に面する部
分を除いて断熱材で覆い、前記容器の内部に、流体が流
れる配管を設け、前記容器内部の残りの空間に多孔質金
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。
作用する。
すなわち、蓄熱時には加熱熱源に面した容器の壁面が加
熱熱源から受熱し、さらにその熱は容器の壁面全体に伝
わり、多孔質金属を通して蓄熱材へ伝わる。これに加え
て蓄熱時には、配管に高温の流体を流して、配管から多
孔質金属を通して蓄熱材へ伝熱が行なわれる場合もある
。
熱熱源から受熱し、さらにその熱は容器の壁面全体に伝
わり、多孔質金属を通して蓄熱材へ伝わる。これに加え
て蓄熱時には、配管に高温の流体を流して、配管から多
孔質金属を通して蓄熱材へ伝熱が行なわれる場合もある
。
また放熱時には、蓄熱材から多孔質金属を通して、配管
内を流れる低温の流体に伝熱が行なわれる。
内を流れる低温の流体に伝熱が行なわれる。
このように、蓄熱時も放熱時も伝熱フィンとして多孔質
金属を共有する形態となるが、多孔質金属は熱抵抗が低
く伝熱面積は大きい。
金属を共有する形態となるが、多孔質金属は熱抵抗が低
く伝熱面積は大きい。
さらに、容器の壁面や配管と多孔質金属との接触面積を
大きくすることによって接触熱抵抗を小さくでき、した
がって蓄熱時も放熱時も良好な伝熱性能を得ることがで
きる。また、容器の外部の断熱材で覆われた部分では蓄
熱が無駄に放熱されるのを抑えている。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。
大きくすることによって接触熱抵抗を小さくでき、した
がって蓄熱時も放熱時も良好な伝熱性能を得ることがで
きる。また、容器の外部の断熱材で覆われた部分では蓄
熱が無駄に放熱されるのを抑えている。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。
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
細断面図であり、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。
細断面図であり、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は金属等の熱伝導の良好な材料
で形成されており、外部に加熱熱源としての電気ヒータ
２（以下加熱熱源と呼ぶ）を有し、容器１の外側の加熱
熱源２に面していない部分は断熱材３で覆われている。
で形成されており、外部に加熱熱源としての電気ヒータ
２（以下加熱熱源と呼ぶ）を有し、容器１の外側の加熱
熱源２に面していない部分は断熱材３で覆われている。
また、容器１の内部には一系統の配管４が設けられてお
り、容器１の内面と配管４の外面との間の空隙部に第２
図に示すような多孔質金属５を、その空孔率が特に容器
１の内面近傍と配管４の外面近傍において小さくなるよ
うに充填する。さらに多孔質金属５が有する空孔部６に
蓄熱材７を満たして蓄熱式熱交換器を構成する。
り、容器１の内面と配管４の外面との間の空隙部に第２
図に示すような多孔質金属５を、その空孔率が特に容器
１の内面近傍と配管４の外面近傍において小さくなるよ
うに充填する。さらに多孔質金属５が有する空孔部６に
蓄熱材７を満たし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７
の加熱時には、加熱熱源２に而した容器１の壁面に加熱
熱源２から熱が伝わり、その熱は熱伝導性の良好な容器
１の壁面へ伝わり、多孔質金属５を通って蓄熱材７へ伝
わる。
の加熱時には、加熱熱源２に而した容器１の壁面に加熱
熱源２から熱が伝わり、その熱は熱伝導性の良好な容器
１の壁面へ伝わり、多孔質金属５を通って蓄熱材７へ伝
わる。
蓄熱時にはこれに加えて、配管４に高温の流体を流す場
合もあり、この場合、配管４から多孔質金属５を通って
蓄熱材へ伝熱が行なわれる。
合もあり、この場合、配管４から多孔質金属５を通って
蓄熱材へ伝熱が行なわれる。
また、放熱時すなわち蓄熱材７の冷却時には、配管４に
低温の流体を流して、゛蓄熱を蓄熱材７から多孔質金属
５そして配管４を通って、配管４の内部を流れる低温の
流体に伝えられる。
低温の流体を流して、゛蓄熱を蓄熱材７から多孔質金属
５そして配管４を通って、配管４の内部を流れる低温の
流体に伝えられる。
このように、蓄熱時も放熱時もいずれも多孔質金属５を
通って伝熱が行なわれるが、この多孔質金属５ば、表面
積が大きいので蓄熱材７との間の伝熱面積が大きく、蓄
熱材７よりも熱伝導率が高いので熱抵抗が低い。さらに
、容器１の内面の近傍や配管４の外面の近傍の多孔質金
属５の空孔率を低くして接触面積を大きくしている。こ
れらのため、蓄熱時も放熱時も良好な伝熱性能が得られ
る。さらに、容器１の外側の断熱材３で覆われた部分は
、そこから蓄熱が無駄に放熱されるのを抑えている。ま
た、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５を共有する形態となり、安価で小型の蓄熱式熱交
換器とすることができる。
通って伝熱が行なわれるが、この多孔質金属５ば、表面
積が大きいので蓄熱材７との間の伝熱面積が大きく、蓄
熱材７よりも熱伝導率が高いので熱抵抗が低い。さらに
、容器１の内面の近傍や配管４の外面の近傍の多孔質金
属５の空孔率を低くして接触面積を大きくしている。こ
れらのため、蓄熱時も放熱時も良好な伝熱性能が得られ
る。さらに、容器１の外側の断熱材３で覆われた部分は
、そこから蓄熱が無駄に放熱されるのを抑えている。ま
た、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５を共有する形態となり、安価で小型の蓄熱式熱交
換器とすることができる。
なお、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
熱することができるとともに、放熱時に蓄熱材が固化す
るのに伴ない伝熱性能が悪化しても、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っ
ている。
潜熱蓄熱材を用いれば、小量の蓄熱材で大きな熱量を蓄
熱することができるとともに、放熱時に蓄熱材が固化す
るのに伴ない伝熱性能が悪化しても、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っ
ている。
また、本実施例では加熱熱源として電気ヒータを用いた
が、ガスバーナーや排熱などでも同様の効果を得ること
ができる。
が、ガスバーナーや排熱などでも同様の効果を得ること
ができる。
発明の効果
以上のように本発明の蓄熱式熱交換器は、熱伝導性の良
好な材質からなる容器の外部に加熱熱源を設け、前記容
器における前記加熱熱源に而していない部分を断熱材で
覆い、前記容器の内部に、流体が流れる配管を設け、前
記容器の内部の残りの空間を多孔質金属で充填し、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
、蓄熱材の加熱時あるいは冷却時、すなわち蓄熱時ある
いは放熱時に伝熱フィンとして多孔質金属を利用する形
態であるので充分な伝熱面積を得ることができる。また
容器の壁面や配管と多孔質金属との間の接触熱抵抗を小
さくすることができ、良好な伝熱性能が得られる。さら
に容器に断熱性をもたせることにより蓄熱材から蓄熱が
無効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。
好な材質からなる容器の外部に加熱熱源を設け、前記容
器における前記加熱熱源に而していない部分を断熱材で
覆い、前記容器の内部に、流体が流れる配管を設け、前
記容器の内部の残りの空間を多孔質金属で充填し、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
、蓄熱材の加熱時あるいは冷却時、すなわち蓄熱時ある
いは放熱時に伝熱フィンとして多孔質金属を利用する形
態であるので充分な伝熱面積を得ることができる。また
容器の壁面や配管と多孔質金属との間の接触熱抵抗を小
さくすることができ、良好な伝熱性能が得られる。さら
に容器に断熱性をもたせることにより蓄熱材から蓄熱が
無効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。
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・・・・・加熱熱源、３・・・・
断熱材、４・・・・・配管、５・・・・・・多孔質金属
、６・・・・空孔部、７・・・・蓄熱材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
一一容都、 ２−一一力り黙然−Ｏ，取 ３−−一覇一纂材 ン 第２図
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・・・・・加熱熱源、３・・・・
断熱材、４・・・・・配管、５・・・・・・多孔質金属
、６・・・・空孔部、７・・・・蓄熱材。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名１−
一一容都、 ２−一一力り黙然−Ｏ，取 ３−−一覇一纂材 ン 第２図
Claims (2)
- （１）熱伝導性の良好な材質からなる容器の外部に加熱
熱源を設け、前記容器の外周に、前記加熱熱源に面する
部分を除いて断熱材を設け、さらに前記容器の内部に、
流体が流れる配管を設け、前記容器内部の残りの空間に
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）多孔質金属の空孔率を、容器の壁面近傍、配管の
近傍が他の部分よりも小さくなるように設定した特許請
求の範囲第１項記載の蓄熱式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076920A JPS63243692A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62076920A JPS63243692A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 蓄熱式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63243692A true JPS63243692A (ja) | 1988-10-11 |
| JPH0578757B2 JPH0578757B2 (ja) | 1993-10-29 |
Family
ID=13619137
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62076920A Granted JPS63243692A (ja) | 1987-03-30 | 1987-03-30 | 蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63243692A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323294A (en) * | 1993-03-31 | 1994-06-21 | Unisys Corporation | Liquid metal heat conducting member and integrated circuit package incorporating same |
-
1987
- 1987-03-30 JP JP62076920A patent/JPS63243692A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5323294A (en) * | 1993-03-31 | 1994-06-21 | Unisys Corporation | Liquid metal heat conducting member and integrated circuit package incorporating same |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0578757B2 (ja) | 1993-10-29 |
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