JPS63271095A - クラスレ−ト蓄冷熱槽 - Google Patents
クラスレ−ト蓄冷熱槽Info
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- JPS63271095A JPS63271095A JP62103261A JP10326187A JPS63271095A JP S63271095 A JPS63271095 A JP S63271095A JP 62103261 A JP62103261 A JP 62103261A JP 10326187 A JP10326187 A JP 10326187A JP S63271095 A JPS63271095 A JP S63271095A
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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
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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。
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、ヒーＩ・ポンプザイクルを熱源として利用す
る蓄冷ザイクルの蓄冷熱槽に関する。更に詳述すると、
本発明はフロンと水とのガス水和物を蓄冷剤として利用
するガスクラスレート蓄冷熱槽に関する。
る蓄冷ザイクルの蓄冷熱槽に関する。更に詳述すると、
本発明はフロンと水とのガス水和物を蓄冷剤として利用
するガスクラスレート蓄冷熱槽に関する。
（従来の技術）
従来、蓄冷熱剤としては安価で安全な水が一般的である
が、ヒートポンプを熱源として利用する場合には熱交換
用パイプの周辺たけに氷が生成されて熱交換効率が低下
するという不具合かある（特開昭６１−１２５５４８号
）。そこで、第２図に示すように、ヒートポンプの作動
媒体であるフロンを水中に直接吹き込み、それらのガス
水和物を生成して冷熱を蓄える技術が開発されている［
１９８２年７月５日（社）化学工学協会発行の化学工
学第４６巻第７号第３４０〜３４１頁］。
が、ヒートポンプを熱源として利用する場合には熱交換
用パイプの周辺たけに氷が生成されて熱交換効率が低下
するという不具合かある（特開昭６１−１２５５４８号
）。そこで、第２図に示すように、ヒートポンプの作動
媒体であるフロンを水中に直接吹き込み、それらのガス
水和物を生成して冷熱を蓄える技術が開発されている［
１９８２年７月５日（社）化学工学協会発行の化学工
学第４６巻第７号第３４０〜３４１頁］。
この蓄冷熱システムは水とフロンを使用し、これらの直
接接触によりクラスレートを生成し冷熱を蓄えるように
したものである。同蓄冷熱シスデムによると、蓄冷熱槽
１０２内のフロンは、カス状態で取出され、コンプレッ
サ１０３で圧縮されてから凝縮器１０４において凝縮し
た後、膨張弁１０５を経て液化され再び蓄熱槽１０２内
の水１０６に直接吹込まれクラスレート１０７を生成す
る。一方、蓄冷熱槽１０２内には放冷サイクル１１０の
熱交換器１１１が設置されており、循環ポンプ１１２の
作動によってサイクル中を循環する作動媒体をクラスレ
ートｉ０７によって冷却し、利用側熱交換器１１３にお
いて冷房に供するように設けられている。
接接触によりクラスレートを生成し冷熱を蓄えるように
したものである。同蓄冷熱シスデムによると、蓄冷熱槽
１０２内のフロンは、カス状態で取出され、コンプレッ
サ１０３で圧縮されてから凝縮器１０４において凝縮し
た後、膨張弁１０５を経て液化され再び蓄熱槽１０２内
の水１０６に直接吹込まれクラスレート１０７を生成す
る。一方、蓄冷熱槽１０２内には放冷サイクル１１０の
熱交換器１１１が設置されており、循環ポンプ１１２の
作動によってサイクル中を循環する作動媒体をクラスレ
ートｉ０７によって冷却し、利用側熱交換器１１３にお
いて冷房に供するように設けられている。
（発明が解決しようとする問題点）
しかしながら、従来の蓄冷熱槽１０２はヒートポンプか
ら還流する液体フロン１０８を上部空間１０９に導入し
噴射するようにしているので、水１０６、クラスレー１
−１０７及び液体フロン１０８はその比重差によって層
を成し分離する。このためクラスレート生成の進行に従
って液体フロン１０８と水１０６との間のクラスレー１
−１０７の層が成長し、液体フロン１０８と水１０６と
の間を遮りこれらの直接接触を困難とし、クラスレート
生成効率を漸次低下させると共にクラスレート生成域も
槽内全体に広がり難いものとなる不具合を有する。
ら還流する液体フロン１０８を上部空間１０９に導入し
噴射するようにしているので、水１０６、クラスレー１
−１０７及び液体フロン１０８はその比重差によって層
を成し分離する。このためクラスレート生成の進行に従
って液体フロン１０８と水１０６との間のクラスレー１
−１０７の層が成長し、液体フロン１０８と水１０６と
の間を遮りこれらの直接接触を困難とし、クラスレート
生成効率を漸次低下させると共にクラスレート生成域も
槽内全体に広がり難いものとなる不具合を有する。
そこで本発明は、クラスレート生成効率が高くかつ広範
な生成域を呈するクラスレート蓄冷熱槽を提供すること
を目的とする。
な生成域を呈するクラスレート蓄冷熱槽を提供すること
を目的とする。
（問題点を解決するための手段）
かかる目的を達成するため、本発明の蓄冷熱槽は、該槽
内に縦方向に少なくとも１つのエゼクタ管を配置すると
共に該エゼクタ管内にゲス１〜剤の噴射ノズルを設置し
ている。
内に縦方向に少なくとも１つのエゼクタ管を配置すると
共に該エゼクタ管内にゲス１〜剤の噴射ノズルを設置し
ている。
（作用）
したがって、液体フロンの噴射によってエゼクタ管外の
流体を吸引し、蓄冷熱槽内に上層の水をエゼクタ管内に
取込む循環流を形成する。
流体を吸引し、蓄冷熱槽内に上層の水をエゼクタ管内に
取込む循環流を形成する。
（実施例）
以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図に本発明の蓄冷熱槽の一実施例を利用した蓄冷サ
イクルをヒートサイクル図て示す。この蓄冷サイクル１
は、蓄冷熱槽２と圧縮機３と凝縮器４及び膨張弁５とか
ら作動媒体としてフロンを使用するし−Ｉ〜ポンプを構
成し、液体フロンあるいは減圧弁で減圧、自己蒸発させ
た気液二相のフロンを水中に直接吹き込むことによりク
ラスレー１〜を生成するようにしている。尚、ホスト剤
としては水、ゲスト剤としてはフロンが一般に使用され
ているが、それ以外の物質を使用することも可能である
。
イクルをヒートサイクル図て示す。この蓄冷サイクル１
は、蓄冷熱槽２と圧縮機３と凝縮器４及び膨張弁５とか
ら作動媒体としてフロンを使用するし−Ｉ〜ポンプを構
成し、液体フロンあるいは減圧弁で減圧、自己蒸発させ
た気液二相のフロンを水中に直接吹き込むことによりク
ラスレー１〜を生成するようにしている。尚、ホスト剤
としては水、ゲスト剤としてはフロンが一般に使用され
ているが、それ以外の物質を使用することも可能である
。
前記蓄冷熱槽２内には水が貯留されており、該水中に蓄
冷サイクル１内を循環する作動媒体・フロンを直接吹き
込む構造とされている。尚、該蓄冷熱槽２は公知の蓄熱
槽と同様の断熱構造とされている。
冷サイクル１内を循環する作動媒体・フロンを直接吹き
込む構造とされている。尚、該蓄冷熱槽２は公知の蓄熱
槽と同様の断熱構造とされている。
前記蓄冷熱槽２の内部、例えば筒状体６内にはフロン吹
込み用のノズル７が噴射口（図示省略）を上向きにして
エゼクタ管８内に設置されている。
込み用のノズル７が噴射口（図示省略）を上向きにして
エゼクタ管８内に設置されている。
ノズル７は、上方に向けて好ましくは二段以上に分けて
噴射口が開口されており、液体もしくは気液二相フロン
の噴射時にエゼクタ管８内に流れを生じさせ、蓄冷熱Ｗ
Ｉ２内に強制循環流を起こさせる。また、エゼクタ管８
は槽内に縦方向に設置されており、噴射ノズル７から噴
出される液体もしくは気液二相フロンの速度エネルギー
によって上方ないし下方へ向かう流れを形成するに好適
な管径が選定されている。また、このエゼクタ管８の蓄
冷熱Ｐａ２内における設置場所は槽中央が好ましいが、
これに限定されるものではなく蓄冷熱槽２とは偏心させ
て設置させても良い。
噴射口が開口されており、液体もしくは気液二相フロン
の噴射時にエゼクタ管８内に流れを生じさせ、蓄冷熱Ｗ
Ｉ２内に強制循環流を起こさせる。また、エゼクタ管８
は槽内に縦方向に設置されており、噴射ノズル７から噴
出される液体もしくは気液二相フロンの速度エネルギー
によって上方ないし下方へ向かう流れを形成するに好適
な管径が選定されている。また、このエゼクタ管８の蓄
冷熱Ｐａ２内における設置場所は槽中央が好ましいが、
これに限定されるものではなく蓄冷熱槽２とは偏心させ
て設置させても良い。
また、このエゼクタ管８の蓄冷熱槽２内における設置場
所は、槽中央が好ましいかこれに限定されず偏心させて
設置してもよい。尚、ノズル７の噴射口は下方に向けて
開口されることもある。この場合、液体もしくは気液二
相フロンの噴射によって上層の水が直接吸引される。
所は、槽中央が好ましいかこれに限定されず偏心させて
設置してもよい。尚、ノズル７の噴射口は下方に向けて
開口されることもある。この場合、液体もしくは気液二
相フロンの噴射によって上層の水が直接吸引される。
また、蓄冷熱槽２には、第１図に示すように、上方が絞
られた筒状体６、例えば截頭円錐形あるいは截頭角錐形
ないし截頭多角錐形若しくはこれらと円筒ないし角筒、
多角筒形等とが組合わせられたものが縦向きに設置され
、タラスレート分解時に筒状体６内の流体を上昇させて
外部の流体を降下させる循環流を形成するように設けら
れている。
られた筒状体６、例えば截頭円錐形あるいは截頭角錐形
ないし截頭多角錐形若しくはこれらと円筒ないし角筒、
多角筒形等とが組合わせられたものが縦向きに設置され
、タラスレート分解時に筒状体６内の流体を上昇させて
外部の流体を降下させる循環流を形成するように設けら
れている。
更に、蓄冷熱槽２内には放冷サイクル１３側の熱交換器
１４が設けられ、クラスレートに蓄えた冷熱を取出すよ
うに設けられている。尚、筒状体６は、クラスレート生
成時にはエゼクタ管８によって惹き起こされる強制循環
流を助長する働きを為す。熱交換器１４は、例えばコイ
ル状に形成して筒状体６内に設置することが好ましい。
１４が設けられ、クラスレートに蓄えた冷熱を取出すよ
うに設けられている。尚、筒状体６は、クラスレート生
成時にはエゼクタ管８によって惹き起こされる強制循環
流を助長する働きを為す。熱交換器１４は、例えばコイ
ル状に形成して筒状体６内に設置することが好ましい。
尚、蓄冷熱槽２内には、水１０、クラスレート１１、ま
た運転条件によっては液体フロン１２がその比重差によ
って層を成して貯留されており、更にその上方に蒸発し
たカスフロンを貯留しかつ循環路内への水の持ち運びを
防止するに好適な空間９を形成するように構成されてい
る。
た運転条件によっては液体フロン１２がその比重差によ
って層を成して貯留されており、更にその上方に蒸発し
たカスフロンを貯留しかつ循環路内への水の持ち運びを
防止するに好適な空間９を形成するように構成されてい
る。
斯様に構成された蓄冷サイクルは次のように作動する。
蓄冷運転時には、圧縮機３を起動することによって、作
動媒体のフロンを矢印（→）の方向に循環させる。する
と、蓄冷熱槽２の上部空間９のガス域から低温低圧のフ
ロンガスが取出され、圧縮機３で高温高圧のガスフロン
とされた後凝縮器４に導入され、ここで凝縮して中温高
圧のフロン液となって膨張弁５に入り、更に断熱膨張し
て低温低圧の液体もしくは気液二相フロンとなって蓄冷
熱槽２内に入る。尚、蓄冷熱槽２に液体フロンで入るか
気液二相フロンで入るかは、膨張弁５を通過するかしな
いかによって決まり、通過する場合には膨張弁５での減
圧の程度によって決まる。液体もしくは気液二相フロン
は蓄冷熱槽２内のノズル７からエゼクタ管８内へ高速で
噴射され、その時の速度エネルギーで槽底部の液体フロ
ン１２もしくはクラスレート１１をエゼクタ管８内へ吸
引しつつ上層の水１０へ向けて流出する。そして、上層
の水１０と直接接触して蒸発しつつガスクラスレート１
１を生成し、そのときのフロンの相変化の潜熱が冷熱と
して蓄えられる。クラスレート１１はエゼクタ管８内に
生ずる液体フロンの流れによって水の層内を拡散した後
沈降し、水１０と液体フロン１２との間の中間層に停留
する。また、蓄冷熱槽２内で蒸発してクラスレートに変
化しなかったフロンガスは圧縮機３で高圧高温にされた
後、凝縮器４で大気に放熱して凝縮され、膨張弁５で低
温低圧の霧状のフロン液体とされて再び蓄冷熱槽２に吹
き込まれてクラスレート生成に供される。蓄冷熱槽２内
は比重差によって水１０とクラスレート１１と液体フロ
ン１２とが順次層を成して分離貯留され、蓄冷が進むに
つれてクラスレート１１の層が増大し、槽２内をクラス
レートで満す。そして、クラスレート１１が所定量に達
しなら、この蓄冷サイクルは完了する。尚、蓄冷サイク
ル運転時および蓄冷サイクル終了時の圧力、温度条件に
よっては液体フロン１２は槽内には存在しない場合もあ
る。この場合は、槽内は上部に水、下部にクラスレート
層を形成する。
動媒体のフロンを矢印（→）の方向に循環させる。する
と、蓄冷熱槽２の上部空間９のガス域から低温低圧のフ
ロンガスが取出され、圧縮機３で高温高圧のガスフロン
とされた後凝縮器４に導入され、ここで凝縮して中温高
圧のフロン液となって膨張弁５に入り、更に断熱膨張し
て低温低圧の液体もしくは気液二相フロンとなって蓄冷
熱槽２内に入る。尚、蓄冷熱槽２に液体フロンで入るか
気液二相フロンで入るかは、膨張弁５を通過するかしな
いかによって決まり、通過する場合には膨張弁５での減
圧の程度によって決まる。液体もしくは気液二相フロン
は蓄冷熱槽２内のノズル７からエゼクタ管８内へ高速で
噴射され、その時の速度エネルギーで槽底部の液体フロ
ン１２もしくはクラスレート１１をエゼクタ管８内へ吸
引しつつ上層の水１０へ向けて流出する。そして、上層
の水１０と直接接触して蒸発しつつガスクラスレート１
１を生成し、そのときのフロンの相変化の潜熱が冷熱と
して蓄えられる。クラスレート１１はエゼクタ管８内に
生ずる液体フロンの流れによって水の層内を拡散した後
沈降し、水１０と液体フロン１２との間の中間層に停留
する。また、蓄冷熱槽２内で蒸発してクラスレートに変
化しなかったフロンガスは圧縮機３で高圧高温にされた
後、凝縮器４で大気に放熱して凝縮され、膨張弁５で低
温低圧の霧状のフロン液体とされて再び蓄冷熱槽２に吹
き込まれてクラスレート生成に供される。蓄冷熱槽２内
は比重差によって水１０とクラスレート１１と液体フロ
ン１２とが順次層を成して分離貯留され、蓄冷が進むに
つれてクラスレート１１の層が増大し、槽２内をクラス
レートで満す。そして、クラスレート１１が所定量に達
しなら、この蓄冷サイクルは完了する。尚、蓄冷サイク
ル運転時および蓄冷サイクル終了時の圧力、温度条件に
よっては液体フロン１２は槽内には存在しない場合もあ
る。この場合は、槽内は上部に水、下部にクラスレート
層を形成する。
蓄冷熱の取出しは、放冷サイクル１３の循環ポンプ１５
を稼動させ、作動媒体を蓄冷熱槽２内の熱交換器１４に
通してクラスレート１１を分解させることにより行なわ
れる。
を稼動させ、作動媒体を蓄冷熱槽２内の熱交換器１４に
通してクラスレート１１を分解させることにより行なわ
れる。
上述の蓄冷サイクル１は深夜電力を利用して稼動するこ
とが奸才しい。したがって、夏季にあっては、夜間に蓄
冷サイクル１を稼動してクラスレート１１を生成し冷熱
を蓄え、昼間にクラスレート１１を分解して冷熱を取出
し冷房負荷に応える。
とが奸才しい。したがって、夏季にあっては、夜間に蓄
冷サイクル１を稼動してクラスレート１１を生成し冷熱
を蓄え、昼間にクラスレート１１を分解して冷熱を取出
し冷房負荷に応える。
クラスレー１・１１が分解して発生したフレオンカスは
圧縮機３で吸引し、大気と熱交換して凝縮させ、凝縮器
４内に貯蔵する。そして、冷房負荷が蓄冷分でまかなえ
ない時には圧縮機３を運転すると共に図示していないス
トップバルブを開いて凝縮器４内の液体フロンを膨張弁
５側へ流出させ、蓄冷サイクル１内を循環させる。
圧縮機３で吸引し、大気と熱交換して凝縮させ、凝縮器
４内に貯蔵する。そして、冷房負荷が蓄冷分でまかなえ
ない時には圧縮機３を運転すると共に図示していないス
トップバルブを開いて凝縮器４内の液体フロンを膨張弁
５側へ流出させ、蓄冷サイクル１内を循環させる。
（発明の効果）
以上の説明より明らかなように、本発明のクラスレート
蓄冷熱槽は、該槽内に縦方向に少なくとも１つのエゼク
タ管を配置すると共に該エゼクタ管内にゲスト剤の噴射
ノズルを設置しなので、液体フロンの噴射によってエゼ
クタ管外の流体を吸引し、上層の水をエゼクタ管内に取
込む循環流を蓄冷熱槽内に形成する。
蓄冷熱槽は、該槽内に縦方向に少なくとも１つのエゼク
タ管を配置すると共に該エゼクタ管内にゲスト剤の噴射
ノズルを設置しなので、液体フロンの噴射によってエゼ
クタ管外の流体を吸引し、上層の水をエゼクタ管内に取
込む循環流を蓄冷熱槽内に形成する。
したがって、蓄冷熱槽内に噴射される液体もしくは気液
二相フロンは必ず水中に直接吹込まれ、効率良くクラス
レートを生成する。しかも、生成されたクラスレートは
強制循環流によってエゼクタ管内に吸引される側の槽と
は反対側の槽に吹き出された後沈降しあるいは上昇して
中間層に集積されるので、クラスレートによって水と液
体もしくは気液二相フロンの直接接触が遮られることが
なく、蓄冷熱槽内全域にクラスレートを生成できる。
二相フロンは必ず水中に直接吹込まれ、効率良くクラス
レートを生成する。しかも、生成されたクラスレートは
強制循環流によってエゼクタ管内に吸引される側の槽と
は反対側の槽に吹き出された後沈降しあるいは上昇して
中間層に集積されるので、クラスレートによって水と液
体もしくは気液二相フロンの直接接触が遮られることが
なく、蓄冷熱槽内全域にクラスレートを生成できる。
第１図は本発明の一実施例を示すし−トサイクル図、第
２図は従来のクラスレート蓄冷サイクルを示すし−トサ
イクル図である。 １・・・蓄冷サイクル、２・・・蓄冷熱槽、７・・・ノ
ズル、８・・・エゼクタ管。
２図は従来のクラスレート蓄冷サイクルを示すし−トサ
イクル図である。 １・・・蓄冷サイクル、２・・・蓄冷熱槽、７・・・ノ
ズル、８・・・エゼクタ管。
Claims (2)
- （１）ホスト剤とゲスト剤の化合により生成されるクラ
スレートを蓄冷熱剤として用いる蓄冷熱槽において、該
槽内に縦方向に少なくとも１つのエゼクタ管を配置する
と共に該エゼクタ管内にゲスト剤の噴射ノズルを設置し
たことを特徴とするクラスレート蓄冷熱槽。 - （２）前記噴射ノズルは噴射口が上方に向けて設置され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の
クラスレート蓄冷熱槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103261A JPS63271095A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | クラスレ−ト蓄冷熱槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62103261A JPS63271095A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | クラスレ−ト蓄冷熱槽 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63271095A true JPS63271095A (ja) | 1988-11-08 |
Family
ID=14349495
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62103261A Pending JPS63271095A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | クラスレ−ト蓄冷熱槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63271095A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993004139A1 (en) * | 1991-08-27 | 1993-03-04 | Allied-Signal Inc. | Improved thermal energy storage system and process for thermal energy storage and transfer |
| EP1693636A1 (en) * | 2003-12-02 | 2006-08-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Heat storage unit |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP62103261A patent/JPS63271095A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993004139A1 (en) * | 1991-08-27 | 1993-03-04 | Allied-Signal Inc. | Improved thermal energy storage system and process for thermal energy storage and transfer |
| EP1693636A1 (en) * | 2003-12-02 | 2006-08-23 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Heat storage unit |
| EP1693636A4 (en) * | 2003-12-02 | 2012-12-19 | Kobe Steel Ltd | THERMAL STORAGE UNIT |
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