JPH0115783B2 - - Google Patents
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- JPH0115783B2 JPH0115783B2 JP58107063A JP10706383A JPH0115783B2 JP H0115783 B2 JPH0115783 B2 JP H0115783B2 JP 58107063 A JP58107063 A JP 58107063A JP 10706383 A JP10706383 A JP 10706383A JP H0115783 B2 JPH0115783 B2 JP H0115783B2
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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
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24D—DOMESTIC- OR SPACE-HEATING SYSTEMS, e.g. CENTRAL HEATING SYSTEMS; DOMESTIC HOT-WATER SUPPLY SYSTEMS; ELEMENTS OR COMPONENTS THEREFOR
- F24D17/00—Domestic hot-water supply systems
- F24D17/02—Domestic hot-water supply systems using heat pumps
-
- 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
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- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は太陽熱、廃熱等を貯え給湯・冷暖房な
どに用いる潜熱形蓄熱材を用いた潜熱形蓄熱装置
に関する。
どに用いる潜熱形蓄熱材を用いた潜熱形蓄熱装置
に関する。
従来例の構成とその問題点
従来のこの種の太陽熱蓄熱装置は、第１図に示
すように集熱器１、入水２、出水３管を備えた貯
湯蓄熱槽４と、貯湯蓄熱槽４内の放熱器５と、前
記集熱器１と放熱器５を結ぶ集熱媒体６の循環パ
イプ７と、前記循環パイプ７途中に配置されたポ
ンプ８とにより構成されていた。この構成では集
熱を開始して貯湯蓄熱槽４内の水９の温度が上昇
してくると集熱器１の集熱媒体６による集熱効率
が低下すると共に循環パイプ７からの断熱ロスが
大きくなりシステムとしての太陽熱集熱効率は低
下する。また、集熱器１出口における集熱媒体６
温度は常に貯湯蓄熱槽４内の水９温度よりも高く
なければ集熱できないという問題を有していた。
すように集熱器１、入水２、出水３管を備えた貯
湯蓄熱槽４と、貯湯蓄熱槽４内の放熱器５と、前
記集熱器１と放熱器５を結ぶ集熱媒体６の循環パ
イプ７と、前記循環パイプ７途中に配置されたポ
ンプ８とにより構成されていた。この構成では集
熱を開始して貯湯蓄熱槽４内の水９の温度が上昇
してくると集熱器１の集熱媒体６による集熱効率
が低下すると共に循環パイプ７からの断熱ロスが
大きくなりシステムとしての太陽熱集熱効率は低
下する。また、集熱器１出口における集熱媒体６
温度は常に貯湯蓄熱槽４内の水９温度よりも高く
なければ集熱できないという問題を有していた。
発明の目的
本発明はかかる従来の問題を解消するもので太
陽熱、廃熱等を効率よく集熱・蓄熱することを目
的とする。
陽熱、廃熱等を効率よく集熱・蓄熱することを目
的とする。
発明の構成
この目的を達成する為に本発明は容器内部に、
室温以下の融点を有する潜熱形蓄熱材と、前記蓄
熱材に対してほとんど不相溶性であり、熱吸収時
に液体から気体に、熱放出時に気体から液体にな
る伝熱媒体を上方に空間部を残して封入した潜熱
形蓄熱槽と、前記潜熱形蓄熱槽の空間部に蒸発器
を配してなるヒート・ポンプ回路と、集熱器、前
記潜熱形蓄熱槽内の放熱器、集熱媒体の循環パイ
プ、ポンプからなる集熱回路とを設けたものであ
る。
室温以下の融点を有する潜熱形蓄熱材と、前記蓄
熱材に対してほとんど不相溶性であり、熱吸収時
に液体から気体に、熱放出時に気体から液体にな
る伝熱媒体を上方に空間部を残して封入した潜熱
形蓄熱槽と、前記潜熱形蓄熱槽の空間部に蒸発器
を配してなるヒート・ポンプ回路と、集熱器、前
記潜熱形蓄熱槽内の放熱器、集熱媒体の循環パイ
プ、ポンプからなる集熱回路とを設けたものであ
る。
この構成によつて太陽熱、廃熱等を低温（潜熱
形蓄熱材の融点）で集熱するため集熱効率を高め
ることができる。
形蓄熱材の融点）で集熱するため集熱効率を高め
ることができる。
実施例の説明
以下、本発明の実施例を第２図を用いて説明す
る。
る。
第２図は太陽熱潜熱形蓄熱装置であり、集熱器
１、ポンプ８、放熱器５、集熱媒体６の循環パイ
プ７からなる集熱回路Ａを有する。また内部に、
室温近傍の融点を有する潜熱形蓄熱材１０とし
て、例えば、炭酸ナトリウム・10水塩（融点32
℃、密度1.44ｇ／cm3）と、炭酸ナトリウム・10水
塩１０に対してほとんど不相溶性であり、熱吸収
時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体に
なる伝熱媒体１１として、例えば、フロン−11
（融点23.8℃、密度25℃、1.48ｇ／cm3）とを上方
に空間部１２Ａを残して封入した潜熱形蓄熱槽１
２も有する。さらに入水管２・出湯管３を備えた
水９の貯湯槽４との間で潜熱形蓄熱槽１２の空間
部１２Ａに蒸発器１３、貯湯槽４内に凝縮器１４
を配してなるヒート・ポンプ回路Ｂより構成され
ている。但し、１５はコンプレツサー、１６は膨
張弁である。なお、第１図と同一部材には同一番
号を付している。
１、ポンプ８、放熱器５、集熱媒体６の循環パイ
プ７からなる集熱回路Ａを有する。また内部に、
室温近傍の融点を有する潜熱形蓄熱材１０とし
て、例えば、炭酸ナトリウム・10水塩（融点32
℃、密度1.44ｇ／cm3）と、炭酸ナトリウム・10水
塩１０に対してほとんど不相溶性であり、熱吸収
時に液体から気体に、熱放出時に気体から液体に
なる伝熱媒体１１として、例えば、フロン−11
（融点23.8℃、密度25℃、1.48ｇ／cm3）とを上方
に空間部１２Ａを残して封入した潜熱形蓄熱槽１
２も有する。さらに入水管２・出湯管３を備えた
水９の貯湯槽４との間で潜熱形蓄熱槽１２の空間
部１２Ａに蒸発器１３、貯湯槽４内に凝縮器１４
を配してなるヒート・ポンプ回路Ｂより構成され
ている。但し、１５はコンプレツサー、１６は膨
張弁である。なお、第１図と同一部材には同一番
号を付している。
上記構成において、先ず、集熱回路Ａの集熱器
１で集められた太陽熱エネルギーは放熱器５より
潜熱形蓄熱槽１２に導入される。導入された熱エ
ネルギーは、炭酸ナトリウム・10水塩１０の顕
熱・融解潜熱の形で貯えられる。なお、炭酸ナト
リウム・10水塩充填部１２Ｂの内部には、通常放
熱に伴う結晶化の際体積変化により生じた炭酸ナ
トリウム・10水塩１０の空隙が巣状に存在し、し
かもその空隙内にはフロン−11１１が介在してい
る。この状態から蓄熱を開始するのであるが、炭
酸ナトリウム・10水塩７の固相の熱伝達率は低
く、代わつてフロン−11１１がすばやく受熱し熱
を炭酸ナトリウム・10水塩１０に伝達する。但
し、夏期において外気温が30℃程度になる場合は
太陽熱を集熱するまでもなく炭酸ナトリウム・10
水塩１０の融点以下の顕熱分は充足される。ま
た、炭酸ナトリウム・10水塩１０が蓄熱途中、す
なわち、融解している段階では潜熱形蓄熱槽１２
は炭酸ナトリウム・10水塩１０の融点32℃に保た
れるので低温集熱となり集熱効率は大幅に増大し
た。こうして、潜熱形蓄熱槽１２は炭酸ナトリウ
ム・10水塩１０の融液と気・液体からなるフロン
−11１１の飽和蒸気で満たされる。
１で集められた太陽熱エネルギーは放熱器５より
潜熱形蓄熱槽１２に導入される。導入された熱エ
ネルギーは、炭酸ナトリウム・10水塩１０の顕
熱・融解潜熱の形で貯えられる。なお、炭酸ナト
リウム・10水塩充填部１２Ｂの内部には、通常放
熱に伴う結晶化の際体積変化により生じた炭酸ナ
トリウム・10水塩１０の空隙が巣状に存在し、し
かもその空隙内にはフロン−11１１が介在してい
る。この状態から蓄熱を開始するのであるが、炭
酸ナトリウム・10水塩７の固相の熱伝達率は低
く、代わつてフロン−11１１がすばやく受熱し熱
を炭酸ナトリウム・10水塩１０に伝達する。但
し、夏期において外気温が30℃程度になる場合は
太陽熱を集熱するまでもなく炭酸ナトリウム・10
水塩１０の融点以下の顕熱分は充足される。ま
た、炭酸ナトリウム・10水塩１０が蓄熱途中、す
なわち、融解している段階では潜熱形蓄熱槽１２
は炭酸ナトリウム・10水塩１０の融点32℃に保た
れるので低温集熱となり集熱効率は大幅に増大し
た。こうして、潜熱形蓄熱槽１２は炭酸ナトリウ
ム・10水塩１０の融液と気・液体からなるフロン
−11１１の飽和蒸気で満たされる。
次に、潜熱形蓄熱槽１２からの熱の取り出し、
及び、貯湯蓄熱槽４内の水９の加熱について説明
する。潜熱形蓄熱槽１２の空間部１２Ａには蒸発
器１３、貯湯蓄熱槽４内には凝縮器１４を配して
なるヒート・ポンプ回路Ｂにより炭酸ナトリウ
ム・10水塩１０が貯えた顕熱・融解潜熱を吸み上
げ、水９に供熱する。ヒート・ポスプ運転中、潜
熱形蓄熱槽１２内の蒸発器１３には膨張弁１６を
経て断熱膨張した低温のヒート・ポンプ用媒体
（フロン）が気・液２相の状態で流入し、そこで
受熱して気体となる。その際、蒸発器１３の外周
ではフロン−11１１の蒸気は蒸発潜熱を放出して
凝縮液となり炭酸ナトリウム・10水塩１０中に戻
る。そこで、フロン−11１１は炭酸ナトリウム・
10水塩１０が放出する融解潜熱、及び、顕熱を受
熱して再び空間部１２Ａに蒸発する。炭酸ナトリ
ウム・10水塩１０の融液はこうしたフロン−11１
１の蒸発・凝縮サイクルにおける対流により激し
く撹拌されており、融液は過冷却・相分離を起こ
すことなく結晶化し融解潜熱を放出する。こうし
て、炭酸ナトリウム・10水塩１０が貯えた熱と有
効に、かつ高出力で取り出すことができる。ま
た、気体となつたヒート・ポンプ用媒体はコンプ
レツサー１５により高温・高圧となり貯湯蓄熱槽
１４内の凝縮器１４に導入され、凝縮熱を放出し
て水９を加熱する。媒体は、凝縮液となり膨張弁
１６へと導かれる。また、こうしたヒート・ポン
プ運転における蒸発器１３の雰囲気は炭酸ナトリ
ウム・10水塩１０が融解潜熱を放出している間は
約30℃のフロン−11１１の飽和蒸気であり、通常
のヒート・ポンプ暖房のように外気温変動による
影響を受けることはなく定常運転としての設計が
可能である。
及び、貯湯蓄熱槽４内の水９の加熱について説明
する。潜熱形蓄熱槽１２の空間部１２Ａには蒸発
器１３、貯湯蓄熱槽４内には凝縮器１４を配して
なるヒート・ポンプ回路Ｂにより炭酸ナトリウ
ム・10水塩１０が貯えた顕熱・融解潜熱を吸み上
げ、水９に供熱する。ヒート・ポスプ運転中、潜
熱形蓄熱槽１２内の蒸発器１３には膨張弁１６を
経て断熱膨張した低温のヒート・ポンプ用媒体
（フロン）が気・液２相の状態で流入し、そこで
受熱して気体となる。その際、蒸発器１３の外周
ではフロン−11１１の蒸気は蒸発潜熱を放出して
凝縮液となり炭酸ナトリウム・10水塩１０中に戻
る。そこで、フロン−11１１は炭酸ナトリウム・
10水塩１０が放出する融解潜熱、及び、顕熱を受
熱して再び空間部１２Ａに蒸発する。炭酸ナトリ
ウム・10水塩１０の融液はこうしたフロン−11１
１の蒸発・凝縮サイクルにおける対流により激し
く撹拌されており、融液は過冷却・相分離を起こ
すことなく結晶化し融解潜熱を放出する。こうし
て、炭酸ナトリウム・10水塩１０が貯えた熱と有
効に、かつ高出力で取り出すことができる。ま
た、気体となつたヒート・ポンプ用媒体はコンプ
レツサー１５により高温・高圧となり貯湯蓄熱槽
１４内の凝縮器１４に導入され、凝縮熱を放出し
て水９を加熱する。媒体は、凝縮液となり膨張弁
１６へと導かれる。また、こうしたヒート・ポン
プ運転における蒸発器１３の雰囲気は炭酸ナトリ
ウム・10水塩１０が融解潜熱を放出している間は
約30℃のフロン−11１１の飽和蒸気であり、通常
のヒート・ポンプ暖房のように外気温変動による
影響を受けることはなく定常運転としての設計が
可能である。
こうして、低温（室温以下）の融点を有する潜
熱形蓄熱機とヒート・ポンプの組合せにより低温
集熱、及びヒート・ポンプ定常運転という相乗効
果が得られる。
熱形蓄熱機とヒート・ポンプの組合せにより低温
集熱、及びヒート・ポンプ定常運転という相乗効
果が得られる。
なお、上記実施例においては太陽熱蓄熱給湯シ
ステムについて述べたが、風呂の廃熱等を熱源と
したり、暖房に利用できることは言うまでもな
い。
ステムについて述べたが、風呂の廃熱等を熱源と
したり、暖房に利用できることは言うまでもな
い。
発明の効果
本発明の潜熱形蓄熱システムによれば次の効果
が得られる。
が得られる。
(1) 集熱は低温（室温以下）の融点を有する潜熱
形蓄熱材に対して行われるので低温集熱となり
太陽熱集熱効率を大幅に増大できる。また、断
熱コストを低減できる。
形蓄熱材に対して行われるので低温集熱となり
太陽熱集熱効率を大幅に増大できる。また、断
熱コストを低減できる。
(2) 潜熱形蓄熱槽内の蓄熱材の蓄・放熱は伝熱媒
体が介在することにより応答性が高く熱交換効
率を高くできる。
体が介在することにより応答性が高く熱交換効
率を高くできる。
(3) 潜熱形蓄熱槽の空間部にヒート・ポンプ回路
の蒸発器を配設することにより、必要に応じて
熱（蓄熱材の融解潜熱、及び、顕熱）を吸み上
げて利用することができる。
の蒸発器を配設することにより、必要に応じて
熱（蓄熱材の融解潜熱、及び、顕熱）を吸み上
げて利用することができる。
(4) ヒート・ポンプ運転は、その蒸発器の回りが
蓄熱材の融点近傍の伝熱媒体の飽和蒸気で満た
されているので定常運転となり、最適な運転状
態とすることができる。
蓄熱材の融点近傍の伝熱媒体の飽和蒸気で満た
されているので定常運転となり、最適な運転状
態とすることができる。
第１図は従来の太陽熱蓄熱システムの断面図、
第２図は本発明の潜熱形蓄熱システムの一実施例
を示す断面図である。 １０……潜熱形蓄熱材、１１……伝熱媒体、１
２……潜熱形蓄熱槽（但し、１２Ａ……空間部、
１２Ｂ……蓄熱材充填部）、１３……蒸発器、１
４……凝縮器、１５……コンプレツサー、１６…
…膨張弁、Ａ……集熱回路、Ｂ……ヒート・ポン
プ回路。
第２図は本発明の潜熱形蓄熱システムの一実施例
を示す断面図である。 １０……潜熱形蓄熱材、１１……伝熱媒体、１
２……潜熱形蓄熱槽（但し、１２Ａ……空間部、
１２Ｂ……蓄熱材充填部）、１３……蒸発器、１
４……凝縮器、１５……コンプレツサー、１６…
…膨張弁、Ａ……集熱回路、Ｂ……ヒート・ポン
プ回路。
Claims (1)
- １ 容器内部に、室温以下の融点を有する潜熱形
蓄熱材と、前記蓄熱材に対してほとんど不相溶性
であり、熱吸収時に液体から気体に、熱放出時に
気体から液体になる伝熱媒体とを上方に空間部を
残して封入した潜熱形蓄熱槽と、前記潜熱形蓄熱
槽の空間部に蒸発器を配してなるヒート・ポンプ
回路と、集熱器、前記潜熱形蓄熱槽内の放熱器、
集熱媒体が循環する循環パイプ、及び、ポンプか
ら成る集熱回路とにより構成した潜熱形蓄熱装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107063A JPS60257A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 潜熱形蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58107063A JPS60257A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 潜熱形蓄熱装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60257A JPS60257A (ja) | 1985-01-05 |
| JPH0115783B2 true JPH0115783B2 (ja) | 1989-03-20 |
Family
ID=14449545
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58107063A Granted JPS60257A (ja) | 1983-06-15 | 1983-06-15 | 潜熱形蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60257A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0529173Y2 (ja) * | 1985-09-20 | 1993-07-27 | ||
| US4669782A (en) * | 1985-09-20 | 1987-06-02 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Belt anchor incorporating seat track structure |
| AUPM835894A0 (en) * | 1994-09-22 | 1994-10-13 | Thermal Energy Accumulator Products Pty Ltd | A temperature control system for liquids |
| DE102010044122A1 (de) * | 2010-11-18 | 2012-05-24 | BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH | Wärmepumpe zur Warmwasserbereitung |
-
1983
- 1983-06-15 JP JP58107063A patent/JPS60257A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60257A (ja) | 1985-01-05 |
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