JPH02242055A - 水素吸蔵合金を用いた熱利用システム - Google Patents
水素吸蔵合金を用いた熱利用システムInfo
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- JPH02242055A JPH02242055A JP6168389A JP6168389A JPH02242055A JP H02242055 A JPH02242055 A JP H02242055A JP 6168389 A JP6168389 A JP 6168389A JP 6168389 A JP6168389 A JP 6168389A JP H02242055 A JPH02242055 A JP H02242055A
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- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 61
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 60
- 239000000956 alloy Substances 0.000 title claims abstract description 27
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 27
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 abstract description 9
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 abstract description 3
- 230000004044 response Effects 0.000 abstract description 2
- 238000005057 refrigeration Methods 0.000 description 11
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- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
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Classifications
-
- 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
- Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
- Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
- Y02B30/62—Absorption based systems
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- Sorption Type Refrigeration Machines (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】
(イ)産業上の利用分野
本発明は、水素吸蔵合金を用いたヒートポンプ、冷凍等
の熱利用システムに関する。
の熱利用システムに関する。
(ロ)従来の技術
このような熱利用システムは、例えば特公昭58−19
955号公報、特開昭61−202054号公報に開示
されている。
955号公報、特開昭61−202054号公報に開示
されている。
これらは、2種類の水素吸蔵合金を用い、一方を130
℃〜150℃の駆動用熱源で加熱して他方に水素を送り
且つ吸収させ、他方が水素を一方に戻す際の吸熱反応に
より冷凍熱を得るようにしている。
℃〜150℃の駆動用熱源で加熱して他方に水素を送り
且つ吸収させ、他方が水素を一方に戻す際の吸熱反応に
より冷凍熱を得るようにしている。
(ハ)発明が解決しようとする課題
しかし、これらの従来例は駆動用熱源で常に130℃〜
150℃の熱を得ることを条件としており、コージェネ
レーションシステムからの熱、工場の廃熱、太陽熱等を
熱源とした場合、熱変動が大きすぎて稼動効率が上らな
い。
150℃の熱を得ることを条件としており、コージェネ
レーションシステムからの熱、工場の廃熱、太陽熱等を
熱源とした場合、熱変動が大きすぎて稼動効率が上らな
い。
本発明は、駆動用熱源の変動に対応して稼動効率を向上
させ且つ安定させるものである。
させ且つ安定させるものである。
(ニ)課題を解決するための手段
本発明による解決手段は、駆動用熱源によって加熱され
、水素を放出する第1の水素吸蔵合金と、放出水素を吸
収する第2の水素吸蔵合金と、上記駆動用熱源の温度レ
ベルが低いときに作動し、第1の水素吸蔵合金側から第
2の水素吸蔵合金側に水素を送出する水素ポンプとから
成る構成である。
、水素を放出する第1の水素吸蔵合金と、放出水素を吸
収する第2の水素吸蔵合金と、上記駆動用熱源の温度レ
ベルが低いときに作動し、第1の水素吸蔵合金側から第
2の水素吸蔵合金側に水素を送出する水素ポンプとから
成る構成である。
(ホ)作用
第1図の圧力−温度線図で示すように、2種類の水素吸
蔵合金MH,MH,は、駆動用熱源が130℃以上の比
較的高温であれば、その高温の熱でMH,を加熱させ、
M H、を20℃程度の冷却水で冷却させ、MH,の水
素をMH,に移送させる。そして、次にMHlを20℃
で冷却しつつMH2の水素をM H、に戻し、ここでの
MH,の吸熱反応により冷凍熱を回収する。
蔵合金MH,MH,は、駆動用熱源が130℃以上の比
較的高温であれば、その高温の熱でMH,を加熱させ、
M H、を20℃程度の冷却水で冷却させ、MH,の水
素をMH,に移送させる。そして、次にMHlを20℃
で冷却しつつMH2の水素をM H、に戻し、ここでの
MH,の吸熱反応により冷凍熱を回収する。
一方、駆動用熱源の熱が130℃未満、例えば90℃程
度の比較的低温であれば、これをセンサーなどで検知し
て電動の水素ポンプ(例えばコンプレッサー)を作動さ
せる。水素ポンプは、MT4 +側からMH,側に水素
を強制的に送り、MH。
度の比較的低温であれば、これをセンサーなどで検知し
て電動の水素ポンプ(例えばコンプレッサー)を作動さ
せる。水素ポンプは、MT4 +側からMH,側に水素
を強制的に送り、MH。
を20℃程度で冷却しつつ送出水素を吸収せしめる。こ
のとき、熱源によるM H+の加熱も併用して良い。そ
して、次にM H、を20℃で冷却しつつMH,の水素
をMH,に戻し、ここでのMH2の吸熱反応により冷凍
熱を回収する。
のとき、熱源によるM H+の加熱も併用して良い。そ
して、次にM H、を20℃で冷却しつつMH,の水素
をMH,に戻し、ここでのMH2の吸熱反応により冷凍
熱を回収する。
このように、駆動用熱源の供給熱の温度レベルに応じて
、通常の熱サイクル運転と、水素ポンプによる熱サイク
ル運転とを切替えて実行させるのであるが、温度レベル
は熱源の温度をセンサーで測定する、成るいは太陽熱利
用熱源では日射計で日射強度を測定する等の方法で調べ
、例えば130℃を切替えのための基準とする。
、通常の熱サイクル運転と、水素ポンプによる熱サイク
ル運転とを切替えて実行させるのであるが、温度レベル
は熱源の温度をセンサーで測定する、成るいは太陽熱利
用熱源では日射計で日射強度を測定する等の方法で調べ
、例えば130℃を切替えのための基準とする。
(へ)実施例
本発明による熱利用システムとして、冷凍熱利用システ
ムの例を第2図に基づいて説明する。
ムの例を第2図に基づいて説明する。
容器1.2は第1の水素吸蔵合金MH,を、容器3.4
は第2の水素吸蔵合金MH,を充填している。容器1と
4、容器2と3は、水素ガスの第1、第2移送配W5.
6によって接続されると共に、容iS1.4は第2移送
配管6に、容S2.3は第1移送配管5に夫々接続可能
にしである。この接続を可能にするために、4個の三方
弁7・・・が配管5.6に設けである。
は第2の水素吸蔵合金MH,を充填している。容器1と
4、容器2と3は、水素ガスの第1、第2移送配W5.
6によって接続されると共に、容iS1.4は第2移送
配管6に、容S2.3は第1移送配管5に夫々接続可能
にしである。この接続を可能にするために、4個の三方
弁7・・・が配管5.6に設けである。
第1移送配管5には、容器1.2側から容器3.4側に
水素ガスを強制的に送出する電動のコンプレッサーから
成る水素ポンプ8が設けてあり、このポンプ8にはバイ
パス弁9付のバイパス路10が設けである。
水素ガスを強制的に送出する電動のコンプレッサーから
成る水素ポンプ8が設けてあり、このポンプ8にはバイ
パス弁9付のバイパス路10が設けである。
容vjP1.2.3.4は、充填した合金を加熱したり
、合金の反応熱を回収するために、熱交換器11・・・
を内装している。そして、容器1.2は、その熱交換器
11.11を駆動用熱源12と、20℃の冷却水を備え
た冷却源13とに切替弁14・・・によって選択的に切
替えることができるように配管接続している。また、容
器3.4は、その熱交換器11.11を冷却源13と、
冷凍負荷15とに切替弁14・・・によって選択的に切
替えることができるように配管接続している。熱交換器
11・・・と熱源12は、冷却源13、冷凍負荷15と
の間の配管は、熱媒、冷媒をポンプ等で強制循環させる
配管である。
、合金の反応熱を回収するために、熱交換器11・・・
を内装している。そして、容器1.2は、その熱交換器
11.11を駆動用熱源12と、20℃の冷却水を備え
た冷却源13とに切替弁14・・・によって選択的に切
替えることができるように配管接続している。また、容
器3.4は、その熱交換器11.11を冷却源13と、
冷凍負荷15とに切替弁14・・・によって選択的に切
替えることができるように配管接続している。熱交換器
11・・・と熱源12は、冷却源13、冷凍負荷15と
の間の配管は、熱媒、冷媒をポンプ等で強制循環させる
配管である。
上記駆動用熱源12の供給熱の温度レベルは、温度セン
サーや日射計等で測定される。制御装置(図示せず)は
、測定値を基準温度(例えば130℃)や基準日射強度
と比較し、基準以上であれば、通常の熱サイクル運転を
、未満であれば、水素ポンプ8の使用を指示し、各弁7
・・・ 9.14・・・を各運転に合せて開閉せしめる
。水素ポンプ8の使用時には熱源12の併用加熱とする
よう指示する。
サーや日射計等で測定される。制御装置(図示せず)は
、測定値を基準温度(例えば130℃)や基準日射強度
と比較し、基準以上であれば、通常の熱サイクル運転を
、未満であれば、水素ポンプ8の使用を指示し、各弁7
・・・ 9.14・・・を各運転に合せて開閉せしめる
。水素ポンプ8の使用時には熱源12の併用加熱とする
よう指示する。
次に、本実施例の動作を説明すると、制御装置は熱源1
2の温度レベルが基準以上に高いとの比較結果に基づき
、容器1の熱交換器11を熱源12に、容器2.4の熱
交換器11.11を冷却源13に、容器3の熱交換器1
1を冷凍負荷15に接続すべく切替弁14・・・を夫々
開閉させ、バイパス弁9を開放すると共に三方弁7・・
・を切替え、容器1と4を第1移送配管5及びバイパス
路10を介して接続し、容器2と3を第2移送配管6を
介して接続する。この結果、水素ガスは、容器1から4
へ、容器3から2に移送され、容器3での水素放出によ
る吸熱反応により冷凍負荷15に約−20℃の冷熱を与
える。この反応が終了すると、制御装置は、容器1.3
の熱交換器11.11を冷却源13に、容器2の熱交換
器11を熱源12に、容器4の熱交換器11を冷凍負荷
15に夫々接続すべく切替弁14を開閉させ、バイパス
弁9を開放すると共に三方弁7・・・を切替え、容at
と4を7J2移送配管6を介して接続し、容器2と3を
第1移送配管5及びバイパス路10を介して接続する。
2の温度レベルが基準以上に高いとの比較結果に基づき
、容器1の熱交換器11を熱源12に、容器2.4の熱
交換器11.11を冷却源13に、容器3の熱交換器1
1を冷凍負荷15に接続すべく切替弁14・・・を夫々
開閉させ、バイパス弁9を開放すると共に三方弁7・・
・を切替え、容器1と4を第1移送配管5及びバイパス
路10を介して接続し、容器2と3を第2移送配管6を
介して接続する。この結果、水素ガスは、容器1から4
へ、容器3から2に移送され、容器3での水素放出によ
る吸熱反応により冷凍負荷15に約−20℃の冷熱を与
える。この反応が終了すると、制御装置は、容器1.3
の熱交換器11.11を冷却源13に、容器2の熱交換
器11を熱源12に、容器4の熱交換器11を冷凍負荷
15に夫々接続すべく切替弁14を開閉させ、バイパス
弁9を開放すると共に三方弁7・・・を切替え、容at
と4を7J2移送配管6を介して接続し、容器2と3を
第1移送配管5及びバイパス路10を介して接続する。
この結果、水素ガスは容器4から1へ容器2から3に移
送され、容iS4での水素放出による吸熱反応により冷
凍負荷15に約−20℃の冷熱を与える。
送され、容iS4での水素放出による吸熱反応により冷
凍負荷15に約−20℃の冷熱を与える。
斯る動作は交互に繰返されて連続的な熱サイクル運転と
成る。
成る。
一方、熱[12の温度レベルが基準未満との比較結果が
あれば、制御装置は上記基準以上の場合の指示に加えて
、バイパス弁9の閉成と水素ポンプ8の駆動を指示する
。従って、水素ガスを容器1から容器4に、また容器2
がら容器3に夫々移送するときに、極めて効果的に移送
作業を行なう。
あれば、制御装置は上記基準以上の場合の指示に加えて
、バイパス弁9の閉成と水素ポンプ8の駆動を指示する
。従って、水素ガスを容器1から容器4に、また容器2
がら容器3に夫々移送するときに、極めて効果的に移送
作業を行なう。
駆動用熱源12に太陽熱集熱装置を用いて、2種類合金
での通常の熱サイクル運転と、これに水素ポンプ8をも
用いた熱サイクル運転とを行ない、日射強度に応じた総
合効率を求めた。これが第3図に示しである。この図か
ら明らかなように、単なる2種類合金での熱サイクル運
転は、日射強度600Kc a l/’h r−m’を
境に日射強度が大の領域では効率が高いが、小の領域で
は稼動できないことがある。一方、水素ポンプ8を加え
た運転は、日射強度が小の領域でも稼動できて所定の効
率を得るが、大の領域ではポンプ8への入力骨がむしろ
損失となる。
での通常の熱サイクル運転と、これに水素ポンプ8をも
用いた熱サイクル運転とを行ない、日射強度に応じた総
合効率を求めた。これが第3図に示しである。この図か
ら明らかなように、単なる2種類合金での熱サイクル運
転は、日射強度600Kc a l/’h r−m’を
境に日射強度が大の領域では効率が高いが、小の領域で
は稼動できないことがある。一方、水素ポンプ8を加え
た運転は、日射強度が小の領域でも稼動できて所定の効
率を得るが、大の領域ではポンプ8への入力骨がむしろ
損失となる。
従って、本実施例のように、日射強度に応じて運転を使
い分ければ(第3図点線参照)、1日の中で稼動時間帯
を延長でき、稼動効率の向上、安定を図ることができる
。
い分ければ(第3図点線参照)、1日の中で稼動時間帯
を延長でき、稼動効率の向上、安定を図ることができる
。
尚、本実施例では、両運転を温度、日射等で自動的に切
替えているが、この切替を所定の表示・報知により手動
で行なっても良い。また、太陽熱々源の場合、1日の運
転を時間(タイマー)制御で切替えるようにしても良い (ト)発明の効果 本発明に依れば、駆動用熱源の温度レベルに応じて熱サ
イクル運転を切替えるので、熱源の温度変動に対応して
運転でき、稼動率を向上でき、全体の運転を安定させる
ことができる。従って、熱エネルギーを極めて効率良(
利用したシステムを提供できるものである。
替えているが、この切替を所定の表示・報知により手動
で行なっても良い。また、太陽熱々源の場合、1日の運
転を時間(タイマー)制御で切替えるようにしても良い (ト)発明の効果 本発明に依れば、駆動用熱源の温度レベルに応じて熱サ
イクル運転を切替えるので、熱源の温度変動に対応して
運転でき、稼動率を向上でき、全体の運転を安定させる
ことができる。従って、熱エネルギーを極めて効率良(
利用したシステムを提供できるものである。
第1図は本発明システムに於ける熱サイクル運転を原理
的に説明する圧力−温度線図、第2図は実施例に配管系
統図、第3図は太陽熱々源での日射強度−効率特性図で
ある。 1〜4・・・容器、5.6・・・移送配管、7・・・三
方弁、8・・・水素ポンプ、12・・・駆動用熱源、1
3・・・冷却源、14・・・切替弁、15・・・冷凍負
荷。 第1図 1000/T [に−1] 第3図
的に説明する圧力−温度線図、第2図は実施例に配管系
統図、第3図は太陽熱々源での日射強度−効率特性図で
ある。 1〜4・・・容器、5.6・・・移送配管、7・・・三
方弁、8・・・水素ポンプ、12・・・駆動用熱源、1
3・・・冷却源、14・・・切替弁、15・・・冷凍負
荷。 第1図 1000/T [に−1] 第3図
Claims (1)
- (1)駆動用熱源によって加熱され、水素を放出する第
1の水素吸蔵合金と、放出水素を吸収する第2の水素吸
蔵合金と、上記駆動用熱源の温度レベルが低いときに作
動し、第1の水素吸蔵合金側から第2の水素吸蔵合金側
に水素を送出する水素ポンプとから成る水素吸蔵合金を
用いた熱利用システム。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6168389A JPH02242055A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 水素吸蔵合金を用いた熱利用システム |
US07/490,999 US5174367A (en) | 1989-03-13 | 1990-03-09 | Thermal utilization system using hydrogen absorbing alloys |
DE90302631T DE69004718T2 (de) | 1989-03-13 | 1990-03-13 | Thermisches Nutzbarmachungssystem, bei dem Wasserstoff absorbierende Legierungen verwendet werden. |
EP90302631A EP0388132B1 (en) | 1989-03-13 | 1990-03-13 | Thermal utilization system using hydrogen absorbing alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6168389A JPH02242055A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 水素吸蔵合金を用いた熱利用システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02242055A true JPH02242055A (ja) | 1990-09-26 |
Family
ID=13178309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6168389A Pending JPH02242055A (ja) | 1989-03-13 | 1989-03-13 | 水素吸蔵合金を用いた熱利用システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02242055A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409676A (en) * | 1992-12-28 | 1995-04-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Heat transfer system utilizing hydrogen absorbing metals |
KR20040050758A (ko) * | 2002-12-09 | 2004-06-17 | 엘지전자 주식회사 | 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치 및 그 제어 방법 |
WO2008155543A2 (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | Thermal Energy Systems Ltd | Heat pump |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5895168A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-06 | 積水化学工業株式会社 | ヒ−トポンプ装置 |
-
1989
- 1989-03-13 JP JP6168389A patent/JPH02242055A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5895168A (ja) * | 1981-11-30 | 1983-06-06 | 積水化学工業株式会社 | ヒ−トポンプ装置 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5409676A (en) * | 1992-12-28 | 1995-04-25 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Heat transfer system utilizing hydrogen absorbing metals |
KR20040050758A (ko) * | 2002-12-09 | 2004-06-17 | 엘지전자 주식회사 | 수소 저장합금을 이용한 냉난방장치 및 그 제어 방법 |
WO2008155543A2 (en) * | 2007-06-18 | 2008-12-24 | Thermal Energy Systems Ltd | Heat pump |
WO2008155543A3 (en) * | 2007-06-18 | 2009-03-05 | Thermal Energy Systems Ltd | Heat pump |
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