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
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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
Landscapes
- 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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