JPS59200192A - 潜熱蓄熱装置 - Google Patents
潜熱蓄熱装置Info
- Publication number
- JPS59200192A JPS59200192A JP58074410A JP7441083A JPS59200192A JP S59200192 A JPS59200192 A JP S59200192A JP 58074410 A JP58074410 A JP 58074410A JP 7441083 A JP7441083 A JP 7441083A JP S59200192 A JPS59200192 A JP S59200192A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- heat storage
- storage material
- transfer medium
- foam
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
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
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Central Heating 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
本発明は深夜電力や太陽エネルギー等を貯え給湯・冷暖
房などに用いる潜熱蓄熱装置自由た潜熱蓄熱装置に関す
るものである。
房などに用いる潜熱蓄熱装置自由た潜熱蓄熱装置に関す
るものである。
従来例の構成とその問題点
第１図は従来の蓄熱装置１を示しだものである。
蓄熱装置１は蓄熱槽２内に、蓄熱材３と、熱吸収時、に
液体から気体に、熱放出時に気体から液体に変化しかつ
、その凝縮液の密度が少なくとも前記蓄熱材の相転位点
近傍における密度よりも大きい伝熱媒体４とを」ニガに
空間部を残して封入すると共に、蓄熱するだめの熱交換
器５と熱を取り出すだめの熱交換器６を収納して構成し
ている。蓄熱状態において、蓄熱材充填部は蓄熱材３の
融点以上の温度の蓄熱材溶液から成り、空間部はその温
度における伝熱媒体の飽和蒸気圧より成っている。
液体から気体に、熱放出時に気体から液体に変化しかつ
、その凝縮液の密度が少なくとも前記蓄熱材の相転位点
近傍における密度よりも大きい伝熱媒体４とを」ニガに
空間部を残して封入すると共に、蓄熱するだめの熱交換
器５と熱を取り出すだめの熱交換器６を収納して構成し
ている。蓄熱状態において、蓄熱材充填部は蓄熱材３の
融点以上の温度の蓄熱材溶液から成り、空間部はその温
度における伝熱媒体の飽和蒸気圧より成っている。
熱交換器６に低温熱媒体が導入されると、空間部の伝熱
媒体は熱交換器６で熱交換し、凝縮液化するので空間部
の蒸気圧は低下する。これを補なうために蓄熱材充填部
より伝熱媒体が蒸発し気泡γとなって上昇し、空間部に
達する。一方凝縮環８は滴下し蓄熱材充填部に環流する
。蓄熱材充填部に滴下した凝縮液８は蓄熱材３より密度
が大きいため、蓄熱材溶液中を降下する。降下しながら
大部分は蓄熱材３より熱を奪い蒸発し気泡となって上昇
する。他の一部は蓄熱槽２底部に沈降しそこで熱を得て
再び蒸発する。しかしながら、凝縮液の蒸発は前記説明
でわかるように蓄熱材充填部上部が主になるため、上部
ははげしく攪拌されるが、下部にいくにしたがい、攪拌
はおだやかになる。
媒体は熱交換器６で熱交換し、凝縮液化するので空間部
の蒸気圧は低下する。これを補なうために蓄熱材充填部
より伝熱媒体が蒸発し気泡γとなって上昇し、空間部に
達する。一方凝縮環８は滴下し蓄熱材充填部に環流する
。蓄熱材充填部に滴下した凝縮液８は蓄熱材３より密度
が大きいため、蓄熱材溶液中を降下する。降下しながら
大部分は蓄熱材３より熱を奪い蒸発し気泡となって上昇
する。他の一部は蓄熱槽２底部に沈降しそこで熱を得て
再び蒸発する。しかしながら、凝縮液の蒸発は前記説明
でわかるように蓄熱材充填部上部が主になるため、上部
ははげしく攪拌されるが、下部にいくにしたがい、攪拌
はおだやかになる。
まだ、凝縮液８に熱を奪われた蓄熱材は、その溶液が気
泡により攪拌されているため、微結晶となって浮遊攪拌
しているが液体状態より密度が大きいため徐々に沈降し
ていく。このように伝熱媒体４の蒸発−凝縮サイクル如
よシ蓄熱材充填部を攪拌し効率よく熱交換器６で熱交換
を行なうのである。然るに蓄熱材充填部上部の温度が低
下する。
泡により攪拌されているため、微結晶となって浮遊攪拌
しているが液体状態より密度が大きいため徐々に沈降し
ていく。このように伝熱媒体４の蒸発−凝縮サイクル如
よシ蓄熱材充填部を攪拌し効率よく熱交換器６で熱交換
を行なうのである。然るに蓄熱材充填部上部の温度が低
下する。
これは、上部が滴下する比較的低温の凝縮液と凝縮液に
その潜熱を奪われ微結晶となった比較的低温の蓄熱材お
よび蓄熱材溶液とより構成されているので相対的に温度
が低くなるためである。上部温度が低下すると空間部の
蒸気の平衡温度が低下する。したがって熱交換器らでの
熱交換温度が低下するため低温熱媒体の温度上昇値が低
くなる。
その潜熱を奪われ微結晶となった比較的低温の蓄熱材お
よび蓄熱材溶液とより構成されているので相対的に温度
が低くなるためである。上部温度が低下すると空間部の
蒸気の平衡温度が低下する。したがって熱交換器らでの
熱交換温度が低下するため低温熱媒体の温度上昇値が低
くなる。
上記説明でわかるように、従来の熱交換においては時間
の経過と共に空間部の温度が低下し、熱交換効率が低下
するため導入した低温熱媒体を一定温度の高温熱媒体と
して取り出すことができなかった。
の経過と共に空間部の温度が低下し、熱交換効率が低下
するため導入した低温熱媒体を一定温度の高温熱媒体と
して取り出すことができなかった。
発明の目的
本発明は前記問題点を解決し、蓄熱材上部温度低下によ
る放熱器の熱交換性能の低下を防止し、高温で安定した
熱交換出力を得ることを目的とする。
る放熱器の熱交換性能の低下を防止し、高温で安定した
熱交換出力を得ることを目的とする。
発明の構成
前記目的を達成するだめに、本発明は潜熱蓄熱材と、前
記潜熱蓄熱材に対してほとんど非相溶性であり、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
熱媒体と前記蓄熱材より見かけ上比重の小さい発泡体と
を蓄熱槽に内部上方に空間部を残して封入したものであ
る。
記潜熱蓄熱材に対してほとんど非相溶性であり、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
熱媒体と前記蓄熱材より見かけ上比重の小さい発泡体と
を蓄熱槽に内部上方に空間部を残して封入したものであ
る。
この構成により、熱取り出し時に生ずる蓄熱材充填部上
部の温度低下および全間部蒸気の温度低下を防ぎ、高温
で安定した熱交換出力を得ることができる。
部の温度低下および全間部蒸気の温度低下を防ぎ、高温
で安定した熱交換出力を得ることができる。
実施例の説明
以下本発明の一実施例を第２図の図面を用いて説明する
。なお、第２図中、第１図と同一のものについては同一
番号を付している。
。なお、第２図中、第１図と同一のものについては同一
番号を付している。
第２図において、蓄熱装置１は断熱層が設けられている
蓄熱槽２と熱交換器５，６とを有する構造となっている
。蓄熱槽２内には酢酸す） ＩＪウム３水塩（融点５８
℃、融点近傍での溶融液の密度１．２８．！９／ｉ）の
ごとき蓄熱材３とフロン１１３（５８℃での密度１．４
８７／ｉ）のごとき蓄熱材３と非相溶性で密度の大きい
伝熱媒体４および連続気孔を有するセラミック発泡体の
ごとき蓄熱材３より見掛は上の密度の小さい発泡体９と
が封入されている。捷だ、熱交換効率をよくするだめ蓄
熱槽２内の非凝縮性ガスは排除されている。
蓄熱槽２と熱交換器５，６とを有する構造となっている
。蓄熱槽２内には酢酸す） ＩＪウム３水塩（融点５８
℃、融点近傍での溶融液の密度１．２８．！９／ｉ）の
ごとき蓄熱材３とフロン１１３（５８℃での密度１．４
８７／ｉ）のごとき蓄熱材３と非相溶性で密度の大きい
伝熱媒体４および連続気孔を有するセラミック発泡体の
ごとき蓄熱材３より見掛は上の密度の小さい発泡体９と
が封入されている。捷だ、熱交換効率をよくするだめ蓄
熱槽２内の非凝縮性ガスは排除されている。
い寸、蓄熱装置１が蓄熱状態にある時熱交換器６に低温
の熱媒体を流入すると、第１図で説明したように伝熱媒
体４の蒸発−凝縮サイクルにより蓄熱材充填部が攪拌さ
れると共に熱交換器６にて伝熱媒体は熱交換を行ない放
熱する。この時、前記説明のごとく蓄熱材充填部の上部
の温度低下をきたす。本実施例においては蓄熱材充填部
上部に発泡体９層がその密度が小さいために存在し、こ
れが蓄熱材上部の温度低下を防いでいる。この理由は定
かでないが次のように考えられる。
の熱媒体を流入すると、第１図で説明したように伝熱媒
体４の蒸発−凝縮サイクルにより蓄熱材充填部が攪拌さ
れると共に熱交換器６にて伝熱媒体は熱交換を行ない放
熱する。この時、前記説明のごとく蓄熱材充填部の上部
の温度低下をきたす。本実施例においては蓄熱材充填部
上部に発泡体９層がその密度が小さいために存在し、こ
れが蓄熱材上部の温度低下を防いでいる。この理由は定
かでないが次のように考えられる。
蓄熱槽２内に封入された発泡体９は密度が小さいだめ、
蓄熱材溶解時に蓄熱材上部に浮遊層を形成する。発泡体
９として連続気孔を有する体積数ｄに分割した発泡体を
用いると、伝熱媒体が蓄熱材３より熱を奪い気化し、空
間部へ移動する。この場合、その蒸気の流れに対してほ
とんど抵抗を示さない。したがって、伝熱媒体の蒸発量
は発泡体９の封入にあまシ影響を受けない。一方、伝熱
媒体凝縮液８は蓄熱材３へ還流する場合、連続気孔を有
する発泡体９の浮遊層を通過するが、液体で粘性抵抗が
大きいため、通過するのに相当の抵抗を受ける。したが
って凝縮液８は発泡体浮遊層Ｓの上部に溜る８′。溜ま
った凝縮液８′はその量が多くなると自重で前記発泡体
９の浮遊層を破り、蓄熱材３へ移行するだめの通路１０
を形成し、この通路より多量の凝縮液８′が還流する。
蓄熱材溶解時に蓄熱材上部に浮遊層を形成する。発泡体
９として連続気孔を有する体積数ｄに分割した発泡体を
用いると、伝熱媒体が蓄熱材３より熱を奪い気化し、空
間部へ移動する。この場合、その蒸気の流れに対してほ
とんど抵抗を示さない。したがって、伝熱媒体の蒸発量
は発泡体９の封入にあまシ影響を受けない。一方、伝熱
媒体凝縮液８は蓄熱材３へ還流する場合、連続気孔を有
する発泡体９の浮遊層を通過するが、液体で粘性抵抗が
大きいため、通過するのに相当の抵抗を受ける。したが
って凝縮液８は発泡体浮遊層Ｓの上部に溜る８′。溜ま
った凝縮液８′はその量が多くなると自重で前記発泡体
９の浮遊層を破り、蓄熱材３へ移行するだめの通路１０
を形成し、この通路より多量の凝縮液８′が還流する。
前記の場合、凝縮液の還流は大部分表面に生じた数ケ所
の上記通路１ｏを通じて行なわれるため、蓄熱材３上部
と凝縮液８との接触は従来の表面全体で行なわれるので
はなく、表面のごく一部で行なわれるため、蓄熱材表面
の温度低下を防ぐことができる。
の上記通路１ｏを通じて行なわれるため、蓄熱材３上部
と凝縮液８との接触は従来の表面全体で行なわれるので
はなく、表面のごく一部で行なわれるため、蓄熱材表面
の温度低下を防ぐことができる。
捷だ、凝縮液は蓄熱材表面の一部分より多量に蓄熱材中
に還流するだめ、蓄熱材より熱を奪い全体が再蒸発する
までに時間を要する。したがって凝縮液８は蓄熱槽２の
下部まで沈降することが可能となり、下部の熱も充分に
活用できるようになると共に下部より攪拌を生ぜしめる
ので槽の熱を有効に取りだすことができる。前記のごと
き凝縮液の溜り８′は発泡体９が蓄熱材３より伝熱媒体
に対して良好な濡れ性を有している場合大きくなる。
に還流するだめ、蓄熱材より熱を奪い全体が再蒸発する
までに時間を要する。したがって凝縮液８は蓄熱槽２の
下部まで沈降することが可能となり、下部の熱も充分に
活用できるようになると共に下部より攪拌を生ぜしめる
ので槽の熱を有効に取りだすことができる。前記のごと
き凝縮液の溜り８′は発泡体９が蓄熱材３より伝熱媒体
に対して良好な濡れ性を有している場合大きくなる。
したがって、発泡体９が伝熱媒体９より蓄熱材３に対し
て濡れ性が良い場合は、発泡体９を表面処理し蓄熱材３
よりも伝熱媒体に対して濡れ性を良くすることにより前
記効果を高め、出湯特性を良くすることができる。
て濡れ性が良い場合は、発泡体９を表面処理し蓄熱材３
よりも伝熱媒体に対して濡れ性を良くすることにより前
記効果を高め、出湯特性を良くすることができる。
また、発泡体９は一般に断熱性があるだめ、凝縮液化し
た低温の液が発泡体上部に一次的に滞留してもその温度
が蓄熱材３上部に直接伝達されない。しだがって、蓄熱
材３上部液面は低温の凝縮液によって全面が冷却されて
いく。
た低温の液が発泡体上部に一次的に滞留してもその温度
が蓄熱材３上部に直接伝達されない。しだがって、蓄熱
材３上部液面は低温の凝縮液によって全面が冷却されて
いく。
前記説明におりて連続気孔を有する発泡体９ば、その体
積が数ｄに分割した場合を説明した。この分割した理由
は、前記説明したように分割した発泡体同志の接触点（
界面）より凝縮液が蓄熱材３中に還流しやすくしたため
である。したがって、大面積の発泡体９を用い凝縮液が
還流するような手段、例えば数ケ所に孔を設ければ前記
説明と同様な効果が得られる。また、逆に発泡体９の体
積、捷たは表面積を小さくし粉体状にすると、発泡体９
中の連続気孔の効果はなくなるが、伝熱媒体蒸気は粉体
状発泡体の界面を通って容易に空間部に達する。また、
凝縮液も気体に比し粘性が高いだめ、粉体状発泡体層の
上部に滞留し、前記とほぼ同様の効果を得ることができ
る。
積が数ｄに分割した場合を説明した。この分割した理由
は、前記説明したように分割した発泡体同志の接触点（
界面）より凝縮液が蓄熱材３中に還流しやすくしたため
である。したがって、大面積の発泡体９を用い凝縮液が
還流するような手段、例えば数ケ所に孔を設ければ前記
説明と同様な効果が得られる。また、逆に発泡体９の体
積、捷たは表面積を小さくし粉体状にすると、発泡体９
中の連続気孔の効果はなくなるが、伝熱媒体蒸気は粉体
状発泡体の界面を通って容易に空間部に達する。また、
凝縮液も気体に比し粘性が高いだめ、粉体状発泡体層の
上部に滞留し、前記とほぼ同様の効果を得ることができ
る。
発明の効果
本発明の装置によれば、
（イ）凝縮液化した伝熱媒体は発泡体部を通過し、蓄熱
槽下部まで還流されるため、蓄熱槽上部において大部分
の凝縮液が蓄熱材と熱交換するととかない。
槽下部まで還流されるため、蓄熱槽上部において大部分
の凝縮液が蓄熱材と熱交換するととかない。
（ロ）蓄熱槽下部からも気泡が発生するため、蓄熱槽全
体がよく攪拌される。
体がよく攪拌される。
（ハ）発泡体は一種の断熱材であるため、その上部に滞
留した低温の凝縮液の温度を蓄熱材上部に伝達しない。
留した低温の凝縮液の温度を蓄熱材上部に伝達しない。
前記理由により蓄熱材上部の温度低下がないため、伝熱
媒体蒸気の温度は低下することなく高温が保たれる。し
たがって、放熱器の熱交換性能の低下を防止し高温で安
定した熱交換出力を得ることができる。
媒体蒸気の温度は低下することなく高温が保たれる。し
たがって、放熱器の熱交換性能の低下を防止し高温で安
定した熱交換出力を得ることができる。
第１図は従来の潜熱蓄熱装置の断面図、第２図は本発明
の潜熱蓄熱装置の一実施例を示す断面図である。 １・・・・・・潜熱蓄熱装置、２・・・・・蓄熱槽、３
・・・蓄熱材、４−・・・・・伝熱媒体、９・・・・発
泡体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
の潜熱蓄熱装置の一実施例を示す断面図である。 １・・・・・・潜熱蓄熱装置、２・・・・・蓄熱槽、３
・・・蓄熱材、４−・・・・・伝熱媒体、９・・・・発
泡体。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図
Claims (1)
- 潜熱蓄熱材と、前記潜熱蓄熱材に対してほとんど非相溶
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、前記潜熱蓄熱材より見かけ
上比重の小さい発泡体とを内部上方に空間部を残して蓄
熱槽内に封入した潜熱蓄熱装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074410A JPS59200192A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 潜熱蓄熱装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58074410A JPS59200192A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 潜熱蓄熱装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59200192A true JPS59200192A (ja) | 1984-11-13 |
Family
ID=13546388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58074410A Pending JPS59200192A (ja) | 1983-04-26 | 1983-04-26 | 潜熱蓄熱装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59200192A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004150773A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-27 | Hideo Inaba | エネルギーの熱的保存システム、及び、排熱利用方法 |
| CN111765793A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-13 | 康健 | 一种热泵提供热源的蓄热箱 |
-
1983
- 1983-04-26 JP JP58074410A patent/JPS59200192A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004150773A (ja) * | 2002-11-01 | 2004-05-27 | Hideo Inaba | エネルギーの熱的保存システム、及び、排熱利用方法 |
| CN111765793A (zh) * | 2020-07-10 | 2020-10-13 | 康健 | 一种热泵提供热源的蓄热箱 |
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