JP6200646B2

JP6200646B2 - Chemical heat storage device

Info

Publication number: JP6200646B2
Application number: JP2012284060A
Authority: JP
Inventors: 洋亮後藤; 克哉小牧; 賢二秋田; 志満津　孝; 孝志満津; 知寿若杉; 美代望月; 宏之三井
Original assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Denso Corp; Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2012-12-27
Filing date: 2012-12-27
Publication date: 2017-09-20
Anticipated expiration: 2032-12-27
Also published as: JP2014125133A

Description

本発明は、水和反応により発熱し脱水反応により蓄熱する蓄熱材を利用した化学蓄熱装置に関する。 The present invention relates to a chemical heat storage device using a heat storage material that generates heat by a hydration reaction and stores heat by a dehydration reaction.

水和反応により発熱し脱水反応により蓄熱する蓄熱材を利用した化学蓄熱装置として、例えば、車両に搭載されて、車両走行時等に蓄熱し、車両停止時等に発熱するよう構成したものがある（特許文献１参照）。
かかる化学蓄熱装置は、上記蓄熱材を充填してなる反応器と、該反応器に供給する水蒸気を生成する蒸発器と、上記反応器から脱水された水蒸気を凝縮する凝縮器とを有する。これにより、反応器における蓄熱と発熱とを可能とし、時間をまたいで熱を有効利用することができる。 As a chemical heat storage device using a heat storage material that generates heat by a hydration reaction and stores heat by a dehydration reaction, for example, there is one that is mounted on a vehicle, stores heat when the vehicle travels, and generates heat when the vehicle stops. (See Patent Document 1).
Such a chemical heat storage device includes a reactor filled with the heat storage material, an evaporator that generates water vapor supplied to the reactor, and a condenser that condenses water vapor dehydrated from the reactor. Thereby, heat storage and heat generation in the reactor can be performed, and heat can be effectively used over time.

特開２００９−２６２７４８号公報JP 2009-262748 A

しかしながら、上記特許文献１に記載の化学蓄熱装置においては、上記凝縮器において水蒸気を凝縮させる際に生じる凝縮熱（潜熱）は、そのまま廃熱として棄てられている。そのため、装置全体としてのエネルギー効率を考えたとき、未だ改善の余地があると考えられる。 However, in the chemical heat storage device described in Patent Document 1, condensation heat (latent heat) generated when water vapor is condensed in the condenser is discarded as waste heat. Therefore, when considering the energy efficiency of the entire device, there is still room for improvement.

本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、凝縮熱を有効利用して、エネルギー効率を向上させた化学蓄熱装置を提供しようとするものである。 This invention is made | formed in view of this background, It aims at providing the chemical heat storage apparatus which improved the energy efficiency using the condensation heat effectively.

本発明の一態様は、水和反応により発熱し脱水反応により蓄熱する蓄熱材を充填してなる反応器と、
該反応器に供給する水蒸気を生成する蒸発器と、
上記反応器から脱水された水蒸気を凝縮する凝縮器と、
該凝縮器において生じる凝縮熱を１又は複数の熱供給対象へ供給する凝縮熱移動手段と、
上記凝縮器によって凝縮された水を貯める水タンクとを有し、
上記熱供給対象の少なくとも一つは、上記凝縮熱を蓄熱する蓄熱機能を備えた蓄熱手段であり、
上記水タンクが上記蓄熱手段であることを特徴とする化学蓄熱装置にある（請求項１）。 One embodiment of the present invention is a reactor filled with a heat storage material that generates heat by a hydration reaction and stores heat by a dehydration reaction;
An evaporator for generating water vapor to be supplied to the reactor;
A condenser for condensing water vapor dehydrated from the reactor;
Condensation heat transfer means for supplying condensation heat generated in the condenser to one or a plurality of heat supply targets;
A water tank for storing water condensed by the condenser ,
At least one of the heat supply targets is a heat storage means having a heat storage function for storing the condensation heat,
In the chemical heat storage device, the water tank is the heat storage means (claim 1).

上記化学蓄熱装置は、上記凝縮熱移動手段を有する。それゆえ、凝縮器において生じた凝縮熱を、上記熱供給対象へ供給することができる。これにより、凝縮熱を捨てることなく、上記熱供給対象において有効利用することができる。その結果、上記化学蓄熱装置は、全体として、エネルギー効率を向上させることができる。 The chemical heat storage device has the condensation heat transfer means. Therefore, the heat of condensation generated in the condenser can be supplied to the heat supply target. Thereby, it can utilize effectively in the said heat supply object, without throwing away the heat of condensation. As a result, the chemical heat storage device can improve energy efficiency as a whole.

以上のごとく、本発明によれば、凝縮熱を有効利用して、エネルギー効率を向上させた化学蓄熱装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a chemical heat storage device in which energy efficiency is improved by effectively using condensation heat.

参考例１における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in the reference example 1. FIG. 参考例１における、脱水反応時の水及び熱媒空気の流れを表した化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus showing the flow of the water and heat-medium air at the time of a dehydration reaction in the reference example 1. FIG. 参考例２における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in the reference example 2. FIG. 実施例１における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in Example 1. FIG. 実施例１における、脱水反応時の水及び熱媒空気の流れを表した化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus showing the flow of the water and heat-medium air at the time of a dehydration reaction in Example 1. FIG. 実施例２における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in Example 2. FIG. 実施例３における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in Example 3. FIG. 実施例４における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in Example 4. FIG. 実施例５における、化学蓄熱装置の模式図。The schematic diagram of the chemical heat storage apparatus in Example 5. FIG.

上記化学蓄熱装置において、上記熱供給対象は、供給された熱を有効利用することが可能な対象であり、一つでも複数でもよい。また、上記熱供給対象に熱を供給（移動）する凝縮熱移動手段も、一つでも複数でもよい。 In the chemical heat storage device, the heat supply target is a target capable of effectively using the supplied heat, and may be one or more. One or a plurality of condensed heat transfer means for supplying (moving) heat to the heat supply target may be used.

また、上記熱供給対象の少なくとも一つは、室内へ送られる熱媒空気であることが好ましい（請求項２）。この場合には、上記凝縮熱を、室内暖房に利用することができる。 Moreover, it is preferable that at least one of the heat supply targets is heat medium air sent into a room (claim 2). In this case, the condensation heat can be used for room heating.

また、上記熱供給対象の少なくとも一つは、上記凝縮熱を蓄熱する蓄熱機能を備えた蓄熱手段である。これにより、上記凝縮熱を、時間をまたいで、所望のタイミングで有効利用することができる。すなわち、発生時点よりも後の所望の時点において凝縮熱を利用することができる。 At least one of the heat supply target is Ru heat storage means der having a heat storage function of heat storage the condensation heat. Thereby , the said condensation heat can be effectively utilized at a desired timing across time. That is, the heat of condensation can be used at a desired time after the time of occurrence.

そして、上記化学蓄熱装置は、上記凝縮器によって凝縮された水を貯める水タンクを有し、該水タンクが上記蓄熱手段である。これにより、上記水タンクにおいて、上記凝縮熱を蓄熱することができる。
なお、上記水タンクを上記蓄熱手段とする構成は、例えば、上記凝縮器において凝縮熱を受熱した熱媒流体を、上記水タンクの熱交換部に導くように構成することで実現することができる。これにより、水タンクに貯蔵された水の温度が高くなることで、水タンクに蓄熱されることとなる。それゆえ、上記反応器における水和反応時に、水タンクから蒸発器へ送られる水の温度を高くすることができ、その分、蒸発器に供給すべき蒸発潜熱の熱量を小さくすることができる。その結果、効率的に、上記反応器における水和反応を行うことができる。 Then, the chemical heat storage device includes a water tank for storing water condensed by the condenser, the water tank is Ru der the heat storage means. Thereby , the condensation heat can be stored in the water tank.
The configuration in which the water tank is used as the heat storage means can be realized by, for example, configuring the heat transfer fluid that has received the heat of condensation in the condenser to be guided to the heat exchange unit of the water tank. . Thereby, the temperature of the water stored in the water tank is increased, so that heat is stored in the water tank. Therefore, during the hydration reaction in the reactor, the temperature of the water sent from the water tank to the evaporator can be increased, and the amount of latent heat of evaporation to be supplied to the evaporator can be reduced accordingly. As a result, the hydration reaction in the reactor can be performed efficiently.

この場合、上記凝縮熱移動手段は、凝縮器の熱交換部及び上記熱媒流体ということとなる。ここで、上記熱媒流体は、上述した室内へ送られる熱媒空気とは別の熱媒空気を用いることもできるし、室内へ送られる熱媒空気を利用することもできる。また、上記熱媒流体は、空気に限らず、他の流体とすることもできる。また、上記凝縮器において生じた凝縮熱は、凝縮水を熱媒として水タンクに移動させることもできる。 In this case, the condensation heat transfer means is the heat exchange part of the condenser and the heat transfer fluid. Here, as the heat medium fluid, heat medium air different from the heat medium air sent into the room described above can be used, or heat medium air sent into the room can be used. Further, the heat transfer fluid is not limited to air, but may be other fluids. The condensation heat generated in the condenser can be transferred to a water tank using condensed water as a heat medium.

なお、凝縮熱が上記水タンクにおいて効果的に蓄熱されるように構成するために、すなわち上記水タンクを上記蓄熱手段として用いるための好ましい態様としては、例えば、上記水タンクを断熱構造とすることが考えられる。また、上記凝縮器と上記水タンクとの間の水の経路を、断熱構造とすることも考えられる。 In order to effectively condense the heat of condensation in the water tank, that is, as a preferable mode for using the water tank as the heat storage means, for example, the water tank has a heat insulating structure. Can be considered. It is also conceivable that the water path between the condenser and the water tank has a heat insulating structure.

また、上記化学蓄熱装置は、車両に搭載され、上記反応器において水和反応によって生じた熱は、上記車両の室内の暖房に用いられるよう構成することができる（請求項３）。この場合には、車両用の空調手段として用いられる化学蓄熱装置のエネルギー効率を向上させることができる。 Further, the chemical heat storage device can be mounted on a vehicle, and the heat generated by the hydration reaction in the reactor can be used for heating the interior of the vehicle (claim 3 ). In this case, the energy efficiency of the chemical heat storage device used as the air conditioning means for the vehicle can be improved.

（参考例１）
上記化学蓄熱装置の実施例につき、図１、図２を用いて説明する。
本例の化学蓄熱装置１は、図１に示すごとく、反応器２と蒸発器３と凝縮器４とを有する。反応器２は、水和反応により発熱し脱水反応により蓄熱する蓄熱材を充填してなる。蒸発器３は、反応器２に供給する水蒸気を生成する。凝縮器４は、反応器２から脱水された水蒸気を凝縮する。 ( Reference Example 1 )
An embodiment of the chemical heat storage device will be described with reference to FIGS.
The chemical heat storage device 1 of this example includes a reactor 2, an evaporator 3, and a condenser 4 as shown in FIG. 1. The reactor 2 is filled with a heat storage material that generates heat by a hydration reaction and stores heat by a dehydration reaction. The evaporator 3 generates water vapor that is supplied to the reactor 2. The condenser 4 condenses the water vapor dehydrated from the reactor 2.

そして、上記化学蓄熱装置１は、凝縮器４において生じる凝縮熱を熱供給対象へ供給する凝縮熱移動手段を有する。本例において、熱供給対象は、室内へ送られる熱媒空気であり、凝縮熱移動手段は、凝縮器４に設けられた熱交換部４１である。
また、本例の化学蓄熱装置１は、上記凝縮器４によって凝縮された水を貯める水タンク５を有する。 And the said chemical heat storage apparatus 1 has a condensation heat transfer means which supplies the heat of condensation to the heat supply object which the condensation heat produced in the condenser 4 has. In this example, the heat supply target is heat medium air sent into the room, and the condensation heat transfer means is the heat exchange unit 41 provided in the condenser 4.
In addition, the chemical heat storage device 1 of this example includes a water tank 5 that stores the water condensed by the condenser 4.

そして、反応器２は、蒸発器３及び凝縮器４と、水配管１１１によって繋がれている。そして、蒸発器３と反応器２との間の水配管１１１には、第１バルブ１２１が配設され、凝縮器４と反応器２との間の水配管１１１には、第２バルブ１２２が配設されている。
また、水タンク５も、蒸発器３及び凝縮器４と、水配管１１２によって繋がれている。そして、水タンク５と蒸発器３との間の水配管１１２には、水タンク５の水を蒸発器３へ送るポンプ１３が配設されている。 The reactor 2 is connected to the evaporator 3 and the condenser 4 by a water pipe 111. A first valve 121 is provided in the water pipe 111 between the evaporator 3 and the reactor 2, and a second valve 122 is provided in the water pipe 111 between the condenser 4 and the reactor 2. It is arranged.
The water tank 5 is also connected to the evaporator 3 and the condenser 4 by a water pipe 112. A water pipe 112 between the water tank 5 and the evaporator 3 is provided with a pump 13 that sends water from the water tank 5 to the evaporator 3.

また、上記凝縮器４に設けられた熱交換部４１は、熱媒空気を流通させる導風管６２と連結されている。導風管６２は、凝縮器４よりも上流側にブロア６３を配設してなり、下流側において室内１５に繋がっている。これにより、ブロア６３によって導風管６２内を凝縮器４の熱交換部４１に送り込まれた熱媒空気が、熱交換部４１において凝縮熱を受熱する。そして、高温となった熱媒空気は、さらに導風管６２を通じて流れて、室内１５へ送り込まれる。これにより、熱媒空気は、室内１５の暖房に利用することができる。 The heat exchanging part 41 provided in the condenser 4 is connected to an air guide pipe 62 through which heat medium air flows. The air guide pipe 62 is provided with a blower 63 on the upstream side of the condenser 4, and is connected to the room 15 on the downstream side. Thereby, the heat transfer air sent into the heat exchanging part 41 of the condenser 4 through the air duct 62 by the blower 63 receives the heat of condensation in the heat exchanging part 41. Then, the heat transfer air that has reached a high temperature further flows through the air guide tube 62 and is sent into the room 15. Thereby, the heat transfer air can be used for heating the room 15.

本例の化学蓄熱装置１は、車両に搭載され、反応器２において水和反応によって生じた熱は、車両の室内１５の暖房に用いられるよう構成してある。
反応器２における蓄熱材は、例えば、酸化カルシウム（ＣａＯ）からなる。そして、蓄熱材は、蒸発器３から供給される水蒸気との水和反応によって発熱する。この反応熱を、室内１５の暖房に用いている。また、水和反応後の蓄熱材を加熱して脱水することで、蓄熱材に蓄熱することができる。 The chemical heat storage device 1 of this example is mounted on a vehicle, and the heat generated by the hydration reaction in the reactor 2 is configured to be used for heating the interior 15 of the vehicle.
The heat storage material in the reactor 2 is made of, for example, calcium oxide (CaO). The heat storage material generates heat by a hydration reaction with water vapor supplied from the evaporator 3. This reaction heat is used for heating the room 15. Moreover, it can heat-store in a heat storage material by heating and dehydrating the heat storage material after a hydration reaction.

例えば、車両走行時に、オルタネータにおいて発電した電力によって反応器２をヒータ加熱することにより、脱水反応を生じさせて蓄熱することができる。あるいは、ヒータ加熱には、バッテリの電力を用いてもよい。
そして、車両停車時（エンジン停止時）に、蒸発器２において生じた水蒸気を反応器２に送り、蓄熱材における水和反応によって発熱させることができる。この反応熱を室内１５の空調に用いる。 For example, when the vehicle travels, the reactor 2 is heated by the electric power generated by the alternator, whereby a dehydration reaction can be caused to store heat. Alternatively, battery power may be used for heater heating.
When the vehicle stops (when the engine is stopped), the water vapor generated in the evaporator 2 can be sent to the reactor 2 to generate heat by a hydration reaction in the heat storage material. This reaction heat is used for air conditioning in the room 15.

水和反応の際には、第１バルブ１２１を開放すると共に、ポンプ１３を稼働する。このとき、第２バルブ１２２は閉じている。そして、水タンク５から水配管１１２を通じて蒸発器３に水を送る。蒸発器３において水を蒸発させて、水蒸気を得る。この水蒸気を、水配管１１１を通して反応器２に送る。これにより、反応器２内において、蓄熱材が水和反応し、発熱する。 During the hydration reaction, the first valve 121 is opened and the pump 13 is operated. At this time, the second valve 122 is closed. Then, water is sent from the water tank 5 to the evaporator 3 through the water pipe 112. Water is evaporated in the evaporator 3 to obtain water vapor. This water vapor is sent to the reactor 2 through the water pipe 111. Thereby, in the reactor 2, the heat storage material hydrates and generates heat.

一方、脱水反応の際には、図２に示すごとく、第２バルブ１２２を開放する。このとき、第１バルブ１２１は閉じておく。そして、蓄熱材を加熱することにより蓄熱材から離脱した水蒸気Ｗ１は、水配管１１１を通じて凝縮器４へ導かれる。凝縮器４においては水蒸気が凝縮し、液体の水となる。このとき、凝縮熱が生じる。この凝縮熱の少なくとも一部を、熱交換部４１において熱媒空気へ移動させる。つまり、凝縮器４の熱交換部４１には、導風管６２内の熱媒空気Ａが供給されている。それゆえ、熱交換部４１において、凝縮熱が熱媒空気Ａに移り、高温となった熱媒空気Ａは、導風管６２を通じて室内１５へ送られる。これにより、凝縮熱は、熱媒空気Ａを介して、室内１５の暖房に利用される。
そして、凝縮器４において凝縮した液体の水Ｗ２は、配管１１２を通じて、水タンク５に貯められる。そして、次の水和反応の際に、上述と同様に、蒸発器３へ送られる。 On the other hand, during the dehydration reaction, the second valve 122 is opened as shown in FIG. At this time, the first valve 121 is closed. Then, the water vapor W1 separated from the heat storage material by heating the heat storage material is guided to the condenser 4 through the water pipe 111. In the condenser 4, the water vapor is condensed into liquid water. At this time, heat of condensation is generated. At least a part of the heat of condensation is transferred to the heat medium air in the heat exchange unit 41. That is, the heat transfer air A in the air guide tube 62 is supplied to the heat exchanging unit 41 of the condenser 4. Therefore, in the heat exchanging unit 41, the heat of condensation is transferred to the heat transfer air A, and the heat transfer air A that has reached a high temperature is sent to the room 15 through the air guide tube 62. Thereby, the condensation heat is used for heating the room 15 through the heat medium air A.
The liquid water W 2 condensed in the condenser 4 is stored in the water tank 5 through the pipe 112. Then, in the next hydration reaction, it is sent to the evaporator 3 as described above.

次に、本例の作用効果につき説明する。
上記化学蓄熱装置１は、上記凝縮熱移動手段（凝縮器４に設けられた熱交換部４１）を有する。それゆえ、凝縮器４において生じた凝縮熱を、上記熱供給対象（導風管６２を流れる熱媒空気）へ供給することができる。これにより、凝縮熱を捨てることなく、上記熱供給対象（熱媒空気）において有効利用することができる。すなわち、凝縮熱によって熱媒空気の温度を上げて、高温の熱媒空気を用いて室内１５の暖房に有効利用することができる。その結果、上記化学蓄熱装置１は、全体として、エネルギー効率を向上させることができる。 Next, the function and effect of this example will be described.
The chemical heat storage device 1 includes the condensation heat transfer means (the heat exchange unit 41 provided in the condenser 4). Therefore, the heat of condensation generated in the condenser 4 can be supplied to the heat supply target (heat medium air flowing through the air guide tube 62). Thereby, it can utilize effectively in the said heat supply object (heat-medium air), without throwing away condensation heat. That is, the temperature of the heat transfer medium air can be increased by the heat of condensation, and can be effectively used for heating the room 15 using the high temperature heat transfer air. As a result, the chemical heat storage device 1 can improve energy efficiency as a whole.

なお、上記凝縮熱が生じるタイミングとしては、反応器２における脱水反応の際であるが、そのときは、反応器２の水和反応熱ではなく、凝縮器４における凝縮熱を利用して、室内１５の暖房を行うことが可能となる。ただし、室内暖房のための熱量として不充分である場合には、化学蓄熱装置１とは別の、他の暖房手段と併用して、室内１５の暖房を行うこととなる。この場合でも、他の暖房手段による消費エネルギーを低減することができるため、上記凝縮熱を利用することによる省エネ効果は充分に期待できる。 The condensation heat is generated at the time of the dehydration reaction in the reactor 2. At that time, the heat of condensation in the condenser 4 is used instead of the heat of hydration reaction in the reactor 2. 15 heating can be performed. However, when the amount of heat for room heating is insufficient, the room 15 is heated together with another heating means different from the chemical heat storage device 1. Even in this case, since the energy consumed by the other heating means can be reduced, the energy saving effect by using the condensation heat can be sufficiently expected.

以上のごとく、本例によれば、凝縮熱を有効利用して、エネルギー効率を向上させた化学蓄熱装置を提供することができる。 As described above, according to this example, it is possible to provide a chemical heat storage device that effectively uses condensation heat to improve energy efficiency.

（参考例２）
本例は、図３に示すごとく、蒸発器３を水タンク５よりも下方に配置し、重力を利用して、水タンク５から蒸発器３へ水を供給するよう構成した例である。
したがって、本例の化学蓄熱装置１は、水タンク５と蒸発器３との間の水配管１１２に、参考例１において用いたポンプ１３（図１参照）を設けていない。水タンク５と蒸発器３との間の水配管１１２には、第３バルブ１２３が設けてある。それゆえ、反応器２における水和反応を行う際には、第３バルブ１２３を、第１バルブ１２１と共に開放することにより、水タンク５から蒸発器３へ水を供給することができる。
その他は、参考例１と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例１と同様の構成要素等を表す。 ( Reference Example 2 )
In this example, as shown in FIG. 3, the evaporator 3 is disposed below the water tank 5, and water is supplied from the water tank 5 to the evaporator 3 using gravity.
Therefore, the chemical heat storage device 1 of this example does not include the pump 13 (see FIG. 1) used in the reference example 1 in the water pipe 112 between the water tank 5 and the evaporator 3. A third valve 123 is provided in the water pipe 112 between the water tank 5 and the evaporator 3. Therefore, when performing the hydration reaction in the reactor 2, water can be supplied from the water tank 5 to the evaporator 3 by opening the third valve 123 together with the first valve 121.
Others are the same as in Reference Example 1 . Of the reference numerals used in the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same components as in Reference Example 1 unless otherwise indicated.

本例の場合には、水タンク５から蒸発器３への水の供給に、ポンプ１３（図１参照）を必要としないため、化学蓄熱装置１の簡素化とともに、装置全体のエネルギー効率の向上を図ることができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, since the pump 13 (see FIG. 1) is not required for supplying water from the water tank 5 to the evaporator 3, the chemical heat storage device 1 is simplified and the energy efficiency of the entire device is improved. Can be achieved.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

（実施例１）
本例は、図４に示すごとく、凝縮熱移動手段として、凝縮器４に設けた熱交換部４１の他に、蒸発器３に設けた熱交換部３１をも有する化学蓄熱装置１の例である。
すなわち、本例の化学蓄熱装置１は、凝縮器４の下流側の導風管６２が、蒸発器３の熱交換部３１を経由して室内１５に繋がっている。 ( Example 1 )
As shown in FIG. 4, this example is an example of the chemical heat storage device 1 having a heat exchanging unit 31 provided in the evaporator 3 in addition to the heat exchanging unit 41 provided in the condenser 4 as the condensation heat transfer means. is there.
That is, in the chemical heat storage device 1 of this example, the wind guide pipe 62 on the downstream side of the condenser 4 is connected to the room 15 via the heat exchange unit 31 of the evaporator 3.

また、蒸発器３と水タンク５との間には、ポンプ１３を設けた水配管１１２の他に、蒸発器３から水タンク５へ水を導くための水配管１１３が設けられている。この水配管１１３には、水タンク５側から蒸発器３側へ水が逆流することを防ぐ逆止弁１４が設けられている。 In addition to the water pipe 112 provided with the pump 13, a water pipe 113 for guiding water from the evaporator 3 to the water tank 5 is provided between the evaporator 3 and the water tank 5. The water pipe 113 is provided with a check valve 14 for preventing water from flowing back from the water tank 5 side to the evaporator 3 side.

以上の構成によって、本例の化学蓄熱装置１は、脱水反応時において、以下のように凝縮熱を回収することができる。すなわち、図５に示すごとく、凝縮器４において凝縮熱を受熱して高温となった熱媒空気Ａは、熱交換部３１において蒸発器３内の水と熱交換した後、室内１５へ導かれる。室内１５へ向かう熱媒空気Ａは、一部の熱を蒸発器３の水に奪われるが、ある程度の高温を保って室内１５へ向かい、室内１５の暖房に利用することができる。 With the above configuration, the chemical heat storage device 1 of the present example can recover the heat of condensation as follows during the dehydration reaction. That is, as shown in FIG. 5, the heat transfer medium air A that has received the heat of condensation in the condenser 4 and has become high temperature is exchanged with the water in the evaporator 3 in the heat exchanging unit 31, and is then introduced into the room 15. . Although the heat medium air A traveling toward the room 15 is partially deprived of water by the water of the evaporator 3, it can be used to heat the room 15 while maintaining a certain high temperature toward the room 15.

また、脱水反応時においても、ポンプ１３を稼働して、水タンク５から水配管１１２を通じて蒸発器３へ、そして、蒸発器３から水配管１１３を通じて水タンク５へと、水Ｗ３を循環させておく。これにより、蒸発器３には常に水Ｗ３が循環して存在する状態を維持しておく。この状態において、上記のように、高温の熱媒空気Ａが蒸発器３の熱交換部３１に順次供給されることにより、熱媒空気Ａと水Ｗ３との間で熱交換が行われる。これにより高温となった水Ｗ３が、水タンク５へ貯められることとなり、水タンク５に蓄熱されることとなる。 Also during the dehydration reaction, the pump 13 is operated to circulate the water W3 from the water tank 5 to the evaporator 3 through the water pipe 112 and from the evaporator 3 to the water tank 5 through the water pipe 113. deep. Thereby, the state in which the water W3 always circulates in the evaporator 3 is maintained. In this state, as described above, the high-temperature heat medium air A is sequentially supplied to the heat exchange unit 31 of the evaporator 3, whereby heat exchange is performed between the heat medium air A and the water W3. As a result, the water W3 having a high temperature is stored in the water tank 5 and is stored in the water tank 5.

すなわち、本例においては、水タンク５も熱供給対象であり、しかも、水タンク５は、蓄熱機能を備えた蓄熱手段でもある。また、凝縮器４において生じる凝縮熱は、凝縮器４において凝縮する水Ｗ２を介しても、水タンク５に蓄熱される。
このように、凝縮器４において生じる凝縮熱の一部は、熱媒空気Ａを介して室内１５の暖房に利用され、他の一部は、熱媒空気Ａと水Ｗ２、Ｗ３とを介して、水タンク５に蓄熱される。 That is, in this example, the water tank 5 is also a heat supply target, and the water tank 5 is also a heat storage means having a heat storage function. Further, the heat of condensation generated in the condenser 4 is also stored in the water tank 5 through the water W2 condensed in the condenser 4.
Thus, a part of the condensation heat generated in the condenser 4 is used for heating the indoor 15 via the heat medium air A, and the other part is transmitted via the heat medium air A and the water W2 and W3. The water is stored in the water tank 5.

また、上述のように、水タンク５を蓄熱手段として用いる本例の化学蓄熱装置１においては、上記水タンク５の槽壁を断熱構造としたり、水タンク５に繋がる水配管１１２、１１３を断熱構造としたりするなど、熱を逃がさない工夫を施すことが好ましい。
その他は、参考例１と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例１と同様の構成要素等を表す。 Further, as described above, in the chemical heat storage device 1 of the present example using the water tank 5 as a heat storage means, the tank wall of the water tank 5 has a heat insulating structure, or the water pipes 112 and 113 connected to the water tank 5 are insulated. It is preferable to make a structure that does not release heat, such as a structure.
Others are the same as in Reference Example 1 . Of the reference numerals used in the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same components as in Reference Example 1 unless otherwise indicated.

本例の場合には、上述のごとく、凝縮器４において生じる凝縮熱の一部を、熱媒空気を介して室内１５の暖房に利用し、他の一部を、熱媒空気と水とを介して、水タンク５に蓄熱することができる。すなわち、参考例１の作用効果との主要な差異の一つとしては、凝縮熱を、時間をまたいで、所望のタイミングで有効利用することができる点があると言える。 In the case of this example, as described above, a part of the condensation heat generated in the condenser 4 is used for heating the indoor 15 via the heat medium air, and the other part is used for the heat medium air and water. Thus, heat can be stored in the water tank 5. That is, it can be said that one of the main differences from the effect of Reference Example 1 is that the heat of condensation can be effectively used at a desired timing across time.

つまり、上述のごとく、凝縮器４において生じた凝縮熱は、凝縮水を熱媒として水タンク５に移動する。これにより、水タンク５に貯蔵された水の温度が高くなることで、水タンク５に蓄熱されることとなる。それゆえ、反応器２における水和反応時に、水タンク５から蒸発器３へ送られる水の温度を高くすることができ、その分、蒸発器３に供給すべき蒸発潜熱の熱量を小さくすることができる。その結果、効率的に、上記反応器２における水和反応を行うことができる。 That is, as described above, the condensation heat generated in the condenser 4 moves to the water tank 5 using the condensed water as a heat medium. As a result, the temperature of the water stored in the water tank 5 increases, so that heat is stored in the water tank 5. Therefore, during the hydration reaction in the reactor 2, the temperature of the water sent from the water tank 5 to the evaporator 3 can be increased, and the amount of latent heat of evaporation to be supplied to the evaporator 3 is reduced accordingly. Can do. As a result, the hydration reaction in the reactor 2 can be efficiently performed.

また、上記のように、蒸発器３に水を循環しておいて、蒸発器３内の水の温度を高く維持しておくことにより、次回の水和反応に備えて蒸発器３の温度を高く維持しておくことができる。それゆえ、かかる観点からも、蒸発器３に新たに供給すべき蒸発潜熱を小さくすることができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In addition, as described above, water is circulated in the evaporator 3 and the temperature of the water in the evaporator 3 is kept high, so that the temperature of the evaporator 3 is set for the next hydration reaction. Can be kept high. Therefore, from this point of view, the latent heat of evaporation to be newly supplied to the evaporator 3 can be reduced.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

（実施例２）
本例は、図６に示すごとく、凝縮器４よりも下流側における導風管６２に、三方弁１２４を設けた例である。
そして、導風管６２は、三方弁１２４を介して分岐した一方の枝管６２１が、室内１５に直接繋がっており、他方の枝管６２２が、蒸発器３に設けた熱交換部３１を経由して室内１５に繋がっている。 ( Example 2 )
In this example, as shown in FIG. 6, a three-way valve 124 is provided in the air guide pipe 62 on the downstream side of the condenser 4.
In the air guide pipe 62, one branch pipe 621 branched via the three-way valve 124 is directly connected to the room 15, and the other branch pipe 622 passes through the heat exchange unit 31 provided in the evaporator 3. And connected to the room 15.

したがって、本例の化学蓄熱装置１は、三方弁１２４を切り替えることにより、参考例１と同様の構成と、実施例１と同様の構成を実現することができる。すなわち、枝管６２１を利用した構成が参考例１の構成に相当し、枝管６２２を利用した構成が実施例１の構成に相当する。 Thus, the chemical heat storage apparatus 1 of this embodiment, by switching the three-way valve 124, similar to the configuration as in Reference Example 1, it is possible to realize the same structure as in Example 1. That is, the configuration using the branch pipe 621 corresponds to the configuration of the reference example 1 , and the configuration using the branch pipe 622 corresponds to the configuration of the first embodiment .

本例の化学蓄熱装置１は、例えば、以下のように使用することができる。
すなわち、脱水反応時において、室内１５の暖房を積極的に行う場合には、三方弁１２４を枝管６２１側に合わせて、凝縮器４を通過した熱媒空気を直接室内１５へ送る。これにより、室内１５の暖房に、凝縮熱の多くを利用することができる。 The chemical heat storage device 1 of this example can be used as follows, for example.
That is, when the room 15 is positively heated during the dehydration reaction, the heat transfer air that has passed through the condenser 4 is sent directly to the room 15 with the three-way valve 124 set to the branch pipe 621 side. Thereby, most of the heat of condensation can be used for heating the room 15.

一方、脱水反応時において、室内１５の暖房に利用すべき凝縮熱が少ない場合などには、三方弁１２４を枝管６２２側に合わせて、凝縮器４を通過した熱媒空気を蒸発器３の熱交換部３１に通過させる。これにより、熱媒空気を媒介した凝縮熱の一部を、蒸発器３を循環する水に蓄熱して、次回の水和反応に利用する。その一方で、熱媒空気を媒介した凝縮熱の一部を、室内１５の暖房に利用する。 On the other hand, when there is little condensation heat to be used for heating the room 15 during the dehydration reaction, the three-way valve 124 is set to the branch pipe 622 side, and the heat medium air that has passed through the condenser 4 is passed through the evaporator 3. It passes through the heat exchange section 31. Thereby, a part of the condensation heat mediated by the heat transfer air is stored in the water circulating in the evaporator 3 and used for the next hydration reaction. On the other hand, a part of the condensation heat mediated by the heat transfer air is used for heating the room 15.

その他は、参考例１と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例１と同様の構成要素等を表す。 Others are the same as in Reference Example 1 . Of the reference numerals used in the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same components as in Reference Example 1 unless otherwise indicated.

本例の場合には、上述のごとく、三方弁１２４の切り替えによって、上述の参考例１と同様の構成と、実施例１と同様の構成とを実現することができる。それゆえ、利用者の要求に応じて、参考例１と実施例１との双方の作用効果を得ることができる。 In the case of this example, as described above, by switching the three-way valve 124, the same configuration as that of the above-described reference example 1 and the same configuration as that of the first embodiment can be realized. Therefore, the functions and effects of both the reference example 1 and the example 1 can be obtained according to the user's request.

（実施例３）
本例は、図７に示すごとく、凝縮器４の下流側の導風管６２を、水タンク５に設けた熱交換部５１に繋げた例である。
すなわち、本例の化学蓄熱装置１においては、凝縮器４における凝縮熱を受熱した熱媒空気は、水タンク５の熱交換部５１へ導かれる。そして、高温の熱媒空気は、熱交換部５１において水タンク５の水と熱交換し、水タンク５の水の温度を上昇させる。これにより、水タンク５に蓄熱する。 ( Example 3 )
In this example, as shown in FIG. 7, the air guide pipe 62 on the downstream side of the condenser 4 is connected to the heat exchange unit 51 provided in the water tank 5.
That is, in the chemical heat storage device 1 of this example, the heat transfer air that has received the heat of condensation in the condenser 4 is guided to the heat exchange unit 51 of the water tank 5. Then, the high-temperature heat transfer air exchanges heat with the water in the water tank 5 in the heat exchanging unit 51 to increase the temperature of the water in the water tank 5. Thereby, heat is stored in the water tank 5.

したがって、本例においては、水タンク５は熱供給対象であり、水タンク５の熱交換部５１は、凝縮器４の熱交換部４１と共に、凝縮熱移動手段を構成している。
また、本例において、凝縮器４において凝縮した水を介して、水タンク５に熱を貯めるよう構成してもよい。
その他は、参考例１と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、参考例１と同様の構成要素等を表す。 Therefore, in this example, the water tank 5 is a heat supply target, and the heat exchange part 51 of the water tank 5 constitutes a condensed heat transfer means together with the heat exchange part 41 of the condenser 4.
In this example, heat may be stored in the water tank 5 through the water condensed in the condenser 4.
Others are the same as in Reference Example 1 . Of the reference numerals used in the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same components as in Reference Example 1 unless otherwise indicated.

本例の場合には、熱媒空気を介して水タンク５に凝縮熱を供給し、蓄熱することができる。これにより、水タンク５への蓄熱をより効率的に行うことができる。つまり、時間をまたいで、所望のタイミングで利用できる凝縮熱の熱量を大きくすることができる。それゆえ、次回の水和反応の際に蒸発器３に供給すべき蒸発潜熱をより低減することができる。その結果、効率的な水和反応を行うことができる。
その他、参考例１と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, condensation heat can be supplied to the water tank 5 via the heat medium air to store heat. Thereby, the heat storage to the water tank 5 can be performed more efficiently. That is, the amount of heat of condensation that can be used at a desired timing can be increased over time. Therefore, the latent heat of evaporation to be supplied to the evaporator 3 during the next hydration reaction can be further reduced. As a result, an efficient hydration reaction can be performed.
In addition, the same effects as those of Reference Example 1 are obtained.

（実施例４）
本例は、図８に示すごとく、凝縮器４の下流側の導風管６２を、蒸発器３の熱交換部３１を経由して、水タンク５の熱交換部５１に繋げた例である。
そして、実施例１と同様に、蒸発器３から水タンク５へ水を導く水配管１１３を逆止弁１４と共に設けている。
その他は、実施例３と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、実施例１又は実施例３において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例１又は実施例３と同様の構成要素等を表す。 ( Example 4 )
In this example, as shown in FIG. 8, the air guide pipe 62 on the downstream side of the condenser 4 is connected to the heat exchange part 51 of the water tank 5 via the heat exchange part 31 of the evaporator 3. .
As in the first embodiment , a water pipe 113 that guides water from the evaporator 3 to the water tank 5 is provided together with the check valve 14.
Others are the same as in the third embodiment . Of the symbols used in the drawings relating to the present embodiment, the sign identical to that used in Example 1 or Example 3, unless otherwise indicated, represents the same constituent elements as Example 1 or Example 3 .

本例の場合には、熱媒空気のみ、熱媒空気と水、水のみ、をそれぞれ熱媒として水タンク５に凝縮熱を送る複数の経路を形成することができる。つまり、本例においては、水配管１１３、及び導風管６２が、凝縮熱移動手段となる。
これにより、エネルギー効率に優れた化学蓄熱装置１の設計自由度を向上させることができる。その他、実施例３、実施例５と同様の作用効果を有する。 In the case of this example, it is possible to form a plurality of paths for sending the heat of condensation to the water tank 5 using only the heat medium air, the heat medium air and water, and only water as the heat medium. That is, in this example, Mizuhai tube 1 13, and Shirubefukan 62, a condensing heat transfer means.
Thereby, the design freedom of the chemical heat storage apparatus 1 excellent in energy efficiency can be improved. In addition, the same effects as those of the third and fifth embodiments are obtained.

（実施例５）
本例は、図９に示すごとく、水タンク５を圧力タンクとし、内部の圧力を大気圧よりも高い圧力に保つよう構成した例である。
例えば、水タンク５の圧力を０．３ＭＰａ程度とすることができる。
その他の構成は、実施例２と同様である。なお、本例に関する図面において用いた符号のうち、参考例１において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、実施例２と同様の構成要素等を表す。 ( Example 5 )
In this example, as shown in FIG. 9, the water tank 5 is a pressure tank, and the internal pressure is maintained at a pressure higher than the atmospheric pressure.
For example, the pressure of the water tank 5 can be about 0.3 MPa.
Other configurations are the same as those of the second embodiment . Of the reference numerals used in the drawings relating to this example, the same reference numerals as those used in Reference Example 1 represent the same constituent elements as in Example 2 unless otherwise indicated.

本例の場合には、水タンク５に蓄熱する熱量を大きくすることができる。つまり、水タンク５の内圧を高くすることにより、水タンク５に貯留された水の沸点は高くなる。その分、単位体積当たりに液水の状態で貯留された水に貯えることができる熱量は大きくなる。 In the case of this example, the amount of heat stored in the water tank 5 can be increased. That is, the boiling point of the water stored in the water tank 5 is increased by increasing the internal pressure of the water tank 5. Accordingly, the amount of heat that can be stored in the water stored in the state of liquid water per unit volume increases.

したがって、蓄熱手段としての水タンク５の性能を向上させることができる。また、同じ熱量を蓄熱するための水の体積を小さくすることができるため、水タンク５の小型化を図りやすく、ひいては化学蓄熱装置１の小型化を図ることができる。
その他、実施例２と同様の作用効果を有する。なお、本例は、水タンク５以外の構成を実施例２と同様の構成とした例を示したが、例えば、実施例３等、他の実施例の変形例として、本例を採用することもできる。 Therefore, the performance of the water tank 5 as heat storage means can be improved. Moreover, since the volume of water for storing the same amount of heat can be reduced, the water tank 5 can be easily downsized, and the chemical heat storage device 1 can be downsized.
In addition, the same effects as those of the second embodiment are obtained . In addition, although this example showed the example which set the structure other than the water tank 5 as the structure similar to Example 2 , this example is employ | adopted as a modification of other Examples , such as Example 3 , for example. You can also.

上記実施例１〜実施例５以外にも、上記化学蓄熱装置は種々の構成を採ることができる。
上記実施例１〜実施例５において、凝縮器４と水タンク５とは別体として説明しているが、凝縮器と水タンクとを一体化した構成とすることもできる。
また、上記実施例１〜実施例５において、凝縮器４と蒸発器３とは別体として説明しているが、凝縮器４と蒸発器３とを一体化した構成とすることもできる。すなわち、例えば、蒸発器及び凝縮器は一つの熱交換器として構成されており、水蒸気を生じさせる際には蒸発器として機能し、水蒸気を凝縮させる際には凝縮器として機能するものとすることもできる。ただし、この構成は、上記実施例１（図４）、実施例２（図６）、実施例４（図８）、実施例５（図９）の変形例としては採用できない。 In addition to Example 1 to Example 5 , the chemical heat storage device can take various configurations.
In the said Example 1 - Example 5 , although the condenser 4 and the water tank 5 are demonstrated as a different body, it can also be set as the structure which integrated the condenser and the water tank.
Moreover, in the said Example 1 - Example 5 , although the condenser 4 and the evaporator 3 were demonstrated as a different body, it can also be set as the structure which the condenser 4 and the evaporator 3 were integrated. That is, for example, the evaporator and the condenser are configured as one heat exchanger, functioning as an evaporator when generating water vapor, and functioning as a condenser when condensing water vapor. You can also. However, this configuration cannot be adopted as a modification of the first embodiment (FIG. 4), the second embodiment (FIG. 6), the fourth embodiment (FIG. 8), or the fifth embodiment (FIG. 9).

１化学蓄熱装置
２反応器
３蒸発器
４凝縮器
４１熱交換部
５水タンク DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Chemical heat storage apparatus 2 Reactor 3 Evaporator 4 Condenser 41 Heat exchange part 5 Water tank

Claims

A reactor (2) filled with a heat storage material that generates heat by a hydration reaction and stores heat by a dehydration reaction;
An evaporator (3) for generating water vapor to be supplied to the reactor (2);
A condenser (4) for condensing water vapor dehydrated from the reactor (2);
Condensation heat transfer means (41, 31, 113 , 51 , 62 ) for supplying condensation heat generated in the condenser (4) to one or a plurality of heat supply targets (A, 5);
A water tank (5) for storing water condensed by the condenser (4),
At least one of the heat supply targets (A, 5) is a heat storage means (5) having a heat storage function for storing the condensed heat.
The chemical heat storage device (1), wherein the water tank (5) is the heat storage means.

The chemical heat storage device (1) according to claim 1, wherein at least one of the heat supply targets (A, 5) is heat medium air (A) sent into the room (15). Thermal storage device (1).

The chemical heat storage device (1) according to claim 1 or 2, wherein heat generated by a hydration reaction in the reactor (2) is used for heating the vehicle interior (15). A chemical heat storage device (1) characterized by comprising.