JPH0571872B2 - - Google Patents
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- JPH0571872B2 JPH0571872B2 JP59242242A JP24224284A JPH0571872B2 JP H0571872 B2 JPH0571872 B2 JP H0571872B2 JP 59242242 A JP59242242 A JP 59242242A JP 24224284 A JP24224284 A JP 24224284A JP H0571872 B2 JPH0571872 B2 JP H0571872B2
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- Japan
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- heat storage
- pipe
- latent heat
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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
- F28D20/021—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 and the heat-exchanging means being enclosed in one container
-
- 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
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- Thermal Sciences (AREA)
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は空気調和装置に関するもので、特に潜
熱蓄熱材を用いた装置に関する。
熱蓄熱材を用いた装置に関する。
（従来の技術）
従来のこの種の装置は１例として第３図ａ，ｂ
に示すように、箱形の蓄熱容器２に潜熱蓄熱材１
を封入し、前記蓄熱容器２内に空気調和装置の冷
媒配管に接続するパイプ６と該パイプ６に固着さ
れた横フイン４を具備した熱交換器３を配置し構
成するようなものであつた。また潜熱蓄熱材とし
ては芒硝系の材料が用いられていた。（例えば、
町田他、「温室用潜熱蓄熱材の開発および実証試
験」日本太陽エネルギー学会、第９回研究発表会
講演論文集、（1983.12.6〜８）49〜50頁） （発明が解決しようとする問題点） 従来の装置においては、第３図ａ，ｂから理解
されるように、蓄熱容器２内で潜熱蓄熱材１と横
フイン４を具備した熱交換器３の伝熱面との距
離・間隔が大きく隔たる部分が生じるような構成
であつたので、前記潜熱蓄熱材１が伝熱面に凝固
又は融解し、固相又は液相の厚みが増加するにつ
れて、容易に凝固又は融解しない部分が生じ、効
率的にかつ迅速に蓄熱できない欠点があり、また
蓄熱容器２が比較的大きな箱形容器であるため蓄
熱容量を変更するため簡単に該容器の形状を変更
することは極めて困難であるという欠点があつ
た。前記固相又は液相の厚みの増加により効率的
かつ迅速に蓄熱できないことについてつぎの第２
図により説明する。第２図ａ〜ｄは蓄熱容器２内
における凝固時、融解時における潜熱蓄熱材１の
熱抵抗の変化を示している図である。横軸はパイ
プ６の伝熱面からの距離を表わし、縦軸は熱抵抗
を表わしている。横軸のｌは蓄熱容器２内のパイ
プ６からのもつとも遠いところの潜熱蓄熱１まで
の距離を表わしている。
に示すように、箱形の蓄熱容器２に潜熱蓄熱材１
を封入し、前記蓄熱容器２内に空気調和装置の冷
媒配管に接続するパイプ６と該パイプ６に固着さ
れた横フイン４を具備した熱交換器３を配置し構
成するようなものであつた。また潜熱蓄熱材とし
ては芒硝系の材料が用いられていた。（例えば、
町田他、「温室用潜熱蓄熱材の開発および実証試
験」日本太陽エネルギー学会、第９回研究発表会
講演論文集、（1983.12.6〜８）49〜50頁） （発明が解決しようとする問題点） 従来の装置においては、第３図ａ，ｂから理解
されるように、蓄熱容器２内で潜熱蓄熱材１と横
フイン４を具備した熱交換器３の伝熱面との距
離・間隔が大きく隔たる部分が生じるような構成
であつたので、前記潜熱蓄熱材１が伝熱面に凝固
又は融解し、固相又は液相の厚みが増加するにつ
れて、容易に凝固又は融解しない部分が生じ、効
率的にかつ迅速に蓄熱できない欠点があり、また
蓄熱容器２が比較的大きな箱形容器であるため蓄
熱容量を変更するため簡単に該容器の形状を変更
することは極めて困難であるという欠点があつ
た。前記固相又は液相の厚みの増加により効率的
かつ迅速に蓄熱できないことについてつぎの第２
図により説明する。第２図ａ〜ｄは蓄熱容器２内
における凝固時、融解時における潜熱蓄熱材１の
熱抵抗の変化を示している図である。横軸はパイ
プ６の伝熱面からの距離を表わし、縦軸は熱抵抗
を表わしている。横軸のｌは蓄熱容器２内のパイ
プ６からのもつとも遠いところの潜熱蓄熱１まで
の距離を表わしている。
今、凝固時、熱抵抗が急激に大きくなり、伝熱
特性が急激に低下するときの固相の厚みをａとし
融解時、熱抵抗が急激に大きくなり伝熱特性が急
激に低下するときの液相の厚みをｂとする。第２
図ａは凝固時、第２図ｂは融解時を示し、固相の
厚みａより液相の厚みｂが大の場合を示してい
る。また第２図ｃは凝固時、第２図ｄは融解時を
示しているが、固相の厚みａは液相の厚みｂと同
じか、大の場合を示している。第２図各図に示す
ようにａ又はｂにおいて熱抵抗が急激に変化する
場合がある。
特性が急激に低下するときの固相の厚みをａとし
融解時、熱抵抗が急激に大きくなり伝熱特性が急
激に低下するときの液相の厚みをｂとする。第２
図ａは凝固時、第２図ｂは融解時を示し、固相の
厚みａより液相の厚みｂが大の場合を示してい
る。また第２図ｃは凝固時、第２図ｄは融解時を
示しているが、固相の厚みａは液相の厚みｂと同
じか、大の場合を示している。第２図各図に示す
ようにａ又はｂにおいて熱抵抗が急激に変化する
場合がある。
ところで第３図ｂの平面図に示す従来の蓄熱容
器２においては、パイプ６の伝熱面９から最遠端
の潜熱蓄熱材までの距離ｌが大きかつたため、つ
まりｌ＞ａ又はｌ＞ｂであつたためになかなか凝
固又は融解しない部分が生じていた。また潜熱蓄
熱材が液体の状態の時には対流が生じ、蓄熱容器
内の上下方向や水平方向に温度むらを生じてい
た。これらの要因により効率的にかつ迅速に蓄熱
できないという欠点があつた。
器２においては、パイプ６の伝熱面９から最遠端
の潜熱蓄熱材までの距離ｌが大きかつたため、つ
まりｌ＞ａ又はｌ＞ｂであつたためになかなか凝
固又は融解しない部分が生じていた。また潜熱蓄
熱材が液体の状態の時には対流が生じ、蓄熱容器
内の上下方向や水平方向に温度むらを生じてい
た。これらの要因により効率的にかつ迅速に蓄熱
できないという欠点があつた。
（問題点を解決するための手段）
本発明はこれらの前記欠点を除去するために、
蓄熱容器を細長い柱状体の中空密閉容器とし、ま
た熱交換器に前記蓄熱容器を上下に貫通する冷媒
配管に接続するパイプと、蓄熱容器の内側面に接
するように前記パイプに縦フインと横フインとを
設けて、パイプの伝熱面が潜熱蓄熱材に短い距離
で対向するように構成するとともに、潜熱蓄熱材
として熱伝導率の小さいかつ定温で融解・凝固時
の潜熱が利用できる潜熱蓄熱材を充填した潜熱蓄
熱ユニツトとした。
蓄熱容器を細長い柱状体の中空密閉容器とし、ま
た熱交換器に前記蓄熱容器を上下に貫通する冷媒
配管に接続するパイプと、蓄熱容器の内側面に接
するように前記パイプに縦フインと横フインとを
設けて、パイプの伝熱面が潜熱蓄熱材に短い距離
で対向するように構成するとともに、潜熱蓄熱材
として熱伝導率の小さいかつ定温で融解・凝固時
の潜熱が利用できる潜熱蓄熱材を充填した潜熱蓄
熱ユニツトとした。
（作用）
本発明を前記の通り構成したので、蓄熱容器内
の潜熱蓄熱材は容易に一様に凝固又は融解し、効
率的にかつ迅速に蓄熱できるように作用し、また
蓄熱容器を柱状体の中空密閉容器としたので、高
さを変えたユニツトを準備することで、異つた蓄
熱容量のユニツトを各種設けることができる。
の潜熱蓄熱材は容易に一様に凝固又は融解し、効
率的にかつ迅速に蓄熱できるように作用し、また
蓄熱容器を柱状体の中空密閉容器としたので、高
さを変えたユニツトを準備することで、異つた蓄
熱容量のユニツトを各種設けることができる。
（実施例）
第１図ａ，ｂ，ｃは本発明の１実施例であつて
第１図ａは側面断面図、第１図ｂは平面断面図、
第１図ｃはパイプの締付保持装置の側面断面図で
ある。第１図各図において、１は潜熱蓄熱材、２
は蓄熱容器、３は熱交換器、である。蓄熱容器２
は例えば５cm×５cm×100cmの柱状体の中空密閉
容器であつて、中央部には熱交換器３を構成する
パイプ６が貫通しており、上面２−１及び下面２
−２にはパイプ６を密閉する締付保持装置７が設
けられている。図示していないがパイプ６には冷
暖房システムよりの配管が接続されるようになつ
ている。従つて冷媒がパイプ６内に流出入する
が、冷媒は例えばＲ−１１である。蓄熱容器２は
潜熱蓄熱材１の充填口が設けられているが、充填
口は例えば上面２−１に充填後は密閉閉塞できる
ような構造のものが適宜設けられる。
第１図ａは側面断面図、第１図ｂは平面断面図、
第１図ｃはパイプの締付保持装置の側面断面図で
ある。第１図各図において、１は潜熱蓄熱材、２
は蓄熱容器、３は熱交換器、である。蓄熱容器２
は例えば５cm×５cm×100cmの柱状体の中空密閉
容器であつて、中央部には熱交換器３を構成する
パイプ６が貫通しており、上面２−１及び下面２
−２にはパイプ６を密閉する締付保持装置７が設
けられている。図示していないがパイプ６には冷
暖房システムよりの配管が接続されるようになつ
ている。従つて冷媒がパイプ６内に流出入する
が、冷媒は例えばＲ−１１である。蓄熱容器２は
潜熱蓄熱材１の充填口が設けられているが、充填
口は例えば上面２−１に充填後は密閉閉塞できる
ような構造のものが適宜設けられる。
熱交換器３は前記パイプ６と縦フイン５と横フ
イン４により構成されている。縦フイン５は１端
がパイプ６の外周面で長手方向に固着し、他端が
蓄熱容器２の内側面２−３に僅の間隙を有して接
するようにパイプ６の外側面から前記内側面２−
３に向い放射状に複数の平板状部材で形成されて
いる。横フイン４は、端面がパイプ６の外周面と
縦フイン５に水平方向で固着し他端が蓄熱容器２
の内側面２−３に僅の間隙を有して接しており、
かつ前記パイプ６の長手方向に一定間隔で配置さ
れた複数の平板状部材で形成されている。
イン４により構成されている。縦フイン５は１端
がパイプ６の外周面で長手方向に固着し、他端が
蓄熱容器２の内側面２−３に僅の間隙を有して接
するようにパイプ６の外側面から前記内側面２−
３に向い放射状に複数の平板状部材で形成されて
いる。横フイン４は、端面がパイプ６の外周面と
縦フイン５に水平方向で固着し他端が蓄熱容器２
の内側面２−３に僅の間隙を有して接しており、
かつ前記パイプ６の長手方向に一定間隔で配置さ
れた複数の平板状部材で形成されている。
第１図ｃにおいて、７−１は貫通部締付キヤツ
プ８はゴムパツキン１１は取付座である。締付保
持装置７において、潜熱蓄熱材１が漏れる恐れの
あるので、蓄熱容器２に設けた取付座１１にパイ
プ６がゴムパツキン８を介して貫通部締付キヤツ
プ７−１により締めつけ圧着している。前記の通
り構成した蓄熱容器２に潜熱蓄熱材１が充填密閉
される。潜熱蓄熱材１は熱伝導率の小さなかつ定
温で融解・凝固時の潜熱ができるものであるが、
本実施例では10゜〜30℃の範囲で融解・凝固時の
潜熱が利用できるものとしてココナツトアルコー
ルを充填したが、このココナツトアルコールに
は、高級アルコールとして開発された花王石鹸株
式会社製の商品名「カルコール」の使用が望まし
い。第１図ｂに示す如く、パイプ６の伝熱面９と
の最遠部の距離ｘは、第３図に示した従来のもの
の距離ｌと比べると凝固又は融解しない部分が生
じにくいようになつてることが理解される。
プ８はゴムパツキン１１は取付座である。締付保
持装置７において、潜熱蓄熱材１が漏れる恐れの
あるので、蓄熱容器２に設けた取付座１１にパイ
プ６がゴムパツキン８を介して貫通部締付キヤツ
プ７−１により締めつけ圧着している。前記の通
り構成した蓄熱容器２に潜熱蓄熱材１が充填密閉
される。潜熱蓄熱材１は熱伝導率の小さなかつ定
温で融解・凝固時の潜熱ができるものであるが、
本実施例では10゜〜30℃の範囲で融解・凝固時の
潜熱が利用できるものとしてココナツトアルコー
ルを充填したが、このココナツトアルコールに
は、高級アルコールとして開発された花王石鹸株
式会社製の商品名「カルコール」の使用が望まし
い。第１図ｂに示す如く、パイプ６の伝熱面９と
の最遠部の距離ｘは、第３図に示した従来のもの
の距離ｌと比べると凝固又は融解しない部分が生
じにくいようになつてることが理解される。
前記第２図ａ〜ｄの図に関連して、本実施例の
作用を説明する。
作用を説明する。
(1) 熱交換器３のパイプ６内に熱媒を流し、完全
に融解している潜熱蓄熱材１を凝固させる場合
でａ＜ｂ、ｘ＝ａの時。
に融解している潜熱蓄熱材１を凝固させる場合
でａ＜ｂ、ｘ＝ａの時。
熱交換器３の伝熱面に固相が析出し第２図ａに
示されるように熱抵抗は増加し、伝熱特性は低下
していくが、本発明の実施例ではｘ＝ａに構成し
たので、蓄熱容器２内の潜熱蓄熱材１は、伝熱特
性が急激に低下する以前に完全に凝固し、また熱
交換器３の横フイン４、縦フイン５により、蓄熱
容器２内の上下方向、水平方向の温度むらなく凝
固できる。
示されるように熱抵抗は増加し、伝熱特性は低下
していくが、本発明の実施例ではｘ＝ａに構成し
たので、蓄熱容器２内の潜熱蓄熱材１は、伝熱特
性が急激に低下する以前に完全に凝固し、また熱
交換器３の横フイン４、縦フイン５により、蓄熱
容器２内の上下方向、水平方向の温度むらなく凝
固できる。
(2) 熱交換器３のパイプ６内に熱媒を流し完全に
凝固している潜熱蓄熱材１を融解させる場合
で、ａ＜ｂ、ｘ＝ａの時。
凝固している潜熱蓄熱材１を融解させる場合
で、ａ＜ｂ、ｘ＝ａの時。
熱交換器３の伝熱面に液相が生じ第２図ｂに示
されるように、伝熱特性は低下していくがｘ＝ａ
であるので、蓄熱容器２内の潜熱蓄熱材１は伝熱
特性が急激に低下する以前に完全に融解し、また
熱交換器の横フイン４、縦フイン５により、蓄熱
容器２の上下方向、水平方向の温度むらなく融解
できる。
されるように、伝熱特性は低下していくがｘ＝ａ
であるので、蓄熱容器２内の潜熱蓄熱材１は伝熱
特性が急激に低下する以前に完全に融解し、また
熱交換器の横フイン４、縦フイン５により、蓄熱
容器２の上下方向、水平方向の温度むらなく融解
できる。
第２図ｃ，ｄはａ≧ｂ、ｘ＝ｂの場合である
が、第２図ａ，ｂと説明は同様であるから省略す
る。
が、第２図ａ，ｂと説明は同様であるから省略す
る。
本発明に１実施例として第１図ｂに示したもの
は平面断面が正方形のものであるが、他の実施例
として、蓄熱容器２の平面断面が円形のものであ
つてもよい。勿論この場合には横フイレ４の形状
は円形となる。この他の実施例については円形の
形状以外は前記の１実施例と同様の構成、作用で
あるから図示等は省略する。
は平面断面が正方形のものであるが、他の実施例
として、蓄熱容器２の平面断面が円形のものであ
つてもよい。勿論この場合には横フイレ４の形状
は円形となる。この他の実施例については円形の
形状以外は前記の１実施例と同様の構成、作用で
あるから図示等は省略する。
（発明の効果）
以上、説明したように、この発明を実施した本
装置は潜熱蓄熱材を効率的かつ迅速に凝固・融解
させることができまた複数組み合せて構成するこ
とができるので次の利点がある。
装置は潜熱蓄熱材を効率的かつ迅速に凝固・融解
させることができまた複数組み合せて構成するこ
とができるので次の利点がある。
(1) 冷暖房システムに組み込めば効率的かつ迅速
な蓄熱が可能で設備容量の低減が達成できる。
な蓄熱が可能で設備容量の低減が達成できる。
(2) 蓄熱容量は本装置の高さを変えたり複数組み
合せて可変にできるので空調システムの規模に
応じて柔軟に対処できる。
合せて可変にできるので空調システムの規模に
応じて柔軟に対処できる。
(3) 本装置に充填する潜熱蓄熱材は金属への腐蝕
性がなく、また一度充填すれば長期間にわたり
性能を保持して使用できる。
性がなく、また一度充填すれば長期間にわたり
性能を保持して使用できる。
(4) 潜熱蓄熱ユニツトとして種々の応用が考えら
れる。
れる。
等の効果がある。
第１図ａ，ｂ，ｃは本発明の１実施例であつて
第１図ａは側面断面図、第１図ｂは平面断面図、
第１図ｃはパイプの締付保持装置の側面断面図で
ある。第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄは熱抵抗の変化を示
す図である。第３図ａ，ｂは従来の装置の図で、
第３図ａは側面断面図、第３図ｂは平面断面図で
ある。 １…潜熱蓄熱材、２…蓄熱容器、３…熱交換
器、４…横フイン、５…縦フイン、６…パイプ、
７…締付保持装置、８…ゴムパツキン、９…パイ
プ伝熱面、ｌ，ｘ…パイプ伝熱面９と最遠部の潜
熱蓄熱材までの距離、ａ…凝固時、熱抵抗が急激
に大きくなり、伝熱特性が急激に低下するときの
固相の厚み、ｂ…融解時、熱抵抗が急激に大きく
なり、伝熱特性が急激に低下するときの液相の厚
み。
第１図ａは側面断面図、第１図ｂは平面断面図、
第１図ｃはパイプの締付保持装置の側面断面図で
ある。第２図ａ，ｂ，ｃ，ｄは熱抵抗の変化を示
す図である。第３図ａ，ｂは従来の装置の図で、
第３図ａは側面断面図、第３図ｂは平面断面図で
ある。 １…潜熱蓄熱材、２…蓄熱容器、３…熱交換
器、４…横フイン、５…縦フイン、６…パイプ、
７…締付保持装置、８…ゴムパツキン、９…パイ
プ伝熱面、ｌ，ｘ…パイプ伝熱面９と最遠部の潜
熱蓄熱材までの距離、ａ…凝固時、熱抵抗が急激
に大きくなり、伝熱特性が急激に低下するときの
固相の厚み、ｂ…融解時、熱抵抗が急激に大きく
なり、伝熱特性が急激に低下するときの液相の厚
み。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 上面および下面の中央部に貫通パイプ６の締
付保持装置７を有するとともに、潜熱蓄熱材１の
充填口１０を具備した柱状体の中空密閉の蓄熱容
器２と 該蓄熱容器の上面および下面を貫通し前記締付
保持装置７に保持される冷媒配管に接続するパイ
プ６と、一端が該パイプ６の外周面で長手方向に
固着し他端が該蓄熱容器２の内側面に僅かの間隙
を有して接するように放射状に形成された複数の
平板状の縦フイン５と、端面が前記パイプ６の外
周面と縦フイン５に水平方向で固着し他端が蓄熱
容器２の内側面に僅かの間隙を有して接しかつ前
記パイプ６の長手方向に一定間隙で配置された複
数の平板状の横フイン４とを有する熱交換器３と
により構成され、 前記蓄熱容器２の内部に熱伝導率の小さなかつ
定温で融解・凝固時の潜熱が利用できる潜熱蓄熱
材を充填したことを特徴とする潜熱蓄熱ユニツ
ト。 ２ 蓄熱容器２の内部に10゜〜30℃の範囲で融
解・凝固時の潜熱が利用できる潜熱蓄熱材として
ココナツトアルコールを充填した特許請求の範囲
第１項記載の潜熱蓄熱ユニツト。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59242242A JPS61122489A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 潜熱蓄熱ユニツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59242242A JPS61122489A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 潜熱蓄熱ユニツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122489A JPS61122489A (ja) | 1986-06-10 |
| JPH0571872B2 true JPH0571872B2 (ja) | 1993-10-08 |
Family
ID=17086354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59242242A Granted JPS61122489A (ja) | 1984-11-19 | 1984-11-19 | 潜熱蓄熱ユニツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61122489A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109880596B (zh) * | 2019-02-12 | 2021-03-02 | 武汉博茗低碳产业股份有限公司 | 一种梯度相变储热体及其制备方法 |
-
1984
- 1984-11-19 JP JP59242242A patent/JPS61122489A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61122489A (ja) | 1986-06-10 |
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