JPH0138225B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0138225B2 JPH0138225B2 JP58078633A JP7863383A JPH0138225B2 JP H0138225 B2 JPH0138225 B2 JP H0138225B2 JP 58078633 A JP58078633 A JP 58078633A JP 7863383 A JP7863383 A JP 7863383A JP H0138225 B2 JPH0138225 B2 JP H0138225B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- heat
- solar
- box
- pond
- fins
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24S—SOLAR HEAT COLLECTORS; SOLAR HEAT SYSTEMS
- F24S10/00—Solar heat collectors using working fluids
- F24S10/10—Solar heat collectors using working fluids the working fluids forming pools or ponds
-
- 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
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/40—Solar thermal energy, e.g. solar towers
- Y02E10/44—Heat exchange systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、熱交換装置付きソーラポンドに関す
るものである。
るものである。
ソーラポンドとは、機械装置を用いずに大規模
に太陽エネルギーを熱の形で吸収、貯蔵する能力
を持つ池のことである。
に太陽エネルギーを熱の形で吸収、貯蔵する能力
を持つ池のことである。
ソーラポンドは、直達と散乱を含めた全天日射
を利用でき、集熱と蓄熱が同時に行える特徴があ
り、最高温度が90℃を超える蓄熱部の温度は、天
候や時間による日射の影響をほとんど受けること
なく季節に伴つてゆつくりと変化するので、現
在、国内及国外でソーラポンドを使用して、大量
の熱の定常的供給が要求される農業用加温、乾
燥、建物の冷暖房のほか、低緯度地帯では発電や
淡水化の、積雪地帯では融雪等の用途開発が進め
られている。
を利用でき、集熱と蓄熱が同時に行える特徴があ
り、最高温度が90℃を超える蓄熱部の温度は、天
候や時間による日射の影響をほとんど受けること
なく季節に伴つてゆつくりと変化するので、現
在、国内及国外でソーラポンドを使用して、大量
の熱の定常的供給が要求される農業用加温、乾
燥、建物の冷暖房のほか、低緯度地帯では発電や
淡水化の、積雪地帯では融雪等の用途開発が進め
られている。
そして、従来太陽熱の集熱温度を高く保つため
に、例えば塩類溶液の濃度（密度）を利用して放
熱を少なくする方法が採用され、第１図はこの方
法により建設されたソーラポンドを示すものであ
る。
に、例えば塩類溶液の濃度（密度）を利用して放
熱を少なくする方法が採用され、第１図はこの方
法により建設されたソーラポンドを示すものであ
る。
これに基いてソーラポンドを説明すると、ソー
ラポンドは一般に上部の非対流層１と下部の対流
層２とからなり、太陽光は上の非対流層を透過し
て下の対流層２へ蓄熱され、低温水５はこの対流
層２で蓄熱されて高温水６となつて出て行き、熱
交換器３を介して利用系４に供するものである。
ラポンドは一般に上部の非対流層１と下部の対流
層２とからなり、太陽光は上の非対流層を透過し
て下の対流層２へ蓄熱され、低温水５はこの対流
層２で蓄熱されて高温水６となつて出て行き、熱
交換器３を介して利用系４に供するものである。
非対流層１では、その下部すなわち対流層２の
少し上から塩類の濃厚溶液７を流入し、上部から
は真水８を流入して、これらが混り合つて濃度の
低下した溶液（希釈溶液）９はその非対流層１の
略中間部から排出させている。
少し上から塩類の濃厚溶液７を流入し、上部から
は真水８を流入して、これらが混り合つて濃度の
低下した溶液（希釈溶液）９はその非対流層１の
略中間部から排出させている。
このように強制的に流通することによつて、第
２図の濃度、密度、温度と深さの関係に示すよう
に、対流層２では濃度、密度、温度共に一定し、
非対流層１では緩やかな勾配線が形成される。
２図の濃度、密度、温度と深さの関係に示すよう
に、対流層２では濃度、密度、温度共に一定し、
非対流層１では緩やかな勾配線が形成される。
したがつて、この非対流層１の塩の種類や供給
する濃塩溶液７の濃度を適当に選択することによ
つて、濃度勾配に応じて密度勾配が形成される。
そして、これにより温度差による密度差が生じな
くなり、延ては浮力による対流の発生が防止さ
れ、非対流層１が形成され、この非対流層１では
水槽の下部の温度が上昇しても密度勾配による対
流が防止されるので、放熱が抑制され、長期間の
蓄熱が可能となる。
する濃塩溶液７の濃度を適当に選択することによ
つて、濃度勾配に応じて密度勾配が形成される。
そして、これにより温度差による密度差が生じな
くなり、延ては浮力による対流の発生が防止さ
れ、非対流層１が形成され、この非対流層１では
水槽の下部の温度が上昇しても密度勾配による対
流が防止されるので、放熱が抑制され、長期間の
蓄熱が可能となる。
しかしながら、このようなソーラポンドの構成
方法では、濃度勾配を強制的に形成するため、多
くの濃塩溶液７と真水８を流す必要があり、この
費用がかなり必要となり、保守管理にも手間がか
かる。また、この方法では、塩水勾配の形成を行
つて蓄熱を開始するまでに数カ月の時間がかゝ
り、しかも、漏水による塩害の危険があるので魚
の孵化や養殖、栽倍農業など、塩害が致命的なも
のとなるような用途には使用できず、更に池の深
さが浅い場合には、塩水の濃度勾配が不充分にな
るので、対流を抑制しにくいなどの欠点を有して
いた。
方法では、濃度勾配を強制的に形成するため、多
くの濃塩溶液７と真水８を流す必要があり、この
費用がかなり必要となり、保守管理にも手間がか
かる。また、この方法では、塩水勾配の形成を行
つて蓄熱を開始するまでに数カ月の時間がかゝ
り、しかも、漏水による塩害の危険があるので魚
の孵化や養殖、栽倍農業など、塩害が致命的なも
のとなるような用途には使用できず、更に池の深
さが浅い場合には、塩水の濃度勾配が不充分にな
るので、対流を抑制しにくいなどの欠点を有して
いた。
本発明は上記実情に鑑み、従来のソーラポンド
の欠点を補い、有効で経済的なソーラポンドを提
供するものである。
の欠点を補い、有効で経済的なソーラポンドを提
供するものである。
すなわち、本発明の熱交換器付きソーラポンド
は、上部表面に多数の伝熱性フインを挿通し、か
つ内部に熱媒体の流路を形成した、金属製箱状体
から成る熱交換器を、所定の水槽の底部に配置
し、その熱交換器の外側に水性ゲルを充填して構
成されている。
は、上部表面に多数の伝熱性フインを挿通し、か
つ内部に熱媒体の流路を形成した、金属製箱状体
から成る熱交換器を、所定の水槽の底部に配置
し、その熱交換器の外側に水性ゲルを充填して構
成されている。
以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。
る。
実施例 １
第３図は本発明によるソーラポンドの一実施例
の構造を示したものである。ａは縦断面図、ｂは
上から見た平面図である。これらの図において、
水槽の底部には、多数の伝熱性フイン１０，…を
上部表面１２に挿通した金属製箱状体が熱交換器
として配置され、その熱交換器の外側の水槽上部
には、水をゲル化した水性ゲル１１が充填されて
いる。前記箱状体の上部表面１２及びフイン１０
は太陽熱の吸収をよくするために黒化しておくの
が有利である。水相をゲル化することにより対流
が抑えられるので、ポンドからの熱の逃げが抑制
され、効率的に太陽熱を蓄えることができる。本
発明のようなゲルを使つたポンドは塩類の水溶液
を使つたポンドと違つて粘度が高いので、第１図
に示すような高温水を取り出し熱交換器を介して
利用系に供するという方法をとることができな
い。そこで、本発明のソーラポンドではフインを
内表面と外表面に設けた金属板の箱状体を用いて
熱交換を行うという方法をとることにより、この
問題を解決した。太陽熱が箱状体の上部表面の黒
化部分１２で吸収され、周囲のゲルの温度を上昇
させる。こうしてポンドに蓄えられた熱はフイン
１０及び箱状体を通して箱状体内部を流れる熱媒
体としての作動流体１３に渡され、熱がポンドか
ら取り出される。ここで、フイン１０の形状は棒
状であつても板状であつても良い。箱状体の内部
は仕切り板１４によつて流路が形成されている。
本発明において用いられるゲル化剤とは、水に加
えることによつて水の粘度を増加させることがで
きる有機あるいは無機物質である。なお、１５は
雨水の排出口である。
の構造を示したものである。ａは縦断面図、ｂは
上から見た平面図である。これらの図において、
水槽の底部には、多数の伝熱性フイン１０，…を
上部表面１２に挿通した金属製箱状体が熱交換器
として配置され、その熱交換器の外側の水槽上部
には、水をゲル化した水性ゲル１１が充填されて
いる。前記箱状体の上部表面１２及びフイン１０
は太陽熱の吸収をよくするために黒化しておくの
が有利である。水相をゲル化することにより対流
が抑えられるので、ポンドからの熱の逃げが抑制
され、効率的に太陽熱を蓄えることができる。本
発明のようなゲルを使つたポンドは塩類の水溶液
を使つたポンドと違つて粘度が高いので、第１図
に示すような高温水を取り出し熱交換器を介して
利用系に供するという方法をとることができな
い。そこで、本発明のソーラポンドではフインを
内表面と外表面に設けた金属板の箱状体を用いて
熱交換を行うという方法をとることにより、この
問題を解決した。太陽熱が箱状体の上部表面の黒
化部分１２で吸収され、周囲のゲルの温度を上昇
させる。こうしてポンドに蓄えられた熱はフイン
１０及び箱状体を通して箱状体内部を流れる熱媒
体としての作動流体１３に渡され、熱がポンドか
ら取り出される。ここで、フイン１０の形状は棒
状であつても板状であつても良い。箱状体の内部
は仕切り板１４によつて流路が形成されている。
本発明において用いられるゲル化剤とは、水に加
えることによつて水の粘度を増加させることがで
きる有機あるいは無機物質である。なお、１５は
雨水の排出口である。
このように本発明によるソーラポンドはゲルを
用いているため、従来の塩を用いたソーラポンド
のように濃塩溶液及び真水を送り込み希釈溶液を
排出するための装置を設けて強制的に濃度勾配を
つくり非対流層を形成する必要がなく、それに要
する維持費用も節減できる。しかも、塩害の必要
がないため、魚の孵化や養殖、栽培農業など幅広
い用途に使用できる。また、熱交換のための箱状
体は低コストで製造でき、上部表面が黒化されて
いるため太陽熱を吸収して直ちに作動流体に熱を
伝えることが可能であり、しかも内部にフインを
設置しているので作動流体への伝熱効率が良い。
そして、ゲルに蓄えられた熱は、箱状体の外部の
フインによつて集められ、内部のフインによつて
効率良く作動流体に伝えられる。ソーラポンドに
よつて集められた太陽熱を用いて暖房を行う場合
には、作動流体として空気を用い、暖められた空
気を直接、室内に吹き出すことにより、簡単に行
うことができる。
用いているため、従来の塩を用いたソーラポンド
のように濃塩溶液及び真水を送り込み希釈溶液を
排出するための装置を設けて強制的に濃度勾配を
つくり非対流層を形成する必要がなく、それに要
する維持費用も節減できる。しかも、塩害の必要
がないため、魚の孵化や養殖、栽培農業など幅広
い用途に使用できる。また、熱交換のための箱状
体は低コストで製造でき、上部表面が黒化されて
いるため太陽熱を吸収して直ちに作動流体に熱を
伝えることが可能であり、しかも内部にフインを
設置しているので作動流体への伝熱効率が良い。
そして、ゲルに蓄えられた熱は、箱状体の外部の
フインによつて集められ、内部のフインによつて
効率良く作動流体に伝えられる。ソーラポンドに
よつて集められた太陽熱を用いて暖房を行う場合
には、作動流体として空気を用い、暖められた空
気を直接、室内に吹き出すことにより、簡単に行
うことができる。
実施例 ２
第４図はフインの形状としてハニカム構造を用
いた場合の実施例を示したものである。ソーラポ
ンドを建設するために広い平地を求めることが困
難な場合には、崖や斜面を利用することが考えら
れる。そこで、本発明は第４図ａに示されるよう
なフインにハニカム構造１６を用いた箱状体のハ
ニカム構造のすきま及びその上部にゲル１１を充
填して箱状体をゲルの中に埋設させ、ｂに示すよ
うに崖の斜面に埋設することにより、崖や斜面に
ソーラポンドを建設することを可能にしたもので
ある。水や塩水を用いた場合にはポンドから水や
塩水が流れ出してしまうが、ゲルを用いており、
しかもハニカム構造のフインを用いているため、
流出が起こらず、傾けてもそのままの角度を保つ
ことができる。しかもハニカム１６は金属製で熱
伝導が良いため、箱状体の内部を流れる作動流体
１３に効率良く熱を伝えることができる。また、
箱状体の上部表面及びハニカム構造のフイン１６
は黒化されているため、太陽熱を効率良く吸収
し、作動流体に伝えることができる。なお、崖の
地盤が弱い場合には斜面の下手にコンクリート壁
１７を設置すると良い。
いた場合の実施例を示したものである。ソーラポ
ンドを建設するために広い平地を求めることが困
難な場合には、崖や斜面を利用することが考えら
れる。そこで、本発明は第４図ａに示されるよう
なフインにハニカム構造１６を用いた箱状体のハ
ニカム構造のすきま及びその上部にゲル１１を充
填して箱状体をゲルの中に埋設させ、ｂに示すよ
うに崖の斜面に埋設することにより、崖や斜面に
ソーラポンドを建設することを可能にしたもので
ある。水や塩水を用いた場合にはポンドから水や
塩水が流れ出してしまうが、ゲルを用いており、
しかもハニカム構造のフインを用いているため、
流出が起こらず、傾けてもそのままの角度を保つ
ことができる。しかもハニカム１６は金属製で熱
伝導が良いため、箱状体の内部を流れる作動流体
１３に効率良く熱を伝えることができる。また、
箱状体の上部表面及びハニカム構造のフイン１６
は黒化されているため、太陽熱を効率良く吸収
し、作動流体に伝えることができる。なお、崖の
地盤が弱い場合には斜面の下手にコンクリート壁
１７を設置すると良い。
実施例 ３
第５図に示した、板状フイン１８を外表面に、
棒状フイン１９を内表面に設けた金属板の箱状体
は第４図に示したものと同じ目的に使用され、第
４図に示したものよりも構造を単純化したもので
ある。第５図ａはその箱状体の見取り図、ｂはそ
の断面図である。１４は箱状体内部に設けられた
仕切り板を示す。
棒状フイン１９を内表面に設けた金属板の箱状体
は第４図に示したものと同じ目的に使用され、第
４図に示したものよりも構造を単純化したもので
ある。第５図ａはその箱状体の見取り図、ｂはそ
の断面図である。１４は箱状体内部に設けられた
仕切り板を示す。
以上のように、本発明は低コストで高性能のソ
ーラポンドを提供するものであり、実用的な効果
は極めて大きい。
ーラポンドを提供するものであり、実用的な効果
は極めて大きい。
第１図は従来のソーラポンドの構造を示す縦断
面図、第２図は第１図のソーラポンドにおける塩
類の濃度勾配をあらわす図、第３図ａは本発明に
よる実施例１のソーラポンドの構造を示す縦断面
図、ｂはその上から見た平面図。第４図ａは本発
明による実施例２で熱交換器として用いられる箱
状体の見取り図、ｂは本発明による実施例２のソ
ーラポンドの構造を示す縦断面図。第５図ａは本
発明による実施例３で熱交換器として用いられる
箱状体の見取り図、ｂはその断面図。 １０…フイン、１１…ゲル、１２…黒色吸熱
部、１３…作動流体、１４…仕切り板、１５…雨
水等の排出口、１６…ハニカムフイン、１７…コ
ンクリート壁、１８…板状フイン、１９…棒状フ
イン。
面図、第２図は第１図のソーラポンドにおける塩
類の濃度勾配をあらわす図、第３図ａは本発明に
よる実施例１のソーラポンドの構造を示す縦断面
図、ｂはその上から見た平面図。第４図ａは本発
明による実施例２で熱交換器として用いられる箱
状体の見取り図、ｂは本発明による実施例２のソ
ーラポンドの構造を示す縦断面図。第５図ａは本
発明による実施例３で熱交換器として用いられる
箱状体の見取り図、ｂはその断面図。 １０…フイン、１１…ゲル、１２…黒色吸熱
部、１３…作動流体、１４…仕切り板、１５…雨
水等の排出口、１６…ハニカムフイン、１７…コ
ンクリート壁、１８…板状フイン、１９…棒状フ
イン。
Claims (1)
- １ 上部表面に多数の伝熱性フインを挿通し、か
つ内部に熱媒体の流路を形成した、金属製箱状体
から成る熱交換器を、所定の水槽の底部に配置
し、その熱交換器の外側に水性ゲルを充填したこ
とを特徴とする熱交換器付きソーラポンド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078633A JPS59202356A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 熱交換装置付きソ−ラポンド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58078633A JPS59202356A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 熱交換装置付きソ−ラポンド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202356A JPS59202356A (ja) | 1984-11-16 |
| JPH0138225B2 true JPH0138225B2 (ja) | 1989-08-11 |
Family
ID=13667271
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58078633A Granted JPS59202356A (ja) | 1983-05-04 | 1983-05-04 | 熱交換装置付きソ−ラポンド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202356A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104236129B (zh) * | 2013-06-21 | 2018-06-08 | 中盈长江国际新能源投资有限公司 | 双层冷热两用无盐太阳池及跨季蓄能供冷供热系统 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1599665A (en) * | 1977-05-09 | 1981-10-07 | Jackson P A | Solar collector and power plant utilizing the same |
| JPS5911824B2 (ja) * | 1980-11-25 | 1984-03-17 | 日立造船株式会社 | ソ−ラポンド |
-
1983
- 1983-05-04 JP JP58078633A patent/JPS59202356A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59202356A (ja) | 1984-11-16 |
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