JPH0796941B2 - Cold storage system - Google Patents
Cold storage systemInfo
- Publication number
- JPH0796941B2 JPH0796941B2 JP1024480A JP2448089A JPH0796941B2 JP H0796941 B2 JPH0796941 B2 JP H0796941B2 JP 1024480 A JP1024480 A JP 1024480A JP 2448089 A JP2448089 A JP 2448089A JP H0796941 B2 JPH0796941 B2 JP H0796941B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cold storage
- gas clathrate
- agent
- cycle system
- storage tank
- 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 - Lifetime
Links
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 94
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 16
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 15
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 13
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 10
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 claims 2
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 23
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 8
- KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N chloro(fluoro)methane Chemical compound F[C]Cl KYKAJFCTULSVSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N dichlorodifluoromethane Chemical compound FC(F)(Cl)Cl PXBRQCKWGAHEHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N trichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)(Cl)Cl CYRMSUTZVYGINF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N fluoromethane Chemical group FC NBVXSUQYWXRMNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- -1 or R11 Chemical compound 0.000 description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 2
- 239000011232 storage material Substances 0.000 description 2
- 229940029284 trichlorofluoromethane Drugs 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- DDMOUSALMHHKOS-UHFFFAOYSA-N 1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoroethane Chemical compound FC(F)(Cl)C(F)(F)Cl DDMOUSALMHHKOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 1
- 239000004338 Dichlorodifluoromethane Substances 0.000 description 1
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 235000019404 dichlorodifluoromethane Nutrition 0.000 description 1
- UMNKXPULIDJLSU-UHFFFAOYSA-N dichlorofluoromethane Chemical compound FC(Cl)Cl UMNKXPULIDJLSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940099364 dichlorofluoromethane Drugs 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 239000001294 propane Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
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
-
- 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)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蓄冷熱システム、詳しくはホスト剤とゲスト
剤の反応により生成されるガスクラスレートを蓄冷熱剤
として用いる蓄冷熱システムに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a cold storage heat system, and more particularly, to a cold storage heat system that uses a gas clathrate generated by a reaction between a host agent and a guest agent as the cold storage heat agent.
最近、ヒートポンプ式の冷房装置が普及し、オフィスば
かりでなく、家庭や電車にまで浸透している。真夏に
は、電力需要に極端なピークが起こることもある。そこ
で、このような観点からも冷源を蓄えておき使用したい
時に使用する蓄冷熱システムが要求されている。Recently, heat pump type air conditioners have become widespread, and have spread not only to offices but also to homes and trains. Extreme peaks in power demand can occur in midsummer. From this point of view, therefore, there is a demand for a cold storage heat system that is used when a cold source is stored and used.
蓄冷装置として潜熱を利用した氷蓄冷熱システムもある
が、氷よりも高い温度で相変化し蓄冷容量の大きいガス
クラスレートを利用する蓄冷熱システムが注目を浴びて
いる。このガスクラスレートは、水等のホスト剤の原子
または分子が結合して出来た三次元構造の骨組の内部に
形成された空隙内に、メタン,エタン,プロパン等の炭
化水素やR11,R12,R21等のフロン系冷媒のガス状ゲスト
剤を取り込んで構成される特定の結晶構造である。There is an ice cold storage system that uses latent heat as a cold storage device, but a cold storage system that uses a gas clathrate that has a large cold storage capacity and undergoes a phase change at a temperature higher than ice is drawing attention. This gas clathrate is a hydrocarbon such as methane, ethane or propane, or R11, R12, or R11, R12, in the voids formed inside the framework of the three-dimensional structure formed by binding the atoms or molecules of the host agent such as water. It has a specific crystal structure formed by incorporating a gaseous guest agent such as a R21 refrigerant.
ガスクラスレートを利用した蓄冷熱システムとして、例
えば、特開昭61-125550号公報に示すものが知られてい
る(第2図図示)。As a cold storage heat system using a gas clathrate, for example, one shown in JP-A-61-125550 is known (shown in FIG. 2).
図において、21は圧縮機、22は凝縮器、23は膨張弁、24
は蓄冷槽、25は整流器で、これらを記述した順番に配管
で連結することによって蓄冷サイクル系26が構成されて
いる。In the figure, 21 is a compressor, 22 is a condenser, 23 is an expansion valve, 24
Is a cold storage tank, 25 is a rectifier, and a cold storage cycle system 26 is configured by connecting these with piping in the order described.
27は循環ポンプ、28は利用側熱交換器、29は絞り弁等の
絞り装置、30は蓄冷槽24内のガス域に配設された噴霧ノ
ズル、31は蓄冷槽24内の液体中に浸漬されたフィルタ
で、これらを記述した順番に配管で連結することによっ
て放冷サイクル系32が構成されている。27 is a circulation pump, 28 is a heat exchanger on the use side, 29 is a throttle device such as a throttle valve, 30 is a spray nozzle arranged in a gas region in the cold storage tank 24, and 31 is immersed in the liquid in the cold storage tank 24. The cooling cycle system 32 is configured by connecting these with the pipes in the order described in the described filters.
蓄冷槽24内には、ホスト剤としての水と、ゲスト剤とし
てのフロンとが収容されている。In the cold storage tank 24, water as a host agent and CFCs as a guest agent are stored.
蓄冷熱運転時には、循環ポンプ27を停止することによっ
て放冷サイクル系32の運転を停止し、圧縮機21を起動す
ることによって蓄冷サイクル系の26を運転する。この運
転状態において、蓄冷槽24のガス域から整流器25を介し
てフロンガスが取り出され、圧縮機21で圧縮される。圧
縮されたフロンガスは凝縮器22内に入り、ここで凝縮し
てフロン液となって膨張弁23に入り、ここで断熱膨張し
て蓄冷槽24に入る。そして、蓄冷槽24内で、フロン(ゲ
スト剤)を蒸発させることによりこの蒸発したフロント
と水(ホスト剤)とが反応してガスクラスレートが生成
される。During the cold storage heat operation, the circulation pump 27 is stopped to stop the operation of the cold discharge cycle system 32, and the compressor 21 is started to operate the cool storage cycle system 26. In this operating state, the chlorofluorocarbon gas is taken out from the gas region of the cold storage tank 24 via the rectifier 25 and compressed by the compressor 21. The compressed Freon gas enters the condenser 22, where it is condensed and becomes Freon liquid and enters the expansion valve 23, where it adiabatically expands and enters the cold storage tank 24. Then, in the cold storage tank 24, by evaporating the chlorofluorocarbon (guest agent), the evaporated front reacts with water (host agent) to generate a gas clathrate.
放冷熱運転時には、圧縮機21を停止して蓄冷サイクル系
26の運転を停止し、循環ポンプ27を起動して放冷サイク
ル32を運転する。循環ポンプ27により蓄冷槽24内の冷却
されたフロン液をフィルタ31を介して取り出して利用側
熱交換器28に送り、ここで放冷させる。放冷した後のフ
ロン液を絞り装置29を経て噴霧ノズル30から蓄冷槽24内
に噴出させる。蓄冷槽24内では、ガスクラスレートは循
環するフロン液の熱を吸収して分解し、このフロン液を
冷却する。During cold heat operation, the compressor 21 is stopped and the cool storage cycle system
The operation of 26 is stopped, the circulation pump 27 is started, and the cooling cycle 32 is operated. The chlorofluorocarbon liquid cooled in the regenerator 24 is taken out through the filter 31 by the circulation pump 27, sent to the heat exchanger 28 on the use side, and allowed to cool there. The CFC liquid after being cooled is ejected from the spray nozzle 30 into the cold storage tank 24 through the expansion device 29. In the cold storage tank 24, the gas clathrate absorbs the heat of the circulating CFC liquid and decomposes it to cool the CFC liquid.
従来の蓄冷熱システムにあっては、蓄冷槽24内には、ホ
スト剤としての水と、ゲスト剤としてのフロンとが収容
されている。In the conventional cold storage system, the cold storage tank 24 contains water as a host agent and CFCs as a guest agent.
ここで、ゲスト剤として種々のものがあるが、例えばフ
ロン系冷媒R11(トリクロロフルオロメタン)は、難水
溶性,蒸発圧力が低い(10℃で約0.62kg/cm2 abs)とい
う性質を有するため、ホスト剤としての水と約8℃のガ
スクラスレート(氷状物質)を作り、蓄冷剤として適当
である。このR11をゲスト剤として採用した場合、蓄冷
槽24内で液体状態のR11を蒸発させることによりホスト
剤の水と反応させてガスクラスレートを生成させるため
には、蓄冷槽24内での液体状態のR11にかかる圧力を低
くし、このR11を蒸発させ易くする必要がある。Here, there are various guest agents, but for example, the CFC-based refrigerant R11 (trichlorofluoromethane) has the property of being poorly water-soluble and having a low evaporation pressure (about 0.62 kg / cm 2 abs at 10 ° C). It is suitable as a cold storage agent by making water as a host agent and gas clathrate (ice-like substance) at about 8 ° C. When this R11 is adopted as the guest agent, in order to generate the gas clathrate by reacting with the water of the host agent by evaporating R11 in the liquid state in the cold storage tank 24, the liquid state in the cold storage tank 24 is generated. It is necessary to lower the pressure applied to R11 in order to facilitate evaporation of this R11.
ところが、蓄冷槽24内では、液体のR11の比重(10℃で
1.51g/cm3)が水の比重より大きいため、R11が最下層に
溜まり、その上の層にガスクラスレートが溜まり、さら
に、このガスクラスレートの上の最上層に水が溜まった
状態となっている。However, in the cold storage tank 24, the specific gravity of liquid R11 (at 10 ° C
Since 1.51 g / cm 3 ) is larger than the specific gravity of water, R11 accumulates in the bottom layer, gas clathrate accumulates in the layer above it, and water accumulates in the top layer above this gas clathrate. Has become.
従って、蓄冷槽24内の低下層のR11には、最上層に溜ま
っている水の水圧が掛り、この状態でのR11にかかる圧
力が高くなるので、R11が蒸発し難くなり、ガスクラス
レートの生成効率が落ち、ひいては蓄冷効率が悪くなる
という問題がある。Therefore, R11 of the lower layer in the cold storage tank 24, the water pressure of the water accumulated in the uppermost layer is applied, the pressure applied to R11 in this state becomes high, R11 becomes difficult to evaporate, and the gas clathrate of There is a problem that the production efficiency is lowered and the cold storage efficiency is deteriorated.
なお、蓄冷槽24の深さを低くして、ホスト剤として収容
されている水の水深を浅くすれば、R11にかかる水の圧
力も低くなり、R11が蒸発し易くなり、ガスクラスレー
トの生成効率を良くすることができるが、蓄冷槽24内に
収容されるホスト剤としての水の量が少ないので、ガス
クラスレートの生成量が少なく、小容量の蓄冷しか出来
ない。大容量の蓄冷を得ようとすれば、蓄冷槽24の床面
積を広くしなければならず、いたずらにスペースを取り
好ましくない。In addition, if the depth of the cold storage tank 24 is made low and the depth of the water contained as the host agent is made shallow, the pressure of the water applied to R11 also becomes low, R11 easily evaporates, and gas clathrate is generated. Although the efficiency can be improved, since the amount of water as a host agent contained in the cold storage tank 24 is small, the amount of gas clathrate produced is small and only a small amount of cold storage can be performed. If a large amount of cold storage is to be obtained, the floor area of the cold storage tank 24 must be widened, which is unpreferable because it requires a lot of space.
また、蓄冷槽24内において、ガスクラスレートを生成す
るためには、難溶解性のゲスト剤と水とを効率よく接触
させなければ、水とゲスト剤との化合物を効率良く生成
することができない。そのため、蓄冷槽24の内部で、水
とゲスト剤とを混合させるため蓄冷槽24の内部のガスク
ラスレートと水,ゲスト剤の混合物は、流動性を保つ必
要があるが、全てのゲストと水(ホスト剤)をガスクラ
スレートになるまで反応させることができず、必然的に
蓄冷槽24内のガスクラスレートの割合は、40〜50パーセ
ント以下に保つ必要がある。このため、蓄冷槽24の容積
のうち、ガスクラスレートの潜熱蓄熱を行なえる割合
は、40〜50パーセントとなり、残り60〜65パーセント
は、水とゲスト剤が液状のままで残留することとなり、
必要量の蓄熱を行なうためには、蓄冷槽24内の混合物を
全量ガスクラスレートにした場合の約2倍の蓄冷槽容積
が必要となる。Further, in the cold storage tank 24, in order to generate the gas clathrate, the compound of water and the guest agent cannot be efficiently generated unless the sparingly soluble guest agent and water are efficiently brought into contact with each other. . Therefore, in order to mix water and the guest agent inside the cold storage tank 24, the gas clathrate inside the cold storage tank 24 and the mixture of water and the guest agent need to maintain fluidity, but all the guest and water The (host agent) cannot be reacted until it reaches a gas clathrate, and the proportion of the gas clathrate in the cold storage tank 24 must necessarily be kept at 40 to 50% or less. For this reason, in the volume of the cold storage tank 24, the rate of performing latent heat storage of the gas clathrate is 40 to 50%, and the remaining 60 to 65% means that the water and the guest agent remain in a liquid state,
In order to store the required amount of heat, the volume of the cold storage tank which is about twice that of the case where the total amount of the mixture in the cold storage tank 24 is the gas clathrate is required.
本発明は、上述の問題点を解決するためになされたもの
で、その目的は、蓄冷槽の床面積が小さくても、ガスク
ラスレートの生成効率を良くするとももに、大容量の蓄
冷が可能な蓄冷熱システムを提供することである。The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object thereof is to store a large amount of cold storage while improving the gas clathrate generation efficiency even if the floor area of the cold storage tank is small. It is to provide a possible cold storage system.
上記目的を達成するために、本発明における蓄冷熱シス
テムは、蓄冷槽,圧縮機,凝縮器,膨張弁を有する蓄冷
サイクル系と、この蓄冷サイクル係にその蓄冷槽を介し
て接続する放冷サイクル系とから構成され、蓄冷槽内
に、ホスト剤及びこのホスト剤より比重が大きく,ホス
ト剤に溶け難く,低蒸発圧力のゲスト剤を収容し、蓄冷
槽内のゲスト剤を蓄冷サイクル系に循環させ、蓄冷槽内
でゲスト剤を蒸発させることによりこの蒸発したゲスト
剤とホスト剤とが反応してガスクラスレートを生成し、
このガスクラスレートを放冷サイクル系の蓄冷熱剤とし
て用いる蓄冷熱システムにおいて、前記蓄冷槽は、ホス
ト剤が浅い水深で収容されガスクラスレートを生成する
ガスクラスレート生成部と、ガスクラスレート生成部で
生成されたガスクラスレートを溜める貯蔵部とを備え、
ガスクラスレート生成部を蓄冷サイクル系の途中に配す
るとともに、貯蔵部を放冷サイクル系の途中に配したも
のである。In order to achieve the above-mentioned object, the cold storage heat system in the present invention is a cold storage cycle system having a cold storage tank, a compressor, a condenser, and an expansion valve, and a cold storage cycle connected to the cold storage cycle system via the cold storage tank. The system consists of a system and a host agent and a guest agent having a higher specific gravity than the host agent and less soluble in the host agent and having a low evaporation pressure, and circulates the guest agent in the cool storage tank to the cool storage cycle system. Then, by vaporizing the guest agent in the cold storage tank, the vaporized guest agent reacts with the host agent to generate a gas clathrate,
In the cold storage heat system that uses this gas clathrate as a cold storage heat storage agent of a cooling cycle system, the cold storage tank contains a host agent at a shallow water depth to generate a gas clathrate, and a gas clathrate generation unit. And a storage unit for storing the gas clathrate generated in the unit,
The gas clathrate generator is arranged in the middle of the cold storage cycle system, and the storage part is arranged in the middle of the cold storage cycle system.
また、本発明における蓄冷熱システムは、蓄冷槽,圧縮
機,凝縮器,膨張弁を有する蓄冷サイクル系と、この蓄
冷サイクル系にその蓄冷槽を介して接続する放冷サイク
ル系とから構成され、蓄冷槽内に、ホスト剤及びこのホ
スト剤より比重が大きく,ホスト剤に溶け難く,低蒸発
圧力のゲスト剤を収容し、蓄冷槽内のゲスト剤を蓄冷サ
イクル系に循環させ、蓄冷槽内でゲスト剤を蒸発させる
ことによりこの蒸気したゲスト剤とホスト剤とが反応し
てガスクラスレートを生成し、このガスクラスレートを
放冷サイクル系の蓄冷熱剤として用いる蓄冷熱システム
において、前記蓄冷槽は、ホスト剤が浅い水深で収容さ
れガスクラスレートを生成するガスクラスレート生成部
と、ガスクラスレート生成部で生成されたガスクラスレ
ートを溜める貯蔵部とを備え、ガスクラスレート生成部
を蓄冷サイクル系の途中に配するとともに、貯蔵部を放
冷サイクル系の途中に配し、この貯蔵部内に、ホスト剤
とゲスト剤のうちの少なくともいずれか一方とガスクラ
スレートとを分離するフィルタを設けることが好まし
い。Further, the cold storage heat system in the present invention comprises a cold storage cycle system having a cold storage tank, a compressor, a condenser, and an expansion valve, and a cold storage cycle system connected to the cold storage cycle system via the cold storage tank, A host agent and a guest agent having a higher specific gravity than the host agent and less soluble in the host agent and having a low evaporation pressure are accommodated in the cool storage tank, and the guest agent in the cool storage tank is circulated to the cool storage cycle system to be stored in the cool storage tank. In the cold storage heat system in which the vaporized guest agent and the host agent react with each other by vaporizing the guest agent to generate a gas clathrate, and the gas clathrate is used as the cold storage heat agent in the cooling cycle system, the cold storage tank Is a gas clathrate generator that stores the host agent in shallow water and generates gas clathrate, and a storage that stores the gas clathrate generated by the gas clathrate generator. And a gas clathrate generator is disposed in the middle of the cold storage cycle system, and a storage portion is disposed in the middle of the cold storage cycle system, and at least one of the host agent and the guest agent is placed in the storage portion. It is preferable to provide a filter for separating the gas clathrate from the gas clathrate.
請求項1記載の蓄冷熱システムにおいて、蓄冷熱運転
時、蓄冷サイクル系の液体状態のゲスト剤が蓄冷槽のガ
スクラスレート生成部に入り、ガスクラスレート生成部
に、その最下層に比重の大きいゲスト剤が、このゲスト
剤の上層に浅い水深でホスト剤が溜まり、ゲスト剤は、
ホスト剤の液圧を受ける。この状況下で、ガスクラスレ
ート生成部内でゲスト剤が蒸発し、この蒸発熱により蓄
冷槽内のホスト剤及びゲスト剤が返却され、蒸発したゲ
スト剤とホスト剤とが反応してガスクラスレートが生成
される。The cold storage heat system according to claim 1, wherein during the cold storage heat operation, the guest agent in a liquid state of the cold storage cycle system enters the gas clathrate generation unit of the cold storage tank, and the gas clathrate generation unit has a large specific gravity in the lowermost layer. The guest agent is the upper layer of this guest agent, and the host agent accumulates at a shallow water depth.
Receives the liquid pressure of the host agent. Under this circumstance, the guest agent is evaporated in the gas clathrate generator, and the heat of evaporation returns the host agent and the guest agent in the cold storage tank, and the evaporated guest agent and the host agent react with each other to form the gas clathrate. Is generated.
そして、蓄冷槽のガスクラスレート生成部で生成された
ガスクラスレートは、貯蔵部に運ばれる。Then, the gas clathrate generated by the gas clathrate generation unit of the cold storage tank is carried to the storage unit.
放冷熱運転時、蓄冷槽の貯蔵部で、蓄冷剤としてのガス
クラスレートと、放冷サイクル系を循環するゲスト剤と
が熱交換され、ガスクラスレートが分解し、ゲスト剤が
返却される。この冷却されたゲスト剤が放冷サイクル系
を循環し、負荷が冷却される。During the cold heat operation, the gas clathrate as the regenerator and the guest agent circulating in the cold cycle system are heat-exchanged in the storage part of the cold storage tank, the gas clathrate is decomposed, and the guest agent is returned. This cooled guest agent circulates in the cooling cycle system, and the load is cooled.
請求項2記載の蓄冷熱システムにおいて、請求項1記載
の蓄冷熱システムで述べた作用に加えて、貯蔵部内に、
ガスクラスレート生成部で生成されたガスクラスレート
が貯蔵され、未反応のゲスト剤,ホスト剤はフィルタに
よりガスクラスレートから分離され、ガスクラスレート
生成部に還流し、再度ガスクラスレートの原料となる。In the cold storage heat system according to claim 2, in addition to the operation described in the cold storage heat system according to claim 1, in the storage part,
The gas clathrate generated in the gas clathrate generator is stored, and the unreacted guest agent and host agent are separated from the gas clathrate by the filter, refluxed to the gas clathrate generator, and reused as the raw material of the gas clathrate again. Become.
以下、図面により本発明の実施例について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例に係る蓄冷熱システムを示す。FIG. 1 shows a cold heat storage system according to an embodiment of the present invention.
図において、1は蓄冷サイクル系で、その途中には、圧
縮機2,凝縮器3,膨張弁4,蓄冷槽5を構成するガスクラス
レート生成部6が順番に配されている。蓄冷槽5のガス
クラスレート生成部6は、床面積が小さく、その内部に
は、ホスト剤としての水と、ゲスト剤としてのフロン系
冷媒R11(トリクロロフルオロメタン)とが収容されて
いる。また、クラスレート生成部6内には、攪拌器7が
設けられている。In the figure, reference numeral 1 is a cold storage cycle system, and a compressor 2, a condenser 3, an expansion valve 4, and a gas clathrate generator 6 constituting a cold storage tank 5 are sequentially arranged in the middle thereof. The gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 has a small floor area, and contains water as a host agent and a CFC-based refrigerant R11 (trichlorofluoromethane) as a guest agent therein. A stirrer 7 is provided in the clathrate generator 6.
8は放冷サイクル系で、その途中には、循環ポンプ9,開
閉バルブ10,負荷と熱交換される熱交換器11,開閉バルブ
12,蓄冷槽5のガスクラスレート生成部6,蓄冷槽5を構
成する貯蔵部13が順番に配されている。貯蔵部13内には
フィルタ13A,13Cが配設されており、このフィルタ13A及
び13Cから循環ポンプ9にそれぞれR11及び水が流れるよ
うになっている。ガスクラスレート生成部6と貯蔵部13
は配管14で接続され、配管14の一端側はクラスレート生
成部6内に所定の高さで開口している。8 is a cooling cycle system, in the middle of which a circulation pump 9, an on-off valve 10, a heat exchanger 11 for exchanging heat with a load, an on-off valve
12, a gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 and a storage 13 of the cold storage tank 5 are arranged in order. Filters 13A and 13C are arranged in the storage unit 13, and R11 and water flow from the filters 13A and 13C to the circulation pump 9, respectively. Gas clathrate generator 6 and storage 13
Are connected by a pipe 14, and one end of the pipe 14 is opened in the clathrate generator 6 at a predetermined height.
そして、放冷サイクル系8の開閉バルブ10の上流側と開
閉バルブ12の下流側とに、バイパス通路15が接続し、こ
のバイパス通路15の途中には切換えバルブ15Aが介裝さ
れている。Then, a bypass passage 15 is connected to the upstream side of the open / close valve 10 and the downstream side of the open / close valve 12 of the cooling cycle system 8, and a switching valve 15A is interposed in the middle of the bypass passage 15.
また、貯蔵部13の上部側と、放冷サイクル系8の循環ポ
ンプ9と開閉バルブ10の途中とに、配管16が接続されて
いる。A pipe 16 is connected to the upper side of the storage unit 13 and to the circulation pump 9 and the opening / closing valve 10 of the cooling cycle system 8.
次に、本実施例の作用を説明する。Next, the operation of this embodiment will be described.
蓄冷熱運転時には、開閉バルブ10,12を閉状態にすると
ともに切換えバルブ15Aを開状態にして循環ポンプ9を
起動させ、実線矢印で示すように熱交換器11を作用させ
ないように放冷サイクル系8を部分的に用いるととも
に、圧縮機2を起動することによって蓄冷サイクル系1
を運転する。この運転状態において、蓄冷槽5のガスク
ラスレート生成部6のガス域から気体のR11が取り出さ
れ、圧縮機2で圧縮される。圧縮されたR11は凝縮器3
内に入り、ここで凝縮してフロン液となって膨張弁4に
入り、ここで断熱膨張してガスクラスレート生成部6に
入る。そして、ガスクラスレート生成部6内で、R11を
蒸発させ、この蒸発熱によりクラスレート生成部6内の
水及びR11が冷却されるとともに、蒸発したR11とホスト
剤としての水が反応してガスクラスレートが生成され
る。攪拌器7でガスクラスレート生成部6の内部を攪拌
することにより、水とR11との接触面積が大きくなり、
ガスクラスレートの生成効率が高くなっている。During the cold storage heat operation, the open / close valves 10 and 12 are closed and the switching valve 15A is opened to start the circulation pump 9, and the cooling cycle system is arranged so that the heat exchanger 11 does not act as indicated by the solid arrow. 8 is partially used and the compressor 2 is started to cool the cold storage cycle system 1
To drive. In this operating state, gas R11 is taken out from the gas region of the gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 and compressed by the compressor 2. Compressed R11 is condenser 3
It enters into the inside, condenses here, becomes a Freon liquid, enters the expansion valve 4, and here adiabatically expands and enters the gas clathrate generator 6. Then, R11 is evaporated in the gas clathrate generator 6, and the heat of evaporation cools the water and R11 in the clathrate generator 6, and the evaporated R11 reacts with water as a host agent to form a gas. A clathrate is generated. By stirring the inside of the gas clathrate generator 6 with the stirrer 7, the contact area between water and R11 increases,
The production efficiency of gas clathrate is high.
そして、蓄冷槽5のガスクラスレート生成部6で生成さ
れたガスクラスレートは、液体状態のR11,水とともに配
管14の頂部14Aからオーバーフローして配管14の中に零
れ落ち、貯蔵部13に運ばれる。Then, the gas clathrate generated by the gas clathrate generator 6 of the cold storage tank 5 overflows from the top 14A of the pipe 14 together with the liquid R11 and water, spills into the pipe 14, and is transported to the storage 13. Be done.
貯蔵槽13内では、その最下層Aに最も比重の大きい液体
状態のR11が溜まり、このR11の上の層Bにシャーベット
状のガスクラスレートが溜まり、さらにこのガスクラス
レートの上の層Cに水が溜まっている。貯蔵部13から
は、最下層Aに位置する液体状態のR11がフィルタ13Aを
介して、最上層Cに位置する水がフィルタ13Cを介して
循環ポンプ9に運ばれ、この液体状態のR11及び水がガ
スクラスレート生成部6に運ばれ、ガスクラスレートが
生成される。このように、貯蔵部13では、液体のR11及
び水がガスクラスレートから分離されるので、液体状態
のR11及び水の量が少なくなり、ガスクラスレートの貯
蔵量が大きくなっている。In the storage tank 13, R11 in the liquid state having the highest specific gravity is accumulated in the lowermost layer A, a sherbet-like gas clathrate is accumulated in the layer B above this R11, and further in the layer C above this gas clathrate. Water is accumulated. From the storage unit 13, R11 in the liquid state located in the lowermost layer A is carried to the circulation pump 9 via the filter 13A, and water located in the uppermost layer C is carried to the circulation pump 9 via the filter 13C. Is conveyed to the gas clathrate generator 6, and the gas clathrate is generated. In this way, in the storage unit 13, since the liquid R11 and water are separated from the gas clathrate, the amounts of R11 and water in the liquid state are small, and the storage amount of the gas clathrate is large.
放冷熱運転時には、圧縮機2を停止して蓄冷サイクル系
1の運転を停止し、開閉バルブ10,12を開状態ににする
とともに切換えバルブ15Aを閉状態にして循環ポンプ9
を起動して点線矢印で示すように放冷サイクル8を運転
する。循環ポンプ9により貯蔵部13内の冷却された液体
状態のR11をフィルタ13Aを介して取り出して熱交換器11
に送り、ここで放冷させ、負荷と熱交換される。放冷し
た後の液体状態のR11はガスクラスレート生成部6に戻
り、さらに貯蔵部13に流れる。During the cold heat operation, the compressor 2 is stopped to stop the operation of the cold storage cycle system 1, the open / close valves 10 and 12 are opened, and the switching valve 15A is closed to circulate the circulation pump 9.
And the cooling cycle 8 is operated as indicated by the dotted arrow. The circulation pump 9 takes out R11 in the liquid state cooled in the storage unit 13 through the filter 13A and removes it from the heat exchanger 11.
Sent to, allowed to cool, and heat exchanged with the load. After being left to cool, R11 in a liquid state returns to the gas clathrate generator 6 and further flows to the storage 13.
貯蔵部13では、蓄冷剤としてのガスクラスレートと、放
冷サイクル系を循環する液体状態のR11とが熱交換さ
れ、ガスクラスレートが分解し、液体状態のR11が冷却
される。In the storage unit 13, heat exchange is performed between the gas clathrate as a regenerator and the liquid state R11 circulating in the cooling cycle system, the gas clathrate is decomposed, and the liquid state R11 is cooled.
以上の如き構成によれば、ガスクラスレート生成部6
に、その最下層に比重の大きいゲスト剤としてのR11
が、このR11の上層に浅い水深でホスト剤としての水が
溜まるので、R11に作用する水の圧力が小さく、従っ
て、R11が蒸発し易くなり、ガスクラスレートの生成効
率を良くし、蓄冷効率を向上させることができる。According to the above configuration, the gas clathrate generator 6
In addition, R11 as a guest agent with a large specific gravity in its bottom layer
However, since water as a host agent accumulates in the upper layer of this R11 at a shallow water depth, the pressure of the water acting on R11 is small, so that R11 easily evaporates, improving the gas clathrate generation efficiency, and the cold storage efficiency. Can be improved.
また、ガスクラスレート生成部6で生成されたガスクラ
スレートは、貯蔵部13に運ばれるので、ガスクラスレー
ト生成部6では、常にガスクラスレートを生成するスペ
ースがあり、ガスクラスレート生成部6の床面積が小さ
くても、ガスクラスレートの生成の制限を受けず、貯蔵
部13に大量のガスクラスレートを貯蔵することができ、
従って、蓄冷容量を大きくすることができる。In addition, since the gas clathrate generation unit 6 carries the gas clathrate to the storage unit 13, the gas clathrate generation unit 6 always has a space for generating the gas clathrate. Even if the floor area of is small, the generation of gas clathrate is not limited, and a large amount of gas clathrate can be stored in the storage unit 13,
Therefore, the cold storage capacity can be increased.
要するに、ガスクラスレート生成部6の床面積が小さく
ても、ガスクラスレートの生成効率を良くするととも
に、大容量の蓄冷を可能にすることができる。In short, even if the floor area of the gas clathrate generator 6 is small, it is possible to improve the gas clathrate generation efficiency and enable large-capacity cold storage.
加えて、貯蔵部13内で、ガスクラスレートと未反応のホ
スト剤としての水をフィルタ13Cにより、未反応のゲス
ト剤としてのR11をフィルタ13Aにより分離し、貯蔵部13
内のガスクラスレートの比率を高くすることができる。In addition, in the storage unit 13, the gas clathrate and unreacted water as a host agent are separated by the filter 13C, and R11 as an unreacted guest agent is separated by the filter 13A.
The ratio of the gas clathrate inside can be increased.
なお、本実施例においては、フロン系冷媒として、R11
を挙げて説明したが、低蒸発圧力のフロン系冷媒ならば
良く、R11に限定されることはない。例えば、フロン系
冷媒R11とR114(1,2ジクロロ−1,1,2,2テトラフルオロ
エタン)を混ぜたものやフロン系冷媒R21(ジクロロモ
ノフルオロメタン)を使用することもできる。ここで、
R114の蒸発圧力は10℃で1.3kg/cm2 abs、R21の蒸発圧力
は10℃で1.08kg/cm2 absである。また、フロン系冷媒と
して、R11とR12(ジクロロジフルオロメタン)を混ぜた
ものでも良い。In this embodiment, R11-based refrigerant is R11.
However, the refrigerant is not limited to R11 as long as it is a fluorocarbon refrigerant having a low evaporation pressure. For example, a mixture of CFC-based refrigerants R11 and R114 (1,2 dichloro-1,1,2,2 tetrafluoroethane) or CFC-based refrigerant R21 (dichloromonofluoromethane) can be used. here,
The evaporation pressure of R114 is 1.3 kg / cm 2 abs at 10 ° C, and the evaporation pressure of R21 is 1.08 kg / cm 2 abs at 10 ° C. Further, a mixture of R11 and R12 (dichlorodifluoromethane) may be used as the chlorofluorocarbon refrigerant.
上述のように、フロン系冷媒は、低蒸発圧力であること
が要件とされているが、その蒸発圧力が1.5kg/cm2 abs
以下の場合に効果が顕著に表れる。As mentioned above, fluorocarbon refrigerants are required to have a low evaporation pressure, but the evaporation pressure is 1.5 kg / cm 2 abs.
The effect is remarkable in the following cases.
以上述べたように、請求項1記載の蓄冷熱システムにお
いて、ガスクラスレート生成部に、その最下層に比重の
大きいゲスト剤が、このゲスト剤の上層に浅い水深でホ
スト剤が溜まるので、ゲスト剤に作用するホスト剤の液
圧が小さく、従って、ゲスト剤が蒸発し易くなり、ガス
クラスレートの生成効率を良くし、蓄冷効率を向上させ
ることができる。As described above, in the cold heat storage system according to claim 1, the guest agent having a large specific gravity is formed in the lowermost layer of the gas clathrate generator, and the host agent is accumulated in the upper layer of the guest agent at a shallow water depth. Since the liquid pressure of the host agent acting on the agent is small, the guest agent is easily evaporated, the efficiency of gas clathrate generation can be improved, and the cold storage efficiency can be improved.
また、ガスクラスレート生成部で生成されたガスクラス
レートは、貯蔵部に運ばれるので、ガスクラスレート生
成部では、常にガスクラスレートを生成するスペースが
あり、ガスクラスレート生成部の床面積が小さくても、
ガスクラスレートの生成の制限を受けず、貯蔵部に大量
のガスクラスレートを貯蔵することができ、従って、蓄
冷容量を大きくすることができる。Moreover, since the gas clathrate generated by the gas clathrate generator is carried to the storage unit, the gas clathrate generator always has a space for generating the gas clathrate, and the floor area of the gas clathrate generator is small. Small,
A large amount of gas clathrate can be stored in the storage unit without being restricted by the generation of gas clathrate, and thus the cold storage capacity can be increased.
要するに、ガスクラスレート生成部の床面積が小さくて
も、ガスクラスレートの生成効率を良くとともに、大容
量の蓄冷を可能にすることができる効果を奏する。In short, even if the floor area of the gas clathrate generator is small, the gas clathrate can be efficiently generated and a large amount of cold can be stored.
請求項2記載の蓄冷熱システムにおいて、請求項2記載
の蓄冷熱システムの効果に加えて、貯蔵部内で、ガスク
ラスレート生成部で生成されたガスクラスレートと、未
反応のホスト剤,ゲスト剤とをフィルタにより分離し、
貯蔵部内のガスクラスレートの比率を高くすることがで
きる効果を奏する。The cold storage heat system according to claim 2, in addition to the effect of the cold storage heat system according to claim 2, in the storage part, the gas clathrate generated in the gas clathrate generation part and the unreacted host agent and guest agent And are separated by a filter,
The effect that the ratio of the gas clathrate in the storage unit can be increased is obtained.
第1図は本発明の実施例に係る蓄冷熱システムの構成図
である。 第2図は従来における蓄冷熱システムの構成図である。 〔主要な部分の符号の説明〕 1……蓄冷サイクル系 2……圧縮機 3……凝縮器 4……膨張弁 5……蓄冷槽 6……ガスクラスレート生成部 8……放冷サイクル系 13……貯蔵部。FIG. 1 is a configuration diagram of a cold storage heat system according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram of a conventional cold storage heat system. [Explanation of symbols of main parts] 1 ... Cold storage cycle system 2 ... Compressor 3 ... Condenser 4 ... Expansion valve 5 ... Cold storage tank 6 ... Gas clathrate generator 8 ... Cooling cycle system 13 ... Store.
Claims (2)
蓄冷サイクル系と、この蓄冷サイクル系にその蓄冷槽を
介して接続する放冷サイクル系とから構成され、蓄冷槽
内に、ホスト剤及びこのホスト剤より比重が大きく,ホ
スト剤に溶け難く,低蒸発圧力のゲスト剤を収容し、蓄
冷槽内のゲスト剤を蓄冷サイクル系に循環させ、蓄冷槽
内でゲスト剤を蒸発させることによりこの蒸発したゲス
ト剤とホスト剤とが反応してガスクラスレートを生成
し、このガスクラスレートを放冷サイクル系の蓄冷熱剤
として用いる蓄冷熱システムにおいて、前記蓄冷槽は、
ホスト剤が浅い水深で収容されガスクラスレートを生成
するガスクラスレート生成部と、ガスクラスレート生成
部で生成されたガスクラスレートを溜める貯蔵部とを備
え、ガスクラスレート生成部を蓄冷サイクル系の途中に
配するとともに、貯蔵部を放冷サイクル系の途中に配し
たことを特徴とする蓄冷熱システム。1. A cold storage cycle system having a cold storage tank, a compressor, a condenser, and an expansion valve, and a cold discharge cycle system connected to the cold storage cycle system via the cold storage tank. A host agent and a guest agent having a higher specific gravity than this host agent, which is difficult to dissolve in the host agent, and has a low evaporation pressure are accommodated, and the guest agent in the cold storage tank is circulated to the cold storage cycle system to evaporate the guest agent in the cold storage tank. Thus, the evaporated guest agent and the host agent react with each other to generate a gas clathrate, and in the cold storage heat system that uses this gas clathrate as the cold storage heat agent of the cooling cycle system, the cold storage tank,
The cold storage cycle system includes a gas clathrate generator that stores a host material in a shallow water and generates a gas clathrate, and a storage unit that stores the gas clathrate generated by the gas clathrate generator. A cold storage heat system characterized in that the storage section is arranged in the middle of the cooling cycle system.
蓄冷サイクル系と、この蓄冷サイクル系にその蓄冷槽を
介して接続する放冷サイクル系とから構成され、蓄冷槽
内に、ホスト剤及びこのホスト剤より比重が大きく,ホ
スト剤に溶け難く,低蒸発圧力のゲスト剤を収容し、蓄
冷槽内のゲスト剤を蓄冷サイクル系に循環させ、蓄冷槽
内でゲスト剤を蒸発させることによりこの蒸発したゲス
ト剤とホスト剤とが反応してガスクラスレートを生成
し、このガスクラスレートを放冷サイクル系の蓄冷熱剤
として用いる蓄冷熱システムにおいて、前記蓄冷槽は、
ホスト剤が浅い水深で収容されガスクラスレートを生成
するガスクラスレート生成部と、ガスクラスレート生成
部で生成されたガスクラスレートを溜める貯蔵部とを備
え、ガスクラスレート生成部を蓄冷サイクル系の途中に
配するとともに、貯蔵部を放冷サイクル系の途中に配
し、この貯蔵部内に、ホスト剤とゲスト剤のうちの少な
くともいずれか一方とガスクラスレートとを分離するフ
ィルタを設けたことを特徴とする蓄冷熱システム。2. A cool storage cycle system having a cool storage tank, a compressor, a condenser and an expansion valve, and a cool discharge cycle system connected to the cool storage cycle system via the cool storage tank. A host agent and a guest agent having a higher specific gravity than this host agent, which is difficult to dissolve in the host agent, and has a low evaporation pressure are accommodated, and the guest agent in the cold storage tank is circulated to the cold storage cycle system to evaporate the guest agent in the cold storage tank. Thus, the evaporated guest agent and the host agent react with each other to generate a gas clathrate, and in the cold storage heat system that uses this gas clathrate as the cold storage heat agent of the cooling cycle system, the cold storage tank,
The cold storage cycle system includes a gas clathrate generator that stores a host material in a shallow water and generates a gas clathrate, and a storage unit that stores the gas clathrate generated by the gas clathrate generator. And a storage part is provided in the middle of the cooling cycle system, and a filter for separating at least one of the host agent and the guest agent and the gas clathrate is provided in the storage part. Regenerative heat storage system characterized by.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024480A JPH0796941B2 (en) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | Cold storage system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1024480A JPH0796941B2 (en) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | Cold storage system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02203138A JPH02203138A (en) | 1990-08-13 |
| JPH0796941B2 true JPH0796941B2 (en) | 1995-10-18 |
Family
ID=12139344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1024480A Expired - Lifetime JPH0796941B2 (en) | 1989-02-02 | 1989-02-02 | Cold storage system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0796941B2 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001038811A1 (en) | 1999-11-26 | 2001-05-31 | Nkk Corporation | Thermal storage material using hydrate and thermal storage device therefor, and production method of the thermal storage material |
| EP1510763B1 (en) | 2002-05-31 | 2012-02-01 | JFE Engineering Corporation | Apparatus for producing hydrate slurry |
-
1989
- 1989-02-02 JP JP1024480A patent/JPH0796941B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02203138A (en) | 1990-08-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4439994A (en) | Three phase absorption systems and methods for refrigeration and heat pump cycles | |
| US6560971B2 (en) | Air conditioning and thermal storage systems using clathrate hydrate slurry | |
| TWI254073B (en) | Non-azeotropic refrigerant mixture, refrigerating cycle device and refrigerating device | |
| JP2576161B2 (en) | Working medium mixture | |
| WO2017142072A1 (en) | Heat cycle system and heat cycle method using same | |
| WO1991017392A1 (en) | Methods and apparatuses for providing cool thermal storage and/or water purification | |
| JP2576162B2 (en) | Working medium mixture | |
| WO2004055453A1 (en) | Heat pump using gas hydrate, and heat utilizing apparatus | |
| JPH11351775A (en) | Heat storage device | |
| JPH0796941B2 (en) | Cold storage system | |
| KR20080041258A (en) | Refrigerant composition | |
| JPH0796942B2 (en) | Cold storage system | |
| JP3295748B2 (en) | Refrigeration equipment | |
| JP2000337785A (en) | Air conditioning refrigeration equipment | |
| WO2019022140A1 (en) | Heat cycle system and heat cycle method using same | |
| JP3407659B2 (en) | Air conditioning equipment | |
| JPH0792295B2 (en) | Cold storage device | |
| JP3466018B2 (en) | Liquid phase separation type absorption refrigeration system | |
| JP2562723B2 (en) | Refrigerant composition and refrigeration system | |
| JPH10306952A (en) | Secondary refrigerant system type refrigeration system | |
| JP2004101140A (en) | Heat pump and heat utilization device using gas hydrate | |
| JP2004101138A (en) | Heat pump and heat utilization device using gas hydrate | |
| JPH11351774A (en) | Air conditioning refrigeration equipment | |
| KR102542674B1 (en) | Combined Refrigeration Cycle And Apparatus Thereof | |
| JPH10168000A (en) | Clathrate generating medium and thermal energy storage device containing the same |