熱存儲和釋放單元、化學(xué)熱泵和非電氣化冷卻單元的制作方法
【專利摘要】一種熱存儲和釋放單元、化學(xué)熱泵和非電氣化冷卻單元。一種熱存儲和釋放單元，包括：反應(yīng)物形成體，其用于與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)以存儲和釋放熱；反應(yīng)器皿，其用于容納所述反應(yīng)物形成體并與該反應(yīng)物形成體交換熱；反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)，其連接到所述反應(yīng)器皿，用于供應(yīng)反應(yīng)介質(zhì)到反應(yīng)器皿或者從所述反應(yīng)器皿排出反應(yīng)介質(zhì)。所述反應(yīng)物形成體包括與所述反應(yīng)器皿接觸的板狀熱傳遞板、從所述熱傳遞板的表面成大致直角地延伸的熱傳遞元件、以及反應(yīng)物形成單元，所述反應(yīng)物形成單元圍繞所述熱傳遞元件以使得所述熱傳遞元件從反應(yīng)物形成單元部分地外露，并且，所述反應(yīng)器皿能夠通過所述反應(yīng)器皿的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)。
【專利說明】
熱存儲和釋放單元、化學(xué)熱泵和非電氣化冷卻單元
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及熱存儲和釋放單元、化學(xué)熱栗和非電氣化冷卻單元。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，用于回收和利用諸如廢熱的熱源的熱回收系統(tǒng)，例如化學(xué)熱栗和吸附式冷凍裝置，已經(jīng)在節(jié)能方面引起注意。在熱回收系統(tǒng)中，熱存儲和釋放單元包括與反應(yīng)介質(zhì)交換熱的反應(yīng)物、蒸發(fā)反應(yīng)介質(zhì)的蒸發(fā)器、以及冷凝反應(yīng)介質(zhì)的冷凝器經(jīng)由開閉機(jī)構(gòu)進(jìn)行連接。
[0003]在這種熱回收系統(tǒng)中，如果熱存儲和釋放單元中的反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)物之間的接觸面積小，則不能在反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)物之間進(jìn)行充分的熱交換。因此，傳統(tǒng)地，已知一種技術(shù)，其用于增大反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)物之間的接觸面積以及促進(jìn)反應(yīng)介質(zhì)運(yùn)動，在該技術(shù)中，多孔材料由一組反應(yīng)物夾置，并且多孔材料被用作反應(yīng)介質(zhì)的流動路徑。
[0004]進(jìn)一步地，在熱回收系統(tǒng)中，如果反應(yīng)器皿容量大，則反應(yīng)器皿中的顯熱損失增大。因此，傳統(tǒng)地，已知一種技術(shù)，其用于借助于通過利用由片狀構(gòu)件形成的反應(yīng)器皿而減小反應(yīng)器皿的容量從而減小顯熱損失。
[0005]但是，在利用用于反應(yīng)介質(zhì)的流動路徑的多孔材料的熱存儲和釋放單元中，當(dāng)片狀構(gòu)件用作反應(yīng)器皿時，多孔材料可以由反應(yīng)器皿的內(nèi)部和外部之間的壓差進(jìn)行壓縮，因此，作為反應(yīng)介質(zhì)的流動路徑的功能會惡化。結(jié)果，會存在這樣的情況，其中由包括具有片狀構(gòu)件的反應(yīng)器皿的熱存儲和釋放單元不能實現(xiàn)充分的熱交換效率。
[0006]本發(fā)明的一方面的目的是增大熱存儲和釋放單元中的熱交換效率，所述熱存儲和釋放單元包括能夠通過反應(yīng)器皿的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)的反應(yīng)器皿。
[0007][引用文獻(xiàn)列表]
[0008][專利文獻(xiàn)]
[0009][專利文獻(xiàn)I]日本公開專利申請?zhí)?014-044000
[0010][專利文獻(xiàn)2]日本公開專利申請?zhí)?-142801

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]熱存儲和釋放單元被提供。該熱存儲和釋放單元包括反應(yīng)物形成體，其構(gòu)造為與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)以存儲和釋放熱；反應(yīng)器皿，其構(gòu)造為容納反應(yīng)物形成體并與反應(yīng)物形成體交換熱;反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)，其連接到反應(yīng)器皿，并構(gòu)造為供應(yīng)反應(yīng)介質(zhì)到反應(yīng)器皿或者從反應(yīng)器皿排出反應(yīng)介質(zhì)。反應(yīng)物形成體包括:板狀熱傳遞板，其接觸反應(yīng)器皿;熱傳遞元件，其從熱傳遞板的表面成大致直角地延伸;和反應(yīng)物形成單元，其圍繞熱傳遞元件以使得熱傳遞元件從反應(yīng)物形成單元部分地外露，并且反應(yīng)器皿能夠通過反應(yīng)器皿的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)。
[0012]本發(fā)明的一個方面增大熱存儲和釋放單元中的熱交換效率，該熱存儲和釋放單元包括能夠通過反應(yīng)器皿的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)的反應(yīng)器皿。
[0013]本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將在結(jié)合附圖閱讀時從下面的詳細(xì)描述變得明顯。
【附圖說明】
[0014]圖1A和IB是根據(jù)一實施例的反應(yīng)物形成體的示意圖；
[0015]圖2A和2B是根據(jù)一實施例的反應(yīng)物形成體的示意性橫截面視圖；
[0016]圖3是根據(jù)一實施例的熱傳遞板的示意性透視圖；
[0017]圖4是根據(jù)一(第一)實施例的熱傳遞板的示意性平面圖；
[0018]圖5是根據(jù)一(第二)實施例的熱傳遞板的示意性平面圖；
[0019]圖6是根據(jù)一(第三)實施例的熱傳遞板的示意性平面圖；
[0020]圖7是根據(jù)一(第四)實施例的熱傳遞板的示意性平面圖；
[0021 ]圖8是根據(jù)一實施例的反應(yīng)物形成體的示意性透視圖；
[0022]圖9A-9C是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的例子I的圖；
[0023]圖10是根據(jù)第一實施例的熱存儲和釋放單元的示意性橫截面視圖；
[0024]圖11是根據(jù)第二實施例的熱存儲和釋放單元的示意性橫截面視圖；
[0025]圖12是根據(jù)第三實施例的熱存儲和釋放單元的示意性橫截面視圖；
[0026]圖13是比較例I的熱存儲和釋放單元的示意性橫截面視圖；
[0027]圖14是化學(xué)熱栗的例子的示意圖；
[0028]圖15是非電氣化冷卻單元的例子的示意圖；
[0029]圖16A和16B是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的例子2的圖；
[0030]圖17A和17B是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的例子3的圖；
[0031]圖18A-18C是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的例子3中的反應(yīng)物形成體的圖；
[0032]圖19A和19B是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的例子3的修改例的圖；
[0033]圖20是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的例子3的修改例中的反應(yīng)物形成體的構(gòu)造的圖。
【具體實施方式】
[0034]在下面，將參照附圖描述本發(fā)明的實施例。應(yīng)當(dāng)注意到，在說明書和附圖中，包括大致相同功能結(jié)構(gòu)的元件將被給予相同的標(biāo)記以為了避免重復(fù)描述。
[0035](反應(yīng)物形成體)
[0036]將描述根據(jù)一實施例的用于熱存儲和釋放單元的反應(yīng)物形成體的例子。圖1A和IB是根據(jù)一實施例的反應(yīng)物形成體10的示意圖。圖2A和2B是根據(jù)一實施例的反應(yīng)物形成體10的示意性橫截面視圖。圖1A中的A-A線表示橫截面。
[0037]反應(yīng)物形成體10通過與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)而生熱，或者通過加熱而排出反應(yīng)介質(zhì)。如圖1A和IB所示，反應(yīng)物形成體10包括熱傳遞板11、熱傳遞元件12和反應(yīng)物形成單元13。
[0038I熱傳遞板11是板狀構(gòu)件。
[0039]熱傳遞元件12是從熱傳遞板11的表面成大致直角地延伸的元件。熱傳遞元件12可具有例如銷狀形狀或者板狀形狀。熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12a和外露區(qū)域12b。外露區(qū)域12a在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面的相反側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面外露。外露區(qū)域12b從熱傳遞板11布置所在的側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的另一表面外露。
[0040]圖1A示出一反應(yīng)物形成體10A，該反應(yīng)物形成體1A的熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12a，該外露區(qū)域12a在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面的相反側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面外露。圖2A示出反應(yīng)物形成體1B，該反應(yīng)物形成體1B的熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12b，該外露區(qū)域12b在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面外露。圖2B示出反應(yīng)物形成體10C，該反應(yīng)物形成體1C的熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12a和外露區(qū)域12b，該外露區(qū)域12a在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面的相反側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面外露，所述外露區(qū)域12b在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面外露。
[0041]應(yīng)當(dāng)注意到，熱傳遞板11和熱傳遞元件12將在后面詳細(xì)地予以描述。
[0042]反應(yīng)物形成單元13圍繞熱傳遞元件12以使得熱傳遞元件12從反應(yīng)物形成單元13部分地外露。反應(yīng)物形成單元13通過例如模制并固化反應(yīng)物而形成。
[0043]反應(yīng)物并不限于特定材料，只要它可以可逆地執(zhí)行關(guān)于反應(yīng)介質(zhì)的吸附-脫附，并且它的形態(tài)在吸附-脫附過程中為固體或者凝膠。
[0044]作為反應(yīng)介質(zhì)，可以使用例如水、氨水或者甲醇。在水用作反應(yīng)介質(zhì)的情形下，作為反應(yīng)物，例如，硫酸鈣、硫酸鈉、氯化鈣、氯化鎂、氯化錳、氧化鈣、氧化鎂、醋酸鈉、碳酸鈉或者溴化鈣可以被使用。進(jìn)一步地，還可以使用由硅膠或者沸石所代表的吸附劑。
[0045]在氨水用作反應(yīng)介質(zhì)的情形中，作為反應(yīng)物，例如，氯化錳、氯化鎂、氯化鎳、氯化鋇或者氯化鈣可以被使用。在甲醇用作反應(yīng)介質(zhì)的情形中，作為反應(yīng)物，例如，氯化鎂可以被使用。進(jìn)一步地，可以單獨(dú)使用一種反應(yīng)物，或者可以使用兩種或者更多種反應(yīng)物的混合物。
[0046]進(jìn)一步地，反應(yīng)物包括具有潮解的物質(zhì)。甚至具有潮解的物質(zhì)可以被使用，只要它可以通過將其與膨脹石墨混合通過施加浸漬工藝在熱存儲和釋放過程中呈固態(tài)。
[0047]應(yīng)當(dāng)注意到，反應(yīng)物形成體10的形成方法沒有限制，但是，例如，優(yōu)選這樣的方法，其中與熱傳遞元件12集成的熱傳遞板11設(shè)置在期望的模具中，漿狀反應(yīng)物(溶解在水中的半水化物)被倒入并固化。進(jìn)一步地，例如，可以使用這樣的方法，其中，反應(yīng)物形成體10通過利用已知的粘接劑而形成為期望形狀。通過上述方法，反應(yīng)物形成體10可以容易地形成，其提尚生廣力。
[0048]在上面描述的反應(yīng)物形成體10中，當(dāng)反應(yīng)物形成體10被容納在下面描述的反應(yīng)器皿20中時，從反應(yīng)物形成單元13外露的熱傳遞元件12用作橋接結(jié)構(gòu)并形成反應(yīng)介質(zhì)的流動路徑(在此及后，稱為“反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14” )。
[0049](熱傳遞板)
[0050]接下來，根據(jù)一實施例的熱傳遞板11將被描述。圖3是根據(jù)一實施例的熱傳遞板11的示意性透視圖。圖4是根據(jù)一實施例的熱傳遞板11的示意圖視圖。具體地，圖3示出在熱傳遞元件12折曲后的熱傳遞板11，圖4示出在熱傳遞元件12折曲前的熱傳遞板11。應(yīng)當(dāng)注意至IJ，假定在圖3和4中的X方向為橫向，Y方向為縱向。
[0051 ] 如圖3所示，熱傳遞板11包括多個熱傳遞元件12，所述多個熱傳遞元件12與熱傳遞板11 一體形成并且相對于熱傳遞板11的表面大致成直角地折曲。進(jìn)一步地，熱傳遞板11包括穿過熱傳遞板11的上表面和下表面的貫通孔111，該貫通孔111通過熱傳遞元件12相對于熱傳遞板11的上表面大致成直角地至少部分地折曲而形成。
[0052]熱傳遞板11的材料并不限于特定材料，只要它是板狀的易于處理的具有良好導(dǎo)熱性的材料。例如，包括鋁和銅的金屬材料是優(yōu)選的，這是從它們可以實現(xiàn)具有在金屬材料和反應(yīng)物形成體之間的良好熱傳遞的結(jié)構(gòu)方面而言的。
[0053]優(yōu)選地，熱傳遞元件12具有銷狀形狀。通過以上的安置，熱可以在熱傳遞板11、熱傳遞元件12和反應(yīng)器皿20之間有效地傳遞。
[0054]進(jìn)一步地，優(yōu)選這樣形成熱傳遞元件12，S卩，使得在如圖4所示的熱傳遞板11中形成的切出結(jié)構(gòu)112相對于熱傳遞板11的上表面成大致直角地折曲，如圖3所示。作為形成切出結(jié)構(gòu)112的方法，從批量生產(chǎn)的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用簡單的方法，例如線切割方法或者刀具切割出的方法。
[0055]熱傳遞元件12相對于熱傳遞板11的上表面的角度沒有限制，只要它為大致直角即可，但是優(yōu)選該角度大于等于70度且小于等于110度，這是從在遠(yuǎn)離熱傳遞板11的位置對反應(yīng)物的熱傳遞促進(jìn)的視角而言的。進(jìn)一步地，優(yōu)選所述角度大于等于80度且小于等于100度，這是從在熱傳遞板11的表面中對反應(yīng)物的熱傳遞促進(jìn)效果的等分布的視角而言的。
[0056]進(jìn)一步地，優(yōu)選地，全部的熱傳遞元件12相對于熱傳遞板11的上表面面對相同的方向。在一些熱傳遞元件12相對于熱傳遞板11的上表面面對不同方向的情形中，相鄰的熱傳遞元件會彼此干涉。
[0057]熱傳遞元件12的尺寸沒有限制，但是，例如，熱傳遞元件12的寬度W可以是I毫米，高度可以是5毫米。進(jìn)一步地，熱傳遞元件12的安置沒有限制，但是，例如，在橫向的節(jié)距Pl可以為3.2毫米，在縱向的節(jié)距P2可以為7.5毫米。
[0058]貫通孔是穿過熱傳遞板11的上表面和下表面的孔。當(dāng)在熱傳遞板11中的切出結(jié)構(gòu)112被折曲時，貫通孔111得以形成。
[0059]進(jìn)一步地，例如，如圖8所示的反應(yīng)物形成體1A可以這樣獲得，S卩，模制并固化倒到熱傳遞板11上的漿狀硫酸鈣以使得獲得的反應(yīng)物形成體1A圍繞熱傳遞元件12。應(yīng)當(dāng)注意到，優(yōu)選地，在上面的模制之前制備由樹脂等制成的模制材料。
[0060]應(yīng)當(dāng)注意到，形成在熱傳遞板11中的熱傳遞元件12的安置并不限于上面描述的如圖4所示的安置，只要熱傳遞元件12相對于熱傳遞板11的上表面成大致直角即可。但是，優(yōu)選地，熱傳遞元件12均勻地分布在熱傳遞板11的表面上，這是從熱傳遞板11的表面中的熱傳遞促進(jìn)效果的等分布的視角而言的。
[0061]參照圖5-7將描述熱傳遞板11的另一例子。圖5-7是根據(jù)一實施例的熱傳遞板11的示意性平面圖。
[0062]熱傳遞板11的另一例子可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，相鄰的切出結(jié)構(gòu)112的方向(用于形成熱傳遞元件12的折曲方向)是相同的，如圖5所示。進(jìn)一步地，熱傳遞板11可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，切出結(jié)構(gòu)112是在橫向方向連續(xù)形成的，如圖6所示。
[0063]進(jìn)一步地，熱傳遞元件12可以具有板狀形狀，如圖7所示。包括板狀熱傳遞元件12的熱傳遞板11可以具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中，具有20毫米寬度和5毫米高度的熱傳遞元件12安置為在橫向具有25毫米節(jié)距Pl，在縱向具有7.5毫米節(jié)距。
[0064]熱傳遞板11的實施例已經(jīng)在上面被描述，但是，本發(fā)明并不限于上述實施例。例如，相對于熱傳遞板11的表面成大致直角地延伸的熱傳遞元件12可以通過焊接具有銷狀形狀、板狀形狀、銷保持器狀形狀等形狀的元件到熱傳遞板11而形成。
[0065](熱存儲和釋放單元的例子I)
[0066]接下來，根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元將被描述。圖9A-9C是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元100的例子I的圖。具體地，圖9A是在反應(yīng)物形成體10被容納在反應(yīng)器皿20中之前的熱存儲和釋放單元100的示意性側(cè)視圖。進(jìn)一步地，圖9B是反應(yīng)物形成體10被容納在反應(yīng)器皿20中之后熱存儲和釋放單元100的示意性平面圖。進(jìn)一步地，圖9C是在反應(yīng)物形成體10被容納在反應(yīng)器皿20中之后熱存儲和釋放單元100的示意性側(cè)視圖。
[0067]根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元100包括反應(yīng)物形成體10和反應(yīng)器皿20，如圖9A所示。熱存儲和釋放單元100通過例如將反應(yīng)物形成體10容納在反應(yīng)器皿20中并接合反應(yīng)器皿20而形成，如圖9B和9C所示。
[0068]反應(yīng)器皿20是用于容納反應(yīng)物形成體10并與反應(yīng)物形成體10執(zhí)行熱交換的容器。進(jìn)一步地，反應(yīng)器皿20是能夠通過反應(yīng)器皿20的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)的柔性容器。
[0069]反應(yīng)器皿20包括密封單元21、反應(yīng)物容納單元22和反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23。
[0070]密封單元21是沿著反應(yīng)器皿20的外緣部分(在圖9B的虛線的外部的部分)形成的部分。
[0071]反應(yīng)物容納單元22是用于容納反應(yīng)物形成體10的部分。
[0072]反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23形成在反應(yīng)器皿20的外緣部分的一部分中，并用于供應(yīng)待被容納在反應(yīng)器皿20內(nèi)部的反應(yīng)物形成體10吸附的反應(yīng)介質(zhì)，或者排出從反應(yīng)物形成體10解附的反應(yīng)介質(zhì)。
[0073]反應(yīng)器皿20的外緣部分通過密封單元21或者反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23形成。因此，在反應(yīng)物容納單元22中的反應(yīng)介質(zhì)僅通過反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23進(jìn)行供應(yīng)或者排出。
[0074]作為反應(yīng)器皿20，具有例如矩形形狀或者圓形形狀的片狀構(gòu)件，可以被使用。作為片狀構(gòu)件，例如，利用具有良好熱傳遞性能的金屬例如鋁、銅等的薄片材料(金屬薄片)可以被使用。金屬薄片的膜厚沒有限制，但是，例如，在使用鋁的情形中，膜厚可以為30-200微米，在使用銅的情形中，膜厚可以為10-100微米。進(jìn)一步地，塑料片也可以用作片狀構(gòu)件。
[0075]用于反應(yīng)器皿20的密封單元21的接合方法沒有限制，但是，在反應(yīng)器皿20由金屬制成的情形中，所述方法可以是利用擴(kuò)散粘合等的接合方法、利用銅焊等的接合方法、或者利用已知的粘結(jié)劑的接合方法。
[0076](熱存儲和釋放單元的例子2)
[0077]接下來，根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的另一例子將被描述。圖16A和16B是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元110的例子2的圖。具體地，圖16A是熱存儲和釋放單元110的分解視圖，圖16B是在反應(yīng)物形成體10被容納在反應(yīng)器皿20中后的熱存儲和釋放單元110的示意性示意圖。
[0078]根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元110包括反應(yīng)物形成體10、反應(yīng)器皿20、反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23和蓋24，如圖16A所示。熱存儲和釋放單元110通過將反應(yīng)物形成體10容納在反應(yīng)器皿20中并在密封單元21處接合反應(yīng)器皿20和蓋24，如圖16A的箭頭所示，而形成。
[0079]反應(yīng)器皿20具有底部20b，并形成為在頂部表面上具有開口的盒形狀。反應(yīng)器皿20是用于容納反應(yīng)物形成體10并與反應(yīng)物形成體10熱交換的容器。進(jìn)一步地，反應(yīng)器皿20是能夠通過反應(yīng)器皿20的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)的柔性容器。
[0080]密封單元21是沿著反應(yīng)器皿20的內(nèi)壁表面的頂部側(cè)面形成的部分(在圖16A中的虛線的上側(cè)部分)。
[0081]反應(yīng)物容納單元22是用于容納反應(yīng)物形成體10的部分。
[0082]反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23被形成以穿透蓋24，并用于供應(yīng)反應(yīng)介質(zhì)到被容納在反應(yīng)器皿20內(nèi)的反應(yīng)物形成體10，或者將從反應(yīng)物形成體10解附的反應(yīng)介質(zhì)排出。反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23形成為例如在兩端具有開口的圓柱形狀。
[0083]蓋24是用于閉合反應(yīng)器皿20的頂部表面中的開口的構(gòu)件，并且形成為例如板狀形狀。蓋24通過將其側(cè)表面24s接合到反應(yīng)器皿20的密封單元21而被接合到反應(yīng)器皿20。如上所述，反應(yīng)器皿20的頂部表面中的開口通過蓋24閉合。因此，反應(yīng)物容納單元22中的反應(yīng)介質(zhì)僅通過反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23進(jìn)行供應(yīng)或排出。
[0084]應(yīng)當(dāng)注意到，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23和蓋24可一體形成，或者可以單獨(dú)形成然后接合在一起。
[0085]反應(yīng)器皿20可以通過例如用于生產(chǎn)用于飲料的罐的拉延質(zhì)燙模制法(drawingand ironing molding method)而形成。進(jìn)一步地，反應(yīng)器皿20可以通過利用片狀構(gòu)件，通過利用包括激光焊接、接縫焊接、粘結(jié)劑粘合等的各種方法形成。作為反應(yīng)器皿20的材料，鋁、銅等可以被使用。在使用鋁的情形中，反應(yīng)器皿20的厚度可以為30-200微米，在使用銅的情形中，反應(yīng)器皿20的厚度可以為30-200微米，在使用銅的情形中，它可以為10-100微米。進(jìn)一步地，塑料片可以用作片狀構(gòu)件。
[0086]在反應(yīng)器皿20由金屬制成的情形中，用于在密封單元21處接合反應(yīng)器皿20到蓋24的方法可以是利用擴(kuò)散粘合等的接合方法、利用銅焊等的接合方法、或者利用已知的粘結(jié)劑的接合方法。
[0087]進(jìn)一步地，在上面的例子中，反應(yīng)器皿20具有正方形形狀，但是可以具有彎曲的形狀。重要的是，反應(yīng)器皿20具有柔性結(jié)構(gòu)并且能夠通過反應(yīng)器皿20的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)。反應(yīng)器皿20不限于上面描述的例子，而是，可以是任何容器，只要它具有上面描述的柔性功能。
[0088](熱存儲和釋放單元的例子3)
[0089]接下來，根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的又另一例子將被描述。圖17A和17B是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元120的例子3的圖。具體地，圖17A是熱存儲和釋放單元120的分解視圖，圖17B是在反應(yīng)物形成體被容納在反應(yīng)器皿中后的熱存儲和釋放單元120的示意性示意圖。圖18A-18C是示出在根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元120的例子3中的反應(yīng)物形成體1E的圖。
[0090]根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元120包括反應(yīng)物形成體10E、反應(yīng)器皿20、反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23和蓋24，如圖17A所示。熱存儲和釋放單元120通過將反應(yīng)物形成體1E容納在反應(yīng)器皿20中并在密封單元21處接合反應(yīng)器皿20和蓋24，如圖17A的箭頭所示，而形成。
[0091]如圖18C所示，反應(yīng)物形成體1E (10)包括熱傳遞板11，熱傳遞元件12和反應(yīng)物形成單元13。
[0092]熱傳遞板11是彎曲板狀構(gòu)件。
[0093]熱傳遞元件12是與熱傳遞板11的表面成大致直角地延伸的元件。熱傳遞元件12可具有例如銷狀形狀或者板狀形狀。熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12a，所述外露區(qū)域12a從反應(yīng)物形成單元13的一表面外露，所述表面是熱傳遞板11布置所在的側(cè)面的相反側(cè)面。應(yīng)當(dāng)注意到，熱傳遞元件12可被反應(yīng)物形成單元13完全包圍，并可以沒有外露區(qū)域12a。
[0094]反應(yīng)物形成單元13具有中空圓柱形狀以使得它覆蓋熱傳遞板11的內(nèi)壁表面的全部并至少部分地覆蓋熱傳遞元件12。
[0095]反應(yīng)器皿20是這樣的一容器，即，該容器具有如圖17A所示的底部20b，并具有在頂部表面帶開口的圓柱形狀，容納反應(yīng)物形成體10，并與反應(yīng)物形成體10熱交換。進(jìn)一步地，反應(yīng)器皿20是柔性結(jié)構(gòu)并且能夠通過反應(yīng)器皿20的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)。
[0096]密封單元21是沿著反應(yīng)器皿20的內(nèi)壁表面的頂部側(cè)面形成的部分(在圖17A中的虛線的上側(cè)部分)。
[0097]反應(yīng)物容納單元22是用于容納反應(yīng)物形成體10的部分。
[0098]反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23被形成以穿透蓋24，并用于供應(yīng)反應(yīng)介質(zhì)到容納在反應(yīng)器皿20中的反應(yīng)物形成體10，或者將從反應(yīng)物形成體10解附的反應(yīng)介質(zhì)排出。反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23形成為例如在兩端具有開口的圓柱形狀。
[0099]蓋24是用于閉合反應(yīng)器皿20的頂部表面中的開口的構(gòu)件，并且形成為例如板狀形狀。蓋24通過將其側(cè)表面24s接合到反應(yīng)器皿20的密封單元21而被接合到反應(yīng)器皿20。如上所述，反應(yīng)器皿20的頂部表面中的開口通過蓋24閉合。因此，反應(yīng)物容納單元22中的反應(yīng)介質(zhì)僅通過反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23進(jìn)行供應(yīng)或排出。
[0100]應(yīng)當(dāng)注意到，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23和蓋24可一體形成，或者可以單獨(dú)形成然后接合在一起。
[0101]反應(yīng)器皿20可以通過例如用于生產(chǎn)用于飲料的罐的拉延熨燙模制法形成。進(jìn)一步地，反應(yīng)器皿20可以通過利用片狀構(gòu)件，通過利用包括激光焊接、接縫焊接、粘結(jié)劑粘合等的各種方法而形成。反應(yīng)器皿20可以通過例如將矩形片狀構(gòu)件彎曲為圓柱形狀然后焊接而形成，或者通過利用薄壁鋁管并附連底板以閉合鋁管的開口之一而形成。
[0102]作為反應(yīng)器皿20的材料，可以使用鋁、銅等。在使用鋁的情形中，反應(yīng)器皿20的厚度可以為30-200微米，在使用銅的情形中，它可以為10-100微米。進(jìn)一步地，塑料片可以用作反應(yīng)器皿20的材料。反應(yīng)器皿20不限于特定容器，只要它具有柔性結(jié)構(gòu)并且能夠根據(jù)反應(yīng)器皿20的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)。
[0103]在反應(yīng)器皿20由金屬制成的情形中，用于在密封單元21處接合反應(yīng)器皿20到蓋24的方法可以是利用擴(kuò)散粘合等的接合方法、利用銅焊等的接合方法、或者利用已知的粘結(jié)劑的接合方法。
[0104](熱存儲和釋放單元的例子3的修改例)
[0105]接下來，作為根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元的又另一例子，熱存儲和釋放單元的例子3的修改例將被描述。
[0106]圖19A和19B是示出根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元130的例子3的修改例的圖。具體地，圖19A是熱存儲和釋放單元130的分解視圖，圖19B是在反應(yīng)物形成體10被容納在反應(yīng)器皿20中之后熱存儲和釋放單元130的示意性示意圖。圖20是示出在根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元130的例子3的修改例中的反應(yīng)物形成體10的圖，其示出反應(yīng)物形成體130的橫截面。
[0107]熱存儲和釋放單元130在反應(yīng)物形成體10的形態(tài)方面不同于例子3的熱存儲和釋放單元120。應(yīng)當(dāng)注意到，因為熱存儲和釋放單元130在除了反應(yīng)物形成體10的形態(tài)之外的其它方面與熱存儲和釋放單元120是相同的，下面將主要描述熱存儲和釋放單元130不同于熱存儲和釋放單元120的方面。
[0108]根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元130包括反應(yīng)物形成體10、反應(yīng)器皿20、反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23和蓋24，如圖19A所示。熱存儲和釋放單元130通過將反應(yīng)物形成體10容納在反應(yīng)器皿20中并在密封單元21處接合反應(yīng)器皿20和蓋24，如圖19A的箭頭所示，而形成。
[0? O9 ] 如圖20所示，反應(yīng)物形成體1 (1F)包括熱傳遞板11、熱傳遞元件12和反應(yīng)物形成單元13。
[0110]熱傳遞板11是彎曲板狀構(gòu)件。
[0111 ]熱傳遞元件12是接合到熱傳遞板11的內(nèi)壁表面的構(gòu)件，該構(gòu)件的一部分相對于熱傳遞板11的表面成大致直角地延伸，全部所述構(gòu)件對齊以面對大致相同的方向。
[0112]反應(yīng)物形成單元13是這樣的構(gòu)件，該構(gòu)件具有中空圓柱形狀并形成為以使得它覆蓋熱傳遞板11的整個內(nèi)壁表面和熱傳遞元件12的全部。
[0113]反應(yīng)物形成體1(1G)包括熱傳遞板11、熱傳遞元件12和反應(yīng)物形成單元13。
[0114]熱傳遞板11是彎曲板狀構(gòu)件。
[0115]熱傳遞元件12是這樣的構(gòu)件，該構(gòu)件接合到熱傳遞板11的內(nèi)壁表面，所述構(gòu)件的一部分相對于熱傳遞板11的表面成大致直角地延伸，全部所述構(gòu)件對齊以大致面對相同的方向。熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12a，所述外露區(qū)域12a在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面的相反側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面延伸。
[0116]反應(yīng)物形成單元13是這樣的構(gòu)件，該構(gòu)件具有中空圓柱形狀并形成為以使得它覆蓋熱傳遞板11的內(nèi)壁表面的一部分以及熱傳遞兀件12的一部分。
[0117]反應(yīng)物形成體1F和反應(yīng)物形成體1G組合以形成圓柱形狀，并被容納在反應(yīng)物殼體單元22中。
[0118]應(yīng)當(dāng)注意到，在上面的例子中，反應(yīng)物形成體1G包括熱傳遞元件12，所述熱傳遞元件12包括外露區(qū)域12a，所述外露區(qū)域12a在熱傳遞板11布置所在側(cè)面的相反側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面延伸，但是，實施方式并不限于該例子，只要至少一個反應(yīng)物形成體10(反應(yīng)物形成體1F和10G)具有包括外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12，所述外露區(qū)域12a在熱傳遞板11布置所在的側(cè)面的相反側(cè)面上從反應(yīng)物形成單元13的表面外露。
[0119]在下面，將詳細(xì)描述熱存儲和釋放單元的例子I。
[0120](第一實施例)
[0121 ]圖10是根據(jù)第一實施例的熱存儲和釋放單元100A的示意性橫截面視圖。圖10示出對應(yīng)圖9B中的線B-B的橫截面。
[0122]在熱存儲和釋放單元100A中，如圖10所示，反應(yīng)器皿20容納具有如圖1B所示的結(jié)構(gòu)的反應(yīng)物形成體1A以及反應(yīng)物形成體10D，所述反應(yīng)物形成體1D具有這樣的結(jié)構(gòu)，其中反應(yīng)物形成體1A的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12a被移除。具體地，反應(yīng)物形成體1a和反應(yīng)物形成體1d彼此面對，具有朝外的各熱傳遞板11，并且被容納在反應(yīng)器皿20中。
[0123]在第一實施例中，通過反應(yīng)物形成體1A的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12a，在反應(yīng)物形成體1A和反應(yīng)物形成體1D之間形成一空間SI，該空間SI用作反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14，這是第一實施例的特征。
[0124]在形成熱存儲和釋放單元100A的過程中，在反應(yīng)物形成體1A和反應(yīng)物形成體1D被容納在反應(yīng)器皿20中之后，反應(yīng)器皿20的內(nèi)部被抽真空(抽空)。此時，反應(yīng)器皿20的體積減小，并且反應(yīng)器皿20緊密接觸反應(yīng)物形成體1A的熱傳遞板11和反應(yīng)物形成體1D的熱傳遞板11。進(jìn)一步地，反應(yīng)器皿20的外緣部分的空間同樣被壓縮，并且所謂的“真空包”狀態(tài)形成。
[0125]甚至在該狀態(tài)下，在根據(jù)第一實施例的熱存儲和釋放單元100A中，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14，其從反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23通到反應(yīng)物形成單元13的表面，由熱傳遞元件12的橋接結(jié)構(gòu)保持。因此，在反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)物之間的充分的接觸區(qū)域可以被保證，并且促進(jìn)反應(yīng)介質(zhì)在反應(yīng)器皿20中的運(yùn)動。結(jié)果，熱存儲和釋放單元100A的熱交換效率得以改善。
[0126]應(yīng)當(dāng)注意到，如圖10所示，熱存儲和釋放單元100A包括具有帶外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12的反應(yīng)物形成體1A和具有不帶外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12的反應(yīng)物形成體10D，但是本發(fā)明并不限于該例子。例如，反應(yīng)物形成體10都具有帶從反應(yīng)物形成單元13外露的外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12，反應(yīng)物形成體10可以彼此面對以使得熱傳遞元件12不彼此干涉。
[0127]在這個實施例中，熱傳遞板11可以彎曲并容納在圓柱反應(yīng)器皿20中，如熱存儲和釋放單元120的例子3中所示的。進(jìn)一步，熱傳遞元件12的方向可以安置為配合圓柱反應(yīng)器皿20，如在熱存儲和釋放單元130的例子3的修改例中所示的。
[0128](第二實施例)
[0129]圖11是根據(jù)第二實施例的熱存儲和釋放單元100B的示意性橫截面視圖。圖11示出對應(yīng)圖9B中的線B-B的橫截面。
[0130]在熱存儲和釋放單元100B中，具有如圖2A所示的結(jié)構(gòu)的反應(yīng)物形成體1B被容納在如圖11所示的反應(yīng)器皿20中。
[0131]在第二實施例中，通過反應(yīng)物形成體1B的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12b在熱傳遞板11和反應(yīng)物形成單元13之間形成空間S2，所述空間S2用作反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14，這是第二實施例的特征。
[0132]在形成熱存儲和釋放單元100B的過程中，在反應(yīng)物形成體1B被容納在反應(yīng)器皿20中后，反應(yīng)器皿20的內(nèi)部被抽真空(抽空)。此時，反應(yīng)器皿20的體積減小，反應(yīng)器皿20緊密地接觸反應(yīng)物形成體1B的熱傳遞板11以及反應(yīng)物形成單元13的表面。反應(yīng)器皿20的外緣部分的空間也被壓縮，所謂的“真空包”狀態(tài)被形成。
[0133]甚至在該狀態(tài)下，在根據(jù)第二實施例的熱存儲和釋放單元100B中，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14，其從反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23通到反應(yīng)物形成單元13的表面，由熱傳遞元件12的橋接結(jié)構(gòu)保持。因此，在反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)物之間的充分的接觸區(qū)域可以被保證，并且促進(jìn)反應(yīng)介質(zhì)在反應(yīng)器皿20中的運(yùn)動。結(jié)果，熱存儲和釋放單元100B的熱交換效率得以改善。
[0134](第三實施例)
[0135]圖12是根據(jù)第三實施例的熱存儲和釋放單元100C的示意性橫截面視圖。圖12示出對應(yīng)圖9B的線B-B的橫截面。
[0136]在熱存儲和釋放單元100C中，具有如圖2A所示的結(jié)構(gòu)的反應(yīng)物形成體1B和具有如圖2B所示的結(jié)構(gòu)的反應(yīng)物形成體1C被容納在如圖12所示的反應(yīng)器皿20中。具體地，反應(yīng)物形成體1B和反應(yīng)物形成體1C彼此面對，其各個熱傳遞板11向外面對，并且反應(yīng)物形成體1B和反應(yīng)物形成體1C被容納在反應(yīng)器皿20中。
[0137]在第三實施例中，通過反應(yīng)物形成體1C的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12a在反應(yīng)物形成體1B和反應(yīng)物形成體1C之間形成空間SI。進(jìn)一步地，通過反應(yīng)物形成體1B和反應(yīng)物形成體1C的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12b在熱傳遞板11和反應(yīng)物形成單元13之間形成空間S2，并且空間SI和S2用作反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14，其是第三實施例的特征。
[0138]在形成熱存儲和釋放單元100C的過程中，在反應(yīng)物形成體1B和反應(yīng)物形成體1C被容納在反應(yīng)器皿20中后，反應(yīng)器皿20的內(nèi)部被抽真空(抽空)。此時，反應(yīng)器皿20的體積減小，反應(yīng)器皿20緊密地接觸反應(yīng)物形成體1B的熱傳遞板11以及反應(yīng)物形成體1C的熱傳遞板11。反應(yīng)器皿20的外緣部分的空間也被壓縮，所謂的“真空包”狀態(tài)被形成。
[0139]甚至在該狀態(tài)下，在根據(jù)第三實施例的熱存儲和釋放單元100B中，三個反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14，其從反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23通到反應(yīng)物形成單元13的表面，由熱傳遞元件12的橋接結(jié)構(gòu)保持。因此，在反應(yīng)介質(zhì)和反應(yīng)物之間的充分的接觸區(qū)域可以被保證，并且促進(jìn)反應(yīng)介質(zhì)在反應(yīng)器皿20中的運(yùn)動。結(jié)果，熱存儲和釋放單元100C的熱交換效率得以改善。
[0140]應(yīng)當(dāng)注意到，如圖12所示，熱存儲和釋放單元100A包括具有帶外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12的反應(yīng)物形成體1C和具有不帶外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12的反應(yīng)物形成體10B，但是本發(fā)明并不限于該例子。例如，反應(yīng)物形成體10都可以具有帶從反應(yīng)物形成單元13外露的外露區(qū)域12a的熱傳遞元件12，反應(yīng)物形成體10可以彼此面對以使得熱傳遞元件12不彼此干涉。
[0141]〈例子〉
[0142]在下面，將通過例子和比較例描述本發(fā)明的實施例，這不應(yīng)被用作對本發(fā)明的限制。
[0143](例子I)
[0144]在例子I中，具有兩個如圖1所示的反應(yīng)物形成體1A的熱存儲和釋放單元被形成。
[0145]具體地，兩個反應(yīng)物形成體1A這樣被形成，S卩，利用如圖4所示的熱傳遞板11，相對于熱傳遞板11的上表面成大致直角地折曲切出結(jié)構(gòu)112，并形成反應(yīng)物形成單元13，以使得熱傳遞元件12被包圍在反應(yīng)物形成單元13中。
[0146]500毫米X 800毫米X 0.5毫米的鋁板被用作熱傳遞板11。切出結(jié)構(gòu)112的尺寸被調(diào)節(jié)以使得熱傳遞元件12的高度是10毫米，寬度是2毫米，在表面上的熱傳遞元件12的密度為每100平方厘米78個元件(13 X 6個元件)。
[0147]硫酸鈣被用作反應(yīng)物。漿狀硫酸鈣被倒到熱傳遞板11上，反應(yīng)物形成單元13被形成，從而包圍熱傳遞元件12 ο此外，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物的量，熱傳遞元件12從模制的硬化后的反應(yīng)物形成單元13外露I毫米。此時，反應(yīng)物形成單元13的體積為大約每個形成體大約3600
立方厘米。
[0148]反應(yīng)物形成體1A這樣進(jìn)行組合，S卩，通過使得反應(yīng)物形成體1A的在熱傳遞元件12外露所在的那側(cè)的表面彼此面對，通過調(diào)節(jié)它們在表面方向的位置以使得反應(yīng)物形成體1A的熱傳遞元件12不彼此干涉;反應(yīng)器皿20由100微米的鋁片狀構(gòu)件形成;反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23被附連。通過上述工藝，熱存儲和釋放單元100A得以形成。
[0149]通過上面的工藝，能夠與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)物形成單元13的表面積為每熱存儲和釋放單元100A8500平面厘米。表面積的值越大，反應(yīng)速率越快，這樣，在熱存儲和釋放過程中的熱輸入/輸出速率可以得以改善。
[0150]進(jìn)一步地，在例子I中，熱傳遞元件12在縱向的熱傳導(dǎo)率可以為大約2W/(m*K)，其與僅硫酸鈣固化為反應(yīng)物的情形的0.2W/(m*K)相比為其10倍。注意到，熱傳導(dǎo)率可以通過熱傳遞元件12的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。不用說，在需要的情形中，更高的熱傳導(dǎo)率可以通過增大熱傳遞元件12的數(shù)量而獲得。
[0151](例子2)
[0152]在例子2中，具有一個如圖2A所示的反應(yīng)物形成體1B的熱存儲和釋放單元被形成。
[0153]具體地，反應(yīng)物形成體1B這樣被形成，S卩，通過利用如圖4所示的熱傳遞板11，通過相對于熱傳遞板11的上表面成大致直角地折曲切出結(jié)構(gòu)112，并形成反應(yīng)物形成單元13以使得熱傳遞元件12被包圍在反應(yīng)物形成單元13中。
[0154]500毫米X 800毫米X 0.5毫米的鋁板被用作熱傳遞板11。切出結(jié)構(gòu)112的尺寸被調(diào)節(jié)以使得熱傳遞元件12的高度是20毫米，寬度是2毫米，在表面上的熱傳遞元件12的密度為每100平方厘米52個元件(13 X 4個元件)。
[0155]硫酸鈣被用作反應(yīng)物。漿狀硫酸鈣被倒到熱傳遞板11上，反應(yīng)物形成單元13被形成，從而包圍熱傳遞元件12。此外，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物的量，在熱傳遞板11和反應(yīng)物形成單元13之間的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12b的長度是2毫米。此時，反應(yīng)物形成單元13的體積為大約每個形成體大約7200立方厘米。
[0156]形成的反應(yīng)物形成體1B被容納在由100微米的鋁金屬片狀構(gòu)件形成的反應(yīng)器皿20中，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23被附連，熱存儲和釋放單元被形成。
[0157]通過上面的工藝，能夠與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)物形成單元13的表面積為每熱存儲和釋放單元約4500平面厘米。表面積的值越大，反應(yīng)速率越快，這樣，在熱存儲和釋放過程中的熱輸入/輸出速率可以得以改善。
[0158]進(jìn)一步地，在例子2中，熱傳遞元件12在縱向的熱傳導(dǎo)率可以為大約1.4W/(m*K)，其與僅硫酸鈣固化為反應(yīng)物的情形的0.2W/(m*K)相比為其7倍。應(yīng)當(dāng)注意到，熱傳導(dǎo)率可以通過熱傳遞元件12的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。不用說，在需要的情形中，更高的熱傳導(dǎo)率可以通過增大熱傳遞元件12的數(shù)量而獲得。
[0159](例子3)
[0160]在例子3中，具有兩個如圖2B所示的反應(yīng)物形成體1C的熱存儲和釋放單元被形成。
[0161]具體地，反應(yīng)物形成體1C這樣被形成，S卩，通過利用如圖4所示的熱傳遞板11，通過相對于熱傳遞板11的上表面成大致直角地折曲切出結(jié)構(gòu)112，并形成反應(yīng)物形成單元13以使得熱傳遞元件12被包圍在反應(yīng)物形成單元13中。
[0162]500毫米X 800毫米X 0.5毫米的鋁板被用作熱傳遞板11。切出結(jié)構(gòu)112的尺寸被調(diào)節(jié)以使得熱傳遞元件12的高度是10毫米，寬度是2毫米，在表面上的熱傳遞元件12的密度為每100平方厘米78個元件(13 X 6個元件)。
[0163]硫酸鈣被用作反應(yīng)物。漿狀硫酸鈣被倒到熱傳遞板11上，反應(yīng)物形成單元13被形成，從而包圍熱傳遞元件12 ο此時，通過調(diào)節(jié)反應(yīng)物的量，熱傳遞元件12從模制的硬化后的反應(yīng)物形成單元13外露I毫米，熱傳遞板11和反應(yīng)物形成單元13之間的熱傳遞元件12的外露區(qū)域12b的長度為I毫米。
[0164]以上結(jié)構(gòu)可以這樣例如實現(xiàn):通過將熱傳遞元件12設(shè)置在制備的50厘米X80厘米X I厘米的硅模具中，熱傳遞元件12浸如到硅模具中I毫米;調(diào)節(jié)倒入的反應(yīng)物的量，以使得在熱傳遞板11和反應(yīng)物形成單元13之間形成間隙。
[0165]此時，反應(yīng)物形成單元13的體積為大約每形成體3200立方厘米。
[0166]反應(yīng)物形成體1C這樣進(jìn)行組合，S卩，通過使反應(yīng)物形成體1C的在熱傳遞元件12外露所在的那側(cè)的表面彼此面對，通過調(diào)節(jié)它們在表面方向的位置以使得反應(yīng)物形成體1C的熱傳遞元件12不彼此干涉;反應(yīng)器皿20由100微米的鋁片狀構(gòu)件形成;反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23被附連。通過上述工藝，熱存儲和釋放單元100C得以形成。
[0167]通過上面的工藝，能夠與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)物形成單元13的表面積為每熱存儲和釋放單元約16500平面厘米。表面積的值越大，反應(yīng)速率越快，這樣，在熱存儲和釋放過程中的熱輸入/輸出速率可以得以改善。
[0168]進(jìn)一步地，在例子3中，類似于例子1，熱傳遞元件12在縱向的熱傳導(dǎo)率可以為大約2W/(m*K)，其與僅硫酸鈣固化為反應(yīng)物的情形的0.2W/(m*K)相比為其10倍。應(yīng)當(dāng)注意到，熱傳導(dǎo)率可以通過熱傳遞元件12的數(shù)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。不用說，在需要的情形中，更高的熱傳導(dǎo)率可以通過增大熱傳遞元件12的數(shù)量而獲得。
[0169](比較例I)
[0170]將描述比較例I。圖13是比較例I的熱存儲和釋放單元的橫截面視圖。
[0171]在比較例I中，沒有熱傳遞元件12的具有反應(yīng)物形成體1Z的熱存儲和釋放單元10Z被形成，如圖13所示。
[0?72] 具體地，反應(yīng)物形成體1Z這樣形成:通過制備50厘米X 80厘米X I厘米的娃模具，利用硫酸鈣作為反應(yīng)物，以及將漿化的反應(yīng)物倒入到硅模具中。形成的反應(yīng)物形成體1Z被容納在由100微米鋁金屬片狀構(gòu)件形成的反應(yīng)器皿20中，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23被附連，以及熱存儲和釋放單元100Z被形成。
[0173]通過上面的工藝，能夠與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)物形成單元13的表面積為大約每熱存儲和釋放單元500平方厘米。
[0174]如上面描述的，在例子1-3中，與比較例I相比，能夠與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)的反應(yīng)物形成單元13的表面積大大地增大，能夠高度促進(jìn)反應(yīng)速率的熱存儲和釋放單元100得以實現(xiàn)。更具體地，在例子1-3中，與比較例I相比，9-32倍的表面積得以獲得。
[0175]進(jìn)一步地，反應(yīng)物形成單元13中的熱傳導(dǎo)率通過將熱傳遞元件12包圍在反應(yīng)物形成體10中而大大增強(qiáng)。更具體地，在例子1-3中，與比較例I相比，獲得7-10倍的熱傳導(dǎo)率。
[0176]在例子1-3中，尤其有利的是，反應(yīng)器皿20中的反應(yīng)物運(yùn)動可以被促進(jìn)，反應(yīng)表面積可以通過利用具有柔性結(jié)構(gòu)的反應(yīng)器皿20而增大，并且可以設(shè)計一種熱存儲和釋放單元100，其中反應(yīng)器皿20的顯熱損失尤其地減少。
[0177]應(yīng)當(dāng)注意到，在例子1-3中，硫酸鈣被用作反應(yīng)物，但是，本發(fā)明并不限于這些例子。作為反應(yīng)物，氧化鈣、氧化鎂、溴化鈣、氯化鈣、使用其它化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)物都可以使用，并且能夠存儲和釋放熱的各種材料，包括由硅膠和沸石代表的吸附劑，都可以使用。
[0178](例子4)
[0179]在例子4中，參照圖14，將描述一例子，其中根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元100被應(yīng)用到化學(xué)熱栗。
[0180]圖14是化學(xué)熱栗200的例子的示意圖。應(yīng)當(dāng)注意到，在其中熱存儲和釋放單元100被用作化學(xué)熱栗的情形中，應(yīng)當(dāng)制備不止一個熱存儲和釋放單元100。第一熱存儲和釋放單元100連接到冷凝器，并進(jìn)行熱存儲過程。進(jìn)一步，第二熱存儲和釋放單元100連接到蒸發(fā)器，并進(jìn)行熱釋放過程。應(yīng)當(dāng)注意到，化學(xué)熱栗200具有這樣的特征，其中熱存儲過程和熱釋放過程可以通過開閉機(jī)構(gòu)例如閥而進(jìn)行切換，但是所述機(jī)構(gòu)在圖14中以簡化的方法示出。
[0181]化學(xué)熱栗200包括熱存儲和釋放單元100、反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道210、熱傳遞介質(zhì)流動路徑220、冷凝器230和蒸發(fā)器240。
[0182]反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道210是一管道，該管道的末端連接到熱存儲和釋放單元100的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23。進(jìn)一步，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道210的另一末端經(jīng)由閥250連接到冷凝器230，并經(jīng)由閥260連接到蒸發(fā)器240。
[0183]熱傳遞介質(zhì)流動路徑220是一流動路徑，在該流動路徑內(nèi)部，熱傳遞介質(zhì)流動通過。多個熱存儲和釋放單元100安置在熱傳遞介質(zhì)流動路徑220中。在此情形下，熱存儲和釋放單元100的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23經(jīng)由反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道210彼此熱連接。
[0184]冷凝器230連接到熱傳遞介質(zhì)流動路徑220，并具有冷凝在熱存儲過程中從反應(yīng)物形成單元13放出的氣態(tài)反應(yīng)介質(zhì)的功能。
[0185]蒸發(fā)器240具有蒸發(fā)冷凝的反應(yīng)介質(zhì)的功能以為了在熱釋放過程中將其供應(yīng)到反應(yīng)物形成單元13中。
[0186]接下來，通過利用化學(xué)熱栗200的熱回收的例子將被描述。應(yīng)當(dāng)注意到，在該例子中，為了描述方便的緣故，將描述這樣的情形，其中硫酸鈣被用于反應(yīng)物形成單元13，水蒸氣被用作反應(yīng)介質(zhì)，但是本發(fā)明并不限于這樣的情形。
[0187]在熱存儲過程中，閥260閉合并且閥250打開。在這種狀態(tài)下，例如，在工廠中產(chǎn)生的廢棄被用作進(jìn)入到熱傳遞介質(zhì)流動路徑220中的熱傳遞介質(zhì)H;水蒸氣從水合硫酸鈣放出；并且熱釋放過程進(jìn)行。從硫酸鈣放出的水蒸氣通過反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道210，并在冷凝器230中冷凝。
[0188]另一方面，在熱釋放過程中，閥250閉合，并且閥260打開。在蒸發(fā)器240中蒸發(fā)的水蒸氣通過反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道210被引入熱存儲和釋放單元100中。通過使得被引入的水蒸氣與硫酸鈣反應(yīng)，熱釋放過程進(jìn)行。
[0189]假定在熱存儲過程和熱釋放過程中，在熱傳遞介質(zhì)流動路徑220內(nèi)部并且在熱存儲和釋放單元100外部的區(qū)域(也就是，熱傳遞介質(zhì)H所在的區(qū)域)中的壓力為例如一大氣壓。另一方面，因為熱存儲和釋放單元100的內(nèi)部是處于其中水蒸氣和硫酸鈣存在于真空空間中的狀態(tài)中，因此它的壓力是熱存儲和釋放單元100中的水蒸氣壓力。
[0190]上面的水蒸氣壓力將近似于在熱存儲過程中在冷凝器230的溫度下的水蒸氣壓力，并且近似于取決于硫酸鈣的溫度的水蒸氣壓力，并且前述水蒸氣壓力二者都低于正常大氣壓力。換言之，在熱存儲和釋放單元100的內(nèi)部和外部產(chǎn)生壓力差，其中熱存儲和釋放單元100的外部的壓力高于內(nèi)部的壓力。
[0191 ]在這個例子中，因為熱傳遞表面，其是反應(yīng)器皿20的外壁的一部分，由片狀透鏡形成，因此熱傳遞表面由于壓力差而壓靠硫酸鈣。換句話說，熱傳遞表面可以連接到反應(yīng)物形成單元13，而在熱傳遞表面和反應(yīng)物形成單元13之間具有低的熱阻率。通過上述安置，在熱釋放過程中，由反應(yīng)物形成單元13和反應(yīng)介質(zhì)之間的反應(yīng)產(chǎn)生的反應(yīng)熱可以有效地傳遞到熱傳遞表面，并與熱傳遞介質(zhì)H交換。另一方面，在熱存儲過程中，從熱傳遞介質(zhì)H傳遞到熱傳遞表面的熱可以有效地存儲在反應(yīng)物形成單元13中。換句話說，可以獲得熱存儲和釋放單元100的熱輸入輸出特性良好的化學(xué)熱栗200。
[0192]在上面的操作中，由于大氣壓力產(chǎn)生的壓縮力影響反應(yīng)器皿20的內(nèi)部，但是由于如例子1-3中描述的橋接結(jié)構(gòu)，反應(yīng)介質(zhì)流動路徑14得以維持而不會變窄。因此，反應(yīng)物形成單元13的大的接觸描述可以得以維持并且熱存儲和釋放過程中反應(yīng)介質(zhì)的運(yùn)動得以促進(jìn)。
[0193]作為更特定例子的實施例將被描述，其中，在熱傳遞介質(zhì)流動路徑220的內(nèi)部且熱存儲和釋放單元的外部的區(qū)域的壓力大致為大氣壓力(例如，1lkPa)，硫酸鈣被用作反應(yīng)物形成單元13，并且水蒸氣被用作反應(yīng)介質(zhì)。
[0194]具有良好熱輸入輸出特性的化學(xué)熱栗200在這樣的條件下獲得，S卩，其中硫酸鈣的溫度低于190°C，并且在該實施例的熱釋放過程中水蒸氣壓力低于90kPa。但是，本發(fā)明并不限于上述實施例，而是更高溫度的反應(yīng)物形成單元13以及更高壓力的反應(yīng)介質(zhì)可以通過利用這樣的方法而被設(shè)計，即，在該方法中，熱存儲和釋放單元被安置在熱傳遞介質(zhì)浴室中并且外部壓力被施加，等等。換句話說，具有良好熱輸入輸出特性的化學(xué)熱栗200可以在所有條件下獲得，其中熱存儲和釋放單元的壓力低于位于熱傳遞介質(zhì)流動路徑220內(nèi)部且熱存儲和釋放單元外部的區(qū)域的壓力。
[0195](例子5)
[0196]在例子5中，參照圖15，其中根據(jù)一實施例的熱存儲和釋放單元100被應(yīng)用到非電氣化冷卻單元的方面將被描述。
[0197]圖15是非電氣化冷卻單元300的例子的示意圖。應(yīng)當(dāng)注意到，僅用于實現(xiàn)冷卻功能的基本結(jié)構(gòu)在圖15中以簡化的方式示出。在冷卻操作中，假定熱存儲和釋放單元中的反應(yīng)物的熱存儲已經(jīng)完成，因此熱存儲的詳細(xì)描述將被省略。例如，在其中硫酸鈣被用作反應(yīng)物的情形中，當(dāng)在150°C下執(zhí)行5小時的焙燒時，結(jié)晶水被帶走;無水水合物被獲得;并且熱被存儲。這種類型的操作應(yīng)當(dāng)預(yù)先執(zhí)行。
[0198]非電氣化冷卻單元300包括上述熱存儲和釋放單元100、連接到熱存儲和釋放單元100的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)23的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道310、以及冷卻面板320(對應(yīng)于化學(xué)熱栗200的蒸發(fā)器240)。反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道310經(jīng)由閥330連接到冷卻面板320。冷卻面板320被安置在例如冷卻室340中并且冷卻冷卻室340的內(nèi)部。
[0199]接下來，其中非電氣化冷卻單元300被使用的冷卻操作將被描述。在這個例子中，為了描述方便，其中硫酸鈣被用于反應(yīng)物形成單元13并且水蒸氣被用作反應(yīng)介質(zhì)的情形將被描述，但是本發(fā)明并不限于該情形。
[0200]熱存儲和釋放單元100處于其中熱存儲已經(jīng)完成并且冷卻面板320被充注有水的狀態(tài)。在熱存儲和釋放單元100、反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道310和冷卻面板320內(nèi)部被抽真空，并且閥330閉合。
[0201]在上面的狀態(tài)中，當(dāng)閥330打開時，冷卻面板320中的水被蒸發(fā)并通過反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道310被引入到熱存儲和釋放單元100中。通過使得被引入的水蒸氣與硫酸鈣反應(yīng)，在冷卻面板320中的水的蒸發(fā)得以促進(jìn)，結(jié)果，冷卻面板320由汽化熱冷卻。
[0202]硫酸鈣通過與水蒸氣反應(yīng)產(chǎn)生熱，但是產(chǎn)生的熱從反應(yīng)器皿20的表面被有效地釋放到大氣中，并且由于這個例子的熱存儲和釋放單元100的熱傳遞和反應(yīng)的促進(jìn)效果，硫酸I丐和水蒸氣之間的反應(yīng)連續(xù)執(zhí)行。上面的冷卻效應(yīng)持續(xù)，直到熱存儲和釋放單元100中的硫酸鈣變?yōu)榘胨衔锊⑶曳磻?yīng)停止，或者冷卻面板320中的水被蒸發(fā)。
[0203]換句話說，具有良好冷卻能力的非電氣化冷卻單元300可以被提供。如上所述，因為在冷去操作中不需要電源，因此在這個例子中的功能單元被成為非電氣化冷卻單元300。
[0204]如上所述，已經(jīng)通過例子描述了化學(xué)熱栗和非電氣化冷卻單元，但是本發(fā)明并不限于上面的例子，而是在本發(fā)明的范圍內(nèi)，可以進(jìn)行各種修改和變化。
[0205]本發(fā)明并不限于特定公開的實施例，而是可以進(jìn)行各種修改和變化，而不超出本發(fā)明的范圍。
[0206]本申請是基于在2015年3月30日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請?zhí)?015-068476以及在2015年10月7日提交的日本優(yōu)先權(quán)申請?zhí)?015-199692，并要求這些優(yōu)先權(quán)申請的權(quán)益，這些優(yōu)先權(quán)申請的全部內(nèi)部通過參考而并入在此。
【主權(quán)項】
1.一種熱存儲和釋放單元，包括: 反應(yīng)物形成體，其構(gòu)造為與反應(yīng)介質(zhì)反應(yīng)以存儲和釋放熱； 反應(yīng)器皿，其構(gòu)造為容納所述反應(yīng)物形成體并與該反應(yīng)物形成體交換熱； 反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)，其連接到所述反應(yīng)器皿，構(gòu)造為供應(yīng)所述反應(yīng)介質(zhì)到所述反應(yīng)器皿或者從所述反應(yīng)器皿排出所述反應(yīng)介質(zhì)， 其中，所述反應(yīng)物形成體包括與所述反應(yīng)器皿接觸的板狀熱傳遞板、從所述熱傳遞板的表面成大致直角地延伸的熱傳遞元件、以及反應(yīng)物形成單元，該反應(yīng)物形成單元圍繞所述熱傳遞元件以使得所述熱傳遞元件部分地外露，以及， 其中，所述反應(yīng)器皿能夠通過所述反應(yīng)器皿的外部和內(nèi)部之間的壓差而改變形態(tài)。2.如權(quán)利要求1所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述反應(yīng)器皿由片狀構(gòu)件形成。3.如權(quán)利要求2所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述片狀構(gòu)件是金屬薄片或者塑料片。4.如權(quán)利要求1-3之一所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述熱傳遞元件具有銷狀形狀或者板狀形狀。5.如權(quán)利要求1-4之一所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述反應(yīng)物形成單元通過模制并固化反應(yīng)物而形成。6.如權(quán)利要求1-5之一所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述熱傳遞元件包括從所述反應(yīng)物形成單元的第一表面外露的外露區(qū)域，所述第一表面位于所述熱傳遞板布置所在的側(cè)面的相對側(cè)面上。7.如權(quán)利要求1-6之一所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述熱傳遞元件包括從所述反應(yīng)物形成單元的第二表面外露的外露區(qū)域，所述第二表面位于所述熱傳遞板布置所在的側(cè)面上。8.如權(quán)利要求1-7之一所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述熱傳遞元件與所述熱傳遞板一體形成，并且通過使得所述熱傳遞板的部分相對于所述熱傳遞板的表面折曲大致直角而形成。9.如權(quán)利要求1-8之一所述的熱存儲和釋放單元，其中， 所述熱傳遞板和所述熱傳遞元件包括招或者銅。10.一種化學(xué)熱栗，包括: 如權(quán)利要求1-9之一所述的熱存儲和釋放單元； 構(gòu)造為熱連接到所述反應(yīng)器皿的熱傳遞介質(zhì)； 構(gòu)造為連接到所述反應(yīng)器皿中的所述反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道； 構(gòu)造為經(jīng)由開閉機(jī)構(gòu)連接到所述反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道的冷凝器；以及 構(gòu)造為經(jīng)由所述開閉機(jī)構(gòu)連接到所述反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道的蒸發(fā)器。11.一種非電氣化冷卻單元，包括: 如權(quán)利要求1-9之一所述的熱存儲和釋放單元； 構(gòu)造為連接到所述熱存儲和釋放單元的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑結(jié)構(gòu)的反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道;和構(gòu)造為經(jīng)由開閉機(jī)構(gòu)連接到所述反應(yīng)介質(zhì)流動路徑管道的冷卻面板。
【文檔編號】F24J1/00GK106016766SQ201610178007
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月25日
【發(fā)明人】阿萬康知, 志連陽平, 升澤正弘, 大倉浩子, 高橋斗美子, 大場祥史, 塚原興治, 早川謙, 早川謙一
【申請人】株式會社理光