Study on the efficiency of effective thermal conductivities on melting characteristics of latent heat storage capsules

潜熱蓄熱カプセルの融解特性に及ぼす実効熱伝導率の有効性に関する研究

椎名 保顕; 稲垣 照美*

Shiina, Yasuaki; Inagaki, Terumi*

潜熱蓄熱の実用化には伝熱促進が不可欠であるが、熱伝導率の高い多孔体中に蓄熱媒体を含浸させ実効熱伝導率を向上させることにより伝熱促進を図る方法が考えられる。本研究では、気孔率の高い発泡金属中に蓄熱媒体を含浸させた場合の相変化時間に及ぼす実効熱伝導率等の影響を、円筒カプセル蓄熱体を用いた場合について数値解析及び近似解析により評価した。その結果、蓄熱媒体の熱伝導率が低い場合には、相変化時間は数十倍短縮されること、また、フィンを用いる場合に比べても数倍から十倍程度伝熱が促進されることを示し、この方法が伝熱促進に高い有効性を有することを明らかにした。

Improvement of thermal conductivity of phase change medium would be one of the effective techniques to reduce phase change time in latent heat storage technology. Thermal conductivity would be improved by saturating phase change materials (PCM) in porous metals. Efficiency of effective thermal conductivity on melting time is studied by analyzing melting characteristics of a heat storage circular capsule where porous metal saturated by PCM is inserted. Results show that considerable reduction in melting time was obtained, especially for low conductivity PCMs and for high heat transfer coefficient. Trial estimation of optimum porosity was presented under the conditions of keeping high latent heat capacity and high reduction rate of melting time. Optimum porosity decreases with increase in heat transfer coefficient.