水系CaCl<sub>2</sub>, CaBr<sub>2</sub>, LiBrを用いた固液水和反応蓄熱システムの放熱基礎特性

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  • Basic Characteristics of Heat Discharge in a Heat Storage System using Solid–Liquid Hydration Reaction of CaCl<sub>2</sub>, CaBr<sub>2</sub> or LiBr
  • 水系CaCl₂,CaBr₂,LiBrを用いた固液水和反応蓄熱システムの放熱基礎特性
  • スイケイ CaCl ₂,CaBr ₂,LiBr オ モチイタ コエキ スイワ ハンノウチクネツ システム ノ ホウネツ キソ トクセイ

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抄録

本研究では，高出力，高密度を持つ蓄熱システムを実現するために，蒸発器のない蓄熱装置を用い，高出力・高密度を可能にする反応媒体を選定し，その放熱基礎特性を明らかにした．本システムでは，固液反応によって生じた溶解液を，熱を必要とする場所に直接送り込む水和反応システムを想定し，固液反応のエンタルピー推算結果から，複数の金属塩と水の反応系の中で，CaCl2, CaBr2, or LiBr (s)/H2O (l)を本固液反応システムの反応媒体候補として選定した．そして，この3系を用いて実験を行い，その発熱量を測定した．また，これらの当量比と反応熱の関係を明確にした．本実験の結果，飽和溶解度下にて，CaBr2 (s)/H2O (l): 622 kJ/L-water, LiBr (s)/H2O (l): 534 kJ/L-water，およびCaCl2 (s)/H2O (l): 481 kJ/L-waterの水和反応発熱量を得た．また，析出防止，蓄熱密度の観点では，CaBr2は，飽和溶解度濃度57 wt%，蓄熱密度451 kJ/L-solutionと3系の中で最も高いことを実験により明らかにし，発熱量は，理論発熱量の96%であった．これらの溶解熱の出力速度は，3系とも1 min以内に最高値を示した．特に，CaBr2/H2O (l)は，水和反応開始後，10 sで出力10 kW/L-waterに達し，その発熱反応の応答性の速さを確認した．

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