JP2006234310A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明の目的は、熱媒流体の温度が比較的大幅に変動する場合でも、潜熱蓄熱材でその熱媒流体の熱を効率良く蓄熱して有効利用し得る蓄熱装置を提供する点にある。
【解決手段】 熱媒流体Ｈが流通する熱媒流路３２と、熱媒流体Ｈの熱を蓄熱可能な潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａが充填された蓄熱部３４，３５と、潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａと加熱対象流体Ｗ，Ｃとの熱交換を行う熱交換部３６，３９とを備えた蓄熱装置１０において、蓄熱部３４，３５として、融解点が互いに異なる潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａが充填された複数の蓄熱部３４，３５を備え、複数の蓄熱部３４，３５の夫々に対して熱交換部３６，３９を備えた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、熱媒流体が流通する熱媒流路と、前記熱媒流体の熱を蓄熱可能な潜熱蓄熱材が充填された蓄熱部と、前記潜熱蓄熱材と加熱対象流体との熱交換を行う熱交換部とを備えた蓄熱装置及びそれを備えた熱供給システムに関する。

上記のような蓄熱装置は、集合住宅やホテル等で用いられる熱媒流体循環式熱供給システムにおいて、各住居若しくは各室等の各熱消費箇所に分散設置される形態で利用される場合がある。

即ち、このような熱媒流体循環式熱供給システムは、ヒートポンプなどの熱源機で加熱された比較的高温の熱媒流体を循環させ、各熱消費箇所に分散設置された蓄熱装置に、その循環する熱媒流体の保有熱を蓄熱させ、各熱消費箇所において、その蓄熱装置に蓄熱した熱を消費するように構成される（例えば、特許文献１を参照。）。

従来の蓄熱装置として、潜熱蓄熱材が充填された蓄熱部において、熱媒流路を流通する熱媒流体の熱を潜熱蓄熱材に蓄熱し、熱交換部において、潜熱蓄熱材と給湯用の給水や暖房用又は風呂追焚き用の循環水などの加熱対象流体との熱交換を行って、加熱対象流体を加熱するように構成されたものがある。

また、加熱対象流体として水を加熱して温水を生成する場合に、用途によって、その温水の加熱目標温度が異なる。例えば、給湯用では風呂の湯張り温度として４０℃〜４５℃程度、業務用の暖房用では６０℃程度、家庭用の暖房用や風呂追焚き用では８０℃程度の温水が標準的に用いられる。従って、上記のような潜熱蓄熱材を利用した蓄熱装置においては、利用する温水温度よりわずかに高い融解点を持つ潜熱蓄熱材を選択することにより潜熱蓄熱を利用した蓄熱が可能である。

特開２００４−２１１９６２号公報

上記のような従来の蓄熱装置は、熱媒流体が水を主とするものである場合において、その熱媒流体の温度が例えば５０℃から９０℃の間で比較的大幅に変動することがあり、その大幅に温度変動する熱媒流体の熱を潜熱蓄熱材で効率良く蓄熱して有効利用することは困難であった。

例えば、ある融解点を有する一種類の潜熱蓄熱材を充填した蓄熱部を有する蓄熱装置では、熱媒流体の温度が大幅に変動することを想定して、熱媒流路に潜熱蓄熱材の融解点以下の温度の熱媒流体が供給された場合には、その熱媒流体の熱を潜熱蓄熱材の潜熱として蓄熱することができず、逆に潜熱蓄熱材の潜熱が熱媒流体側に放熱されてしまう場合がある。また、そのような低温の熱媒流体の熱を効率良く蓄熱するために、潜熱蓄熱材の融解点を低くした場合には、熱交換部において加熱対象流体を高温に加熱することができなくなり、その加熱対象流体を暖房用又は風呂追焚き用の循環水等の高温に加熱する必要があるものに有効利用することができなくなる。

また、上記のように熱媒流体の温度が大幅に変動した場合でもその熱を効率良く蓄熱するために、互いに融解点が異なる複数種の潜熱蓄熱材を混合したものを蓄熱部に充填することが考えられるが、一般には混合された潜熱蓄熱材は、比重（融解時、凝固時）、相互の融解度、その他の物性等が異なるため、均一な混合状態を維持することができず、安定して蓄放熱を行うことは困難である。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、熱媒流体の温度が比較的大幅に変動する場合でも、潜熱蓄熱材でその熱媒流体の熱を効率良く蓄熱して有効利用し得る蓄熱装置及びそれを備えた熱供給システムを提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る蓄熱装置は、熱媒流体が流通する熱媒流路と、前記熱媒流体の熱を蓄熱可能な潜熱蓄熱材が充填された蓄熱部と、前記潜熱蓄熱材と加熱対象流体との熱交換を行う熱交換部とを備えた蓄熱装置であって、その第１特徴構成は、前記蓄熱部として、融解点が互いに異なる前記潜熱蓄熱材が充填された複数の蓄熱部を備え、
前記複数の蓄熱部の夫々に対して前記熱交換部を備えた点にある。

上記第１特徴構成によれば、融解点が互いに異なる潜熱蓄熱材が充填された複数の蓄熱部を備えることで、熱媒流路に供給される熱媒流体の温度が大幅に変動する場合でも、その熱媒流体の熱を夫々の潜熱蓄熱材で効率良く蓄熱し有効利用することができる。
即ち、熱媒流路に夫々の潜熱蓄熱材の融解点よりも高温の熱媒流体が供給された場合には、その熱媒流体の熱を、夫々の潜熱蓄熱材の潜熱及び顕熱として比較的大量に蓄熱することができ、一方、熱媒流路に一部の潜熱蓄熱材の融解点よりも低温の熱媒流体が供給された場合でも、その熱媒流体の熱を、その熱媒流体の温度よりも低い融解点を有する潜熱蓄熱材の潜熱及び顕熱として効率良く蓄熱することができる。
更に、複数の蓄熱部の夫々に対して熱交換部を備えることで、複数の用途の加熱対象流体を、夫々の加熱目標温度よりも若干高い融解点を有する潜熱蓄熱材の放熱により、効率良くその加熱目標温度に加熱することができ、夫々の潜熱蓄熱材に蓄熱された熱を有効利用することができる。
即ち、加熱対象流体の加熱目標温度が比較的高い用途に対しては、比較的高い融解点を有する潜熱蓄熱材の放熱により加熱対象流体を比較的大量にその加熱目標温度に加熱することができ、一方、加熱対象流体の加熱目標温度が比較的低い用途に対しては、例えば高融解点の潜熱蓄熱材の潜熱が消費し尽くされた場合でも、比較的低い融解点を有する潜熱蓄熱材の放熱により、加熱対象流体を比較的大量にその加熱目標温度に加熱することができる。

本発明に係る蓄熱装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、前記熱媒流路が、前記複数の蓄熱部を仕切る形態で構成され、
前記熱媒流路に、前記熱媒流体を貯留する熱媒貯留部が形成されている点にある。

上記第２特徴構成によれば、熱媒流路を複数の蓄熱部を仕切る形態で構成することで、単一の槽を熱媒流路により複数に仕切って複数の蓄熱部を構成して装置構成を一体的なものとして、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。

更に、熱媒流路に熱媒貯留部を形成し、潜熱蓄熱材における潜熱及び顕熱としての蓄熱と共に、上記熱媒貯留部に熱媒流体を貯留することで、熱媒流体の保有熱（顕熱）をも併せて蓄熱に用いることができる。
また、このように熱媒流体の保有熱を蓄熱すれば、熱交換部における熱交換を迅速に行うことが可能になる。即ち、熱交換部で潜熱蓄熱材からの放熱により加熱対象流体を加熱する場合において、潜熱蓄熱材での伝熱は、固体の潜熱蓄熱材中の伝導、及び、融解して液体になった潜熱蓄熱材中での伝導と対流を介することになるが、その対流を強制対流とすることは困難なため、総括の熱伝達係数を大きく取ることができない。そこで、熱交換部において、伝熱速度の向上が要求される用途には、強制対流伝熱の可能な熱媒貯留部に貯留しておいた熱媒流体との直接的熱交換を行うように構成することができる。もちろん、熱媒貯留部における熱媒流体の温度低下を補うべく、潜熱蓄熱材から熱媒流体への熱伝達を配慮することも可能である。

本発明に係る蓄熱装置の第３特徴構成は、上記第１乃至第２特徴構成の何れかに加えて、前記複数の蓄熱部として、高温側潜熱蓄熱材が充填された高温側蓄熱部と、前記高温側潜熱蓄熱材よりも融解点が低い低温側潜熱蓄熱材が充填された低温側蓄熱部とを備え、
前記高温側蓄熱部に前記熱交換部としての高温側熱交換部が設けられ、前記低温側蓄熱部に前記熱交換部としての低温側熱交換部が設けられている点にある。

上記第３特徴構成によれば、熱媒流体の温度がある温度範囲で変動する場合を想定した場合に、上記高温側潜熱蓄熱材の融解点をその温度範囲の上限温度よりも若干低めに設定し、一方、上記低温側潜熱蓄熱材の融解点をその温度範囲の下限温度付近に設定することで、その温度範囲で温度が変動する熱媒流体の熱を、高温側潜熱蓄熱材及び低温側潜熱蓄熱材の潜熱及び顕熱として効率良く蓄熱することができる。更には、高温側熱交換部において加熱対象流体を比較的高温に加熱することができ、一方、例えば高温側潜熱蓄熱材の潜熱が消費し尽くされた場合でも、低温側熱交換部において加熱対象流体を比較的大量に少なくとも低温側潜熱蓄熱材の融解点よりも若干低めに加熱することができる。

本発明に係る蓄熱装置の第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、前記低温側熱交換部が、前記低温側潜熱蓄熱材と前記加熱対象流体としての給湯用の給水との間で熱交換を行うように構成され、
前記高温側熱交換部が、前記高温側潜熱蓄熱材と前記加熱対象流体としての暖房用又は風呂追焚き用の循環水との間で熱交換を行うように構成されている点にある。

例えば、給水を加熱して温水を生成する給湯の用途では、その給水の加熱目標温度は例えば４０℃〜４５℃というように比較的低いが、風呂の湯張りのように短時間に大量の温水が必要となる場合がある。そこで、上記第４特徴構成によれば、上記低温側熱交換部において、低温側潜熱蓄熱材の放熱により給湯用の給水を加熱すれば、比較的低温且つ大量の給湯用の温水を生成することができる。

例えば、暖房機器又は風呂との間で循環する循環水を加熱する暖房又は風呂の追焚きの用途では、その循環水の加熱目標温度は、例えば、業務用の暖房では６０℃程度、家庭用の暖房や風呂追焚きでは８０℃程度が標準的であるというように、比較的高い。そこで、上記高温側熱交換部において、高温側潜熱蓄熱材の放熱により暖房用又は風呂追焚き用の循環水を加熱すれば、その循環水を効率良く高い加熱目標温度に加熱することができる。

本発明に係る蓄熱装置の第５特徴構成は、上記第１乃至第４特徴構成の何れかに加えて、前記熱媒流体を前記熱媒流路に循環可能な熱媒循環手段を備えた点にある。

上記第５特徴構成によれば、熱媒流体を熱媒流路に循環させることで、比較的高い融解点を有する潜熱蓄熱材の蓄熱を、その循環する熱媒流体により、比較的低い融解点を有する潜熱蓄熱材が充填された蓄熱部に対して設けられた熱交換部に搬送して有効利用することができる。

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
尚、図１は、蓄熱装置を利用した熱供給システムの概念図であり、図２は、第１実施形態の蓄熱装置の概略構成図、図３は、第２実施形態の蓄熱装置の概略構成図である。

図１に示す熱供給システムは、集合住宅５にある各住居１（熱消費箇所の一例）に対して熱を供給するシステムであり、ガスエンジン発電機や燃料電池等の電力ＥＰと共に熱を発生する熱電併給装置５０（熱源機の一例）と、その熱電併給装置５０が発生した熱により８０℃程度と高温に加熱された熱媒水Ｈ（熱媒流体の一例）を各住居１に渡って循環させる循環配管２と、各住居１の共有部１ｂに分散設置された蓄熱装置１０とを備え、各住居１において循環配管２を循環する熱媒水Ｈの熱が蓄熱装置１０に一次蓄熱され、その蓄熱装置１０に蓄熱された熱が各住居１の居住部１ａにおいて給湯用Ａ１、暖房用Ｂ１、風呂追焚き用Ｂ２として消費されるように構成されている。

更に、この熱供給システムには、上記熱電併給装置５０の未利用排ガスＥＧの熱を回収して各住居１に供給される給水Ｗ（水道水）を予熱する予熱装置５１が設けられており、よって、この予熱装置５１により１８℃程度に予熱された給水Ｗが、適宜貯槽タンク（図示せず）に一次貯留された後に、給水配管３を通じて各住居１側に供給されることになる。
尚、上記熱電併給装置５０や予熱装置５１において、熱媒水Ｈや給水Ｗを加熱するための熱源機の構成としては、例えばエンジン排熱を利用した熱源機やヒートポンプシステム等の公知の構成が採用されている。

上記熱供給システムの循環配管２は、シングルループ配管（単管配管）であり、熱電併給装置５０側から各住居１側に温水を供給するための往配管と各住居１側から熱電併給装置５０側に温水が戻るための復配管とを個別に設ける複管配管を用いた場合と比較して、半分の配管で済むためコストメリットがある。しかしながら、この循環配管２では、熱媒水Ｈの保有熱が、熱需要がある住居１毎に上流側から順次抜き出されていく形態となるので、下流側の住居１に行くに従って温度が低下してしまうことになり、更には、熱需要の有無多寡で熱媒水Ｈの温度が変動する場合がある。

そこで、各住居１側に分散設置された蓄熱装置１０は、このように熱媒水Ｈの温度が変動する場合を想定して、熱媒水Ｈの温度が十分に高いときに蓄熱して、住居１の熱需要に備えるように構成されており、以下に、その蓄熱装置１０の第１実施形態及び第２実施形態の構成について説明する。

〔第１実施形態〕
図２に示すように、第１実施形態の蓄熱装置１０は、循環配管２から供給された熱媒水Ｈが流通する熱媒流路３２と、熱媒水Ｈの熱を蓄熱可能な潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａが充填された蓄熱部３４，３５と、給湯用Ａ１の給水Ｗや暖房用Ｂ１又は風呂追焚き用Ｂ２の循環水Ｃなどの加熱対象流体を潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａと熱交換により加熱する熱交換部３６，３９とを備えて構成されている。

即ち、この蓄熱装置１０において、蓄熱部３４，３５に熱媒水Ｈの熱を蓄熱する場合には、ポンプ１９を作動して、循環配管２から開閉弁１３及び逆止弁１５を通じて熱媒流路３２に熱媒水Ｈを供給すると共に、熱媒流路３２から排出された熱媒水Ｈを三方弁１７、逆止弁１６及び開閉弁１４を通じて循環配管２に戻すように熱媒水Ｈが流通される。
すると、潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａが充填された蓄熱部３４，３５においては、熱媒流路３２を流通する熱媒水Ｈの熱が、潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａの顕熱として蓄積されると共に、その潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａが融解することで潜熱として蓄積されることになる。

上記潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａとしては、公知の適当な融解点を有する潜熱蓄熱材を利用することができるが、特に、パラフィン系のものを利用することが適当である。パラフィン系の潜熱蓄熱材は、その分子量を限定することにより、適当な融解点を選定することが可能である。分子量の大きいパラフィンは高融点、小さいものは低融点となる。

この蓄熱装置１０は、蓄熱部３４，３５として、融解点が互いに異なる潜熱蓄熱材３４ａ，３５ａが充填された複数の蓄熱部３４，３５を備え、その複数の蓄熱部３４，３５の夫々に対して熱交換部３６，３９が設けられている。

複数の蓄熱部３４，３５としては、例えば８５°程度の融解点を有する高温側潜熱蓄熱材３４ａが充填された高温側蓄熱部３４と、その高温側潜熱蓄熱材３４ａよりも融解点が低く例えば５０℃程度の融解点を有する低温側潜熱蓄熱材３５ａが充填された低温側蓄熱部３５とが設けられている。

即ち、熱媒流路３２に高温側潜熱蓄熱材３４ａの融解点よりも高温（例えば９０℃程度）の熱媒水Ｈが供給された場合には、その熱媒水Ｈの熱が、高温側潜熱蓄熱材３４ａ及び低温側潜熱蓄熱材３５ａの夫々の潜熱及び顕熱として比較的大量に蓄熱されることになる。
一方、熱媒流路３２に高温側潜熱蓄熱材３４ａの融解点よりも低温の熱媒水Ｈが供給された場合でも、その熱媒水Ｈの温度が低温側潜熱蓄熱材３５ａの融解点よりも高温（例えば６０℃程度）であれば、その熱媒水Ｈの熱が、低温側潜熱蓄熱材３５ａの潜熱及び顕熱として効率良く蓄熱されることになる。

更に、熱媒流路３２は、円形断面を有する蓄熱タンク３１内の空間において、複数の蓄熱部３４，３５を仕切る形態で上部から下部に渡って形成されている。
具体的には、蓄熱タンク３１内において、高温側蓄熱部３４が中心側に柱状に形成され、熱媒流路３２がその高温側蓄熱部３４を外囲する筒状に形成され、更に、低温側蓄熱部３５が熱媒流路３２を外囲する筒状に形成されている。即ち、熱媒流路３２の内側の筒状の伝熱面が熱媒水Ｈと高温側潜熱蓄熱材３４ａとの熱交換に利用され、熱媒流路３２の外側の筒状の伝熱面が熱媒水Ｈと低温側潜熱蓄熱材３５ａとの熱交換に利用されることになる。
このように複数の蓄熱部３４，３５が一の蓄熱タンク３１内に一体に構成されているので、夫々の蓄熱部３４，３５を別体に構成する場合と比較して、小型化及び低コスト化が図られている。

この熱交換部３６，３９としては、高温側蓄熱部３４に対して高温側熱交換部３６が設けられ、低温側蓄熱部３９に対して低温側熱交換部３９が設けられている。

上記高温側熱交換部３６は、高温側蓄熱部３４内に設けられ、熱媒流路３２の内側に接触しながら螺旋状に形成された伝熱管で構成されており、高温側潜熱蓄熱材３４ａと加熱対象流体としての暖房用Ｂ１又は風呂追焚き用Ｂ２の循環水Ｃとの間で熱交換を行うように構成されている。
詳しくは、上記高温側熱交換部３６として、上方側に配置され暖房用Ｂ１の循環水Ｃ１を加熱するための暖房用熱交換部３７と、その暖房用熱交換部３７よりも下方に配置され風呂追焚き用Ｂ２の循環水Ｃ２を加熱するために風呂追焚き用熱交換部３８が設けられている。
尚、放熱器で循環水Ｃ１の熱を放熱させて室内を暖める通常の暖房以外に、浴室を暖めて衣類や浴室を乾燥する乾燥も、上記暖房用Ｂ１の循環水Ｃ１を用いることができることから、一括して暖房として取り扱う。

そして、暖房用Ｂ１の循環水Ｃ１を加熱する場合には、循環ポンプ２６を作動させて、暖房用熱交換部３７にその循環水Ｃ１を循環させることで、主に高温側潜熱蓄熱材３４ａの放熱により循環水Ｃ１を比較的高温に加熱して、居住部１ａに設けられた放熱器４２により循環水Ｃ１の熱を放熱させることで暖房を行うことができる。
一方、風呂追焚き用Ｂ２の循環水Ｃ２を加熱する場合には、循環ポンプ２７を作動させて、風呂追焚き用熱交換部３８に、風呂４３に溜められている水を循環水Ｃ２として循環させることで、主に高温側潜熱蓄熱材３４ａの放熱によりその循環水Ｃ２を比較的高温に加熱して、風呂の追焚きを行うことができる。尚、上記のように風呂４３に溜められている水は、風呂追焚き用熱交換部３８において直接的に加熱するのではなく、上記暖房用熱交換部３７で加熱される循環水Ｃ１との間で熱交換を行う形態で間接的に加熱しても構わない。

一方、上記低温側熱交換部３９は、低温側蓄熱部３５内に設けられ、熱媒流路３２の外側に接触しながら螺旋状態に形成された伝熱管で構成されており、低温側潜熱蓄熱材３５ａと加熱対象流体としての給湯用Ａ１の給水Ｗとの熱交換を行うように構成されている。

そして、給湯用Ａ１の給水Ｗを加熱する場合には、居住部１ａに設けられた給湯栓４１が開状態とされて、低温側熱交換部３９に給水配管３から給水Ｗが供給されることで、主に低温側潜熱蓄熱材３５ａの放熱により給水Ｗを加熱することができ、その加熱された給水Ｗに対して混合弁２５により適宜低温の給水Ｗを混合して設定温度とした後に給湯栓４１に供給することができる。
よって、この低温側蓄熱部３５において低温度の熱を大量蓄熱することができるので、例えば、風呂の湯張りのように短時間に大量放熱が必要になる給湯用Ａ１に給水Ｗを加熱することができる。
また、高温側潜熱蓄熱材３４ａの潜熱と顕熱（高温側潜熱蓄熱材３４ａの融解点から低温側潜熱蓄熱材３５ａの融解点までの間の温度で高温側潜熱蓄熱材３４ａが保有する顕熱）が消費し尽くされた場合にも、低温側潜熱蓄熱材３５ａが凝固して潜熱を放出し、給湯用Ａ１の給水の加熱温度を維持できる。

また、この蓄熱装置１０においては、ポンプ１９を作動させた状態で、三方弁１７を熱媒流路３２から排出された熱媒水Ｈを再度熱媒流路３２に供給するように三方弁１７を切り換えることで、高温側潜熱蓄熱材３５ａの保有熱をその循環する熱媒水Ｈを通じて低温側熱交換部３９に搬送して、給湯用Ａ１の給水Ｗの加熱に利用することができる。即ち、上記三方弁１７及びポンプ１９が熱媒水Ｈを熱媒流路３２に循環可能な熱媒循環手段として機能することになる。

上記夫々の熱交換部３６，３９により、給湯用Ａ１、暖房用Ｂ１、及び、風呂追焚き用Ｂ２の三種の用途において、加熱対象流体Ｗ，Ｃが分けられて互いの混合が生じることがないので、当然、飲用の可能性のある給湯用Ａ１に対して、不凍液の混合がある暖房用Ｂ１の循環水Ｃ１や、入浴剤・洗剤の混じる風呂追焚き用Ｂ２の循環水Ｃ２が混入されることはない。

〔第２実施形態〕
図３に示すように、第２実施形態の蓄熱装置１０は、上記第１実施形態と同様の構成については説明を割愛するが、熱媒流路３２に、熱媒水Ｈを貯留する熱媒貯留部３２ａが形成されている。
即ち、蓄熱タンク３１内において、熱媒流路３２は熱媒水Ｈが適切な量貯留される空間として形成された熱媒貯留部３２ａとして形成されており、その熱媒貯留部３２ａに熱媒水Ｈが貯留されることで、熱媒水Ｈの保有熱が適切に蓄熱されることになる。
更に、高温側熱交換部３６は、高温側蓄熱部３４に内側を接触させる形態でその熱媒貯留部３２ａ内に設けられているので、暖房用Ｂ１の循環水Ｃ１及び風呂追焚き用Ｂ２の循環水Ｃ２は、その熱媒貯留部３２ａに貯留されている熱媒水Ｈとの間で、強制対流による高い熱伝達率を利用して熱交換することになり、熱媒水Ｈの保有熱をも利用して迅速に加熱されることになる。
即ち、この第２実施形態の蓄熱装置１０は、上記第１実施形態のものと比較して、潜熱蓄熱材蓄３４ａ，３５ａの保有熱よりも熱媒水Ｈの保有熱をより直接利用するものであるといえ、熱媒水Ｈの保有熱が多い（流量が多いあるいは温度が平均して高い）場合に有効である。

〔別実施形態〕
（１） 上記実施の形態では、循環配管２を循環して熱を搬送するための熱媒流体として、水である熱媒水Ｈを利用したが、別に、熱媒流体としては、その熱搬送能力の増大手段として潜熱蓄熱材を懸濁した潜熱蓄熱材スラリーや、潜熱蓄熱材のマイクロカプセルを含有する流体等の別の流体を利用することができる。もちろん、熱媒流体において潜熱蓄熱材やマイクロカプセルの分離を起こさないように、例えば撹拌や流動を必要に応じて行うことが望ましい。
また、熱媒流体が、水以外の例えば上記のような潜熱蓄熱材やその他の摩擦低減材や不凍液等を含む場合には、蓄熱タンク３１内でその熱媒流体が給湯用Ａ１の給水Ｗに混入されないように蓄熱装置を設計すべきであるが、この点、低温側熱交換部３９において、殆ど圧力のかからない潜熱蓄熱材３５ａと給湯用Ａ１の給水Ｗとの間で熱交換を行う構成は、低温側熱交換部３９の伝熱管が腐食等で万一穴が開くことがあっても、給湯用Ａ１の給水Ｗに潜熱蓄熱材３５ａや熱媒水Ｈが混入することが防止される。

（２） 上記蓄熱タンク３１としては、耐圧容器とする必要及び伝熱面積を縮小して放熱損失を少なくする必要から、円形断面を有するものを利用することが合理的ではあるが、別の形状のものを利用しても構わない。
また、熱交換部３６，３９としては、銅管等の伝熱管を螺旋状に巻いたものを利用したが、例えば、蓄熱部３４，３５内に鉛直方向に配置されたＵ字状の伝熱管のように、別の形状の伝熱管を利用することもできる。更に、熱交換部３６，３９の伝熱面積の拡大のためには、フィン付き管を利用することが効果的であるが、ハイフィンチューブを用いる場合には、Ｕ字状の伝熱管を利用することが好適になる。

本発明に係る蓄熱装置は、熱媒流体の温度が比較的大幅に変動する場合でも、潜熱蓄熱材でその熱媒流体の熱を効率良く蓄熱して有効利用し得る蓄熱装置として利用可能で、特に、集合住宅やホテル等で用いられる熱媒流体循環式熱供給システムにおいて、各住居若しくは各室等の各熱消費箇所に分散設置される形態で有効に利用される。

蓄熱装置を利用した熱供給システムの概念図 第１実施形態の蓄熱装置の概略構成図 第２実施形態の蓄熱装置の概略構成図

符号の説明

１：住居
１０：蓄熱装置
３２熱媒流路
３２ａ：熱媒貯留部
３４：高温側蓄熱部
３４ａ：高温側潜熱蓄熱材
３５：低温側蓄熱部
３５ａ：低温側潜熱蓄熱材
３６：高温側熱交換部
３７：暖房用熱交換部
３８：風呂追焚き用熱交換部
３９：低温側熱交換部
Ａ１：給湯用
Ｂ１：暖房用
Ｂ２：風呂追焚き用
Ｃ：循環水
Ｈ：熱媒水（熱媒流体）
Ｗ：給水

Claims (5)

1. 熱媒流体が流通する熱媒流路と、前記熱媒流体の熱を蓄熱可能な潜熱蓄熱材が充填された蓄熱部と、前記潜熱蓄熱材と加熱対象流体との熱交換を行う熱交換部とを備えた蓄熱装置であって、
   前記蓄熱部として、融解点が互いに異なる前記潜熱蓄熱材が充填された複数の蓄熱部を備え、
   前記複数の蓄熱部の夫々に対して前記熱交換部を備えた蓄熱装置。
2. 前記熱媒流路が、前記複数の蓄熱部を仕切る形態で構成され、
   前記熱媒流路に、前記熱媒流体を貯留する熱媒貯留部が形成されている請求項１に記載の蓄熱装置。
3. 前記複数の蓄熱部として、高温側潜熱蓄熱材が充填された高温側蓄熱部と、前記高温側潜熱蓄熱材よりも融解点が低い低温側潜熱蓄熱材が充填された低温側蓄熱部とを備え、
   前記高温側蓄熱部に前記熱交換部としての高温側熱交換部が設けられ、前記低温側蓄熱部に前記熱交換部としての低温側熱交換部が設けられている請求項１又は２に記載の蓄熱装置。
4. 前記低温側熱交換部が、前記低温側潜熱蓄熱材と前記加熱対象流体としての給湯用の給水との間で熱交換を行うように構成され、
   前記高温側熱交換部が、前記高温側潜熱蓄熱材と前記加熱対象流体としての暖房用又は風呂追焚き用の循環水との間で熱交換を行うように構成されている請求項３に記載の蓄熱装置。
5. 前記熱媒流体を前記熱媒流路に循環可能な熱媒循環手段を備えた請求項１〜４の何れか一項に記載の蓄熱装置。

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