JP2008309344A

JP2008309344A - 蓄熱装置

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Publication number: JP2008309344A
Application number: JP2007154721A
Authority: JP
Inventors: Hiroomi Kamano; 博臣釜野; Yukiko Fujita; 由季子藤田; Atsushi Kawai; 篤河合
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2007-06-12
Filing date: 2007-06-12
Publication date: 2008-12-25
Anticipated expiration: 2027-06-12
Also published as: JP4851394B2

Abstract

【課題】蓄熱タンクから潜熱蓄熱材が流出せず、蓄放熱の速度を上げることが可能で、かつ、蓄熱効率が高い蓄熱装置を提供する。
【解決手段】潜熱蓄熱材１８とその潜熱蓄熱材１８よりも比重の小さい熱媒油１９とを上下二層に分離した状態で収容する蓄熱タンク１２と、その蓄熱タンク１２内の熱媒油層２１から熱媒油１９を吸入して潜熱蓄熱材層２２中に吐出する循環ポンプ１３と、熱媒油層２１中に設けた伝熱管１６とを有し、その伝熱管１６を介して蓄熱タンク１２から熱を出し入れする構成を蓄熱装置に採用する。
【選択図】図２

Description

この発明は、発電所や廃棄物焼却場などの熱源施設で発生する廃熱を蓄熱する蓄熱装置に関する。

熱源施設（例えば、発電所や廃棄物焼却場、製鉄所、化学プラント）で生じる廃熱を、熱利用施設（例えば、オフィスビルや病院、ホテル、クアハウス）で有効利用するため、熱源施設の廃熱を蓄熱タンク内に蓄熱し、その蓄熱タンクを熱利用施設に運搬し、その蓄熱タンクを熱源として給湯や暖房等を行なうことを可能とした蓄熱装置が知られている（非特許文献１）。

この蓄熱装置は、熱源施設または熱利用施設と蓄熱タンクとの間で熱媒油を循環させ、その熱媒油を介して蓄熱タンクから熱の出し入れを行なう。蓄熱タンクは、潜熱蓄熱材と熱媒油とを上下二層に分離した状態で収容しており、熱源施設または熱利用施設から蓄熱タンク内の潜熱蓄熱材層に熱媒油を送り込み、蓄熱タンク内の熱媒油層から熱源施設または熱利用施設に熱媒油を送り出す。潜熱蓄熱材層中に送り込まれた熱媒油は、潜熱蓄熱材と直接接触しながら潜熱蓄熱材層中を上昇し、潜熱蓄熱材と熱交換を行なう。

ここで、潜熱蓄熱材は、物質が固相と液相の間で相変化するときに吸収・排出する熱（潜熱）を利用して蓄熱と放熱を行なう蓄熱材であり、固相から液相に相変化するときに周りから熱を吸収し、液相から固相に相変化するときに放熱する。また、潜熱蓄熱材は、固相と液相の間で相変化するときに温度が変化しないので、一定した温度での放熱が可能である。このような潜熱蓄熱材として、例えば、酢酸ナトリウム三水和物や、塩化マグネシウム六水和物、エリスリトール、マンニトールが用いられる。

ところで、上記蓄熱装置は、蓄熱タンク内で熱媒油を潜熱蓄熱材と直接接触させているので、熱源施設または熱利用施設と蓄熱タンクとの間で熱媒油を循環させたときに、液相の潜熱蓄熱材が熱媒油とともに蓄熱タンクから流出し、その潜熱蓄熱材が配管内で冷却されて固相となり、その潜熱蓄熱材が配管の内面に付着して配管を閉塞するおそれがある。

特に、熱利用施設と蓄熱タンクとの間で熱媒油を循環させるときは、熱媒油の温度が低いので、配管内に混入した潜熱蓄熱材が固相になりやすく、配管が閉塞しやすかった。このように、いったん配管が閉塞すると、配管内に熱媒油を流すことができないので、配管内の潜熱蓄熱材を液相に戻すのは難しく、配管内の潜熱蓄熱材を取り除くのは容易でない。

したがって、上記蓄熱装置は、熱源施設または熱利用施設と蓄熱タンクとの間で熱媒油を循環させるときに、液相の潜熱蓄熱材が熱媒油とともに蓄熱タンクから流出するのを防止するため、熱媒油の流量を大きく設定することができず、蓄放熱の速度を上げることが難しかった。

そこで、蓄熱タンクから潜熱蓄熱材が流出しない蓄熱装置として、シェルチューブ型の蓄熱装置が知られている（特許文献１）。この蓄熱装置は、潜熱蓄熱材を収容した蓄熱タンクに、蓄熱タンクの外側から蓄熱タンク内の潜熱蓄熱材中を通って蓄熱タンクの外側に戻る伝熱管を設けたものであり、その伝熱管内に、熱源施設または熱利用施設と蓄熱タンクとの間で循環する熱媒油を流し、その伝熱管の管壁を介して熱交換を行なう。そのため、熱媒油と潜熱蓄熱材が直接接触せず、蓄熱タンクから潜熱蓄熱材が流出しない。

しかし、この蓄熱装置は、熱媒油と潜熱蓄熱材の間での熱交換を、伝熱管の位置で行なうので、伝熱管から離れた位置では、熱媒油と潜熱蓄熱材の間での熱交換が生じにくく、そのため、蓄放熱の速度を上げることが難しかった。また、この蓄熱装置は、伝熱管の位置と、伝熱管から離れた位置との間に温度差が生じやすいので、蓄熱効率が低かった。
特開平８−２７０９８９号公報河合篤、外3名、"潜熱蓄熱搬送システム「トランスヒートコンテナ」による熱輸送実験報告"、栗本技報、栗本鐵工株式会社、2006年3月、No.54号

この発明が解決しようとする課題は、蓄熱タンクから潜熱蓄熱材が流出せず、蓄放熱の速度を上げることが可能で、かつ、蓄熱効率が高い蓄熱装置を提供することである。

上記の課題を解決するため、潜熱蓄熱材とその潜熱蓄熱材よりも比重の小さい熱媒油とを上下二層に分離した状態で収容する蓄熱タンクと、その蓄熱タンク内の熱媒油層から熱媒油を吸入して潜熱蓄熱材層中に吐出する熱媒油循環手段と、前記熱媒油層中に設けた伝熱部材とを有する構成を採用し、その伝熱部材を介して蓄熱タンクから熱を出し入れするようにした。

このようにすると、熱媒油層の熱媒油は、熱媒油循環手段によって吸入されて潜熱蓄熱材層中に吐出され、その熱媒油が、潜熱蓄熱材と直接接触して熱交換しながら、潜熱蓄熱材との比重差によって潜熱蓄熱材層中を上昇し、熱媒油層に戻る。また、蓄熱タンクからの熱の出し入れは、熱媒油層中に設けた伝熱部材を介して、熱媒油層中の熱媒油と熱交換することにより行なう。

前記熱媒油循環手段は、例えば、前記蓄熱タンクに設置した循環ポンプと、その循環ポンプの吸入口から前記熱媒油層中に延びる吸入管と、前記循環ポンプの吐出口から前記潜熱蓄熱材層中に延びる吐出管とで構成することができる。

また、前記伝熱部材は、例えば、次のように構成することができる。
１）前記蓄熱タンクの外側から蓄熱タンク内の熱媒油層中を通って蓄熱タンクの外側に戻る伝熱管を設け、その伝熱管に、蓄熱タンクの外側から伝熱管内に外部熱媒油を流入させる入口と、伝熱管内の外部熱媒油を蓄熱タンクの外側に流出させる出口とを設け、その伝熱管で前記伝熱部材を構成する。
２）前記蓄熱タンク内に前記熱媒油層と隔壁で隔てられた隔室を設け、その隔室に、蓄熱タンクの外側から隔室内に外部熱媒油を流入させる入口と、隔室内の外部熱媒油を蓄熱タンクの外側に流出させる出口とを設け、その隔室の内部から前記隔壁を貫通して蓄熱タンク内の熱媒油層中に延びる伝熱体を設け、その伝熱体で前記伝熱部材を構成する。
３）前記蓄熱タンクに隣接する温水タンクを設け、その温水タンクに、温水タンクの外側から温水を流入させる入口と、温水タンクの外側に温水を流出させる出口とを設け、その温水タンクの内部から前記蓄熱タンク内の熱媒油層中に延びる伝熱体を設け、その伝熱体で前記伝熱部材を構成する。

上記２）または３）の構成を採用する場合、前記伝熱体として、ヒートパイプを用いることができる。ヒートパイプは、金属容器内に作動液を封入し、その金属容器内を減圧したものであり、金属容器内の作動液の蒸発潜熱によって熱を吸収し、その蒸気が容器内を移動することにより熱を移動させ、その蒸気の凝縮潜熱によって熱を放出する。

この発明の蓄熱装置は、伝熱部材を介して蓄熱タンクから熱を出し入れするので、蓄熱タンクから潜熱蓄熱材が流出しない。また、熱媒油循環手段により潜熱蓄熱材層中に吐出された熱媒油が潜熱蓄熱材層中を上昇し、その熱媒油によって潜熱蓄熱材が攪拌されるので、潜熱蓄熱材と熱媒油の間での熱交換が促進され、蓄放熱の速度を上げることが可能である。また、潜熱蓄熱材が攪拌されて、潜熱蓄熱材層の温度が均一化されるので、蓄熱効率が高い。

図１に、熱源施設１（例えば、発電所や廃棄物焼却場、製鉄所、化学プラント）で生じる廃熱を、熱源施設１から離れた熱利用施設２（例えば、オフィスビル、病院、ホテル、クアハウス）で利用可能とする熱搬送システムを示す。

この熱搬送システムは、熱源施設１側に、熱源管３と、熱媒管４と、熱源管３と熱媒管４の間で熱交換を行なう熱交換器５とが設けられている。熱源管３は熱源施設１に接続されており、熱源施設１と熱交換器５の間で、廃熱を有する熱源流体（例えば、温水や蒸気）が循環するようになっている。熱媒管４は、この発明の第１実施形態の蓄熱装置６に着脱可能に接続されており、熱媒管４の途中に設けたポンプ７を作動させることによって、蓄熱装置６と熱交換器５の間で外部熱媒油を循環可能となっている。このとき、熱源管３を流れる熱源流体から熱媒管４を流れる外部熱媒油に熱が伝達され、その熱が蓄熱装置６に蓄熱される。

また、この熱搬送システムは、熱利用施設２側に、熱利用管８と、熱媒管９と、熱利用管８と熱媒管９の間で熱交換を行なう熱交換器１０とが設けられている。熱利用管８は、熱利用施設２に接続されており、熱利用施設２と熱交換器１０の間で、熱利用媒体（例えば、給湯用水や暖房用水）が循環するようになっている。熱媒管９は、蓄熱装置６に着脱可能に接続されており、熱媒管９の途中に設けたポンプ１１を作動させることによって、蓄熱装置６と熱交換器１０の間で外部熱媒油が循環可能となっている。このとき、熱媒管９を流れる外部熱媒油から熱利用管８を流れる熱利用媒体に熱が伝達され、その熱を利用して熱利用施設２での給湯や暖房が可能となる。

この熱搬送システムは、上述した熱源施設１と熱利用施設２の間で、蓄熱装置６を行き来させることにより、熱源施設１の廃熱を熱利用施設２の熱エネルギーとして利用する。

蓄熱装置６は、図２に示すように、蓄熱タンク１２と、蓄熱タンク１２に設置された循環ポンプ１３と、循環ポンプ１３の吸入口に接続された吸入管１４と、循環ポンプ１３の吐出口に接続された吐出管１５と、伝熱管１６とを有する。

蓄熱タンク１２は、断熱壁１７で覆われており、潜熱蓄熱材１８と熱媒油１９とを上下二層に分離した状態で収容している。潜熱蓄熱材１８は、固相から液相に相変化するときに周りから熱を吸収し、液相から固相に相変化するときに放熱する。このような潜熱蓄熱材１８として、例えば、エリスリトールやマンニトール、酢酸ナトリウム三水和物、塩化マグネシウム六水和物などを用いることができる。

熱媒油１９は、潜熱蓄熱材１８よりも比重が小さいものが用いられ、潜熱蓄熱材１８との比重差によって潜熱蓄熱材１８の表面に浮いた状態となっている。また、蓄熱タンク１２内には空気層２０が設けられており、その空気層２０が、熱媒油１９と潜熱蓄熱材１８の体積変化を吸収するようになっている。

吸入管１４は、循環ポンプ１３の吸入口から蓄熱タンク１２内の熱媒油層２１中に延び、熱媒油層２１内に開口している。吐出管１５は、循環ポンプ１３の吐出口から、蓄熱タンク１２内の潜熱蓄熱材層２２中に水平に延びており、潜熱蓄熱材層２２全域にわたる複数の位置で潜熱蓄熱材層２２内に開口している。

伝熱管１６は、蓄熱タンク１２の外側から蓄熱タンク１２内の熱媒油層２１中を通って蓄熱タンク１２の外側に戻るように設けられている。伝熱管１６には、蓄熱タンク１２の外側から伝熱管１６内に外部熱媒油を流入させる入口２３と、伝熱管１６内の外部熱媒油を蓄熱タンク１２の外側に流出させる出口２４とが形成されており、入口２３から流入した外部熱媒油が、出口２４に至るまでの間に、伝熱管１６の管壁を介して熱媒油層２１の熱媒油１９と熱交換するようになっている。入口２３と出口２４は、熱源施設１の熱媒管４（または熱利用施設２の熱媒管９）に接続される。

また、伝熱管１６には、伝熱管１６から吐出管１５の近傍に延びるメルティング配管２５が接続されている。メルティング配管２５は、伝熱管１６内を流れる外部熱媒油の一部を導入するようになっており、潜熱蓄熱材層２２が全て固相のときに、メルティング配管２５の近傍の潜熱蓄熱材１８を溶かすことによって、熱媒油１９の通り道を潜熱蓄熱材層２２中に形成する。

この蓄熱装置６に熱を蓄えるときは、熱源施設１の熱媒管４を伝熱管１６に接続し、熱源施設１のポンプ７と蓄熱タンク１２の循環ポンプ１３を作動させる。これにより、伝熱管１６を流れる外部熱媒油から伝熱管１６の管壁を介して熱媒油層２１中の熱媒油１９に熱が伝達し、熱媒油層２１の温度が上昇する。また、熱媒油層２１中の熱媒油１９は、循環ポンプ１３で吸入されて潜熱蓄熱材層２２中に吐出され、その熱媒油１９が、潜熱蓄熱材１８との比重差によって潜熱蓄熱材層２２中を上昇する。このとき、熱媒油１９が潜熱蓄熱材１８と直接接触するので、熱媒油１９から潜熱蓄熱材１８に熱が伝達され、潜熱蓄熱材１８は固相から液相に変化する。また、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって、潜熱蓄熱材１８が攪拌される。

一方、この蓄熱装置６から熱を取り出すときは、熱利用施設２の熱媒管９を伝熱管１６に接続し、熱利用施設２のポンプ１１と蓄熱タンク１２の循環ポンプ１３を作動させる。これにより、熱媒油層２１中の熱媒油１９から伝熱管１６の管壁を介して伝熱管１６を流れる外部熱媒油に熱が伝達し、外部熱媒油の温度が上昇する。また、熱媒油層２１中の熱媒油１９は、循環ポンプ１３で吸入されて潜熱蓄熱材層２２中に吐出され、その熱媒油１９が、潜熱蓄熱材１８との比重差によって潜熱蓄熱材層２２中を上昇する。このとき、熱媒油１９が潜熱蓄熱材１８と直接接触するので、潜熱蓄熱材１８から熱媒油１９に熱が伝達され、潜熱蓄熱材１８は液相から固相に変化する。また、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって、潜熱蓄熱材１８が攪拌される。

この蓄熱装置６は、熱源施設１または熱利用施設２と蓄熱タンク１２との間で外部熱媒油を循環させたときに、伝熱管１６内の外部熱媒油が、蓄熱タンク１２内の熱媒油１９と直接接触せず、伝熱管１６の管壁を介して熱交換するので、蓄熱タンク１２から潜熱蓄熱材１８が流出しない。

そのため、この蓄熱装置６は、熱源施設１の熱媒管４や熱利用施設２の熱媒管９に潜熱蓄熱材１８が流入せず、潜熱蓄熱材１８による熱媒管４，９の閉塞を防止することができる。また、熱源施設１または熱利用施設２と蓄熱タンク１２との間で外部熱媒油を循環させるときに、蓄熱タンク１２から潜熱蓄熱材１８が流出しないので、外部熱媒油の流量を大きく設定することができ、蓄放熱の速度を上げることが可能である。

また、この蓄熱装置６は、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって潜熱蓄熱材１８が攪拌されるので、潜熱蓄熱材１８と熱媒油１９の間での熱交換が促進される。そのため、外部熱媒油の流量を大きく設定することができ、蓄放熱の速度を上げることが可能である。

また、この蓄熱装置６は、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって潜熱蓄熱材１８が攪拌されて、潜熱蓄熱材層２２の温度が均一化されるので、潜熱蓄熱材層２２に蓄えられた熱を無駄なく利用することができ、蓄熱効率（蓄熱タンク１２に蓄えられた熱量に対する蓄熱タンク１２から取り出し可能な熱量の比）が高い。

ところで、伝熱管１６は、潜熱蓄熱材１８中に設けられていると、蓄熱タンク１２から熱を取り出すときに、固相に変化した潜熱蓄熱材１８が伝熱管１６の表面に付着し、その付着した潜熱蓄熱材１８の熱抵抗によって、熱交換の効率が低下しやすい。しかし、この蓄熱装置６は、伝熱管１６が熱媒油層２１中に設けられているので、蓄熱タンク１２から熱を取り出すときに、潜熱蓄熱材１８が伝熱管１６の表面に付着しにくく、熱交換の効率が低下しにくい。

この実施形態において、蓄熱タンク１２内の熱媒油１９は、外部熱媒油と異なる種類の熱媒油を用いてもよく、外部熱媒油と同じ種類の熱媒油を用いてもよい。

図３に、この発明の第２実施形態の蓄熱装置３１を示す。以下、第１実施形態と対応する部材は同一の符号を付して説明を省略する。

蓄熱タンク１２内には、熱媒油層２１と隔壁３２で隔てられた隔室３３が設けられ、隔室３３内には、外部熱媒油３４が収容されている。隔壁３２には、隔室３３の内部から隔壁３２を貫通して熱媒油層２１中に延びる複数のヒートパイプ３５が固定されており、隔室３３内の外部熱媒油３４が、ヒートパイプ３５を介して熱媒油層２１の熱媒油１９と熱交換するようになっている。

また、隔室３３には、蓄熱タンク１２の外側から隔室３３内に外部熱媒油３４を流入させる入口３６と、隔室３３内の外部熱媒油３４を蓄熱タンク１２の外側に流出させる出口３７とが設けられている。

この蓄熱装置３１に熱を蓄えるときは、熱源施設１の熱媒管４を入口３６と出口３７に接続し、熱源施設１のポンプ７と蓄熱タンク１２の循環ポンプ１３を作動させる。これにより、熱媒管４から隔室３３に流入した外部熱媒油３４からヒートパイプ３５を介して熱媒油層２１中の熱媒油１９に熱が伝達し、熱媒油層２１の温度が上昇する。また、熱媒油層２１中の熱媒油１９は、循環ポンプ１３で吸入されて潜熱蓄熱材層２２中に吐出され、その熱媒油１９が、潜熱蓄熱材層２２中を上昇しながら潜熱蓄熱材１８と直接接触するので、熱媒油１９から潜熱蓄熱材１８に熱が伝達される。また、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって、潜熱蓄熱材１８が攪拌される。

一方、この蓄熱装置３１から熱を取り出すときは、熱利用施設２の熱媒管９を入口３６と出口３７に接続し、熱利用施設２のポンプ１１と蓄熱タンク１２の循環ポンプ１３を作動させる。これにより、熱媒油層２１中の熱媒油１９からヒートパイプ３５を介して、隔室３３内を流れる外部熱媒油３４に熱が伝達し、外部熱媒油３４の温度が上昇する。また、熱媒油層２１中の熱媒油１９は、循環ポンプ１３で吸入されて潜熱蓄熱材層２２中に吐出され、その熱媒油１９が、潜熱蓄熱材層２２中を上昇しながら潜熱蓄熱材１８と直接接触するので、潜熱蓄熱材１８から熱媒油１９に熱が伝達される。また、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって、潜熱蓄熱材１８が攪拌される。

この蓄熱装置３１は、熱源施設１または熱利用施設２と蓄熱タンク１２との間で外部熱媒油３４を循環させたときに、隔室３３内の外部熱媒油３４が、蓄熱タンク１２内の熱媒油１９と直接接触せず、ヒートパイプ３５を介して熱交換するので、蓄熱タンク１２から潜熱蓄熱材１８が流出しない。

また、この蓄熱装置３１は、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって潜熱蓄熱材１８が攪拌される。そのため、蓄放熱の速度を上げることが可能であり、また、蓄熱効率が高い。

この実施形態において、蓄熱タンク１２内の熱媒油１９は、外部熱媒油３４と異なる種類の熱媒油を用いてもよく、外部熱媒油３４と同じ種類の熱媒油を用いてもよい。

また、この実施形態では、隔室３３の内部から隔壁３２を貫通して蓄熱タンク１２内の熱媒油層２１中に延びる伝熱体としてヒートパイプ３５を用いているが、ヒートパイプ３５に替えて、熱伝導率が高い金属（銅など）からなる伝熱部材を用いてもよい。

図４に、この発明の第３実施形態の蓄熱装置４１を示す。以下、第１実施形態と対応する部材は同一の符号を付して説明を省略する。

この蓄熱装置４１は、蓄熱タンク１２に隣接する温水タンク４２が設けられており、温水タンク４２には、温水タンク４２の外側から温水を流入させる入口４３と、温水タンク４２の外側に温水を流出させる出口４４とが設けられている。また、温水タンク４２と蓄熱タンク１２には、温水タンク４２の内部から蓄熱タンク１２内の熱媒油１９層中に延びる複数のヒートパイプ４５が固定されており、温水タンク４２内の温水が、ヒートパイプ４５を介して熱媒油層２１の熱媒油１９と熱交換するようになっている。

この蓄熱装置４１に熱を蓄えるときは、図５に示すように、熱源施設１の熱源管３を入口４３と出口４４に接続し、熱源施設１の廃熱を有する温水を、熱源施設１と温水タンク４２の間で循環させる。これにより、熱源管３から温水タンク４２に流入した温水からヒートパイプ４５を介して熱媒油層２１中の熱媒油１９に熱が伝達し、熱媒油層２１の温度が上昇する。また、熱媒油層２１中の熱媒油１９は、循環ポンプ１３で吸入されて潜熱蓄熱材層２２中に吐出され、その熱媒油１９が、潜熱蓄熱材層２２中を上昇しながら潜熱蓄熱材１８と直接接触するので、熱媒油１９から潜熱蓄熱材１８に熱が伝達し、蓄熱される。また、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって、潜熱蓄熱材１８が攪拌される。

一方、この蓄熱装置４１から熱を取り出すときは、熱媒油層２１中の熱媒油１９を、循環ポンプ１３で吸入して潜熱蓄熱材層２２中に吐出し、その熱媒油１９が、潜熱蓄熱材層２２中を上昇しながら潜熱蓄熱材１８と直接接触して熱をやり取りすることにより、潜熱蓄熱材層２２から熱媒油層２１に熱を移動させる。また、温水タンク４２の入口４３と出口４４には、熱利用施設２の熱利用管８を接続し、その熱利用管８を介して、温水タンク４２と熱利用施設２の間で熱利用媒体（給湯用水や暖房用水など）を循環させる。このとき、熱媒油層２１からヒートパイプ４５を介して温水タンク４２内の熱利用媒体に熱が伝達するので、熱利用管８を流れる熱利用媒体を介して熱を取り出すことができる。

この蓄熱装置４１は、熱源施設１または熱利用施設２と蓄熱タンク１２との間で温水を循環させたときに、その温水が蓄熱タンク１２内の熱媒油１９と直接接触せず、ヒートパイプ４５を介して熱交換するので、蓄熱タンク１２から潜熱蓄熱材１８が流出しない。

また、この蓄熱装置４１は、潜熱蓄熱材層２２中を上昇する熱媒油１９によって潜熱蓄熱材１８が攪拌される。そのため、蓄放熱の速度を上げることが可能であり、また、蓄熱効率が高い。

この実施形態では、温水タンク４２の内部から前記蓄熱タンク１２内の熱媒油層２１中に延びる伝熱体としてヒートパイプ４５を用いているが、ヒートパイプ４５に替えて、熱伝導率が高い金属からなる伝熱部材を用いてもよい。

この発明の第１実施形態の蓄熱装置を利用した熱搬送システムを示す図図１に示す蓄熱装置の拡大断面図この発明の第２実施形態の蓄熱装置の拡大断面図この発明の第３実施形態の蓄熱装置の拡大断面図図４に示す蓄熱装置を利用した熱搬送システムを示す図

符号の説明

１２蓄熱タンク
１３循環ポンプ
１４吸入管
１５吐出管
１６伝熱管
１８潜熱蓄熱材
１９熱媒油
２１熱媒油層
２２潜熱蓄熱材層
２３入口
２４出口
３２隔壁
３３隔室
３４外部熱媒油
３５ヒートパイプ
３６入口
３７出口
４２温水タンク
４３入口
４４出口
４５ヒートパイプ

Claims

潜熱蓄熱材（１８）とその潜熱蓄熱材（１８）よりも比重の小さい熱媒油（１９）とを上下二層に分離した状態で収容する蓄熱タンク（１２）と、その蓄熱タンク（１２）内の熱媒油層（２１）から熱媒油（１９）を吸入して潜熱蓄熱材層（２２）中に吐出する熱媒油循環手段（１３，１４，１５）と、前記熱媒油層（２１）中に設けた伝熱部材とを有し、その伝熱部材を介して蓄熱タンク（１２）から熱を出し入れするようにした蓄熱装置。
前記熱媒油循環手段が、前記蓄熱タンク（１２）に設置した循環ポンプ（１３）と、その循環ポンプ（１３）の吸入口から前記熱媒油層（２１）中に延びる吸入管（１４）と、前記循環ポンプ（１３）の吐出口から前記潜熱蓄熱材層（２２）中に延びる吐出管（１５）とからなる請求項１に記載の蓄熱装置。
前記蓄熱タンク（１２）の外側から蓄熱タンク（１２）内の熱媒油層（２１）中を通って蓄熱タンク（１２）の外側に戻る伝熱管（１６）を設け、その伝熱管（１６）に、蓄熱タンク（１２）の外側から伝熱管（１６）内に外部熱媒油を流入させる入口（２３）と、伝熱管（１６）内の外部熱媒油を蓄熱タンク（１２）の外側に流出させる出口（２４）とを設け、その伝熱管（１６）が前記伝熱部材である請求項１または２に記載の蓄熱装置。
前記蓄熱タンク（１２）内に前記熱媒油層（２１）と隔壁（３２）で隔てられた隔室（３３）を設け、その隔室（３３）に、蓄熱タンク（１２）の外側から隔室（３３）内に外部熱媒油（３４）を流入させる入口（３６）と、隔室（３３）内の外部熱媒油（３４）を蓄熱タンク（１２）の外側に流出させる出口（３７）とを設け、その隔室（３３）の内部から前記隔壁（３２）を貫通して蓄熱タンク（１２）内の熱媒油層（２１）中に延びる伝熱体（３５）を設け、その伝熱体（３５）が前記伝熱部材である請求項１または２に記載の蓄熱装置。
前記蓄熱タンク（１２）に隣接する温水タンク（４２）を設け、その温水タンク（４２）に、温水タンク（４２）の外側から温水を流入させる入口（４３）と、温水タンク（４２）の外側に温水を流出させる出口（４４）とを設け、その温水タンク（４２）の内部から前記蓄熱タンク（１２）内の熱媒油層（２１）中に延びる伝熱体（４５）を設け、その伝熱体（４５）が前記伝熱部材である請求項１または２に記載の蓄熱装置。
前記伝熱体がヒートパイプ（３５，４５）である請求項４または５に記載の蓄熱装置。