JP2011080609A

JP2011080609A - 連設蓄熱水槽

Info

Publication number: JP2011080609A
Application number: JP2009230688A
Authority: JP
Inventors: Yoshihide Suwa; 好英諏訪
Original assignee: Obayashi Corp
Current assignee: Obayashi Corp
Priority date: 2009-10-02
Filing date: 2009-10-02
Publication date: 2011-04-21
Anticipated expiration: 2029-10-02
Also published as: JP5600918B2

Abstract

【課題】連設蓄熱水槽内に供給する液体の温度変化を抑えつつ、供給された液体と連設蓄熱水槽内の液体と置換することが可能な連設蓄熱水槽を提供する。
【解決手段】空調装置に用いられ、複数の蓄熱水槽が所定方向に連設されており、液体が循環される流路をなす連設蓄熱水槽であって、蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体が蓄熱水槽の下部から流入され下部から流出される第１蓄熱水槽と、蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体が蓄熱水槽の上部から流入され上部から流出される第２蓄熱水槽と、が連結されて第１蓄熱水槽と第２蓄熱水槽とが連通している。
【選択図】図１

Description

本発明は、空調装置に用いられ、液体が循環される流路をなす複数の蓄熱水槽を連設した連設蓄熱水槽に関する。

液体が循環される流路をなす複数の蓄熱水槽を連設した連設蓄熱水槽としては、ビルや地域冷暖房用の蓄熱式空調システムに用いられ、多数の地中梁で区切られた水槽で構成される連通孔方式の蓄熱水槽が知られている（例えば、特許文献１参照）。このような蓄熱水槽は、地中梁で区切られた複数の水槽が一体に設けられており、隣接する水槽間の地中梁の底部付近に連通孔が設けられ、連通孔の上流側に水槽の底部から立設させた仕切板が設けられている。仕切板は、各水槽における下流側地中梁側に偏らせて設けられるとともに水面の高さより低く形成されており、仕切板の上部では上流側と下流側とが繋がっている。

そして、冷水が供給される場合には、仕切板上部から連通孔に水を取り込むとともに、水槽底部と平行に隣接する水槽内に流出され、温水が供給される場合には、温水を供給する側の水槽から連通孔に水を取り込むとともに、隣接する水槽内にて仕切板に導かれて上部に移動するように構成されている。

実開平５−１０９２２号公報

しかしながら、上記の蓄熱水槽は、供給された冷水が仕切板に至るまでの領域、及び、供給された温水が連通孔に至るまでの領域が広いため、冷水が仕切板に至る前に、また、温水が連通孔に至る前に、予め水槽内に蓄えられていた水と混合してしまい、供給した冷水の温度が上昇し、また、供給した温水の温度が低下することにより蓄熱式空調システムの効率が低下するという課題ある。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、連設蓄熱水槽内に供給する液体の温度変化を抑えつつ、供給された液体と連設蓄熱水槽内の液体と置換することが可能な連設蓄熱水槽を提供することにある。

かかる目的を達成するために本発明の連設蓄熱水槽は、空調装置に用いられ、複数の蓄熱水槽が所定方向に連設されており、液体が循環される流路をなす連設蓄熱水槽であって、前記蓄熱水槽として、前記蓄熱水槽における前記所定方向の一方側の下部に設けられた第１下部孔と、当該蓄熱水槽における前記所定方向の他方側の下部に設けられた第２下部孔と、当該蓄熱水槽内の下側を前記第１下部孔側と前記第２下部孔側とに仕切る仕切部材と、を有する第１蓄熱水槽、及び、前記蓄熱水槽における前記所定方向の一方側の上部に設けられた第１上部孔と、当該蓄熱水槽における前記所定方向の他方側の上部に設けられた第２上部孔と、当該蓄熱水槽内の上側を前記第１上部孔側と前記第２上部孔側とに仕切る仕切部材と、を有する第２蓄熱水槽、を備え、前記第２下部孔側と前記第１上部孔側とが連結されて前記第１蓄熱水槽内と前記第２蓄熱水槽内とが連通しており、前記蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体を蓄える場合には、前記第１下部孔から流入され、前記蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体を蓄える場合には、前記第２上部孔から流入されることを特徴とする連設蓄熱水槽である。

このような連設蓄熱水槽によれば、蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体が、第１蓄熱水槽内に流入される場合には、第１蓄熱水槽が備える一方側の下部に設けられた第１下部孔から流入され、第１蓄熱水槽内に蓄えられていた液体が他方側の下部に設けられた第２下部孔から流出される。このとき、第１蓄熱水槽内に流入された液体は、第１蓄熱水槽の下部から流入された液体が仕切部材により上方に導かれ、仕切部材により仕切られていない、第１蓄熱水槽内の上側に移動する。そして、第１蓄熱水槽内の上側にて、第１下部孔側から第２下部孔側に移動し、第１蓄熱水槽の下部から流入された液体が仕切部材により上側から下方に移動しつつ、第１蓄熱水槽内に蓄えられていた液体を第１蓄熱水槽の下部に設けられた第２下部孔から流出させる。このため、蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体と蓄熱水槽内に蓄えられていた液体とは混合されにくいので、流入された液体及び蓄えられていた液体の温度変化を抑えつつ第１蓄熱水槽に蓄えられていた液体を流入させた液体に置換することが可能である。

また、蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体が、第２蓄熱水槽内に流入される場合には、第２蓄熱水槽が備える他方側の上部に設けられた第２上部孔から流入され、第２蓄熱水槽内に蓄えられていた液体が一方側の上部に設けられた第１上部孔から流出される。このとき、第２蓄熱水槽内に流入された液体は、第２蓄熱水槽の上部から流入された液体が仕切部材により下方に導かれ、仕切部材により仕切られていない、第２蓄熱水槽内の下側に移動する。そして、第２蓄熱水槽内の下側にて、第２上部孔側から第１上部孔側に移動し、第２蓄熱水槽の上部から流入された液体が仕切部材により下側から上方に移動しつつ、第２蓄熱水槽内に蓄えられていた液体を第２蓄熱水槽の上部に設けられた第１上部孔から流出させる。このため、蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体と蓄熱水槽内に蓄えられていた液体とは混合されにくいので、流入された液体及び蓄えられていた液体の温度変化を抑えつつ第２蓄熱水槽に蓄えられていた液体を流入させた液体に置換することが可能である。このように、連設蓄熱水槽内に供給する液体の温度変化を抑えつつ供給された液体と連設蓄熱水槽内に蓄えられていた液体と置換することが可能な連設蓄熱水槽を提供することが可能である。

かかる連設蓄熱水槽であって、前記第１蓄熱水槽が有する前記仕切部材は、前記所定方向において前記第１下部孔側に偏らせて配置されていることが望ましい。
このような連設蓄熱水槽によれば、第１蓄熱水槽内の仕切部材が所定方向において第１下部孔側に偏った位置に設けられているので、第１蓄熱水槽内は第１下部孔側が第２下部孔側より狭く仕切られている。そして、第１下部孔から流入された液体は第１蓄熱水槽内の第１下部孔側の狭い領域にて上方に案内されるので、第１蓄熱水槽に蓄えられている液体と混合しにくい。このため、第１蓄熱水槽に供給する液体の温度低下及び第１蓄熱水槽に蓄えられていた液体の温度上昇を抑えて、供給された液体と連設蓄熱水槽内に蓄えられていた液体とを効率良く置換することが可能である。

かかる連設蓄熱水槽であって、前記第２蓄熱水槽が有する前記仕切部材は、前記所定方向において前記第２上部孔側に偏らせて配置されていることが望ましい。
このような連設蓄熱水槽によれば、第２蓄熱水槽内の仕切部材が所定方向において第２上部孔側に偏った位置に設けられているので、第２蓄熱水槽内は第２上部孔側が第１上部孔側より狭く仕切られている。そして、第２上部孔から流入された液体は第２蓄熱水槽内の第２上部孔側の狭い領域にて下方に案内されるので、第２蓄熱水槽に蓄えられている液体と混合しにくい。このため、第２蓄熱水槽に供給する液体の温度上昇及び第２蓄熱水槽に蓄えられていた液体の温度低下を抑えて、供給された液体と連設蓄熱水槽内に蓄えられていた液体とを効率良く置換することが可能である。

かかる連設蓄熱水槽であって、前記複数の蓄熱水槽は地中に設けられ、前記液体が地上に設けられた地上流路を経由して循環するように形成されており、前記地上流路の一方の端部には前記第１蓄熱水槽の前記第１下部孔が連結され、他方の端部には前記第２蓄熱水槽の前記第２上部孔が連結されていることが望ましい。
このような連設蓄熱水槽によれば、地上流路の一方の端部には第１蓄熱水槽の前記第１下部孔が連結され、他方の端部には第２蓄熱水槽の前記第２上部孔が連結されているので、供給された液体と蓄えられていた液体とが最初に置換される、地中から地上への、又は、地上から地中への境界部分にて、供給される液体と蓄えられていた液体とを効率良く置換することが可能な第１蓄熱水槽及び第２蓄熱水槽を通過するので、温度が異なる液体をより効率良く置換することが可能である。

かかる連設蓄熱水槽であって、複数の前記第１蓄熱水槽が連なっており、隣接する２つの前記第１蓄熱水槽は、一方の前記第１蓄熱水槽の前記第１下部孔と他方の前記第１蓄熱水槽の前記第２下部孔とが連結されていることが望ましい。
このような連設蓄熱水槽によれば、連ねて設けられた複数の第１蓄熱水槽のうちの隣接する２つの第１蓄熱水槽は一方の第１蓄熱水槽の第２下部孔と他方の第１蓄熱水槽の第１下部孔が連結されているので、より多くの液体を第１蓄熱水槽に蓄えられていた液体と効率良く置換することが可能である。

かかる連設蓄熱水槽であって、複数の前記第２蓄熱水槽が連なっており、隣接する２つの前記第２蓄熱水槽は、一方の前記第２蓄熱水槽の前記第１上部孔と他方の前記第２蓄熱水槽の前記第２上部孔とが連結されていることが望ましい。
このような連設蓄熱水槽によれば、連ねて設けられた複数の第２蓄熱水槽のうちの隣接する２つの第２蓄熱水槽は一方の第１蓄熱水槽の第１上部孔と他方の第１蓄熱水槽の第２上部孔が連結されているので、より多くの液体を第２蓄熱水槽に蓄えられていた液体と効率良く置換することが可能である。

かかる連設蓄熱水槽であって、前記第１蓄熱水槽と前記第２蓄熱水槽との間には、前記蓄熱水槽として、前記第１蓄熱水槽及び前記第２蓄熱水槽内の液体が、上下方向における中央から流入され、当該蓄熱水槽内の液体が上下方向における中央から流出される中継用蓄熱水槽が設けられていることが望ましい。
このような連設蓄熱水槽によれば、蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体に使用する場合には、蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体に使用すると置換効率が悪い第１蓄熱水槽を使用することなく、第２蓄熱水槽と中継用蓄熱水槽とを用いて、より多くの液体を効率良く置換することが可能である。また、蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体に使用する場合には、蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体に使用すると置換効率が悪い第２蓄熱水槽を使用することなく、第１蓄熱水槽と中継用蓄熱水槽とを用いて、より多くの液体を効率良く置換することが可能である。

本発明によれば、連設蓄熱水槽内に供給する液体の温度変化を抑えつつ、供給された液体と連設蓄熱水槽内の液体と置換することが可能な連設蓄熱水槽を提供することが可能である。

本発明に係る連設蓄熱水槽の断面模式図である。連設蓄熱水槽が有する第１蓄熱水槽の模式図である。連設蓄熱水槽が有する第２蓄熱水槽の模式図である。連設蓄熱水槽が有する中継用蓄熱水槽の模式図である。第２蓄熱水槽の蓋部材に設けられた仕切部材を説明するための斜視図である。第１蓄熱水槽の収容部内に設けられる仕切部材を示す図である。第２蓄熱水槽の収容部内に設けられる仕切部材を示す図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る連設蓄熱水槽の断面模式図である。図２は、連設蓄熱水槽が有する第１蓄熱水槽の模式図である。図３は、連設蓄熱水槽が有する第２蓄熱水槽の模式図である。図４は、連設蓄熱水槽が有する中継用蓄熱水槽の模式図である。図５は、第２蓄熱水槽の蓋部材に設けられた仕切部材を説明するための斜視図である
本実施形態の連設蓄熱水槽は、例えばビルの空調装置に用いられる連設蓄熱水槽であり、当該ビルの地下に埋設されるとともにビル内に設けられ、液体としての水が循環される地上流路としての流水管と連結されて地中内の流路をなしている。すなわち、地上の流水管と地下の連設蓄熱水槽とが環状に連結されて、空調装置に用いられる水が循環するように構成されている。

図１に示すように、連設蓄熱水槽１は、複数の蓄熱水槽１０が所定方向に沿って、例えば１００基連設されている。連設蓄熱水槽１の、所定方向における一方の端部側（図１では左端側）には、蓄熱水槽１０内の水より高い温度の水が流入される場合に、流入される水と蓄えられていた水とが効率良く置換される第１蓄熱水槽２０が１０基連設されている。また、連設蓄熱水槽１の、所定方向における他方の端部側（図１では右端側）には、蓄熱水槽１０内の水より低い温度の水が流入される場合に、流入される水と蓄えられていた水とが効率良く置換される第２蓄熱水槽３０が１０基連設されており、１０基の第１蓄熱水槽２０と１０基の第２蓄熱水槽３０との間には８０基の中継用蓄熱水槽４０とが連結されている。

第１蓄熱水槽２０、第２蓄熱水槽３０、中継用蓄熱水槽４０は、ほぼ同じ容積を有するコンクリート製の水槽であり、内側は防水処理が施されている。また、各蓄熱水槽１０には、例えば図５に示す第２蓄熱水槽３０のように上部を覆い取り外し可能な蓋部材１８が設けられている。

本実施形態においては、図１において、左端側に第１蓄熱水槽２０が１０基配置され、右端側に第２蓄熱水槽３０が１０基配置され、それらの間に中継用蓄熱水槽４０が配置されている。このため、連設蓄熱水槽１内に第２蓄熱水槽３０内の水より低い温度の水を流入させて蓄える場合には、水は連設蓄熱水槽１内を右から左に向かって循環され、連設蓄熱水槽１内に第１蓄熱水槽２０の水より高い温度の水を流入させて蓄える場合には、水は連設蓄熱水槽１内を左から右に向かって循環される。

例えば、本実施形態の空調装置を冷房装置として使用する場合には、夜間に地上にて、第２蓄熱水槽３０内の水より低い温度に冷やされた水を、連設蓄熱水槽１内を右から左に向かって流れるように循環させて、冷やされた水を連設蓄熱水槽１内に蓄える。そして、昼間気温が上昇して空調装置が運転されると、夜間に連設蓄熱水槽１内に蓄えられた冷やされた水を、連設蓄熱水槽１内を左から右に向かって流れるように循環させる。このとき、外気により、第１蓄熱水槽２０の水より高い温度に暖められた水が第１蓄熱水槽２０に流入する。そして、気温が低下して冷房が停止されると、水の循環も停止する。このため、連設蓄熱水槽１は、昼間の空調装置の運転により流出される水量より多くの水を夜間に蓄えられるように構成されている。その後、昼の空調装置の運転により流出されてビル内の流水管内に残存する水が夜間の外気により、第２蓄熱水槽３０内の水より低い温度に冷やされると、連設蓄熱水槽１内を右から左に向かって水が流れるように循環させて、冷やされた水を連設蓄熱水槽１内に蓄える。このような水の循環が繰り返されて連設蓄熱水槽１が使用される。このため、本実施形態の空調装置における水の循環とは、ビルの流水管及び連設蓄熱水槽１内を単に一方向に流すだけでなく、双方向に所定距離移動する場合も含んでいる。

第１蓄熱水槽２０は、図２に示すように、底２１が長方形状をなし、２対の対向する側壁２２、２３にて、ほぼ直方体状の収容空間が形成されている。２対の対向する側壁２２、２３のうちの一方の対をなす側壁２２は、底２１の長方形における短辺側の側壁（以下、短辺側壁という）２２であり、他方の対をなす側壁は、底２１の長方形における長辺側の側壁（以下、長辺側壁という）２３であり、短辺側壁２２、長辺側壁２３、底２１にて囲まれた空間が水の収容部２０ａをなしている。

対向する２つの短辺側壁２２には、短辺側壁２２の幅方向における中央であって、上下方向の下部に、隣接して設けられる蓄熱水槽１０と連結される孔部２４がそれぞれ設けられている。より具体的には、孔部２４は底２１と孔部２４の最下部とが繋がるように形成されている。対向する短辺側壁２２のうち一方の短辺側壁２２ａに設けられた孔部２４は、連設蓄熱水槽１内を水が第１蓄熱水槽２０側から第２蓄熱水槽３０側へ流れるように循環する際に、当該蓄熱水槽１０に流入させる第１下部孔２４ａであり、他方の短辺側壁２２ｂに設けられた孔部２４は、連設蓄熱水槽１が使用される際に、当該蓄熱水槽１０内に蓄えられていた水を流出させる第２下部孔２４ｂである。このとき、第１蓄熱水槽２０には、蓄熱水槽１０内の水より高い温度の水が第１下部孔２４ａから流入されることが望ましい。これら、第１下部孔２４ａと第２下部孔２４ｂは、内径が１ｍより大きく形成されており、連設蓄熱水槽１のメンテナンスの際には、作業者が第１下部孔２４ａと第２下部孔２４ｂとにて隣接する蓄熱水槽１０との間を行き来できるように形成されている。

収容部２０ａ内の底２１には、第１下部孔２４ａと第２下部孔２４ｂとの他に、直径約１０ｃｍの排水孔２５が設けられており、メンテナンス等にて内部の水を抜く際に使用される。このため、通常使用時には栓にて塞がれている。

図６は、第１蓄熱水槽の収容部内に設けられる仕切部材を示す図である。
第１蓄熱水槽２０の収容部２０ａ内には、第１下部孔２４ａが設けられた短辺側壁２２ａ側に偏らせて、当該短辺側壁２２ａと対面する仕切壁部５１を有する仕切部材５０が配置されている。仕切部材５０は、第１下部孔２４ａが設けられた短辺側壁２２ａと間隔を隔てて対面する仕切壁部５１と、仕切壁部５１の幅方向の端部にて仕切壁部５１と、第１下部孔２４ａが設けられた短辺側壁２２ａとの間に設けられる仕切側部５２とを有している。そして、仕切部材５０は、上方から見た際に「コ」字状をなしており、第１蓄熱水槽２０内の下側を、「コ」字状をなす仕切部材５０の内側となる第１下部孔２４ａ側と、外側となる第２下部孔２４ｂ側とに仕切るように構成されている。

仕切部材５０は、蓋部材１８の下面１８ａから垂設された一対のフレーム５３に仕切壁部５１と、仕切側部５２とが取り付けられて構成されている。仕切壁部５１と、仕切側部５２とは、例えば樹脂製の板状のパネル体５１ａ、５２ａであり、複数のパネル体５１ａ、５２ａが上下方向に並べて配置されるとともに、ボルト５５等によりフレーム５３に着脱自在に固定されて構成されている。

そして、第１蓄熱水槽２０が、仕切部材５０が取り付けられた蓋部材１８にて覆われた際に、仕切部材５０が収容部２０ａ内に配置される。仕切壁部５１と仕切側部５２とは、収容部２０ａの底２１から、水面より低い位置まで、すなわち、収容部２０ａの下側に設けられている。このため、仕切壁部５１と仕切側部５２の上は仕切られておらず、水が自由に移動できるように繋がっている。

１０基の第１蓄熱水槽２０は、図１に示すように、所定方向に並べて配置され、隣接する２基の第１蓄熱水槽２０は、一方の第１蓄熱水槽２０の第２下部孔２４ｂと他方の第１蓄熱水槽２０の第１下部孔２４ａとが連結されて一方の第１蓄熱水槽２０の収容部２０ａと他方の第１蓄熱水槽２０の収容部２０ａとが連通されている。連結された１０基の第１蓄熱水槽２０の端に配置され、連結されていない第１下部孔２４ａを有する第１蓄熱水槽２０の第１下部孔２４ａは、ビルに設けられた流水管と連結されている。また、連結された１０基の第１蓄熱水槽２０の端に配置され、連結されていない第２下部孔２４ｂを有する第１蓄熱水槽２０には、中継用蓄熱水槽４０が連結されている。

第２蓄熱水槽３０は、図３に示すように、底３１が長方形状をなし、２対の対向する側壁３２、３３にて、ほぼ直方体状の収容空間が形成されている。２対の対向する側壁３２、３３のうちの一方の対をなす側壁３２は、底３１の長方形における短辺側壁３２であり、他方の対をなす側壁３３は、底３１の長方形における長辺側壁３３であり、短辺側壁３２、長辺側壁３３、底３１にて囲まれた空間が水の収容部３０ａをなしている。

対向する２つの短辺側壁３２には、短辺側壁３２の幅方向における中央であって、上下方向の上部に、隣接して設けられる蓄熱水槽１０と連結される孔部３４がそれぞれ設けられている。より具体的には、孔部２４は収容部３０ａに水が蓄えられた際に、孔部３４の最上部が水面近傍に位置するように形成されている。対向する短辺側壁３２のうち一方の短辺側壁３２ａに設けられた孔部３４は、連設蓄熱水槽１内を水が第２蓄熱水槽３０側から第１蓄熱水槽２０側へ流れるように循環する際に、当該蓄熱水槽１０に流入させる第２上部孔３４ａであり、他方の短辺側壁３２ｂに設けられた孔部３４は、連設蓄熱水槽１が使用される際に、当該蓄熱水槽１０内に蓄えられていた水を流出させる第１上部孔３４ｂである。このとき、第２蓄熱水槽２０には、蓄熱水槽１０内の水より低い温度の水が第２上部孔３４ｂから流入されることが望ましい。これら、第２上部孔３４ａと第１上部孔３４ｂは、内径が１ｍより大きく形成されており、連設蓄熱水槽１のメンテナンスの際には、作業者が第２上部孔３４ａと第１上部孔３４ｂとにて隣接する蓄熱水槽１０との間を行き来できるように形成されている。

第２蓄熱水槽３０の収容部３０ａ内の底３１にも、メンテナンス等の際に使用される排水孔３５が設けられており、通常使用時には栓にて塞がれている。

図７は、第２蓄熱水槽の収容部内に設けられる仕切部材を示す図である。
第２蓄熱水槽３０の収容部３０ａ内には、第２上部孔３４ａが設けられた短辺側壁３２ａ側に偏らせて、当該短辺側壁３２ａと対面する仕切壁部５１を有する仕切部材５０が配置されている。仕切部材５０は、第２上部孔３４ａが設けられた短辺側壁３２ａと間隔を隔てて対面する仕切壁部５１と、仕切壁部５１の幅方向の端部にて仕切壁部５１と、第２上部孔３４ａが設けられた短辺側壁３２ａとの間に設けられる仕切側部５２とを有している。そして、仕切部材５０は、第２蓄熱水槽３０の上側を、「コ」字状をなす仕切部材５０の内側となる第２上部孔３４ａ側と、外側となる第１上部孔３４ｂ側とに仕切るように構成されている。

第２蓄熱水槽３０内に設けられる仕切部材５０も、蓋部材１８の下面１８ａから垂設された一対のフレーム５３に仕切壁部５１と、仕切側部５２とが取り付けられて構成されている。そして、第２蓄熱水槽３０が、仕切部材５０が取り付けられた蓋部材１８にて覆われた際に、仕切部材５０が収容部３０ａ内に配置される。そして、仕切壁部５１と仕切側部５２とは、収容部３０ａの底３１と間隔を隔てた位置から水面より高い位置まで設けられている。すなわち、仕切壁部５１と仕切側部５２の下は仕切られておらず、水が自由に移動できるように繋がっている。

１０基の第２蓄熱水槽３０は、図１に示すように、所定方向に並べて配置され、隣接する２基の第２蓄熱水槽３０は、一方の第２蓄熱水槽３０の第１上部孔３４ｂと他方の第２蓄熱水槽３０の第２上部孔３４ａとが連結されて一方の第２蓄熱水槽３０の収容部３０ａと他方の第２蓄熱水槽３０の収容部３０ａとが連通されている。連結された１０基の第２蓄熱水槽３０の端に配置され、連結されていない第２上部孔３４ａを有する第２蓄熱水槽３０の第２上部孔３４ａは、ビルに設けられた流水管の、第１蓄熱水槽２０と連結されていない側の端部と連結されている。また、連結された１０基の第２蓄熱水槽３０の端に配置され、連結されていない第１上部孔３４ｂを有する第２蓄熱水槽３０には、中継用蓄熱水槽４０が連結されている。

中継用蓄熱水槽４０も、底４１が長方形状をなし、２対の対向する側壁４２、４３にて、ほぼ直方体状の収容空間が形成され、一対の短辺側壁４２、一対の長辺側壁４３、及び、底４１にて囲まれた空間が水の収容部４０ａをなしている。

対向する２つの短辺側壁４２には、短辺側壁４２の幅方向における中央であって、上下方向の中央に、隣接して設けられる蓄熱水槽１０と連結される孔部４４がそれぞれ設けられている。これらの孔部４４は、内径が１ｍより大きく形成されており、連設蓄熱水槽１のメンテナンスの際には、作業者が孔部４４にて隣接する蓄熱水槽１０との間を行き来できるように形成されている。

中継用蓄熱水槽４０の収容部４０ａ内の底４１にも、メンテナンス等の際に使用される排水孔４５が設けられており、通常使用時には栓にて塞がれている。

８０基の中継用蓄熱水槽４０は、所定方向に並べて配置され、隣接する２基の中継用蓄熱水槽４０は、互いに孔部４４同士が連結されている。連結された８０基の中継用蓄熱水槽４０の両端に配置された中継用蓄熱水槽４０の孔部４４には、一方に第１蓄熱水槽２０の第２下部孔２４ｂが連結され、他方に第２蓄熱水槽３０の第１上部孔３４ｂが連結されている。

そして、ビルに設けられた流水管、１０基の第１蓄熱水槽２０、８０基の中継用蓄熱水槽４０、１０基の第２蓄熱水槽３０、が連結されて水が循環される、空調装置用流路が形成されている。

空調装置用流路は、内部に水が蓄えられて使用される。このとき水位は、第１蓄熱水槽２０の仕切壁部５１と仕切側部５２の上端より十分に高い位置、また、第２蓄熱水槽３０の第２上部孔３４ａ及び第１上部孔３４ｂの上端近傍まで蓄えられている。

本連設蓄熱水槽１による作用を、空調装置を冷房装置として使用する際を例に挙げて説明する。
昼に運転されていた空調装置が停止されると、水の循環も停止され、その後、気温が下がることによりビル内の流水管の水が外気により冷やされる。
ビル内の流水管にて水が冷やされると、冷房稼働時と反対方向、すなわち第２蓄熱水槽３０側から第１蓄熱水槽２０側に水が移動するようにポンプにて水を循環させる。このとき、冷やされた水は、連設蓄熱水槽１内に蓄えられている水より温度が低くなっている。

冷やされた水が、第２蓄熱水槽３０の第２上部孔３４ａから第２蓄熱水槽３０内に流入されると、水は仕切部材５０に囲まれた領域に流れ込み、仕切部材５０にて下方に案内される。流入された水は第２蓄熱水槽３０内の水より温度が低いので、第２蓄熱水槽３０の下側に溜まり、仕切壁部５１及び仕切側部５２の下から仕切部材５０に囲まれた領域を出て第１上部孔３４ｂ側に移動する。このとき、冷やされた水は第２蓄熱水槽３０の下側に留まりつつも後から流入された水に押し上げられて、第２蓄熱水槽３０内に蓄えられていた水を第１上部孔３４ｂから押し出して、第２蓄熱水槽３０内を満たしていく。このように、第２蓄熱水槽３０内では、第２蓄熱水槽３０内に蓄えられていた水が先に第２蓄熱水槽３０から流出され、内部は冷された水により満たされていくため、冷やされた水と第２蓄熱水槽３０内に蓄えられていた水とが混合され難い。このため、第２蓄熱水槽３０では冷やされた水の温度上昇を抑えつつ第２蓄熱水槽３０内が冷やされた水で満たされる。すなわち、第２蓄熱水槽３０に蓄えられていた水と、外気により冷やされた水とが入れ替えられる。第２蓄熱水槽３０内が冷やされた水で満たされると、冷やされた水にて満たされた第２蓄熱水槽３０内では、熱の移動が小さいので、その後流入される、冷やされた水は冷やされた状態がほぼ保たれ、効率良く冷やされた水を蓄えることができる。

その後、冷房が稼働されて、第２蓄熱水槽３０の第２上部孔３４ａから連設蓄熱水槽１内に蓄えられていた冷やされた水が流出される際には、ビル内にて外気に暖められた水が第１下部孔２４ａから第１蓄熱水槽２０内に流入される。暖められた水が、第１蓄熱水槽２０の第１下部孔２４ａから第１蓄熱水槽２０内に流入されると、流入した水は仕切部材５０に囲まれた領域に流れ込み、仕切部材５０にて上方に案内される。流入した水は第１蓄熱水槽２０内の水より温度が高いので、第１蓄熱水槽２０の上側に溜まり、仕切壁部５１及び仕切側部５２の上から仕切部材５０に囲まれた領域を出て第２下部孔２４ｂ側に移動する。このとき、暖められた水は第１蓄熱水槽２０の上側に留まりつつも後から流入された水に押し下げられて、第１蓄熱水槽２０内に蓄えられていた水を第２下部孔２４ｂから押し出して、第１蓄熱水槽２０内を満していく。このように、第１蓄熱水槽２０内では、第１蓄熱水槽２０内に蓄えられていた水が先に第１蓄熱水槽２０から流出され、内部は暖められた水により満たされていくため、暖められた水と第１蓄熱水槽２０内に蓄えられていた水とが混合され難い。このため、第１蓄熱水槽２０では蓄えられていた水の温度が上がることを抑えつつ第１蓄熱水槽２０内が暖められた水で満たされる。

上記のような第２蓄熱水槽３０と第１蓄熱水槽２０とがそれぞれ１０基連なっているので、冷やされた水を連設蓄熱水槽１内に蓄える場合にも、暖められた水を連設蓄熱水槽１内に蓄える場合にも、冷やされた水及び暖められた水と連設蓄熱水槽１内に蓄えられていた水との混合を抑えつつ連設蓄熱水槽１内に大量の冷やされた水及び暖められた水が蓄えられる。すなわち、暖められた水と冷やされた水が混合される量が少なく抑えられる。このため、連設蓄熱水槽１内に、温度が低い状態の水、又は温度が高い状態の水をより多く蓄えることが可能である。

また、１０基の第２蓄熱水槽３０と１０基の第１蓄熱水槽２０との間に８０基の中継用蓄熱水槽４０を備え、第２蓄熱水槽３０と第１蓄熱水槽２０が隣接しない構成としたので、第２蓄熱水槽３０にて低温を保った水が直接第１蓄熱水槽２０に流入したり、第１蓄熱水槽２０にて高温を保った水が直接第２蓄熱水槽３０に流入したりすることはないので、暖められた水と冷やされた水とが混合されにくい。そして、第２蓄熱水槽３０と第１蓄熱水槽２０との間に設けた中継用蓄熱水槽４０は、暖められた水を蓄える際にも冷やされた水を蓄える際にも同様に機能するので、冷やされた水を蓄える際には１００基の蓄熱水槽１０のうち第１蓄熱水槽２０を除く９０基に蓄えられた水を、暖められた水を蓄える際には１００基の蓄熱水槽１０のうち第２蓄熱水槽３０を除く９０基に蓄えられた水を使用して、効率良く空調装置を稼働することが可能である。

また、本実施形態の連設蓄熱水槽１は、第１蓄熱水槽２０内の仕切部材５０が、蓄熱水槽１０が連設されている方向（所定方向）において第１下部孔２４ａ側に偏った位置に設けられているので、第１蓄熱水槽２０内は第１下部孔２４ａ側が第２下部孔２４ｂ側より狭く仕切られている。そして、第１下部孔２４ａから流入された暖められた水は第１蓄熱水槽２０内の第１下部孔２４ａ側の狭い領域にて速やかに上方に案内されるので、第１蓄熱水槽２０に蓄えられている水と混合しにくい。すなわち、蓄えられた水より温度が高く上昇しやすい水を、下部から流入させるとともに仕切部材５０にて仕切られた狭い領域にて速やかに上昇させるため、仕切られた領域外の水とは混合させることなく暖められた水を蓄えられていた水より上側に移動させることが可能である。このため、第１蓄熱水槽２０内に蓄えられた水の温度上昇を抑えて、供給された暖められた水と連設蓄熱水槽１内の水とを効率良く置換することが可能である。

また、第２蓄熱水槽３０内の仕切部材５０が、蓄熱水槽１０が連設されている方向（所定方向）において第２上部孔３４ａ側に偏った位置に設けられているので、第２蓄熱水槽３０内は第２上部孔３４ａ側が第１上部孔３４ｂ側より狭く仕切られている。そして、第２上部孔３４ａから流入された冷やされた水は第２蓄熱水槽３０内の第２上部孔３４ａ側の狭い領域にて下方に案内されるので、第２蓄熱水槽３０に蓄えられている水と混合しにくい。すなわち、蓄えられた水より温度が低く下降しやすい冷やされた水を、上部から流入させるとともに仕切部材５０にて仕切られた狭い領域にて速やかに下降させるため、仕切られた領域外の水とは混合させることなく冷やされた水を蓄えられていた水より下側に移動させることが可能である。このため、第２蓄熱水槽３０に供給する水の温度上昇を抑えて、供給された冷やされた水と連設蓄熱水槽１内の水とを効率良く置換することが可能である。

また、流水管の一方の端部には第１蓄熱水槽２０が連結され、他方の端部には第２蓄熱水槽３０が連結されているので、暖められた水及び冷やされた水と蓄えられていた水とが最初に置換される際、すなわち、地中から地上へ、又は、地上から地中に移動を開始する際に、暖められた水が効率良く置換される第１蓄熱水槽２０又は冷やされた水が効率良く置換される第２蓄熱水槽３０を通過するので、温度が異なる水同士をより効率良く置換することが可能である。

また、連ねて設けられた複数の第１蓄熱水槽２０のうちの隣接する２つの第１蓄熱水槽２０が一方の第１蓄熱水槽２０の第２下部孔２４ｂと他方の第１蓄熱水槽２０の第１下部孔２４ａが連結されているので、暖められた水の温度変化を抑えつつ、より多くの暖められた水を蓄えられていた水と効率良く置換することが可能である。

また、連ねて設けられた複数の第２蓄熱水槽３０のうちの隣接する２つの第２蓄熱水槽３０が一方の第２蓄熱水槽３０の第１上部孔３４ｂと他方の第２蓄熱水槽３０の第２上部孔３４ａが連結されているので、冷やされた水の温度変化を抑えつつ、より多くの冷やさえた水を蓄えられていた水と効率良く置換することが可能である。

また、蓄熱水槽１０内の液体より低い温度の液体に使用する場合には、蓄熱水槽１０内の液体より低い温度の液体に使用すると置換効率が悪い第１蓄熱水槽２０を使用することなく、第２蓄熱水槽３０と中継用蓄熱水槽４０とを用いて、より多くの液体を効率良く置換することが可能である。また、蓄熱水槽１０内の液体より高い温度の液体に使用する場合には、蓄熱水槽１０内の液体より高い温度の液体に使用すると置換効率が悪い第２蓄熱水槽３０を使用することなく、第１蓄熱水槽２０と中継用蓄熱水槽４０とを用いて、より多くの液体を効率良く置換することが可能である。

＜その他の実施形態＞
また、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に、本発明にはその等価物が含まれることはいうまでもない。

上記実施形態においては、仕切部材５０を蓋部材１８に備えた例について説明したが、蓄熱水槽１０の底や短辺壁部に設けたフレームに仕切壁部及び仕切側部を取り付けた構成であっても構わない。

また、上記実施形態においては、仕切壁部５１と、仕切側部５２とが複数のパネル体５１ａ、５２ａにて構成されている例について説明したが、これに限らず、仕切壁部５１と、仕切側部５２とは、各々１枚の板状の部材であっても構わない。また、仕切壁部５１と、仕切側部５２とがフレーム５３に着脱自在に固定されて構成されている例について説明したが、これに限るものではない。

また、連設蓄熱水槽内を循環する液体を水としたが、不凍液等、その他の液体であっても構わない。

また、上記実施形態においては、蓄熱水槽１０に流入される水を外気により冷却する例について説明したが、ヒートポンプやその他の冷却又は加熱装置等を用いて冷却又は加熱した水を蓄熱水槽に蓄える構成であっても構わない。

１連設蓄熱水槽、１０蓄熱水槽、１８蓋部材、１８ａ蓋部材の下面、
２０第１蓄熱水槽、２０ａ収容部、２１第１蓄熱水槽の底、２２側壁、
２２短辺側壁、２２ａ一方の短辺側壁、２２ｂ他方の短辺側壁、
２３長辺側壁、２４孔部、２４ａ第１下部孔、２４ｂ第２下部孔、
２５排水孔、３０第２蓄熱水槽、３０ａ収容部、
３１第２蓄熱水槽の底、３２側壁、３２短辺側壁、
３２ａ一方の短辺側壁、３２ｂ他方の短辺側壁、３３側壁、
３３長辺側壁、３４孔部、３４ａ第２上部孔、３４ｂ第１上部孔、
３５排水孔、４０中継用蓄熱水槽、４０ａ収容部、
４１中継用蓄熱水槽の底、４２側壁、４２短辺側壁、
４３長辺側壁、４４孔部、４５排水孔、
５０仕切部材、５１仕切壁部、５１ａパネル体、
５２仕切側部、５３フレーム、５５ボルト

Claims

空調装置に用いられ、複数の蓄熱水槽が所定方向に連設されており、液体が循環される流路をなす連設蓄熱水槽であって、
前記蓄熱水槽として、
前記蓄熱水槽における前記所定方向の一方側の下部に設けられた第１下部孔と、当該蓄熱水槽における前記所定方向の他方側の下部に設けられた第２下部孔と、当該蓄熱水槽内の下側を前記第１下部孔側と前記第２下部孔側とに仕切る仕切部材と、を有する第１蓄熱水槽、及び、
前記蓄熱水槽における前記所定方向の一方側の上部に設けられた第１上部孔と、当該蓄熱水槽における前記所定方向の他方側の上部に設けられた第２上部孔と、当該蓄熱水槽内の上側を前記第１上部孔側と前記第２上部孔側とに仕切る仕切部材と、を有する第２蓄熱水槽、を備え、
前記第２下部孔側と前記第１上部孔側とが連結されて前記第１蓄熱水槽内と前記第２蓄熱水槽内とが連通しており、前記蓄熱水槽内の液体より高い温度の液体を蓄える場合には、前記第１下部孔から流入され、前記蓄熱水槽内の液体より低い温度の液体を蓄える場合には、前記第２上部孔から流入されることを特徴とする連設蓄熱水槽。
請求項１に記載の連設蓄熱水槽であって、
前記第１蓄熱水槽が有する前記仕切部材は、前記所定方向において前記第１下部孔側に偏らせて配置されていることを特徴とする連設蓄熱水槽。
請求項１または請求項２に記載の連設蓄熱水槽であって、
前記第２蓄熱水槽が有する前記仕切部材は、前記所定方向において前記第２上部孔側に偏らせて配置されていることを特徴とする連設蓄熱水槽。
請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の連設蓄熱水槽であって、
前記複数の蓄熱水槽は地中に設けられ、
前記液体が地上に設けられた地上流路を経由して循環するように形成されており、
前記地上流路の一方の端部には前記第１蓄熱水槽の前記第１下部孔が連結され、他方の端部には前記第２蓄熱水槽の前記第２上部孔が連結されていることを特徴とする連設蓄熱水槽。
請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の連設蓄熱水槽であって、
複数の前記第１蓄熱水槽が連なっており、隣接する２つの前記第１蓄熱水槽は、一方の前記第１蓄熱水槽の前記第１下部孔と他方の前記第１蓄熱水槽の前記第２下部孔とが連結されていることを特徴とする連設蓄熱水槽。
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の連設蓄熱水槽であって、
複数の前記第２蓄熱水槽が連なっており、隣接する２つの前記第２蓄熱水槽は、一方の前記第２蓄熱水槽の前記第１上部孔と他方の前記第２蓄熱水槽の前記第２上部孔とが連結されていることを特徴とする連設蓄熱水槽。
請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の連設蓄熱水槽であって、
前記第１蓄熱水槽と前記第２蓄熱水槽との間には、前記蓄熱水槽として、
前記第１蓄熱水槽及び前記第２蓄熱水槽内の液体が、上下方向における中央から流入され、当該蓄熱水槽内の液体が上下方向における中央から流出される中継用蓄熱水槽が設けられていることを特徴とする連設蓄熱水槽。