JP2014059141A

JP2014059141A - 潜熱蓄熱装置

Info

Publication number: JP2014059141A
Application number: JP2013242821A
Authority: JP
Inventors: Yoshinobu Yamaguchi; 義信山口; Michiko Yamaguchi; 美智子山口
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2014-04-03

Abstract

【課題】温水（液体）や温風（気体）の熱媒体（摂氏８６℃以下）の吸放熱で、均一な保有熱量、例えば（潜熱と比熱）を瞬時に大量に放熱を可能とする蓄熱装置を提供する。
【解決手段】蓄熱装置１に硫酸ナトリウム水和物系・酢酸ナトリウム水和物系及び各種明礬水和物系の潜熱蓄熱組成物を合成樹脂製或は金属製になるマトリックス構造体内に充填し、ステンレスの格子枠又は空のマトリックス構造体と組み合わせた単位ブロック躯体として、蓄熱装置１内に装着し、蓄熱体２と該蓄熱体２の積層間に熱媒体が層流する流通流路３を形成、効率的に熱交換できるように配置具備した層流式蓄熱装置１で、ヒートポンプや太陽熱を集熱の熱コレクターとしての利用を目的とする。
【選択図】図１

Description

温度を伴わずに物質固有の転移点で固／液の相変化で出入りの潜熱を利用する装置で、生活環境域で用いる温度（熱）の効率的活用を目的とする。該蓄熱装置（１）内に包括する潜熱蓄熱体（２）は薄く滑らかな表面と中空間層に独立した口径マトリックス構成の素材に合成樹脂製又は、或はアルミニウムの押出成型物で、中空間層に潜熱蓄熱組成物（６）を充填密封した潜熱蓄熱体（２）である。当該蓄熱体の積層間を熱流路とする構成を蓄熱装置内に固着して、外部の熱源と負荷への流出入口を付帯した層流式蓄熱装置。詳しくは、住宅やビル設備等の冷暖房や給湯システムに用いる潜熱型蓄熱装置（１）である。

一般的に給湯手段に湯水、或は水以外にブライン等の媒体を介した貯湯槽が知られている。直接貯水方式を除く蓄熱装置に内臓の蓄熱材に無機水和物を収納したブロー容器を装置して、熱流体に水やブラインを媒体物として用いてきた。これらを収納するタンクは断熱と外装を施した鋼鉄やＦＲＰ複合樹脂製及びポリエチレン製タンクが用いられている。該装置に装置の蓄熱材が熱媒体（水或はブライン）を介し、熱源装置を熱源に温水又は冷水がタンクに供給されて、給湯や暖房に用いる実施態様である。給湯には低廉な夜間電力を動力に電気抵抗体（ヒーター）や大気熱を温水にするＣＯ２（１４３ｇ）冷媒圧縮式や冷凍ヒートポンプがあり、或は太陽熱に代表されるパッシブな熱源が知られている。貯水装置は一般的に温度成層方式が用いられ、潜熱蓄熱材を使用する潜熱蓄熱装置例は（例えば特開２００７−３３３３２９号公報、特開２００５−３３７６６４号公報）等がある。

従来は合成樹脂製ブロー成型容器に前記蓄熱物質を充填して、これを貯湯内に装填し、槽内で熱媒体と乱流方式で熱交換する蓄放熱を手段としてきた。前記装置内に占める潜熱質量と熱流体（媒体）の割合の最大値は概ね５０対５０で装置当たりの保有単位熱量を倍増する効果があるが、運転上カプセル内の残熱が、熱効率と経済負荷の課題を生じていた。主因は投入の蓄熱材と熱流体を構成する熱伝導性に起因し、タイムラグの解消に貯湯、冷水装置容積の大型化が経済的リスクと熱効果効率低下の要因となっていた。

投入の潜熱蓄熱形状による熱伝導率が熱媒体より小さいことに起因し、吸放熱に係わる熱交換機能は接触する境界面積の適正値に比例して決定される、故に用いる蓄熱材の機能の向上、又、或は装置の大型化かの取捨択一により、経済負担を招いていた。

温度成層に採用の直水式貯湯方式は、給湯の温度が低いと中低温層との完全な成層が生成されず、湯量の利用効率が低下する。又、蓄熱物質としての水はその他の物質に比べ極端に低廉であるが、熱効率化による大型化で、寒冷地における内外温度差による熱損失の拡大と係る待機電力消費の経済負担増を招いていた。

前述の如く、特に寒冷地での貯湯は自然放熱の熱損失が謙虚で、貯湯構造が温度成層式は、屋外設置の場合、一日の熱損失質量が増大する。周囲温度＝供給水温＝１０℃の条件下で、仮に周囲温度０℃の場合、熱損失は倫理上の必要熱量（Ｋｃａｌ）に対し、熱損失率は実に３８．８％に達するとの実態が報告されている。

該構造物の設置場所選定に係る経済負担増で小型化が所望され、その解決技術として、潜熱蓄熱材が検討されてきたが、特に現行ＣＯ２（１４３ｇ）採用の冷媒ヒートポンプシステムの値で効率的克つ有効に熱効果と経済的実効性を持合わせた蓄熱装置が模索さていた。

無機水和物系を潜熱蓄熱組成物に用いるには、組成物保有の過冷却、相分離の性状課題を解決しないと組成材に活用はできないことは既に公知である。酢酸ナトリウム系を例題とした記載の特許文献特公昭６１−４２９５７号公報、特公昭５９−５４３号公報で破過冷却手段の過冷却解除剤が示されているが、相分離等に係る解決と互換性の手段が明確ではなく装置に利用するにはこのような課題を解決した蓄熱材の選定と活用技術が基本的に重要である。

特開２０１０−１２１８１４号公報特開２００７−３３３３２９号公報特開２００６−０７５５７９号公報特開２００５−３３７６６４号公報特開２００１−２０７１６３号公報特開２０００−１１９６４３号公報特開２０００−３４５１４７号公報財団法人日本機械工業学会建築研究会財団法人電力中央研究所研究報告「研究報告Ｍ０５０１０」

給湯の所定温度、例えば、６０℃の温度成層貯湯方式は中低温度層の温度が残熱し、体積当たりの所要熱量（温度）が減少する傾向が顕著で、容積に比べ貯蔵／放熱の高効率に課題があり、解決の選択手段として装置の大型化で対処したが、結果はイニシアルコスト負荷を拡大して、ランニングコストでのリスク負担ができない、経済的デメリットを生み出しいていた。例えば、前記酢酸ナトリウム水和物相当を用いた場合、貯湯装置部は前記ビストンフローで、所要な温度確保が容易で温度成層を生じない。良好な循環熱伝導のレスポンスにより、潜熱と加熱比熱を瞬時に供給できる特徴を有し可逆も同様である。熱利用上、潜熱蓄熱材の熱伝導率に起因する蓄熱材及び容器はより、単純低廉な構造が嘱望され、熱交換に係る熱媒体と蓄熱組成物及び熱交換の装置構造など、良好な湯量供給手段が求められていた。

本発明は潜熱を熱供給に採用する系で一般的に知られる潜熱蓄熱水和物組成物と水の密度比は平均１．４倍以上、環境温度＝水温＝（△Ｔ／１０℃）時の所要熱量と放熱量差は３．５倍から５．０倍と大きく、装置にかかる容積のコンパクト化を示唆するものである。該各系蓄熱物質は物質固有の融点以上で吸熱により融解潜熱を貯めて、融点以下で凝固以潜熱を放熱する。吸熱と放熱は可逆的なエナンチオトロピー（互変）に依る転移点現象が完了まで、転移点での所定温度で潜熱放熱を持続する性状を示す。

本発明は単独又は相和した混合物を調理調合し、各系の主材とする水和化合物に用いて、使用目的別に用途に順じて適用する。一例として核系の内、酢酸ナトリウム水和物相当の場合、その正常値は融点５８℃、線熱量３５８Ｊｋｇ／Ｋｃａｌの包晶型水和物の場合、前融解過程に係る過熱温度は包晶性状で融解は８０℃の高温となる。故に、融解／凝固等の熱履歴過程で分子間分離や過飽和による過冷却状態を発生する。又、パラメーター感度解析で標準とした前記酢酸ナトリウム水和物相当による液体での熱伝導率は０．４１（ｗ／ｍ．ｋ）と水の熱伝導率（ｗ／ｍ．ｋ）の６７％と熱伝導率に影響されていた。

本発明は前述の課題を効果的に解決する高い熱伝導効果率を有する潜熱蓄熱装置を提供すことを目的としている。

本発明は潜熱蓄熱体を内臓する蓄熱装置が前述の課題を解決する潜熱蓄熱組成物を充填してなる。ここに記載のマトリックスの語意は行列、配列、層、鋳型を表す英語である。以降、当該蓄熱体をマトリックス構造蓄熱体（２）と呼称し、係る蓄熱装置（１）と定義し、当該蓄熱体を複数量積層又、或は縦に並列した構成の潜熱蓄熱装置（１）である。

手段として、該マトリックス蓄熱体（２）の積層または縦に並列間に熱媒体（３）の流路を確保して、目的規模に応じて複数に分割ブロック単位とすることで現場組立の自在な利便性を確保した構成である。これにより、熱媒体との熱交換で効率的な放吸熱と熱接触面積の効果が得られ伝熱速度を発揮できる。尚、該ブロックに採用の蓄熱体（２）は予め転移点及び熱容量の可変も可能である。当該装置に付帯する分配水ヘッダー（５）を介した熱媒体（３）マトリックス蓄熱体（２）の流路にかかる接触境界面では、一般的に熱媒体と物質の熱交換の場合、ズレ応力、ゆがみ、粘性の抵抗等が作用し熱伝達速度は減少する。層流は乱流に比べて熱伝達速度を飛躍的に向上効果大きい態様を示す。

蓄熱装置内（１）のマトリックス蓄熱体（２）所要の熱容量と粘性で理論値のレノズル係数が小さい熱媒体の採用と滑らかなマトリックス面の相乗効果により、熱流体は流れに直角に熱伝導され、抵抗が小さく流速に乱れが生じない機能を発揮する。マトリックス蓄熱体（２）と熱媒体（３）の境界面に係る熱交換は基準熱流量を規定内で吸放熱のレスポンスを発揮する。マトリックス蓄熱体（２）の寸法厚は２ｍｍから１５ｍｍの範囲であり、装置に仕様は３ｍｍから７ｍｍ厚が良好な態様である。尚、流路の形態は積層に限定されない。マトリックス蓄熱体（２）の表裏は粘性の小さい熱媒体と均等で滑らかな平面が層流に良好な態様である。

潜熱蓄熱組成物が所要する温度が融点以上で液化した状態から更にそれが融点より下がると凝固のエントロピーの生成が完了するまで、かかる系の転移点で系所要の質量に応じて、エネルギーの放熱を行う。可逆また同様である。一般的に潜熱蓄熱物は融解して、完全に液化し熱吸収する性状と可逆性を活用する装置で、該装置に使用する系は前述の如く、一般的には水容量に比べ、無機水和物の場合、比重差で１．４０倍以上、周囲温度＝供給温度＝20℃の条件時、ΔＴ／２０℃で水の約３．５倍以上、所要熱量は３５８ＪＫＣａＬ／Ｋｇの潜熱量は熱伝導効率の向上とコンパクト化で有利で、装置を小型にして、装置にかかる表面負荷（放熱ロス）を軽減する。

また該潜熱蓄熱組成物（６）は各々が独立した中空層（トンネル状）のマトリックス構造内に内包され、熱媒体（３）と該蓄熱体の接触面及び断面の熱抵抗値を改善し、温度伝達効率を促進する。この構成により、熱抵抗負荷を軽減し温度伝達効率と熱供給機能を向上できる。また、装置の小型化により単位熱放熱の熱損失を軽減し、従来型の貯湯槽による所要熱量葉概ね５０％以上の削減効果と低廉で省電力、省スペース、省エネルギー効果を利する貯蔵装置の提供を可能とする。

本発明に採用する一般的な各系に属する潜熱蓄熱組成物のうち、例えば、３２℃に転移点を有する硫酸ナトリウム系組成物の場合、潜熱と融解に係る顕熱、または凝固点以下の転移点への互変作用も活用できる。同様に酢酸ナトリウム水和物系も保有潜熱量に影響を与えることなく,５７．５℃付近の融解潜熱と融解にかかる顕熱を熱媒体との熱交換に活用できる。尚、９４℃に融点を有する明礬系水和物相当は互変を８０℃付近に調整し潜熱蓄熱組成物として用いることが出来る

蓄熱材として、採用する各系の原型保有熱量は採用の用途や温度により異なるが、潜熱熱量は概ね、２４０ｋｊ／ｋｇ以上の高熱量を保有したものを蓄熱装置内に所要温度に仕上げたマトリックス蓄熱体を固定固着し、用途別に適切な系を施すことが特徴である。

本発明の装置が保有する温度域により、連携する熱供給機器、或はエネルギー（太陽熱、大気熱、排熱、地熱等）の再生可能な熱として、低温度域から高温度域で、活用可能な低廉な電力を動力として、活用可能な熱源機に冷凍ヒートポンプ、圧縮式、熱吸収式ヒートポンプを活用や室内の除湿による冷房に化学的吸着と気化熱処理を行うデシカント空調システムの乾燥装置として、活用すれば。消費電力に係るエクセルギーを省き、大幅なＣＯＰの向上と省電力化を促進できる。

該マトリックス蓄熱体（２）は熱媒体（３）の流量と接触する面積率と採用の蓄熱材固有の熱伝導率の改質（１．１６ｗ／ｍ・℃）の効果により、接触面積と流量抵抗に比例して、温度伝達効率を決定し、固有の温度伝達抵抗を緩和する有効な手段である。潜熱蓄熱組成部と外部負荷接触値、即ち容器厚の適正化と、内臓する蓄熱素材の伝熱効率化の和をもって、マトリックス構造体の選定基準とする寸法厚の適正値を設定して、一定値の温度伝達効率で熱媒体を凌駕する熱伝達レスポンスに叶った即効値で吸放熱を行う効果が大きい。当該装置葉熱伝達の効率化に表面積と熱質量の増量確保の相乗効果の特徴を有する。

当該蓄熱装置（１）は、採用する各系固有の互変に係る潜熱量を保有し、熱伝導抵抗の減少手段により、可逆的エントロピーの生成を短縮し、熱効率の向上に寄与する。しかしながら、一般的に複数分子で構成される無機水和物は、酢酸ナトリウム水和物と同様に
分子比重の違いによる相分離や過冷却が顕著で、相変化で発生する２層分極化構造を生成する特異性が系の単独での蓄熱機能の発揮を阻害していた。特に相分離防止に用いられる親水性ゲル化剤や過冷却解除材が知られているが、蓄熱素材の結晶に不均衡を生じるなど相変化にかかる潜熱量や化合反応の実用化を阻む実態を解消する選定技術を基本として、本発明の装置に登用するマトリックス構造蓄熱体（２）はこれらの課題を実施値で解決したものに限定してもちいる。

本発明の蓄熱装置（１）は前述の如く、合成樹脂製になる滑らかな平面状有し、その中空間に独立した空間口径が正方形等になるマトリックス成型物で、その口内に潜熱蓄熱組成物を充填した構成体である。その外厚は３ｍｍから１５ｍｍのマトリックスを構成し、該マトリックスの素材がポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の合成樹脂製や金属アルミニウム（ＡＬ）より選ばれ、タンク装置の素材にポリエチレン製及び合成樹脂複合機材のＦＲＰやＳＵＳ等の鋼材を採用できる。

本発明の蓄熱装置に設置のマトリックスに装用の相変化組成物（６）に塩化ナトリウム水和物系、硫酸ナトリウム水和物系、酢酸ナトリウム水和物系、明礬水和物系及び有機化合物から用途に適応したマトリックス蓄熱体（２）を提供できる。

固有の融点で相変化する各系の組成物（６）を内蔵するマトリックス蓄熱体（２）と熱媒体（３）との間で、温度差を介して、可逆的に熱吸収と放熱が行われる。従って、所要の前記マトリックス蓄熱体の使用量（厚／枚数）を可変することで、熱量に係る負荷（入口／出口温度）に適正な供給機能を維持し、熱流媒体と前記マトリックス蓄熱体の効果的な熱伝達を発揮する。所要熱量の増量と相俟って、熱伝達機能の効率化と使用負荷に対応した温度と熱量の供給機能効果をもたらす良好な態様である。

当該蓄熱装置の機能は層流を特徴とするマトリックス構造蓄熱体（２）で滑らかで平坦な表裏面を保有し、熱媒体（水）の層流により、相互間の境界面の温度伝達効果が均一で、熱即効性に優れた熱交換を発揮する層流効果を最大に引き出すように工夫した装置を可能とした。熱伝導効率の向上手段として、熱媒体（３）接触する前記蓄熱体（２）総厚は前述のように許容外厚の基準値３ｍｍ≦１５ｍｍであり、特に３．５ｍｍから７ｍｍの範囲が伝熱に良好な態様である。

熱伝達効率解析はパラメーター感度解析で公表の理論値は、熱抵抗抑制値に近似の形態を示している。尚、該蓄熱体の積層効果により、熱媒体との接触面の拡大は保持熱量の増量と温度伝達効率の向上で好ましい効果を示した。融解は熱伝導度に比例し、熱抵抗に反比例する、熱伝導Λと温度伝導率はａ＝λ／ＰＣとの関係法則に起因し、マトリックス蓄熱体の単位熱量の増減に関係する。即ち、蓄熱量の高密度化と高出入力により、設置機器等熱効率ＣＯＰの向上に基づいて構成している。

従来技術に係る容器との比較例で、球状８０ｍｍΦの合成樹脂プロー成型カプセルやボード状容器２０〜４０ｍｍｔに比べ、蓄熱材の単位当たりの温度伝達能は概ね、乱流式の２０倍以上改善して、省スペース化と迅速な熱の出入で熱伝達促進の確保により、装置の小型を促進できる。即ち、内外温度差△Ｔ１０℃で、容積１４０キロリットルの蓄熱材の潜熱量と水の比熱量の比較で高温水７０℃熱量は２９，４００キロリットルに対して、該、該系の５８℃時のマトリックス蓄熱体（５ｍｍ×体積×数量）の概算１３５キロリットルの潜熱は５７，９００Ｋｊ／キロリットルで、単純に５５℃から８０℃範囲の熱媒体の比熱量を加えると総熱量は７２，１３５ｋｊ／キロリットルを所要する結果を得た。

加熱、密度に於いて、保有熱量差は約３倍に値する優位性を発揮し、放出熱量の即応性と省スペースで省エネ効果がある。この給湯実態例は熱負荷が熱媒体と例えば、採用の系が酢酸ナトリウム水和塩の熱交換で決定される。

熱源及び負荷に係わる潜熱蓄熱組成物は容器やその容積に限定されないが、厚み選択例として、寸法厚７ｍｍ使用の場合、熱伝導率は、概ね水と同等乃至、それ以上の伝熱効果を示し、実験値で良好な吸放熱効果を得た。

マトリックス蓄熱体の両面に係る熱媒体との熱接触で融解／放熱の伝達で効率が向上する。例えば、採用の蓄熱材酢酸ナトリウム水和物の所要熱量は３６５ｋｊ／ｋｇの熱量と５℃転移点をマトリックスの蓄熱体として所要し、所定時間内に熱供給機能を発揮した。

一般的に水和物の多くは包晶型であり、２分子以上の性状は融解に要する温度を固有の融点より融解に係る高温が必要であり、調和型へ変更処置や熱抵抗を軽減する改善手法などの技術とその効果が所望されているが、特公昭５４−３７０６８号公報や特公昭５９−９３７７９号公報には、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、各カリウム、アンモニウム塩等の添加で融点変更の可能性が記載されている。しかしながら化合プロセス上で別の化合反応による性状を生成するなど正常値が安定しない等の課題があった。係る個別の実験値は記載しないが明礬系は調和型であり、過冷却現象を除けば、所望の加熱温度も降温処置融点に対応の潜熱蓄熱組成物を得ることができる。

又該系にポリカーボネート樹脂成型物は１２０℃＜の耐熱を有し、夜間電力を動力に大気熱や太陽熱を該蓄熱容器に貯める単位潜熱量が大きく、温度伝導度に優れる潜熱型蓄熱装置の構築と冷暖房給湯設備の省スペース、省電力化に寄与する特徴を有する。

該マトリックス蓄熱体（２）を装着する蓄熱装置（１）の素材はＦＲＰ等複合樹脂製のタンクを採用して、その蓄熱装置内部に前記マトリックス蓄熱体（２）を積層間に熱流媒体の流路の空間（３）を設定してなる構成物である。

これらの装置の設置は土中に埋設や床下・地下室等の未利用スペースの活用で熱ロスの防止や多様性に優れた利便性を所要する断熱手法上有利である。また本発明に関連するＣＯ２冷媒を用いた機構のヒートポンプや排熱利用装置による連携機構は寒冷地や乾燥地帯での太陽熱や地熱を熱源する、前述の除湿冷却機能のタイムラグを補い、ダイレクト放熱蓄熱装置として良好な活用手段となり得る経済性において低廉な手段である。

本発明は予め、境界層となるマトリックス蓄熱体（２）の固定と熱媒体の流路（３）の確保と単位化及び低廉化を目的に設計された専用のステンレス細棒を格子枠状に組上げて、ブロックとした躯体構造で、マトリックス蓄熱体（２）の所要数を固着しブロック単位とした。該ブロックの必要所要数を装置内に装填完備した蓄熱装置（１）である。又、或は前記蓄熱体（２）に付帯する熱媒体の流路（３）に、空洞のマトリックス構造体（７）を用いる。両体相互の開口部位置が直角に交差するように積層配置して、所要量を結束固定し、ブロック単位とする手段で、小型軽量化と運搬や現地組立作業の効率簡素化と装置（１）内の設置に対応する機能を特徴としている。

前記に係る熱伝達及び温度は接触面積に比例して増大し、該マトリックス蓄熱体と熱媒体の接触面は熱流量の効果を最大に引出す構造が熱交換効率の向上に正比例した効果を発揮できる。

熱媒体の流路確保に前記ブロック格子構造躯体に固定された蓄熱体（２）に対する流路に有効に作用する可変間隔は（１ｍｍｔ≦１０ｍｍ）の範囲にあり、熱伝達に有効なマトリックス蓄熱体厚と同等以下の範囲とすることが熱伝達上で潜熱／比熱を併用して活用するに望ましい態様である。

本発明の装置は予め、使用目的と基準に準じた潜熱温度と熱量を想定し予め、採用の潜熱蓄熱組成物を選定し、温水（液体）や温風（気体）の熱媒体（摂氏８６℃以下）の吸放熱で、均一な保有熱量、例えば（潜熱と比熱）を瞬時に大量に放熱を所望される事態に即く可能な熱装置として、機能する特徴を保有する。

本発明に採用する蓄熱装置（１）の材質は合成樹脂成型製構造の内部に単位単体のブロック枠躯体に誘致し固定されたマトリックス蓄熱体（２）の所定複数を積層した状態で蓄熱装置（１）内に装填固着し、マトリックス蓄熱体（２）を固定し支えるブロック枠躯体の固定部位が相流を阻害しない構造で設定し、熱媒体（３）の層流を確保している。尚、ポンプを介する外部熱源及び負荷への導通管を流通する熱媒体（３）は架設の配分水ヘッダー（５）を介して、前記ブロックに固定されたマトリックス蓄熱体面の積層間の境界層になる流路を層流して、該蓄熱体と効果的に熱接触するように設定した構成である。所要温度まで昇温した熱媒体（３）は規定熱量を前記マトリックス蓄熱体と互変で発生する潜熱／比熱の可逆的吸放熱を実施した。当該蓄熱装置（１）の入口温度及び出口温度は架設ヘッダー部（５）の解析結果を図３、及び図４に示す。試料に酢酸ナトリウム３水塩組成物相当の機能維持調整組成物を用いた。

本発明は太陽熱、大気熱、排熱、地熱を利用する潜熱蓄熱装置（１）として、保持する高熱量の温度伝熱効率を向上して、従来装置に比べ概ね、５０％削減の小型化と、低廉な蓄熱装置化の提供を可能とし、省電力化と低炭素化抑制効果が期待できる。核産業及び農業用施設や住宅用の各熱源に対応した熱吸放熱で、冷暖房及び給湯用の効率化やエコーでパッシブなエネルギーの活用に応用する。

本発明の実施の形態における蓄熱装置の構成図（１）。マトリックス構造蓄熱体（２）を固着したブロック枠躯体内の積層構成を示す。マトリックス蓄熱体（２）積層するブロック構造体（例Ａ＋Ｂ）分割の複数と熱媒体の流路（３）を確保して、給分水ヘッダー（５）の入口／出口の熱交換における熱量変化と放熱温度の変化を示す曲線図。熱量と放熱能力の変化の熱媒体（水）とマトリックス蓄熱体（積層）の熱交換と吸放熱グラフ。蓄熱装置（１）に付帯の熱源機（圧縮ヒートポンプ）との連携状態を示す概念図。（Ａ）マトリックス蓄熱体（２）の熱媒体流路（３）とする（Ｂ）の空洞マトリックス構造単体（７）の平面概念図。（Ａ）マトリックス蓄熱体（２）の（Ｂ）熱媒体流路（３）に採用の空のマトリックス構造体（７）を交互に交差させて積層（縦式図と横式図）の複数を単位ブロックとして、結束固定した断面を示す概念図。

１．〜蓄熱装置
２．〜マトリックス蓄熱体
３．〜ブロック枠構造体に組み込まれた蓄熱体と熱媒体流路の形状
４．〜格子状構造ブロックの仕切部
５．〜ヘッダー分配水器
６．〜潜熱蓄熱材組成物
７．〜空洞のマトリックス構造体

Claims

潜熱蓄熱材組成物（６）を内包したマトリックス蓄熱体（２）と空のマトリックス構造体（７）を組み合わせ固束した構成物及び格子状金属枠で構成される躯体（４）にマトリックス蓄熱体を所定の間隔で該格子に付帯設定して、単位ブロックの所要量を固着したブロック躯体を外部の熱源や負荷に接続した導通管と分配水ヘッダー（５）を付帯した蓄熱装置（１）内に積層、又は縦に並列になるように装填固着して、熱媒体（３）と蓄熱体（２）の境界面での熱互変に係る機能を有する潜熱蓄熱装置（１）に関する。
滑らかな平面を構成する合成樹脂製、及び金属製の押出成型物で、外径厚が２．５ｍｍから１５ｍｍｔの範囲で独立した口径マトリックスを有する構造物（７）、該内部に所定の潜熱蓄熱組成物（６）を充填し、開口部の密封処理を施したマトリックス蓄熱体（２）、該マトリックス構造体（７）を構成する素材が高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネートの合成樹脂、或はアルミニウム金属を用いる特許請求弟１項記載の潜熱蓄熱装置（１）に関する。
蓄熱装置（１）に内に装着固持のブロックを構成する躯体が、マトリックス蓄熱体（２）と空のマトリックス構造体（７）を固束した構成物又或はステンレス製細棒材を格子状で構成するブロック固定躯体にマトリックス蓄熱体（２）を支持固定して、層流を確保するマトリックスの形状が積層置或は縦並列置であり、マトリックス蓄熱体（２）に接する熱媒体（３）流路厚が、該蓄熱体の総厚寸法以下の範囲にある態様で、蓄熱装置が断熱材及び外装化粧を施した鉄鋼製或は合成樹脂製で特許請求弟１項記載の潜熱蓄熱装置（１）に関する。
マトリックス構造蓄熱体（２）に充填される潜熱蓄熱組成物（６）が、その組成機能維持に必要な相分離阻止材、過冷却阻止材、熱伝導促進分散材及び転移点に係る所要調整剤の処方を施した無機水和化合物（硫酸ナトリウム水和物、酢酸ナトリウム水和物、明礬水和物）或は、パラフィンに係るマトリックス蓄熱体（２）を用いた特許請求弟１項及び弟２項に記載の潜熱蓄熱装置（１）に関する。