JP2731083B2 - 蓄熱装置 - Google Patents

蓄熱装置

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JP2731083B2
JP2731083B2 JP4181870A JP18187092A JP2731083B2 JP 2731083 B2 JP2731083 B2 JP 2731083B2 JP 4181870 A JP4181870 A JP 4181870A JP 18187092 A JP18187092 A JP 18187092A JP 2731083 B2 JP2731083 B2 JP 2731083B2
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孝 中里
真司 兼子
房夫 寺田
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Sanyo Denki Co Ltd
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Sanyo Denki Co Ltd
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

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  • Central Heating Systems (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆる水封入銅アン
プル型の筒状の蓄熱容器などを用いて蓄熱する蓄熱装置
に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、空気調和装置などにおいて、ピ
ーク外時の電力を利用して、夜間に蓄熱装置に蓄熱して
おき、この蓄熱装置に蓄熱された熱を利用して、昼間の
空調などを行う空調システムは知られている。
【0003】この種の従来の空調システムに利用される
蓄熱装置としては、例えば、蓄熱槽本体の内部に蓄熱材
が封入された熱カプセルを配置し、そこに熱媒体を通し
て、この熱媒体の保有する熱を熱カプセルの蓄熱材に蓄
熱するようにしたものが提案されている(特開昭53−
55547号公報)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
構成では、熱媒体は熱カプセル間の隙間を一方向に通る
だけなので、この熱カプセル内の蓄熱材に十分に蓄熱す
ることができないという問題がある。
【0005】そこで、本発明の目的は、上述した従来の
技術が有する問題点を解消し、十分に蓄熱することので
きる蓄熱装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、蓄熱槽本体の内部に、互いの外周の一部
を接触させるように蓄熱材の封入された複数本の筒状の
蓄熱容器を設けて、この蓄熱容器の一群を形成すると共
に、この一群のこれらの蓄熱容器に接触する熱媒体の流
入側または流出側の少なくとも一方の側に熱媒体を冷却
もしくは加熱する熱交換器を設け、この冷却もしくは加
熱された熱媒体を一群の蓄熱容器の長さ方向に循環させ
るための循環ポンプを備えた蓄熱装置において、複数本
の筒状の蓄熱容器のうちの何本かの蓄熱容器の外径を細
めに形成すると共に、この細めに形成した蓄熱容器の外
周に突部を設け、この突部を有する蓄熱容器を複数本の
蓄熱容器の中に飛び飛びに配置したことを特徴とするも
のである。
【0007】
【0008】
【作用】本発明によれば、循環ポンプにより循環される
熱媒体は、熱交換器を通して繰り返し加熱または冷却さ
れ、その都度、暖熱または冷熱を蓄熱容器内の蓄熱材に
蓄熱するので、蓄熱効率が向上する。
【0009】
【実施例】以下、本発明による蓄熱装置の一実施例を添
付図面を参照して説明する。
【0010】図4を参照して、まず、空調システムを説
明すると、例えば、夜間にはピーク外時の電力などを利
用して蓄熱装置100に蓄熱され、この蓄熱装置100
に蓄熱された熱を利用して、昼間には、開閉弁101,
102が開かれ、ポンプ103、およびファン105が
駆動され、室内熱交換器104にて被調和室内の空調が
行われる。
【0011】図1を参照して、蓄熱装置100は蓄熱槽
本体1を有し、この蓄熱槽本体1の内部には、複数本の
筒状の蓄熱容器3,3…3が設けられる。
【0012】これら蓄熱容器3は、水封入銅アンプル型
であり、図2に示すように、銅製圧力容器3a内に空気
層3bを残して水3cを封入した構成である。銅製圧力
容器3aにおけるサイズの一例として、外径19.05
mm、内径17.05mm、長さ760mm、水の封入量15
6ccが挙げられる。
【0013】これによると、加熱された場合に、封入さ
れた水の温度は大気圧下での沸騰温度(100℃)を超
えて、約250℃程度にまで上昇する。ちなみに250
℃になるとその蓄熱量は約260kcal/kgに達す
る。
【0014】一群の蓄熱容器3,3…3は、図3に示す
ように、互いの外周の一部を接触させるように配列さ
れ、夫々の蓄熱容器3間には隙間8が設けられる。この
蓄熱容器3と蓄熱槽本体1との間に設けられる隙間8a
は狭く、蓄熱容器3間の隙間8bは、隙間8aの2倍と
広くなっており、これら隙間8a,8b間を後述する熱
媒体が循環する仕組みである。
【0015】これら一群の蓄熱容器3,3…3の上隣
り、および下隣りには、冷却器(蒸発器)5、および加
熱器(凝縮器)7が夫々設けられ、冷却器(蒸発器)5
は、図4に示すように、管路を通じて圧縮機11、凝縮
器12および電動式膨脹弁13につながれ、加熱器(凝
縮器)7は、管路を通じて圧縮機15、蒸発器16およ
び電動式膨脹弁17につながれる。なお、上記の加熱器
7として、電気ヒータを用いることは可能である。
【0016】また、蓄熱槽本体1の底部には、図1を参
照して、夫々の末端が上向きに開口30する下部パイプ
21が設置され、この下部パイプ21は管路を通じて循
環ポンプ23につながれ、この循環ポンプ23は、管路
を通じて下向きの複数の孔31を有する上部パイプ25
につながれる。
【0017】しかして、蓄熱槽本体1内には熱媒体とし
てのオイル(あるいはブライン)が満たされ、このオイ
ルは、循環ポンプ23により下部パイプ21、および上
部パイプ25を通じて常に循環される。なお、この熱媒
体にはそれ自体が凍結しない媒体が使用される。
【0018】次に、この実施例の作用を説明する。
【0019】例えば、ピーク外時の電力を利用して、夜
間に蓄熱装置100に蓄熱し、ここに蓄熱された熱を利
用して、昼間の空調などを行う。
【0020】この空調システムで暖房運転するには、図
5を参照して、まず夜間に冷却器5を停止すると共に、
加熱器7を働かせ、さらに循環ポンプ23を正回転させ
ることにより、矢印で示すように、オイルを循環させ
る。このオイルは、循環中に加熱器7で加熱され、一群
の蓄熱容器3,3…3内に封入された水3cと熱交換し
て、その水3cの温度を上昇させて、そこに蓄熱する。
【0021】そして、昼間は、循環ポンプ23の運転を
停止した後、開閉弁101,102を開けると共に、図
4に示すように、ポンプ103を働かせ、夜間に加熱さ
れた熱媒体を、室内熱交換器104に送り込み、ファン
105を回転させて、被調和室内を暖房する。
【0022】しかして、この実施例によれば、加熱器7
で加熱されたオイルが直ちに一群の蓄熱容器3,3…3
に接触するので、きわめて効率のよい熱交換が行われ
る。また、上記のように、蓄熱槽本体1内には蓄熱容器
3が一杯に詰め込まれ、この蓄熱容器3の1本1本の蓄
熱量はかなり大きいので、該蓄熱装置の蓄熱率は、従来
のものに比べて、大幅に改善される。なお、オイル加熱
時に使用される加熱器7には電気ヒータを用いてもよ
い。
【0023】また、冷房運転するには、図6を参照し
て、まず夜間に加熱器7を停止すると共に、冷却器5を
働かせ、さらに循環ポンプ23を逆回転させることによ
り、矢印で示すように、オイルを循環させる。このオイ
ルは、循環中に冷却器5で冷やされ、一群の蓄熱容器
3,3…3内に封入された水3cと熱交換して、その水
3cの温度を降下させて、そこに蓄冷する。
【0024】そして、昼間は、循環ポンプ23の運転を
停止した後、開閉弁101,102を開けると共に、図
4に示すように、ポンプ103を働かせ、夜間に冷やさ
れた熱媒体を、室内熱交換器104に送り込み、ファン
105を回転させて、被調和室内を冷房する。
【0025】これによっても、冷却器5で冷やされたオ
イルが直ちに一群の蓄熱容器3,3…3に接触するの
で、きわめて効率のよい熱交換が行われるなど、暖房運
転時の効果とほぼ同様の効果が得られる。なお、冷房運
転時には、循環ポンプ23を逆回転させるとしている
が、これは必ずしも逆回転させる必要はなく、暖房運転
時同様に正回転させてもよい。
【0026】図7および図8は他の実施例を示してい
る。
【0027】図7に示すように、外径が蓄熱容器3の外
径と比較してやや細めの蓄熱容器33が設けられ、この
細めの蓄熱容器33の外周には4方向に突出する突部3
3aが設けられ、この突部33aを有する細めの蓄熱容
器33は、図8に示すように、太めの蓄熱容器3,3…
3の間に飛び飛びに配列される。これによれば、図8か
らも明らかなように、蓄熱槽本体1と蓄熱容器3との間
の隙間8aに比べて、蓄熱容器3と蓄熱容器33との間
の隙間8cはかなり広がり、それは隙間8aの2倍以上
にも広がるので、そこを通過する熱媒体の流量は多くな
り、図3に示す実施例に比べ、熱交換効率を向上させる
ことができる。
【0028】図9は別の異なる実施例であり、外径がや
や細めの蓄熱容器43の外周には、3方向に突出する突
部45aを有するリング45が嵌められ、このリング4
5が嵌められた細めの蓄熱容器43もまた、太めの蓄熱
容器3,3…3の間に配列される。これによっても、隙
間8dをかなり広げることができ、熱交換効率を向上さ
せることができる。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、複数本の筒状の蓄熱容器のうちの何本かの蓄
熱容器の外径を他の蓄熱容器の外径よりも細めに形成す
ると共に、この細めに形成した蓄熱容器の外周に突部を
設け、この突部を有する蓄熱容器を複数本の蓄熱容器の
中に配置したので、蓄熱容器間の隙間が大きくなるの
で、これによって熱交換の効率がよくなり、蓄熱効率を
大幅に改善できる。
【0030】
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による蓄熱装置の一実施例を示す斜視図
である。
【図2】蓄熱容器の縦断面図である。
【図3】一群の蓄熱容器の配列を示す断面図である。
【図4】蓄熱装置を用いた空調システムの一例を示す回
路図である。
【図5】蓄熱時のオイルの流れを示す斜視図である。
【図6】蓄冷時のオイルの流れを示す斜視図である。
【図7】他の実施例を示す図2相当図である。
【図8】他の実施例を示す図3相当図である。
【図9】さらに他の実施例を示す図3相当図である。
【符号の説明】
1 蓄熱槽本体 3 蓄熱容器 5 冷却器 7 加熱器 8 隙間 23 循環ポンプ 100 蓄熱装置 104 室内熱交換器

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蓄熱槽本体の内部に、蓄熱材が封入され
    た複数本の筒状の蓄熱容器を互いの外周の一部を接触さ
    せて並設し、これら蓄熱容器の一群を形成すると共に、
    この一群の夫々の蓄熱容器に接触する熱媒体の入側また
    は出側の少なくとも一方の側にこの熱媒体を冷却または
    加熱する熱交換器を設け、この冷却もしくは加熱された
    熱媒体を前記一群の蓄熱容器の長さ方向に循環させるた
    めの循環ポンプを備えた蓄熱装置において、 蓄熱材が封入された複数本の筒状の蓄熱容器のうちの何
    本かの蓄熱容器の外径を他の蓄熱容器の外径よりも細め
    に形成すると共に、この細めに形成した蓄熱容器の外周
    に突部を設け、この突部を有する蓄熱容器を複数本の蓄
    熱容器の中に配置したことを特徴とする蓄熱装置。
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JPH0826961B2 (ja) * 1987-06-17 1996-03-21 三菱重工業株式会社 蓄熱装置
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