JP3316859B2 - 化学蓄熱システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、反応材と被反応材が反
応する際に発生する、低温熱または高温熱を利用した化
学蓄熱システムに係わり、特にファンコイルユニット用
熱交換器の近傍に設けた分散型の化学蓄熱システムに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来の化学蓄熱装置としては、特開平３
−９１６６０号公報、特開平３−２５２５９号公報、公
表特公報平２−５００３８４号に記載の装置がある。こ
れら従来の技術は、（１）それぞれ真空容器内に収設さ
れ、互いに連設されて吸着材及び該吸着材を加熱、冷却
する伝熱面と、冷媒及び該冷媒を凝縮、蒸発させる伝熱
面とを備え、かつ吸着材を加熱、冷却する伝熱面に吸着
材を加熱冷却する手段を付設し、一方、冷媒を凝縮、蒸
発する伝熱面に冷媒を凝縮、蒸発させる手段を付設した
吸着式蓄熱装置を利用し、吸着材を加熱し、冷媒を蓄熱
すると共に、冷媒の蒸発潜熱により冷却された冷熱及び
吸着材から発する吸着熱により加熱された温熱を各単独
又は同時に利用可能なるように構成した吸着式蓄熱装置
か、（２）気相と液相の間で相変化する作動媒体を充填
した複数の密閉容器のそれぞれの中に、冷却用流体また
は加熱用流体の供給を受け、冷却用流体受給時には作動
媒体の吸着する一方加熱用流体供給時には作動媒体を放
出する作用をする吸着材熱交換器による作動媒体の吸
着、放出にともなって作動媒体に蒸発又は凝縮作用を生
じせしめる作用をする作動媒体用熱交換器とを設置する
一方、各容器の外には、各作動媒体用熱交換器に接続さ
れて作動媒体の蒸発作用時に冷却されるべき披冷却用流
体を供給する冷熱利用機器と、作動媒体用熱交換器に接
続されて作動媒体凝縮作用時に凝縮用流体を供給する凝
縮用流体供給源を設けると共に、吸着材付熱交換器は相
互に直列に接続する一方、作動媒体用熱交換器はこれを
相互に直列に又は別個に、冷熱利用機器又は凝縮用流体
供給源に選択的に接続するようにし、作動媒体用熱交換
器は同一密閉容器内にある吸着剤付熱交換器において吸
着作用時にには冷熱利用機器に、放出作用時には凝縮用
流体供給源に接続されるように、それぞれの作動媒体用
熱交換器が相互に時間差をもって冷熱利用機器又は凝縮
用流体供給源に接続されるようにした吸着式冷凍装置が
開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の技
術は、ファンコイルユニット用熱交換器に流がれていた
熱媒体を利用して、化学蓄熱装置の蒸発器（あるいは凝
縮器）の加熱と冷却、反応器の冷却、あるいは蒸発器で
発生した低温度の熱および反応器で発生した高温度の熱
をファンコイルユニットに効果的に輸送して、多機能な
冷暖房が行なえないものであった。また、ファンコイル
ユニット近傍に化学蓄熱装置を設け、夜間電力を有効に
利用できるシステムを提供していない。

【０００４】本発明の第１の目的は、化学蓄熱装置、フ
ァンコイルユニット用熱交換器、冷凍機（またはヒート
ポンプ）を組合せ、化学蓄熱装置で発生する低温熱また
は高温熱を所望時前記熱交換器に輸送して冷暖房に利用
できる化学蓄熱システムを提供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、小形な化学蓄熱装
置をファンココイルユニットに結合し、既設の事務所や
ビルへ化学蓄熱装置を導入して夜間電力を利用し易くす
るとともに、多機能な冷暖房が行なえる化学蓄熱システ
ムを提供することにある。

【０００６】本発明の第３の目的は、前記システムに用
いるのに便利な化学蓄熱装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明はファンが駆動されることにより冷風が発生
するファンコイルユニット及びファンコイルユニット用
熱交換器と、圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張弁とを有す
る冷凍機と、反応材を収納した反応器と被反応材を収納
した容器とを有する化学蓄熱装置と、を組合せ、化学蓄
熱装置で発生する低温熱または高温熱をファンコイルユ
ニット用熱交換器に輸送して冷房に利用する化学蓄熱シ
ステムにおいて、冷凍機を介して熱媒体をファンコイル
ユニット用熱交換器へ循環させるポンプと、多孔体フィ
ンと一体化された反応器に設けられた熱交換器及びフィ
ンが設けられた容器に設けられた熱交換器とをファンコ
イルユニット用熱交換器にそれぞれ連結するバルブ付き
のパイプと、を備え、化学蓄熱装置はファンコイルユニ
ット内に収納され、冷凍機で冷却された熱媒体はポンプ
が運転されることによりファンコイルユニット用熱交換
器へ送られ、化学蓄熱装置で発生する低温熱又は高温熱
はバルブを切り換えることによりファンコイルユニット
用熱交換器へ輸送されるものである。

【０００８】また、上記のものにおいて、ファンコイル
ユニット用熱交換器から発生された冷風の下流側となる
ように化学蓄熱装置が設置されていることが望ましい。

【０００９】さらに、上記のものにおいて、反応器は焼
結金属体のフィンと細パイプとが組み合わされたもので
あることが望ましい。

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】多孔体フィンと一体化された反応器及びフ
ィンが設けられた容器とにそれぞれ設けられた熱交換器
をファンコイルユニット用熱交換器にそれぞれ連結する
と共に、反応器及び容器をファンコイルユニット内に収
納したので、多機能な冷暖房が行えると共に、小形な化
学蓄熱装置とすることができる。そして、このようなフ
ァンコイルユニットをビル内に多数取付けることで蓄熱
容量を大きくして導入を容易とすることができる。

【００２７】又、前記各々の熱交換器に冷凍機またはヒ
ートポンプを通した熱媒体を独立に流せるようにすると
ともに、反応器用熱交換器、ファンコイルユニット用熱
交換器、容器用熱交換器の順もしくは逆の順に前記熱媒
体を流せるように構成しているので、ファンコイルユニ
ット用熱交換器、化学蓄熱装置の蒸発器（凝縮器）単独
で空気調和できるし、化学蓄熱装置の再生を行なうこと
ができる。

【００２８】又、化学蓄熱装置を前記ファンコイルユニ
ット用熱交換器に隣接して設けているので、反応器で発
生した高温度の熱蒸発器で発生した低温度の熱を、ファ
ンコイルユニット用熱交換器に容易に輸送して、暖房、
冷房が行なうことができ、夜間電力の有効利用、冷暖房
力の増強、多機能な空調ができる。

【００２９】又、各バルブを切り換えることにより、夜
間に前記反応器内の反応材あるいは前記容器内の披反応
材の再生を行なっているので、夜間電力の有効利用がは
かれる。

【００３０】又、化学蓄熱装置を前記ファンコイルユニ
ット用熱交換器に隣接して設け、前記化学蓄熱装置と前
記ファンコイルユニット用熱交換器とが独立して空気調
和を行なえるように構成しているので、ファンコイルユ
ニット用熱交換器、化学蓄熱装置の蒸発器（凝縮器）単
独で空気調和できるし、両方を併用することにより冷暖
房力の増強、多機能な空調ができる。

【００３１】又、冷凍機用凝縮器と化学蓄熱装置用反応
器、冷凍機用蒸発器と化学蓄熱装置用蒸発器をそれぞれ
熱的に結合し、前記冷凍機用凝縮器と化学蓄熱装置用反
応器とを外部の冷熱源と熱的に結合するとともに、前記
冷凍機用蒸発器と化学蓄熱装置用蒸発器とをファンコイ
ルユニット用熱交換器と熱的に結合し、少なくとも前記
冷凍機、化学蓄熱装置のいずれか一方で冷房を行なうよ
うにしているので、冷凍機の蒸発器、化学蓄熱装置の蒸
発器の単独で冷房できるし、両方を併用することにより
冷房能力の増強がはかれる。

【００３２】又、少なくとも前記冷凍機、化学蓄熱装置
のいずれか一方で暖房を行なうことにより、冷凍機の凝
縮器、化学蓄熱装置の凝縮器の単独で暖房できるし、両
方を併用することにより暖房能力の増強がはかれる。

【００３３】又、圧縮機と凝縮器と蒸発器と膨張弁とを
備えた冷凍機と、該凝縮器と反応材を収納した反応器と
を、および前記蒸発器と被反応材を収納した容器とを熱
交換器を介して熱的に結合するとともに、前記凝縮器と
反応器と外部熱源とをそれらを結ぶバルブ付きパイプに
より連結し、前記蒸発器と容器とファンコイルユニット
用熱交換器とをそれらを結ぶバルブ付きパイプにより連
結しているので、冷凍機の蒸発器、化学蓄熱装置の蒸発
器の単独で冷房できるし、両方を併用することにより冷
房能力の増強がはかれる。

【００３４】又、圧縮機と凝縮器と蒸発器と膨張弁とを
備えた冷凍機と、該凝縮器と反応材を収納した反応器と
をおよび前記蒸発器と被反応材を収納した容器とを熱交
換器を介して熱的に結合するとともに、前記凝縮器と反
応器とファンコイルユニット用熱交換器とをそれらを結
ぶバルブ付きパイプにより連結し、前記蒸発器と容器と
外部熱源とをそれらを結ぶバルブ付きパイプにより連結
しているので、冷凍機の凝縮器、化学蓄熱装置の凝縮器
の単独で暖房できるし、両方を併用することにより暖房
能力の増強がはかれる。

【００３５】又、化学蓄熱装置が、ファンコイルユニッ
ト用熱交換器の空気の流れ下流側に設置されているの
で、又、ファンコイルユニット用熱交換器および化学蓄
熱装置により同時に空気調和を行なうので、冷暖房力の
増強がはかれる。

【００３６】又、化学蓄熱装置の少なくとも反応器にヒ
ータを設けているので、夜間電力により反応材の再生が
行なえ、夜間電力の有効利用がはかれる。

【００３７】又、以上の構成により、化学蓄熱装置は小
形で高密度蓄熱を行なえるため、ビルの階上にある既設
のファンコイルユニット近傍に設置でき、ビルの地下等
に大形な蓄熱槽を設置する等の大がかりな工事は不要と
なる。

【００３８】

【実施例】本発明の一実施例を図１から図４により説明
する。図１は、本発明の一実施例を示す化学蓄熱システ
ムの構成図で、昼間冷房運転をしている状態を示してい
る。本実施例の化学蓄熱システムは、次のように構成さ
れている。冷凍機１４（以下、ヒ−トポンプ運転が可能
なものに対しては、ヒ−トポンプ１４という）、ポンプ
１５、ファンコイルユニット８の熱交換器７、バルブ１
８、１９、熱媒体６１の入った槽１３が、出口パイプ１
０と入口パイプ１１によって図示のように循環ループを
構成するように連結されている。この循環ル−プの途中
には化学蓄熱装置１００が設置されており、この化学蓄
熱装置１００は次のように構成されている。反応材３
（ゼオライト、シリカゲルなど）の入った反応器１、被
反応材（水、エタノールなど）４の入った蒸発器（凝縮
器）２、反応器１と蒸発器（凝縮器）２を結ぶパイプ２
７、パイプ２７の途中にバルブ２２が設けられている。
又、反応器１には熱交換器５、ヒ−タ９が設けてあり、
熱交換器５にはパイプ２３、２６とによって前記循環ル
−プを構成する出口パイプ１０と入口パイプ１１に図示
のように連結され、前記パイプ２３の途中にはバルブ２
０が設けてある。蒸発器２には熱交換器６が設けられ、
熱交換器６は、パイプ２４と２５とによって出口パイプ
１０、入口パイプ１１に図示のように連結され、パイプ
２４の途中にはバルブ２１が設けられている。又、循環
ル−プを構成する出口パイプ１０の下流側には、出口パ
イプ１０内の熱媒体６１を冷却するための熱交換器１２
が設けられており、ポンプ１７を駆動して、別に設けた
槽１６内の熱媒体６２を循環するように構成している。

【００３９】以上のように構成された化学蓄熱システム
の動作について説明する。通常の冷房運転においては、
バルブ１８、１９を開き、冷凍機１４、ポンプ１５を運
転する。槽１３内の熱媒体６１（たとえば水）を冷凍機
１４を介して冷却した後、入口パイプ１１を通して熱交
換器７内へ送り、出口パイプ１０より槽１３内に戻す。
ファンコイルユニット８のファン（図示せず）を駆動す
ることにより、ファンコイルユニット８より冷風が発生
し、これにより冷房が行なえる。昼間の電力の節約を行
なう場合には、冷凍機１４を止め、化学蓄熱装置１００
を駆動して冷房を行なう。以下これについて詳細に述べ
る。前記したようにパイプ２４の途中にはバルブ２１が
設けてある。バルブ１８、１９、２１を閉め、バルブ２
０、２２を開く（以下、バルブを黒塗りしたものは、バ
ルブが開の状態を意味する）と、この化学蓄熱装置１０
０より冷熱が発生する。すなわち、蒸発器２内の被反応
材４は蒸発しながら低温度になり、発生した蒸気はパイ
プ２７、バルブ２２を介して反応器１内の反応材３に吸
収される。これにより被反応材４は発熱するが、入口パ
イプ１１、パイプ２３、２６、出口パイプ１０によって
熱交換器５に導入される熱媒体６１によって熱除去され
る。このような操作によって、被反応材４の蒸発は持続
するので、蒸発器２に風を送ることにより冷房が行なえ
る。出口パイプ１０の下流側に設けた熱交換器１２は、
出口パイプ１０内の熱媒体６１を冷却するためのもので
あり、ポンプ１７を駆動して、別に設けた槽１６内の熱
媒体６２を導入して熱除去する。この際、熱媒体６１の
温度は上昇するが、給湯等に利用するのがよい。このよ
うな化学蓄熱装置１００の蓄熱密度は大きいので、ファ
ンコイルユニット内８内に小さく収納することができ、
このようなシステムを事務所、ビル内の多数のファンコ
イルユニットに取付けることにより、化学蓄熱装置１０
０で発生する冷熱によって長時間の冷房も可能となる。
すなわち、冷凍機１４の昼間の運転率を減らすことが可
能となる。また、事務所、ビルの地下等に設置してあっ
た従来の水槽１３を改造して大きくしなくとも、その蓄
熱容量を大きくしたことと等価になる。したがって、こ
のようなシステムは既設の事務所、ビルに容易に導入す
ることができる。

【００４０】図２は図１に対応した化学蓄熱システムの
構成図であり、化学蓄熱装置１００の反応材３の再生を
行なっている状態を示している。この操作は、主として
夜間行なわれる。この場合、バルブ１８、１９、２０は
閉じ、バルブ２１、２２を開き、反応器１に設けたヒー
タ９に入力する。これにより反応材３に化学的に結合ま
たは吸着されていた被反応材４は離脱し、この蒸気はパ
イプ２７を通って凝縮器２（図１では蒸発器として作用
していたが、図２では凝縮器として作用している）内に
到達し、ここで凝縮熱を放出して液化する。この凝縮熱
は、熱交換器６内に流がれる熱媒体６１に伝わり、被反
応材４は冷却される。

【００４１】図３は図２に対応した化学蓄熱システムの
構成図であり、反応材３の冷却を行ない、昼間の冷房に
備える操作を行なっている状態を示している。この場
合、バルブ１８、１９、２１、２２を閉じ、バルブ２０
を開くことにより熱交換器５に熱媒体６１を導入して反
応材３を冷却する。

【００４２】図４は図１に対応した化学蓄熱システムの
構成図であるが、暖房運転を行なっている状態を示した
ものである。通常の暖房運転では、ヒートポンプ１４、
ポンプ１５を駆動し、バルブ１８、１９を開いて、槽１
３内の熱媒体６１を、ヒートポンプ１４を介して、入口
パイプ１１、熱交換器７を通し、その後出口パイプ１０
より、槽１３に戻す。これによりヒートポンプ１４で発
生する高温度の熱は、熱交換器７に伝わり、ファン（図
示せず）を駆動すれば暖房が行なえる。昼間の電力の節
約を行なう場合には、ヒートポンプ１４を停止し、バル
ブ１８、１９、２０を閉じて、バルブ２１、２２を開
く。こうすることにより蒸発器２内の被反応材４は蒸発
し、パイプ２７を通って反応器１内へ流入し、反応材３
と反応して発熱する。反応器１に設けてあるファン（図
示せず）を駆動すれば、反応材３より発生する高温度の
熱は大気に伝わり、暖房が行なえる。蒸発器２内の被反
応材４は、このような操作により温度が低下し始める
が、バルブ２１を開いて熱交換器６内に槽１３内の熱媒
体６１を導入して加熱すれば、その温度低下を防止でき
る。熱媒体６１の温度が低下した時には、ポンプ１７を
駆動し、槽１６内の熱媒体６２の保有する熱を熱交換器
１２を介して熱媒体６１に伝え、それを加熱することが
できる。また、蒸発器２にヒータを設け、被反応材４を
加熱してもよい。

【００４３】以上、図１から図４の説明においては、冷
凍機１４を駆動しファンコイルユニット８の熱交換器７
により冷房（または暖房）する時と化学蓄熱装置１００
による冷房（または暖房）する時とを、時間的に変えて
運転することについて述べた。しかし、冷凍機（または
ヒートポンプ）１４の運転と化学蓄熱装置１００の運転
とを同時に行なってもよく、バルブ１８、１９、２０、
２２を開にして熱媒体６１をポンプ１５を駆動すること
により、化学蓄熱装置１００側と熱交換器７内に同時に
流し、冷房能力（または暖房能力）を増大させることも
可能である。

【００４４】図５は本発明の他の実施例を示す化学蓄熱
装置１００を詳細に説明した構成図を示したものであ
る。図５に示す実施例では、反応器１を複数個設けた例
を示している。複数本の細パイプで構成された反応器１
は、図示のようにパイプ２７の一端側に連結されてい
て、その内部には反応材３が充填されている。その反応
器１は、銅、アルミニウム、ステンレス等でできてい
て、その外側に多孔体フィン４２を設けている。多孔体
フィン４２としては、銅、アルミニウム、青銅等の焼結
金属体、連続気孔を有する三次元多孔体（例えば特開昭
５７−４９２号公報に記載のもの）等を利用する。この
多孔体フィン４２の一部には熱交換器５、ヒータ９が図
示のように設けてある。反応器１、ヒータ９、熱交換器
５を多孔体フィンに一体化する方法としては、焼結法、
鋳造法等により行なわれる。このためヒータ９から多孔
体フィン４２を介して反応器１内の反応材３の加熱、あ
るいは反応材３の発生する熱を反応器１、多孔体フィン
４２から熱交換器５に伝えることが容易となる。また、
このような多孔体フィン４２と反応器１とを一体化する
ためには、反応器１の端部１ａは、図示のように球面状
一点シール加工を施したものを使うのが製作上得策とな
る。一方蒸発器（凝縮器）２は図示のように細パイプを
垂直状に配置し、その上端をパイプ２７の他端に取付け
てある。パイプ状の蒸発器（凝縮器）２は、被反応材４
の蒸発と凝縮を円滑に行なうため垂直に設けてある。こ
の反応器２の周りには、図示のように多数のフィン４３
が設けてあり、またフィン４３群の一部にヒータ９ａ、
熱交換器６が例えば圧入により固定されている。このよ
うに構成することにより、ヒータ９ａから発生する熱を
フィン４３を介して蒸発器２内の被反応材４に、また被
反応材４の発生する凝縮熱を熱交換器６に伝えることを
容易としている。蒸発器２の端部２ａは、図示のように
球面状一点シール加工を施したものを使うのが、製作面
より得策となる。又、フィン４３は多孔体フィン４２で
あってもよい。

【００４５】図６は反応器の他の実施例を示す構成図で
あり、図７は図６のＡ−Ａ’断面図である。図示のよう
に、反応器１の側壁にリブ４４が設けられており、この
リブ４４の端部に熱交換器５が設けてある。また反応器
１の内部にヒータ９が設けてある。リブ４４はフィンと
しての役目もする。本実施例では、反応器１の内部にヒ
−タ９を設けているので、反応器１をさらに小形化でき
る。

【００４６】図８は本発明の化学蓄熱システムの他の実
施例の一部分の構成図を示したものであり、冷房運転を
している状態を示している。本実施例においても図１に
示す実施例と同様な構成であるが、本実施例において
は、図１に示す実施例の他に、入口パイプ１１と出口パ
イプ１０との間に、パイプ２３およびパイプ２５と連絡
するようにバルブ３２付のパイプ３８と、パイプ２５お
よびパイプ２６と連絡するようにバルブ３１付のパイプ
３７及びバルブ３４付のパイプ３９を設け、それらのバ
ルブより冷凍機１４側の入口パイプ１１と出口パイプ１
０との間を連絡するバルブ３３付のパイプ４１および出
口パイプ１０とパイプ２４とを連絡するバルブ３６付の
パイプ４０を設けている。又、出口パイプ１０のバルブ
３３とバルブ３６との間の位置にバルブ３５が設けられ
ている。

【００４７】通常の冷房運転では、図１に示す実施例と
同様にバルブ１９、１８、３５を開いて、熱媒体６１を
冷凍機１４で冷却し、これを入口パイプ１１によりファ
ンコイルユニット８の熱交換器７内に導入し、ファン
（図示せず）を駆動して冷房を行なう。昼間の電力を節
約する場合は、前記冷凍機１４を停止し、化学蓄熱装置
１００で冷房を行なうため、次のような操作を行なう。
バルブ１８、１９、３１、３２、３３、３６は閉じ、バ
ルブ２０、２１、２２、３４、３５を開く。このような
バルブ開閉状態にすることにより、槽１３内の熱媒体６
１はポンプ１５によって、入口パイプ１１、パイプ３
９、２４、熱交換器６、パイプ２５、熱交換器７、パイ
プ２６、熱交換器５、パイプ２３、出口パイプ１０を通
して循環される。このため、化学蓄熱装置１００の蒸発
器２内の被反応材４で発生した冷熱は、熱交換器６を介
して熱交換器７に輸送され、ファン（図示せず）を駆動
することにより冷房が行なえる。また、この熱媒体６１
の流れによって、熱交換器５を介して反応器１内の反応
材３で発生する高温度の熱は除去される。又、ポンプ１
７を駆動して熱交換器１２内に槽１６内の熱媒体６２を
導入して、前記熱媒体６１を冷却する。槽１６内に溜っ
た高温度の熱媒体（水）６２は給湯等に利用される。こ
の運転状態において、冷凍機１４の運転と、化学蓄熱装
置１００の運転とを同時に行なって、強力な冷房を行な
ってもかまわない。またこの際、蒸発器２近辺にファン
（図示せず）を設け、このファンを駆動して、蒸発器２
部より冷風を発生させることも可能である。

【００４８】図９は、図８に対応した化学蓄熱システム
の構成図で、再生操作を行なっている状態を示してい
る。再生操作の場合は、バルブ１８、１９、２０、３
１、３３、３６は閉じ、バルブ２１、２２、３２、３
４、３５を開く操作を行なう。このようなバルブの開閉
状態では、熱媒体６１は入口パイプ１１、パイプ２４、
熱交換器６、パイプ２５、３８、出口パイプ１０を通っ
て槽１３内へ戻される。ヒータ９に入力して反応材３を
加熱することにより発生した被反応材４の蒸気は、パイ
プ２７を介して凝縮器２内に到達し、ここで凝縮熱を放
出して液化する。この凝縮熱は前記媒体６１によって熱
除去される。

【００４９】図１０は、図８に対応した化学蓄熱システ
ムの構成図で、反応材３を冷却して冷房運転に備えるた
めの操作を行なっている状態を示している。この場合、
バルブ１８、１９、２１、２２、３２、３３、３４、３
６は閉じバルブ２０、３１、３５を開く。このようなバ
ルブ開閉状態では、熱媒体６１は入口パイプ１１、パイ
プ３７、２６、熱交換器５、パイプ２３、出口パイプ１
０を通って槽１３内に戻される。これによって反応材３
の保有する熱は除去される。

【００５０】図１１は、図８に対応した化学蓄熱システ
ムの構成図であり、暖房を行なっている状態を示してい
る。通常の暖房運転では、図４と同様にヒートポンプ１
４、ポンプ１５を駆動し、バルブ１８、１９、３５を開
いて、槽１３内の熱媒体６１を、ヒートポンプ１４を介
して、入口パイプ１１、熱交換器７を通し、その後出口
パイプ１０より槽１３に戻す。これによりヒートポンプ
１４で発生する高温度の熱は、熱交換器７に伝わり、フ
ァン（図示せず）を駆動すれば暖房が行なえる。昼間の
電力の節約を行なう場合には、ヒートポンプ１４を停止
し、バルブ１８、１９、３１、３２、３４、３５を閉
じ、バルブ２０、２１、２３、３３、３６を開く。この
ようなバルブ開閉状態では、熱媒体６１は、入口パイプ
１１、パイプ４１、２３、熱交換器５、パイプ２６、熱
交換器７、パイプ２５、熱交換器６、パイプ２４、４
０、１０を通って、槽１３内へ戻される。そのため、反
応材３で発生した高温度の熱は、熱交換器５を介して、
ファンコイルユニット８の熱交換器７に輸送され、ファ
ン（図示せず）を駆動すれば暖房が行なえる。また、こ
の熱媒体６１の流れによって熱交換器６を介して、蒸発
器２内の被反応材４は加熱されるので、その蒸発は持続
する。この蒸発が十分でない時には、蒸発器２に設けた
ヒータ９ａに入力して被反応材４を補助的に加熱すると
よい。この運転において、ヒートポンプ１４の運転と、
化学蓄熱装置１００の運転とを同時に行なって、強力な
暖房を行なってもよい。また、この際、反応器１近辺に
ファン（図示せず）を設け、このファンを駆動して、反
応器１部より熱風を発生させることも可能である。

【００５１】なお、図８から図１１に示す実施例におい
て、パイプ２６と出口パイプ１０との接続位置は、図１
１に示すように熱交換器７の途中のＡ点でもよい。同様
にパイプ２５と入口パイプ１１との接続位置は図１１に
示すように、熱交換器７の途中のＢ点でもよいものであ
る。

【００５２】図１２は、本発明の化学蓄熱システムの他
の実施例を示す図でシステムの一部分である化学蓄熱装
置１００の構成図（冷房運転）であり、図８に示す実施
例の変形例を示している。図８に示す化学蓄熱装置１０
０では、化学蓄熱装置１００はファンコイルユニット８
の右側に配置されたものであったが、本実施例のよう
に、ファンコイルユニット８の左側に化学蓄熱装置１０
０が配置されていてもよい。又、図１３に示すように、
暖房運転時においても、ファンコイルユニット８の左側
に化学蓄熱装置１００が配置されいても同様に配管構成
行なうことができる。

【００５３】図１２、図１３に示す実施例の熱媒体の流
れ方は、図１１に示すものと基本的には同じであるが、
化学蓄熱装置１００がファンコイルユニット８に対して
右側から左側に移動すると、出口パイプ１０、入口パイ
プ１１に対し、例えばバルブ３１とバルブ３９の接続さ
れている位置が変わる。

【００５４】図１４は、本発明の化学蓄熱システムの他
の実施例を示すシステムの構成図で、冷房運転の場合を
示している。本実施例の化学蓄熱システムは、次のよう
に構成されている。冷凍機１４の凝縮器５１と化学蓄熱
装置１００の反応器１は、図示のように熱交換器８２、
８３、パイプ７８、７９、ポンプ７６、その内部を流れ
る熱媒体によって熱的に結合されている。また、蒸発器
５２と蒸発器２は、図示のように熱交換器８４、８５、
パイプ８０、８１、ポンプ７７、その内部を流れる熱媒
体によって熱的に結合されている。また、ファンコイル
ユニット８の熱交換器７と蒸発器５２の熱交換器５５お
よび蒸発器２の熱交換器５６は、ポンプ７５、パイプ６
３、６４、８６、８７、バルブ５７、５８、５９、６０
およびその内部を流れる熱媒体によって、図示のように
熱的に結合されている。また、凝縮器５１に設けた熱交
換器６５、反応器１に設けた熱交換器６６はパイプ７
１、７２、７３、７４、９０、バルブ６７、６８、６
９、ポンプ９１、その内部を流れる熱媒体によって、外
部の冷熱源槽（図示せず）と熱的に結合されている。冷
凍機１４は、圧縮機５３、凝縮器５１、膨張弁５４、蒸
発器５２およびそれらを循環するように連結するパイプ
８８、８９によって構成される。

【００５５】以上のように構成された化学蓄熱システム
の運転は、次のように行われる。まず、冷凍機１４のみ
による冷房は次のようにして行なわれる。圧縮機５３を
駆動すると、圧縮機５３から吐出された高温、高圧の冷
媒は、凝縮器５１で冷され、高圧の液冷媒となり、膨張
弁５４で絞られて低圧となり蒸発器５２で蒸発して圧縮
機５３に戻る。従って、凝縮器５１は高温度、蒸発器５
２は低温度になる。バルブ６０、５８を閉め、バルブ５
７、８７を開き、ポンプ７５を駆動すると、その内部の
熱媒体によって、蒸発器５２の冷熱は、熱交換器５５か
ら熱交換器７に輸送され冷房が行なえる。一方、凝縮器
５１で発生した高温度の熱は次のようにして除去され
る。その１つは、バルブ６９を閉め、バルブ６７、６
８、７０を開き、ポンプ８１を駆動して、外部の槽内の
熱媒体を熱交換器６５に導入して凝縮器５１を冷却する
方法である。他の１つは、ポンプ７６を駆動して、熱交
換器８２と８３を介して凝縮器５１の高温度の熱を反応
器１内の反応材３に伝え、それを発生するのに利用する
方法である。この２つの方法は同時に行なってもよい
し、いずれか一方でもよい。

【００５６】反応材３を再生した場合に発生した被反応
材４の蒸気は、バルブ２２を開くことによってパイプ２
７を介して凝縮器２内に移動し、そこで凝縮熱を放出し
て液化する。ポンプ７７を駆動することによって、前記
凝縮熱は、熱交換器８５、８４を介して凝縮器２から蒸
発器５２に吸収される。反応材３の再生後、化学蓄熱装
置１００によって冷房を行なう場合は、バルブ２２を開
き、蒸発器２内の被反応材４を蒸発させながら、パイプ
２７を介して反応器１内に導入し、反応材３と反応させ
る。蒸発器２内では冷熱が発生するが、バルブ６０、５
８を開き、ポンプ７５を駆動すれば、この冷熱は熱交換
器７に伝わり、冷房が行なえる。一方、反応材３で発生
した高温度の熱は、バルブ６９を開き、ポンプ９１を駆
動すれば、内部を循環する熱媒体によって、熱交換器６
６を介して外部の槽内に輸送される。この化学蓄熱装置
１００による冷房運転と冷凍機１４による冷房運転とは
同時に行なってもよい。

【００５７】図１５は、本発明の化学蓄熱システムの他
の実施例を示す構成図で、暖房運転の場合を示してい
る。本実施例では、図１４に示す実施例と比較して、次
のように変更されている。本実施例では、ファンコイル
ユニット８の熱交換器７と凝縮器５１の熱交換器５５お
よび反応器１の熱交換器６６は、ポンプ７５、パイプ６
１、６２、６３、６４、８６、８７、バルブ５７、５
８、５９、６０およびその内部を流れる熱媒体によっ
て、図示のように熱的に結合されている。また、蒸発器
５２と蒸発器２とは、独立の経路によって熱的に接続さ
れており、図示のように蒸発器５２部の熱交換器６５
は、パイプ７１、７２、ポンプ９１、その内部を流れる
熱媒体によって外部の冷熱源槽（図示せず）と熱的に結
合され、蒸発器２部の熱交換器５６は、パイプ７３、７
４、ポンプ９２、その内部を流れる熱媒体によって外部
の槽（図示せず）と熱的に結合されている。以上のよう
に構成されているので、ヒートポンプ１４の凝縮器５１
より発生する高温度の熱、あるいは化学蓄熱装置１００
の反応器１より発生する高温度の熱は、熱交換器７に輸
送されて暖房が行なえる。蒸発器５２の熱交換器６５
は、ポンプ９１、パイプ７１、７２、バルブ６７、６
８、その内部を流れる熱媒体によって、外部の熱源槽
（図示せず）と熱的に結合されており、これにより槽内
の熱媒体の保有する熱は、蒸発器５２に伝えられる。同
様に、蒸発器２の熱交換器６６は、ポンプ９２、パイプ
７３、７４、バルブ６９、７０、その内部を流れる熱媒
体によって、外部の槽と熱的に結合されており、これに
よって槽内の熱媒体の保有する熱は、蒸発器２に伝えら
れる。反応材３の再生は、図１４と同様にして行なわれ
るが、この際凝縮器２で発生する被反応材４の凝縮熱
は、ポンプ９２を駆動して外部の槽へ輸送して除去する
ことができる。

【００５８】なお、本発明の各実施例では、化学蓄熱装
置１００の反応器１、蒸発器２からの放熱、およびファ
ンコイルユニット用熱交換器７からの放熱において、フ
ァンによる強制対応による放熱手段について説明した
が、これ以外に、空気の自然対流、輻射を利用した放熱
手段を用いても、発明の主旨は失われないものである。

【００５９】また、本発明の各実施例において、蒸発器
（凝縮器）２は反応器１の下部に図示されているが、こ
の上下の位置関係に限定されるものではなく、反応器１
の上に蒸発器（凝縮器）２を設けても、または横に置い
ても本発明の主旨は失われないものである。

【００６０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
第１に、化学蓄熱装置の高温発生能力あるいは低温発生
能力とを利用できるとともに、冷凍機の熱媒体をファン
コイルユニット用熱交換器に流すことにより、化学蓄熱
装置で発生した熱を容易にファンコイルユニット用熱交
換器に輸送できるシステムができ、また多機能な冷暖房
を行なうことができるようになった。

【００６１】第２に、化学蓄熱装置の小形高密度蓄熱が
行なえることにより、既設のファンコイルユニット近傍
にそれを設置し易くなり、小形の化学蓄熱システムが提
供できる効果がある。

【００６２】第３に、ビルの地下等に大形な蓄熱槽を新
設しなくとも、夜間電力を利用して蓄熱し、これを昼間
利用することのできるシステムを作ることができる効果
がある。

【００６３】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す化学蓄熱システムの構
成図で、冷房運転をしている状態を示す図である。

【図２】図１に対応する化学蓄熱システムの構成図で、
再生操作を行なっている状態を示す図である。

【図３】図２に対応する化学蓄熱システムの構成図で、
冷却操作を行なっている状態を示す図である。

【図４】図１に対応する化学蓄熱システムの構成図で、
暖房運転をしている状態を示す図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す化学蓄熱装置の構成
図である。

【図６】本発明の他の実施例を示す反応器の構成図であ
る。

【図７】図６のＡ−Ａ’断面図である。

【図８】本発明の他の実施例を示す化学蓄熱システムの
構成図で、冷房運転をしている状態を示す図である。

【図９】図８に対応する化学蓄熱システムの構成図で、
再生操作を行なっている状態を示す図である。

【図１０】図９に対応する化学蓄熱システムの構成図
で、冷却操作を行なっている状態を示す図である。

【図１１】図８に対応する化学蓄熱システムの構成図
で、暖房運転を行っている状態を示す図である。

【図１２】本発明の他の実施例を示す化学蓄熱システム
の構成図で、冷房運転を行っている状態を示す図であ
る。

【図１３】図１２に対応する化学蓄熱システムの構成図
で、暖房運転を行っている状態を示す図である。

【図１４】本発明の他の実施例を示す化学蓄熱システム
の構成図で、冷房運転をしている状態を示す図である。

【図１５】本発明の他の実施例を示す化学蓄熱システム
の構成図で、暖房運転をしている状態を示す図である。

【符号の説明】

１…反応器、２…蒸発器または凝縮器、３…反応材、４
…被反応材、５、６、７…熱交換器、８…ファンコイル
ユニット、９、９−ａ…ヒータ、１２…熱交換器、１
３、１６…槽、１４…冷凍機（ヒートポンプ）、１５、
１７…ポンプ、５１…凝縮器、５２…蒸発器、５３…圧
縮器、５４…膨張弁、５５、５６、６５、６６、８２、
８３、８４、８５…熱交換器、７５、７６、７７、９
１、９２…ポンプ、１００…化学蓄熱装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F24F 5/00 102

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ファンが駆動されることにより冷風が発生
   するファンコイルユニット及びファンコイルユニット用
   熱交換器と、圧縮機、凝縮器、蒸発器、膨張弁とを有す
   る冷凍機と、反応材を収納した反応器と被反応材を収納
   した容器とを有する化学蓄熱装置と、を組合せ、前記化
   学蓄熱装置で発生する低温熱または高温熱を前記ファン
   コイルユニット用熱交換器に輸送して冷房に利用する化
   学蓄熱システムにおいて、 前記冷凍機を介して熱媒体を前記ファンコイルユニット
   用熱交換器へ循環させるポンプと、 多孔体フィンと一体化された前記反応器に設けられた熱
   交換器及びフィンが設けられた前記容器に設けられた熱
   交換器とを前記ファンコイルユニット用熱交換器にそれ
   ぞれ連結するバルブ付きのパイプと、を備え、 前記化学蓄熱装置は前記ファンコイルユニット内に収納
   され、 前記冷凍機で冷却された前記熱媒体は前記ポンプ
   が運転されることにより前記ファンコイルユニット用熱
   交換器へ送られ、前記化学蓄熱装置で発生する低温熱又
   は高温熱は前記バルブを切り換えることにより前記ファ
   ンコイルユニット用熱交換器へ輸送されることを特徴と
   する化学蓄熱システム。
2. 【請求項２】請求項１に記載のものにおいて前記ファン
   コイルユニット用熱交換器から発生された冷風の下流側
   となるように前記化学蓄熱装置が設置されていることを
   特徴とする化学蓄熱システム。
3. 【請求項３】請求項１に記載のものにおいて、前記反応
   器は焼結金属体のフィンと細パイプとが組み合わされた
   ものであることを特徴とする化学蓄熱システム。