JP3326809B2 - 蓄熱装置およびその運転方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱装置およびその運
転方法に係わり、特に静粛でコンパクトな蓄熱装置およ
びその運転方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の装置として、例えば機械学会論文
集 第５７巻５４１号（１９９１年９月号）の３２２６
頁に記載されているように、蓄熱槽と、ヒータと、熱交
換器と空気を循環するためのファンから構成された蓄熱
装置が開示されている。この蓄熱槽においては、熱交換
器に水を導入して湯に変える時に、ヒータによって蓄熱
槽内の蓄熱体を所望温度に加熱して蓄熱した後、ファン
によって空気を循環し、蓄熱体周りに空気を導入しなが
ら温風に変え、この温風をさらに熱交換器に導き、水と
熱交換して、それを湯に変えるものであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記従来の蓄熱装置
は、温水を作るために高温度に耐えるファンによって空
気を循環する必要があり、（１）ファンの信頼性が問題
となり、耐熱構造にするため装置が大がかりとなる。
（２）騒音が発生する。（３）ファンおよびダクトを限
られるスペースにコンパクトにまとめて収納することが
困難である。（４）空気を循環してから湯を作る操作に
入るため、湯を取出すまでの立上り時間が長くかかる等
の難点があった。

【０００４】本発明の第１の目的は、ファンを用いるこ
となく高温度の空気を循環でき、信頼性の高い蓄熱装置
およびその運転方法を提供することにある。

【０００５】本発明の第２の目的は、湯を取り出すまで
の立上り時間を短かくした蓄熱装置およびその運転方法
を提供することにある。

【０００６】上記課題を解決するため、本発明は、深夜
電力により蓄熱体に蓄熱し、この蓄熱を昼の間に利用す
る蓄熱装置において、液体と該液体を蒸発させるための
第１のヒータとを収納した第１の容器と、前記蓄熱体と
前記蓄熱体を加熱する第２のヒータとを収納した第２の
容器と、熱交換器を収納した第３の容器と、前記第１の
容器で蒸発した液体の蒸気が第２の容器、第３の容器の
順に循環するように連結するパイプと、前記第１の容器
と前記第２の容器との間に設けられたバルブと、を備
え、前記第２のヒータおよび前記第１のヒータに通電
し、前記蓄熱体を加熱すると共に前記液体を所定温度に
高め蒸発させ、その後前記バルブを開くものである。

【０００７】また、上記のものにおいて、前記第３の容
器と前記第１の容器との間に前記熱交換器で凝縮する前
記液体を予備加熱する第３のヒータが収納された第４の
容器を設置したことが望ましい。

【０００８】さらに、上記のものにおいて、前記第３の
容器と前記第１の容器との間に前記熱交換器で凝縮する
前記液体を予備加熱する第３のヒータが収納された第４
の容器を設置し、前記第３の容器と前記第４の容器との
間に第２のバルブを設けたことが望ましい。

【０００９】

【００１０】

【００１１】

【００１２】

【００１３】

【００１４】

【００１５】

【００１６】

【００１７】

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【００２１】

【００２２】

【００２３】

【００２４】

【００２５】

【００２６】

【００２７】

【００２８】

【００２９】

【作用】本発明の蓄熱装置は、液体と該液体を蒸発させ
るための加熱手段とを収納した第１の容器と、蓄熱体又
は蓄熱材と該蓄熱体又は蓄熱材を加熱する加熱手段とを
収納した第２の容器と、熱交換器を収納した第３の容器
とを備え、前記第１の容器で蒸発した液体の蒸気が、第
２の容器，第３の容器の順に循環するようにパイプで連
結している、あるいは又、液体と該液体を蒸発させるた
めの加熱手段とを収納した第１の容器と、蓄熱材と該蓄
熱材を加熱する加熱手段とを収納し、前記蒸発した液体
の蒸気の通路が設けられた第２の容器と、熱交換器を収
納した第３の容器とを備え、前記第１の容器で蒸発した
液体の蒸気が、前記第２の容器に設けられた通路、第３
の容器の順に循環するようにパイプで連結している、あ
るいは又、液体と該液体を蒸発させるための加熱手段と
を収納した第１の容器と、蓄熱材と該蓄熱材を加熱する
加熱手段とを収納した第２の容器と、熱交換器とを備
え、前記第１の容器で蒸発した液体の蒸気の循環路が、
前記第２の容器を通り、前記熱交換器と熱交換するよう
に形成されている、あるいは又、液体と該液体を蒸発さ
せるための加熱手段とを収納した第１の容器と、蓄熱材
と該蓄熱材を加熱する加熱手段とを収納した第２の容器
と、複数の熱交換器とを備え、前記第１の容器で蒸発し
た液体の蒸気の循環路が、前記第２の容器を通り、前記
複数の熱交換器とそれぞれ熱交換するように形成されて
いる。あるいは又、前記加熱手段をヒータで構成してい
る、あるいは又、前記第１の容器と前記第２の容器とが
バルブを介して連結されているので、第１の容器の加熱
手段あるいはヒータにより蒸発された液体の蒸気は、第
２の容器を通過するときに加熱手段あるいはヒータによ
り所望の温度に加熱されて蓄熱された蓄熱体又は蓄熱材
の保有する熱を受けて加熱され、熱交換器部で凝縮熱を
放出して液化し、第１の容器に戻る。このサイクルを繰
り返すことにより、熱交換器の熱媒体に伝わり、熱源と
して利用することができる。上記のように、蒸気が循環
するため、ファンを用いることがなく、騒音を低減でき
る。また、深夜電力を利用して蓄熱することができる。

【００３０】又、前記熱交換器と第１の容器とがバルブ
を介して連結されているので、バルブを閉じることによ
り液体の逆流を防止し、空焚き状態を防ぐことができ
る。

【００３１】又、前記第３の容器と第１の容器との間に
液体の加熱手段を設ける、あるいは、又、前記熱交換器
と第１の容器との間に液体の加熱手段を設けている、あ
るいは又、前記液体の加熱手段と熱交換器とがバルブを
介して連結されているもので、凝縮した液体の温度が低
い時予備加熱することができ、第１の容器内での加熱を
必要以上に大きくしなくてもよく圧力と温度の変動を小
さくできる。

【００３２】又、前記熱交換器と第１の容器との間に設
けられた液体の加熱手段が容器に収納され、かつ外部に
放熱するための熱交換器が設けられるものであって、該
容器と前記熱交換器と第１の容器との間に設けられたバ
ルブより第１の容器側とをバルブ付のパイプで連結して
いるので、熱交換器を介して熱を取得する必要がない場
合に、その容器に蒸気を導入して凝縮させることができ
る。

【００３３】又、水源からバルブを介して給水された水
を前記熱交換器を通過させてタンクに貯水するようにパ
イプにより配管しているので、温水をタンクに給水させ
ることができる。

【００３４】又、前記熱交換器とファンコイルユニット
とをポンプを介してパイプにより配管し、該ポンプによ
り熱媒体を前記熱交換器とファンコイルユニットとを循
環させるように構成しているので、ファンコイルユニッ
トにより暖房することができる。

【００３５】又、前記熱交換器にヒートポンプを結合
し、必要に応じて追い焚きするように構成しているの
で、ヒートポンプを運転して暖房能力の増強、あるいは
熱交換器に流入した熱が不足した時に追い焚きができ
る。

【００３６】又、前記第２の容器と熱交換器との間に容
器内の圧力を調整するためのバルブ付きパイプを取り付
けているので、加熱手段により蓄熱体へ伝熱させる時に
空気を導入することができ、蓄熱体への伝熱性能を高め
ることができる。

【００３７】又、前記第３の容器にパイプを介して気体
を集めるタンクを設けているので、タンクからの気体を
蓄熱体の周りに拡散させて蓄熱体への熱伝達を良好にす
ることができる。

【００３８】又、蓄熱体と該蓄熱体を加熱する加熱手段
と、熱交換器とを備え、前記蓄熱体と熱交換器とを気体
が循環するように流路が形成されるものであって、前記
流路内に対面する電極を設けるとともに、該電極を電源
に介してリード線で連結している、あるいは又、前記流
路内に設けられ対面する電極を複数にしているので、電
極間に電場をつくることができ、この電場により空気を
循環させて蓄熱体から熱を熱交換器の熱媒体に伝わり、
熱源として利用することができる。上記のように、電場
によって空気を循環するため、ファンを用いることがな
く、騒音を低減できる。また、深夜電力を利用して蓄熱
することができる。

【００３９】本発明の蓄熱装置の運転方法は、液体と第
１の加熱手段とを収納した第１の容器において前記第１
の加熱手段により液体を蒸発させ、蓄熱体又は蓄熱材と
第２の加熱手段とを収納した第２の容器において前記第
２の加熱手段により加熱した前記蓄熱体又は蓄熱材を蒸
発させた液体の蒸気を通過させて加熱し、該加熱した蒸
気を第３の容器に収納した熱交換器において熱交換させ
る、あるいは又、液体と第１の加熱手段とを収納した第
１の容器において前記第１の加熱手段により液体を蒸発
させ、蓄熱体又は蓄熱材と第２の加熱手段とを収納した
第２の容器において前記第２の加熱手段により加熱した
前記蓄熱体又は蓄熱材を蒸発させた液体の蒸気を通過さ
せて加熱し、該加熱した蒸気を複数の熱交換器において
それぞれ熱交換させる、あるいは又、加熱手段により蓄
熱体を加熱し、該加熱した蓄熱体を通過する空気の流れ
を電極間に電場を与えて生起させ、蓄熱体を通過した空
気を熱交換器させた後再び前記蓄熱体に流すようにして
いるので、蒸気が循環するため、ファンを用いることが
なく、騒音を低減できる。また、深夜電力を利用して蓄
熱することができる。

【００４０】第１の容器の加熱手段あるいはヒータによ
り液体を蒸発し、その液体の蒸気を加熱手段あるいはヒ
ータにより所望の温度に加熱されて蓄熱される、または
深夜電力を利用して蓄熱するため蓄熱体又は蓄熱材が収
納された第２の容器を通過させるときに蓄熱体又は蓄熱
材保有する熱を受けて加熱されるので、高温となり、つ
ぎに熱交換器部で凝縮熱を放出して液化して、第１の容
器に戻るように運転することができ、このサイクルを繰
り返すことにより、熱交換器の熱媒体に伝わり、熱源と
して利用することができる。このため、ファンを用いる
ことがなく、騒音を低減できる。

【００４１】又、前記熱交換器にヒートポンプを結合
し、必要に応じて該ヒートポンプを運転するので、暖房
能力の増強をはかることができる。

【００４２】蓄熱体又は蓄熱材をあらかじめ加熱し、蓄
熱させているので、運転時の立上りを速やかに行なえ
る。

【００４３】

【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。

【００４４】図１は蓄熱装置の構成を示す図である。主
要な部分は、砕石，潜熱蓄熱材を入れたカプセル等から
構成される蓄熱体２を収納した容器１，熱交換器１０を
設けた容器９，水，アルコール等である液体５を収納し
た容器４から構成されており、パイプ１４，１１，８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。すなわち、容器１と容器４とはバルブ７を
介してパイプ１４で接続され、容器４と容器９とは容器
４の下方部に取り付けられたパイプ８で接続され、容器
９と容器１はパイプ１１で接続されている。また、容器
１にはヒータ３が、容器４にはヒータ６が液体に浸漬す
るように設けてある。

【００４５】この蓄熱装置の操作は、次のようにして行
なう。まず、ヒータ３に入力して、蓄熱体２を所望の温
度に加熱して蓄熱する。またヒータ６にも入力して液体
５を所定温度に高め、その蒸気圧力を高めておく。その
後バルブ７を開いて、容器４内の蒸気をパイプ１４を介
して、容器１内の蓄熱体２の周りに導入する。蒸気は蓄
熱体２の保有する熱を受けて過熱され、その後パイプ１
１を通って容器９内に入り、熱交換器１０部で凝縮熱を
放出して液化する。この凝縮熱は、熱交換器１０内を流
れる水などの熱媒板に伝わり、これにより熱媒体は湯ま
たは蒸気に変る。熱交換器１０部にて凝縮した液体は、
パイプ８を通って容器４内に戻り、再びヒータ６により
加熱されて前述したと同じサイクルをくり返す。例え
ば、容器４内の液体を１００℃，蓄熱体２を８００℃に
加熱しておくと、蓄熱体２の周りを通った蒸気は、６０
０℃程度に過熱される。６００℃程度に過熱された蒸気
が、熱交換器１０部で熱放出された場合、その内部を通
る水などの熱媒体は、８０℃以上の湯または蒸気に変
り、この湯または蒸気を暖房や給湯に利用することがで
きる。深夜電力を用いてヒータ３およびヒータ６に通電
し、蓄熱体２，液体５を加熱すれば、深夜電力を高密度
に蓄熱することができるので、昼の間にこの蓄熱を有効
に利用でき、電力の平準化に役立つ。

【００４６】図２は図１に示す実施例の変形例を示す蓄
熱装置の構成図である。図２に示す蓄熱装置では、容器
９の下方部のパイプ８の途中にヒータ１３を設けた容器
１２を設置し、その内部の液体５をヒータ１３によって
加熱するようにしたものである。熱交換器１０部にて凝
縮した液体５の温度が低い時、パイプ１５を介して容器
１２内に導入して、これをヒータ１３によって予備加熱
した後、パイプ８を介して容器４内に導入する。このよ
うに予備加熱することにより、容器４内に液体５が戻さ
れた時に、ヒータ６の入力を大きくして加熱しなくとも
よく、これにより系内の圧力と温度の変動を小さく抑え
ることができる。

【００４７】図３はさらに図２に示す実施例の変形例を
示す蓄熱装置の構成図である。図３に示す蓄熱装置は、
パイプ１５の途中にバルブ１６を設け、容器４，容器１
２及び容器１と容器９内の圧力を適正に調節するように
したものである。又、パイプ１１の途中にバルブ６１を
取り付けたパイプ６０が分岐されて設けられている。バ
ルブ７を閉めてヒータ６に入力して液体５を加熱する
と、容器４内の圧力が上昇し、パイプ８を逆流して容器
１２，パイプ１５内に多量の液体５が流入して、ヒータ
６が空焚き状態となる恐れがあるが、このように構成さ
れた蓄熱装置では、このような時にバルブ１６を閉じ、
容器１２内のヒータ１３にも入力して液体５を加熱する
ことができるので、空焚き状態になることが生じてもこ
れを防ぐことができる。また放熱操作時、バルブ７，１
６を開いて蒸気を蓄熱体２の周りに導入した後、容器９
内に導入して凝縮させる際、バルブ１６の開度を小さく
して容器１，容器９内の圧力を高め、熱交換器１０への
放熱量を高めることもできる。またパイプ１１には大気
開放弁であるバルブ６１の付いたパイプ６０を設けてい
るので、ヒータ３に入力して蓄熱体２を加熱する時に
は、バルブ６１を開いて空気を蓄熱体２の周りに導入す
ることができ、ヒータ３から蓄熱体２への伝熱性を高め
ることができる。又、バルブ７を開いて、容器４内の蒸
気を蓄熱体２の周りに導入する時には、内部の空気をバ
ルブ６１を介して外部に放出した後、バルブ６１を閉じ
る操作を行う。又、空気を排除する方法としては、真空
ポンプを用いてもよく、また液体５と大気との蒸気圧差
を利用してもよい。なお、バルブ６１の付いたパイプ６
０を設ける場所としては、容器１，容器９，パイプ１
４，１５部のいずれかでもよい。

【００４８】図４は、図３に示す実施例の変形例の構成
図である。図４に示す蓄熱装置では、パイプ８を太く
し、容器４と容器１２を一体化している。このように構
成するとバルブ７を閉じてヒータ６に入力し、液体５を
加熱する場合、液体５が容器１２内に多量に逆流し、液
面が不均衡になることがなくなる。

【００４９】本発明の他の実施例を図５，図６により説
明する。

【００５０】図５は本実施例の蓄熱装置の構成図であ
る。本実施例のものも図２に示す蓄熱装置と同様の構成
であるが本実施例では、パイプ１１部にバルブ１７を設
け、パイプ１１の途中でかつバルブ１７より容器１に近
い部分と、容器１２とをバルブ１９の付いたパイプ２０
によって連結したものである。また、容器１２部にはヒ
ータ１３とともに熱交換器２１を設けてある。又、パイ
プ８の途中にバルブ１８を設けている。このように構成
することにより、放熱操作時、熱交換器１０を介して熱
を取得する必要がなくなった場合、バルブ７，１７を閉
じ、バルブ１９を開いて、蒸気をパイプ２０を介して容
器１２内に導入して凝縮させることができる。この時、
熱交換器２１部にて放出された凝縮熱は、その内部を通
る熱媒体に伝わり、外部に除去される。又、パイプ１８
の途中に設けたバルブ１８は、容器４内の液体５をヒー
タ６によって加熱する際、バルブ１８を閉じて液体５が
パイプ８を通って容器１２に逆流しないようにしたもの
である。このようにするとヒータ６の空焚きを防止する
ことができる。

【００５１】図６は図５に示す蓄熱装置の変形例の構成
図である。図６に示す蓄熱装置は、熱交換器２１部にて
放出された凝縮熱を、ポンプ２２，パイプ３０，３１，
熱交換器２３を用いて、容器２５内の水などの液体２４
に回収するように構成したものである。容器２５には、
バルブ２７を介してパイプ２９とバルブ２６を介してパ
イプ２８が取り付けられているが、バルブ２７とパイプ
２９は、容器２５の給水に、バルブ２６とパイプ２８は
容器２５の排水に用いるために設けたものである。本実
施例において、熱交換器２１，２３，ポンプ２０，パイ
プ３０，３１は、蒸発性液体を利用した熱サイホンある
いはヒートパイプに変えてもよい。このように構成する
ことにより、凝縮熱を有効に回収することができる。

【００５２】本発明の他の実施例を図７に示す。

【００５３】図７は本実施例の構成図である。本実施例
の蓄熱装置は、図２に示す蓄熱装置と同様の構成である
か、容器９の上部にパイプ３２を介してタンク３３を取
付け、内部に気体３４を封入している。又、パイプ１１
とパイプ８の途中には、それぞれバルブ１７とバルブ１
８が設けられている。ヒータ３によって蓄熱体２を加熱
する時には、この気体３４は蓄熱体２の周りに拡散して
いて、ヒータ３から蓄熱体２への熱伝達は極めて良好と
なる。放熱時において、バルブ７を開いて、容器４内の
蒸気をパイプ１４を介して容器１内の蓄熱体２の周りに
導入すると、この気体３４はパイプ１１，バルブ１７を
通ってタンク３３内に集められる。このため蓄熱体２に
よって過熱された蒸気は、容器９内の熱交換器１０部に
て速やかに凝縮して、凝縮器を放出する。

【００５４】図８は本発明の他の実施例を示す蓄熱装置
の構成図であり、パイプ１５の周りにヒータ１３ａを巻
き付け、容器１２とヒータ１３を省略したものである。
このようにすることにより、装置をコンパクトにするこ
とができる。

【００５５】本発明の他の実施例を図９，図１０に示
す。

【００５６】図９は本実施例を示す蓄熱装置の構成図で
ある。本実施例の装置は、図１に示す蓄熱装置と同様の
構成であるが、本実施例では容器１内の下方部に板３５
を設け、この板３５にパイプ式熱交換器３６を図示のよ
うに設けている。又、パイプ８の途中にバルブ１８を設
けている。この熱交換器３６の周りには蓄熱材２ａが充
填されているが、蓄熱材２ａとしては、シリコン系高温
熱媒体，フッ化リシウム等の高温型潜熱蓄熱材などが用
いられる。容器４内で発生した蒸気は、バルブ７，パイ
プ１４を通った後、熱交換器３６に入り、ここで過熱さ
れた後、パイプ１１を通って容器９内に入り、熱交換器
１０に放熱する。このようにすると、熱交換器３６，容
器９，容器４、それらを循環ループ状に連結するパイプ
８，１４，１１，１５から成す密閉系を何ら分解するこ
となく、容器１内の蓄熱材２ａの取り換えと補充が容易
に行える。

【００５７】図１０は図９に示す蓄熱装置の変形例の構
成図である。図１０の蓄熱装置では、複数本に分岐した
パイプ１４にパイプ式熱交換器３６を直接取付け、その
上端を容器１の上部に設けたマニホルド３７に接続して
いる。このようにすると容器１の上部は開放型にするこ
とができ、蓄熱材２ａの充填，補充等が極めて容易とな
る。

【００５８】本発明の他の実施例を図１１，図１２に示
す。図１１に示す蓄熱装置では、図１に示す蓄熱装置と
同様な構成であるが、パイプ１１，パイプ８にはそれぞ
れバルブ１７，１８が設けられ、容器９内に複数の熱交
換器１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けてあり、各熱交換器
は水源３８とパイプ４０ａ，４０ｂ，４０ｃにより、バ
ルブ３９ａ，３９ｂ，３９ｃを介して図示のように連結
されている。また、各熱交換器の出口側はパイプ４１
ａ，４１ｂ，４１ｃによって連結され、それらの端部は
それぞれタンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃに開放されてい
る。蓄熱装置をこのように構成することにより、複数の
熱供給場所すなわちタンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃに独
立に湯を供給することができる。

【００５９】図１２は図１１に示す蓄熱装置の変形例の
構成図である。この蓄熱装置では、パイプ８の端部に設
けたマニホルド８ｄ，パイプ１１の端部に設けたマニホ
ルド１１ｄを設け、マニホルド８ｄ，１１ｄにそれぞれ
バルブ１７ａ，１７ｂ，17ｃを介して複数のパイプ１５
ａ，１５ｂ，１５ｃおよび１１ａ，１１ｂ，１１ｃを設
け、各容器９ａ，９ｂ，９ｃを並列に循環路を構成する
ように連結したものである。各容器９ａ，９ｂ，９ｃに
は、それぞれ熱交換器１０ａ，１０ｂ，１０ｃが設けて
あり、バルブ３９ａ，３９ｂ，３９ｃを介して取り付け
られた入口パイプ４０ａ，４０ｂ，４０ｃおよび出口パ
イプ４１ａ，４１ｂ，４１ｃによって連結されている。
バルブ３９ａ，３９ｂ，３９ｃを介して水を各熱交換器
に通すと、各タンク４２ａ，４２ｂ，４２ｃに湯が貯え
られる。

【００６０】本発明の他の実施例を図１３から図１６に
示す。本実施例では、電場を利用して風を作り、この風
を蓄熱体周りおよび熱交換器内に導入するように構成し
ている。すなわち、次のように構成されている。蓄熱体
２を収納した容器１にはダクト８と１１が形成されてお
り、両ダクト８，１１は熱交換器１０を収納したダクト
１５に、図示のように連結されている。蓄熱体２の上方
部には電極５１ａ、下方部には５１ｂが設けてあり、リ
ード線５２ａ，５２ｂによって電源５０に接続されてい
る。電源５０によって電極５１ａ，５１ｂに電場が与え
られると、蓄熱体２周りの空気などの気体は移動し始
め、蓄熱体２の保有する熱は、空気に伝えられ、ダクト
１１を通って熱交換器１０部へ導入され、ダクト８を通
って循環される。高温度になった空気の保有する熱は、
熱交換器１０を介して流水に伝えられ、流水は湯または
蒸気に変える。

【００６１】図１４は図１３に示す蓄熱装置の変形例の
構成図である。この蓄熱装置では、蓄熱体２の内部にも
電極５１ｂ，５１ｃを設け、電場によって生ずる風を強
くしている。本実施例では電極５１ａ，５１ｂはリード
線５２ａ，５２ｂによって電源５０ａに接続され、また
電極５１ｃ，５１ｄはリード線５２ｃ，５２ｄによって
電源５０ｂに接続されている。

【００６２】図１５は図１３に示す蓄熱装置の変形例で
ある蓄熱装置の構成図である。この蓄熱装置では、熱交
換器１０の上部に電極５１ａ，下部に電極５１ｂを設
け、それぞれリード線５２ａ，５２ｂによって電源５０
に接続している。

【００６３】なお、電極５１ａ，５１ｂは、図１６に示
すように、ダクト１５の途中に電極５１ａ，５１ｂを設
け、それぞれリード線５２ａ，５２ｂを用いて電源５０
に接続してもよい。

【００６４】本発明の他の実施例を図１７，図１８に示
す。

【００６５】図１２に示す実施例では蓄熱体２に蓄熱し
た熱を、熱交換器を介して給湯に利用するものであった
が、本実施例は、暖房に利用するものである。すなわち
基本的な構成は図１に示すものと同様な構成であるが、
パイプ１１，８にはそれぞれバルブ１７，１８が設けら
れ、熱交換器１０には、パイプ６４を介してファンコイ
ルユニット６０が接続されている。ファンコイルユニッ
ト６０は、熱交換器６１とファン６２から構成されてい
るが、パイプ６４の途中にはポンプ６３が設けてあり、
パイプ６４内の水などの熱媒体を熱交換器１０および熱
交換器６１内に循環させ、熱交換器１０側から熱交換器
６１側へ熱輸送して暖房をするものである。なお、図１
２に示す給湯に利用するシステムと、本実施例の暖房シ
ステムを複合して利用してもよい。

【００６６】図１８は図１７に示す蓄熱装置の変形例で
ある蓄熱装置の構成図である。この蓄熱装置ではヒート
ポンプ８０を熱交換器１０と熱交換器６１の間に設け、
熱交換器１０に流入する熱が不足した時、あるいはその
温度が低下した時、追い焚きができるように構成したも
のである。すなわち、容器９内の熱交換器１０とタンク
４２の熱交換器６１とは、減圧機構６８を介したパイプ
７０，パイプ７１と並列でバルブ６５が取付けられたパ
イプ６９およびバルブ６６が取付けられたパイプ７３，
パイプ７３と並列で圧縮機７５，バルブ６７が取付けら
れたパイプ７４によって接続されている。通常の運転の
時は、バルブ６５，６６を開き、バルブ６７は閉じてお
く。このときサイクル内部のフロンなどの熱媒体は、熱
交換器１０内で蒸発し、パイプ６９，バルブ６５，パイ
プ７１を介して熱交換器６１内に到達し、凝縮熱を放出
して液化する。この熱は熱交換器６１の外面より、タン
ク４２内の液体２４に伝わり、液体を加熱する。一方、
熱交換器６１内にて凝縮した熱媒体は、パイプ７６，バ
ルブ６６，パイプ７３を通って熱交換器１０内に戻り前
と同じように循環をくり返す。追い焚き時には、バルブ
６５，６６を閉じ、バルブ６７を開いておき、圧縮機７
５を運転すると熱交換器１０内の熱媒体はパイプ７４，
バルブ６７を通って圧縮機７５内へ入り、ここで圧縮さ
れ昇温する。その後パイプ７２，７６を通って熱交換器
６１内へ入って凝縮する。この時発生する凝縮熱は熱交
換器６１外面より液体２４に伝わる。熱交換器６１を出
た後の熱媒体はパイプ７１，７０を通り膨脹弁またはキ
ャピラリーチューブからなる減圧機構６８を通って熱交
換器１０内へ戻される。かくしてヒートポンプ８０によ
って追い焚きが行なわれる。なおこのようなヒートポン
プ８０の作用を利用して、図１７に示すファンコイルユ
ニット６０内の熱媒体の昇温を行ない、暖房力の増強に
使ってもよく、またヒートポンプ８０を用い、給湯と暖
房を複合したシステムを使ってもよい。

【００６７】また図１７、あるいは図１８に示す蓄熱装
置に、図１３から図１６に示す電場を利用する装置を適
用してもよいことは言うまでもない。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蓄熱装置
およびその運転方法によれば、第１に、液体を蒸発さ
せ、その蒸気を蓄熱体を通過させた後、熱交換器で凝縮
させて循環するようにする、あるいは電場により空気を
循環させているので、従来のようにファンを用いなくて
よく、静粛で高温度にしても信頼性の高い蓄熱装置およ
びその運転方法を提供できる。又、装置全体を小形化で
きる効果がある。

【００６９】第２に、予め蓄熱体に蓄熱させておいて、
蓄熱装置を起動することができるので、湯などを取り出
す時の立上り時間が短い蓄熱装置およびその運転方法を
提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す蓄熱装置の構成図であ
る。

【図２】図１に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装置の
構成図である。

【図３】図２に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装置の
構成図である。

【図４】図３に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装置の
構成図である。

【図５】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図で
ある。

【図６】図５に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装置の
構成図である。

【図７】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図で
ある。

【図８】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図で
ある。

【図９】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図で
ある。

【図１０】図９に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装置
の構成図である。

【図１１】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図
である。

【図１２】図１１に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装
置の構成図である。

【図１３】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図
である。

【図１４】図１３に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装
置の構成図である。

【図１５】図１３に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装
置の構成図である。

【図１６】図１３に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装
置の構成図である。

【図１７】本発明の他の実施例を示す蓄熱装置の構成図
である。

【図１８】図１７に示す蓄熱装置の変形例である蓄熱装
置の構成図である。

【符号の説明】

１，５，９，１２…容器、２…蓄熱体、２ａ…蓄熱材、
３，６，１３…ヒータ、７，１６，１７，１８，１９…
バルブ、８…パイプまたはダクト、１０，２１，３６…
熱交換器、１１…パイプまたはダクト、１４…パイプ、
１５…パイプまたはダクト、５０，５０ａ，５０ｂ…電
源、５１ａ，５１ｂ，５１ｃ，５１ｄ…電極、６０…フ
ァンコイルユニット、６４…圧縮機、８０…ヒートポン
プ。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】深夜電力により蓄熱体に蓄熱し、この蓄熱
   を昼の間に利用する蓄熱装置において、 液体と該液体を蒸発させるための第１のヒータとを収納
   した第１の容器と、 前記蓄熱体と前記蓄熱体を加熱する第２のヒータとを収
   納した第２の容器と、 熱交換器を収納した第３の容器と、 前記第１の容器で蒸発した液体の蒸気が第２の容器、第
   ３の容器の順に循環するように連結するパイプと、 前記第１の容器と前記第２の容器との間に設けられたバ
   ルブと、 を備え、前記第２のヒータおよび前記第１のヒータに通
   電し、前記蓄熱体を加熱すると共に前記液体を所定温度
   に高め蒸発させ、その後前記バルブを開くことを特徴と
   する蓄熱装置。
2. 【請求項２】請求項１に記載のものにおいて、前記第３
   の容器と前記第１の容器との間に前記熱交換器で凝縮す
   る前記液体を予備加熱する第３のヒータが収納された第
   ４の容器を設置したことを特徴とする蓄熱装置。
3. 【請求項３】請求項１に記載のものにおいて、前記第３
   の容器と前記第１の容器との間に前記熱交換器で凝縮す
   る前記液体を予備加熱する第３のヒータが収納された第
   ４の容器を設置し、前記第３の容器と前記第４の容器と
   の間に第２のバルブを設けたことを特徴とする蓄熱装
   置。