JP4156437B2 - Thermal storage device that notifies the replacement time of the latent heat material - Google Patents

Thermal storage device that notifies the replacement time of the latent heat material Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の技術分野】
本発明は、高温の熱媒体を受入れて熱エネルギを蓄熱し、蓄熱した熱エネルギを必要時に放出する蓄熱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
太陽熱や発電熱によって水を加熱することができる。太陽熱や発電熱によって水を加熱できない時刻に温水を供給できるようにするために貯湯槽が利用される。太陽熱や発電熱によって加熱された温水を貯湯槽に蓄えておけば、必要なときに温水を利用することが可能となる。
利用可能な温水の量を増大させるためには、大型の貯湯槽が必要となり、設置するのに必要な空間を確保できない場合がある。大量の熱エネルギを小型の蓄熱槽に蓄熱したいという要望が存在する。
この要望にこたえて、潜熱材を利用して蓄熱する技術が開発されている。これが特許文献１等に開示されている。この技術では、室温で凍結しており、高温の熱媒体にさらされると溶融するとともに、溶融時に多量の潜熱を吸熱し、凍結時に多量の潜熱を放出する潜熱材を利用する。この種の潜熱材を利用すると、潜熱材を高温の熱媒体にさらして溶融させる際に多量の潜熱を必要とすることから、単位体積あたりの潜熱材に多量の熱エネルギが蓄熱される。放熱時に低温の熱媒体を通過させると、溶融していた潜熱材が凍結し、そのときに多量の潜熱が放出されることから、単位体積あたりの潜熱材から多量の熱エネルギが放熱される。潜熱材を利用することによって、大量の熱エネルギを小型の蓄熱槽に蓄熱することが可能となる。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１５９８８４号公報
【０００４】
現状において利用可能な潜熱材は、融解と凍結の相変化を繰り返すごとに劣化していく。相変化の回数が所定回数に達すると相変化しなくなり、潜熱を利用した蓄熱と放熱ができなくなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
潜熱を利用した蓄熱放熱作用が得られなくなると、蓄熱槽に蓄熱可能な熱エネルギ量が低下し、ソーラシステムやコージェネレーションシステムの熱効率が低下する。特に、コージェネレーションシステムの蓄熱槽は、発電機の冷却用熱媒体の冷却装置でもあり、蓄熱槽に蓄熱可能な熱エネルギ量が低下すると、発電機の冷却用熱媒体の温度が上昇し、発電効率まで低下してしまう。
現状では、潜熱材の劣化の程度を捕捉する工夫が施されておらず、熱効率の低下が認識されないで運転されつづけている。
本発明は、潜熱材の劣化の程度を捕捉する技術を提供し、もって蓄熱効率（コージェネレーションシステムの場合には発電効率も含む）の低下が認識されないままに運転されつづけることを防止するために開発された。
【０００６】
【課題を解決するための手段と作用】
請求項１の発明は、潜熱材の交換時期を報知する蓄熱装置であって、内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、潜熱材の温度を測定する潜熱材温度センサと、蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、蓄熱槽を通過する熱媒体の単位時間あたりの流量を測定する流量センサを備えている。さらに、潜熱材温度センサの測定値が潜熱材の融点よりも微小温度だけ低い状態と微小温度だけ高い状態との間を変化するのに要した期間に亘って、入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差に流量センサの測定値を乗じた値を累積した値が第１所定値以下になったことを報知する手段を備えている。
【０００７】
上記の蓄熱装置は、潜熱材の劣化の程度を知って交換時期を報知するために、潜熱材が相変化する際に潜熱として蓄熱又は放熱する熱量を監視する。潜熱蓄熱量（潜熱材が溶融する際に潜熱として蓄熱する熱量と、潜熱材が凍結する際に潜熱として放熱する熱量は等価であり、以後この両者の熱量を総称して潜熱蓄熱量と称する）は、潜熱材が溶融又は凍結の相変化をおこす期間に亘って、蓄熱材が吸収又は放出する熱量を累積することによって求められる。
【０００８】
この蓄熱装置は潜熱材温度センサを備えており、潜熱材が相変化をおこしている期間を潜熱材の温度変化から知ることができる。凍結している潜熱材は、高温の熱媒体にさらされると昇温し、融点まで昇温したときに溶融し始める。溶融開始時点から全ての潜熱材が溶融し終わるまでの期間では、熱媒体から供給された熱エネルギが潜熱材に吸熱されて潜熱として蓄熱されることから、溶融中の潜熱材は温度変化を起こさずに融点を保つ。全ての潜熱材が溶融して液状となると、潜熱材は再び昇温する。
溶融している潜熱材が低温の熱媒体にさらされると、潜熱材は熱媒体に熱エネルギを供給して温度が降下する。融点まで冷却されたところで凍結が始まり、潜熱として蓄熱されている熱エネルギを放熱する。凍結の開始時点から全ての潜熱材の凍結し終えるまでの期間では、潜熱材は潜熱を放出するために温度変化を起こさず融点を保つ。
潜熱材は、昇温して融点に達したときに溶融して潜熱を蓄熱したり、冷却されて融点に達したときに凍結して潜熱を放出したりする期間を持つ。この期間は、潜熱材温度センサの測定値が、潜熱材の融点よりも微小温度だけ低い状態と微小温度だけ高い状態との間を変化するのに要した期間に等しい。以後潜熱材温度センサによって測定される上記の期間を、潜熱材の相変化期間と称する。
【０００９】
上記の蓄熱装置は、蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、蓄熱槽を通過する熱媒体の流量を測定する流量センサを備えており、潜熱材が単位時間あたりに吸収又は放出する熱量を知ることができる。熱媒体の入口温度センサによって測定された温度と出口温度センサによって測定された温度の差分は、蓄熱槽を通過したことによる熱媒体の温度変化を示す。この温度変化は、熱媒体が蓄熱槽を通過する間に潜熱材と熱交換したことによって生じるので、温度変化の値に熱媒体の単位時間あたりの流量を乗じた値から、潜熱材が単位時間あたりに吸収もしくは放出した熱量がもとめられる。例えば熱媒体として水を用いた場合、１秒間あたり１mlの流量で８０℃の水を蓄熱槽に供給したときの出口温度が５０℃であれば、水は潜熱材に１秒間あたり３０calを供給したことがわかる。
熱媒体の温度変化に単位時間あたりの流量を乗じた値を、潜熱材の相変化期間に亘って累積することで、蓄熱槽が潜熱を利用して蓄熱または放熱した熱量を求めることができる。この潜熱蓄熱量の値は、潜熱材の全てが相変化する場合には同一の値となるが、潜熱材が劣化して部分的に相変化しなくなるとともに減少する。
【００１０】
第１所定値には、蓄熱装置に要求される潜熱蓄熱量の許容下限値が定められている。潜熱蓄熱量が第１所定値以下に低下すれば、潜熱材が劣化して相変化しなくなった部分が増えたために、潜熱蓄熱量が許容下限値を満たせなくなったことがわかる。この場合には、報知手段によって報知される。
上記の蓄熱装置によると、潜熱材の劣化の程度を捕捉することができ、蓄熱装置の蓄熱効率の低下を未然に防止することができる。
【００１１】
請求項２に示されるように、蓄熱装置は、内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、上流端と下流端が蓄熱槽に接続されている熱媒体循環路と、熱媒体循環路内の熱媒体を一定の流量で上流側から下流側へ送り出す循環ポンプと、熱媒体循環路内の熱媒体を一定の温度に加熱する加熱装置と、潜熱材の温度を測定する潜熱材温度センサと、計時装置と、潜熱材温度センサの測定値が潜熱材の融点よりも微小温度だけ低い状態と微小温度だけ高い状態との間で変化するのに要した時間が第２所定値以下になったことを報知する手段を備えることで、潜熱材の交換時期を報知することができる。
【００１２】
この蓄熱装置によると、循環ポンプが熱媒体循環路内の熱媒体を一定の流量で送り出し、加熱装置が熱媒体循環路内の熱媒体を一定の温度に加熱するので、蓄熱槽が受入れる熱媒体の温度と単位時間あたりの流量が一定となる。したがって、融点にある潜熱材が熱媒体から受け取る単位時間あたりの熱エネルギはほぼ一定になる。このため潜熱材の全てが相変化する期間（潜熱材の相変化期間）はほぼ一定となる。潜熱材が劣化して相変化しなくなると、潜熱材の相変化期間は短縮化される。
第２所定値には、蓄熱装置に要求される潜熱蓄熱量の許容下限値に相当する相変化期間の許容下限値が定められている。相変化期間が第２所定値以下に短縮化されれば、潜熱材が劣化して相変化しなくなった部分が増えたために、潜熱蓄熱量が許容下限値を満たせなくなったことがわかる。この場合には、報知手段によって報知される。
上記の蓄熱装置によると、潜熱材の劣化の程度を捕捉することができ、蓄熱装置の蓄熱効率の低下を未然に防止することができる。
【００１３】
請求項３に示されるように、蓄熱装置が、内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、蓄熱槽を通過する熱媒体の単位時間あたりの流量を測定する流量センサと、入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差に流量センサの測定値を乗じた値が第３所定値以下になったことを報知する手段を備えていれば、潜熱材の交換時期を報知することができる。
【００１４】
入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差に流量センサの測定値を乗じることによって、蓄熱槽が単位時間あたりに吸熱又は放熱した熱量を知ることができる。蓄熱槽に収容された潜熱材に劣化した部分があると、蓄熱槽が単位時間あたりに吸熱又は放熱する熱量は減少する。
第３所定値には、蓄熱槽内の潜熱材の単位時間あたりの蓄熱又は放熱量の許容下限値が定められている。単位時間あたりの蓄熱又は放熱量が第３所定値以下となったときには、潜熱材が劣化して相変化しない部分が増えたことがわかる。この場合には、報知手段によって報知される。
上記の蓄熱装置によると、潜熱材の劣化の程度を捕捉することができ、蓄熱装置の蓄熱効率の低下を未然に防止することができる。
【００１５】
蓄熱装置は、内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、上流端と下流端が蓄熱槽に接続されている熱媒体循環路と、熱媒体循環路内の熱媒体を一定の流量で上流側から下流側へ送り出す循環ポンプと、熱媒体循環路内の熱媒体を加熱する加熱装置と、蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差が第４所定値以下になったことを報知する手段を備えることにより、潜熱材の交換時期を報知することができる（請求項４）。
この蓄熱装置によると、循環ポンプが熱媒体循環路内の熱媒体を一定の流量で送り出すので、蓄熱槽が受入れる熱媒体の単位時間あたりの流量が一定となる。したがって、入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値から、蓄熱槽の潜熱材が単位時間あたりに吸熱した熱量を知ることができる。第４所定値には、潜熱材の吸熱量又は放熱量の許容下限値に対応する熱媒体の温度変化量が設定されている。測定される熱媒体の温度変化量が第４所定値以下となったときには、報知手段によって報知される。
【００１６】
請求項５の発明の蓄熱装置は、請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄熱装置の複数個を有し、各蓄熱装置の蓄熱槽が熱媒体の通過経路に沿って接続されていることを特徴とする。
潜熱材は、高温の熱媒体にさらされると、熱媒体の通過経路の入口の周囲から溶融し始める。熱媒体から供給される熱量が多いときには全ての蓄熱槽の潜熱材が溶融する。熱媒体から供給される熱量が少ないときには、熱媒体の通過経路の入口周囲の蓄熱槽の潜熱材は溶融するが、出口周囲の蓄熱槽の潜熱材は溶融しない。蓄熱装置を長期間使用すると、潜熱材の相変化の回数は、熱媒体の通過経路の入口周囲の蓄熱槽では多くなり、出口周囲の蓄熱槽では少なくなる。このため、潜熱材の劣化は全ての蓄熱槽で同時に始まることはなく、通常は熱媒体の通過経路の入口周囲の蓄熱槽から始まり、通過経路に沿って出口方向に広がっていく。
本発明の蓄熱装置によると、潜熱材を収容する各蓄熱槽が熱媒体の通過経路に沿って接続されており、蓄熱槽ごとに報知手段が設けられていることにより、蓄熱槽のいずれか１個が劣化したときに、これを知ることができる。報知を受けて、蓄熱槽の劣化した部分のみを交換することが可能となり、蓄熱槽全体を交換する場合に較べると安価に蓄熱量を回復して、蓄熱装置を熱効率の高い状態に維持することができる。
【００１７】
請求項６に示されるように、蓄熱装置は、内部を熱媒体が通過するとともに、熱媒体の通過経路に沿って接続されている複数の蓄熱槽と、蓄熱槽ごとに設けられており、熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、蓄熱槽ごとに設けられており、蓄熱槽内の潜熱材の温度を測定する潜熱材温度センサと、蓄熱槽ごとに潜熱材温度センサの測定値が潜熱材の融点より高い温度から前記融点より低い温度に変化した回数を測定するカウンタと、カウンタが測定する回数が上限値を超えたことを報知する手段を備えることにより、潜熱材の交換時期を報知する蓄熱装置が得られる。
潜熱材センサの測定値が潜熱材の融点より高い温度から前記融点より低い温度に変化した回数をカウントすることで、潜熱材が相変化して溶融した回数を知ることができる。潜熱材の劣化は溶融と凍結の相変化を繰り返すことによって発生するので、カウンタの値が小さいときには、相変化の繰り返し回数が少ないために潜熱材の劣化が発生していないことがわかり、カウンタの値が大きいときには、相変化の繰り返し回数が多いために潜熱材の劣化が発生していることがわかる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下に説明する実施例の主要な特徴を次に列記する。
（形態１）蓄熱装置は、潜熱材温度センサと、熱媒体の通過経路の入口温度センサと、熱媒体の通過経路の出口温度センサと、熱媒体の通過経路の流量センサに接続された演算装置を有している。演算装置は、センサによって得られた測定値を入力し、入力した測定値から潜熱蓄熱量を計算して予め記憶された所定値と比較する。
（形態２）蓄熱装置には、潜熱材に熱を供給して蓄熱させる高温の熱媒体の通過経路と、潜熱材に放熱させる低温の熱媒体の通過経路が設けられている。
（形態３）入口温度センサと、出口温度センサと、流量センサは、潜熱材に熱を供給して蓄熱させる高温の熱媒体の通過経路上に設けられている。
（形態４）入口温度センサと、出口温度センサと、流量センサは、潜熱材に放熱させる低温の熱媒体の通過経路上に設けられている。
【００１９】
【実施例】
本発明をコージェネレーションシステムの蓄熱槽に適用した実施例を添付図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１実施例） 図１は、第１実施例に係わるコージェネレーションシステムの構成を模式的に示している。本実施例のコージェネレーションシステムは、電力と発電熱を発生する発電機２と、内部に潜熱材が収容された蓄熱槽４と、蓄熱槽４と発電機２の間を循環して発電機２で発生する熱を蓄熱槽４に運ぶ熱媒体循環路６と、温水利用装置８と、蓄熱槽４の内部に水を通過させて加熱して温水にして温水利用装置８に送る温水供給路１０を備えている。
【００２０】
発電機２は、改質器１２と、固体高分子型の燃料電池セル１４を備えている。燃料電池セル１４は発電時に熱を発生し、改質器１２は燃料電池セル１４の燃料となる水素ガスを発生させる際に燃焼熱を発生する。熱媒体循環路６には熱媒体として水が封入されている。発電機２で発電が行われるときには、熱媒体循環路６の水が、循環用ポンプ１６で循環される。熱媒体循環路６を循環する水は、発電機２の燃料電池セル１４と改質器１２の２箇所で加熱され、蓄熱槽４に入るときには温水となる。熱媒体循環路６を循環する水は、燃料電池セル１４と改質器１２の発電熱を回収すると共に、燃料電池セル１４を通過する冷却水を冷却する役割も果たしている。熱媒体循環路６を循環する水は蓄熱槽４を通過する間に潜熱材に熱を供給し、潜熱材が蓄熱する。
蓄熱槽４の内部には、室温では凍結して固相状態である潜熱材が、熱媒体循環路６の内部を循環する温水と熱交換可能に配置されている。蓄熱槽４には潜熱材温度センサ１８が配置されており、潜熱材温度Ｔ３を測定する。
熱媒体循環路６には、蓄熱槽４に入る熱媒体の入口温度Ｔ１を測定する入口温度センサ２２と、蓄熱槽４を通過した熱媒体の出口温度Ｔ２を測定する出口温度センサ２４と、蓄熱槽４を通過する熱媒体の単位時間あたりの流量Ｑを測定する流量センサ２０が設けられている。潜熱材温度センサ１８と、入口温度センサ２２と、出口温度センサ２４と、流量センサ２０は、図示されない演算装置に接続されて、各々が測定した温度や流量の測定値を演算装置に出力する。
【００２１】
温水供給路１０には、三方弁２８を介して水供給路２６が接続されている。温水供給路１０は、蓄熱槽４を通過後、ミキシングユニット３０と補助熱源３２を経由して温水利用装置８に至る。温水利用装置８が使用されるときには、三方弁２８が水供給路２６と温水供給路１０の間を開き、温水供給路１０に水が供給される。水供給路２６の水は、蓄熱槽４を通過する間に温められて温水となり、ミキシングユニット３０に入る。ミキシングユニット３０内の温水の温度が高い場合には、三方弁２８がミキシングユニット３０に至る水供給路２６を開き、水を供給して温水をほどよい温度にする。温水の温度が低い場合には、補助熱源３２が点火して、温水利用装置８に供給する温水をほどよい温度に加熱する。
【００２２】
図２に、発電の開始時点から熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差に単位時間あたりの流量Ｑを乗じた値を累積した値（横軸）と、潜熱材温度Ｔ３（縦軸）の関係を示す。
熱媒体循環路６の水は、発電が開始されると発電機２で加熱されて高温になって蓄熱槽４に入る。室温で凍結している潜熱材と蓄熱槽を通過する高温の水との間で熱交換が開始される。潜熱材には高温の水から熱エネルギを供給される。潜熱材に熱を供給するために熱媒体循環路６の水は放熱し、出口温度Ｔ２は入口温度Ｔ１よりも下がる。熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差分に単位時間あたりの流量Ｑを乗じた値は、水が潜熱材に供給した単位時間あたりの熱量を示す。図２の横軸に示される、熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差に単位時間あたりの流量Ｑを乗じた値を発電の開始時点から累積した値は、発電の開始時点から熱媒体が潜熱材に供給した総熱量を表す。この値は、蓄熱槽４の潜熱材が潜熱と顕熱によって蓄熱した熱量の合計値となる。
【００２３】
温度が融点Ｔｍよりも低いときの潜熱材は凍結しており、供給される熱量に比例して潜熱材温度Ｔ３が上昇する。このときの潜熱材は顕熱蓄熱を行っている。潜熱材温度Ｔ３が融点Ｔｍに達すると潜熱材の溶融が始まる。このときまでに潜熱材には熱量Ｈ０が供給されている。溶融の開始時点から全ての潜熱材が溶融し終わるまでの期間では、熱媒体から供給される熱量は潜熱材に吸熱されて潜熱として蓄熱される。この期間の潜熱材は、固液混合状態となって、蓄熱槽内の温度は融点Ｔｍに維持される。潜熱材が溶融し始めてから溶融し終わるまでの相変化期間は、潜熱材温度Ｔ３が潜熱材の融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ低い状態から微小温度△ｔだけ高い状態まで変化するのに要する期間から知ることができる。潜熱材が全て溶融すると、潜熱材温度Ｔ３は再び上昇する。潜熱材は、融点Ｔｍよりも高温で顕熱蓄熱を行う。
【００２４】
潜熱材が劣化していない場合の、潜熱材の温度Ｔ３と、熱媒体が潜熱材に供給した総熱量の関係が、図２のＣ１に表される。潜熱材が劣化していないときの潜熱蓄熱量は、潜熱材温度Ｔ３が、潜熱材の融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ高い時の蓄熱量Ｈ１から、微小温度△ｔだけ低い時の蓄熱量Ｈ０を減じることで求めることができる。即ち、入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差に流量センサの測定値を乗じた値を、蓄熱量Ｈ０の時点から蓄熱量Ｈ１の時点まで累積することで求めることができる。
潜熱材が劣化して溶融しない部分が発生したときの、潜熱材温度Ｔ３と、熱媒体が潜熱材に供給した総熱量の関係が、図２のＣ２で表される。溶融しない部分があるために供給熱量が少ない段階で相変化が終了し、潜熱材温度Ｔ３が融点よりも上昇しはじめる。潜熱材が劣化したときの潜熱蓄熱量は、潜熱材温度Ｔ３が潜熱材の融点Ｔｍよりも微小温度Δｔだけ高い時の蓄熱量Ｈ２から微小温度Δｔだけ低い時の蓄熱量Ｈ０を減じた値からもとめられる。このときの潜熱蓄熱量は、潜熱材が劣化していない場合よりも減少している。
【００２５】
潜熱材温度センサ１８と、入口温度センサ２２と、出口温度センサ２４と、流量センサ２０の測定値を入力した演算装置は、熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差分に単位時間あたりの流量Ｑを乗じた値を累積することによって、発電の開始時点から熱媒体が潜熱材に供給した総熱量を計算する。さらに演算装置は、潜熱材温度センサ１８の値から潜熱材の相変化期間を認識し、潜熱材の潜熱蓄熱量を演算する。
演算装置には、蓄熱装置に要求される潜熱蓄熱量の許容下限値が第１所定値として定められている。演算装置は、潜熱蓄熱量を第１所定値と比較する。第１所定値以下の潜熱蓄熱が行われたときには、潜熱材が劣化して相変化しなくなった部分が増えて潜熱蓄熱量が要求される熱量に満たなくなったことを報知手段に報知させる。コージェネレーションシステムの運転制御装置上に潜熱材の交換時期を報知するランプが設けられており、ランプが点灯することによって潜熱材を交換する必要があることが報知される。
【００２６】
本実施例のコージェネレーションシステムの蓄熱装置では、蓄熱槽４に潜熱材温度センサ１８を設け、熱媒体循環路６に入口温度センサ２２と出口温度センサ２４と流量センサ２０を設け、これらの測定値から潜熱蓄熱量を演算することにより、潜熱材の劣化の程度を捕捉することができる。劣化によって潜熱蓄熱量が所定の下限値よりも少なくなった場合には、潜熱材の交換の必要が報知される。これにより蓄熱装置の熱効率の低下を未然に防止することができると同時に、発電機２の冷却能力も維持されるので、発電効率の低下を未然に防止することができる。
【００２７】
（第２実施例） この本実施例の蓄熱装置は、蓄熱槽４が受入れる熱媒体の入口温度Ｔ１と単位時間あたりの流量Ｑはほぼ一定である。蓄熱装置は、内部に潜熱材を収容している蓄熱槽４と、熱を蓄熱槽４に供給する熱媒体循環路６と、潜熱材の温度Ｔ３を測定する潜熱材温度センサ１８と、熱媒体の供給開始からの経過時間を測定する計時装置と、潜熱材温度センサ１８の測定値が潜熱材の融点よりも微小温度だけ低い状態と微小温度だけ高い状態との間で変化するのに要した時間が第２所定値以下になったことを報知する手段を備えている。
【００２８】
蓄熱槽４が受入れる熱媒体の入口温度Ｔ１と単位時間あたりの流量Ｑがほぼ一定であるために、融点にある潜熱材に熱媒体から供給される単位時間あたりの熱量はほぼ一定である。従って潜熱材が溶融し始めてから全ての潜熱材が溶融するまでの相変化期間もほぼ一定となる。
本実施例における熱媒体の供給開始時点からの経過時間に対する潜熱材温度Ｔ３の変化を図３に示す。蓄熱槽４に収容された潜熱材が劣化しておらずに全てが溶融する場合、潜熱材の温度と時間との関係はＤ１の曲線で示される。潜熱材が劣化していないときの相変化期間は、潜熱材温度Ｔ３が融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ低い温度になった時刻Ｐ０から、融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ高い温度になった時刻Ｐ１までの時間で表される。
潜熱材が劣化して相変化しなくなった部分がある場合の潜熱材の温度と時間との関係は、Ｄ２の曲線で示される。潜熱として蓄熱できる熱量が減っているために、潜熱材が溶融し始めてから全ての潜熱材が溶融するまでの相変化期間が減少する。その期間は、潜熱材温度Ｔ３が融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ低い温度になった時刻Ｐ０から、融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ高い温度になった時刻Ｐ２までの時間に等しい。
【００２９】
第２所定値には、蓄熱装置に要求される潜熱蓄熱量を潜熱材が蓄熱するために要する相変化期間の下限値が定められている。相変化の期間である時刻Ｐ０から時刻Ｐ２までの時間が第２所定値以下となったときには、潜熱材が劣化したことにより潜熱蓄熱量が要求される熱量に満たないことがわかる。計時装置によって測定された相変化期間が第２所定値以下になったときには、報知手段によって報知がされる。
本実施例における蓄熱装置は、蓄熱槽が受入れる熱媒体の入口温度Ｔ１と単位時間あたりの流量Ｑがほぼ一定であり、潜熱材の相変化期間を所定値と比較することによって、蓄熱装置の潜熱材の劣化の程度を捕捉することができる。
【００３０】
（第３実施例） 本実施例の蓄熱装置の構成を、図４に示す。第１実施例と構成の同一のものに対しては、同一符号を付与して重複説明を割愛する。
本実施例では、蓄熱槽４に入る温水の温度を測定する入口温度センサ２２によって測定された入口温度Ｔ１と、出口温度センサ２４によって測定された出口温度Ｔ２の測定値の差に、流量センサ２０によって測定された単位時間あたりの熱媒体の流量Ｑを乗じた値によって、蓄熱槽４に収容された潜熱材の劣化を判定して交換時期を報知する。
【００３１】
蓄熱槽４を通過する温水の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差に単位時間あたりの熱媒体の流量Ｑを乗じることによって、蓄熱槽４が単位時間あたりに吸熱した熱量を知ることができる。一方、相変化を多く繰り返した潜熱材は劣化して溶融しなくなる。劣化した潜熱材を含む蓄熱槽の潜熱蓄熱量は減少する。蓄熱槽の単位時間あたりの吸熱量は、蓄熱槽４に収容されている潜熱材が行う潜熱蓄熱の割合と連動して変化する。潜熱材の相変化の回数と、熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差に単位時間あたりの熱媒体の流量Ｑを乗じた値との関係を図５に示す。相変化が一定の回数を超えた蓄熱槽は、潜熱材の劣化が進行するにつれて、単位時間あたりの吸熱する熱量が減少していくことがわかる。
【００３２】
流量センサ２０と入口温度センサ２２と出口温度センサ２４は演算装置に測定値を入力する。演算装置は、入力された入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差に単位時間あたりの熱媒体の流量Ｑを乗じて、蓄熱槽４の単位時間あたりの吸熱量を計算する。演算装置には、蓄熱槽内の潜熱材が単位時間あたりに蓄熱する熱量の下限値である第３所定値が定められている。測定値から求められた蓄熱槽４の単位時間あたりの蓄熱量が第３所定値以下となったときには、潜熱材が劣化したことにより蓄熱される量が要求される蓄熱量を満たさないことがわかる。そこで、蓄熱槽４の単位時間あたりの蓄熱量が第３所定値以下となったときには、報知手段に報知をおこなわせる。
【００３３】
（第４実施例） この本実施例の蓄熱装置は、蓄熱槽４が受入れる熱媒体である単位時間あたりの流量Ｑがほぼ一定である。蓄熱装置は、蓄熱槽４が熱を供給されている期間の中で、蓄熱槽４に入る温水の温度を測定する入口温度センサ２２によって測定された入口温度Ｔ１と出口温度センサ２４によって測定された出口温度Ｔ２の測定値の差から、蓄熱槽４に収容された潜熱材の劣化を判定して交換時期を報知する。
蓄熱槽４が受入れる温水の単位時間あたりの流量Ｑがほぼ一定であるために、温水の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差は、蓄熱槽４が単位時間あたりに吸熱した熱量と連動して変化する。蓄熱槽４内に収容されている潜熱材が劣化した場合には、蓄熱槽４の単位時間あたりの吸熱量が少なくなるので、これと連動して変化する温水の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の差は小さくなる。
潜熱材の相変化の回数と、熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の温度差の関係を図６に示す。相変化が一定の回数を超えた蓄熱槽は、潜熱材の劣化が進行するにつれて、熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の温度差が減少していくことがわかる。
【００３４】
演算装置には、熱媒体の入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の温度差に対して、下限値として第４所定値が定められている。入口温度Ｔ１と出口温度Ｔ２の測定値の差の最大値が第４所定値以下となったときには、潜熱材が劣化したことにより蓄熱槽４に蓄熱される量が要求される蓄熱量を満たさないことがわかるので、報知手段に報知をおこなわせる。
【００３５】
（第５実施例） 本実施例の蓄熱装置の潜熱材を収容する蓄熱槽の構成を図７に示す。蓄熱槽は熱媒体循環路４２に沿って等量の潜熱材を収容する４個の蓄熱槽４４，４６，４８，５０に分割されている。
蓄熱槽４４に潜熱材温度センサ５２が配置されており、潜熱材温度Ｔaを測定する。熱媒体循環路４２には、蓄熱槽４４の入口に熱媒体の入口温度Ｔ１１を測定する入口温度センサ６０と、蓄熱槽４４を通過した熱媒体の出口温度Ｔ１２を測定する出口温度センサ６２が設けられている。蓄熱槽４６，４８，５０には蓄熱槽４４と同様に潜熱材温度センサ５４，５６，５８が設けられている。熱媒体循環路４２には、蓄熱槽４６，４８，５０の全ての入口に、入口温度センサ６０と同様の入口温度センサ６４，６８，７２が設けられており、蓄熱槽４６，４８，５０の全ての出口に出口温度センサ６２と同様の出口温度センサ６６，７０，７４が設けられている。出口温度センサ６２と入口温度センサ６４は兼用することができ、出口温度センサ６６と入口温度センサ６８は兼用することができ、出口温度センサ７０と入口温度センサ７２は兼用することができる。熱媒体循環路４２には、熱媒体の単位時間あたりの流量Ｑを測定する流量センサ７６が設けられている。分割された蓄熱槽毎の潜熱蓄熱量が、上記の温度センサと流量センサの測定値を用いて第一実施例と同一の方法で求められて、潜熱材の交換時期が報知される。
【００３６】
図７の右側の図は、蓄熱と放熱が１サイクル行われたときの、蓄熱槽４４，４６，４８，５０の潜熱材温度センサ５２，５４，５６，５８によって測定された潜熱材温度の変化の一例を示している。
蓄熱槽４４は熱媒体循環路４２を循環する高温の熱媒体から熱を受入れて蓄熱槽４４に収容された全ての潜熱材が溶融し、融点Ｔｍを超えて昇温した後に放熱して再び凍結している。
蓄熱槽４６に収容された全ての潜熱材も溶融し、融点Ｔｍを超えて昇温した後に放熱して再び凍結している。しかし、蓄熱槽４６は、蓄熱槽４４よりも温度上昇がゆるやかに進み、温度Ｔ１２は温度Ｔ１１よりも低くなっている。これは、熱媒体が蓄熱槽４４に熱を供給したことによって温度が下がり、蓄熱槽４６に供給される熱量が蓄熱槽４４に供給される熱量よりも少ないためである。
蓄熱槽４８に熱媒体から供給される熱量はさらに少なくなっており、潜熱材の温度は上昇して融点Ｔｍに達するが、全量が溶融するには至らず、融点に維持されている間に放熱して再び凍結している。
蓄熱槽５０の温度上昇はさらに少なくなっており、潜熱材は凍結している。
図７に図示した場合よりも熱媒体から供給される熱量が多いときには蓄熱槽の全ての潜熱材が溶融する。熱媒体から供給される熱量が少ないときには蓄熱槽４４だけが溶融して潜熱蓄熱を行う場合もある。蓄熱装置を長期間使用して蓄熱と放熱を繰り返すと、潜熱材の相変化の回数は蓄熱槽４４が最も多くなり、蓄熱槽５０は少なくなる。このため、潜熱材の劣化は蓄熱槽４４から始まり、蓄熱槽４４の潜熱材の交換時期が最初に報知される。報知を受けて、蓄熱槽４４交換することによって、蓄熱槽全体の潜熱蓄熱量を回復することができる。
このように、本実施例の蓄熱槽は、分割された蓄熱槽の中の潜熱材が劣化した部分の報知を受けて、劣化した蓄熱槽のみを交換することができる。蓄熱槽全体を交換する場合に較べると安価な費用で蓄熱量を回復して、蓄熱装置を熱効率の高い状態に維持することができる。
【００３７】
（第６実施例） 本実施例の蓄熱装置の構成を図８に示す。第１実施例と構成の同一のものに対しては、同一符号を付与して重複説明を割愛する。
本実施例では、温水供給路１０に、蓄熱槽４に入る水温Ｔ２１を測定する入口温度センサ８２と、蓄熱槽４を通過した直後の水温Ｔ２２を測定する出口温度センサ８４と、蓄熱槽を通過する水の単位時間当たりの流量Ｑ２を測定する流量センサ８６が設けられている。温水供給路１０の水は、蓄熱槽４を通過する間に熱を供給されるために、入口温度Ｔ２１よりも出口温度Ｔ２２が高くなる。
【００３８】
図９に、蓄熱槽４に入る温水循環路１０の出口温度Ｔ２２と入口温度Ｔ２１との差に単位時間あたりの流量Ｑ２を乗じて温水供給の開始時から累積した値に対する潜熱材温度Ｔ３の変化を示す。図９の横軸の値である水の出口温度Ｔ２２と入口温度Ｔ２１と差に単位時間あたりの流量Ｑ２を乗じて発電の開始時から累積した値は、温水供給の開始時から潜熱材が放熱した総熱量と等価となる。
溶融している潜熱材は、温水循環路の水に熱エネルギを供給して次第に冷却する。潜熱材が放熱して融点Ｔｍまで冷却したとき、潜熱材の凍結が始まる。このときまでに潜熱材は温水循環路１０の水に熱量Ｈ３を供給している。凍結の開始時から全ての潜熱材が凍結するまでの相変化の間、潜熱材の温度は融点で一定となっている。相変化の期間に、潜熱材は潜熱蓄熱した熱量を放熱する。潜熱材が全て凍結すると、潜熱材温度Ｔ３は再び下がる。
劣化していない潜熱材の凍結後の潜熱材温度Ｔ３と放熱開始時から潜熱材が水に供給した総熱量との関係が、図９のＥ１に表される。潜熱材が劣化していないときの潜熱蓄熱量は、潜熱材温度Ｔ３が潜熱材の融点Ｔｍよりも微小温度△ｔだけ下がった時の蓄熱量Ｈ４から、微小温度△ｔだけ高い時の蓄熱量Ｈ３を減じることで求めることができる。潜熱材が劣化して溶融しない部分が発生したときの、溶融後の潜熱材温度Ｔ３と放熱開始時から熱媒体が潜熱材に供給した熱量の総量との関係が、図９のＥ２に表される。潜熱蓄熱量が減っているために、放熱量が少ない段階で潜熱材温度Ｔ３が融点よりも下がりはじめる。潜熱材が劣化したときの潜熱蓄熱量は、潜熱材温度Ｔ３が潜熱材の融点Ｔｍよりも微小温度Δｔだけ下がった時の蓄熱量Ｈ５から微小温度Δｔだけ高い時の蓄熱量Ｈ３を減じることで求めることができる。
演算装置には、蓄熱装置に要求される潜熱蓄熱量の下限値が定められている。演算装置は、潜熱材温度センサ１８と、入口温度センサ８２と、出口温度センサ８４と、流量センサ２０の値から蓄熱槽の潜熱蓄熱量をもとめて潜熱蓄熱量の下限値と比較する。潜熱蓄熱量の下限値以下の潜熱蓄熱が行われたときには、潜熱材が劣化して相変化しない部分が増えて蓄熱量が要求される熱量に満たないとして、報知手段に報知をおこなわせる。
【００３９】
（第７実施例） 図１０に示すように、本実施例では温水循環路１０に蓄熱槽４に入る水の温度を測定する入口温度センサ８２と、蓄熱槽４を通過した水の温度を測定する出口温度センサ８４が設けられている。測定された出口温度Ｔ２２と入口温度Ｔ２１の温度差に流量Ｑ２を乗じた値は、蓄熱槽４の単位時間あたりの放熱量を示している。この値は、潜熱材が相変化を一定回数以上繰り返した後、潜熱材の劣化が始まるのに連動して熱量は徐々に減少する。潜熱材が単位時間あたりに蓄熱する熱量の下限値として予め定められている第３所定値と、前記の測定値から求められた蓄熱槽４の単位時間あたりの放熱量の最大値とを比較することにより、潜熱材が劣化して蓄熱される量が要求される蓄熱量を満たさなくなっているか否かがわかる。そこで、蓄熱槽４の単位時間あたりの放熱量の最大値が第３所定値以下となったときには、報知手段が潜熱材の劣化を報知する。
【００４０】
（第８実施例） 本実施例の蓄熱装置の潜熱材を収容する蓄熱槽の構成を図１１に示す。蓄熱槽は熱媒体循環路４２に沿って等量の潜熱材を収容する４個の蓄熱層４４，４６，４８，５０に分割されている。蓄熱槽４４には、潜熱材温度センサ８２が配置されており、潜熱材温度Ｔaを測定する。潜熱材温度センサ８２には、潜熱材が溶融と凍結を行った回数を数えて表示するカウンタ装置が接続されている。蓄熱槽４６，４８，５０には蓄熱槽４２と同一の仕様のカウンタ装置に接続された潜熱材温度センサ８４，８６，８８が設けられている。
【００４１】
カウンタは、潜熱材が融点よりも微小温度だけ高い温度に変化した後に再び融点よりも微小温度だけ低い温度に変化した回数を数える。カウンタが行う処理手順のフローチャートを図１２に示す。
カウンタ値Ｎは、ステップＳ２で初期値０に設定される。ステップＳ４で、潜熱材の融点Ｔｍとカウンタ値の上限値Ｎｍａｘが設定されて、カウンタ値が表示される（ステップＳ６）。カウンタは、潜熱材の溶融が始まったか否かを記憶する融点フラグＦに初期値として０を設定する（ステップＳ８）。カウンタは潜熱材の温度の測定値を読み込み（ステップＳ１０）、ステップＳ１２で潜熱材の温度が融点Ｔｍ以上となったか否かを判定する。潜熱材の温度が融点よりも小さい場合には、ステップＳ１２がノーとなり（このとき、潜熱材は凍結している）、カウンタはステップＳ１４で融点フラグが１であるか否かを確認する。融点フラグがステップ８で設定された０の値のままであった場合は、ステップＳ１４がノーとなり、カウンタの処理はステップＳ１０に戻って、再び潜熱材の温度を読み込む。
潜熱材の温度が融点以上になった場合には、ステップＳ１２がイエスとなり（このときの潜熱材は、相変化の途中であるか、又は完全に溶融している）、カウンタの処理はステップＳ２２に進み、融点フラグが１であるか否かを確認する。融点フラグが１でなかった場合にはステップＳ２２がノーとなり、ステップＳ２４で融点フラグを１にした後に、カウンタの処理はステップＳ１０に戻って、再び潜熱材の温度を読み込む。融点フラグが１であった場合にはステップＳ２２がイエスとなり、カウンタの処理はステップＳ１２に戻って、再び潜熱材の温度を読み込む。
潜熱材の温度が一旦融点Ｔｍ以上に上がってから再び融点Ｔｍよりも低くなっていた場合には、読み込まれた潜熱材の温度はステップＳ１２の判定でノーとなる。処理はステップＳ１４に進み、融点フラグが１であるか否かを確認する。潜熱材の温度が一旦融点Ｔｍ以上になっていた場合には、潜熱材フラグが１になっているので、ステップＳ１４がイエスとなりカウンタ値Ｎに１が加えられる（ステップＳ１６）。ステップＳ１８で、カウンタ値Ｎとカウンタ値の上限値Ｎｍａｘが比較されて、カウンタ値Ｎがカウンタの上限値Ｎｍａｘを超えていた場合には、ステップＳ２０で報知がされて処理が終了する。カウンタ値Ｎがカウンタの上限値Ｎｍａｘ以下であった場合には、処理はステップＳ８に戻り、新たなカウンタ値Ｎの表示が行われた後に、ステップＳ８で融点フラグＦが０に戻され、再び潜熱材の温度の読み込みが始まる。
【００４２】
カウンタは、上記のカウント処理によって潜熱材が相変化した回数、即ち、一旦溶融して再び凍結した回数を知ることができる。潜熱材の劣化は溶融と凍結の相変化を繰り返すことによって発生するので、カウンタの値が小さいときには、相変化の繰り返し回数が少ないために潜熱材の劣化は発生していないことがわかり、カウンタの値が大きいときには、相変化の繰り返し回数が多いために潜熱材の劣化が発生して潜熱材の交換時期に来ていることがわかる。
【００４３】
以上、本発明の具体例を詳細に説明したが、これらは例示にすぎず、特許請求の範囲を限定するものではない。特許請求の範囲に記載の技術には、以上に例示した具体例を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、実施例では、熱媒体として水を用いたが、不凍液を用いることも可能である。又、本発明の測定装置と測定方法の配置や構成は、温度や流量の測定に必要な性能を損なわない範囲で変更することが可能である。
【００４４】
【発明の効果】
本願発明の潜熱材の交換時期を報知する蓄熱装置によると、蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、蓄熱槽を通過する熱媒体の流量センサと、潜熱材温度センサによる測定を行って測定結果に演算処理を行うことにより、蓄熱槽の潜熱を利用した蓄熱量をもとめることができる。測定された潜熱蓄熱量を、所定の潜熱蓄熱量の下限値と比較することにより、潜熱材の劣化の程度を捕捉することができる。潜熱材の劣化が進行して潜熱蓄熱量が所定の下限値よりも少なくなった場合には、潜熱材の交換の必要が報知される。これにより蓄熱装置の熱効率の低下を未然に防止することができる。蓄熱装置が発電機に利用されている場合には、蓄熱装置の熱効率が維持されることによって発電機の冷却能力も維持されるので、発電効率の低下を未然に防止することができる。
蓄熱装置と熱交換を行う熱媒体の温度と単位時間あたりの流量がほぼ一定である場合には、潜熱材が全て相変化するために要する期間から潜熱材の劣化の程度を知ることができる。又、潜熱材が相変化して溶融した回数を累積して記憶する手段を用いることでも、蓄熱装置の潜熱材の劣化の程度を知ることができる。
潜熱材を収容する蓄熱槽が熱媒体の通過経路に沿って複数個に分割し、分割ちた蓄熱槽ごとに潜熱材の劣化を報知する手段を設けることにより、分割された蓄熱槽のいずれか１個が劣化したとき、蓄熱槽の劣化した部分のみを交換することが可能となる。蓄熱槽全体を交換する場合に較べると安価に蓄熱量を回復して、蓄熱装置を熱効率の高い状態に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１実施例の蓄熱装置の構成を模式的に示す図。
【図２】 第１実施例の潜熱材の蓄熱量の累積値に対する潜熱材温度Ｔ３の変化の関係を示す図。
【図３】 第２実施例の発電の開始からの経過時間と潜熱材温度Ｔ３の変化の関係を示す図。
【図４】 第３実施例の蓄熱装置の構成を模式的に示す図。
【図５】 第３実施例の潜熱材の相変化の回数に対する熱媒体の単位時間当たりの熱供給量の関係を示す図。
【図６】 第４実施例の潜熱材の相変化の回数に対する熱媒体の温度変化の関係を示す図。
【図７】 第５実施例の蓄熱槽の構成と蓄熱槽ごとの温度変化を模式的に示す図。
【図８】 第６実施例の蓄熱装置の構成を模式的に示す図。
【図９】 第６実施例の潜熱材の放熱量の累積値に対する潜熱材温度Ｔ３の変化の関係を示す図。
【図１０】 第７実施例の蓄熱装置の構成を模式的に示す図。
【図１１】 第８実施例の蓄熱装置の構成を模式的に示す図。
【図１２】 第８実施例の潜熱材の相変化の回数をカウントする処理のフローチャート。
【符号の説明】
２：発電機
４：蓄熱槽
６：熱媒体循環路
８：温水利用装置
１０：温水供給路
１２：改質器
１４：燃料電池セル
１６：循環ポンプ
１８，５２，５４，５６，５８：潜熱材温度センサ
２０，７６，８６：流量センサ
２２，６０，６４，６８，７２，８２：入口温度センサ
２４，６２，６６，７０，７４，８４：出口温度センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heat storage device that receives a high-temperature heat medium, stores heat energy, and releases the stored heat energy when necessary.
[0002]
[Prior art]
Water can be heated by solar heat or generated heat. A hot water tank is used to supply hot water at a time when water cannot be heated by solar heat or generated heat. If hot water heated by solar heat or generated heat is stored in a hot water tank, the hot water can be used when necessary.
In order to increase the amount of hot water that can be used, a large hot water storage tank is required, and a space necessary for installation may not be ensured. There is a desire to store a large amount of heat energy in a small heat storage tank.
In response to this demand, a technique for storing heat using a latent heat material has been developed. This is disclosed in Patent Document 1 and the like. This technique uses a latent heat material that is frozen at room temperature, melts when exposed to a high-temperature heat medium, absorbs a large amount of latent heat during melting, and releases a large amount of latent heat during freezing. When this type of latent heat material is used, a large amount of latent heat is required when the latent heat material is melted by being exposed to a high-temperature heat medium, so that a large amount of heat energy is stored in the latent heat material per unit volume. When a low-temperature heat medium is passed during heat dissipation, the molten latent heat material is frozen, and a large amount of latent heat is released at that time, so a large amount of heat energy is radiated from the latent heat material per unit volume. By using the latent heat material, a large amount of heat energy can be stored in a small heat storage tank.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-159984
[0004]
The latent heat material that can be used at present is deteriorated every time the phase change between thawing and freezing is repeated. When the number of phase changes reaches a predetermined number, the phase does not change, and heat storage and heat dissipation using latent heat cannot be performed.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
When the heat storage and heat dissipation action using latent heat cannot be obtained, the amount of heat energy that can be stored in the heat storage tank is reduced, and the thermal efficiency of the solar system and the cogeneration system is reduced. In particular, the heat storage tank of the cogeneration system is also a cooling device for the heat medium for cooling the generator. When the amount of heat energy that can be stored in the heat storage tank decreases, the temperature of the heat medium for cooling the generator rises, generating power. It will drop to efficiency.
At present, there is no contrivance for capturing the degree of deterioration of the latent heat material, and the operation is continued without recognizing a decrease in thermal efficiency.
The present invention provides a technique for capturing the degree of deterioration of a latent heat material, and thus prevents a decrease in heat storage efficiency (including power generation efficiency in the case of a cogeneration system) from being continued without being recognized. It has been developed.
[0006]
[Means and Actions for Solving the Problems]
The invention of claim 1 is a heat storage device that notifies the replacement time of the latent heat material, Heat medium passes inside A heat storage tank, A phase change between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and a latent heat material configured to be contained in the heat storage tank and not to flow out of the heat storage tank; Passes through a latent heat material temperature sensor that measures the temperature of the latent heat material, an inlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium entering the heat storage tank, an outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank, and the heat storage tank A flow sensor for measuring the flow rate of the heat medium per unit time is provided. Furthermore, the measured values of the inlet temperature sensor and the outlet are measured over a period of time required for the measured value of the latent heat material temperature sensor to change between a state lower by a minute temperature and a state higher by a minute temperature than the melting point of the latent heat material. Means for notifying that a value obtained by multiplying the difference between the measurement values of the temperature sensor by the measurement value of the flow rate sensor is equal to or less than the first predetermined value is provided.
[0007]
The heat storage device monitors the amount of heat stored or dissipated as latent heat when the phase of the latent heat material changes in order to know the degree of deterioration of the latent heat material and notify the replacement time. Latent heat storage amount (the amount of heat stored as latent heat when the latent heat material melts and the amount of heat released as latent heat when the latent heat material freezes are equivalent, and these two amounts of heat are hereinafter collectively referred to as latent heat storage amount) Is obtained by accumulating the amount of heat absorbed or released by the heat storage material over a period in which the latent heat material undergoes melting or freezing phase change.
[0008]
This heat storage device is provided with a latent heat material temperature sensor, and the period during which the latent heat material undergoes a phase change can be known from the temperature change of the latent heat material. The frozen latent heat material is heated when exposed to a high-temperature heat medium, and begins to melt when the temperature is raised to the melting point. During the period from the start of melting until all of the latent heat material has been melted, the heat energy supplied from the heat medium is absorbed by the latent heat material and stored as latent heat. Keep the melting point without. When all the latent heat materials are melted and become liquid, the latent heat materials are heated again.
When the molten latent heat material is exposed to a low temperature heat medium, the latent heat material supplies heat energy to the heat medium and the temperature drops. Freezing starts when it is cooled to the melting point, and the thermal energy stored as latent heat is released. In the period from the start of freezing to the completion of freezing of all the latent heat materials, the latent heat materials release the latent heat and thus maintain the melting point without causing a temperature change.
The latent heat material has a period in which it is melted when the temperature reaches the melting point to store the latent heat, or is frozen to release the latent heat when it reaches the melting point after being cooled. This period is equal to the period required for the measured value of the latent heat material temperature sensor to change between a state lower by a minute temperature and a state higher by a minute temperature than the melting point of the latent heat material. Hereinafter, the period measured by the latent heat material temperature sensor is referred to as a phase change period of the latent heat material.
[0009]
The above heat storage device measures the flow rate of the heat medium passing through the heat storage tank, the inlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium entering the heat storage tank, the outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank The flow rate sensor is provided, and the amount of heat absorbed or released by the latent heat material per unit time can be known. The difference between the temperature measured by the inlet temperature sensor of the heat medium and the temperature measured by the outlet temperature sensor indicates the temperature change of the heat medium due to passing through the heat storage tank. This temperature change is caused by heat exchange with the latent heat material while the heat medium passes through the heat storage tank. Therefore, the latent heat material has a unit time determined by multiplying the value of the temperature change by the flow rate per unit time of the heat medium. The amount of heat absorbed or released around is obtained. For example, when water is used as the heat medium, if the outlet temperature when supplying water at 80 ° C. to the heat storage tank at a flow rate of 1 ml per second is 50 ° C., the water supplies 30 cal per second to the latent heat material. I understand that.
By accumulating the value obtained by multiplying the temperature change of the heat medium by the flow rate per unit time over the phase change period of the latent heat material, the amount of heat stored or radiated by the heat storage tank using the latent heat can be obtained. The value of the latent heat storage amount is the same value when all of the latent heat materials undergo phase change, but decreases as the latent heat material deteriorates and partially does not change phase.
[0010]
In the first predetermined value, an allowable lower limit value of the latent heat storage amount required for the heat storage device is defined. If the latent heat storage amount falls below the first predetermined value, it can be understood that the latent heat storage amount cannot satisfy the allowable lower limit value because the number of portions where the latent heat material has deteriorated and phase change has increased. In this case, the notification means notifies the user.
According to the above heat storage device, the degree of deterioration of the latent heat material can be captured, and a decrease in the heat storage efficiency of the heat storage device can be prevented in advance.
[0011]
As indicated in claim 2 The heat storage device is phase-changed between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat storage tank through which the heat medium passes, and is stored in the heat storage tank and does not flow out of the heat storage tank. A latent heat material, a heat medium circulation path whose upstream end and downstream end are connected to a heat storage tank, and a circulation pump that sends the heat medium in the heat medium circulation path from the upstream side to the downstream side at a constant flow rate A heating device that heats the heat medium in the heat medium circuit to a certain temperature; The latent heat material temperature sensor that measures the temperature of the latent heat material, the timing device, and the measured value of the latent heat material temperature sensor change between a state that is a minute temperature lower than the melting point of the latent heat material and a state that is higher by a minute temperature. By providing means for notifying that the required time has become equal to or less than the second predetermined value, it is possible to notify the replacement time of the latent heat material.
[0012]
According to this heat storage device The circulation pump pumps out the heat medium in the heat medium circuit at a constant flow rate, and the heating device heats the heat medium in the heat medium circuit to a constant temperature. Accepted heat medium temperature and flow rate per unit time Is constant. Therefore, The heat energy per unit time that the latent heat material at the melting point receives from the heat medium becomes almost constant. . This Therefore, the period during which all of the latent heat material changes phase (phase change period of the latent heat material) is substantially constant. When the latent heat material deteriorates and stops changing, the phase change period of the latent heat material is shortened.
In the second predetermined value, an allowable lower limit value of the phase change period corresponding to the allowable lower limit value of the latent heat storage amount required for the heat storage device is determined. If the phase change period is shortened to the second predetermined value or less, it is understood that the latent heat storage amount cannot satisfy the allowable lower limit value because the number of portions where the latent heat material has deteriorated and the phase change has not increased. In this case, the notification means notifies the user.
According to the above heat storage device, the degree of deterioration of the latent heat material can be captured, and a decrease in the heat storage efficiency of the heat storage device can be prevented in advance.
[0013]
As shown in claim 3, the heat storage device is A heat storage tank through which the heat medium passes and a phase change between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and are configured to be stored in the heat storage tank and not to flow out of the heat storage tank. With latent heat material, An inlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium entering the heat storage tank, an outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank, and a flow rate that measures the flow rate per unit time of the heat medium that passes through the heat storage tank If there is a sensor and means for notifying that a value obtained by multiplying the difference between the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor by the measured value of the flow rate sensor is equal to or smaller than the third predetermined value, the latent heat material The replacement time can be notified.
[0014]
By multiplying the difference between the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor by the measured value of the flow rate sensor, it is possible to know the amount of heat absorbed or radiated by the heat storage tank per unit time. If there is a deteriorated portion in the latent heat material stored in the heat storage tank, the amount of heat absorbed or radiated by the heat storage tank per unit time decreases.
In the third predetermined value, an allowable lower limit value of the heat storage or heat radiation amount per unit time of the latent heat material in the heat storage tank is determined. When the heat storage or heat release amount per unit time is equal to or less than the third predetermined value, it can be understood that the latent heat material is deteriorated and the portion where the phase does not change is increased. In this case, the notification means notifies the user.
According to the above heat storage device, the degree of deterioration of the latent heat material can be captured, and a decrease in the heat storage efficiency of the heat storage device can be prevented in advance.
[0015]
The heat storage device is phase-changed between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat storage tank through which the heat medium passes, and is stored in the heat storage tank and does not flow out of the heat storage tank. A latent heat material, a heat medium circulation path whose upstream end and downstream end are connected to a heat storage tank, and a circulation pump that sends the heat medium in the heat medium circulation path from the upstream side to the downstream side at a constant flow rate And a heating device for heating the heat medium in the heat medium circuit, An inlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium entering the heat storage tank, an outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank, and the difference between the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor is 4 By providing means for notifying that the value has become equal to or less than the predetermined value, it is possible to notify the replacement time of the latent heat material (claim 4).
According to this heat storage device Since the circulation pump sends out the heat medium in the heat medium circuit at a constant flow rate, the heat storage tank The flow rate of heat medium to be received per unit time Is constant. Therefore, Based on the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor, the latent heat material in the heat storage tank absorbs per unit time. Heated You can know the amount of heat. In the fourth predetermined value, the temperature change amount of the heat medium corresponding to the allowable lower limit value of the heat absorption amount or the heat dissipation amount of the latent heat material is set. When the measured temperature change amount of the heat medium becomes equal to or less than the fourth predetermined value, the notification means notifies the user.
[0016]
The heat storage device of the invention of claim 5 is: It has two or more of the thermal storage apparatuses as described in any one of Claim 1 to 4, and the thermal storage tank of each thermal storage apparatus is connected along the passage path of a thermal medium. It is characterized by that.
When the latent heat material is exposed to a high-temperature heat medium, it starts to melt around the entrance of the passage of the heat medium. When the amount of heat supplied from the heat medium is large All of Heat storage Tank The latent heat material melts. When the amount of heat supplied from the heat medium is small, the area around the entrance to the passage of the heat medium Thermal storage tank Although the latent heat material melts, Thermal storage tank The latent heat material does not melt. If the heat storage device is used for a long time, the number of phase changes of the latent heat material In the heat storage tank More around the exit In the heat storage tank Less. For this reason, the degradation of the latent heat material All of Heat storage In the tank It does not start at the same time, usually around the entrance of the heat medium passage Heat storage tank It starts from and spreads in the exit direction along the passage route.
According to the heat storage device of the present invention, the latent heat material is accommodated. each The heat storage tank is along the passage of the heat medium Connection It is a notification means for each heat storage tank But Establishment Has been By , Storage This can be known when any one of the heat baths deteriorates. Receiving the notification, it is possible to replace only the deteriorated part of the heat storage tank, recovering the amount of heat storage at a lower cost than when replacing the entire heat storage tank, and maintaining the heat storage device in a highly efficient state Can do.
[0017]
As shown in claim 6, The heat storage device is provided with a plurality of heat storage tanks connected to each other along the passage of the heat medium and a heat storage tank, and a solid state is obtained by exchanging heat with the heat medium. Phase change between the liquid state and the latent heat material that is housed in the heat storage tank and configured not to flow out of the heat storage tank, and is provided for each heat storage tank, Latent heat material temperature sensor for measuring the temperature of latent heat material When, The measured value of the latent heat material temperature sensor for each heat storage tank is the melting point of the latent heat material. Higher temperature to lower than the melting point Counter that measures the number of changes to And means for notifying that the number of times the counter measures exceeds the upper limit value, A heat storage device that notifies the replacement time of the latent heat material is obtained.
The measured value of the latent heat material sensor is the melting point of the latent heat material. Higher temperature to lower than the melting point By counting the number of times of change, the number of times the latent heat material has changed and melted can be known. Since the deterioration of the latent heat material occurs by repeating the melting and freezing phase change, it can be seen that when the counter value is small, the deterioration of the latent heat material does not occur because the number of repetitions of the phase change is small. When the value is large, it can be seen that the deterioration of the latent heat material occurs because the number of repetitions of the phase change is large.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The main features of the embodiments described below are listed below.
(Embodiment 1) The heat storage device is an arithmetic device connected to a latent heat material temperature sensor, an inlet temperature sensor of a heat medium passage route, an outlet temperature sensor of a heat medium passage route, and a flow rate sensor of a heat medium passage route have. The arithmetic unit inputs the measurement value obtained by the sensor, calculates the latent heat storage amount from the input measurement value, and compares it with a predetermined value stored in advance.
(Mode 2) The heat storage device is provided with a high-temperature heat medium passage for supplying heat to the latent heat material to store the heat and a low-temperature heat medium passage for releasing heat to the latent heat material.
(Mode 3) The inlet temperature sensor, the outlet temperature sensor, and the flow rate sensor are provided on a passage path of a high-temperature heat medium that supplies heat to the latent heat material to store the heat.
(Mode 4) The inlet temperature sensor, the outlet temperature sensor, and the flow rate sensor are provided on a passage path of a low-temperature heat medium that radiates heat to the latent heat material.
[0019]
【Example】
An embodiment in which the present invention is applied to a heat storage tank of a cogeneration system will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
First Embodiment FIG. 1 schematically shows a configuration of a cogeneration system according to a first embodiment. The cogeneration system of the present embodiment includes a generator 2 that generates electric power and generated heat, a heat storage tank 4 in which a latent heat material is accommodated, and a generator 2 that circulates between the heat storage tank 4 and the generator 2. The heat medium circulation path 6 that conveys the heat generated in the heat storage tank 4, the hot water utilization device 8, and the hot water supply path 10 that passes the water through the heat storage tank 4 to heat and heat it to the hot water utilization apparatus 8. It has.
[0020]
The generator 2 includes a reformer 12 and a polymer electrolyte fuel cell 14. The fuel battery cell 14 generates heat during power generation, and the reformer 12 generates combustion heat when generating hydrogen gas as fuel for the fuel battery cell 14. Water is enclosed in the heat medium circulation path 6 as a heat medium. When power is generated by the generator 2, the water in the heat medium circulation path 6 is circulated by the circulation pump 16. The water circulating in the heat medium circulation path 6 is heated at two locations of the fuel cell 14 and the reformer 12 of the generator 2 and becomes hot water when entering the heat storage tank 4. The water circulating in the heat medium circulation path 6 collects the heat generated by the fuel cell 14 and the reformer 12 and also serves to cool the cooling water passing through the fuel cell 14. The water circulating through the heat medium circulation path 6 supplies heat to the latent heat material while passing through the heat storage tank 4, and the latent heat material stores heat.
Inside the heat storage tank 4, a latent heat material which is frozen at room temperature and is in a solid state is disposed so as to be able to exchange heat with hot water circulating inside the heat medium circulation path 6. A latent heat material temperature sensor 18 is disposed in the heat storage tank 4 and measures a latent heat material temperature T3.
In the heat medium circulation path 6, an inlet temperature sensor 22 that measures the inlet temperature T1 of the heat medium that enters the heat storage tank 4, an outlet temperature sensor 24 that measures the outlet temperature T2 of the heat medium that has passed through the heat storage tank 4, and heat storage A flow rate sensor 20 for measuring the flow rate Q per unit time of the heat medium passing through the tank 4 is provided. The latent heat material temperature sensor 18, the inlet temperature sensor 22, the outlet temperature sensor 24, and the flow rate sensor 20 are connected to an arithmetic device (not shown) and output measured values of the temperature and flow rate that are measured by the arithmetic device.
[0021]
A water supply path 26 is connected to the hot water supply path 10 via a three-way valve 28. After passing through the heat storage tank 4, the hot water supply path 10 reaches the hot water utilization device 8 via the mixing unit 30 and the auxiliary heat source 32. When the hot water utilization device 8 is used, the three-way valve 28 opens between the water supply path 26 and the hot water supply path 10, and water is supplied to the hot water supply path 10. The water in the water supply path 26 is heated while passing through the heat storage tank 4 to become warm water, and enters the mixing unit 30. When the temperature of the hot water in the mixing unit 30 is high, the three-way valve 28 opens the water supply path 26 leading to the mixing unit 30 and supplies water to bring the warm water to a moderate temperature. When the temperature of the hot water is low, the auxiliary heat source 32 is ignited to heat the hot water supplied to the hot water utilization device 8 to a moderate temperature.
[0022]
FIG. 2 shows a cumulative value (horizontal axis) obtained by multiplying a difference between the inlet temperature T1 and outlet temperature T2 of the heat medium by the flow rate Q per unit time from the start of power generation, and a latent heat material temperature T3 (vertical axis). The relationship is shown.
When the power generation is started, the water in the heat medium circulation path 6 is heated by the generator 2 to become a high temperature and enters the heat storage tank 4. Heat exchange is started between the latent heat material frozen at room temperature and high-temperature water passing through the heat storage tank. The latent heat material is supplied with heat energy from high-temperature water. In order to supply heat to the latent heat material, water in the heat medium circulation path 6 dissipates heat, and the outlet temperature T2 falls below the inlet temperature T1. A value obtained by multiplying the difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heat medium by the flow rate Q per unit time indicates the amount of heat per unit time that water supplies to the latent heat material. The value obtained by multiplying the difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heat medium by the flow rate Q per unit time, shown on the horizontal axis in FIG. 2, from the start of power generation is the heat medium from the start of power generation. Represents the total amount of heat supplied to the latent heat material. This value is the total amount of heat stored by the latent heat material in the heat storage tank 4 by latent heat and sensible heat.
[0023]
The latent heat material when the temperature is lower than the melting point Tm is frozen, and the latent heat material temperature T3 increases in proportion to the amount of heat supplied. The latent heat material at this time performs sensible heat storage. When the latent heat material temperature T3 reaches the melting point Tm, the latent heat material starts to melt. By this time, the heat quantity H0 has been supplied to the latent heat material. In the period from the start of melting to the end of melting of all the latent heat materials, the amount of heat supplied from the heat medium is absorbed by the latent heat materials and stored as latent heat. The latent heat material in this period is in a solid-liquid mixed state, and the temperature in the heat storage tank is maintained at the melting point Tm. The phase change period from the start of melting of the latent heat material to the end of melting is required for the latent heat material temperature T3 to change from a state that is lower than the melting point Tm of the latent heat material by a minute temperature Δt to a state that is higher by a minute temperature Δt. You can know from the period. When all of the latent heat material is melted, the latent heat material temperature T3 rises again. The latent heat material performs sensible heat storage at a temperature higher than the melting point Tm.
[0024]
The relationship between the temperature T3 of the latent heat material and the total amount of heat supplied to the latent heat material by the heat medium when the latent heat material is not deteriorated is represented by C1 in FIG. The latent heat storage amount when the latent heat material is not deteriorated is the heat storage amount when the latent heat material temperature T3 is lower by the minute temperature Δt than the heat storage amount H1 when the latent heat material temperature T3 is higher by the minute temperature Δt than the melting point Tm of the latent heat material. It can be obtained by subtracting H0. That is, the value obtained by multiplying the difference between the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor by the measured value of the flow rate sensor can be obtained by accumulating from the time of the heat storage amount H0 to the time of the heat storage amount H1.
The relationship between the latent heat material temperature T3 and the total amount of heat supplied to the latent heat material by the heat medium when the latent heat material deteriorates and does not melt is represented by C2 in FIG. Since there is a portion that does not melt, the phase change ends when the amount of supplied heat is small, and the latent heat material temperature T3 starts to rise above the melting point. The latent heat storage amount when the latent heat material is deteriorated is obtained by subtracting the heat storage amount H0 when the latent heat material temperature T3 is lower by the minute temperature Δt from the heat storage amount H2 when the latent heat material temperature T3 is higher than the melting point Tm of the latent heat material by a minute temperature Δt. It is requested. The latent heat storage amount at this time is smaller than when the latent heat material is not deteriorated.
[0025]
The arithmetic unit that has input the measured values of the latent heat material temperature sensor 18, the inlet temperature sensor 22, the outlet temperature sensor 24, and the flow rate sensor 20 determines the flow rate per unit time in the difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heat medium. By accumulating the value multiplied by Q, the total amount of heat supplied from the heat medium to the latent heat material from the start of power generation is calculated. Further, the arithmetic unit recognizes the phase change period of the latent heat material from the value of the latent heat material temperature sensor 18 and calculates the latent heat storage amount of the latent heat material.
In the arithmetic device, an allowable lower limit value of the latent heat storage amount required for the heat storage device is defined as a first predetermined value. The computing device compares the latent heat storage amount with a first predetermined value. When latent heat storage equal to or less than the first predetermined value is performed, the notification means is notified that the latent heat material has deteriorated and the number of portions where the phase change has stopped increases and the latent heat storage amount does not reach the required amount of heat. A lamp for notifying the replacement time of the latent heat material is provided on the operation control device of the cogeneration system, and it is notified that the latent heat material needs to be replaced when the lamp is lit.
[0026]
In the heat storage device of the cogeneration system of the present embodiment, the latent heat material temperature sensor 18 is provided in the heat storage tank 4, the inlet temperature sensor 22, the outlet temperature sensor 24, and the flow rate sensor 20 are provided in the heat medium circulation path 6. The degree of deterioration of the latent heat material can be captured by calculating the amount of latent heat storage from. When the latent heat storage amount becomes smaller than a predetermined lower limit due to deterioration, the necessity of replacing the latent heat material is notified. As a result, it is possible to prevent the thermal efficiency of the heat storage device from being lowered, and at the same time to maintain the cooling capacity of the generator 2, it is possible to prevent the power generation efficiency from being lowered.
[0027]
(Second Embodiment) In the heat storage device of this embodiment, the inlet temperature T1 of the heat medium received by the heat storage tank 4 and the flow rate Q per unit time are substantially constant. The heat storage device includes a heat storage tank 4 containing a latent heat material therein, a heat medium circulation path 6 for supplying heat to the heat storage tank 4, a latent heat material temperature sensor 18 for measuring the temperature T3 of the latent heat material, and a heat medium. The time measuring device that measures the elapsed time from the start of supply of the heat and the measured value of the latent heat material temperature sensor 18 required to change between a state that is lower by a minute temperature and a state that is higher by a minute temperature than the melting point of the latent heat material. Means for notifying that the time has become the second predetermined value or less is provided.
[0028]
Since the inlet temperature T1 of the heat medium received by the heat storage tank 4 and the flow rate Q per unit time are substantially constant, the amount of heat per unit time supplied from the heat medium to the latent heat material at the melting point is substantially constant. Accordingly, the phase change period from when the latent heat material starts to melt until all the latent heat materials are melted is also substantially constant.
The change of the latent heat material temperature T3 with respect to the elapsed time from the supply start time of the heat medium in the present embodiment is shown in FIG. When the latent heat material accommodated in the heat storage tank 4 is not deteriorated and all is melted, the relationship between the temperature of the latent heat material and time is indicated by a curve D1. The phase change period when the latent heat material is not deteriorated is higher than the melting point Tm by the minute temperature Δt from the time P0 when the latent heat material temperature T3 is lower than the melting point Tm by the minute temperature Δt. It is expressed by the time up to the time P1.
The relationship between the temperature of the latent heat material and the time when there is a portion where the latent heat material has deteriorated and no longer undergoes a phase change is indicated by the curve D2. Since the amount of heat that can be stored as latent heat is reduced, the phase change period from when the latent heat material starts to melt until all of the latent heat material melts decreases. The period is equal to the time from time P0 when the latent heat material temperature T3 is lower than the melting point Tm by a minute temperature Δt to time P2 when the temperature is higher than the melting point Tm by a minute temperature Δt.
[0029]
The second predetermined value defines a lower limit value of the phase change period required for the latent heat material to store the amount of latent heat stored in the heat storage device. When the time from the time P0 to the time P2, which is the phase change period, is equal to or less than the second predetermined value, it is understood that the latent heat storage amount is less than the required heat amount due to the deterioration of the latent heat material. When the phase change period measured by the timing device becomes equal to or less than the second predetermined value, the notification means notifies the user.
In the heat storage device in the present embodiment, the inlet temperature T1 of the heat medium received by the heat storage tank and the flow rate Q per unit time are substantially constant, and the latent heat of the heat storage device is compared by comparing the phase change period of the latent heat material with a predetermined value. The degree of deterioration of the material can be captured.
[0030]
(3rd Example) The structure of the thermal storage apparatus of a present Example is shown in FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
In the present embodiment, the flow rate sensor 20 has a difference between the measured value of the inlet temperature T1 measured by the inlet temperature sensor 22 that measures the temperature of the hot water entering the heat storage tank 4 and the outlet temperature T2 measured by the outlet temperature sensor 24. The deterioration of the latent heat material accommodated in the heat storage tank 4 is determined by the value obtained by multiplying the flow rate Q of the heat medium per unit time measured by the above, and the replacement time is notified.
[0031]
By multiplying the difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the hot water passing through the heat storage tank 4 by the flow rate Q of the heat medium per unit time, the amount of heat absorbed by the heat storage tank 4 per unit time can be known. On the other hand, a latent heat material that has repeated many phase changes deteriorates and does not melt. The amount of latent heat stored in the heat storage tank containing the deteriorated latent heat material is reduced. The amount of heat absorbed per unit time of the heat storage tank changes in conjunction with the rate of latent heat storage performed by the latent heat material accommodated in the heat storage tank 4. FIG. 5 shows the relationship between the number of phase changes of the latent heat material and the value obtained by multiplying the difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heating medium by the flow rate Q of the heating medium per unit time. It can be seen that in the heat storage tank in which the phase change exceeds a certain number of times, the amount of heat absorbed per unit time decreases as the deterioration of the latent heat material progresses.
[0032]
The flow rate sensor 20, the inlet temperature sensor 22, and the outlet temperature sensor 24 input measured values to the arithmetic unit. The arithmetic device multiplies the difference between the input inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 by the flow rate Q of the heat medium per unit time to calculate the heat absorption amount per unit time of the heat storage tank 4. A third predetermined value that is a lower limit value of the amount of heat that the latent heat material in the heat storage tank stores heat per unit time is defined in the arithmetic device. When the heat storage amount per unit time of the heat storage tank 4 determined from the measured value is equal to or less than the third predetermined value, it is understood that the amount of heat stored due to the deterioration of the latent heat material does not satisfy the required heat storage amount. . Therefore, when the heat storage amount per unit time of the heat storage tank 4 becomes equal to or less than the third predetermined value, the notification means is notified.
[0033]
(Fourth embodiment) In the heat storage device of this embodiment, the flow rate Q per unit time which is a heat medium received by the heat storage tank 4 is substantially constant. The heat storage device was measured by the inlet temperature sensor T1 and the outlet temperature sensor 24 measured by the inlet temperature sensor 22 that measures the temperature of the hot water entering the heat storage tank 4 during the period in which the heat storage tank 4 is supplied with heat. The deterioration of the latent heat material accommodated in the heat storage tank 4 is determined from the difference in the measured value of the outlet temperature T2, and the replacement time is notified.
Since the flow rate Q per unit time of hot water received by the heat storage tank 4 is substantially constant, the difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the hot water changes in conjunction with the amount of heat absorbed by the heat storage tank 4 per unit time. To do. When the latent heat material stored in the heat storage tank 4 is deteriorated, the amount of heat absorbed per unit time of the heat storage tank 4 is reduced, so that the hot water inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 that change in conjunction with this are reduced. The difference is smaller.
FIG. 6 shows the relationship between the number of phase changes of the latent heat material and the temperature difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heat medium. It can be seen that in the heat storage tank in which the phase change has exceeded a certain number of times, the temperature difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heat medium decreases as the latent heat material deteriorates.
[0034]
The arithmetic device has a fourth predetermined value as a lower limit for the temperature difference between the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 of the heat medium. When the maximum difference between the measured values of the inlet temperature T1 and the outlet temperature T2 is equal to or less than a fourth predetermined value, the amount of heat stored in the heat storage tank 4 due to deterioration of the latent heat material does not satisfy the required heat storage amount. Therefore, the notification means is notified.
[0035]
(5th Example) The structure of the thermal storage tank which accommodates the latent heat material of the thermal storage apparatus of a present Example is shown in FIG. The heat storage tank is divided along the heat medium circulation path 42 into four heat storage tanks 44, 46, 48, and 50 that store an equal amount of latent heat material.
A latent heat material temperature sensor 52 is disposed in the heat storage tank 44 and measures the latent heat material temperature Ta. The heat medium circulation path 42 is provided with an inlet temperature sensor 60 for measuring the inlet temperature T11 of the heat medium at the inlet of the heat storage tank 44 and an outlet temperature sensor 62 for measuring the outlet temperature T12 of the heat medium that has passed through the heat storage tank 44. It has been. The heat storage tanks 46, 48, 50 are provided with latent heat material temperature sensors 54, 56, 58 similarly to the heat storage tank 44. In the heat medium circulation path 42, inlet temperature sensors 64, 68, 72 similar to the inlet temperature sensor 60 are provided at all inlets of the heat storage tanks 46, 48, 50. Outlet temperature sensors 66, 70, 74 similar to the outlet temperature sensor 62 are provided at all outlets. The outlet temperature sensor 62 and the inlet temperature sensor 64 can be used together, the outlet temperature sensor 66 and the inlet temperature sensor 68 can be used together, and the outlet temperature sensor 70 and the inlet temperature sensor 72 can be used together. The heat medium circulation path 42 is provided with a flow rate sensor 76 that measures the flow rate Q of the heat medium per unit time. The latent heat storage amount for each of the divided heat storage tanks is obtained by the same method as in the first embodiment using the measured values of the temperature sensor and the flow rate sensor, and the replacement time of the latent heat material is notified.
[0036]
The diagram on the right side of FIG. 7 shows changes in the latent heat material temperature measured by the latent heat material temperature sensors 52, 54, 56, and 58 in the heat storage tanks 44, 46, 48, and 50 when heat storage and heat release are performed for one cycle. An example is shown.
The heat storage tank 44 receives heat from the high-temperature heat medium circulating in the heat medium circulation path 42, and all the latent heat materials accommodated in the heat storage tank 44 are melted and heated up beyond the melting point Tm, and then radiated and frozen again. is doing.
All the latent heat materials accommodated in the heat storage tank 46 are also melted, and after raising the temperature exceeding the melting point Tm, the heat is dissipated and frozen again. However, the temperature increase of the heat storage tank 46 proceeds more slowly than the heat storage tank 44, and the temperature T12 is lower than the temperature T11. This is because the temperature decreases due to the heat medium supplying heat to the heat storage tank 44, and the amount of heat supplied to the heat storage tank 46 is less than the amount of heat supplied to the heat storage tank 44.
The amount of heat supplied from the heat medium to the heat storage tank 48 is further reduced, and the temperature of the latent heat material rises to reach the melting point Tm. However, the entire amount does not melt and is dissipated while being maintained at the melting point. And it is frozen again.
The temperature increase in the heat storage tank 50 is further reduced, and the latent heat material is frozen.
When the amount of heat supplied from the heat medium is larger than that shown in FIG. 7, all the latent heat materials in the heat storage tank are melted. When the amount of heat supplied from the heat medium is small, only the heat storage tank 44 may melt to perform latent heat storage. When the heat storage device is used for a long time and heat storage and heat dissipation are repeated, the number of phase changes of the latent heat material is the largest in the heat storage tank 44 and the heat storage tank 50 is decreased. For this reason, the deterioration of the latent heat material starts from the heat storage tank 44, and the replacement time of the latent heat material in the heat storage tank 44 is notified first. The latent heat storage amount of the entire heat storage tank can be recovered by receiving the notification and replacing the heat storage tank 44.
Thus, the heat storage tank of a present Example can receive the alert | report of the part which the latent heat material in the divided heat storage tank deteriorated, and can replace | exchange only the deteriorated heat storage tank. Compared with the case where the entire heat storage tank is replaced, the amount of stored heat can be recovered at a low cost, and the heat storage device can be maintained in a state of high thermal efficiency.
[0037]
(6th Example) The structure of the thermal storage apparatus of a present Example is shown in FIG. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
In this embodiment, the hot water supply passage 10 passes through an inlet temperature sensor 82 for measuring the water temperature T21 entering the heat storage tank 4, an outlet temperature sensor 84 for measuring the water temperature T22 immediately after passing through the heat storage tank 4, and the heat storage tank. A flow rate sensor 86 is provided for measuring a flow rate Q2 of water per unit time. Since the water in the hot water supply path 10 is supplied with heat while passing through the heat storage tank 4, the outlet temperature T22 is higher than the inlet temperature T21.
[0038]
FIG. 9 shows a change in the latent heat material temperature T3 with respect to a value accumulated from the start of hot water supply by multiplying the difference between the outlet temperature T22 and the inlet temperature T21 of the hot water circulation path 10 entering the heat storage tank 4 by the flow rate Q2 per unit time. Indicates. The cumulative value from the start of power generation by multiplying the difference between the water outlet temperature T22 and the inlet temperature T21, which is the value of the horizontal axis in FIG. Is equivalent to the total amount of heat.
The molten latent heat material is gradually cooled by supplying heat energy to the water in the hot water circulation path. When the latent heat material releases heat and cools to the melting point Tm, the latent heat material starts to freeze. By this time, the latent heat material has supplied the amount of heat H3 to the water in the hot water circulation path 10. During the phase change from the start of freezing until all the latent heat materials are frozen, the temperature of the latent heat material is constant at the melting point. During the phase change period, the latent heat material dissipates the amount of heat stored as latent heat. When all of the latent heat material is frozen, the latent heat material temperature T3 decreases again.
The relationship between the latent heat material temperature T3 after freezing of the latent heat material that has not deteriorated and the total amount of heat supplied to the water by the latent heat material from the start of heat release is represented by E1 in FIG. The latent heat storage amount when the latent heat material is not deteriorated is the heat storage amount when the latent heat material temperature T3 is higher by the minute temperature Δt than the heat storage amount H4 when the latent heat material temperature T3 is lower than the melting point Tm of the latent heat material by the minute temperature Δt. It can be obtained by subtracting H3. The relationship between the latent heat material temperature T3 after melting and the total amount of heat supplied by the heat medium to the latent heat material from the start of heat radiation when the latent heat material deteriorates and does not melt is represented by E2 in FIG. The Since the latent heat storage amount is decreasing, the latent heat material temperature T3 starts to fall below the melting point when the heat release amount is small. The latent heat storage amount when the latent heat material is deteriorated is obtained by subtracting the heat storage amount H3 when the latent heat material temperature T3 is higher by the minute temperature Δt from the heat storage amount H5 when the latent heat material temperature T3 is lower than the melting point Tm of the latent heat material. Can be sought.
The lower limit value of the latent heat storage amount required for the heat storage device is determined for the arithmetic device. The arithmetic unit obtains the latent heat storage amount of the heat storage tank from the values of the latent heat material temperature sensor 18, the inlet temperature sensor 82, the outlet temperature sensor 84, and the flow rate sensor 20 and compares it with the lower limit value of the latent heat storage amount. When latent heat storage equal to or lower than the lower limit value of the latent heat storage amount is performed, the notification means is notified that the latent heat material is deteriorated and a portion where the phase does not change increases and the stored heat amount is less than the required heat amount.
[0039]
(Seventh Embodiment) As shown in FIG. 10, in this embodiment, an inlet temperature sensor 82 that measures the temperature of water entering the heat storage tank 4 in the hot water circulation path 10 and the temperature of the water that has passed through the heat storage tank 4 are measured. An outlet temperature sensor 84 is provided. A value obtained by multiplying the measured temperature difference between the outlet temperature T22 and the inlet temperature T21 by the flow rate Q2 indicates the heat radiation amount per unit time of the heat storage tank 4. This value is such that after the latent heat material repeats the phase change for a certain number of times, the amount of heat gradually decreases as the latent heat material begins to deteriorate. A third predetermined value that is predetermined as a lower limit value of the amount of heat that the latent heat material stores per unit time is compared with the maximum value of the heat dissipation amount per unit time of the heat storage tank 4 that is obtained from the measured value. Thus, it can be determined whether or not the amount of heat stored due to deterioration of the latent heat material does not satisfy the required amount of heat storage. Therefore, when the maximum value of the heat release amount per unit time of the heat storage tank 4 is equal to or less than the third predetermined value, the notification means notifies the deterioration of the latent heat material.
[0040]
(8th Example) The structure of the thermal storage tank which accommodates the latent heat material of the thermal storage apparatus of a present Example is shown in FIG. The heat storage tank is divided along the heat medium circulation path 42 into four heat storage layers 44, 46, 48, and 50 that store an equal amount of latent heat material. A latent heat material temperature sensor 82 is disposed in the heat storage tank 44 and measures the latent heat material temperature Ta. The latent heat material temperature sensor 82 is connected to a counter device that counts and displays the number of times the latent heat material has melted and frozen. The heat storage tanks 46, 48, 50 are provided with latent heat material temperature sensors 84, 86, 88 connected to a counter device having the same specifications as the heat storage tank 42.
[0041]
The counter counts the number of times that the latent heat material has changed to a temperature that is higher than the melting point by a minute temperature and then changed again to a temperature that is lower than the melting point by a minute temperature. A flowchart of the processing procedure performed by the counter is shown in FIG.
The counter value N is set to an initial value 0 in step S2. In step S4, the melting point Tm of the latent heat material and the upper limit value Nmax of the counter value are set, and the counter value is displayed (step S6). The counter sets 0 as an initial value in a melting point flag F that stores whether or not the melting of the latent heat material has started (step S8). The counter reads the measured value of the temperature of the latent heat material (step S10), and determines whether or not the temperature of the latent heat material is equal to or higher than the melting point Tm in step S12. If the temperature of the latent heat material is lower than the melting point, step S12 becomes no (at this time, the latent heat material is frozen), and the counter checks whether the melting point flag is 1 in step S14. If the melting point flag remains at the value of 0 set in step 8, step S14 becomes no, the counter process returns to step S10, and the temperature of the latent heat material is read again.
If the temperature of the latent heat material is equal to or higher than the melting point, the answer to step S12 is yes (the latent heat material at this time is in the middle of phase change or is completely melted), and the processing of the counter is performed in step S22. Then, it is confirmed whether the melting point flag is 1 or not. If the melting point flag is not 1, step S22 becomes no, and after setting the melting point flag to 1 in step S24, the counter process returns to step S10 and reads the temperature of the latent heat material again. If the melting point flag is 1, step S22 is YES, the counter process returns to step S12, and the temperature of the latent heat material is read again.
If the temperature of the latent heat material once rises above the melting point Tm and then becomes lower than the melting point Tm again, the temperature of the read latent heat material becomes NO in the determination in step S12. The process proceeds to step S14 to check whether the melting point flag is 1 or not. If the temperature of the latent heat material has once exceeded the melting point Tm, the latent heat material flag is set to 1, so step S14 becomes YES and 1 is added to the counter value N (step S16). In step S18, the counter value N is compared with the upper limit value Nmax of the counter value. If the counter value N exceeds the upper limit value Nmax of the counter, a notification is given in step S20 and the process ends. If the counter value N is less than or equal to the upper limit value Nmax of the counter, the process returns to step S8, and after the new counter value N is displayed, the melting point flag F is returned to 0 in step S8, and again. Reading of the temperature of the latent heat material begins.
[0042]
The counter can know the number of times that the latent heat material has undergone phase change by the above counting process, that is, the number of times that the material has once melted and frozen again. Since the deterioration of the latent heat material occurs by repeating the melting and freezing phase change, it can be seen that when the counter value is small, the number of repetitions of the phase change is small, so the deterioration of the latent heat material does not occur. When the value is large, it can be seen that since the number of repetitions of the phase change is large, the deterioration of the latent heat material has occurred and it is time to replace the latent heat material.
[0043]
Specific examples of the present invention have been described in detail above, but these are merely examples and do not limit the scope of the claims. The technology described in the claims includes various modifications and changes of the specific examples illustrated above. For example, in the embodiment, water is used as the heat medium, but an antifreeze solution can also be used. Further, the arrangement and configuration of the measuring apparatus and measuring method of the present invention can be changed within a range that does not impair the performance required for measuring the temperature and flow rate.
[0044]
【The invention's effect】
According to the heat storage device for notifying the replacement timing of the latent heat material of the present invention, the inlet temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium entering the heat storage tank, the outlet temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium passing through the heat storage tank, and the heat storage By performing measurement with the flow rate sensor of the heat medium passing through the tank and the latent heat material temperature sensor and calculating the measurement result, the amount of heat stored using the latent heat of the heat storage tank can be obtained. By comparing the measured latent heat storage amount with the lower limit value of the predetermined latent heat storage amount, the degree of deterioration of the latent heat material can be captured. When the deterioration of the latent heat material progresses and the latent heat storage amount becomes less than a predetermined lower limit value, it is notified that the latent heat material needs to be replaced. Thereby, the fall of the thermal efficiency of a thermal storage apparatus can be prevented beforehand. When the heat storage device is used for the generator, the cooling efficiency of the generator is maintained by maintaining the thermal efficiency of the heat storage device, so that it is possible to prevent the power generation efficiency from being lowered.
When the temperature of the heat medium that exchanges heat with the heat storage device and the flow rate per unit time are substantially constant, the degree of deterioration of the latent heat material can be known from the period required for the phase change of all of the latent heat material. Further, the degree of deterioration of the latent heat material of the heat storage device can also be known by using means for accumulating and storing the number of times the latent heat material has changed and melted.
Any of the divided heat storage tanks by dividing the heat storage tank containing the latent heat material into a plurality along the passage of the heat medium, and providing means for notifying the deterioration of the latent heat material for each divided heat storage tank When one piece deteriorates, it becomes possible to replace only the deteriorated portion of the heat storage tank. Compared to the case where the entire heat storage tank is replaced, the amount of stored heat can be recovered at a low cost, and the heat storage device can be maintained in a state of high thermal efficiency.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a heat storage device according to a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a relationship of a change in latent heat material temperature T3 with respect to a cumulative value of the heat storage amount of the latent heat material according to the first embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the elapsed time from the start of power generation and the change in latent heat material temperature T3 in the second embodiment.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of a heat storage device according to a third embodiment.
FIG. 5 is a diagram showing a relationship between a heat supply amount per unit time of a heat medium and the number of phase changes of a latent heat material according to a third embodiment.
FIG. 6 is a diagram showing the relationship of the temperature change of the heat medium with respect to the number of phase changes of the latent heat material of the fourth embodiment.
FIG. 7 is a diagram schematically showing a configuration of a heat storage tank of a fifth embodiment and a temperature change for each heat storage tank.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration of a heat storage device according to a sixth embodiment.
FIG. 9 is a diagram showing a relationship of a change in latent heat material temperature T3 with respect to a cumulative value of a heat release amount of a latent heat material according to a sixth embodiment.
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a heat storage device according to a seventh embodiment.
FIG. 11 is a diagram schematically showing a configuration of a heat storage device according to an eighth embodiment.
FIG. 12 is a flowchart of a process of counting the number of phase changes of the latent heat material according to the eighth embodiment.
[Explanation of symbols]
2: Generator
4: Thermal storage tank
6: Heat medium circuit
8: Hot water use device
10: Hot water supply channel
12: Reformer
14: Fuel cell
16: Circulation pump
18, 52, 54, 56, 58: Latent heat material temperature sensor
20, 76, 86: Flow rate sensor
22, 60, 64, 68, 72, 82: Inlet temperature sensor
24, 62, 66, 70, 74, 84: outlet temperature sensor

Claims (6)

内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、
熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、
潜熱材の温度を測定する潜熱材温度センサと、
蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、
蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、
蓄熱槽を通過する熱媒体の単位時間あたりの流量を測定する流量センサと、
潜熱材温度センサの測定値が潜熱材の融点よりも微小温度だけ低い状態と微小温度だけ高い状態との間で変化するのに要した期間に亘って、入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差に流量センサの測定値を乗じた値を累積した値が第１所定値以下になったことを報知する手段
を備えている蓄熱装置。A heat storage tank the heat medium passes through the inside,
A phase change between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and a latent heat material configured to be contained in the heat storage tank and not to flow out of the heat storage tank;
A latent heat material temperature sensor for measuring the temperature of the latent heat material;
An inlet temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium entering the heat storage tank;
An outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank;
A flow sensor for measuring the flow rate per unit time of the heat medium passing through the heat storage tank;
The measured values of the inlet temperature sensor and the outlet temperature sensor over the period required for the measured value of the latent heat material temperature sensor to change between a state that is a minute temperature lower than the melting point of the latent heat material and a state that is higher by the minute temperature. A heat storage device comprising means for notifying that a value obtained by multiplying a difference between the measured values by the measured value of the flow sensor is equal to or less than a first predetermined value. 内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、
熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、
上流端と下流端が蓄熱槽に接続されている熱媒体循環路と、
熱媒体循環路内の熱媒体を一定の流量で上流側から下流側へ送り出す循環ポンプと、
熱媒体循環路内の熱媒体を一定の温度に加熱する加熱装置と、
潜熱材の温度を測定する潜熱材温度センサと、
計時装置と、
潜熱材温度センサの測定値が潜熱材の融点よりも微小温度だけ低い状態と微小温度だけ高い状態との間で変化するのに要した時間が第２所定値以下になったことを報知する手段を備えている蓄熱装置。A heat storage tank the heat medium passes through the inside,
A phase change between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and a latent heat material configured to be contained in the heat storage tank and not to flow out of the heat storage tank;
A heat medium circulation path whose upstream end and downstream end are connected to the heat storage tank;
A circulation pump for sending the heat medium in the heat medium circuit from the upstream side to the downstream side at a constant flow rate;
A heating device for heating the heat medium in the heat medium circuit to a certain temperature;
A latent heat material temperature sensor for measuring the temperature of the latent heat material;
A timing device;
Means for notifying that the time required for the measured value of the latent heat material temperature sensor to change between a state lower by a minute temperature and a state higher by a minute temperature than the melting point of the latent heat material is equal to or less than a second predetermined value. A heat storage device. 内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、
熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、
蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、
蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、
蓄熱槽を通過する熱媒体の単位時間あたりの流量を測定する流量センサと、
入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差に流量センサの測定値を乗じた値が第３所定値以下になったことを報知する手段
を備えている蓄熱装置。A heat storage tank the heat medium passes through the inside,
A phase change between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and a latent heat material configured to be contained in the heat storage tank and not to flow out of the heat storage tank;
An inlet temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium entering the heat storage tank;
An outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank;
A flow sensor for measuring the flow rate per unit time of the heat medium passing through the heat storage tank;
A heat storage device comprising means for notifying that a value obtained by multiplying the difference between the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor by the measured value of the flow rate sensor is equal to or less than a third predetermined value. 内部を熱媒体が通過する蓄熱槽と、
熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、
上流端と下流端が蓄熱槽に接続されている熱媒体循環路と、
熱媒体循環路内の熱媒体を一定の流量で上流側から下流側へ送り出す循環ポンプと、
熱媒体循環路内の熱媒体を加熱する加熱装置と、
蓄熱槽に入る熱媒体の温度を測定する入口温度センサと、
蓄熱槽を通過した熱媒体の温度を測定する出口温度センサと、
入口温度センサの測定値と出口温度センサの測定値の差が第４所定値以下になったことを報知する手段を備えている蓄熱装置。A heat storage tank the heat medium passes through the inside,
A phase change between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and a latent heat material configured to be contained in the heat storage tank and not to flow out of the heat storage tank;
A heat medium circulation path whose upstream end and downstream end are connected to the heat storage tank;
A circulation pump for sending the heat medium in the heat medium circuit from the upstream side to the downstream side at a constant flow rate;
A heating device for heating the heat medium in the heat medium circuit;
An inlet temperature sensor for measuring the temperature of the heat medium entering the heat storage tank;
An outlet temperature sensor that measures the temperature of the heat medium that has passed through the heat storage tank;
A heat storage device comprising means for notifying that the difference between the measured value of the inlet temperature sensor and the measured value of the outlet temperature sensor has become a fourth predetermined value or less. 請求項１から４のいずれか一項に記載の蓄熱装置の複数個を有し、
各蓄熱装置の蓄熱槽が熱媒体の通過経路に沿って接続されている蓄熱装置。 A plurality of the heat storage devices according to any one of claims 1 to 4 ,
A heat storage device in which the heat storage tank of each heat storage device is connected along the passage of the heat medium . 内部を熱媒体が通過するとともに、熱媒体の通過経路に沿って接続されている複数の蓄熱槽と、
蓄熱槽ごとに設けられており、熱媒体と熱交換することによって固体状態と液体状態との間で相変化し、蓄熱槽に収容されているとともに蓄熱槽から流出しないように構成されている潜熱材と、
蓄熱槽ごとに設けられており、蓄熱槽内の潜熱材の温度を測定する潜熱材温度センサと、
蓄熱槽ごとに、潜熱材温度センサの測定値が潜熱材の融点より高い温度から前記融点より低い温度に変化した回数を測定するカウンタと、
カウンタが測定する回数が上限値を超えたことを報知する手段
を備えている蓄熱装置。 A plurality of heat storage tanks that are connected along the passage of the heat medium while the heat medium passes through the inside,
Latent heat that is provided for each heat storage tank, changes phase between a solid state and a liquid state by exchanging heat with the heat medium, and is stored in the heat storage tank and does not flow out of the heat storage tank Material,
A latent heat material temperature sensor that is provided for each heat storage tank and measures the temperature of the latent heat material in the heat storage tank ;
For each heat storage tank, a counter for measuring the number of times the measured value of the latent heat material temperature sensor has changed from a temperature higher than the melting point of the latent heat material to a temperature lower than the melting point ,
Means for notifying that the number of times the counter measures exceeds the upper limit
A heat storage device.
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