JP5435457B2

JP5435457B2 - 蓄熱構造

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Publication number: JP5435457B2
Application number: JP2009118664A
Authority: JP
Inventors: 修一石村
Original assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Current assignee: Asahi Kasei Homes Corp
Priority date: 2009-05-15
Filing date: 2009-05-15
Publication date: 2014-03-05
Anticipated expiration: 2029-05-15
Also published as: JP2010266147A

Description

本発明は、蓄熱構造に関する。

従来、発電装置の余剰熱や太陽熱等を熱源とする熱を蓄熱材に蓄えておき、適宜給湯や暖房等に当該蓄熱材に蓄えておいた熱を用いる蓄熱システムが知られている。

かかる蓄熱システムとして、例えば、太陽光を受けることにより集熱する太陽集熱器と、当該太陽集熱器の熱を蓄える蓄熱槽と、これら太陽集熱器と蓄熱槽間に不凍液からなる熱媒を循環させるための配管系統を備えるソーラーシステムが公知であって、該ソーラーシステムにおいては、熱媒が配管系統に設けられる集熱ポンプから吐出管を介して太陽集熱器の集熱管の入口部に送られ、太陽熱により加熱され、その後、集熱管の出口部から蓄熱槽内部の熱交換器を介して集熱ポンプの吸引管に還流させることで、蓄熱槽に蓄えられた水を温めて湯とする構成となっている。また、蓄熱槽には、底部に水を補給する給水管が、上部に採湯管がそれぞれ接続されており、熱媒により供給される熱によって蓄熱槽内で暖められた湯は、必要に応じて更に加温する補助熱源機器と給湯管を介して、浴槽・洗面所、台所等に給湯がなされる構成とされている。

当該ソーラーシステムにおいては、蓄熱槽に既に十分に熱が蓄えられている状況となっても太陽集熱器からの熱媒が蓄熱槽に循環する構成となっているので、蓄熱槽内の蓄熱材が想定以上に熱くなって故障の原因となったり、蓄熱槽で十分放熱できずに熱いまま太陽集熱器へ還流する熱媒では太陽集熱器で太陽熱を再吸収することができず、集熱効率が低下するという問題がある。

かかる問題を解決すべく、特許文献１には、太陽集熱器と蓄熱槽との間に太陽集熱器から蓄熱槽を経由することなく太陽集熱器に還流するバイパス系統を設け、該バイパスの中途部を地中に埋設される杭の内部を通過させる構成が開示されており、これによれば、余剰熱によって杭及び杭周りの土壌が暖められ、当該土壌に蓄えられた熱を床暖房等に用いることが可能となっている。

特開２００６−７１１３４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の構成においては、本来集熱された熱を蓄える蓄熱槽と、余剰熱を蓄える杭とがそれぞれ別個に設けられているため、太陽集熱器からの熱で蓄熱槽が十分に温まったときは、残りの熱は杭に蓄えられるものの、日が没して熱媒を介した太陽集熱器からの熱供給が止まった後は蓄熱槽は当該蓄熱槽の保温性能にのみ依存して冷える一方となり、この結果、蓄熱槽から熱を取り出したいときに、十分な熱が得られないという虞があった。

そこで、本発明は、蓄熱槽からの放熱を抑制して、蓄熱槽への熱供給が低下した後であっても当該蓄熱槽から十分な熱を得ることができる蓄熱構造を提供することを目的とする。

上記課題解決のための具体的手段として、本願発明に係る蓄熱構造は、
（１）蓄熱材と、断熱性能を備えて該蓄熱材を収容する槽本体と、該蓄熱材に熱を供給する放熱器とを備えて少なくとも底面を土壌に接した状態で設置される蓄熱槽と、熱源から伝達された熱を前記蓄熱槽の底面の下方に位置する土壌に向けて放出する地中熱交換器とを備えることを特徴としている。
これによれば、蓄熱槽は少なくとも底面を土壌に接した状態で設けられており、当該蓄熱槽底面の下方に位置する土壌に地中熱交換器によって熱源から伝達された熱が供給されて当該土壌が暖められ、また槽本体の断熱性によって当該土壌の上方に向けての放熱が抑制されるので、蓄熱槽下方の土壌は比較的高温に保たれる。よって、底面を接する蓄熱層の温度低下も抑制され、熱源からの熱供給が停止した後も蓄熱槽から十分な熱を得ることができるのである。

（２）また、前記放熱器は、前記地中熱交換器と同一の熱源から熱を供給されていることが好ましい。
これによれば、蓄熱槽に供給される熱の熱源と土壌に供給される熱の熱源とを同一とすることができ、熱源を削減して全体システムの小型化を図ることができる。

（３）前記熱源と放熱器との間を循環するメイン循環系統が配設されると共に、当該メイン循環系統から分岐して当該熱源と地中熱交換器とを結ぶ切り替え循環系統が配設されていることが好ましい。
これによれば、当該熱源から吐出される熱媒をメイン循環系統に循環させることで蓄熱槽に熱を蓄えることができ、当該熱源から吐出される熱媒を切り替え循環系統に循環させることで当該蓄熱槽底面の下方に位置する土壌を暖めることができる。

（４）また、前記メイン循環系統から分岐する切り替え循環系統の分岐部、あるいは合流部には、前記蓄熱槽に蓄えられる蓄熱材の温度に応じて、前記熱源と放熱器との間の熱媒流量と、前記熱源と地中熱交換器との間の熱媒流量とを調整する熱供給調整機構が設けられていることが好ましい。
これによれば、熱供給調整機構により適宜熱源からの熱を蓄熱槽と該蓄熱槽底面の下方の土壌とに振り分けることができ、蓄熱槽に熱を蓄えることができることはもちろん、当該蓄熱槽の熱の逃げを十分に抑制しえるように熱源の熱を分配して有効利用することができるものと成っている。

（５）また、前記熱供給調整機構は、前記放熱器から熱源に還流する流路と前記地中熱交換器から熱源に還流する流路とが合流する還流合流部に設けられ、前記放熱器から熱源に還流する熱媒の温度と予め設定した設定温度とを比較して、前記放熱器からの熱媒の温度の方が高い場合には当該放熱器と熱源との間の流路を絞ると共に地中熱交換器と熱源との間の流路を開き、前記設定温度の方が高い場合には当該地中熱交換器と熱源との間の流路を絞ると共に放熱器と熱源との間の流路を開く流路切り替え弁を備えていることが好ましい。
これによれば、設定温度を適切な温度としておくことによって、メイン循環系統を循環している熱媒の熱源からの流れが地中熱交換器側に切り替わるのは、蓄熱槽に十分な熱が蓄えられたときのみとでき、優先して蓄熱槽に熱を供給することができる。また、切り替え循環系統を熱媒が循環している状態であっても、蓄熱槽が冷えれば、熱媒の流路は切り替え循環系統からメイン循環系統に再び切り替えられることとなり、熱源から熱の供給がある限り、蓄熱槽は常に十分な熱量を溜めることができる。

（６）さらに、前記熱源は、太陽集熱器によって構成され、該太陽集熱器は、冬季に前記蓄熱槽に十分な熱供給を可能とする熱供給能力を備えていることが好ましい。
これによれば、冬季においては蓄熱槽に十分な熱が蓄えられることとなる一方、夏季には当該熱源は明らかにオーバースペック（集熱量が蓄熱槽に蓄熱可能な熱量を大幅に上回る）となるものの、当該夏季の余剰熱を地中熱交換器に供給し、蓄熱槽下の土壌を十分に暖めることが可能となっている。土壌の熱伝導は時間的遅れが生じることが知られており、上述の如く夏季に土壌を十分に暖めておくと、冬季においても当該土壌は周囲よりも高い温度に維持される。これによって、冬季の蓄熱槽底面からの放熱を著しく低減させることができ、日没後であっても十分な熱を供給することができる。

本発明の蓄熱構造によれば、蓄熱槽からの放熱を抑制して、蓄熱槽への熱供給が低下する場合であっても、当該蓄熱槽から十分な熱を得ることができる。

本発明の第一実施形態に係る蓄熱構造の全体構成を示す概略断面図である。本発明の第二実施形態に係る蓄熱構造の全体構成を示す概略断面図である。

図１は本発明の第一実施形態に係る蓄熱構造を示すもので、図中、１は住宅等の建物の布基礎、２は一階の床、３は外壁、４は屋根の上に設置された熱源となる太陽集熱器である。
本実施形態に係る蓄熱構造は、底面を土壌Ｓに接した状態で設置され、太陽集熱器４から供給される熱を蓄熱する蓄熱槽５と、太陽集熱器４と蓄熱槽５を接続するメイン循環系統６と、太陽集熱器４から伝達された熱を蓄熱槽５の底面の下方の土壌Ｓに向けて放出する地中熱交換器７と、メイン循環系統６から分岐して太陽集熱器４と地中熱交換器７を接続する切り替え循環系統８とを具備してなる。

太陽集熱器４は、熱媒が流通させられる銅管等からなる集熱管を収容した複数の太陽集熱パネルを屋根の上に設置し、集熱管に熱媒を循環させて太陽熱で加熱し、加熱された熱媒から熱を回収する公知のもので、その構造は特に限定されず、例えばＪＩＳ−Ａ４１１２に記載されている太陽集熱器を使用することができるが、集熱パネル数等から決まる熱供給能力は、冬季に蓄熱槽５に十分な熱（給湯用途で約５０ＭＪ／日）供給を可能にするものとされる。また太陽集熱器は屋根ではなく、壁面やベランダ等に設置される構造のものでもよい。集熱管内を流通させられて集熱をなすための熱媒は、通常の水でもよいが、寒冷地や冬場での使用を考慮して一般には不凍液とされる。不凍液の種類は、その目的を達しうるならば如何なる組成のものでも構わず、例えば水とエチレングリコールの混合物からなる不凍液が利用できる。

蓄熱槽５は、建物の床下に四周を包囲された閉空間を形成する基礎部１ａと、該基礎部１ａによって囲まれる床下地面（土壌Ｓ）と、該床下地面に対向する一階の床２によって画成される箱状の床下空間に設置された槽本体９と、槽本体９の内部に該内部を略満たす状態で収容された蓄熱材１０と、槽本体９の内部の所定位置に収容されて蓄熱材１０に熱を放出する放熱器１１とを備えている。
基礎部１ａは、互いに対向して設けられる一対の布基礎１と、当該一対の布基礎に直行する方向に延在して当該一方の一対の布基礎との間で閉空間を形成する他方の一対の布基礎１とを備えて形成されている。
槽本体９は、所定の厚さ（例えば１００ｍｍ）の板状の断熱材９ａを、上記布基礎１の各対向面側と、対向する２対の布基礎１によって囲まれた床下地面に設置して箱状とし、その上に上板として同様の厚さの断熱材９ａを一階床２の下面との間に所定の間隔をあけて取り付けて密閉構造としたもので、布基礎１の位置と形状に合わせて複数種のサイズ、形状の板材を組み合わせて液密的に接合されると共に、全断熱材９ａの内面にわたって防水シート（不図示）が内貼りされている。使用される断熱材９ａは特に限定されず、建築資材として利用される任意のものを利用できるが、例えば性能、コストなどからはポリスチレンフォームが好ましい。防水シートも特に限定されず、建築資材として利用される任意のもの（たとえば塩ビシートやポリエチレンシート）を利用できる。

槽本体９の内部に収容される蓄熱材１０は、熱容量の大きい物質が好ましいが、コストや入手性を勘案して通常の水が利用でき、あるいは、熱媒と同様に、寒冷地や冬場での使用を考慮して不凍液を利用することもできる。かかる不凍液の種類は、その目的を達しうるならば如何なる組成のものでも構わず、例えば水とエチレングリコールの混合物からなる不凍液が利用できる。
放熱器１１は、架橋ポリエチレン管やステンレス管のような耐久性が高い配管材料を渦巻き状に形成したものを数段重ねて製作された熱交換器であり、例えば管径２０ｍｍのシームレス架橋ポリエチレン管を、固定バンド等を用いて多層渦巻き状にして製作したものである。放熱器１１は、図示例では、槽本体９の内部で温度の低い下方に配置されている。

メイン循環系統６は、放熱器１１の出口と太陽集熱器４の入口を接続する往路管路６ａと、太陽集熱器４の出口と放熱器１１の入口を接続する復路管路６ｂと、往路管路６ａに設けられ、放熱器１１内の熱媒を太陽集熱器４に移送して循環させるポンプ６ｃとを具備している。
地中熱交換器７は、上記放熱器１１の場合と同様に、架橋ポリエチレン管やステンレス管のような耐久性が高い管材を渦巻き状に形成したものを数段重ねて製作された熱交換器であり、蓄熱槽５の底面の下方に位置する土壌Ｓ内に埋設されている。尚、図示例では、一本の管路を蛇行させて構成されているが、ヘッダー管から複数の管路に分岐させて土壌との接触面積を増加させてもよい。

切り替え循環系統８は、メイン循環系統６から分岐して地中熱交換器７に接続されている配管系統であり、地中熱交換器７の出口とメイン循環系統６の往路管路６ａとをポンプ６ｃの吸い込み側で接続する往路管路８ａと、メイン循環系統６の復路管路６ｂの途中と地中熱交換器７の入口とを接続する復路管路８ｂとを具備しており、切り替え循環系統８の往路管路８ａとメイン循環系統６の往路管路６ａの合流部位には、流路切り替え弁１２が設けられている。
流路切り替え弁１２は、放熱器１１から太陽集熱器４に還流する熱媒の温度と予め設定した設定温度とを比較して、放熱器１１からの熱媒の温度の方が高い場合には放熱器１１から太陽集熱器４へ至るメイン循環系統６の往路流路６ａを絞ると共に地中熱交換器７からの切り替え循環系統８の往路管路８ａの流路を開き、前記設定温度の方が高い場合には地中熱交換器７からの切り替え循環系統８の往路管路８ａを絞ると共に放熱器１１からのメイン循環系統６の往路管路６ａの流路を開くもので、蓄熱槽５に蓄えられる蓄熱材１０の温度に応じて、放熱器１１と地中熱交換器７との熱媒流量を調整する熱供給調整機構を構成している。

流路切り替え弁１２としては、サーモスタットミキシングバルブのような自動混合弁を利用することができる。これは、高温側流入口（Ｈ）と低温側流入口（Ｃ）と混合水流出口（Ｍ）を備えたハウジング内に、ワックスや形状記憶合金などを利用して温度変化に伴う熱膨張及び熱収縮によって移動するピストンが収容され、混合水流出口から流出する混合水が温度設定ダイヤルによって設定した温度となるようにピストンの位置が調節される公知の構造のもので、高温側流入口（Ｈ）に蓄熱槽５の放熱器１１からのメイン循環系統６の往路管路６ａの上流側が接続され、低温側流入口（Ｃ）に地中熱交換器７からの切り替え循環系統８の往路管路８ａが接続され、混合水流出口（Ｍ）に、メイン循環系統６の太陽集熱器４に接続された往路管路６ａの下流側が接続される。

更に、蓄熱槽５内には、上記放熱器１１の場合と同様に、架橋ポリエチレン管やステンレス管のような耐久性が高い管材を渦巻き状に形成したものを数段重ねて製作された熱交換器からなる熱取り出し部１３が設けられ、該熱取り出し部１３の入口端には、上水Ｗ等を供給する給水管１３ａが接続され、熱取り出し部１３の出口端は、給湯器１４に接続された給湯管１３ｂが接続されている。給湯管１３ｂは、給湯器１４の他に、図示しないが、その他の湯を利用する設備機器にも適宜接続されている。

本実施形態に係る蓄熱構造では、ポンプ６ｃの作動によって熱媒がメイン循環系統６の往路管路６ａから太陽集熱器４に移送され、太陽集熱器４の集熱管を流通する間に太陽熱によって加熱され、メイン循環系統６の復路管路６ｂに至るが、流路切り替え弁１２の状態によって、蓄熱槽５内の放熱器１１か地中熱交換器７に流入し、放熱器１１から蓄熱材１０に向けて放熱するか地中熱交換器７から蓄熱槽５の下の土壌Ｓに向けて放熱し、再び熱媒はメイン循環系統６を経て太陽集熱器４へと循環される。

ここで、流路切り替え弁１２は、前記温度設定ダイヤルの設定温度に応じて次のように作動させられる。
すなわち、蓄熱槽５からの熱媒温度と地中熱交換器７からの熱媒温度の何れも設定温度よりも低い場合は、混合水温度を高くするために高温側流入口（Ｈ）の開度が増加させられ、低温側流入口（Ｃ）が絞られる。よって、放熱器１１からの流量が多くなり、蓄熱槽５が加熱される。その後、蓄熱槽５が温まると、熱媒は放熱器１１で十分に放熱できず、熱いまま流路切り替え弁１２に還流する。すると混合水流出口（Ｍ）から流出する混合水の温度が上昇し、この温度が設定温度を超えると、流路切り替え弁１２は、低温側流入口（Ｃ）を開き高温側流入口（Ｈ）を絞り始め、設定温度で吐出する。更に蓄熱槽５が温まると、低温側流入口（Ｃ）の開度がますます大きくなり、高温側流入口（Ｈ）は絞られる。この結果、蓄熱槽５の加熱は抑制され、地中熱交換器７での放熱が大きくなる。しかし、土壌Ｓは熱容量が大きいので、地中熱交換器７の周囲が温まってもその還流水が設定温度を超えることはまずない。従って、高温側流入口（Ｈ）と低温側流入口（Ｃ）の開度比は変化しても、高温側流入口（Ｈ）が絞られて完全に放熱器１１からの流量がゼロになることはなく、放熱によって蓄熱槽５の温度が下がってくると、最初の過程に戻り蓄熱槽５が再加熱される。即ち、常に蓄熱槽５への熱供給が土壌加熱よりも優先される。

上記構成の蓄熱構造においては、蓄熱槽５が底面を土壌Ｓに接した状態で設けられており、当該蓄熱槽５底面の下方に位置する土壌Ｓに地中熱交換器７によって熱源から伝達された熱が供給されて土壌Ｓが暖められ、また蓄熱槽５の断熱性によって当該土壌Ｓの上方に向けての放熱が抑制されるので、蓄熱槽５の下方の土壌Ｓを比較的高温に保って蓄熱槽５から土壌Ｓへの放熱を抑制することができる。よって、蓄熱槽５への熱供給が低下する場合であっても蓄熱槽５内の蓄熱材１０の温度は高いまま維持されるので、蓄熱槽５から熱を取り出したいときに、十分な熱を得ることができる。

また、特に太陽集熱器４が冬季に蓄熱槽５に十分な熱供給を可能とする熱供給能力を備えたものとされているので、冬季においては蓄熱槽５に十分な熱が蓄えられる一方、夏季には余剰熱を地中熱交換器７に供給し、夏季に土壌Ｓを十分に暖めることができる。そして、夏季に土壌Ｓを十分に暖めておくと、冬季の土壌Ｓの温度が周囲の土壌や外気よりも高い温度に維持され、これによって、冬季の蓄熱槽５からの熱の逃げを低減させることができる。

すなわち、発明を理論によって限定するものではないが、地温の研究によれば、地表より約１０ｍより深い部分の地温は年間を通し、ほぼ一定であることが分かっている。これは、土壌の持つ断熱性と蓄熱性によって深度を増す毎に、最高／最低温度のピーク時期が遅れると同時に、地温の振幅（年較差）も小さくなっていくためである。換言すれば、夏の日射による加熱と冬の寒気による放熱によって地表温度は変化するが、地中では深くなるほどこれが均されることを示している。実際、不易層の温度は、その地域の地表面温度の平均値に等しい。

そこで、本蓄熱構造では、蓄熱槽５の下の土壌Ｓに対し、夏季は余剰熱によって加熱し、冬季は寒気に触れないようにして地温が高くなるようにしている。即ち、夏季に地中熱交換器７によって蓄熱槽５の下を加熱するとその熱は当該部分の土壌Ｓの温度を押し上げる。そして最高温度のピーク時期を遅らせつつ地中深部へ伝わっていく。このとき深くなるほど最高温度自体も低くなっていくが、放熱は伴わないので、加熱前より地中の温度が下がることはない。次に冬季には、寒気にさらされる地表面であれば、夏季とは逆に冷たさが地中へ伝わっていく（これもピーク時期が遅れ、また最低温度自体も地表よりは高くなって伝わっていく）が、本蓄熱構造では蓄熱槽５が土壌Ｓを覆っているため土壌Ｓは寒気に直接触れることがなく、土壌Ｓからの放熱（冷たさが土壌Ｓへ伝わること）はほとんどない。なお、正確には、土壌Ｓが十分温まらないうちは、蓄熱槽５からの熱の漏れで夏季同様土壌Ｓは加熱される。そして、その分蓄熱槽５は熱を失う。しかし、蓄熱槽５の底の断熱材９ａによって熱の漏れは最小限であるし、土壌Ｓは年間を通し加熱されることはあっても放熱過程がないため、次第に温度が上昇して、ついには蓄熱槽５からの熱の漏れを防ぐことができる（熱の漏れは断熱材９ａを挟む温度差に比例する。温度差が小さくなれば漏れはほとんどない）。

図２は本発明の第二の実施形態に係る蓄熱構造を示すもので、図１の第一実施形態と構成が同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
第一実施形態においては熱供給調整機構を構成する部材としてサーモスタットミキシングバルブのような流路切り替え弁１２を用いたが、本実施形態においては、電気的に制御して流路を切り替える電磁弁１５を用いている。該電磁弁１５は、高温側流入口（Ｈ）、低温側流入口（Ｃ）及び流出口（Ｍ）を備え、流出口（Ｍ）に連通する流入口を高温側流入口（Ｈ）と低温側流入口（Ｃ）の間で切り替える電動機構を内蔵しており、流路切り替え弁１２と同様に、高温側流入口（Ｈ）に蓄熱槽５の放熱器１１からの往路管路６ａが接続され、低温側流入口（Ｃ）に地中熱交換器７からの往路管路８ａが接続され、流出口（Ｍ）に、メイン循環系統６の太陽集熱器４に接続された往路管路６ａのポンプ６ｃの吸引側管路が接続されている。また、蓄熱槽５の内部には、熱電対や測温抵抗体等の温度センサ１６が設置され、該温度センサ１６と電磁弁１５に、温度センサ１６からの検出信号に基づいて電磁弁１５の電動機構を制御する制御装置１７が接続されている。該制御装置１７による制御パターンは、あらかじめ設定された温度よりも該温度センサ１６の検知温度が低ければ、放熱器１１からの往路管路６ａを開いて地中熱交換器７からの往路管路８ａを遮断し、あらかじめ設定された温度よりも該温度センサ１６の検知温度が高ければ、放熱器１１からの往路管路６ａを遮断し地中熱交換器７からの往路管路８ａを開く。流路切り替え弁１２の場合と異なり、二つの流路を混合せず、完全に切り替えて選択できるのが特徴である。なお、本実施例では、流路を切り替える電磁弁１５の位置を、地中熱交換器７からの往路管路８ａが放熱器１１からの往路管路６ａと合流する位置としているが、地中熱交換器７へ向かう復路管路８ｂが放熱器１１へ向かう復路管路６ｂから分岐する位置であっても動作・作用は変わらない。

本実施形態に係る蓄熱構造においても、第一実施形態に係る蓄熱構造の場合と同様に、蓄熱槽５底面の下方に位置する土壌Ｓに地中熱交換器７によって太陽集熱器４から伝達された熱が供給されて土壌Ｓが暖められ、また蓄熱槽５の断熱性によって当該土壌Ｓの上方に向けての放熱が抑制されるので、蓄熱槽５の下方の土壌Ｓを比較的高温に保って蓄熱槽５から土壌Ｓへの放熱を抑制することができる。よって、蓄熱槽５への熱供給が低下する場合であっても蓄熱槽５内の蓄熱材１０の温度は高いまま維持されるので、蓄熱槽から熱を取り出したいときに、十分な熱を得ることができる。

以上、本発明を好適な実施形態に基づいて説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態においては、熱源として太陽集熱器４を使用しているが、熱を供給可能な設備であれば、燃料電池の余剰熱など、如何なる熱源でもよい。また、複数種の熱源を併せて利用することもできる。
また、上記実施形態では、蓄熱槽５を床下空間に設置したが、底面が土壌に接する限り、床下の地面に埋め込んでしまっても構わないし、庭等の建物外の場所に設置しても構わない。
更に、上記実施形態では、熱取り出し部１３の熱交換器には給水管１３ａが接続され、水道水を流通させて熱を給湯用に利用する構成とされたが、暖房復路管を接続し、暖房用熱媒を加熱する手段としてもよい。
また、熱取り出し部１３を熱交換器とせず、給水管１３ａおよび給湯管１３ｂの一端が蓄熱槽内で開口する開口部としたうえで、蓄熱材１０を上水として蓄熱槽５から直接給湯用に供給しても良い。あるいは、熱取り出し部１３を熱交換器とせず、給水管１３ａおよび給湯管１３ｂの一端が蓄熱槽内で開口する開口部としたうえで、蓄熱材１０を暖房用熱媒として直接暖房器具へ循環してもよい。

１布基礎
１ａ基礎部
２一階の床
３外壁
４太陽集熱器（熱源）
５蓄熱槽
６メイン循環系統
６ａ往路管路
６ｂ復路管路
７地中熱交換器
８切り替え循環系統
８ａ往路管路
８ｂ復路管路
９槽本体
９ａ断熱材
１０蓄熱材
１１放熱器
１２流路切り替え弁（熱供給調整機構）
１３熱取り出し部
１３ａ給水管
１３ｂ給湯管
１４給湯器
１５電磁弁
１６温度センサ
１７制御装置
Ｓ蓄熱槽下方の土壌
Ｗ上水

Claims

蓄熱材と、断熱性能を備えて該蓄熱材を収容する槽本体と、該蓄熱材に熱を供給する放熱器とを備えて少なくとも底面を土壌に接した状態で設置される蓄熱槽と、熱源から伝達された熱を前記蓄熱槽の底面の下方に位置する土壌に向けて放出する地中熱交換器とを備えることを特徴とする蓄熱構造。
前記放熱器は、前記地中熱交換器と同一の熱源から熱を供給されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱構造。
前記熱源と放熱器との間を循環するメイン循環系統が配設されると共に、当該メイン循環系統から分岐して当該熱源と地中熱交換器とを結ぶ切り替え循環系統が配設されていることを特徴とする請求項２に記載の蓄熱構造。
前記メイン循環系統から分岐する切り替え循環系統の分岐部、あるいは合流部には、前記蓄熱槽に蓄えられる蓄熱材の温度に応じて、前記熱源と放熱器との間の熱媒流量と、前記熱源と地中熱交換器との間の熱媒流量とを調整する熱供給調整機構が設けられていることを特徴とする請求項３に記載の蓄熱構造。
前記熱供給調整機構は、前記放熱器から熱源に還流する流路と前記地中熱交換器から熱源に還流する流路とが合流する還流合流部に設けられ、前記放熱器から熱源に還流する熱媒の温度と予め設定した設定温度とを比較して、前記放熱器からの熱媒の温度の方が高い場合には当該放熱器と熱源との間の流路を絞ると共に地中熱交換器と熱源との間の流路を開き、前記設定温度の方が高い場合には当該地中熱交換器と熱源との間の流路を絞ると共に放熱器と熱源との間の流路を開く流路切り替え弁を備えていることを特徴とする請求項４に記載の蓄熱構造。
前記熱源は、太陽集熱器によって構成され、該太陽集熱器は、冬季に前記蓄熱槽に十分な熱供給を可能とする熱供給能力を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の蓄熱構造。