JP6021599B2 - Thermal storage device and cogeneration system - Google Patents
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Description
本発明は、蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、
前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、
前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置及びそれを備えたコージェネレーションシステムに関する。
The present invention stores a heat storage fluid, a heat storage tank having an upper connection port in the upper portion and a lower connection port in the lower portion,
A heating circuit that heats the heat storage fluid in a form that returns the heat storage fluid taken out from the lower connection port to the upper connection port after being heated by a heating unit,
A heat storage device including a heat dissipation circuit that radiates heat of the heat storage fluid in a form in which the heat storage fluid taken out from the upper connection port is radiated by a heat radiating unit and then returned to the lower connection port, and a cogeneration system including the heat storage device About the system.
従来の蓄熱装置としては、蓄熱流体である湯水を貯留する蓄熱タンクを備え、上記加熱循環回路に湯水を循環させることで同湯水の加熱を行う加熱運転と、上記放熱循環回路に湯水を循環させることで同湯水の放熱を行う放熱運転とを、個別又は同時に実行可能に構成されているものが知られている。
この加熱運転を単独で実行することにより、蓄熱タンクの下層に存在する低温の湯水が下部接続口から加熱循環回路に取り出され、その取り出された湯水が加熱部で加熱され、その加熱された高温の湯水が上部接続部から蓄熱タンクの上層に戻されることになる。従って、蓄熱タンクには、上層を高温の湯水の層とし下層を低温の湯水の層とした温度成層を形成する状態で湯水が貯留される。
As a conventional heat storage device, there is provided a heat storage tank for storing hot water as a heat storage fluid, heating operation for heating the hot water by circulating hot water in the heating circulation circuit, and circulating hot water in the heat dissipation circulation circuit Thus, there is known one that is configured to be able to execute the heat dissipation operation for radiating the hot water individually or simultaneously.
By executing this heating operation alone, the low-temperature hot water existing in the lower layer of the heat storage tank is taken out from the lower connection port to the heating circuit, and the hot water taken out is heated in the heating unit, and the heated high temperature The hot water is returned from the upper connection part to the upper layer of the heat storage tank. Accordingly, hot water is stored in the heat storage tank in a state where a temperature stratification is formed with the upper layer being a high-temperature hot water layer and the lower layer being a low-temperature hot water layer.
特許文献1に開示の蓄熱装置では、加熱運転と放熱運転とを同時に行う加熱放熱運転を実行可能に構成されている。
かかる加熱放熱運転において蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持するための構成として、放熱循環回路で放熱部からの戻り管路である放熱戻り管路が、加熱循環回路で加熱部への往き管路である加熱往き管路に接続されており、更に、これら放熱戻り管路と加熱往き管路との接続部には切換弁が設けられている。そして、加熱放熱運転において、切換弁が操作され、放熱循環回路の放熱戻り管路から戻された湯水が、下部接続口から蓄熱タンクの下部に流入することなく、そのすべてが加熱循環回路の加熱往き管路に供給される。
これにより、放熱戻り管路から戻された中高温の湯水が、蓄熱タンクの低温の湯水が存在する下層に流入することが防止され、温度成層が良好なものに維持される。
The heat storage device disclosed in Patent Document 1 is configured to be capable of performing a heat radiation operation that simultaneously performs a heating operation and a heat radiation operation.
As a configuration for maintaining a good temperature stratification of the heat storage tank in this heat radiation operation, the heat radiation return pipe, which is the return pipe from the heat radiation part in the heat radiation circuit, goes to the heating part in the heat circulation circuit. It is connected to a heating forward conduit that is a conduit, and a switching valve is provided at a connection portion between the heat radiation return conduit and the heating forward conduit. In the heat radiation operation, the switching valve is operated, and the hot water returned from the heat radiation return line of the heat radiation circuit does not flow into the lower part of the heat storage tank from the lower connection port, all of which is heated by the heating circuit. Supplied to the outgoing pipeline.
As a result, the medium and high temperature hot water returned from the heat radiation return pipe is prevented from flowing into the lower layer of the heat storage tank where the low temperature hot water exists, and the temperature stratification is maintained at a good level.
上記特許文献1に開示の蓄熱装置では、蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持した加熱放熱運転を実行するために、放熱戻り管路と加熱往き管路との接続部に切換弁が必要であり、更に、この加熱放熱運転では蓄熱タンクの下層への湯水の流入が禁止されているため、加熱循環路において加熱された高温の湯水を上部接続口から蓄熱タンクの上層へ供給して貯湯を行うことはできずに、その高温の湯水のすべてを放熱循環路に供給する状態となっていた。 In the heat storage device disclosed in Patent Document 1, a switching valve is required at the connection portion between the heat radiation return pipe and the heating forward pipe in order to execute the heat radiation operation while maintaining a good temperature stratification of the heat storage tank. In addition, since this heating and heat radiation operation prohibits the flow of hot water into the lower layer of the heat storage tank, hot hot water heated in the heating circuit is supplied to the upper layer of the heat storage tank from the upper connection port. However, all of the hot water was supplied to the heat dissipation circuit.
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、蓄熱装置及びそれを備えたコージェネレーションシステムにおいて、加熱放熱運転の実行時に、蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路において加熱された蓄熱流体を蓄熱タンクの上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能な技術を提供する点にある。 The present invention has been made paying attention to such points, and its purpose is to maintain a good temperature stratification of the heat storage tank during the heat radiation operation in the heat storage device and the cogeneration system including the heat storage device. However, the heat storage fluid heated in the heating circulation circuit can be received and stored in the upper layer of the heat storage tank, and further, a technique capable of improving the thermal efficiency is provided.
この目的を達成するための本発明に係る蓄熱装置は、
蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、
前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、
前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置であって、
その第1特徴構成は、
前記蓄熱タンクの下方に配置されて内側に滞留空間を形成する逆容器形状の流体受容部材を備え、
前記下部接続口として、
前記加熱循環回路における前記加熱部の流入側が接続されて前記滞留空間から前記加熱部に前記蓄熱流体を取り出すように配置された加熱用下部接続口と、
前記放熱循環回路における前記放熱部の流出側が接続されて前記放熱部から前記滞留空間に前記蓄熱流体を戻すように配置された放熱用下部接続口とを、夫々各別に備え、
前記流体受容部材は、上下方向に沿って延出する円筒状又は角筒状の側壁部と、当該側壁部の筒状の上端部を覆う天井部とからなり、前記流体受容部材の前記側壁部の筒状の下端部分に対応する底部は開口し、前記流体受容部材の前記側壁部における前記滞留空間の天井部よりも下方側に、前記滞留空間を前記流体受容部材の外側に連通させる空気逃し孔が形成されている点にある。
ここで、本願において逆容器状とは、上向きに凹状の容器を上下反転させた形状を言い、例えば、上下方向に沿って延出する円筒状又は角筒状の側壁部と、その側壁部の筒状の上端部を覆う天井部とからなる形状等を含む。
The heat storage device according to the present invention for achieving this object is as follows:
A heat storage tank for storing a heat storage fluid, having an upper connection port at the top and a lower connection port at the bottom;
A heating circuit that heats the heat storage fluid in a form that returns the heat storage fluid taken out from the lower connection port to the upper connection port after being heated by a heating unit,
In the form of returning the heat storage fluid taken out from the upper connection port to the lower connection port after radiating heat at the heat radiating section, a heat storage device comprising a heat dissipation circuit that radiates heat of the heat storage fluid,
The first characteristic configuration is
An inverted container-shaped fluid receiving member that is disposed below the heat storage tank and forms a stay space inside;
As the lower connection port,
A lower connection port for heating, which is connected to an inflow side of the heating unit in the heating circulation circuit and is arranged to take out the heat storage fluid from the staying space to the heating unit;
A heat radiation lower connection port arranged to return the heat storage fluid from the heat radiation part to the staying space connected to the outflow side of the heat radiation part in the heat radiation circuit, respectively,
The fluid receiving member includes a cylindrical or rectangular tube-shaped side wall portion extending along the vertical direction and a ceiling portion covering a cylindrical upper end portion of the side wall portion, and the side wall portion of the fluid receiving member. bottom corresponding to the cylindrical lower end portion of the opening, the lower side of the ceiling portion of the retaining space in the side wall portion of the fluid receiving member, escape air communicating said retaining space to the outside of the fluid receiving member The hole is formed.
Here, in the present application, the inverted container shape means a shape in which a concave container is turned upside down, for example, a cylindrical or rectangular side wall portion extending along the vertical direction, and the side wall portion of the side wall portion. The shape etc. which consist of a ceiling part which covers a cylindrical upper end part are included.
また、この目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの特徴構成は、
熱と電気とを発生する熱電併給装置と、当該熱電併給装置の熱を蓄える蓄熱装置とを備え、
前記蓄熱装置が、本発明に係る蓄熱装置として構成されていると共に、前記加熱部としての前記熱電併給装置で加熱された前記蓄熱流体としての湯水を前記蓄熱タンクに貯留する点にある。
Moreover, the characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention for achieving this object is as follows:
A cogeneration device that generates heat and electricity, and a heat storage device that stores heat of the cogeneration device,
The heat storage device is configured as a heat storage device according to the present invention, and stores hot water as the heat storage fluid heated by the heat and power supply device as the heating unit in the heat storage tank.
上記本発明に係る蓄熱装置の第1特徴構成及び上記本発明に係るコージェネレーションシステムの特徴構成によれば、蓄熱タンクの下部に設けられた下部接続口として、加熱循環回路における加熱部の流入側が接続された加熱用下部接続口と、放熱循環回路における放熱部の流出側が接続された放熱用下部接続口とが、夫々各別に設けられる構成において、蓄熱タンクの下方に流体受容部材が設けられている。流体受容部材は、上下方向に沿って延出する円筒状又は角筒状の側壁部と、当該側壁部の筒状の上端部を覆う天井部とからなり、流体受容部材の側壁部の筒状の下端部分に対応する底部は開口している。放熱循環回路から放熱用下部接続口を介して蓄熱タンクの下層に流入した蓄熱流体の流れが、当該流体受容部材の内側の滞留空間で受け止められて、その流れによる温度成層の乱れが抑制される。
また、放熱循環回路から蓄熱タンクの下層に戻されて流体受容部材の滞留空間に流入した蓄熱流体は、その滞留空間から積極的に加熱用下部接続口を介して加熱循環回路に供給されることになる。これにより、蓄熱タンクの下層の比較的低温の蓄熱流体の温度よりも高い中高温の蓄熱流体が、放熱循環回路から蓄熱タンクの下層に流入した場合でも、蓄熱タンクにおいて上昇流が減衰された状態で、加熱用下部接続口へ導かれるので、蓄熱タンクでの温度成層の乱れが抑制される。
また、その中高温の蓄熱流体が積極的に加熱循環回路に供給され加熱部により加熱されるので、その中高温の蓄熱流体が蓄熱タンクの下層に流入して利用不可となる場合に比べて、加熱部における熱効率が向上される。
また、流体受容部材の内側の滞留空間には、放熱部で放出された中温又は低温の蓄熱流体が放熱側下部接続口から流入するが、この流体受容部材が逆容器形状に形成されているため、その蓄熱流体のうち比較的温度の高い中温の蓄熱流体を優先して滞留空間に滞留させることができ、比較的温度の低い低温の蓄熱流体は、下方から滞留空間の外部へ流出させることができる。このように、滞留空間は、特に中温の蓄熱流体を一時的に滞留可能であるから、滞留させた中温の蓄熱流体を、順次、加熱用下部接続口を介して加熱循環回路へ導くことができる。これにより、中温の蓄熱流体が、蓄熱タンクの下層で拡散することをより一層良好に抑制でき、蓄熱タンクでの温度成層の乱れを一層防止できる。
According to the first characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention and the characteristic configuration of the cogeneration system according to the present invention, the inflow side of the heating unit in the heating circulation circuit serves as a lower connection port provided in the lower part of the heat storage tank. In the configuration in which the connected lower connection port for heating and the lower connection port for heat radiation to which the outflow side of the heat radiation part in the heat radiation circuit is connected are provided separately, a fluid receiving member is provided below the heat storage tank. Yes . The fluid receiving member includes a cylindrical or rectangular tube-shaped side wall portion extending in the vertical direction, and a ceiling portion that covers a cylindrical upper end portion of the side wall portion, and the tubular shape of the side wall portion of the fluid receiving member. The bottom part corresponding to the lower end part of is opened. Flow of the heat storage fluid flowing into the lower layer of the thermal storage tank via the heat radiating lower connection port from the heat circulation circuit release is provided received inside the retaining space of the fluid receiving member, disturbance of temperature stratification due to the flow is suppressed The
Also, the heat storage fluid returned from the heat dissipation circuit to the lower layer of the heat storage tank and flowing into the stay space of the fluid receiving member should be positively supplied from the stay space to the heating circuit via the lower connection port for heating. become. As a result, even when a medium-to-high-temperature heat storage fluid higher than the temperature of the relatively low-temperature heat storage fluid in the lower layer of the heat storage tank flows into the lower layer of the heat storage tank from the heat dissipation circuit, the upward flow is attenuated in the heat storage tank Thus, since it is led to the lower connection port for heating, disturbance of temperature stratification in the heat storage tank is suppressed.
In addition, since the medium and high temperature heat storage fluid is positively supplied to the heating circuit and heated by the heating unit, compared to the case where the medium and high temperature heat storage fluid flows into the lower layer of the heat storage tank and becomes unusable, The thermal efficiency in the heating part is improved.
In addition, the medium-temperature or low-temperature heat storage fluid discharged from the heat radiating portion flows into the stay space inside the fluid receiving member from the heat radiating side lower connection port, but this fluid receiving member is formed in an inverted container shape. The medium-temperature heat storage fluid having a relatively high temperature can be preferentially retained in the retention space, and the low-temperature heat storage fluid having a relatively low temperature can flow out of the retention space from below. it can. In this way, the staying space can particularly temporarily store the medium-temperature heat storage fluid, so that the stored medium-temperature heat storage fluid can be sequentially led to the heating circuit via the lower connection port for heating. . Thereby, it can suppress more favorably that medium temperature thermal storage fluid diffuses in the lower layer of a thermal storage tank, and can prevent disorder of temperature stratification in a thermal storage tank further.
更に、蓄熱タンクの下方に配置された流体受容部材の内側の滞留空間へは、放熱用下部接続口を介して放熱循環回路から空気(気泡)が流入することがあり、この空気(気泡)を、空気逃し孔を介して滞留空間の外部へ逃がすこができる。
これにより、空気(気泡)が、加熱用下部接続口を介して加熱循環回路へ導かれることを抑制できる。結果、加熱循環回路に加熱部として燃料電池等などの熱電併給装置を備えている場合に、空気(気泡)が、加熱循環回路を通流することにより、熱電併給装置の冷却が不十分となることを防止できる。
また、空気逃し孔が、流体受容部材の側壁部における滞留空間の天井部よりも下方側に配置されているので、滞留空間における空気逃し孔よりも上方側には空気が充満する空気層が形成されることになる。
そして、この空気の熱伝導率が水などの蓄熱流体よりも低いことから、この空気層により、滞留空間に存在する中高温の蓄熱流体と蓄熱タンクの下方に存在する低温の蓄熱流体との間の熱交換が抑制された状態となる。
従って、放熱循環回路から戻された中高温の蓄熱流体が滞留空間に流入し滞留している際に、その中高温の蓄熱流体の熱が蓄熱タンクの下層部に存在する低温の蓄熱流体に奪われることが抑制される。よって、その中高温の蓄熱流体は、保温された状態で加熱用下部接続口に導かれて加熱循環回路に供給されるので、加熱部における熱効率が一層向上される。
従って、本発明により、加熱放熱運転の実行時に、蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路において加熱された蓄熱流体を蓄熱タンクの上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能な蓄熱装置を実現することができる。
また、加熱循環回路において熱電併給装置が発生した熱により蓄熱流体を加熱するコージェネレーションシステムにおいて、このような本発明に係る蓄熱装置を、蓄熱タンクが蓄熱流体として湯水を貯留する形態で備えることで、本発明に係る蓄熱装置と同様の作用効果を奏することができる。
Furthermore, air (bubbles) may flow into the staying space inside the fluid receiving member arranged below the heat storage tank from the heat dissipation circuit via the heat dissipation lower connection port. The air can escape to the outside of the stay space through the air escape hole.
Thereby, it can suppress that air (bubble) is guide | induced to a heating circulation circuit via the lower connection port for a heating. As a result, when the heating circulation circuit is equipped with a combined heat and power supply device such as a fuel cell as a heating unit, air (bubbles) flows through the heating circulation circuit, resulting in insufficient cooling of the combined heat and power supply device. Can be prevented.
Further, since the air escape hole is disposed below the ceiling portion of the retention space in the side wall portion of the fluid receiving member, an air layer filled with air is formed above the air escape hole in the retention space. Will be.
And since the thermal conductivity of this air is lower than that of a heat storage fluid such as water, this air layer causes a medium-high temperature heat storage fluid existing in the stay space and a low-temperature heat storage fluid existing below the heat storage tank. The heat exchange is suppressed.
Therefore, when the medium and high temperature heat storage fluid returned from the heat circulation circuit flows into and stays in the stay space, the heat of the medium and high temperature heat storage fluid is deprived by the low temperature heat storage fluid existing in the lower layer of the heat storage tank. Is suppressed. Therefore, the medium-high temperature heat storage fluid is guided to the heating lower connection port while being kept warm and is supplied to the heating circuit, so that the thermal efficiency in the heating section is further improved.
Therefore, according to the present invention, the heat storage fluid heated in the heating circulation circuit can be received and stored in the upper layer of the heat storage tank while maintaining a good temperature stratification of the heat storage tank during the heat radiation operation. Furthermore, a heat storage device that can improve thermal efficiency can be realized.
Further, in the cogeneration system that heats the heat storage fluid by the heat generated by the combined heat and power supply device in the heating circuit, the heat storage device according to the present invention is provided in such a form that the heat storage tank stores hot water as the heat storage fluid. The same operational effects as the heat storage device according to the present invention can be obtained.
尚、本願発明において、流体受容部材が設けられる蓄熱タンクの下方とは、上下方向で蓄熱タンクの内部の中央部位より下方側の領域であり、具体的には、蓄熱タンクの底面から2〜20cmの領域であるとする。
また、蓄熱タンクの流体受容部材が設けられる領域の下限位置が、蓄熱タンクの底面から2cmより下方の場合、蓄熱タンクへの蓄熱流体の流入が阻害されすぎて、蓄熱流体の循環状態が悪くなる虞がある。一方、蓄熱タンクの流体受容部材が設けられる領域の上限位置が、蓄熱タンクの底面から20cmより上方の場合、放熱用下部接続口から流入した蓄熱流体の上昇流を、適切に加熱用下部接続口へ導くことができなくなる虞がある。
また、本願発明において、蓄熱タンクの下部とは、蓄熱タンクの下層に接続される加熱用下部接続口及び放熱用下部接続口を含む部位を示し、蓄熱タンクの上部とは、蓄熱タンクの上層に接続される上部接続口を含む部位を示す。
In addition, in this invention, the downward direction of the thermal storage tank in which a fluid receiving member is provided is an area | region below a center site | part inside a thermal storage tank in an up-down direction, Specifically, 2-20 cm from the bottom face of a thermal storage tank. It is assumed that
Moreover, when the lower limit position of the region where the fluid receiving member of the heat storage tank is provided is lower than 2 cm from the bottom surface of the heat storage tank, the inflow of the heat storage fluid into the heat storage tank is too hindered, and the circulation state of the heat storage fluid is deteriorated. There is a fear. On the other hand, when the upper limit position of the region where the fluid receiving member of the heat storage tank is provided is higher than 20 cm from the bottom surface of the heat storage tank, the upward flow of the heat storage fluid flowing from the lower connection port for heat dissipation is appropriately changed to the lower connection port for heating. There is a possibility that it will not be possible to guide to.
In the present invention, the lower part of the heat storage tank refers to a portion including a lower connection port for heating and a lower connection port for heat dissipation connected to the lower layer of the heat storage tank, and the upper part of the heat storage tank refers to the upper layer of the heat storage tank. The site | part containing the upper connection port connected is shown.
本発明に係る蓄熱装置の第2特徴構成は、上記第1特徴構成に加えて、
前記流体受容部材の内側に、当該流体受容部材の側壁部に面する隙間と前記滞留空間とを仕切る仕切壁が配置され、
前記仕切壁には、前記空気逃し孔よりも上方側に空気受入れ孔が形成されている点にある。
The second characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention is in addition to the first characteristic configuration,
Inside the fluid receiving member, a partition wall that partitions the gap facing the side wall portion of the fluid receiving member and the staying space is disposed,
The partition wall has an air receiving hole formed above the air escape hole.
上記本発明に係る蓄熱装置の第2特徴構成によれば、蓄熱タンクの下方に配置される流体受容部材の内側に、当該流体受容部材の側壁部との間に隙間を形成する状態で当該隙間と滞留空間とを仕切る仕切壁が配置されているので、その隙間の一部には、蓄熱タンクに貯留されている蓄熱流体が流動しない状態で存在している状態となる。よって、仕切壁と流体受容部材の側壁部との間の熱交換が、その流動しない蓄熱流体の存在により、一層抑制された状態となる。
更に、流体受容部材の内側の滞留空間へ流入したこの空気(気泡)は、仕切壁に形成された空気受入れ孔及び流体受容部材に形成された空気逃し孔を介して滞留空間の外部へ逃がすこができる。
また、仕切壁に形成された空気受入れ孔が、流体受容部材に形成された空気逃し孔よりも上方側に配置されているので、空気受入れ孔は、常に上記空気層に面した状態となる。よって、内側受容部材の内側に存在する中高温の蓄熱流体が、その空気受入れ孔を通じて外部に流出することを抑制することができ、その中高温の蓄熱流体のできるだけ多くを加熱循環回路に導いて有効利用することができる。
According to the second characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention, the gap is formed in a state in which a gap is formed between the fluid receiving member and the side wall of the fluid receiving member, which is disposed below the heat storage tank. Since the partition wall that divides the stagnation space is disposed, a part of the gap is in a state where the heat storage fluid stored in the heat storage tank does not flow. Therefore, the heat exchange between the partition wall and the side wall portion of the fluid receiving member is further suppressed by the presence of the non-flowing heat storage fluid.
Further, the air (bubbles) flowing into the staying space inside the fluid receiving member is allowed to escape to the outside of the staying space through the air receiving hole formed in the partition wall and the air releasing hole formed in the fluid receiving member. Can do.
Moreover, since the air receiving hole formed in the partition wall is disposed above the air escape hole formed in the fluid receiving member, the air receiving hole always faces the air layer. Therefore, it is possible to suppress the medium and high temperature heat storage fluid existing inside the inner receiving member from flowing out through the air receiving hole, and lead as much of the medium and high temperature heat storage fluid as possible to the heating circuit. It can be used effectively.
本発明に係る蓄熱装置の第3特徴構成は、上記第2特徴構成に加えて、
前記流体受容部材が、外側に配置された逆容器形状の外側受容部材と、当該外側受容部材に対して隙間を挟んで内側に配置された逆容器形状の内側受容部材とで構成され、
前記内側受容部材が前記仕切壁として機能する点にある。
The third characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention is in addition to the second characteristic configuration,
The fluid receiving member is composed of a reverse container-shaped outer receiving member disposed on the outside and a reverse container-shaped inner receiving member disposed on the inner side with a gap with respect to the outer receiving member,
The inner receiving member functions as the partition wall.
上記本発明に係る蓄熱装置の第3特徴構成によれば、蓄熱タンクの下方に配置される流体受容部材が、逆容器形状の外側受容部材と上述した仕切壁として機能する内側受容部材との間に隙間(以下「部材間隙間」と呼ぶ場合がある。)を設けた状態で重ね合わせられた二重構造を有するので、その部材間隙間の一部には、蓄熱タンクに貯留されている蓄熱流体が流動しない状態で存在している状態となる。よって、内側受容部材と外側受容部材との間の熱交換が、その流動しない蓄熱流体の存在により、一層抑制された状態となる。
更に、流体受容部材の内側の滞留空間へ流入したこの空気(気泡)は、内側受容部材に形成された空気受入れ孔及び外側受容部材に形成された空気逃し孔を介して滞留空間の外部へ逃がすこができる。
また、内側受容部材に形成された空気受入れ孔が、外側受容部材に形成された空気逃し孔よりも上方側に配置されているので、内側受容部材と外側受容部材との間に形成された部材間隙間において空気逃し孔よりも上方側には、空気受入れ孔から流入した空気が充満する空気層が形成されることになる。
そして、この空気の熱伝導率が水などの蓄熱流体よりも低いことから、この部材間隙間に形成された空気層により、内側受容部材と外側受容部材との間の熱交換が抑制された状態となって、内側受容部材の内側の滞留空間に存在する中高温の蓄熱流体を一層良好に保温することができる。
また、内側受容部材に形成された空気受入れ孔が、外側受容部材に形成された空気逃し孔よりも上方側に配置されているので、空気受入れ孔は、常に上記空気層に面した状態となる。よって、内側受容部材の内側に存在する中高温の蓄熱流体が、その空気受入れ孔を通じて外部に流出することを抑制することができ、その中高温の蓄熱流体のできるだけ多くを加熱循環回路に導いて有効利用することができる。
According to the third characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention, the fluid receiving member disposed below the heat storage tank is between the outer receiving member having an inverted container shape and the inner receiving member functioning as the partition wall described above. Since there is a double structure that is overlapped with a gap (hereinafter sometimes referred to as a “gap between members”) provided, a heat storage stored in the heat storage tank is partly between the member gaps. It will be in the state where the fluid does not flow. Therefore, the heat exchange between the inner receiving member and the outer receiving member is further suppressed by the presence of the non-flowing heat storage fluid.
Further, the air (bubbles) flowing into the staying space inside the fluid receiving member escapes outside the staying space through the air receiving hole formed in the inner receiving member and the air escape hole formed in the outer receiving member. I can do this.
Further, since the air receiving hole formed in the inner receiving member is disposed above the air escape hole formed in the outer receiving member, the member formed between the inner receiving member and the outer receiving member. In the gap, an air layer filled with air flowing in from the air receiving hole is formed above the air escape hole.
And since the thermal conductivity of this air is lower than that of a heat storage fluid such as water, a state where heat exchange between the inner receiving member and the outer receiving member is suppressed by the air layer formed between the member gaps. Thus, the medium-to-high-temperature heat storage fluid existing in the stay space inside the inner receiving member can be kept better.
In addition, since the air receiving hole formed in the inner receiving member is disposed above the air escape hole formed in the outer receiving member, the air receiving hole always faces the air layer. . Therefore, it is possible to suppress the medium and high temperature heat storage fluid existing inside the inner receiving member from flowing out through the air receiving hole, and lead as much of the medium and high temperature heat storage fluid as possible to the heating circuit. It can be used effectively.
本発明に係る蓄熱装置の第4特徴構成は、上記第3特徴構成に加えて、
前記空気受入れ孔が前記内側受容部材の上壁部に形成されている点にある。
In addition to the third feature configuration, the fourth feature configuration of the heat storage device according to the present invention,
The air receiving hole is formed in the upper wall portion of the inner receiving member.
上記本発明に係る蓄熱装置の第4特徴構成によれば、上記第3特徴構成のように空気受入れ孔と空気逃し孔とを形成する場合において、空気受入れ孔が内側受容部材の上壁部に形成されているので、内側受容部材の内側の滞留空間に供給された空気(気泡)を良好に空気受入れ孔に受け入れて部材間隙間に導くことができる。
また、その空気受入れ孔よりも下方側に配置される空気逃し孔が外側受容部材の側壁部に形成されているので、部材間隙間において、その空気逃し孔の少なくとも上端位置よりも上方に空気層を良好に形成しながら、部材間隙間に追加された空気と同量の空気をその上端部から外部に流出させる形態で、空気を良好に排出することができる。
According to the fourth characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention, when the air receiving hole and the air escape hole are formed as in the third characteristic configuration, the air receiving hole is formed in the upper wall portion of the inner receiving member. Since it is formed, air (bubbles) supplied to the staying space inside the inner receiving member can be well received in the air receiving hole and guided between the member gaps.
In addition, since the air escape hole disposed below the air receiving hole is formed in the side wall portion of the outer receiving member, the air layer is located above the air escape hole at least above the upper end position in the gap between the members. The air can be discharged well in the form in which the same amount of air as the air added between the member gaps flows out from the upper end portion to the outside.
本発明に係る蓄熱装置の第5特徴構成は、上記第1乃至第4特徴構成の何れかに加えて、
前記放熱用下部接続口が、前記加熱用下部接続口よりも下方に配置されている点にある。
In addition to any of the first to fourth feature configurations described above, the fifth feature configuration of the heat storage device according to the present invention includes:
The heat-dissipating lower connection port is located below the heating lower connection port.
上記本発明に係る蓄熱装置の第5特徴構成によれば、流体受容部材の内側の滞留空間において、放熱用下部接続口が加熱用下部接続口よりも下方に配置されているので、滞留空間に滞留する中温の蓄熱流体のうち、上方側部位に滞留している温度の高いものから、順次、加熱用下部接続口を介して加熱循環回路へ導くことができる。 According to the fifth characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention, in the staying space inside the fluid receiving member, the lower connection port for heat radiation is disposed below the lower connection port for heating. Among the medium temperature heat storage fluid that stays, the medium that has a high temperature staying in the upper part can be sequentially led to the heating circuit through the lower connection port for heating.
本発明に係る蓄熱装置の第6特徴構成は、上記第5特徴構成に加えて、
前記加熱用下部接続口及び前記放熱用下部接続口が、前記蓄熱タンクの底部から上向きに挿入された配管の先端開口として形成され、
前記加熱用下部接続口が、前記滞留空間の天井部に近接する高さ位置に配置され、
前記放熱用下部接続口が、前記滞留空間の側面の下端に近接する高さ位置に配置されている点にある。
In addition to the fifth feature configuration, the sixth feature configuration of the heat storage device according to the present invention is:
The heating lower connection port and the heat radiation lower connection port are formed as a tip opening of a pipe inserted upward from the bottom of the heat storage tank,
The heating lower connection port is disposed at a height position close to the ceiling portion of the staying space,
The heat radiation lower connection port is located at a height position close to the lower end of the side surface of the stay space.
上記本発明に係る蓄熱装置の第6特徴構成によれば、上記第5特徴構成のように加熱用下部接続口及び放熱用下部接続口を配置する場合において、それら下部接続口を蓄熱タンクの底部から上向きに挿入された配管の先端開口として形成することができる。
また、この場合には、加熱用下部接続口は、滞留空間の天井部に近接する高さ位置に配置することで、滞留空間に滞留する中温の蓄熱流体の殆どを、加熱用下部接続口を介して加熱循環路に導くことができる。
一方、放熱用下部接続口については、滞留空間の側面の下端に近接する高さに配置することで、その放熱用下部接続口から上向きに放出された中温の蓄熱流体を、良好に滞留空間に流入させて滞留させることができる。
According to the sixth characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention, in the case where the lower connection port for heating and the lower connection port for heat dissipation are arranged as in the fifth characteristic configuration, the lower connection port is formed at the bottom of the heat storage tank. It can be formed as a tip opening of a pipe inserted upward from the top.
Further, in this case, the heating lower connection port is arranged at a height position close to the ceiling portion of the staying space, so that most of the medium-temperature heat storage fluid staying in the staying space is transferred to the heating lower connection port. To the heating circuit.
On the other hand, by arranging the heat radiation lower connection port at a height close to the lower end of the side surface of the retention space, the medium temperature heat storage fluid discharged upward from the heat radiation lower connection port can be satisfactorily converted into the retention space. It can flow and stay.
本発明に係る蓄熱装置の第7特徴構成は、上記第1乃至第6特徴構成の何れかに加えて、
前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路の両方に蓄熱流体を循環させて前記蓄熱流体の加熱と放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を前記加熱循環回路における蓄熱流体の循環流量以下に維持する温度成層維持制御を実行する点にある。
The seventh characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention is in addition to any of the first to sixth characteristic configurations,
Control means for controlling the circulation flow rate of the heat storage fluid in the heating circulation circuit and the heat dissipation circulation circuit;
In the heating and radiating operation in which the control means circulates the heat storage fluid in both the heating circulation circuit and the heat dissipation circulation circuit to simultaneously heat and release the heat storage fluid, the circulation flow rate of the heat storage fluid in the heat dissipation circulation circuit Is that temperature stratification maintaining control is performed to maintain the temperature below the circulating flow rate of the heat storage fluid in the heating circuit.
加熱循環回路と放熱循環回路との両方に蓄熱流体を循環させて加熱部による蓄熱流体の加熱と放熱部による蓄熱流体の放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、蓄熱流体の循環状態によっては、蓄熱タンクにおける下方から上方へ向けた蓄熱流体の上昇流が生じる場合があり、当該上昇流は、成層貯湯の乱れの原因になる。
そこで、上記本発明に係る蓄熱装置の第7特徴構成によれば、放熱循環回路から放熱用下部接続口を介して蓄熱タンクに流入する蓄熱流体の流量(以下「放熱戻り流量」と呼ぶ場合がある。)が、蓄熱タンクから加熱用下部接続口を介して加熱循環回路に流出する蓄熱流体の流量(以下「加熱往き流量」と呼ぶ場合がある。)以下に維持されることになる。これにより、常に、蓄熱タンクの下部の蓄熱流体の流入出状態は、放熱循環回路からの蓄熱流体の流入よりも加熱循環回路への蓄熱流体の流出が多くなる状態となるので、蓄熱タンクにて蓄熱流体の上昇流が生じることを抑制でき、成層貯湯の乱れを防ぐことができる。
Depending on the circulation state of the heat storage fluid, the heat storage fluid is circulated in both the heat circulation circuit and the heat radiation circuit, and the heat storage fluid is heated by the heating unit and the heat storage fluid is radiated simultaneously by the heat radiation unit. An upward flow of the heat storage fluid from the lower side to the upper side in the heat storage tank may occur, and the upward flow causes the stratified hot water to be disturbed.
Therefore, according to the seventh characteristic configuration of the heat storage device according to the present invention, the flow rate of the heat storage fluid flowing into the heat storage tank from the heat dissipation circulation circuit through the heat dissipation lower connection port (hereinafter sometimes referred to as “heat dissipation return flow rate”). Is maintained below the flow rate of the heat storage fluid flowing out from the heat storage tank to the heating circuit via the heating lower connection port (hereinafter sometimes referred to as “heating forward flow rate”). As a result, the inflow / outflow state of the heat storage fluid in the lower part of the heat storage tank is always a state in which the heat storage fluid flows out into the heating circuit more than the heat storage fluid inflow from the heat dissipation circuit. It is possible to suppress the upward flow of the heat storage fluid, and to prevent the stratified hot water from being disturbed.
また、本発明に係る蓄熱装置は、上記第7特徴構成に加えて、前記制御手段が、前記温度成層維持制御において、前記放熱戻り流量を前記加熱往き流量に対して所定の余裕幅分少なく設定することができる。
これにより、温度成層維持制御により、蓄熱タンクの下部における蓄熱流体の流入流量よりも流出流量を、所定の余裕幅分(例えば、0.1〜0.2l/min程度の流量)多くなる状態を維持でき、蓄熱タンクにおいて蓄熱流体の上昇流が生じることを確実に抑制でき、温度成層の乱れを防ぐことができる。
Further, in the heat storage device according to the present invention, in addition to the seventh characteristic configuration, in the temperature stratification maintenance control, the control means sets the heat release return flow rate to be less than a predetermined margin width with respect to the heating forward flow rate. can do.
As a result, the temperature stratification maintaining control increases the outflow flow rate by a predetermined margin width (for example, a flow rate of about 0.1 to 0.2 l / min) rather than the inflow flow rate of the heat storage fluid in the lower part of the heat storage tank. It can maintain, can suppress reliably that the upward flow of a thermal storage fluid arises in a thermal storage tank, and can prevent disorder of temperature stratification.
また、本発明に係る蓄熱装置は、上記第7特徴構成に加えて、前記放熱循環回路での放熱部への往き管路である放熱往き管路を通流する蓄熱流体を加熱する補助加熱部と、前記放熱循環回路において前記蓄熱タンクをバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記蓄熱タンクをバイパスする蓄熱流体の流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、前記制御手段が、前記温度成層維持制御において、前記補助加熱部の上流側の前記放熱往き管路の蓄熱流体の温度に基づいて前記バイパス流量調整手段及び前記補助加熱部を制御することができる。
これにより、補助加熱部の上流側の放熱往き管路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる湯水温度よりも高く、当該高温の湯水が蓄熱タンクの上部から放熱往き管路に導かれる場合、蓄熱タンクをバイパスするバイパス路を通流する湯水の流量を増加させることで、放熱循環回路を循環する湯水の温度を低下させ、放熱部にて必要とされる温度に維持できる。
また、補助加熱部の上流側の放熱往き管路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる温度よりも低い場合、当該低温の湯水を、放熱往き管路に設けられた補助加熱部にて加熱して、放熱部にて必要とされる温度にまで昇温させることができる。尚、この構成であれば、加熱部が湯水の加熱を行っていない場合でも、独立して放熱運転を実行できる。
In addition to the seventh feature configuration, the heat storage device according to the present invention is an auxiliary heating unit that heats the heat storage fluid flowing through the heat radiation forward pipe that is the forward pipe to the heat radiation part in the heat radiation circuit. And a bypass flow rate adjusting means capable of adjusting a flow rate of the heat storage fluid that bypasses the heat storage tank through the bypass passage, and a bypass flow rate adjusting means that bypasses the heat storage tank in the heat dissipation circulation circuit. In the temperature stratification maintenance control, the bypass flow rate adjusting means and the auxiliary heating unit can be controlled based on the temperature of the heat storage fluid in the radiating forward pipe upstream of the auxiliary heating unit.
As a result, the temperature of the hot water in the radiating forward pipe upstream of the auxiliary heating section is higher than the temperature of the hot water required in the radiating section, and the hot water is introduced from the upper part of the heat storage tank to the radiating forward pipe. In such a case, by increasing the flow rate of the hot water flowing through the bypass path that bypasses the heat storage tank, the temperature of the hot water circulating in the heat radiating circuit can be lowered and maintained at the temperature required by the heat radiating section.
In addition, when the temperature of the hot water in the radiating forward pipe upstream of the auxiliary heating part is lower than the temperature required in the radiating part, the low temperature hot water is supplied to the auxiliary heating part provided in the radiating forward pipe. The temperature can be raised to the temperature required by the heat dissipating part. In addition, if it is this structure, even when the heating part is not heating the hot water, a heat radiation operation can be performed independently.
〔第1実施形態〕
本発明に係る蓄熱装置及びコージェネレーションシステムの第1実施形態について、図1〜図5に基づいて説明する。
図1に示すコージェネレーションシステムは、熱と電気とを発生する燃料電池等の熱電併給装置11と、当該熱電併給装置11の熱を蓄える蓄熱装置100とを備えて構成されており、かかる蓄熱装置100は、加熱部としての熱電併給装置11で加熱された蓄熱流体としての湯水を蓄熱タンク14に貯留するものとして構成されている。
以下、蓄熱装置100の構成について説明する。
[First Embodiment]
1st Embodiment of the thermal storage apparatus and cogeneration system which concern on this invention is described based on FIGS.
The cogeneration system shown in FIG. 1 includes a
Hereinafter, the configuration of the
蓄熱装置100は、湯水を貯留し、上部に上部接続口62を有すると共に下部に下部接続口61を有する蓄熱タンク14を備えると共に、この蓄熱タンク14との間で湯水を循環させる加熱循環回路C1及び放熱循環回路C2を備える。
加熱循環回路C1は、下部接続口61から取り出した湯水を熱電併給装置11で加熱した後に上部接続口62に戻す形態で、湯水の加熱を行うように構成されている。
一方、放熱循環回路C2は、上部接続口62から取り出した湯水を放熱部としての放熱熱交換器18で放熱させた後に下部接続口61に戻す形態で、湯水の放熱を行うように構成されている。
The
The heating circuit C <b> 1 is configured to heat hot water in such a form that hot water taken out from the
On the other hand, the heat radiation circuit C2 is configured to radiate hot water in such a form that the hot water taken out from the
本実施形態の蓄熱装置100は、加熱循環回路C1に湯水を循環させることで同湯水の加熱を行う加熱運転と、上記放熱循環回路C2に湯水を循環させることで同湯水の放熱を行う放熱運転とを、夫々個別又は同時に実行可能に構成されている。
そして、この加熱運転と放熱運転とを同時に実行する所謂加熱放熱運転の実行時において、蓄熱タンク14に形成される温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路C1において加熱された湯水を蓄熱タンク14の上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能となっており、以下、そのための詳細構成を説明する。
The
And at the time of execution of what is called heating heat radiation operation which performs this heating operation and heat radiation operation simultaneously, maintaining the temperature stratification formed in
(加熱循環回路関連)
先ず、加熱循環回路C1及びそれに関連する構成について、図1に基づいて説明する。
加熱循環回路C1における熱電併給装置11の流入側、言い換えれば加熱往き管路R1の湯水の流入側が、蓄熱タンク14の下部に設けられた加熱用下部接続口61aに接続され、一方、加熱循環回路C1における熱電併給装置11の流出側、言い換えれば加熱戻り管路R2の湯水の流出側が、蓄熱タンク14の上部に設けられた加熱用上部接続口62aに接続されている。
(Heating circuit related)
First, the heating circuit C1 and the related configuration will be described with reference to FIG.
The inflow side of the combined heat and
加熱循環回路C1には、その上流側から順に、当該加熱循環回路C1に湯水を循環させる加熱循環ポンプ12と、加熱循環回路C1を循環する湯水をその排熱にて加熱する熱電併給装置11(加熱部の一例)と、熱電併給装置11の排熱にて加熱された湯水の温度を測定する第1温度センサT1とが設けられている。
尚、蓄熱タンク14には、加熱戻り管路R2から加熱用上部接続口62aを介してその上層へ、加熱循環回路C1の熱電併給装置11で加熱された高温の湯水が供給されると共に、その下層から加熱用下部接続口61aを介して加熱往き管路R1へ、低温の湯水が供給される。このことにより、蓄熱タンク14には、上層から下層に亘って、上層に高温の湯水が存在し下層に低温の湯水が存在する形態の所謂温度成層が形成される。
The heating circulation circuit C1 includes, in order from the upstream side thereof, a
The hot water heated by the combined heat and
(放熱循環回路関連)
次に、放熱循環回路C2及びそれに関連する構成について、図1に基づいて説明する。
放熱循環回路C2における放熱熱交換器18の流入側、言い換えれば放熱往き管路R3の湯水の流入側が、蓄熱タンク14の上部に設けられた放熱用上部接続口62bに接続され、一方、放熱循環回路C2における放熱熱交換器18の流出側、言い換えれば放熱戻り管路R4の湯水の流出側が、蓄熱タンク14の下部に設けられた放熱用下部接続口61bに接続されている。尚、この放熱用下部接続口61bは、上述した加熱用下部接続口61aに対して別の下部接続口61として設けられている。一方、放熱用上部接続口62bについては、本実施形態では、上述した加熱用上部接続口62aに対して別の上部接続口62として設けているが、同じ上部接続口62としても構わない。
また、放熱用下部接続口61bの直前の放熱戻り管路R4には、放熱戻り管路R4と外部からの給水を供給する給水路R8との連通状態を切替可能な切換弁13が設けられている。
放熱循環回路C2には、その上流側から順に、当該放熱循環回路C2に湯水を循環させる放熱循環ポンプ16と、当該放熱循環回路C2を循環する湯水の温度を測定する第2温度センサT2と、バーナ17aにより湯水を加熱する補助熱源機17と、湯水と熱媒とを熱交換する放熱熱交換器18(放熱部の一例)と、放熱循環回路C2の開閉状態を切り換える開閉弁19とを備えて構成されている。
尚、上記熱媒は、放熱熱交換器18と放熱用端末30との間に配設される熱媒循環回路C3を循環するものであり、放熱熱交換器18にて湯水の熱を回収すると共に、回収した熱を放熱用端末30にて放熱する。熱媒循環回路C3には、熱媒を循環する熱媒循環ポンプ32と、熱媒を貯留自在な大気開放型の熱媒タンク31とが設けられている。
(Related to heat dissipation circuit)
Next, the heat dissipation circuit C2 and the related configuration will be described with reference to FIG.
The inflow side of the heat
Further, the heat radiation return pipe R4 immediately before the heat radiation
In the heat radiation circuit C2, in order from the upstream side, a heat
The heat medium circulates in a heat medium circulation circuit C3 disposed between the heat
このような構成により、放熱循環回路C2を通流する湯水の温度、即ち、第2温度センサT2にて測定される温度が、放熱熱交換器18にて必要とされる設定温度よりも低い場合、バーナ17aを働かせて補助熱源機17にて、湯水を設定温度にまで昇温させる。
尚、放熱循環回路C2で補助熱源機17の下流側には、補助熱源機17にて昇温された湯水の温度を測定する第3温度センサT3が設けられており、制御装置20は、第3温度センサT3の温度が設定温度となるように、バーナ17aの燃焼状態を制御する。
With such a configuration, when the temperature of hot water flowing through the heat dissipation circuit C2, that is, the temperature measured by the second temperature sensor T2 is lower than the set temperature required by the heat
A third temperature sensor T3 for measuring the temperature of hot water heated by the auxiliary
一方、放熱循環回路C2には、蓄熱タンク14をバイパスする第1バイパス路R5が設けられており、当該第1バイパス路R5と放熱循環回路C2の放熱往き管路R3との接続部位には、三方弁15が設けられている。当該三方弁15の開度状態を制御して、第1バイパス路R5を循環する湯水流量L3を増加させることで、蓄熱タンク14の側を通流する湯水の流量を減少させて、放熱熱交換器18に導かれる湯水の温度を低下させることができる。
これにより、放熱循環回路C2を通流する湯水の温度、即ち、第2温度センサT2にて測定される温度が、放熱熱交換器18にて必要される設定温度よりも高い場合、上記第1バイパス路R5を通流する流量L3を増加させるように、三方弁15の開度状態を制御して、湯水を設定温度にまで降温させる。
On the other hand, the heat radiation circuit C2 is provided with a first bypass path R5 that bypasses the
Thereby, when the temperature of the hot water flowing through the heat radiation circuit C2, that is, the temperature measured by the second temperature sensor T2 is higher than the set temperature required by the heat
(給湯関連)
次に、給湯に関連する構成について、図1に基づいて説明する。
放熱循環回路C2を循環する湯水の一部は、補助熱源機17を通流する非バイパス状態と、補助熱源機17をバイパスするバイパス状態とを切り換える形態で、給湯栓などの給湯利用箇所43へ供給可能に構成されている。
説明を加えると、非バイパス状態を実現すべく、放熱循環回路C2には、補助熱源機17と放熱熱交換器18との間において、放熱循環回路C2を通流する湯水の一部を給湯利用箇所43へ導く給湯路R9が接続されており、当該給湯路R9には、給湯用として導かれる湯水の流量を調整可能な流量調整弁41が設けられている。
非バイパス状態にあっては、補助熱源機17を通流した湯水が、給湯路R9を介して給湯利用箇所43へ導かれる。
一方、バイパス状態を実現すべく、放熱循環回路C2には、放熱循環回路C2を通流する湯水の一部を、上記補助熱源機17をバイパスする状態で、給湯路R9へ導く第2バイパス路R6が設けられている。
バイパス状態にあっては、第2バイパス路R6を通流することで、補助熱源機17をバイパスした湯水が、給湯路R9を介して給湯利用箇所43へ導かれる。
(Related to hot water supply)
Next, the structure relevant to hot water supply is demonstrated based on FIG.
A part of the hot water circulating through the heat radiation circuit C2 is switched to a non-bypass state in which the auxiliary
In other words, in order to realize a non-bypass state, a part of the hot water flowing through the heat radiation circuit C2 is used in the heat radiation circuit C2 between the auxiliary
In the non-bypass state, the hot water flowing through the auxiliary
On the other hand, in order to realize the bypass state, the heat dissipation circuit C2 includes a second bypass path that leads a part of hot water flowing through the heat dissipation circuit C2 to the hot water supply path R9 in a state of bypassing the auxiliary
In the bypass state, hot water that bypasses the auxiliary
このような構成により、蓄熱タンク14の上層の湯水の温度、即ち、第5温度センサT5にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度未満の場合、非バイパス状態にて湯水を供給することで、補助熱源機17にて湯水を加熱し昇温させた状態で、湯水を給湯利用箇所43へ供給することができる。
一方、蓄熱タンク14の上層の湯水の温度、即ち、第5温度センサT5にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度以上の場合、バイパス状態にて湯水を供給して、補助熱源機17による不要な加熱をしない状態で、湯水を給湯利用箇所43へ供給する。
尚、給湯利用箇所43に導かれる湯水の温度が、給湯利用箇所43にて必要とされる給湯設定温度より高い場合には、図示しない給水路から湯水が混合されることで、給湯設定温度に調整された湯水が、給湯利用箇所43から供給されることとなる。
With such a configuration, when the temperature of the hot water in the upper layer of the
On the other hand, when the temperature of the hot water in the upper layer of the
In addition, when the temperature of the hot water led to the hot
(流体受容部材関連)
次に、本実施形態の蓄熱装置100が備える流体受容部材70に関連する構成について、図1及び図5に基づいて説明する。
(Related to fluid receiving member)
Next, the structure relevant to the
蓄熱タンク14の下方には、内側に滞留空間75を形成する逆容器形状、具体的には底面を開口する箱状の流体受容部材70が配置されている。
この流体受容部材70は、放熱用下部接続口61bと加熱用下部接続口61aとの双方を、上方から覆う状態で設けられており、言い換えれば、平面視において、蓄熱タンク13の内部の円形断面の中央部に配置された正方形の形状を有すると共に、放熱用下部接続口61bと加熱用下部接続口61aとの双方に重なる状態で設けられており、更に、同じく平面視において、その正方形の流体受容部材70は、互いに対向する一対の側壁部の夫々の中心部付近に、放熱用下部接続口61bと加熱用下部接続口61aとが位置するような姿勢で配置されている
ここで、蓄熱タンク14の内部の下方とは、蓄熱タンク14の上下方向でその中央部位より下方側であり、好ましくは、蓄熱タンク14の底部14aから2〜20cmまでの領域を指すものとする。
Below the
The
これにより、流体受容部材70は、放熱用下部接続口61bから蓄熱タンク14に流入した湯水である放熱戻り湯水の上昇流を減衰させ、その放熱戻り湯水を加熱用下部接続口61aの側へ導くように機能する。
当該流体受容部材70は、その上下方向で、蓄熱タンク14の湯水が、行き来可能な状態で設けられている。具体的には、流体受容部材70は、蓄熱タンク14の側面との間に間隙64を設ける状態で備えられている。
また、この流体受容部材70の大きさは、放熱用下部接続口61bから滞留空間75への湯水の流入状態や滞留空間75が滞留させるべき湯水の量等により適宜決定することができる。また、この流体受容部材70の高さ、即ち滞留空間75の深さは、できるだけ深い方が、滞留空間75に受け入れた中高温の湯水が滞留空間75の外側に漏れ出ることを抑制することができる。
As a result, the
The
In addition, the size of the
図5に示すように、この流体受容部材70の内側には、下方が蓄熱タンク14に開放される滞留空間75が形成され、その滞留空間75は、放熱用下部接続口61bから流入する放熱戻り湯水を一時的に滞留させる空間として機能する。つまり、滞留空間75は、その下方にて、滞留空間75の外部の蓄熱タンク14の内部と繋がっており、そこを通して、湯水の通流が可能となっている。
また、加熱用下部接続口61a及び放熱用下部接続口61bが、蓄熱タンク14の底部14aから上向きに挿入された配管63a,63bの先端開口として形成されている。
更に、加熱用下部接続口61aは、滞留空間75の上面に近接する高さ位置に配置されており、具体的には、詳細については後述するが滞留空間75の天井部付近に形成される空気層74よりも僅かに下の位置において上向きに開口する姿勢で配置されている。
これにより、滞留空間75に滞留される放熱戻り湯水のうち、温度の高いものから、順次、加熱往き管路R1へ導かれることになる。
一方、放熱用下部接続口61bは、滞留空間75の側面の下端に近接する高さ位置に配置されており、具体的には、流体受容部材70の側壁部の内面の下端よりも僅かに上の位置において上向きに開口する姿勢で配置されている。尚、当該放熱用下部接続口61bは、水平方向で、滞留空間75の側面の下端よりも下方の高さ位置に配置しても構わない。
As shown in FIG. 5, a staying
Moreover, the lower connecting
Further, the heating
As a result, among the radiant return hot water retained in the
On the other hand, the heat radiating
この滞留空間75には、放熱戻り管路R4から放熱用下部接続口61bを介して空気(気泡)が流入することがある。そこで、流体受容部材70の側壁部における滞留空間75の天井部よりも下方側に空気逃し孔70aが形成されている。
よって、上記滞留空間75に流入した空気(気泡)は、空気逃し孔70aを介して、蓄熱タンク14における滞留空間75の外部へ逃がすこができる。
更に、流体受容部材70に形成された空気逃し孔70aが、滞留空間75の天井部よりも下方側に位置するので、滞留空間75における空気逃し孔70aの上方側には滞留空間75に流入した空気が充満する空気層74が形成されることになり、この空気層74の熱伝導率が低いことから、滞留空間75における中高温の湯水に対する保温性が一層高められている。
尚、流体受容部材70は、滞留空間75における中高温の湯水に対する保温性を一層向上するために、断熱材料で製作することが望ましい。かかる断熱材料としては、例えば、断熱性の他、加工性や保形性等を考慮して、ポリオレフィン系又はポリエチレン系のフォーム材等を利用することができる。
Air (bubbles) may flow into the
Therefore, the air (bubbles) flowing into the staying
Furthermore, since the
The
(湯水循環状態制御関連)
次に、本実施形態の蓄熱装置100において実行される湯水循環状態の制御に関連する構成について、図1〜図4に基づいて説明する。
蓄熱装置100には、加熱循環回路C1及び放熱循環回路C2における湯水の循環流量を制御する制御装置20(制御手段の一例)が設けられている。
この制御装置20は、加熱循環回路C1及び放熱循環回路C2の両方に湯水を循環させて当該湯水の加熱と放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、放熱循環回路C2における湯水の循環流量を加熱循環回路C1における湯水の循環流量以下に維持する温度成層維持制御を実行する。
そして、この温度成層維持制御が実行されることで、放熱用下部接続口61bから蓄熱タンク14に流入する中高温の放熱戻り湯水が良好に加熱用下部接続口61aへ導かれるようになり、蓄熱タンク14の温度成層が乱れることが抑制される。
以下、その温度成層維持制御の詳細について説明を加える。
(Related to hot water circulation state control)
Next, the structure relevant to the control of the hot water circulation state performed in the
The
This
By executing this temperature stratification maintenance control, the medium-to-high-temperature radiant return hot water flowing into the
The details of the temperature stratification maintenance control will be described below.
図1を参照して、制御装置20は、加熱放熱運転時において、温度清掃維持制御を実行して、放熱用下部接続口61bから流入する放熱戻り流量L2を、加熱用下部接続口61aから流出する加熱循環流量L1以下に維持する。これにより、中高温の放熱戻り湯水が、蓄熱タンク14の内部にて上昇流を形成することを防止して、蓄熱タンク14にて成層貯湯状態を維持できる。
ここで、制御装置20は、蓄熱タンク14での温度成層の乱れをより良好に抑制するためには、放熱用下部接続口61bから流入する放熱戻り流量L2よりも、加熱用下部接続口61aから流出する加熱循環流量L1を、所定の余裕幅分(例えば、0.1〜0.2l/min程度)小さく設定する。
ここで、所定の余裕幅分は、0.1l/min未満となると、蓄熱タンク14における上昇流を適切に抑制できなくなり、0.2l/min以上となると、加熱循環回路C1の湯水循環量に対して、放熱循環回路C2の湯水循環量が少なくなり、余計な貯湯が増えてしまうこととなる。
Referring to FIG. 1,
Here, in order to suppress the disturbance of temperature stratification in the
Here, if the predetermined margin width is less than 0.1 l / min, the upward flow in the
制御装置20は、上述の温度成層維持制御を実現すべく、以下に示す加熱運転、放熱運転、及び加熱放熱運転を、並列に実行する。尚、ここで、並列に実行するとは、3つの運転のすべてを実行状態にすることであり、加熱運転及び放熱運転を実行しながら、加熱放熱運転を実行することを意味する。
The
(加熱運転)
図2に示すように、制御装置20は、外部からの加熱運転の開始指令により、加熱運転開始処理を実行する(♯11)。
制御装置20は、加熱循環ポンプ12を最小流量で運転する(♯12)。
その後、制御装置20は、加熱循環回路C1を循環する湯水を加熱するべく、熱電併給装置11を働かせると共に、熱電併給装置11にて昇温された湯水の温度、即ち、第1温度センサT1の湯水の温度が貯湯温度になるように、加熱循環ポンプ12の回転数を制御して、加熱循環流量L1を調整する(♯13)。
制御装置20は、加熱運転の終了指令があるまで、♯13のステップを繰り返し実行する(♯14)。
一方、加熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、加熱運転を終了すべく、加熱循環ポンプ12等を停止させる加熱運転終了処理を実行する(♯15)。
(Heating operation)
As shown in FIG. 2,
Thereafter, the
On the other hand, when there is an instruction to end the heating operation,
(放熱運転)
図3に示すように、制御装置20は、外部からの放熱運転の開始指令により、放熱運転開始処理を実行する(♯21)。即ち、三方弁15の開度状態を、湯水が第1バイパス路R5に導かれると共に蓄熱タンク14の側には導かれない状態とし、放熱循環回路C2に設けられる開閉弁19を開放状態とする。
制御装置20は、放熱循環ポンプ16を所定流量で運転する(♯22)。
その後、制御装置20は、補助熱源機17(補助加熱部の一例)を通過した湯水の温度、即ち、第3温度センサT3にて測定される温度が、設定温度となるように、バーナ17aを働かせる(♯23)。
制御装置20は、放熱運転の終了指令があるまで、♯23のステップを繰り返し実行する(♯24)。
一方、放熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、放熱運転を終了すべく、放熱循環ポンプ16等を停止させる放熱運転終了処理を実行する(♯25)。
(Heat dissipation operation)
As shown in FIG. 3,
Thereafter, the
On the other hand, when there is an instruction to end the heat dissipation operation, the
(加熱放熱運転)
制御装置20は、以上の加熱運転及び放熱運転を実行しながら、以下の加熱放熱運転を実行する。
即ち、図4に示すように、制御装置20は、外部からの加熱放熱運転の開始指令により、加熱放熱運転開始処理を実行する(♯31)。即ち、切換弁13を給水−両側とすることにより、三方とも開放状態とする。
このとき、制御装置20は、三方弁15の開度状態を、湯水が第1バイパス路R5に導かれると共に蓄熱タンク14の側には導かれない状態にしている。また、放熱循環回路C2の通流状態を制御する開閉弁19を、開放状態にしている。
(Heating heat dissipation operation)
The
That is, as shown in FIG. 4, the
At this time, the
制御装置20(加熱循環流量推定手段20a)は、加熱循環ポンプ12の回転数に基づいて、加熱循環回路C1を循環する湯水流量L1、即ち、蓄熱タンク14から加熱往き管路R1へ導かれる加熱循環流量L1を推定する(♯32)。
尚、加熱循環ポンプ12の回転数は、当該加熱循環ポンプ12への印加電圧及び印加周波数から推定することができる。
The control device 20 (heating circulation flow rate estimating means 20a) is based on the number of rotations of the
In addition, the rotation speed of the
更に、制御装置20(放熱戻り流量推定手段20b)は、補助熱源機17を通流する湯水の流量を測定する第1流量センサF1の測定結果と、三方弁15の開度比率から、放熱戻り管路R4から蓄熱タンク14へ導かれる放熱戻り流量L2を推定する(♯33)。
即ち、制御装置20は、三方弁15の蓄熱タンク14側の開度と、第1バイパス路R5側との開度の比率から、放熱循環回路C2の放熱熱交換器18を通流する湯水流量(第1流量センサF1にて測定される湯水流量)のうち、放熱戻り管路R4を通流する放熱戻り流量L2を推定する。
Furthermore, the control device 20 (heat dissipation return flow rate estimation means 20b) returns the heat dissipation return from the measurement result of the first flow sensor F1 that measures the flow rate of hot water flowing through the auxiliary
That is, the
制御装置20は、推定された放熱戻り流量L2が加熱循環流量L1以下、且つ、放熱往き湯水の温度が設定温度以下(第2温度センサT2にて測定される温度が設定温度以下)の場合、三方弁15を、蓄熱タンク14側へ少し開く(♯34、35)。
このとき、放熱戻り流量L2が加熱循環流量L1以下であるので、三方弁15を蓄熱タンク14側へ少し開いても、蓄熱タンク14の側へ導かれる放熱戻り湯水は、蓄熱タンク14の内部にて上昇流を形成することなく、加熱往き管路R1に導かれることとなる。一方、放熱往き管路R3には、加熱循環回路C1を循環して昇温した湯水が導かれることととなり、熱効率が向上する。
When the estimated heat dissipation return flow rate L2 is equal to or lower than the heating circulation flow rate L1 and the temperature of the heat dissipation hot water is equal to or lower than the set temperature (the temperature measured by the second temperature sensor T2 is equal to or lower than the set temperature), The three-
At this time, since the heat dissipation return flow rate L2 is equal to or less than the heating circulation flow rate L1, even if the three-
一方、制御装置20は、放熱戻り流量L2が加熱循環流量L1より大きい、又は、加熱往き湯水の温度が設定温度より高い(第2温度センサT2にて測定される温度が設定温度より高い)場合、三方弁15を、第1バイパス路R5側へ少し開く(♯36)。
これにより、蓄熱タンク14の内部の上昇流の流量を低減できると共に、放熱循環回路C2を循環する湯水の温度が、放熱熱交換器18にて必要とされる温度に維持される。
On the other hand, when the heat dissipation return flow rate L2 is greater than the heating circulation flow rate L1 or the temperature of the heated forward hot water is higher than the set temperature (the temperature measured by the second temperature sensor T2 is higher than the set temperature), the
Thereby, the flow rate of the upward flow inside the
制御装置20は、加熱放熱運転の終了指令があるまで、♯32〜♯36のステップを繰り返し実行する(♯37)。
一方、加熱放熱運転の終了指令があった場合、制御装置20は、加熱放熱運転を終了すべく、切換弁13を給水−蓄熱タンク14側に、三方弁15を、第1バイパス路R5側にする(♯38)。
On the other hand, when there is an instruction to end the heat radiation operation, the
以上のごとく、制御装置20に加えて、加熱循環ポンプ12、放熱循環ポンプ16、三方弁15、第1温度センサT1、第2温度センサT2、第3温度センサT3、及び第1流量センサF1が、加熱放熱運転時において温度成層維持制御を実行する制御手段として働く。
As described above, in addition to the
〔第2実施形態〕
本発明に係る蓄熱装置及びコージェネレーションシステムの第2実施形態について、図6に基づいて説明する。
尚、流体受容部材70関連以外の構成については、上記第1実施形態と同様であるため、説明は割愛する。
[Second Embodiment]
A second embodiment of the heat storage device and the cogeneration system according to the present invention will be described with reference to FIG.
In addition, since it is the same as that of the said 1st Embodiment about structures other than the
(流体受容部材関連)
図6に示す流体受容部材70は、外側に配置された同じく逆容器形状の外側受容部材71と、当該外側受容部材71に対して部材間隙間73を挟んで内側に配置された逆容器形状の内側受容部材72とで構成されている。尚、この内側受容部材71は、流体受容部材70の内側に配置され、当該流体受容部材70の側壁部に面する部材間隙間73と滞留空間75とを仕切る仕切壁として機能する。
即ち、流体受容部材70は、底面を開口する箱状の外側受容部材71とそれよりも若干小さい箱状の内側受容部材72とを、間に部材間隙間73を設けた状態で重ね合わせた二重構造を有する。よって、その部材間隙間73の少なくとも一部には、蓄熱タンク14に貯留されている湯水が流動しない状態で存在することになるので、内側受容部材72と外側受容部材71との間の熱交換が、その流動しない湯水の存在により抑制された状態となって、その流体受容部材70の内側に形成された滞留空間75に存在する中高温の湯水を保温性が高められている。
尚、この部材間隙間73に湯水が満たされていると仮定した場合のシミュレーション結果では、約5%程度の熱損失の改善が確認できた。
(Related to fluid receiving member)
The
That is, the
In addition, in the simulation result when it is assumed that the
この流体受容部材70の内側には、下方が蓄熱タンク14に開放される滞留空間75が形成され、その滞留空間75は、上記実施形態と同様に、放熱用下部接続口61bから流入する放熱戻り湯水を一時的に滞留させる空間として機能する。
また、外側受容部材71の側壁部には、上記第1実施形態の空気逃し孔70a(図5参照)と同様の空気逃し孔71aが形成されており、更に、内側受容部材72には、当該空気逃し孔71aよりも上方側、具体的には内側受容部材72の上壁部の中央付近に、空気受入れ孔72aが形成されている。
よって、上記滞留空間75に流入した空気(気泡)は、内側空気逃が孔72a及び空気逃し孔71aを介して、蓄熱タンク14における滞留空間75の外部へ逃がすこができる。
更に、外側受容部材71に形成された空気逃し孔71aが、内側受容部材72に形成された空気受入れ孔72aよりも下方側に配置されているので、部材間隙間73において空気逃し孔71aよりも上方側には、空気受入れ孔72aから流入した空気が充満する空気層74が形成されることになり、この空気層74の熱伝導率が低いことから、滞留空間75における中高温の湯水に対する保温性が一層高められている。
A staying
In addition, an
Therefore, the air (bubbles) flowing into the
Furthermore, since the
更に、空気逃し孔71aの上端位置が、滞留空間75の上面と略同じ高さに位置しているので、滞留空間75に流入した空気は、その上面に滞留することなく、空気受入れ孔72aを介して部材間隙間73に流入することになる。
よって、内側受容部材72の内側に形成された滞留空間75の天井部には、空気が滞留することがなくなり、その空気が加熱用下部接続口61aを介して加熱循環回路C1に流入することが一層抑制されている。
Furthermore, since the upper end position of the
Therefore, air does not stay in the ceiling portion of the
〔別実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
[Another embodiment]
Finally, other embodiments of the present invention will be described. Note that the configuration of each embodiment described below is not limited to being applied independently, and can be applied in combination with the configuration of other embodiments as long as no contradiction arises.
(1)上記第2実施形態では、流体受容部材70において、空気逃し孔71aの上端位置を滞留空間75の上面と略同じ高さに配置したが、図7に示すように、滞留空間75の上面にも空気層74が形成されることになるが、空気逃し孔71aの上端位置を滞留空間75の上面よりも下側に配置しても構わない。
また、この場合、空気受入れ孔72aを、上記実施形態と同様に、内側受容部材72の上壁部の中央付近に形成しても構わないが、例えば、空気受入れ孔72aを内側受容部材72の側壁部の上端側などに形成することもできる。
(1) In the second embodiment, in the
In this case, the
(2)上記第2実施形態では、流体受容部70において、流体受容部材70が、外側受容部材71と内側受容部材72とで構成して、内側受容部材70が部材間隙間73と滞留空間75とを仕切る仕切壁として機能させるようにしたが、図8に示すように、別の形態の仕切壁76を設けた流体受容部材70を採用しても構わない。
具体的に、かかる流体受容部材70は、上記第1実施形態と同様に一重構造であり、その流体受容部材70の内側には、当該流体受容部材70の側壁部に面する隙間73と滞留空間75とを仕切る仕切壁76が配置されており、更に、この仕切壁76には、空気逃し孔70aよりも上方側に空気受入れ孔76aが形成されている。
この仕切壁76は、この流体受容部材70の互いに対向する一対の側壁部の夫々に対して、当該側壁部を部材間隙間73の幅分だけ内側に平行移動した姿勢となる板状の部材で構成されており、その仕切壁76の側縁部及び上縁部が流体受容部材70の内壁に接着固定されている。
また、この仕切壁76の上方の中央付近には、上記空気受入れ孔76aが形成されており、更に、流体受容部材70の側壁部のうち、この仕切壁76との間で部材管隙間73を形成する一対の側壁部において、その空気受入れ孔76aよりも下方側には空気逃し孔70aが形成されている。
(2) In the second embodiment, in the
Specifically, the
The
The
そして、このような流体受容部材70の構成においても、上記第2実施形態と同様に、その部材間隙間73の少なくとも一部には、蓄熱タンク14に貯留されている湯水が流動しない状態で存在することになるので、仕切壁76と流体受容部材70の一対の側壁部との間の熱交換が、その流動しない湯水の存在により抑制された状態となって、その流体受容部材70の内側に形成された滞留空間75に存在する中高温の湯水を保温性が高められている。
また、上記滞留空間75に流入した空気(気泡)は、仕切壁76に形成された空気逃が孔76a及び流体受容部材70に形成された空気逃し孔70aを介して、蓄熱タンク14における滞留空間75の外部へ逃がすこができる。
更に、滞留空間75と部材間隙間73の空気逃し孔71aよりも上方側には、空気層74が形成され、この空気層74により滞留空間75における中高温の湯水に対する保温性が一層高められている。
In the configuration of the
Further, the air (bubbles) flowing into the staying
Further, an
(3)上記実施形態では、加熱部の一例として、熱電併給装置11を挙げて説明した。当該熱電併給装置11は、例えば、ガスエンジン発電機や燃料電池等、電力と共に熱を発生するものであれば、どのようなものでも含む。
また、加熱部としては、熱電併給装置11に限らず、ヒートポンプや太陽熱回収パネル等を採用することもできる。
(3) In the above-described embodiment, the heat / electric
Further, the heating unit is not limited to the combined heat and
(4)上記実施形態では、放熱循環回路C2の放熱往き管路R3の流入側は、蓄熱タンク14の上層に直接接続される構成を示したが、放熱循環回路C2の放熱往き管路R3は、加熱戻り管路R2の流出側に接続されるように構成しても良い。
当該構成によれば、加熱循環回路C1を循環する加熱循環流量L1と放熱循環回路C2を循環する湯水流量L2とを等しくして、加熱循環回路C1の加熱部にて加熱された湯水を、蓄熱タンク14に貯湯することなく、放熱循環回路C2に直接循環する湯水循環状態を実現できる。
このような湯水循環状態において、加熱部としてヒートポンプを採用する場合、床暖房装置等の放熱用端末30の負荷(例えば、熱媒の送り温度:40℃)に合わせる状態で、ヒートポンプを運転できる。この場合、ヒートポンプにて加熱する湯水の温度を、蓄熱タンク14に貯留する目標湯水温度(60〜75℃)まで昇温させる必要がないため、昇温させる場合に比べて、高いCOPで運転することができる。
(4) In the above embodiment, the inflow side of the heat radiation circulation circuit R2 of the heat radiation circulation circuit C2 is directly connected to the upper layer of the
According to this configuration, the heating circulation flow L1 circulating in the heating circulation circuit C1 and the hot water flow L2 circulating in the heat radiation circulation circuit C2 are made equal, and hot water heated in the heating section of the heating circulation circuit C1 is stored as heat. A hot water circulation state that circulates directly to the heat radiation circuit C2 can be realized without storing the hot water in the
In such a hot and cold water circulation state, when a heat pump is employed as the heating unit, the heat pump can be operated in a state that matches the load of the
(5)上記実施形態では、加熱循環流量L1は、制御装置20(加熱循環流量推定手段20a)が加熱循環ポンプ12への印加電圧や印加周波数に基づいて推定したが、加熱循環回路C1に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
(5) In the above embodiment, the heating circulation flow rate L1 is estimated by the control device 20 (heating circulation flow rate estimation means 20a) based on the applied voltage and applied frequency to the
(6)上記実施形態では、放熱戻り流量L2は、制御装置20(放熱戻り流量推定手段20b)が、補助熱源機17を通流する湯水の流量を測定する第1流量センサF1の測定結果と、三方弁15の開度比率に基づいて推定したが、放熱戻り管路R4に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
(6) In the above embodiment, the heat dissipation return flow rate L2 is the result of measurement by the first flow sensor F1 in which the control device 20 (heat dissipation return flow rate estimation means 20b) measures the flow rate of hot water flowing through the auxiliary
(7)上記実施形態では、制御装置20が1つで加熱運転、放熱運転、加熱放熱運転を行う集中制御の形態となっているが、お互いの運転状況を通信する機能を備えて各運転を行う制御装置を個別に備えた分散制御の形態でも構わない。
(7) In the above embodiment, a
(8)上記実施形態では、放熱部の構成の一例として、床暖房装置や浴室暖房装置等の放熱用端末30と放熱熱交換器18との間に配設された熱媒循環回路C3を挙げて説明したが、浴槽の追焚循環回路等を採用することもできる。
(8) In the said embodiment, the heat-medium circulation circuit C3 arrange | positioned between the terminal 30 for thermal radiation, such as a floor heating apparatus and a bathroom heating apparatus, and the thermal
本発明は、蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置及びそれを備えたコージェネレーションシステムとして好適に利用可能である。 The present invention stores a heat storage fluid, and has an upper connection port at an upper portion and a lower storage port at a lower portion, and the upper connection port after the heat storage fluid taken out from the lower connection port is heated by a heating unit. The heat circulation circuit that heats the heat storage fluid in the form of returning to the heat connection, and the heat storage fluid taken out from the upper connection port after radiating the heat storage fluid in the heat radiating part, and then returning to the lower connection port, the heat storage fluid is dissipated. The present invention can be suitably used as a heat storage device including a heat radiation circuit to be performed and a cogeneration system including the heat storage device.
11 :熱電併給装置(加熱部)
14 :蓄熱タンク
18 :放熱熱交換器(放熱部)
20 :制御装置(制御手段)
30 :放熱用端末
61 :下部接続口
61a :加熱用下部接続口
61b :放熱用下部接続口
62 :上部接続口
63a :配管
63b :配管
64 :間隙
70 :流体受容部材
70a :空気逃し孔
71 :外側受容部材
71a :空気逃し孔
72 :内側受容部材
72a :空気受入れ孔
73 :部材間隙間
74 :空気層
75 :滞留空間
76 :仕切壁
76a :空気受入れ孔
100 :蓄熱装置
C1 :加熱循環回路
C2 :放熱循環回路
11: Combined heat and power supply (heating unit)
14: Heat storage tank 18: Heat radiation heat exchanger (heat radiation part)
20: Control device (control means)
30: Heat radiation terminal 61:
Claims (8)
前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、
前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置であって、
前記蓄熱タンクの下方に配置されて内側に滞留空間を形成する逆容器形状の流体受容部材を備え、
前記下部接続口として、
前記加熱循環回路における前記加熱部の流入側が接続されて前記滞留空間から前記加熱部に前記蓄熱流体を取り出すように配置された加熱用下部接続口と、
前記放熱循環回路における前記放熱部の流出側が接続されて前記放熱部から前記滞留空間に前記蓄熱流体を戻すように配置された放熱用下部接続口とを、夫々各別に備え、
前記流体受容部材は、上下方向に沿って延出する円筒状又は角筒状の側壁部と、当該側壁部の筒状の上端部を覆う天井部とからなり、前記流体受容部材の前記側壁部の筒状の下端部分に対応する底部は開口し、前記流体受容部材の前記側壁部における前記滞留空間の天井部よりも下方側に、前記滞留空間を前記流体受容部材の外側に連通させる空気逃し孔が形成されている蓄熱装置。 A heat storage tank for storing a heat storage fluid, having an upper connection port at the top and a lower connection port at the bottom;
A heating circuit that heats the heat storage fluid in a form that returns the heat storage fluid taken out from the lower connection port to the upper connection port after being heated by a heating unit,
In the form of returning the heat storage fluid taken out from the upper connection port to the lower connection port after radiating heat at the heat radiating section, a heat storage device comprising a heat dissipation circuit that radiates heat of the heat storage fluid,
An inverted container-shaped fluid receiving member that is disposed below the heat storage tank and forms a stay space inside;
As the lower connection port,
A lower connection port for heating, which is connected to an inflow side of the heating unit in the heating circulation circuit and is arranged to take out the heat storage fluid from the staying space to the heating unit;
A heat radiation lower connection port arranged to return the heat storage fluid from the heat radiation part to the staying space connected to the outflow side of the heat radiation part in the heat radiation circuit, respectively,
The fluid receiving member includes a cylindrical or rectangular tube-shaped side wall portion extending along the vertical direction and a ceiling portion covering a cylindrical upper end portion of the side wall portion, and the side wall portion of the fluid receiving member. bottom corresponding to the cylindrical lower end portion of the opening, the lower side of the ceiling portion of the retaining space in the side wall portion of the fluid receiving member, escape air communicating said retaining space to the outside of the fluid receiving member A heat storage device in which holes are formed.
前記仕切壁には、前記空気逃し孔よりも上方側に空気受入れ孔が形成されている請求項1に記載の蓄熱装置。 Inside the fluid receiving member, a partition wall that partitions the gap facing the side wall portion of the fluid receiving member and the staying space is disposed,
The heat storage device according to claim 1, wherein an air receiving hole is formed in the partition wall at an upper side than the air escape hole.
前記内側受容部材が前記仕切壁として機能する請求項2に記載の蓄熱装置。 The fluid receiving member is composed of a reverse container-shaped outer receiving member disposed on the outside and a reverse container-shaped inner receiving member disposed on the inner side with a gap with respect to the outer receiving member,
The heat storage device according to claim 2, wherein the inner receiving member functions as the partition wall.
前記加熱用下部接続口が、前記滞留空間の天井部に近接する高さ位置に配置され、
前記放熱用下部接続口が、前記滞留空間の側面の下端に近接する高さ位置に配置されている請求項5に記載の蓄熱装置。 The heating lower connection port and the heat radiation lower connection port are formed as a tip opening of a pipe inserted upward from the bottom of the heat storage tank,
The heating lower connection port is disposed at a height position close to the ceiling portion of the staying space,
The heat storage device according to claim 5, wherein the heat radiation lower connection port is disposed at a height position close to a lower end of a side surface of the stay space.
前記制御手段が、前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路の両方に蓄熱流体を循環させて前記蓄熱流体の加熱と放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を前記加熱循環回路における蓄熱流体の循環流量以下に維持する温度成層維持制御を実行する請求項1〜6の何れか1項に記載の蓄熱装置。 Control means for controlling the circulation flow rate of the heat storage fluid in the heating circulation circuit and the heat dissipation circulation circuit;
In the heating and radiating operation in which the control means circulates the heat storage fluid in both the heating circulation circuit and the heat dissipation circulation circuit to simultaneously heat and release the heat storage fluid, the circulation flow rate of the heat storage fluid in the heat dissipation circulation circuit The thermal storage device according to any one of claims 1 to 6, wherein temperature stratification maintenance control is performed to maintain the temperature below the circulating flow rate of the thermal storage fluid in the heating circuit.
前記蓄熱装置が、請求項1〜7の何れか1項に記載の蓄熱装置として構成されていると共に、前記加熱部としての前記熱電併給装置で加熱された前記蓄熱流体としての湯水を前
記蓄熱タンクに貯留するコージェネレーションシステム。 A cogeneration device that generates heat and electricity, and a heat storage device that stores heat of the cogeneration device,
The heat storage device is configured as the heat storage device according to any one of claims 1 to 7, and hot water as the heat storage fluid heated by the heat and power supply device as the heating unit is used as the heat storage tank. Cogeneration system stored in
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