JPH0377439B2

JPH0377439B2 -

Info

Publication number: JPH0377439B2
Application number: JP58251643A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Higuchi; Takashi Yoshida
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1983-12-23
Filing date: 1983-12-23
Publication date: 1991-12-10
Also published as: JPS60134190A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えば、ビルや工場等の冷暖房設備
において、冷凍機や加熱器（ボイラ等）と蓄熱槽
との間で水等の流体を循環させることにより、冷
熱や温熱を蓄熱する場合等に用いられる装置で、
詳しくは、上部に流体通路を形成する第１堰板と
下部に流体通路を形成する第２堰板とを板厚方向
に適宜間隔を隔てて対向配置して、前記第１堰板
と前記第２堰板との間に形成される上下方向流体
通路を備えた堰により、蓄熱槽内を、蓄熱用流体
を順次的に流通可能な状態で横方向に並置する複
数の槽部分に区画し、これら各槽部分のうち、並
置方向の一端に位置し、かつ、前記第１堰板に面
する槽部分の下部箇所及び、並置方向の他端に位
置し、かつ、前記第２堰板に面する槽部分の上部
箇所夫々に流体出入用の口を形成し、もつて、各
槽部分夫々において蓄熱用流体を、混合させるこ
となく上部に高温の流体を、下部に低温の流体を
夫々層状に分布させる温度成層状態で貯溜する高
効率の蓄熱形態を採用することによつて、全体の
小型化、コンパクト化を図つてある温度成層流式
蓄熱装置に関する。

従来のこの種の温度成層流式蓄熱装置において
は、複数の槽部分のうち、並置方向の一端に位置
する槽部分の上部箇所にのみ流体出入用の口が形
成され、他端に位置する槽部分の下部箇所にのみ
流体出入用の口が形成されていたが、これによる
ときは、蓄熱槽内での流体流れ方向を切替えるこ
とにより、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを二者択一的に
行なえるものの、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを同時的
に行なえないから、ホテルや病院等の冷暖房のよ
うに、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とが同時的に要る場
合、冷熱専用の蓄熱装置と温熱専用の蓄熱装置と
の二台を併設しなければならず、しかも、一般
に、季節の移り変り等により、冷熱蓄熱及び温熱
蓄熱の必要容量が変動するにもかかわらず、両専
用蓄熱装置をともに必要容量が最大のときに見合
つた能力のものに構成する要があるから、必要容
量が少ないとき（例えば、冷熱蓄熱においては冬
季、温熱蓄熱においては夏季）、蓄熱装置が過剰
能力となり、従つて、全体として、設備費が非常
に高く付くといつた欠点があつた。

本発明は上記実状に鑑みて為されたものであつ
て、堰の構造を工夫することによつて各槽部分間
での熱伝導を極力防止するとともに、流体出入用
口の形成位置を工夫することによつて各槽部分内
の蓄熱用流体を必要に応じて利用することができ
るようにして、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを一つの蓄
熱槽の全体を有効利用して必要量に応じて同時
に、かつ、効率的に行えるようにし、これによつ
て設備費の低減を図ることを目的とする。

上記目的達成のために講じた本発明による温度
成層流式蓄熱装置の特徴構成は、前記蓄熱槽内
を、前記第１堰板と前記第２堰板とを交互に対向
配置して形成される複数の前記上下方向流体通路
を備えた堰により、複数の槽部分に区画するとと
もに、前記各槽部分夫々の上部箇所と下部箇所
に、前記の流体出入用口が形成されている点にあ
り、このような特徴構成を有する本発明の作用は
次の通りである。

即ち、堰によつて、各槽部分が連通するもの
の、この堰が従来のように一個の上下方向流体通
路のみを備える堰（例えば実開昭53−130673号公
報参照）ではなく、複数の上下方向流体通路を備
える堰であるから、隣接する槽部分間での対流に
よる熱伝導が防止され、この堰を挾んでいずれか
一方側に位置する槽部分において温熱蓄熱を行
い、同時に他方側に位置する槽部分において冷熱
蓄熱を行つても、温かい蓄熱用流体と冷たい蓄熱
用流体とが混り合うおそれが少なく、一つの蓄熱
槽における温熱及び冷熱の同時蓄熱を効率良く行
うことができる。

つまり、従来のように一個の上下方向流体通路
のみを備える堰では、上部に流体通路を形成する
第１堰板側の槽部分において冷熱蓄熱を行い、下
部に流体通路を形成する第２堰板側の部分におい
て温熱蓄熱を行うと、上下方向流体通路の上方に
流入した冷熱蓄熱用流体、つまり、比較的重い流
体が、この上下方向流体通路に沿つて下降し、上
下方向流体通路の下方に流入した温熱蓄熱用流
体、つまり、比較的軽い流体が、この上下方向流
体通路に沿つて上昇して互いに混り合う対流によ
り、温熱蓄熱部分と冷熱蓄熱部分とに亘つて熱伝
導されて、効率良く温熱と冷熱との同時蓄熱を行
えない欠点があるが、本発明のように、複数の上
下方向流体通路を備えた堰によつて、蓄熱槽を複
数の槽部分に区画してあると、この堰を挾んでい
ずれか一方側に位置する槽部分において温熱蓄熱
を行い、他方側に位置する槽部分において冷熱蓄
熱を行つても、複数の上下方向流体通路のうちの
少なくとも一つにおいて、その上側部分に比較的
軽い温熱蓄熱用流体が滞留し、その下側部分に比
較的重い冷熱蓄熱用流体が滞留することによつ
て、両者が混り合うことを極力防止できるからで
ある。

そして、各槽部分夫々の上部箇所と下部箇所に
流体出入用の口を形成してあるから、前述の温熱
蓄熱と冷熱蓄熱とを任意の槽部分において行える
とともに、その蓄熱用流体を取出して利用するこ
とができる。

従つて、蓄熱槽全体を温熱専用の蓄熱に利用し
たり冷熱専用の蓄熱に利用したりできるのはもと
より、一つの蓄熱槽全体の容量を有効に利用し
て、必要に応じた量の温熱蓄熱と冷熱蓄熱とを同
時に、かつ、効率的に行うことができるので、年
間を通じて設備の無駄が無く、設備費の低減を図
ることができる効果を奏するに至つた。

以下、本発明の実施例を第１図及び第２図に基
づいて説明する。

Ｔは蓄熱槽であり、１は、この蓄熱槽Ｔ内を、
水（蓄熱用流体の一例）を順次的に流通可能な状
態で横方向に並置する二つの部分T₁，T₂に区画
する堰であり、この堰１は、上部に流体通路１ａ
を形成する二枚の第１堰板１Ａ，１Ａと下部に流
体通路１ｂを形成する二枚の第２堰板１Ｂ，１Ｂ
とを板厚方向に適宜間隔を隔て、かつ、交互に位
置する状態に対向配置して、第１堰板１Ａと第２
堰板１Ｂとの間に形成される上下方向流体通路１
ｃが前後に３つ形成されるように構成されてい
る。

前記両槽部分T₁，T₂の下部箇所には、夫々、
流体出入用の口ａが各々、四つづつ形成されてお
り、上部箇所にも、夫々、流体出入用口ｂが四つ
づつ形成されている。

２は冷房用冷水生成用の冷凍機であり、３は暖
房用温水生成用のボイラであり、４は冷房用空調
器、５は暖房用空調器である。

前記蓄熱槽Ｔと冷凍機２との間には、バルブ
V₁，V₁′の操作によつて冷凍機２による冷水を第
１堰板１Ａに面する一方の槽部分T₁内に下部の
口ａから供給する第１状態と、冷凍機２による冷
水を他方の槽部分T₂内に下部の口ａから供給す
る第２状態とに切替自在な冷水供給路６が設けら
れているとともに、バルブV₂，V₂′の操作によつ
て、一方の槽部分T₁内の水を上部の口ｂから取
出して冷凍機２に返送する第１状態と、他方の槽
部分T₂内の水を上部の口ｂから取出して冷凍機
２に返送する第２状態とに切替自在な冷水返送路
７が設けられている。

前記蓄熱槽Ｔとボイラ３との間には、バルブ
V₄，V₄′の操作によつて、ボイラ３による温水を
一方の槽部分T₁内に上部の口ｂから供給する第
１状態と、ボイラ３による温水を他方の槽部分
T₁内に上部の口ｂから供給する第２状態とに切
替自在な温水供給路８が設けられているととも
に、バルブV₃，V₃′の操作によつて、一方の槽部
分T₁内の水を下部の口ａから取出して前記ボイ
ラ３に返送する第１状態と、他方の槽部分T₂内
の水を下部の口ａから取出して前記ボイラ３に返
送する第２状態とに切替自在な温水返送路９が設
けられている。

前記蓄熱槽Ｔと冷房用空調器４との間には、バ
ルブV₅，V₅′の操作によつて、一方の槽部分T₁内
の水を下部の口ａから取出して冷房用空調器４に
対する冷水供給ヘツダー１０に供給する第１状態
と、他方の槽部分T₂内の水を下部の口ａから取
出して前記冷水供給ヘツダー１０に供給する第２
状態とに切替自在な空調用冷水供給路１１が設け
られているとともに、バルブV₆，V₆′の操作によ
つて、冷房用空調器４に対する冷水返送ヘツダー
１２からの水を一方の槽部分T₁内に上部の口ｂ
から返送する第１状態と、前記冷水返送ヘツダー
１２からの水を他方の槽部分T₂内に上部の口ｂ
から返送する第２状態とに切替自在に空調用冷水
返送路１３が設けられている。

前記蓄熱槽Ｔと暖房用空調器５との間には、バ
ルブV₈，V₈′の操作によつて、一方の槽部分T₁内
の水を上部の口ｂから取出して前記暖房用空調器
５に対する温水供給ヘツダー１４に供給する第１
状態と、他方の槽部分T₂内の水を上部の口ｂか
ら取出して前記温水供給ヘツダー１４に供給する
第２状態とに切替自在な空調用温水供給路１５が
設けられているとともに、バルブV₇，V₇′の操作
によつて、暖房用空調器５に対する温水返送ヘツ
ダー１６からの水を一方の槽部分T₁内に下部の
口ａから返送する第１状態と、前記温水返送ヘツ
ダー１６からの水を他方の槽部分T₂内に下部の
口ａから返送する第２状態とに切替自在な空調用
温水返送路１７が設けられている。

Ｐ…は水循環用のポンプである。

従つて、上記実施例構成によれば、 (イ) 第２図イに示すように、冷水供給路６を第１
状態に、かつ、冷水返送路７を第２状態に
夫々、切替えることにより、蓄熱槽Ｔ全体を冷
水槽として、冷熱の蓄熱を行なえ、 (ロ) 第２図ハに示すように、冷水供給路６を第１
状態に、かつ、冷水返送路７を第１状態に
夫々、切替えるとともに、温水供給路８を第２
状態に、かつ、温水返送路９を第２状態に
夫々、切替えることにより、一方の槽部分T₁
を冷水槽とし、かつ、他方の槽部分T₂を温水
槽として、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを同時的に行
なえ、 (ハ) 第２図ロに示すように、温水供給路８を第２
状態に、かつ、温水返送路９を第１状態に
夫々、切替えることにより、蓄熱槽Ｔ全体を温
水槽として、温熱蓄熱を行なえるのである。

そして、前記(イ)の場合において、空調用冷水供
給路１１を第１状態に、かつ、空調用冷水返送路
１３を第２状態に夫々、切替えることにより、冷
房を行なえ、前記(ロ)の場合において、空調用冷水
供給路１１を第１状態に、かつ、空調用冷水返送
路１３を第１状態に夫々、切替えるとともに、空
調用温水供給路１５を第２状態に、かつ、空調用
温水返送路１７を第２状態に夫々、切替えること
により、冷房と暖房とを同時的に行なえ、前記(ハ)
の場合において、空調用温水供給路１５を第２状
態に、かつ、空調用温水返送路１７を第１状態に
夫々、切替えることにより、暖房を行なえるので
ある。

又、前記の(イ)、(ロ)、(ハ)のいずれの場合にも、両
槽部分T₁，T₂において夫々、温度成層の状態と
なつており、堰１が第１、第２の堰板１Ａ，１Ｂ
を交互に対向位置させて備えたものであるから、
(イ)及び(ハ)の場合における両槽部分T₁，T₂間の水
の移動を許容し乍らも、(ロ)の場合における対流に
よる両槽部分T₁，T₂間での熱伝導を防止するこ
とができる。

第３図は別の実施例を示し、これは、前記の両
堰板１Ａ，１Ｂを交互に対向位置させて備えた三
つの堰１…により、蓄熱槽Ｔ内を、蓄熱用流体を
順次的に流通可能な状態で横方向に並置する四つ
の部分T₁…T₄に区画し、各槽部分T₁……T₄夫々
に、下部の流体出入用口ａ…と上部の流体出入用
口ｂ…とを形成したものである。これによるとき
は、 (イ) 第３図イに示すように、槽部分並置方向の一
端に位置し、かつ、第１堰板１Ａに面する槽部
分T₁（以下、これを第１槽部分と称し、他のも
のも、順番に、第２槽部分、第３槽部分、第４
槽部分と称する。）内に下部の口ａから冷凍機
２による冷水を供給するとともに、第４槽部分
T₄内の水を上部の口ｂから取出して冷凍機２
に返送することにより、蓄熱槽Ｔ全体を冷水槽
として、冷熱蓄熱を行なえ、 (ロ) 第３図ロに示すように、冷凍機２による冷水
を第２槽部分T₂内に下部の口ａから供給する
とともに、第４槽部分T₄内の水を上部の口ｂ
から取出して冷凍機２に返送する一方、ボイラ
３による温水を第１槽部分T₁内に上部の口ｂ
から供給するとともに、第１槽部分T₁内の水
を下部の口ａから取出してボイラ３に返送する
ことにより、三つの槽部分T₁，T₃，T₄を冷水
槽とし、残る一つの槽部分T₁を温水槽として、
冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを同時的に行なえ、 (ハ) 第３図ハに示すように、冷凍機２による冷水
を第３槽部分T₃内に下部の口ａから供給する
とともに、第４槽部分T₄内の水を上部の口ｂ
から取出して冷凍機２に返送する一方、ボイラ
３による温水を第２槽部分T₂内に上部の口ｂ
から供給するとともに、第１槽部分T₁内の水
を下部の口ａから取出してボイラ３に返送する
ことにより、二つの槽部分T₃，T₄を冷水槽と
し、残る二つの槽部分T₁，T₂を温水槽として、
冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを同時的に行なえ、 (ニ) 第３図ニに示すように、冷凍機２による冷水
を第４槽部分T₄内に下部の口ａから供給する
とともに、第４槽部分T₄内の水を上部の口ｂ
から取出して冷凍機２に返送する一方、ボイラ
３による温水を第３槽部分T₃内に上部の口ｂ
から供給するとともに、第１槽部分T₁内の水
を下部の口ａから取出してボイラ３に返送する
ことにより、一つの槽部分T₄を冷水槽とし、
かつ、残る三つの槽部分T₁，T₂，T₃を温水槽
として、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを同時的に行な
え、 (ホ) 第３図ホに示すように、ボイラ３による温水
を第４槽部分T₄内に下部の口ｂから供給する
とともに、第１槽部分T₁内の水を下部の口ａ
から取出してボイラ３に返送することにより、
蓄熱槽Ｔ全体を温水槽として、温熱蓄熱を行な
えるのである。つまり、両口ａ，ｂ…を選択使用する
ことにより、冷熱蓄熱と温熱蓄熱とを同時的に行
なえるのみならず、冷熱蓄熱容量及び温熱蓄熱容
量を夫々四段階に変更することができるのであ
る。また、流体が、冷房用冷水と暖房用温水及び
結湯用熱源水といつたように、温度レベルが相異
なる三つ以上であつても、１つの蓄熱槽Ｔをもつ
て対応できることは言うまでもない。

尚、各槽部分T₁，T₂は、第４図に示すように、
一直線経路に沿つて並置しても良く、第５図に示
すように、Ｕ字形経路に沿つて並置しても良い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利
にする為に符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る温度成層流式蓄熱装置の実
施例を示し、第１図は系統図、第２図イ，ロ，ハ
は各使用形態の概略縦断面図であり、第３図イ乃
至ホ、第４図、第５図は夫々、別の実施例を示
し、第３図イ乃至ホは各使用形態の概略縦断面
図、第４図、第５図は平面図である。１ａ，１ｂ……流体通路、１ｃ……上下方向流
体通路、１Ａ，１Ｂ……堰板、１……堰、Ｔ……
蓄熱槽、T₁，T_o……槽部分、ａ，ｂ……流体出
入用口。

Claims

【特許請求の範囲】

１上部に流体通路１ａを形成する第１堰板１Ａ
と下部に流体通路１ｂを形成する第２堰板１Ｂと
を板厚方向に適宜間隔を隔てて対向配置して、前
記第１堰板１Ａと前記第２堰板２Ｂとの間に形成
される上下方向流体通路１ｃを備えた堰１によ
り、蓄熱槽Ｔ内を、蓄熱用流体を順次的に流通可
能な状態で横方向に並置する複数の槽部分T₁，
T_oに区画し、これら各槽部分T₁，T_oのうち、並
置方向の一端に位置し、かつ、前記第１堰板１Ａ
に面する槽部分T₁の下部箇所及び、並置方向の
他端に位置し、かつ、前記第２堰板１Ｂに面する
槽部分T_oの上部箇所夫々に流体出入用の口ａ，
ｂを形成してある温度成層流式蓄熱装置であつ
て、前記蓄熱槽Ｔ内を、前記第１堰板１Ａと前記
第２堰板１Ｂとを交互に対向配置して形成される
複数の前記上下方向流体通路１ｃを備えた堰１に
より、複数の槽部分T₁，T_oに区画するとともに、
前記各槽部分T₁，T_o夫々の上部箇所と下部箇所
に、前記の流体出入用口ａ，ｂ…が形成されてい
る温度成層流式蓄熱装置。