JPH04161735A - 蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、例えば、空調等に利用される熱エネルギーを
蓄える蓄熱装置に関するものである。

〔従来の技術〕

今日においては、例えば、第５図に示すように、蓄熱槽
に温水や冷水を蓄え、必要時に温水や冷水を蓄熱槽から
取り出して、冷暖房等に利用することが行なわれている
。

図において、符号ｌは、上部に温水を蓄え下部に冷水を
蓄える蓄熱槽を示している。

この蓄熱槽１内には、その温水域２から温水を取り出す
温水取出装置３が配置されており、その冷水域４から冷
水を取り出す冷水取出装置５が配置されている。

温水取出装置３および冷水取出装置５には、例えば、空
調等に搭載される熱交換器６，７が接続されている。

即ち、温水取出装置３には、温水域２の上部から温水を
吸い込む温水吸込流路８と、温水域２の下部に熱交換器
６を通過した温水を吐出する温水吐出通路９が形成され
ている。また、冷水取出袋ｆ５には、冷水域４の下部か
ら冷水を吸い込む冷水吸込通路１０と、冷水［４の上部
に熱交換器７を通過した冷水を吐出する冷水吐出通路１
１が形成されている。

また、蓄熱槽１の温水域２には、この温水域２の水を取
り出して加熱する加熱装置１２が配置され、この加熱装
置１２の作動により、例えば、温水域２の温度が４５°
Ｃに保持される。この加熱装置１２には、温水域２の下
部から温水を吸い込む温水吸込通路１３と、温水域２の
上部に加熱器１４を通過した温水を吐出する温水吐出通
路１５が形成されている。

さらに、蓄熱槽１の冷水域４には、この冷水域４の水を
取り出して冷却する冷却装置１６が配置され、この冷却
装置１６の作動により、例えば、冷水域４の温度が５℃
に保持される。この冷却装置１６には、冷水域４の上部
から冷水を吸い込む冷水吸込通路１７と、冷水域４の下
部に冷却器１８を通過した冷水を吐出する冷水吐出通路
１９が形成されている。

以上のように構成された蓄熱装置では、加熱装置１２や
冷却装置１６を、例えば、電気料金の安い夜間に作動し
、蓄熱槽ｌに温水や冷水を蓄え、必要時に温水や冷水を
蓄熱槽１から取り出して、温水や冷水の熱エネルギーが
空調等に利用される。

このため、電力料金を大幅に削減することができる。

また、近年においてはクーラー等の普及により、夏期に
おいては電力不足となる状況にあるが、このような電力
不足も、夜間電力を利用して蓄熱することにより打開す
ることが可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来においては、蓄熱槽１内に温水と冷
水を同時に蓄えれるため、両者の温度差が大きいため、
温水域２と冷水域４の混合域２０において熱損失が大き
く、このため、混合域２０における温水と冷水とを利用
することは困難であった。その結果、温水か冷水のどち
らか一方の専用の蓄熱槽としてしか利用せざるをえなく
なっていた。

従って、上記のように温水または冷水の専用蓄熱槽とし
て使用すると、温水用と冷水用の２基の蓄熱槽が必要と
なり、設置面積、設置費等が大量に必要になるという問
題があった。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、請求項１記戦の蓄熱装置は、１基の蓄熱槽に温
水と冷水を同時に蓄えて蓄熱することができる蓄熱装置
を提供することを目的とし、請求項２記載の蓄熱装置は
、冷水容量と温水容量とを任意に変化させることができ
る蓄熱装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

請求項１記載の蓄熱装置は、上部に温水を蓄え下部に冷
水を蓄える蓄熱槽と、この蓄熱槽内に収容され温水と冷
水を仕切る断熱性を有する仕切部材と、この仕切部材よ
りも上方に位置する前記蓄熱槽の温水域から温水を取り
出す温水取出装置と、前記仕切部材よりも下方に位置す
る前記蓄熱槽の冷水域から冷水を取り出す冷水取出装置
とを備えてなるものである。

請求項２記載の蓄熱装置は、請求項１記載の蓄熱装置に
おいて、仕切部材を、蓄熱槽内を上下方向に移動可能に
収容し、温水と冷水の密度差により、その境界に常時位
置せしめるものである。

〔作　用〕

請求項１記載の蓄熱装置では、上部に温水を蓄え下部に
冷水を蓄える蓄熱槽と、この蓄熱槽内に収容され温水と
冷水を仕切る断熱性を有する仕切部材と、この仕切部材
よりも上方に位置する蓄熱槽の温水域から温水を取り出
す温水取出装置と、仕切部材よりも下方に位置する蓄熱
槽の冷水域から冷水を取り出す冷水取出装置とを鍛えて
いるので、温水と冷水間の熱伝導が仕切部材により遮断
された状態で、蓄熱槽における仕切部材の上方に温水が
蓄えられ、仕切部材の下方に冷水が蓄えられ、温水取出
装置や冷水取出装置により温水や冷水が取り出され、例
えば、空調等に利用される。

請求項２記載の蓄熱装置では、請求項１記載の蓄熱装置
において、仕切部材を、蓄熱槽内を上下方向に移動可能
に収容し、温水と冷水の密度差により、その境界に常時
位置させたので、温水と冷水の割合を変化させると、そ
の割合に応じて断熱性を有する仕切部材が上下方向に移
動し、温水と冷水の境界に仕切部材が位置し、温水と冷
水の混合が阻止される。

〔実施例］ 以下、本発明の詳細を図面に示す実施例について説明す
る。

第１図は本発明の蓄熱装置の一実施例を示すもので、図
において、符号３１は、上部に温水を蓄え下部に冷水を
蓄える蓄熱槽を示している。

この蓄熱槽３１内には、温水と冷水を仕切る断熱性を有
する仕切部材３３が収容されている。

この仕切部材３３は、第２図に示すように、例えば、発
泡ポリスチレン製の浮子３４にウェイト３５を埋設する
とともに、側部にゴム製のチューブ３６を２つ取り付け
たもので構成されている。

この仕切部材３３は、２つのチューブ３６が蓄熱槽３１
の内壁に安定して固着することができる。

チューブ３６は、中実のスポンジなどであっても良い。

この仕切部材３３は、第１図に示したように、蓄熱槽３
１内の一定位置に固定されており、温水と冷水の境界に
位置している。

そして、仕切部材３３よりも上方に位置する蓄熱槽３１
には、その温水域５１から温水を取り出す温水取出装置
５３が配置されており、仕切部材３３よりも下方に位置
する蓄熱槽３１には、その冷水域５５から冷水を取り出
す冷水取出装置５７が配置されている。

温水取出装置５３および冷水取出装置５７には、例えば
、空調等に搭載される熱交換器５８．５９が接続されて
いる。

即ち、温水取出装置５３には、温水域５１の上部から温
水を吸い込む温水吸込流路６１と、温水域５１の下部に
熱交換器５８を通過した温水を吐出する温水吐出通路６
２が形成されている。また、冷水取出装置５７には、冷
水域５５の下部から冷水を吸い込む冷水吸込通路６３と
、冷水域５５の上部に熱交換器５９を通過した冷水を吐
出する冷水吐出通路６４が形成されている。

また、蓄熱槽３１の温水域５１には、この温水域５Ｉの
水を取り出して加熱する加熱装置６５が配置され、この
加熱装置６５の作動により、例えば、温水域５１の温度
が４５°Ｃに保持される。この加熱装置６５には、温水
域５１の下部から温水を吸い込む温水吸込通路６６と、
温水域５１の上部に加熱器６７を通過した温水を吐出す
る温水吐出通路６８が形成されている。

さらに、蓄熱槽３１の冷水域５５には、この冷水域５５
の水を取り出して冷却する冷却装置６９が配置され、こ
の冷却装置６９の作動により、例えば、冷水域５５の温
度が５℃に保持される。この冷却装置６９には、冷水域
５５の上部から冷水を吸い込む冷水吸込通路７０と、冷
水域５５の下部に冷却器７１を通過した冷水を吐出する
冷水吐出通路７２が形成されている。

以上のように構成された蓄熱装置では、加熱装置６５や
冷却装置６９を、例えば、電気料金の安い夜間に作動し
、蓄熱槽３１に温水や冷水を蓄え、必要時に温水や冷水
を蓄熱槽３１から取り出して、温水や冷水の熱エネルギ
ーが空調等に利用される。

このため、電力料金を大幅に削減することができる。

そして、以上のように構成された蓄熱装置では、温水と
冷水間の熱伝導が仕切部材３３により遮断された状態で
、蓄熱槽３１における仕切部材３３の上方に温水が蓄え
られ、仕切部材３３の下方に冷水が蓄えられ、温水取出
装置５３や冷水取出装置５７により温水や冷水が取り出
され、空調等に利用される。

しかして、以上のように構成された蓄熱装置では、上部
に温水を蓄え下部に冷水を蓄える蓄熱槽３１と、この蓄
熱槽３１内に収容され温水と冷水を仕切る断熱性を有す
る仕切部材３３と、この仕切部材３３よりも上方に位置
する蓄熱槽３１の温水域５１から温水を取り出す温水取
出装置５３と、仕切部材３３よりも下方に位置する蓄熱
槽３１の冷水域５５から冷水を取り出す冷水取出装置５
７とを備えて構成したので、温水と冷水間の熱伝導が仕
切部材３３により遮断された状態で、蓄熱槽３１におけ
る仕切部材３３の上方に温水が蓄えられ、仕切部材３３
の下方に冷水が蓄えられ、温水取出装置５３や冷水取出
装置５７により温水や冷水が取り出され、１基の蓄熱槽
３１に温水と冷水を同時に蓄えて蓄熱することができる
。

これにより、温水用と冷水用の２基の蓄熱槽３、　１を
設ける必要がないため、設置面積、設置費等を大幅に削
減することができる。

第３図は、本発明の蓄熱装置の他の実施例を示すのもの
で、この実施例では、仕切部材７３が、蓄熱槽７８内に
上下方向に移動可能に収容されている。

この仕切部材７３は、温水と冷水の密度差により、その
境界に常時位置するように構成されている。即ち、仕切
部材７３は、温水や冷水の容量が変化しても、その境界
に位置するように上下方向に移動可能とされ、温水と冷
水の間に浮遊している。この仕切部材７３は、例えば、
第４図に示すように、例えば、発泡ポリスチレン製の浮
子７４にウェイト７５を埋設するとともに、側部にゴム
製のチューブ７６を取り付け、チューブ７６には外部と
連絡する注入管７７が取り付けられ、この注入管７７を
介して水または空気が注入されるように構成されている
。

そして、蓄熱槽７８には、仕切部材７３が上下方向に移
動した場合でも、蓄熱槽７８から温水や冷水を取り出す
ことができるように、温水取出装置７９および冷水取出
装置８１が配置されている。

即ち、温水取出装置７９には、温水［８３の上部から温
水を吸い込む温水吸込通路８４と、温水域８３の下部に
熱交換器８５を通過した温水を吐出する温水吐出通路８
６が形成されている。温水吐出通路８６は多数形成され
、蓄熱槽７８の上下方向に所定間隔を置いて接続されて
おり、これらの温水吐出通路８６には、それぞれバルブ
８７が配置されている。

また、冷水取出装置８１には、冷水域８日の下部から冷
水を吸い込む冷水吸込ｉＢ路８９と、冷水域８８の上部
に熱交換器９０をｉｌｌ過した冷水を吐出する冷水吐出
通路９１が形成されている。冷水吐出通路９１は多数形
成され、蓄熱槽７８の上下方向に所定間隔を置いて接続
されており、これらの冷水吐出通路９１には、それぞれ
バルブ８７が配置されている。

さらに、蓄熱槽７８の温水域８３には、この温水域８３
の水を取り出して加熱する加熱装置９２が配置され、こ
の加熱装置９２には、温水域８３の下部から温水を吸い
込む温水吸込通路９３と、温水域８３の上部に加熱器９
４を通過した温水を吐出する温水吐出通路９５が形成さ
れている。温水吸込通路９３は多数形成され、蓄熱槽７
８の上下方向に所定間隔を置いて接続されており、これ
らの温水吸込通路９３には、それぞれバルブ８７が配置
されている。

また、蓄熱槽７８の冷水域８８には、この冷水域８８の
水を取り出して冷却する冷却装置９６が配置され、この
冷却装置９６には、冷水域８８の上部から冷水を吸い込
む冷水吸込通路９７と、冷水域８８の下部に冷却器９８
を通過した冷水を吐出する冷水吐出通路９９が形成され
ている。冷水吸込通路９７は多数形成され、蓄熱槽７８
の上下方向に所定間隔を置いて接続されており、これら
の冷水吸込通路９７には、それぞれバルブ８７が配置さ
れている。

以上のように構成された蓄熱装置では、例えば、冬季に
おいて空調に温水を利用すべく温水容量を増やすと、冷
水容量が減少し、このため、その境界に位置する仕切部
材７３は、−点鎖線で示すように下方に移動することに
なる。

すると、熱交換器８５．９０を通過した冷水や温水が吐
出される冷水吐出通路９１や温水吐出通路８６等が、仕
切部材７３の移動に伴い変更される。

即ち、−点鎖線の位置に移動すると、冷水取出装置８１
の冷水吐出通路９１は、仕切部材７３よりも下方で最も
近い冷水吐出通路９１のバルブ８７が開とされ、温水取
出装置７９の温水吐出通路８６は、仕切部材７５よりも
上方で最も近い温水吐出通路８６のバルブ８７が開とさ
れる。

また、冷却装置９６の冷水吸込通路９７は、仕切部材７
３よりも下方で最も近い冷水吸込通路９７のバルブ８７
が開とされ、加熱装置９２の温水吸込通路９３は、仕切
部材７３よりも上方で最も近い温水吸込通路９３のバル
ブ８７が開とされる。

従って、温水と冷水の割合を変化させると、その割合に
応じて断熱性を有する仕切部材７３が上下方向に移動し
、温水と冷水の境界に仕切部材７３が常時位置し、温水
と冷水の混合が阻止され、１基の蓄熱槽７８に温水と冷
水を同時に蓄えることができるとともに、冷水容量と温
水容量とを任意に変化させることができ、冬季や夏期等
における空調負荷変化にも柔軟に対応することができる
。

なお、本実施例では、温水域８３と冷水域８８とが占め
る割合を変更する場合には、温水吐出通路８６とバルブ
８７、温水吸引通路９３とバルブ８７および冷水吐出通
路９１とバルブ、冷水吸引通路９７とバルブ８７との切
換時に、仕切部材７３のチューブ７６内に封入されてい
る水または空気量を調整する。これによって、仕切部材
７３は目的とする領域に冷水または温水によって移動さ
せられることとなる。

また、仕切部材７３の移動に際し、安定して上下動でき
るように、蓄熱槽７８内に案内棒を長手方向に設け、こ
れをガイドとして上下動するようにしても良い。

更に、仕切部材７３に代えて、例えば、第２図に示す仕
切部材３３のチューブ３６をやや小径とするとともに、
全体の比重をほぼｌに調整して置くと、冷水および温水
によって自然に上下方向に移動することが可能となる。

こめ場合にも、安定して上下動できるように、蓄熱槽７
８内に案内棒を長手方向に設け、これをガイドとして上
下動するようにしても良い。

〔発明の効果］ 請求項Ｉ記載の蓄熱装置では、上部に温水を蓄え下部に
冷水を蓄える蓄熱槽と、この蓄熱槽内に収容され温水と
冷水を仕切る断熱性を有する仕切部材と、この仕切部材
よりも上方に位置する蓄熱槽の温水域から温水を取り出
す温水取出装置と、仕切部材よりも下方に位置する蓄熱
槽の冷水域から冷水を取り出す冷水取出装置とを備えて
いるので、温水と冷水間の熱伝導が仕切部材により遮断
された状態で、蓄熱槽における仕切部材の上方に温水が
蓄えられ、仕切部材の下方に冷水が蓄えられ、温水取出
装置や冷水取出装置により冷水や温水が取り出され、こ
れにより、１基の蓄熱槽に温水と冷水を同時に蓄えて蓄
熱することができる。

請求項２記載の蓄熱装置では、請求項１記載の蓄熱装置
において、仕切部材を、蓄熱槽内を上下方向に移動可能
に収容し、温水と冷水の密度差により、その境界に常時
位置させたので、温水と冷水の割合を変化させると、そ
の割合に応じて断熱性を有する仕切部材が上下方向に移
動し、温水と冷水の境界に仕切部材が位置し、温水と冷
水の混合が阻止され、冷水容量と温水容量とを任意に変
化させることができる。

〔主要な部分の符号の説明〕

３１．７８・・・蓄熱槽 ３３．７３・・・仕切部材 ５１．８３・・・温水域 ５３．７９・・・温水取出装置 ５５．８８・・・冷水域 ５７．８１・・・冷水取出装置。 第１図 ５７（埒水取九臥り 第２図 第４図 第３因

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）上部に温水を蓄え下部に冷水を蓄える蓄熱槽と、
   この蓄熱槽内に収容され温水と冷水を仕切る断熱性を有
   する仕切部材と、この仕切部材よりも上方に位置する前
   記蓄熱槽の温水域から温水を取り出す温水取出装置と、
   前記仕切部材よりも下方に位置する前記蓄熱槽の冷水域
   から冷水を取り出す冷水取出装置とを備えてなることを
   特徴とする蓄熱装置。（２）仕切部材は、蓄熱槽内を上
   下方向に移動可能に収容されており、温水と冷水の密度
   差により、その境界に常時位置される請求項１記載の蓄
   熱装置。