JPH0476203A - エネルギーの利用方法および利用システム - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は、原子力発電所や火力発電所等の発電所で製造
される各種エネルギーを変換貯蔵し、配送して利用に供
するエネルギーの利用方法および利用システムに関する
。

（従来の技術） 一般に、原子力発電所は都市部から遠く離れた海岸線に
立地されており、原子力発電所で製造されるエネルギー
は、主に電気エネルギーの形に変換され、超高圧の送電
線を用いて都市部まで輸送されている。

一方、エネルギーの利用形態を見ると、エネルギーは需
要側にて光、回転動力の池に加熱、冷暖房、給湯の形で
利用され、送電された電気エネルギーを熱エネルギーに
再度変換して利用される量がかなりの割合を占めている
。

また、現状では、原子力発電所からはエネルギーを発電
所の外部に電気エネルギーの形で取り出し、利用してい
るため、電気エネルギーを利用する産業は都市部または
その近郊に立地した方か投資効率が高く、発電所周辺の
産業の振興に結び付きにくい状況にあった。

さらに、電力需要の日負荷変動は、昼間と夜間では著し
い差があり、その平坦化のために、深夜電力の利用促進
が各種エネルギー施策により図られ、その１つとして揚
水発電設備の設置等があり、深夜電力の利用による電力
貯蔵が積極的に行なわれている。

（発明が解決しようとする課題） 原子力発電所で発生した各種エネルギーのうち、昼間の
電気エネルギーの利用は積極的に行なわれているが、夜
間の電気や他のエネルギーの利用か効率よく高度に利用
されているとは言い難い。

各種エネルギーを効率よく積極的に利用して発電所周辺
産業の振興を図るには、如何に構成したらよいか問題に
なっていた。

特に、原子力発電所や火力発電所で製造される各種エネ
ルギーの有効利用を図るために、主な課題として次のも
のが存在する。

（１）原子力発電所や火力発電所で発生する熱エネルギ
ーを積極的に利用し、エネルギー利用の総合効率を高め
ること。

（２）昼間と夜間の電力需要の平坦化を図るために、夜
間の余剰エネルギーの有効活用を促進すること。

（３）エネルギーの輸送ロスや都市部への人口集中を軽
減させるために、エネルギー利用と国土利用の高度化を
図ること。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、発電
所で製造される各種エネルギーの利用効率を高め、かつ
夜間の余剰エネルギーの有効利用を促進したエネルギー
の利用方法および利用システムを提供することを目的と
する。

本発明の他の目的は、発電所周辺地域での産業振興を図
り、エネルギー利用と国土利用の高度化を図るようにし
たエネルギーの利用方法および利用システムを提供する
ことにある。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明に係るエネルギーの利用システムは、上述した課
題を解決するために、各種エネルギーを製造する原子力
発電所、火力発電所等のエネルギー製造設備と、製造さ
れたエネルギーを運搬輸送可能な形態に変換して貯蔵す
るエネルギー変換貯蔵設備と、貯蔵されたエネルギーを
需要側に配送するパイプレスのエネルギー配送設備とを
有するものである。

このエネルギーの利用システムに組み込まれるエネルギ
ー変換貯蔵システムは、蒸気発生器、温水発生器、排熱
回収装置等の熱交換器および冷凍機の少なくともいずれ
か一方と、水素貯蔵合金および顕熱蓄熱装置、潜熱蓄熱
装置、ケミカル蓄熱装置等の蓄熱装置とを組み合せて構
成したものである。

また、上述した従来技術が有する課題を解決するために
、本発明に係るエネルギーの利用方法は、発電所等のエ
ネルギー製造設備で製造されたエネルギーを、エネルギ
ー変換貯蔵設備で運搬輸送可能な形態に変換して貯蔵し
、貯蔵されたエネルギーをエネルギー配送設備により需
要側に配送し、使用に供する方法である。

（作用） 原子力発電所や火力発電所等の発電所内では、電気エネ
ルギーを始めとして、蒸気、高温水、中温水、冷水、冷
媒等の熱エネルギーが製造されている。製造された各種
エネルギーのうち電気エネルギーは送電線を経由して外
部に供給されるか、他のエネルギーは基本的には発電所
内で消費あるいは浪費されている。

本発明のエネルギーの利用方法および利用システムは、
エネルギー製造設備としての発電所で製造される電気エ
ネルギーを含めた各種エネルギーを、エネルギー変換貯
蔵設備により、運搬輸送可能なエネルギー形態に変換し
て貯蔵し、貯蔵されたエネルギーをパイプレスのエネル
ギー配送設備を用いて自由に運搬輸送等の配送をできる
ようにし、例えば発電所周辺地域でのエネルギー利用形
態を拡大し、各種エネルギーの利用効率を高め、エネル
ギーの有効利用を図ったものである。

また、このエネルギーの利用方法および利用システムは
、発電所で製造された各種エネルギーを、例えば発電所
周辺地域のエネルギー利用形態に応じて運搬輸送可能な
エネルギー形態に変換して貯蔵し、配送するようにした
ことから、発電所周辺地域の産業振興を図ることができ
、エネルギーのみならず国土利用の高度化を図ることが
でき、都市部への人口集中を軽減させることができる。

さらに、各種エネルギーを運搬輸送可能な形態に変更し
て貯蔵するため、夜間の電力需要が軽減した時、エネル
ギー製造設備の余剰エネルギーをエネルギー変換貯蔵設
備に貯蔵することができ、発電所設備のエネルギー利用
率の大幅な向上と、貯蔵エネルギーの利用により昼間の
電力需要のピークカットに寄与することかできる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について添付図面を参照して説
明する。

第１図は本発明に係るエネルギーの概要を示す基本構成
図であり、このエネルギー利用システムは、電気エネル
ギーのみならず熱エネルギー等の各種エネルギーを製造
するエネルギー製造設備１０と、製造された各種エネル
ギーを例えば発電所周辺のエネルギー利用形態に応じて
運搬輸送可能な形態に変換して貯蔵するエネルギー変換
貯蔵設備１１と、貯蔵されたエネルギーを例えば発電所
周辺の需要家に供給するため、配送するパイプレスのエ
ネルギー配送設備１２とを組み合せて構成される。

第１図は、エネルギー製造設備１０として原子力発電所
の例を示している。原子力発電所に代えて火力発電所等
の他の発電所にも適用することかできる。原子力発電所
は、原子炉１３と、原子炉１３て発生した蒸気が主蒸気
系１４を介して供給される蒸気タービン１５と、蒸気タ
ービン１５により駆動される発電機１６と、上記蒸気タ
ービン、１５で仕事をした蒸気を凝縮させる復水器１７
と、この復水を原子炉１３に供給する原子炉復水給水系
１８とから構成され、原子炉復水給水系１８には、図示
しない脱塩器や給水ポンプ１９、給水加熱器２０が備え
られている。

また、エネルギー変換貯蔵設備１１には、エネルギー製
造設備１０にて製造された電気エネルギーまたは熱エネ
ルギー（蒸気）により運転される例えばターボ式の冷凍
機２２と、この冷凍機２２に配管系２３を介して接続さ
れる熱エネルギー貯蔵手段としての潜熱蓄熱装置２４と
を有して閉ループのエネルギー変換貯蔵サイクル２５が
形成される。

潜熱蓄熱装置２４は、例えば第２図に示すように密閉さ
れた例えば円筒状の蓄熱容器（タンク）２６を有し、こ
の蓄熱容器２６内に潜熱蓄熱体として、例えば多数のボ
ール状カプセル２７が収納された収納チャンバ２８を有
する。収納チャンバ２８は熱交換流体の流れを均一化さ
せる整流板２９．２９により仕切られ、収納チャンバ２
８の両側に整流チャンバ３０，３０がそれぞれ形成され
る。整流チャンバ３０には熱交換流体の出入口となるノ
ズル３１．３１がそれぞれ設けられる。

また、収納チャンバ２８内に収納されるカプセル２７は
球状容器内に潜熱蓄熱剤としての無機水和塩、過冷却防
止剤、相分離防止剤、発核剤等を水に混合溶解させたも
のを充填したものである。

蓄熱容器２６の下部にはドレン配管３３が設けられ、こ
のドレン配管３３に止め弁３４が備えられている。ドレ
ン配管３３は蓄熱容器２６内に導入された伝熱媒体とし
ての流体を輸送時等の不要時に外部に排出するものであ
る。

ところで、潜熱蓄熱装置２４は、エネルギー変換貯蔵設
備１１に着脱自在に収容される。このエネルギー変換貯
蔵設備１１は、エネルギー配送設備１２を構成するエネ
ルギー輸送手段としての例えばトラック３５に着脱自在
に搭載され、このトラック３５にて例えば発電所周辺地
域のエネルギー需要側にピストン輸送にて配送され、利
用に供される。

エネルギー需要としては、後述する動物や魚介類の飼育
、植物の育成、工場や家庭、事務所の空調や動力源、食
品工場の熱源等が考えられる。

次に、エネルギー利用システムの作用および利用方法の
一例を説明する。

エネルギー製造設備１０としての原子力発電所で電気エ
ネルギーや熱エネルギー等の各種エネルギーを製造する
。製造された電気エネルギーまたは熱エネルギー（蒸気
）を用いてエネルギー変換貯蔵設備１１のターボ式冷凍
機２２を運転させる。

この冷凍機２２にて電気または蒸気エネルギーを低温の
冷媒に伝熱し、変換する。

低温の冷媒に変換されたエネルギーは変換貯蔵サイクル
２５の配管系２３を経由して潜熱蓄熱装置２４に伝達さ
れて貯蔵される。

ところで、潜熱蓄熱装置２４はエネルギーを貯蔵する場
合には、第２図に示すように、収納容器２６に設けられ
るノズル３１．３１を利用して配管系２３に接続し、タ
ーボ式冷凍機２２て製造される低温の冷媒（伝熱媒体）
を循環させる。

収納容器２６の一方のノズル３１から導入された低温の
冷媒（流体）は、整流板２９にて整流され、流れが均一
化された後、多数のポール状カプセル２７表面と接触し
、潜熱蓄熱剤を溶解した水を冷却し、凝固させた後、他
方のノズル３１から冷凍機２２に再び還流される。潜熱
蓄熱装置２４内での冷媒（流体）の流れ方向はいずれの
方向からも可能である。

潜熱蓄熱装置２４を輸送する場合には、第２図に示すよ
うに、輸送重量を軽減させるために、止め弁３４を開放
し、ドレン配管３３から冷媒を回収し、軽量化して輸送
に供することが好ましい。

しかして、低温の熱エネルギーを貯蔵した潜熱蓄熱装置
２４は、エネルギー配送設備１２のエネルギー輸送手段
を構成する例えばトラック３５の荷台に図示しないクレ
ーン等を用いて搭載される。

トラック３５に搭載された潜熱蓄熱装置２４は、例えば
発電所周辺地域のエネルギー需要側に輸送され、利用に
供される。エネルギー輸送手段としてはトラック、荷車
等の輸送車の他に、飛行船やヘリコプタ等が考えられる
。

一方、エネルギー需要側にてエネルギーか消費された潜
熱蓄熱装置２４は同じくトラックにて回収され、エネル
ギー変換貯蔵設備１１に再度輸送されて次のエネルギー
の貯蔵に供される。

この潜熱蓄熱装置２４は、輸送に適したサイズのタンク
状に構成されて複数台用意し、電力需要が軽減する夜間
に、エネルギー変換貯蔵設備１１の潜熱蓄熱装置２４に
エネルギー貯蔵か主に可能なように構成されている。

このエネルギー利用システムにおいては、夜間の電力需
要が軽減した時の発電所に敷設されたエネルギー変換貯
蔵設備１１を用いて潜熱蓄熱装置２４にエネルギーを貯
蔵することができ、発電所設備の利用率の大幅な向上を
図ることができる。

また、潜熱蓄熱装置２４に貯蔵したエネルギーを昼間に
も使用することにより、昼間の電力需要のピークカット
に寄与することができる。

一方、潜熱蓄熱装置２４に貯蔵されたエネルギーは、ト
ラック３５によりエネルギー需要側が必要とする時に必
要とされるエネルギー量を安定して供給することができ
、例えば発電所周辺地域におけるエネルギー利用形態に
応じた形で量の大小に関係なく利用することが可能とな
る。

また、第２図に示された潜熱蓄熱装置２４の実施例にお
いては、冷媒を収納容器２６から回収し、カプセル２７
内にエネルギーを貯蔵した状態でエネルギー輸送するこ
ともできるため、輸送質量の軽減を図ることきができる
。この場合、電気エネルギーを供給する送電線や熱エネ
ルギーを供給する地域配管を必要とすることなく、エネ
ルギーを効率的に供給することができる。この結果、発
電所はその周辺地域のエネルギーセンタとしての中核的
役割を果し、エネルギーの総合利用効率が向上し、かつ
地域の振興が促進され、エネルギーと国土の利用形態の
高度化を図ることが可能となる。

なお、本発明の一実施例では、エネルギー変換貯蔵設備
１１にターホ式冷凍機２２と潜熱蓄熱装置２４を組み合
せた例を説明したか、この組合せに代えて、エネルギー
変換貯蔵設備１１内に、（＋）蒸気発生器や排熱回収装
置（排熱回収ホイラ）、温水発生器等の熱交換器または
吸収式やターホ式、スクリュー式等の冷凍機と、（：＋
　）潜熱蓄熱装置または顕熱潜熱装置やケミカル蓄熱装
置、類似の熱エネルギー貯蔵手段等の蓄熱装置とを任意
に組み合せて用いることかできる。

一般に、エネルギー蓄熱方式は、第１表に示されるよう
に、顕熱、潜熱、ケミカル蓄熱の３方式このうち、顕熱
蓄熱方式に用いられる顕熱蓄熱剤には、第２表に示すも
のが代表的に用いられる。

第２表 〔以下余白〕 水は容易に入手でき１００℃以下の温度に適しており、
１００℃以上ではレンガが適している。

蓄熱温度幅を大きくすると高密度化か可能であるか熱リ
ークも大きくなるのでより高断熱にする必要かある。

また、潜熱蓄熱方式に用いられる潜熱蓄熱剤には、第３
表に示されるものがある。

〔以下余白〕

潜熱蓄熱剤は顕熱型に比へ温度一定での蓄熱量か大きい
。無機物では氷か代表的であるが相変化温度か０℃で冷
却に向いている。有機物は体積当りの蓄熱密度は大きく
はないが、過冷却や相分離がない。その中でパラフィン
は相変化温度が０°Ｃ〜１００℃まで選択でき安価であ
るが相変化時の体積変化が大きいので熱交換器や容器の
構造検討を要する。無機水和塩の体積当りの蓄熱密度は
水と同等レベルと大きく熱伝導率も高いか過冷却や相分
離の可能性がある。溶融塩は融点が２００℃以上と高く
腐食性か強いため用途が限られる。

ケミカル蓄熱方式に用いられるケミカル蓄熱剤は、２つ
以上の物質（蓄熱材と動作媒体）の可逆反応による吸発
熱現象を利用するもので吸着熱、吸収熱、化学反応熱な
どがあり、長時間蓄熱しても熱損失が少なく熱利用の制
御性がよい。材料例を第４表に示す。蓄熱密度は潜熱型
の３〜４倍と大きいが２つの物質を反応させるため密閉
容器と、再生時の熱源、熱ロスの回収か必要である。第
４表の（６）の動作温度は５００°Ｃ以上であるがその
他はＯ℃〜１００℃の範囲である。

第　　４ 表 さらに、エネルギー変換貯蔵設備１１に組み込まれる顕
熱蓄熱装置、潜熱蓄熱装置またはケミカル蓄熱装置に用
いられる伝熱媒体と蓄熱剤との熱交換方式には、シェル
チューブ方式やカプセル方式、直接接触方式がある。

シェルチューブ方式は、第３図（Ａ）に示すように、断
熱材で覆われた密閉容器（シェル）３７内に蓄熱材（剤
）３８を収容し、内部に熱交換チューブ３９を通したも
ので、伝熱媒体の占める容積か小さく蓄熱材３８の充填
率が大きいという利点があるが、潜熱蓄熱材３８を用い
た場合、体積膨張により熱交換器か破損したり、相変化
が局所的に発生し蓄熱の進行が遅れる等の問題があり対
策が必要である。

カプセル方式は第２図および第３図（Ｂ）に示す方式で
あり、熱伝熱媒体（熱媒）の占める容積が大きく充填率
が小さくなる欠点があるが、カプセル２７内に収容され
る潜熱蓄熱材では相変化に伴う容積変化をカプセル２７
の伸縮で吸収でき蓄熱も均一化する。

直接接触方式は第３図（Ｃ）に示す方式であり、熱媒４
０と蓄熱材（剤）４１の密度差や分離性を検討して選定
する必要がある。

次に、本発明に係るエネルギー利用システムの第２実施
例を第４図および第５図を参照して説明する。

この実施例に示されたエネルギー利用システムは原子力
発電所や火力発電所等の発電所で発生する熱エネルギー
を利用した植物工場用システムへの応用例を示すもので
ある。第４図は植物工場用システムの熱供給側を示すも
ので、符号４５は各種エネルギーを製造するエネルギー
製造設備としての発電所に設けられるタービン建屋を示
し、このタービン建屋４５内に蒸気タービン（図示せず
）が収容されるとともに、タービン抽気蒸気や主蒸気を
案内する蒸気配管系統４６が設けられる。

この蒸気配管系統４６にエネルギー変換貯蔵設備４７を
構成するタービン抽気や主蒸気と熱交換する中間熱交換
器４８が設けられる。中間熱交換器４８で熱交換された
蒸気はフラッシュタンク４９を経て暖房用熱交換器５０
や吸収式冷凍機５１に案内される。暖房用熱交換器５０
や吸収式冷凍機５１は必要に応じて複数台並列状態で設
けられる一方、各暖房用熱交換器５０や吸収式冷凍機５
１には予備熱交換器５２や予備冷凍機５３か並設される
。

暖房用熱交換器５０て熱交換された温水は、伝熱媒体と
して配管系統５５にて着脱自在に接続された温熱源蓄熱
装置５６に供給され、この温水か温熱源蓄熱装置５６内
に直接あるいは他の蓄熱材（剤）を介して貯蔵される。

この温熱源蓄熱装置５６はエネルギー配送設備５７とし
ての例えばトラック３５にてエネルギー需要家（箇所）
に搬送される。

また、吸収式冷凍機５１にて熱交換された例えば７℃程
度の冷水は伝送媒体として着脱自在に接続された冷熱源
蓄熱装置６０に供給され、この冷水が冷熱源蓄熱装置６
０内に直接あるいは他の蓄熱材（剤）を介して貯蔵され
、この冷熱源蓄熱装置６０はエネルギー配送設備６１と
しての例えばトラック３５にてエネルギー需要側にピス
トン搬送される。

その際、エネルギー配送設備５７．６１は、パイプレス
熱輸送方式が採用されている。熱輸送費を最小にするに
は、１回当りの輸送エネルギ量を高める高蓄熱輸送を行
なえばよい。この高蓄熱には、顕熱、潜熱、ケミカル蓄
熱方式のうち潜熱あるいはケミカル蓄熱方式が適してい
る。このうち、蓄熱輸送された蓄熱装置からの熱回収を
考慮すると、熱輸送には潜熱蓄熱装置を搬送可能にタン
ク化した潜熱蓄熱タンクを用いた熱輸送方式が物理的、
経済性に優れている。

第５図は、植物工場用システムの熱需要側を示している
。

この熱需要側には、例えば１０００ｒｄの温室が１０棟
から成る合計１００００ｒｆ！の植物工場６５が建てら
れており、この植物工場６５にパイプレスのエネルギー
配送設備５７．６１としての例えばトラック３５を用い
てピストン輸送により冷熱源放熱ステーション６６およ
び温熱源放熱ステーション６７に搬送される。この冷熱
源放熱ステーション６６および温熱源放熱ステーション
６７は、例えば今日用と明日用に区画されており、トラ
ック３５に搭載されて搬入された冷熱源蓄熱装置５６や
温熱源蓄熱装置６０はパイプ設備の冷熱源放熱装置６８
や温熱源放熱装置６９に着脱自在に接続され、各放熱装
置６８．６９を介して冷熱源および温熱源が植物工場６
５内に放熱される。

ところで、植物工場６５の冷暖房負荷を、（財）電力中
央研究所から公開されている研究報告書（Ｕ８８０１５
）に基づき冬季には第６図に、夏季には第７図にそれぞ
れ示すモデル負荷状態に設定し、必要な熱需要を想定す
る。

植物工場６５の床面積を例えば１００００ｍとした。こ
の植物工場６５の主な特徴は、次の通りである。

ａ）太陽光と人口光を併用し、成長を促進させる ｂ）温室を密閉して炭酸ガス濃度の制御を行なうことに
より成長を促進させる。

しかして、この植物工場６５の熱需要モデルを想定する
と、次のようになる。

（１）冬季の暖房負荷モデル（第６図参照）モデル冬季
暖房負荷・１７Ｈｋｃａ　ｌ、’ａｔ日モデモデル栽培
室温度１９℃（夜間暖房時）モデル日平均温度　：　−
２，３℃ 冬季４ケ月日平均温度：４．８℃ 暖房補正係数 ：　（（＋９−４．　ｌｌ）　／（１９−（−２，３）
）・０．６７冬季４ケ月暖房負荷 ：　１７Ｈｋｃａｌ／ａｆ［７Ｘ［１，６７ＸＩ２Ｑ［
ｌ　＝１．３７２１０５ｋｃａｌ＃（２）冬季の冷房負
荷モデル（第６図参照）モデル冬季冷房負荷：　５００
　ｋｃａＶｉ日モデル栽培室温度　：２５℃（夜間暖房
時）モデル日平均温度　：　−２，３℃ 冬季４ケ月日平均温度：４．８℃ 冬季の冷房負荷は、日射負荷（＋）と対流負荷（−）と
自然換気負荷（−）の差により生じるものと考える。

日射負荷を冬季４ケ月間一定と仮定すると、外気温度の
上昇に伴う対流負荷と自然換気負荷の減少分が冷房負荷
に加わることになる。

カーテン無しの時の壁の熱貫流率 ：　５．０ｋｃａｌ／＋ｌｈ’Ｃ 換気伝熱係数：　０．３ｋｃａｌ＃ｈ’Ｃモデル栽培室
の表面積：３８３Ｉｌｌ モデル冷房時間　６時間 対流負荷と自然換気負荷の減少分（平均冷房負荷増加分
） ：　（５，０＋０．３）　ｋｃａ　ｌ／ａｌｈ’ｃＸ３
８３１１１χ６ｈｘ　［（２５−（２，３）　１−（２
５−４，７６）ＪＴ：　　　□８．６Ｘ１０　　’　　
ｋｃａｌ／日モデル冷房負荷：　　１．ｌ６ＸＩＯ”　
ｋｃａｌ／日（第６図） モデル栽培室の表面積：　２３０ｉ 冬季４ケ月の冷房負荷 ：　　（１，１６ｘ１０５　　＋８．６Ｘ１０’　　）
　　ｋｃａ１日／２３０ｒｊｘ１２０日　叶０５Ｘ］０
５　ｋｃａｌ／１１１（３）夏季の冷房負荷モデル（第
７図参照）モデル夏季暖房負荷：　２１００ｋｃａｌ＃
日モデル栽培室温度　＝２５°Ｃ（夜間暖房時）モデル
日平均温度　、２２°Ｃ 夏季４ケ月日平均温度・２１．３°Ｃ 夏季の冷房負荷の中心が日射負荷であることと、モデル
日の日平均温度（２２°Ｃ：第７図）と夏季４ケ月の平
均温度（２１，３℃）に大きな差がないことから補正は
行なわずに、第７図の値をそのまま用いる。

夏季４ケ月の冷房負荷 ：　　２１００ｋｃａｌ＃ＢＸ１２０日・２．５２ＸＩ
Ｏ５ｋｃａｌ／ｃｔ（４）中間季の冷房負荷モデル 中間季の冷房負荷は、冬季と夏季の平均値とする。

中間季の日冷房負荷 ：　　（５００＋２１００）／２・１３００ｋｃａｌ、
＃Ｂ中間季の４ケ月間の冷房負荷 ：　（１，０５Ｘ１０５＋２．５２ＸＩ０５）／２：１
．７９Ｘ１０５ｋｃａｌ／ｆ なお、中間季の暖房負荷はゼロとする。

この熱需要モデルに基づき、床面積として合計１０００
０ｍの植物工場の熱需要を想定すると次の通りになる。

冬季日暖房負荷：　１７００ｋｃａｌ＃ＢＸ１００００
ｊ＝Ｉ’１．ｏｘｔｏ６　ｋｃａｌ／日 冬季日冷房負荷：　５００ｋｃａｌ／ｆＢＸｌｏ０００
ｊ５．０Ｘ１０６　ｋｃａｌ／日 中間季日冷房負荷：　１３００ｋｃａｌ＃ＢＸ１０００
０１１１・１３．０ＸＩＯ６ｋｃａｌ／日 夏季日冷房負荷：　２１００ｋｃａｌ＃日Ｘｌ０ＱＯＯ
ｉ・２１．０ＸＩＯ６ｋｃａｌ／日 年間暖房負荷　：　１．３７ＸＩ０５ｋｃａｌ／ｆＸｌ
ｏｏｏＯｎｌ・１．３７Ｘ１Ｇ９　ｋｃａｌ／年 年間冷房負荷：　（１，０５＋２．５２＋１．７９）　
Ｘ　１０５ｋｃａｌ＃Ｘ１００００＋ｆ　　＝１．３７
Ｘ１０　　　ｋｃａｌ／年・５．３６Ｘ１０９　ｋｃａ
ｌ／年次に、エネルギー利用システムの第３実施例につ
いて、第８図および第９図を参照して説明する。

この実施例に示されたエネルギー利用システムは、原子
力発電所や火力発電所等の発電所で製造される電気エネ
ルギーを利用した植物工場（野菜工場）システムへの応
用例を示すものである。この植物工場システムの熱供給
側は、第８図に示すように構成されており、エネルギー
製造設備としての発電所（図示せず）で製造される電気
エネルギーによりエネルギー変換貯蔵設備７０のブライ
ンスクリュー冷凍機７１が駆動されるようになっている
。この冷凍機７１は複数台並設される一方、冷凍機７１
には冷却塔７２にて冷却されたる冷却水が冷却水ポンプ
７３を介して供給され、この冷凍機７１にてブラインポ
ンプ７４から供給されるブライン（ｂｒｉｎｅ）を冷却
している。冷凍機７１でブラインを冷却する水は、冷却
塔７２に送られて冷却される。

一方、ブラインスクリュー冷凍機７１にて冷却されたブ
ラインは供給側ヘッダ７５を経て冷熱源蓄熱ステーショ
ン７６に着脱自在に設けられた冷熱源蓄熱装置（タンク
）７７に供給され、この冷熱源蓄熱装置７７に充填され
た蓄熱材（剤）を冷却する。

冷熱源蓄熱装置７７を冷却したブラインは排出側ヘッダ
７８から配管系７９を経てブラインスクリュー冷凍機７
１に還流される。排出側ヘッダ７８にはブライン補給タ
ンク８０か接続され、必要時にこの補給タンク８０から
ブラインか補給されるようになっている。

冷熱源蓄熱装置７７はエネルギー配送設備としての例え
ばトラックにより、第９図に示す植物工場システムの熱
需要側に供給される。

植物工場システムの熱需要側は温熱源放熱ステーション
８１と冷熱源放熱ステーション８２とを有し、この冷熱
源放熱ステーション８２にトラック等により冷熱源蓄熱
装置７７が搬入され、搬入された冷熱源蓄熱装置７７は
冷熱源放熱ステーション８２に着脱自在にセットされる
。

冷熱源放熱ステーション８２にセットされた冷熱源蓄熱
装置７７に貯蔵された冷熱はブラインに伝達される。こ
のブラインは排出側ヘッダ８４を経て冷熱蓄熱槽８５内
の冷熱チャンバ８６側に案内され、この冷熱チャンバ８
６内に一旦貯溜される。冷熱蓄熱槽８５は冷熱チャンバ
８６と回収チャンバ８７とに区画されており、回収チャ
ンバ８７内のブラインはブライン循環ポンプ８８により
供給側ヘッダ８９を経て冷熱源蓄熱装置７７に案内され
、この蓄熱装置７７に貯蔵された冷熱を回収するように
なっている。

一方、冷熱蓄熱槽８５の冷熱チャンバ８６に貯溜された
ブラインは、循環ポンプ９０により育苗室９１や栽培室
９２の熱交換器（クーリングコイル）９３に案内され、
この熱交換器９３ての熱交換により育苗室９１や栽培室
９２内を冷却あるいは冷房するようになっている。符号
９５は送風ファンである。育苗室９１や栽培室９２を冷
却あるいは冷房したブラインは冷熱蓄熱槽８５の回収チ
ャンバ８７内に還流される。

また、植物工場システムの熱需要側に設けられた温熱源
放熱ステーション８１には温熱源蓄熱装置（タンク）９
５が着脱自在に取り付けられる。

この温熱源蓄熱装置９５はエネルギー配送設備である例
えばトラックに搭載されて搬入され、温熱源放熱ステー
ション８１にセットされる。

温熱源放熱ステーション８１にセットされた温熱源蓄熱
装置９５からの温水は排出側ヘッダ９６を経て温熱蓄熱
槽９７に案内され、この蓄熱槽９７の温熱チャンバ９８
側に一旦貯溜される。温熱貯蔵槽９７は温熱チャンバ９
８と回収チャンバ９９とに区画され、断熱材で覆われて
いる。

温熱蓄熱槽９７の回収チャンバ９９に回収された温水は
、温水循環ポンプ１００により供給側ヘッダ１０１を経
て温熱源貯蔵装置９５に供給されるようになっている。

一方、温熱蓄熱槽９７の温熱チャンバ９８に貯溜された
温水は循環ポンプ１０３により栽培室９２や育苗室９１
の熱交換器（ヒーティングコイル）１０４に送られ、こ
の熱交換器１０４により栽培室９２や育苗室９１を暖房
あるいは加温するようになっている。

この植物工場システムにおいて、温熱源放熱ステーショ
ン８１に着脱自在にセットされる温熱源蓄熱装置９５は
、第３図に示す暖房用熱交換器からの温水を利用するよ
うにしてもよいか、−船釣には、第１０図に示すように
、冷熱源を発電所１１０に、温熱源を清掃工場であるゴ
ミ焼却場１１１等に選択して求め、システムを構築して
もよい。

この場合には、エネルギー製造設備として発電所１１０
とゴミ焼却場１１１が選択され、発電所１１０やゴミ焼
却場１１１にエネルギー変換貯蔵設備としての冷熱源蓄
熱ステーション１１２や温熱源蓄熱ステーション１１３
がそれぞれ設けられる。各蓄熱ステーション１１２，１
１３に蓄熱されたエネルギーは、エネルギー配送設備を
構成するタンク積降しスタンド１１４，１１５とトラッ
ク（図示せず）を介して植物工場（野菜工場〕のタンク
積降しスタンド１１６側に搬送され、植物工場１１７側
のエネルギー需要に供される。

また、第８図には発電所で製造される電気エネルギーを
用いてブラインスクリュー冷凍機を駆動させる例を説明
したが、発電所で製造される電気エネルギーを変換貯蔵
する場合には、交流−直流変換機および変圧器と、各種
蓄電池ないしは超電導蓄電池あるいは類似の電気を貯蔵
する手段とをら任意に組み合せて用いることができる。

さらに、蓄熱装置を用いて高温の熱エネルギーを配送す
る実施例においては、需要家側にて吸収式冷凍機等を用
いて冷熱を発生することにより、温熱と冷熱を同時に利
用することも可能である。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明においては、エネルギー製造
設備にて製造されたエネルギーを、運搬輸送可能な形態
に変換して貯蔵するエネルギー変換貯蔵設備と、貯蔵さ
れたエネルギーを需要側に配送するパイプレスのエネル
ギー配送設備とを設けたから、電力需要が軽減される夜
間の発電所等で製造される各種エネルギーを利用するこ
とができ、このエネルギーをエネルギー利用形態に応じ
て運搬可能な形態に変換して貯蔵し、パイプレスのエネ
ルギー配送設備で配送して、使用に供することができる
ので、エネルギーの総合的な利用率の大幅な向上を図る
ことができ、また、発電所の場合、夜間電力を利用して
エネルギーを貯蔵し、このエネルギーを昼間に廻すこと
ができるので、昼間の電力需要のピークカットに寄与で
きる。

また、エネルギー変換貯蔵設備に蓄えられたエネルギー
はパイプレスのエネルギー配送設備にて配送されるので
、送電線や地域配管か不要となり、必要なときに、必要
なエネルギー量を経済性に安定して供給することかでき
、エネルギーの総合利用効率が向上し、地域の産業振興
を促進させることができる。これにより、エネルギーと
国土利用の高度化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエネルギー利用システムの一実施
例を示す概要図、第２図は上記エネルギー利用システム
に組み込まれる潜熱蓄熱装置を示す構造図、第３図（Ａ
）、（Ｂ）および（Ｃ）はエネルギー利用システムに用
いられるエネルギー蓄熱方式をそれぞれ示す原理図、第
４図は本発明のエネルギー利用システムを植物工場シス
テムに応用した例を示すもので植物工場システムの熱供
給側の系統図、第５図は上記植物工場システムの熱需要
側を示す系統図、第６図は植物工場システムに備えられ
る栽培室の冬季におけるモデル日負荷を示す図、第７図
は栽培室の夏季におけるモデル日負荷を示す図、第８図
は本発明に係るエネルギー利用システムを植物工場シス
テムに応用した他の例を示すもので植物工場システムの
熱供給側の系統図、第９図は上記植物工場システムの熱
需要側の系統図、第１０図はエネルギー利用システムの
さらに他の例を示す概要図である。 １０・・・エネルギー製造設備、１１．　４７．　７０
・・・エネルギー変換貯蔵設備、１２．　５７．　６１
・・・エネルギー配送設備、１３・・・原子炉、１５・
・・蒸気タービン、１６・・・発電機、１７・・・復水
器、２２・・・ターボ式冷凍機、２３・・・配管系、２
４・・・潜熱蓄熱装置、２６・・・蓄熱容器（タンク）
、２７・・・カプセル、２８・・・収納チャンバ、２９
・・・整流機、３１・・・ノズル、３３・・・ドレン配
管、３４・・・止め弁、３５・・・トラック、３７・・
・密閉容器（シェル）、３８゜４１・・・潜熱剤（材）
、３９・・・熱交換チューブ、４０・・・熱媒（伝熱媒
体）、４５・・・タービン建屋、４６・・・蒸気配管系
統、４８・・・フラッシュタンク、５０・・・熱交換器
、５１・・・冷凍機、５６・・・温熱源蓄熱装置（タン
ク）、６０・・・冷熱源蓄熱装置（タンク）、６５・・
・植物工場（野菜工場）、６６．８２・・・温熱源放熱
ステーション、６７．８１・・・冷熱源放熱ステーショ
ン、６８・・・冷熱源放熱装置、６９・・・温熱源放熱
装置、７１・・・ブラインスクリュー冷凍機、γ２・・
・冷却塔、７６・・・冷熱源蓄熱ステーション、８５・
・・冷熱蓄熱槽、９１・・・育苗室、９２・・・栽培室
、９３．１０４・・・熱交換器、９５・・・温熱源蓄熱
装置、９７・・・温熱蓄熱槽、１１０・・・発電所、１
１１・・・ゴミ焼却場、１１２・・・冷熱源蓄熱ステー
ション、１１３・・・温熱源蓄熱ステーション、１１７
・・・植物（野菜）工場。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、各種エネルギーを製造する原子力発電所、火力発電
   所等のエネルギー製造設備と、製造されたエネルギーを
   運搬輸送可能な形態に変換して貯蔵するエネルギー変換
   貯蔵設備と、貯蔵されたエネルギーを需要側に配送する
   パイプレスのエネルギー配送設備とを有することを特徴
   とするエネルギーの利用システム。 ２、エネルギー変換貯蔵設備は、蒸気発生器、温水発生
   器、排熱回収装置等の熱交換器および冷凍機の少なくと
   もいずれか一方と、水素貯蔵合金および顕熱蓄熱装置、
   潜熱蓄熱装置、ケミカル蓄熱装置等の蓄熱装置とを互い
   に組み合せて構成した請求項１に記載のエネルギー利用
   システム。 ３、発電所等のエネルギー製造設備で製造されたエネル
   ギーを、エネルギー変換貯蔵設備で運搬輸送可能な形態
   に変換して貯蔵し、貯蔵されたエネルギーをエネルギー
   配送設備により需要側に配送し、使用に供することを特
   徴とするエネルギーの利用方法。