JPH058327U - 蓄熱水槽 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 連通管方式の蓄熱水槽において死水域が生じ
ないようにした。 【構成】 地中梁１で仕切られた分割水槽２内に地中梁
１の中央で各水槽２内を貫通する連通管３を設ける。該
連通管３には各水槽２内の中央付近で該連通管３に直交
して同一軸線上に開口する上部導水管７と下部導水管８
とを設け、該上部導水管７と下部導水管８とが接する中
央部に上部導水管７より流入して下部導水管８から流出
する冷水供給用仕切板９と下部導水管８より流入して上
部導水管７から流出する温水供給用仕切板１０とを切換
自在に設けたことを特徴としている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、蓄熱式空調システムに適用される蓄熱水槽に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電力の昼間ピークを削減し、夜間電力を有効に利用するため、ビルや地域冷暖 房においては、蓄熱式空調システムが多く採用されている。 この場合、経済的観点から、建物最下部の地下二重スラブを利用して水槽を形 成し、冷水（夏季）または温水（冬季）として熱エネルギーを貯蔵する方式が一 般的である。

【０００３】 地下二重スラブは一般に高さ数ｍ程度の空間で、基礎柱、地中梁等の強度メン バーで細かく区分されており、一区画のみでは所要の水量が確保されないため通 常は多数の区画を連結して必要容量の水槽を形成する。 従って、各水槽間の水の流れをコントロールして所要の熱エネルギーを蓄積す る必要があり、従来、図４及び図５に示すような方式が採用されている。

【０００４】 図４は連通管方式と呼ばれるもので、水槽を仕切っている地中梁０１に連通管 と呼ばれる穴０２を開け、取水管０３から水を汲み上げ、ヒートポンプ０４によ って冷却（又は加熱）後、給水管０５より水槽内にもどし循環させるよう工夫さ れたもので、温度差のある給水と水槽水を速やかに混合させて所要の冷水（又は 温水）を貯蔵しようとするところから、混合タイプとも呼ばれる。

【０００５】 図５は、もぐり堰方式と呼ばれるもので地中梁０１に近接してもぐり堰と呼ば れる逆向きの堰０６を設置し、水槽内の水と給水の温度差を利用して温度成層を 形成させ、押し出し流れにより水槽水と給水を置換させようとするところから、 成層タイプとも呼ばれる。 図５は給水が冷水の場合で、どの水槽内にも冷水が底部に流入する。

【０００６】 また、温水流入の場合には流れの方向を図の逆向きにしてやれば、温水が水槽 上部より供給されることになり、冷水の場合と同様に温度成層が形成される。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

連通管方式（混合タイプ）は、給水を速やかに水槽内の水と混合させ、循環さ せることによって水槽水を所定の温度に近づけ蓄熱しようとするものであるが、 強度メンバーである地中梁に穴を貫通させなければならない。 この場合、穴の大きさは強度上の制約で、地中梁高さの１／３〜１／４以下に 限定されるため、水槽間を水が流れて行くとき、死水域が生じることは避けられ ず、その部分は給水による混合も置換も生じないために水槽の利用率が低く、こ の対策として連通管を水槽の対角線上に設けるとか、水槽を細分化して流路を長 くするなどの工夫がなされているが、一般的には全水槽容量の６０％程度しか有 効に利用できない。

【０００８】 もぐり堰方式（成層タイプ）は、給水と水槽水の温度差を利用し、押し出し流 れにより水を置換しようとするもので、温度成層が期待通り形成された場合には 水槽の利用率として８０％以上の高効率が望めるが、堰の工事が大規模でコスト が高く、また給水温度や流量に安定性を欠く場合には温度成層が形成されにくい 欠点もあるため一般に普及するには至っていない。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

基本的には連通管方式の蓄熱水槽で、死水域を極力減じて水槽利用率を向上さ せるとともに、成層タイプの利点をも合わせ持つ方式を提案する。 すなわち、地中梁で仕切られた分割水槽内に、地中梁の中央で、各水槽内を貫 通する連通管を設け、該連通管に、各水槽内の中央部付近で該連通管に直交して 同一軸線上に開口する上部導水管と下部導水管とを設け該上部導水管と下部導水 管とが接する中央部に、上部導水管より流入して下部導水管から流出する冷水供 給用仕切板と下部導水管より流入して上部導水管より流出する温水供給用仕切板 とを切換自在に取付けたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】

図１は冷水を供給する場合で、取出管４から汲み上げられた水はヒートポンプ ６により所定の温度まで冷却された後、給水管５を通じて水槽底部に供給される 。 供給水は水槽内の温水下部に流れ込んで水槽底部に広がり、流速が早い場合に は水槽水と混合しながら、流速が遅い場合には温度成層を形成して徐々に水槽上 部に達し、上部導水管７よりも上昇した段階から導水管を通じて連通管３内に流 れ込み次の水槽には導水管の内部に設けられた冷水供給用仕切り板９の効果によ って下向きの下部導水管８に流れ込んで先ず水槽底部に広がる。

【００１１】 その後は同様の現象を繰り返し、混合または温度成層の作用によって水槽水を 置換しながら流れて行くことになる。 温水供給の場合には図３に示すように図１と逆向きの流れとすることにより、 温水が常に水槽内の冷水上部に供給されることになる。 図１の方法によれば、供給水と水槽水の密度差の方向に、すなわち重い水は軽 い水の下部に広がるように、逆に軽い水は重い水の上部に広がるような流れが形 成されるため、死水域が極めて小さくなり水槽容積を有効に利用した冷水又は温 水の貯蔵が可能となる。

【００１２】

【実施例】

以下本考案の一実施例を図１及び図２に基づいて説明すると図は冷水を供給す る場合で１は地中梁、２は該地中梁１により仕切られた分割水槽を示し、該分割 水槽２内には地中梁１の中央で且つ水深の１／２付近で各水槽２を貫通する連通 管３が設けられると共に分割水槽群の一端に開口する取出管４と分割水槽群の他 端に開口する給水管５とが設けられ、これら取出管４と給水管５とは取出管４か ら汲み上げられた水を冷却するヒートポンプ６を介して連結されている。

【００１３】 そして前記連通管３には各水槽２内の中央部付近で、該連通管３と直交して同 一軸線上に開口する上部導水管７と下部導水管８とが設けられ、これら上部導水 管７と下部導水管８とが接する中央部に、水槽上部から上部導水管７内に水を流 入させ、該上部導水管７から連通管３を通って次の水槽では下部導水管８より冷 却水が排出されるように冷水供給用の仕切板９が設けられている。

【００１４】 次に本考案の他の実施例を図３に基づいて説明すると図は温水を供給する場合 で、取出管４から汲み上げた水をヒートポンプ６で加熱し、水槽下部から下部導 水管８内に水を流入させ、該下部導水管８から連通管３を通って次の水槽では上 部導水管７より温水が排出されるように温水供給用の仕切板１０が設けられてい る。

【００１５】

【考案の効果】

このように本考案によるときは地中梁で仕切られた分割水槽内に地中梁の中央 で各水槽内を貫通する連通管を設け、該連通管に、各水槽内の中央部付近で該連 通管に直交して同一軸線上に開口する上部導水管と下部導水管とを設け、該上部 導水管と下部導水管とが接する中央部に、上部導水管より流入して下部導水管か ら流出する冷水供給用仕切板と下部導水管より流入して上部導水管から流出する 温水供給用仕切板とを切換自在に取付けたものであるから冷水を供給する場合と 温水を供給する場合とで仕切板を冷水用と温水用とに切換えるだけで連通管式蓄 熱水槽の欠点である死水域による置換効率の低下を防いで蓄熱効率の高い蓄熱水 槽を形成することができ、又強度メンバーである地中梁に連通管を設ける際に強 度上加工しやすい梁中央付近としたので構造上も有利である等の効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す断面図である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】本考案の他の実施例を示す断面図である。

【図４】従来例を示すものでａは平面図、ｂは断面図で
ある。

【図５】他の従来例を示すものでａは平面図、ｂは断面
図である。

【符号の説明】

１ 地中梁 ２ 分割水槽 ３ 連通管 ７ 上部導水管 ８ 下部導水管 ９ 冷水供給用仕切板 １０ 温水供給用仕切板

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 【請求項１】 地中梁で仕切られた分割水槽内に、地中
   梁の中央で、各水槽内を貫通する連通管を設け、該連通
   管に、各水槽内の中央部付近で該連通管に直交して同一
   軸線上に開口する上部導水管と下部導水管とを設け該上
   部導水管と下部導水管とが接する中央部に、上部導水管
   より流入して下部導水管から流出する冷水供給用仕切板
   と下部導水管より流入して上部導水管より流出する温水
   供給用仕切板とを切換自在に取付けたことを特徴とする
   蓄熱水槽。