JPH11281274A - 温度成層型蓄熱槽 - Google Patents
温度成層型蓄熱槽Info
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- JPH11281274A JPH11281274A JP10081597A JP8159798A JPH11281274A JP H11281274 A JPH11281274 A JP H11281274A JP 10081597 A JP10081597 A JP 10081597A JP 8159798 A JP8159798 A JP 8159798A JP H11281274 A JPH11281274 A JP H11281274A
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- storage tank
- heat
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
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- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
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- F28D2020/0082—Multiple tanks arrangements, e.g. adjacent tanks, tank in tank
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 従来の温度成層型蓄熱槽よりも熱媒体出入口
の個数を減少させることが可能で、かつ、大きな流速で
熱媒体を還流させても、槽内の温度成層を良好に保つこ
とができて、さらに槽内に柱や梁等の突出部が存在する
場合にも、突出部による熱媒体の混合・拡散を抑制する
ことが可能な温度成層型蓄熱槽を提供すること。 【解決手段】 槽内の上方と下方に各別に設けた熱媒出
入口１３ａ，１３ｂから、熱媒体をほぼ水平方向に吐出
・吸引する蓄熱槽１において、熱媒体出入口１３ａ，１
３ｂとほぼ同じ高さの槽内に熱媒体の流れを緩和するた
めの緩衝手段１１を設け、これを複数の網１１ａから形
成した。
の個数を減少させることが可能で、かつ、大きな流速で
熱媒体を還流させても、槽内の温度成層を良好に保つこ
とができて、さらに槽内に柱や梁等の突出部が存在する
場合にも、突出部による熱媒体の混合・拡散を抑制する
ことが可能な温度成層型蓄熱槽を提供すること。 【解決手段】 槽内の上方と下方に各別に設けた熱媒出
入口１３ａ，１３ｂから、熱媒体をほぼ水平方向に吐出
・吸引する蓄熱槽１において、熱媒体出入口１３ａ，１
３ｂとほぼ同じ高さの槽内に熱媒体の流れを緩和するた
めの緩衝手段１１を設け、これを複数の網１１ａから形
成した。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、一つの槽内に必要に応
じて冷熱媒体または暖熱媒体を蓄えることができるよう
にした温度成層型蓄熱槽に関する。
じて冷熱媒体または暖熱媒体を蓄えることができるよう
にした温度成層型蓄熱槽に関する。
【０００２】
【従来の技術】ビル等の建築物における冷暖房効率を向
上させるために、深夜電力や太陽熱を用いて蓄熱された
暖熱媒体または冷熱媒体を蓄える蓄熱槽があり、この蓄
熱槽から空調等を必要とする部屋に熱媒体が導かれ、こ
こで熱交換されて熱媒体は放熱、すなわち、冷熱媒体は
温度が上昇し、暖熱媒体は温度が下降して蓄熱槽に還流
する。しかしながら、放熱後の熱媒体が還流する際に、
槽内で蓄熱された熱媒体と混合することがあり、この場
合には熱損失が生じる。また槽内に柱や梁などの突出部
がある場合には、この突出部が熱媒体の流れを阻害し
て、媒体を混合・拡散するという問題点がある。
上させるために、深夜電力や太陽熱を用いて蓄熱された
暖熱媒体または冷熱媒体を蓄える蓄熱槽があり、この蓄
熱槽から空調等を必要とする部屋に熱媒体が導かれ、こ
こで熱交換されて熱媒体は放熱、すなわち、冷熱媒体は
温度が上昇し、暖熱媒体は温度が下降して蓄熱槽に還流
する。しかしながら、放熱後の熱媒体が還流する際に、
槽内で蓄熱された熱媒体と混合することがあり、この場
合には熱損失が生じる。また槽内に柱や梁などの突出部
がある場合には、この突出部が熱媒体の流れを阻害し
て、媒体を混合・拡散するという問題点がある。
【０００３】このような熱損失を防止するため、従来、
熱媒体出入口に多孔板を内蔵した分配器を用いた温度成
層型蓄熱槽が提案されており、この分配器では、多孔板
により槽内に還流する熱媒体の流量の抑制、流速の緩
和、さらに整流作用を実現している。また他に、マルチ
ポート式熱媒体出入口を用いた温度成層型蓄熱槽も提案
されており、この蓄熱槽では多数の熱媒体出入口を槽内
に均等に配置し、配管の長さも同一にして各熱媒体出入
口間の熱媒体の流量を均一化するように制御するもので
ある。さらに、槽内の突出部による媒体の混合・拡散に
対しては、熱媒体出入口の配置を調整することにより、
影響を抑制することが実施されている。
熱媒体出入口に多孔板を内蔵した分配器を用いた温度成
層型蓄熱槽が提案されており、この分配器では、多孔板
により槽内に還流する熱媒体の流量の抑制、流速の緩
和、さらに整流作用を実現している。また他に、マルチ
ポート式熱媒体出入口を用いた温度成層型蓄熱槽も提案
されており、この蓄熱槽では多数の熱媒体出入口を槽内
に均等に配置し、配管の長さも同一にして各熱媒体出入
口間の熱媒体の流量を均一化するように制御するもので
ある。さらに、槽内の突出部による媒体の混合・拡散に
対しては、熱媒体出入口の配置を調整することにより、
影響を抑制することが実施されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記多孔板内蔵の分配
器や、マルチポート式の熱媒体出入口を用いた蓄熱槽で
は、槽内の熱媒体の乱れを防止するために、熱媒体の流
速を抑制する必要があり、この時、分配器や熱媒体出入
口の個数を増加することにより所定の流量を確保してい
る。したがって、分配器や熱媒体出入口の設備コストの
増加、配置計画や制御が煩雑になるという欠点があっ
た。
器や、マルチポート式の熱媒体出入口を用いた蓄熱槽で
は、槽内の熱媒体の乱れを防止するために、熱媒体の流
速を抑制する必要があり、この時、分配器や熱媒体出入
口の個数を増加することにより所定の流量を確保してい
る。したがって、分配器や熱媒体出入口の設備コストの
増加、配置計画や制御が煩雑になるという欠点があっ
た。
【０００５】そこで、本発明は上記問題点を解決せんと
したものであって、その課題は、従来の温度成層型蓄熱
槽よりも熱媒体出入口の個数を減少させることが可能
で、かつ、大きな流速で熱媒体を還流させても、槽内の
温度成層を良好に保つことができて、設備コストの低減
や、配置計画および制御の簡略化が可能な温度成層型蓄
熱槽を提供することにある。
したものであって、その課題は、従来の温度成層型蓄熱
槽よりも熱媒体出入口の個数を減少させることが可能
で、かつ、大きな流速で熱媒体を還流させても、槽内の
温度成層を良好に保つことができて、設備コストの低減
や、配置計画および制御の簡略化が可能な温度成層型蓄
熱槽を提供することにある。
【０００６】また本発明の別の課題は、槽内に柱や梁等
の突出部が存在する場合であっても、突出部による熱媒
体の混合・拡散を抑制することが可能な温度成層型蓄熱
槽を提供することにある。
の突出部が存在する場合であっても、突出部による熱媒
体の混合・拡散を抑制することが可能な温度成層型蓄熱
槽を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、槽内の上方と下方に各別に熱媒体出入口
を備え、該熱媒体出入口から熱媒体をほぼ水平方向に吐
出・吸引する蓄熱槽において、槽内の少なくとも前記熱
媒体出入口とほぼ同じ高さに、熱媒体の流れを緩和する
緩衝手段を設けたことを特徴とする温度成層型蓄熱槽を
提供する。本発明の温度成層型蓄熱槽では、槽内に緩衝
手段を設置したので、これにより熱媒体出入口から吐出
・吸引された熱媒体の流動エネルギーを吸収して流速を
低下させると共に整流することが可能になり、槽内の温
度成層を良好に保ちながら、従来よりも大きな流速で熱
媒体を吐出・吸引することができる。したがって、従来
よりも少ない熱媒体出入口により、大流量の熱媒体を吐
出・吸引することができて、設備コストの低減や、配置
計画および制御の簡略化が可能になった。
決するために、槽内の上方と下方に各別に熱媒体出入口
を備え、該熱媒体出入口から熱媒体をほぼ水平方向に吐
出・吸引する蓄熱槽において、槽内の少なくとも前記熱
媒体出入口とほぼ同じ高さに、熱媒体の流れを緩和する
緩衝手段を設けたことを特徴とする温度成層型蓄熱槽を
提供する。本発明の温度成層型蓄熱槽では、槽内に緩衝
手段を設置したので、これにより熱媒体出入口から吐出
・吸引された熱媒体の流動エネルギーを吸収して流速を
低下させると共に整流することが可能になり、槽内の温
度成層を良好に保ちながら、従来よりも大きな流速で熱
媒体を吐出・吸引することができる。したがって、従来
よりも少ない熱媒体出入口により、大流量の熱媒体を吐
出・吸引することができて、設備コストの低減や、配置
計画および制御の簡略化が可能になった。
【０００８】なお、前記緩衝手段の平面位置としては、
前記熱媒体出入口に近接し過ぎること無く、或る程度離
隔させることが好ましく、さらに好適には、槽内平面に
おける緩衝手段の設置箇所数に応じて、熱媒体の流れ方
向に蓄熱槽内をほぼ均等に分割する平面位置とする。例
えば、緩衝手段の平面位置を一ヵ所とする場合には、蓄
熱槽内の熱媒体の流れ方向におけるほぼ中間に配置して
も良く、平面位置を３か所とする場合には、熱媒体の流
れ方向に蓄熱槽内をほぼ４等分する箇所に配置しても良
い。
前記熱媒体出入口に近接し過ぎること無く、或る程度離
隔させることが好ましく、さらに好適には、槽内平面に
おける緩衝手段の設置箇所数に応じて、熱媒体の流れ方
向に蓄熱槽内をほぼ均等に分割する平面位置とする。例
えば、緩衝手段の平面位置を一ヵ所とする場合には、蓄
熱槽内の熱媒体の流れ方向におけるほぼ中間に配置して
も良く、平面位置を３か所とする場合には、熱媒体の流
れ方向に蓄熱槽内をほぼ４等分する箇所に配置しても良
い。
【０００９】また、温度成層型蓄熱槽内に柱又は梁等の
突出部が存在する場合には、前記緩衝手段を、槽内の少
なくとも熱媒体出入口とほぼ同じ高さで、かつ、槽内の
柱又は梁等の突出部に近接して配置することが好まし
い。このように緩衝手段を槽内に設置したので、槽内に
柱や梁等の突出部が存在する場合であっても、その突出
部に衝突・反射する熱媒体の流動エネルギーを吸収して
整流することができて、熱媒体の混合・拡散を抑制する
ことが可能になった。
突出部が存在する場合には、前記緩衝手段を、槽内の少
なくとも熱媒体出入口とほぼ同じ高さで、かつ、槽内の
柱又は梁等の突出部に近接して配置することが好まし
い。このように緩衝手段を槽内に設置したので、槽内に
柱や梁等の突出部が存在する場合であっても、その突出
部に衝突・反射する熱媒体の流動エネルギーを吸収して
整流することができて、熱媒体の混合・拡散を抑制する
ことが可能になった。
【００１０】さらに前記緩衝手段は、熱媒体出入口から
吐出・吸引される熱媒体の流動エネルギーを吸収して整
流することができるものであれば良く、例えば、網によ
り形成することが可能である。この場合、複数の網を所
定間隔で配置して組み立てた網組立体を用いることが好
ましい。
吐出・吸引される熱媒体の流動エネルギーを吸収して整
流することができるものであれば良く、例えば、網によ
り形成することが可能である。この場合、複数の網を所
定間隔で配置して組み立てた網組立体を用いることが好
ましい。
【００１１】
【実施例】以下に、添付図面に基づいて実施例を説明す
るが、本発明はこれに限定されるものではない。図１に
示した温度成層型蓄熱槽１は、その槽体１０が４つの側
壁１０ａと下部スラブ１０ｂと上部スラブ１０ｃとから
形成され、槽内には１つの側壁１０ａに沿って上部配管
１２ａと下部配管１２ｂとが上下に離隔して延設され、
これら上部配管１２ａと下部配管１２ｂとはそれぞれほ
ぼ水平方向に指向する出入口１３ａ，１３ｂを備えると
共に、上部配管１２ａと下部配管１２ｂとは熱交換器
（図示せず）等に連通しており、槽内には熱媒体として
の水１４が上部配管１２ａよりも高くまで充填され、さ
らに、槽内には水１４の流れを緩和する緩衝手段として
の網組立体１１を設ける。
るが、本発明はこれに限定されるものではない。図１に
示した温度成層型蓄熱槽１は、その槽体１０が４つの側
壁１０ａと下部スラブ１０ｂと上部スラブ１０ｃとから
形成され、槽内には１つの側壁１０ａに沿って上部配管
１２ａと下部配管１２ｂとが上下に離隔して延設され、
これら上部配管１２ａと下部配管１２ｂとはそれぞれほ
ぼ水平方向に指向する出入口１３ａ，１３ｂを備えると
共に、上部配管１２ａと下部配管１２ｂとは熱交換器
（図示せず）等に連通しており、槽内には熱媒体として
の水１４が上部配管１２ａよりも高くまで充填され、さ
らに、槽内には水１４の流れを緩和する緩衝手段として
の網組立体１１を設ける。
【００１２】ここで、網組立体１１は、図２に示したよ
うに複数の網１１ａを連結材１１ｂにより連結して形成
する。そして、網組立体１１は少なくとも出入口１３
ａ，１３ｂとほぼ同じ高さで上下に離隔し、かつ、ほぼ
水平方向に所定長離隔して、対向する２つの側壁１０
ａ，１０ａ間に延設する。
うに複数の網１１ａを連結材１１ｂにより連結して形成
する。そして、網組立体１１は少なくとも出入口１３
ａ，１３ｂとほぼ同じ高さで上下に離隔し、かつ、ほぼ
水平方向に所定長離隔して、対向する２つの側壁１０
ａ，１０ａ間に延設する。
【００１３】なお、図２では、平らな網１１ａをそれぞ
れ平行で等間隔にして網組立体１１を形成しているが、
網組立体１１は、これ以外の形状のものを用いても良
く、例えば、網は凹凸に変形したものを使用しても良
く、このような網の複数をそれぞれ適当な間隔で連結し
て形成しても良い。また網組立体１１は、上下に離隔し
た配置以外にも、下部スラブ１０ｂから水面まで連続す
るように配置しても良い。
れ平行で等間隔にして網組立体１１を形成しているが、
網組立体１１は、これ以外の形状のものを用いても良
く、例えば、網は凹凸に変形したものを使用しても良
く、このような網の複数をそれぞれ適当な間隔で連結し
て形成しても良い。また網組立体１１は、上下に離隔し
た配置以外にも、下部スラブ１０ｂから水面まで連続す
るように配置しても良い。
【００１４】次に、図１に示した温度成層型蓄熱槽１の
作用について説明する。暖房を要する時期には、深夜電
力や太陽熱等を用いて温められた温水１４が槽内に蓄え
られており、この温水１４が矢印で示したように上方の
出入口１３ａから上部配管１２ａを通って暖房を必要と
する部屋（図示せず）に導かれ、ここで温水１４は放熱
して槽内の温水よりも冷却され、下部配管１２ｂを通っ
て下方の出入口１３ｂから槽内に還流する。槽内に還流
した温水は、下部スラブ１０ｂに沿ってほぼ水平方向に
流れ、最初の網組立体１１の網目を通過する際に流動エ
ネルギーが吸収されて流速が低下すると共に整流され、
さらに水平方向に流れて、次の網組立体１１でも同様に
して流速が低下して整流される。したがって、従来より
も大きな流速で温水を還流させても、還流水の流動エネ
ルギーで槽内の温度成層を混合・拡散することが防止さ
れる。なお、冷房時、槽内には冷却された水が蓄えら
れ、冷水が図１の矢印とは逆方向に吸引・還流される
が、還流水は、暖房時と同様に流動エネルギーが吸収さ
れて減速すると共に整流される。したがって、暖房時と
同様の効果が得られる。
作用について説明する。暖房を要する時期には、深夜電
力や太陽熱等を用いて温められた温水１４が槽内に蓄え
られており、この温水１４が矢印で示したように上方の
出入口１３ａから上部配管１２ａを通って暖房を必要と
する部屋（図示せず）に導かれ、ここで温水１４は放熱
して槽内の温水よりも冷却され、下部配管１２ｂを通っ
て下方の出入口１３ｂから槽内に還流する。槽内に還流
した温水は、下部スラブ１０ｂに沿ってほぼ水平方向に
流れ、最初の網組立体１１の網目を通過する際に流動エ
ネルギーが吸収されて流速が低下すると共に整流され、
さらに水平方向に流れて、次の網組立体１１でも同様に
して流速が低下して整流される。したがって、従来より
も大きな流速で温水を還流させても、還流水の流動エネ
ルギーで槽内の温度成層を混合・拡散することが防止さ
れる。なお、冷房時、槽内には冷却された水が蓄えら
れ、冷水が図１の矢印とは逆方向に吸引・還流される
が、還流水は、暖房時と同様に流動エネルギーが吸収さ
れて減速すると共に整流される。したがって、暖房時と
同様の効果が得られる。
【００１５】次に図３を参照して図１とは異なる温度成
層型蓄熱槽３０について説明する。図３に示した温度成
層型蓄熱槽３０は、その槽体が４つの側壁１０ａと下部
スラブ１０ｂと上部スラブ１０ｃとから形成され、槽内
には上下部スラブ１０ａ，１０ｂ間に柱１５が設けら
れ、側壁１０ａからは壁突出部１６が突出し、下部スラ
ブ１０ｂにはフーチング１７が突出している。また槽内
には１つの側壁１０ａに沿って出入口１３ａを備える上
部配管１２ａと、出入口１３ｂを備える下部配管１２ｂ
とが上下に離隔して延設され、これら出入口１３ａ，１
３ｂはそれぞれほぼ水平方向に指向するように形成され
ており、これら上部配管１２ａと下部配管１２ｂとは熱
交換器等に連通しており、槽内には熱媒体としての水１
４が上部配管１２ａよりも高くまで充填されている。上
記温度成層型蓄熱槽３０のように、水１４の流れを阻害
する突出部（柱１５、壁突出部１６及びフーチング１
７）が、槽内の出入口１３ａ，１３ｂとほぼ同じ高さに
存在する場合には、緩衝手段としての網組立体１１を、
図３(a)に示したように少なくとも出入口１３ａ，１３
ｂとほぼ同じ高さで、かつ、柱１５、壁突出部１６及び
フーチング１７の周りに設ける。なお、柱１５及び壁突
出部１６の周りに設けた網組立体１１は、上下に離隔し
た配置以外にも、下部スラブ１０ｂから水面まで連続す
るように配置しても良い。上記温度成層型蓄熱槽３０に
おいても、網組立体１１が、出入口１３ａ，１３ｂから
ほぼ水平方向に流れる水１４の流動エネルギーを吸収し
て整流するので、特に、槽内に還流した水が柱１５、壁
突出部１６及びフーチング１７に衝突・反射して、槽内
の温度成層が混合・拡散することを防止できる。
層型蓄熱槽３０について説明する。図３に示した温度成
層型蓄熱槽３０は、その槽体が４つの側壁１０ａと下部
スラブ１０ｂと上部スラブ１０ｃとから形成され、槽内
には上下部スラブ１０ａ，１０ｂ間に柱１５が設けら
れ、側壁１０ａからは壁突出部１６が突出し、下部スラ
ブ１０ｂにはフーチング１７が突出している。また槽内
には１つの側壁１０ａに沿って出入口１３ａを備える上
部配管１２ａと、出入口１３ｂを備える下部配管１２ｂ
とが上下に離隔して延設され、これら出入口１３ａ，１
３ｂはそれぞれほぼ水平方向に指向するように形成され
ており、これら上部配管１２ａと下部配管１２ｂとは熱
交換器等に連通しており、槽内には熱媒体としての水１
４が上部配管１２ａよりも高くまで充填されている。上
記温度成層型蓄熱槽３０のように、水１４の流れを阻害
する突出部（柱１５、壁突出部１６及びフーチング１
７）が、槽内の出入口１３ａ，１３ｂとほぼ同じ高さに
存在する場合には、緩衝手段としての網組立体１１を、
図３(a)に示したように少なくとも出入口１３ａ，１３
ｂとほぼ同じ高さで、かつ、柱１５、壁突出部１６及び
フーチング１７の周りに設ける。なお、柱１５及び壁突
出部１６の周りに設けた網組立体１１は、上下に離隔し
た配置以外にも、下部スラブ１０ｂから水面まで連続す
るように配置しても良い。上記温度成層型蓄熱槽３０に
おいても、網組立体１１が、出入口１３ａ，１３ｂから
ほぼ水平方向に流れる水１４の流動エネルギーを吸収し
て整流するので、特に、槽内に還流した水が柱１５、壁
突出部１６及びフーチング１７に衝突・反射して、槽内
の温度成層が混合・拡散することを防止できる。
【００１６】また図４に示した温度成層型蓄熱槽３１で
は、図１及び図３とは異なり、熱媒体の出入口として慣
用の分配器２３ａ，２３ｂを用いた。この分配器２３
ａ，２３ｂはそれぞれほぼ水平方向に指向するように形
成されている。また分配器２３ａ，２３ｂは上下に離隔
し、且つ、所定長離隔した平面配置で設けられ、熱交換
器等に連通する配管２２ａ，２２ｂが接続されている。
このような温度成層型蓄熱槽３１において、緩衝手段と
しての網組立体１１は分配器２３ｂを囲むような配置で
下部スラブ１０ｂ上に固定すると共に、分配器２３ａの
周りにも網組立体１１を上部スラブ１０ａ又は側壁１０
ａからワイヤー等（図示せず）により支持して設ける。
このように網組立体１１を設ければ、温度成層型蓄熱槽
３１でも上記と同様に、大きな流速で水を還流させても
槽内の温度成層を良好に維持することができる。
は、図１及び図３とは異なり、熱媒体の出入口として慣
用の分配器２３ａ，２３ｂを用いた。この分配器２３
ａ，２３ｂはそれぞれほぼ水平方向に指向するように形
成されている。また分配器２３ａ，２３ｂは上下に離隔
し、且つ、所定長離隔した平面配置で設けられ、熱交換
器等に連通する配管２２ａ，２２ｂが接続されている。
このような温度成層型蓄熱槽３１において、緩衝手段と
しての網組立体１１は分配器２３ｂを囲むような配置で
下部スラブ１０ｂ上に固定すると共に、分配器２３ａの
周りにも網組立体１１を上部スラブ１０ａ又は側壁１０
ａからワイヤー等（図示せず）により支持して設ける。
このように網組立体１１を設ければ、温度成層型蓄熱槽
３１でも上記と同様に、大きな流速で水を還流させても
槽内の温度成層を良好に維持することができる。
【００１７】次に、本発明の効果を検証するために行っ
た実験の結果について説明する。実験では、図５(a)(b)
の簡略図に示した水槽４０と、熱媒体の流れを緩和する
緩衝手段（図５(c)、網組立体１１）とを使用した。水
槽４０の寸法は縦×横×深さ＝２３６５×７８０×８０
０mm、熱媒体出入口４１，４２の開口寸法は縦×長さ＝
２０×７６０mmであり、この熱媒体出入口４１，４２
を、５３５mm間隔で上下に離隔して配置する。また網組
立体１１は図５(c)に示したように直径０.６３mmの鋼線
で３.０mm角に編まれた、縦×横＝１００×７８０mmの
網を３枚用いて２５mm間隔で連結して形成し、この網組
立体１１の２つを上方の熱媒体出入口４１とほぼ同じ高
さで、かつ、７６０mm間隔で配置する。なお、実験で
は、冷却水を下方の熱媒体出入口４２から吸引し、放熱
した水を上方の熱媒体出入口４１から槽内に還流させ
る、放熱過程について行ったので、熱媒体の流れを緩和
する緩衝手段（網組立体１１）は上方のみに配置した。
た実験の結果について説明する。実験では、図５(a)(b)
の簡略図に示した水槽４０と、熱媒体の流れを緩和する
緩衝手段（図５(c)、網組立体１１）とを使用した。水
槽４０の寸法は縦×横×深さ＝２３６５×７８０×８０
０mm、熱媒体出入口４１，４２の開口寸法は縦×長さ＝
２０×７６０mmであり、この熱媒体出入口４１，４２
を、５３５mm間隔で上下に離隔して配置する。また網組
立体１１は図５(c)に示したように直径０.６３mmの鋼線
で３.０mm角に編まれた、縦×横＝１００×７８０mmの
網を３枚用いて２５mm間隔で連結して形成し、この網組
立体１１の２つを上方の熱媒体出入口４１とほぼ同じ高
さで、かつ、７６０mm間隔で配置する。なお、実験で
は、冷却水を下方の熱媒体出入口４２から吸引し、放熱
した水を上方の熱媒体出入口４１から槽内に還流させ
る、放熱過程について行ったので、熱媒体の流れを緩和
する緩衝手段（網組立体１１）は上方のみに配置した。
【００１８】実験は、熱媒体の流れを緩和する緩衝手段
（網組立体１１）を水槽４０内に上述の如く配置した場
合と、緩衝手段を全く設けなかった場合との２つの条件
下で行い、図６(a)のグラフでは、熱媒体出入口４１の
アルキメデス数(Ar数)を横軸にとり、無次元蓄熱量(Q')
を縦軸にとった。
（網組立体１１）を水槽４０内に上述の如く配置した場
合と、緩衝手段を全く設けなかった場合との２つの条件
下で行い、図６(a)のグラフでは、熱媒体出入口４１の
アルキメデス数(Ar数)を横軸にとり、無次元蓄熱量(Q')
を縦軸にとった。
【００１９】ここで、アルキメデス数とは、浮力と慣性
力との比（浮力／慣性力）を表す無次元数であり、この
値が大きい場合には、浮力が支配的になり熱媒体の流れ
による槽内の乱れは比較的小さく、温度成層は良好に保
たれる。一方、アルキメデス数が小さい場合には慣性力
が支配的となるため、熱媒体の流れによる槽内の乱れが
大きくなり、温度成層も乱れる。また無次元蓄熱量と
は、蓄熱槽に理論的に蓄えられる熱量に対する、実際に
利用できる熱量の割合を表すものであり、これが大きい
ほど蓄熱槽の性能が良いことになる。そして、無次元蓄
熱量は設計において０.９以上とすることが好ましく、
この値を得るために、従来はアルキメデス数を０.５以
上に設計することが一般的であった。
力との比（浮力／慣性力）を表す無次元数であり、この
値が大きい場合には、浮力が支配的になり熱媒体の流れ
による槽内の乱れは比較的小さく、温度成層は良好に保
たれる。一方、アルキメデス数が小さい場合には慣性力
が支配的となるため、熱媒体の流れによる槽内の乱れが
大きくなり、温度成層も乱れる。また無次元蓄熱量と
は、蓄熱槽に理論的に蓄えられる熱量に対する、実際に
利用できる熱量の割合を表すものであり、これが大きい
ほど蓄熱槽の性能が良いことになる。そして、無次元蓄
熱量は設計において０.９以上とすることが好ましく、
この値を得るために、従来はアルキメデス数を０.５以
上に設計することが一般的であった。
【００２０】図６(a)からはAr数（アルキメデス数）が
０.１以下であり、慣性力が支配的な流れである場合、
緩衝手段無しでは無次元蓄熱量の低下が著しく、一方、
緩衝手段を設ければAr数が０.１程度であっても無次元
蓄熱量は０.９程度に維持できることが判る。したがっ
て、水槽内に緩衝手段を設けた場合には、緩衝手段無し
の場合に比べて、温度成層を良好に維持できることが判
る。
０.１以下であり、慣性力が支配的な流れである場合、
緩衝手段無しでは無次元蓄熱量の低下が著しく、一方、
緩衝手段を設ければAr数が０.１程度であっても無次元
蓄熱量は０.９程度に維持できることが判る。したがっ
て、水槽内に緩衝手段を設けた場合には、緩衝手段無し
の場合に比べて、温度成層を良好に維持できることが判
る。
【００２１】また図６(b)のグラフでは、熱媒体出入口
４１から還流した水の流速(mm／s)を横軸にとり、無次
元蓄熱量(Q')を縦軸にとった。図６(b)からは、還流水
の流速が大きい（特に３０mm／s以上）場合、緩衝手段
無しでは無次元蓄熱量の低下が著しく、一方、緩衝手段
を設ければ無次元蓄熱量の低下を抑制可能であることが
判る。したがって、水槽内に緩衝手段を設けた場合に
は、緩衝手段無しの場合に比べて、大きな流速で水を還
流させても、温度成層を良好に維持可能であることが判
る。
４１から還流した水の流速(mm／s)を横軸にとり、無次
元蓄熱量(Q')を縦軸にとった。図６(b)からは、還流水
の流速が大きい（特に３０mm／s以上）場合、緩衝手段
無しでは無次元蓄熱量の低下が著しく、一方、緩衝手段
を設ければ無次元蓄熱量の低下を抑制可能であることが
判る。したがって、水槽内に緩衝手段を設けた場合に
は、緩衝手段無しの場合に比べて、大きな流速で水を還
流させても、温度成層を良好に維持可能であることが判
る。
【図１】(a)は本発明の一実施例を示す縦断面図であ
り、(b)は(a)における一点鎖線Ib−Ibに沿った平面図で
ある。
り、(b)は(a)における一点鎖線Ib−Ibに沿った平面図で
ある。
【図２】本発明に用いる緩衝手段の一実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図３】(a)は図１とは異なる実施例を示す縦断面図で
あり、(b)は(a)における一点鎖線IIIb−IIIbに沿った平
面図である。
あり、(b)は(a)における一点鎖線IIIb−IIIbに沿った平
面図である。
【図４】(a)は図１及び図３とは異なる実施例を示す縦
断面図であり、(b)は(a)における一点鎖線IV−IVbに沿
った平面図である。
断面図であり、(b)は(a)における一点鎖線IV−IVbに沿
った平面図である。
【図５】本発明の効果を検証するための実験に用いた装
置の簡略図であり、(a)は水槽の縦断面図であり、(b)は
水槽の平面図であり、(c)は網組立体の斜視図である。
置の簡略図であり、(a)は水槽の縦断面図であり、(b)は
水槽の平面図であり、(c)は網組立体の斜視図である。
【図６】実験結果を示すグラフであり、(a)では実験槽
内におけるアルキメデス数と無次元蓄熱量との関係を示
し、(b)では実験槽内の熱媒体出入口における流速と無
次元蓄熱量との関係を示している。
内におけるアルキメデス数と無次元蓄熱量との関係を示
し、(b)では実験槽内の熱媒体出入口における流速と無
次元蓄熱量との関係を示している。
１，３０，３１ 温度成層型蓄熱槽 １０ 槽体 １１ 網組立体（緩衝手段） １１ａ 網 １３ａ 上部出入口（熱媒出入口） １３ｂ 下部出入口（熱媒出入口）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 正浩 東京都港区北青山２−５−８ 株式会社間 組内
Claims (3)
- 【請求項１】 槽内の上方と下方に各別に熱媒体出入口
を備え、該熱媒体出入口から熱媒体をほぼ水平方向に吐
出・吸引する蓄熱槽において、槽内の少なくとも前記熱
媒体出入口とほぼ同じ高さに、熱媒体の流れを緩和する
緩衝手段を設けたことを特徴とする温度成層型蓄熱槽。 - 【請求項２】 前記緩衝手段を、槽内の柱又は梁等の突
出部に近接して配置したことを特徴とする請求項１に記
載の温度成層型蓄熱槽。 - 【請求項３】 前記緩衝手段が網からなることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の温度成層型蓄熱槽。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10081597A JPH11281274A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 温度成層型蓄熱槽 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10081597A JPH11281274A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 温度成層型蓄熱槽 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11281274A true JPH11281274A (ja) | 1999-10-15 |
Family
ID=13750738
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10081597A Pending JPH11281274A (ja) | 1998-03-27 | 1998-03-27 | 温度成層型蓄熱槽 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11281274A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022382A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Ishimoto Kenchiku Jimusho:Kk | 蓄熱槽および蓄熱システム |
| JP2002243375A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Taisei Corp | 低水位温度成層型蓄熱槽 |
| EP2003414A2 (de) * | 2007-06-12 | 2008-12-17 | Stadtwerke Chemnitz AG | Be- und/oder Entladesystem und Verfahren zum Be- und/oder Entladen eines thermischen Energiespeichers mit einem zwischen den Diffusorplatten vorgesehenen Einsatz |
-
1998
- 1998-03-27 JP JP10081597A patent/JPH11281274A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002022382A (ja) * | 2000-07-04 | 2002-01-23 | Ishimoto Kenchiku Jimusho:Kk | 蓄熱槽および蓄熱システム |
| JP4588845B2 (ja) * | 2000-07-04 | 2010-12-01 | ダイダン株式会社 | 蓄熱槽および蓄熱システム |
| JP2002243375A (ja) * | 2001-02-19 | 2002-08-28 | Taisei Corp | 低水位温度成層型蓄熱槽 |
| EP2003414A2 (de) * | 2007-06-12 | 2008-12-17 | Stadtwerke Chemnitz AG | Be- und/oder Entladesystem und Verfahren zum Be- und/oder Entladen eines thermischen Energiespeichers mit einem zwischen den Diffusorplatten vorgesehenen Einsatz |
| EP2003414A3 (de) * | 2007-06-12 | 2014-01-22 | eins energie in sachsen GmbH & Co. KG | Be- und/oder Entladesystem und Verfahren zum Be- und/oder Entladen eines thermischen Energiespeichers mit einem zwischen den Diffusorplatten vorgesehenen Einsatz |
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