JPH11304385A - 水蓄熱槽における熱損失低減機構 - Google Patents
水蓄熱槽における熱損失低減機構Info
- Publication number
- JPH11304385A JPH11304385A JP10113087A JP11308798A JPH11304385A JP H11304385 A JPH11304385 A JP H11304385A JP 10113087 A JP10113087 A JP 10113087A JP 11308798 A JP11308798 A JP 11308798A JP H11304385 A JPH11304385 A JP H11304385A
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/14—Thermal energy storage
Landscapes
- Other Air-Conditioning Systems (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】水蓄熱槽内の上部の水を高温、下部の水を低温
に維持して効率の良い蓄熱を計る温度成層型水蓄熱槽に
おいても、中間高さにおいて上下の水が対流により混合
する混合領域を生じ、これによる熱損失がある。 【解決手段】そこで本発明では、温度成層型の水蓄熱槽
１において、水蓄熱槽内の中間高さにある水の比重に合
せた多数の浮体２を水中に層状に浮かべる熱損失低減機
構を提案するものである。浮体の層３は、上下方向の仕
切りとして作用して水の対流を阻止し、対流による混合
損失を低減することができる。浮体は、断熱性を高く構
成すれば、浮体を通しての熱伝達による熱損失も低減で
きる。
に維持して効率の良い蓄熱を計る温度成層型水蓄熱槽に
おいても、中間高さにおいて上下の水が対流により混合
する混合領域を生じ、これによる熱損失がある。 【解決手段】そこで本発明では、温度成層型の水蓄熱槽
１において、水蓄熱槽内の中間高さにある水の比重に合
せた多数の浮体２を水中に層状に浮かべる熱損失低減機
構を提案するものである。浮体の層３は、上下方向の仕
切りとして作用して水の対流を阻止し、対流による混合
損失を低減することができる。浮体は、断熱性を高く構
成すれば、浮体を通しての熱伝達による熱損失も低減で
きる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水蓄熱槽における
熱損失低減機構に関するものである。
熱損失低減機構に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】空調システム等に用いる水蓄熱槽の一つ
として温度成層型水蓄熱槽がある。これは例えば図４の
模式図で示すように、水蓄熱槽内の上部の水が高温、下
部の水が低温に維持されるように、夫々の温度の水を比
重差により層状に分離させて使用し、上下の温度の異な
る水の混合を抑制することにより、効率の良い蓄熱を計
るものである。尚、図４は冷房時の動作を示す模式図で
あり、温度成層型の水蓄熱槽ａ内の下部の低温の水がポ
ンプＰにより空調機ｂに運ばれて空調に供され、温度が
上昇した水ｃが水蓄熱槽ａの上部に還流される。
として温度成層型水蓄熱槽がある。これは例えば図４の
模式図で示すように、水蓄熱槽内の上部の水が高温、下
部の水が低温に維持されるように、夫々の温度の水を比
重差により層状に分離させて使用し、上下の温度の異な
る水の混合を抑制することにより、効率の良い蓄熱を計
るものである。尚、図４は冷房時の動作を示す模式図で
あり、温度成層型の水蓄熱槽ａ内の下部の低温の水がポ
ンプＰにより空調機ｂに運ばれて空調に供され、温度が
上昇した水ｃが水蓄熱槽ａの上部に還流される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら水蓄熱槽
内の水温は高さ方向に連続的に変化し、従って比重も連
続的に変化するため、水蓄熱槽の中間高さにおいて、上
下の水が対流ｃにより混合する領域、即ち図４中に示す
混合領域を生じ、この領域においては熱の混合損失が避
けられない。特に、槽の水深が浅い場合には混合損失も
大きくなる。例えば、一般的には、図４に示すように、
３００〜４００ｍ／ｍ程度の混合領域が発生し、この領
域は熱的に無効な領域となる。本発明はこのような課題
を解決することを目的とするものである。
内の水温は高さ方向に連続的に変化し、従って比重も連
続的に変化するため、水蓄熱槽の中間高さにおいて、上
下の水が対流ｃにより混合する領域、即ち図４中に示す
混合領域を生じ、この領域においては熱の混合損失が避
けられない。特に、槽の水深が浅い場合には混合損失も
大きくなる。例えば、一般的には、図４に示すように、
３００〜４００ｍ／ｍ程度の混合領域が発生し、この領
域は熱的に無効な領域となる。本発明はこのような課題
を解決することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために本発明では、温度成層型の水蓄熱槽において、水
蓄熱槽内の中間高さにある水の比重に合せた多数の浮体
を水中に層状に浮かべる熱損失低減機構を提案する。
ために本発明では、温度成層型の水蓄熱槽において、水
蓄熱槽内の中間高さにある水の比重に合せた多数の浮体
を水中に層状に浮かべる熱損失低減機構を提案する。
【０００５】そして本発明では、上記構成において、多
数の浮体は、水蓄熱槽内の複数の高さにある水の比重に
合せ、水蓄熱槽の水中に複数の層状に浮かべることを提
案する。
数の浮体は、水蓄熱槽内の複数の高さにある水の比重に
合せ、水蓄熱槽の水中に複数の層状に浮かべることを提
案する。
【０００６】また本発明では、上記構成において、浮体
は断熱性を高く構成することを提案する。
は断熱性を高く構成することを提案する。
【０００７】また本発明では、断熱性を高く構成した多
数の浮体を水蓄熱槽内の水面に浮かべる熱損失低減機構
を提案する。
数の浮体を水蓄熱槽内の水面に浮かべる熱損失低減機構
を提案する。
【０００８】以上の本発明によれば、温度成層型の水蓄
熱槽内の中間高さの水中に層状に浮かんだ浮体が障害と
なって、上下の水の対流による混合が阻止され、温度の
異なる水の混合による熱損失を低減することができる。
そして浮体は、断熱性を高く構成することにより、浮体
を通しての熱の伝達による熱損失を低減することもでき
る。また本発明の他の構成では、温度成層型でない一般
の水蓄熱槽においても、多数の断熱性の高い浮体を水面
に層状に浮かべることにより、水面からの熱の拡散を抑
制して熱損失を低減することができる。
熱槽内の中間高さの水中に層状に浮かんだ浮体が障害と
なって、上下の水の対流による混合が阻止され、温度の
異なる水の混合による熱損失を低減することができる。
そして浮体は、断熱性を高く構成することにより、浮体
を通しての熱の伝達による熱損失を低減することもでき
る。また本発明の他の構成では、温度成層型でない一般
の水蓄熱槽においても、多数の断熱性の高い浮体を水面
に層状に浮かべることにより、水面からの熱の拡散を抑
制して熱損失を低減することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明の第１の実施の形態を示すもので、符
号１は温度成層型水蓄熱槽であり、上部の水が高温、下
部の水が低温となるように、空調機等と配管接続されて
いる。この配管構成等は図示を省略している。水の比重
は約４℃の温度において最も大きく、それよりも温度が
高くなると次第に小さくなり、より温度の高い水には正
の浮力が生じ、より温度の低い水には負の浮力が生るこ
とから、水蓄熱槽１内に温度成層が生じる。ところが上
述したように水蓄熱槽１内の水温は高さ方向に連続的に
変化し、従って比重も連続的に変化するため、上述した
とおり、水蓄熱槽１の中間高さにおいて、上下の水が対
流により混合する領域、即ち混合領域を生じる。
る。図１は本発明の第１の実施の形態を示すもので、符
号１は温度成層型水蓄熱槽であり、上部の水が高温、下
部の水が低温となるように、空調機等と配管接続されて
いる。この配管構成等は図示を省略している。水の比重
は約４℃の温度において最も大きく、それよりも温度が
高くなると次第に小さくなり、より温度の高い水には正
の浮力が生じ、より温度の低い水には負の浮力が生るこ
とから、水蓄熱槽１内に温度成層が生じる。ところが上
述したように水蓄熱槽１内の水温は高さ方向に連続的に
変化し、従って比重も連続的に変化するため、上述した
とおり、水蓄熱槽１の中間高さにおいて、上下の水が対
流により混合する領域、即ち混合領域を生じる。
【００１０】そこで本発明では、この混合領域において
想定される温度の水の比重と等しくなるように調整した
浮体２を多数構成し、これらの多数の浮体２を水蓄熱槽
１内に投入する。投入された多数の浮体２は、浮力がバ
ランスする混合領域の水中に集まり、層状に水平方向に
拡がって浮かぶため、混合領域は多数の浮体２の層３に
より、上方と下方が仕切られる。このため層３の上下の
水の対流による混合が阻止される。従って混合領域にお
いて対流が生じないため、温度の異なる水の混合による
熱損失を低減することができる。この際、浮体２は、温
度の異なる水の混合による熱損失の低減を主目的とする
場合には、必ずしも断熱性を高くする必要がないが、断
熱性を高く構成すれば、浮体２の熱伝導を介しての上下
の水間の熱の伝達を阻止することができ、この面でも熱
損失の低減を計ることができる。
想定される温度の水の比重と等しくなるように調整した
浮体２を多数構成し、これらの多数の浮体２を水蓄熱槽
１内に投入する。投入された多数の浮体２は、浮力がバ
ランスする混合領域の水中に集まり、層状に水平方向に
拡がって浮かぶため、混合領域は多数の浮体２の層３に
より、上方と下方が仕切られる。このため層３の上下の
水の対流による混合が阻止される。従って混合領域にお
いて対流が生じないため、温度の異なる水の混合による
熱損失を低減することができる。この際、浮体２は、温
度の異なる水の混合による熱損失の低減を主目的とする
場合には、必ずしも断熱性を高くする必要がないが、断
熱性を高く構成すれば、浮体２の熱伝導を介しての上下
の水間の熱の伝達を阻止することができ、この面でも熱
損失の低減を計ることができる。
【００１１】浮体２は、例えば図１、図２に示すように
球体として構成する他、立方体、その他の適宜の形状と
して構成することができ、大きさも水蓄熱槽１の大きさ
等を勘案して適宜に設定することができる。例えば球体
形状では１〜３ｃｍの径が例としてあげられる。また多
数の浮体２による水中の層３の厚さは、対流及び熱伝達
の阻止という観点における層３の効果を考慮して適宜に
設定することができ、例えば上記の浮体２の大きさでは
１０ｃｍ程度の厚さが例としてあげられ、このような厚
さでは、多数の浮体２は複数段重なるので、仕切りとし
ての効果が高くなる。このように浮体２の形状や大きさ
は、必要に応じて適宜に設定することができ、また一つ
の水蓄熱槽１に投入する多数の浮体２において、形状や
大きさを異ならせることもできる。また浮体２は、上述
した比重に設定できる材質であれば、合成樹脂等の適宜
の材質を用いることができ、この際、発泡や中空構造と
することにより比重を調節することができる。また発泡
や中空構造により断熱性を高めることもできる。
球体として構成する他、立方体、その他の適宜の形状と
して構成することができ、大きさも水蓄熱槽１の大きさ
等を勘案して適宜に設定することができる。例えば球体
形状では１〜３ｃｍの径が例としてあげられる。また多
数の浮体２による水中の層３の厚さは、対流及び熱伝達
の阻止という観点における層３の効果を考慮して適宜に
設定することができ、例えば上記の浮体２の大きさでは
１０ｃｍ程度の厚さが例としてあげられ、このような厚
さでは、多数の浮体２は複数段重なるので、仕切りとし
ての効果が高くなる。このように浮体２の形状や大きさ
は、必要に応じて適宜に設定することができ、また一つ
の水蓄熱槽１に投入する多数の浮体２において、形状や
大きさを異ならせることもできる。また浮体２は、上述
した比重に設定できる材質であれば、合成樹脂等の適宜
の材質を用いることができ、この際、発泡や中空構造と
することにより比重を調節することができる。また発泡
や中空構造により断熱性を高めることもできる。
【００１２】以上の第１の実施の形態では、温度成層型
水蓄熱槽１において多数の浮体２による層３を混合領域
に一つ形成するようにしているが、場合によっては、一
つの水蓄熱槽１内の異なった高さに複数の層を形成する
こともできる。このような場合には、多数の浮体は、夫
々の高さの水の比重に合せたものを混合して投入すれば
良い。
水蓄熱槽１において多数の浮体２による層３を混合領域
に一つ形成するようにしているが、場合によっては、一
つの水蓄熱槽１内の異なった高さに複数の層を形成する
こともできる。このような場合には、多数の浮体は、夫
々の高さの水の比重に合せたものを混合して投入すれば
良い。
【００１３】次に図３は本発明の第２の実施の形態を示
すもので、この実施の形態は、温度成層型でない一般の
水蓄熱槽４に適用したものであり、浮体５は断熱性の高
いもので、水面に浮かぶ比重に調節する。従って多数の
浮体５を水蓄熱槽４内に投入すると、多数の浮体５は水
面に拡がって層状に浮かび、この層６により、水面から
の熱の拡散を抑制して熱損失を低減することができる。
すもので、この実施の形態は、温度成層型でない一般の
水蓄熱槽４に適用したものであり、浮体５は断熱性の高
いもので、水面に浮かぶ比重に調節する。従って多数の
浮体５を水蓄熱槽４内に投入すると、多数の浮体５は水
面に拡がって層状に浮かび、この層６により、水面から
の熱の拡散を抑制して熱損失を低減することができる。
【００１４】以上の本発明を適用する水蓄熱槽は、水の
出口等に、浮体２，５よりもメッシュの細かい網等を設
置して、浮体２，５の流出を防止することができる。
出口等に、浮体２，５よりもメッシュの細かい網等を設
置して、浮体２，５の流出を防止することができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上のとおりであるので、次の
ような効果がある。ａ：温度成層型の水蓄熱槽におい
て、多数の浮体で形成した層により、混合領域における
上下の水の対流を阻止することができ、温度の異なる上
下の水の混合による熱損失を低減することができる。
ｂ：浮体自体の断熱性を高くすることにより、ａに加え
て、浮体を通しての熱伝達による熱損失を低減すること
ができる。ｃ：温度成層型でない一般の水蓄熱槽におい
て、水面に層状に浮かべた多数の浮体により、水面から
の熱の拡散による熱損失を低減することができる。
ような効果がある。ａ：温度成層型の水蓄熱槽におい
て、多数の浮体で形成した層により、混合領域における
上下の水の対流を阻止することができ、温度の異なる上
下の水の混合による熱損失を低減することができる。
ｂ：浮体自体の断熱性を高くすることにより、ａに加え
て、浮体を通しての熱伝達による熱損失を低減すること
ができる。ｃ：温度成層型でない一般の水蓄熱槽におい
て、水面に層状に浮かべた多数の浮体により、水面から
の熱の拡散による熱損失を低減することができる。
【図１】 本発明を適用した温度成層型水蓄熱槽の実施
の形態を示す模式図である。
の形態を示す模式図である。
【図２】 浮体の一例を示す斜視図である。
【図３】 本発明を適用した水蓄熱槽の実施の形態を示
す模式図である。
す模式図である。
【図４】 温度成層型水蓄熱槽を利用した空調システム
の冷房動作を示す模式図である。
の冷房動作を示す模式図である。
１ 温度成層型水蓄熱槽 ２ 浮体 ３ 層 ４ 水蓄熱槽 ５ 浮体 ６ 層
Claims (4)
- 【請求項１】 温度成層型の水蓄熱槽において、水蓄熱
槽内の中間高さにある水の比重に合せた多数の浮体を水
中に層状に浮かべることを特徴とする水蓄熱槽における
熱損失低減機構 - 【請求項２】 多数の浮体は、水蓄熱槽内の複数の高さ
にある水の比重に合せ、水蓄熱槽の水中に複数の層状に
浮かべることを特徴とする請求項１記載の水蓄熱槽にお
ける熱損失低減機構 - 【請求項３】 浮体は断熱性を高く構成したことを特徴
とする請求項１又は２に記載の水蓄熱槽における熱損失
低減機構 - 【請求項４】 断熱性を高く構成した多数の浮体を水蓄
熱槽内の水面に浮かべることを特徴とする水蓄熱槽にお
ける熱損失低減機構
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113087A JPH11304385A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 水蓄熱槽における熱損失低減機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10113087A JPH11304385A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 水蓄熱槽における熱損失低減機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304385A true JPH11304385A (ja) | 1999-11-05 |
Family
ID=14603160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10113087A Pending JPH11304385A (ja) | 1998-04-23 | 1998-04-23 | 水蓄熱槽における熱損失低減機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11304385A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012037217A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 蓄熱装置 |
| CN104913421A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-16 | 许文辉 | 一种水蓄冷装置中的布水器 |
| CN104930624A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-23 | 许文辉 | 一种水蓄冷系统中的蓄冷池 |
| CN104949243A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-30 | 许文辉 | 一种斜温式水蓄冷系统中的蓄冷池 |
| CN105042736A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-11-11 | 许文辉 | 一种水蓄冷系统中自带布水功能的蓄冷池 |
| CN109140575A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-04 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 热分层增强的蓄热装置 |
-
1998
- 1998-04-23 JP JP10113087A patent/JPH11304385A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012037217A (ja) * | 2010-11-19 | 2012-02-23 | Toshiba Corp | 蓄熱装置 |
| CN104913421A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-16 | 许文辉 | 一种水蓄冷装置中的布水器 |
| CN104930624A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-23 | 许文辉 | 一种水蓄冷系统中的蓄冷池 |
| CN104949243A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-09-30 | 许文辉 | 一种斜温式水蓄冷系统中的蓄冷池 |
| CN105042736A (zh) * | 2015-06-23 | 2015-11-11 | 许文辉 | 一种水蓄冷系统中自带布水功能的蓄冷池 |
| CN109140575A (zh) * | 2018-10-15 | 2019-01-04 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 热分层增强的蓄热装置 |
| CN109140575B (zh) * | 2018-10-15 | 2024-03-22 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 热分层增强的蓄热装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050415 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20080215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080307 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080716 |