JPS5849500Y2 - 蓄熱槽 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、熱需要側に熱エネルギーを安定的に供給す
る蓄熱槽に関する。

一般に蓄熱槽は、熱供給側と熱需要側との間にあって、
熱供給側においてはエネルギを有効に使用するためや、
熱供給側設備を小容量化するためなどに用いられ、熱需
要側においては熱負荷の急変に追従させるためなどに用
いられている。

特に、太陽熱システムにおいては、蓄熱槽がよく利用さ
れている。

この理由としては太陽熱の希薄性、不確実性、間欠性を
補い、熱需要側に必要な温度と熱を安定的に供給可能と
できるからである。

第１図は、上記蓄熱槽を太陽熱システムに用いた場合を
示す概略配管系統図である。

この第１図において、蓄熱槽１は集熱された熱媒を収容
するようになっており、熱媒の温度による密度差に基づ
き、蓄熱槽１の上部側には高温状態の熱媒が滞溜し、蓄
熱槽１の下部側には低温状態の熱媒が滞溜するようにな
っている。

このように蓄熱槽１内に収容されている熱媒は、蓄熱槽
１の下部側にポンプ２を備えて連結されている流入管３
を介して、集熱器４に導かれ、集熱器４において太陽熱
を吸収して高温化され、流出管５を介して蓄熱槽１の上
部側に環流されるようになっている。

また、蓄熱槽１内に蓄熱されている高温状態の熱媒は、
蓄熱槽１の上部側に連結され、ポンプ６を備える流入管
７を介して、暖房器等の放熱器８において熱交換される
。

放熱器８において熱交換されて低温となった熱媒は、流
出管９を介して、蓄熱槽１の下部側に環流するようにな
っている。

ここで、蓄熱槽１は、太陽熱の供給側としての集熱器４
と需要側としての放熱器８との間にあって、太陽熱の希
薄性、不確実性、間欠性を補い、放熱器８において必要
な温度と熱量とを安定的に供給可能とするものであり、
したがって、大きな熱容量を持つとともに、高温状態の
熱媒を蓄熱し、外部への熱損失の少ないことが要求され
る。

さらに、給湯用としては、低温の水が流入管１０を介し
て熱交換器１１に供給され、この熱交換器１１において
水は熱交換されて高温状態の湯となり流出管１２を介し
て需要場所に供給されるようになっている。

上記システムにおいて、集熱器４における凍結の防止を
するために不凍液を用いているが、この場合蓄熱槽１内
の熱媒すべてを不凍液とすると費用の点で極めて不経済
であることに加えて、不凍液が空気に接するために酸化
劣化が生じるなどの問題があった。

第２図には、不凍対策を施した蓄熱槽を用いた太陽熱シ
ステムの概略配管系統図が示されている。

この図において、第１図に示す従来例と異なるのは集熱
系統を閉ループ化した点にある。

すなわち、流入管２と流出管５とを蓄熱槽１内において
熱交換器１３を介して接続したものであり、集熱系統の
熱媒を流入管３、集熱器４、流出管５および熱交換器１
３という経路で循環させるようにしたものである。

したがって、他の構成要素には、何ら変更がないから同
一の符号を付し、その説明を省略する。

このように構成すると、集熱系統のみ不凍液を混入すれ
ばよく、不凍液が少なくてすむほかに、熱媒が空気に接
することがないので酸化劣化の問題が発生することがな
い。

しがしながら、このような構成であると、給湯系統の熱
交換器のほかに、集熱系統の熱交換器も必要となる。

したがって、熱交換器が２台必要となることと、これら
の取り付は工数を要することが加わり、さらには、その
製品価格が高価になるという問題点があった。

第３図は、潜熱蓄熱とした蓄熱槽を用いた太陽熱システ
ムを示す概略配管系統図である。

この図において、第２図に示す従来例と異なるところは
、需要側としての暖房などに用いる放熱系統を閉ループ
化した点にある。

その他の構成には変更がないので、同一の符号付し説明
を省略した。

すなわち、流入管７と流出管９とを蓄熱槽１内において
熱交換器１４を介して接続してなり、放熱器８に流れる
熱媒をその系統内だけで循環させるようにしたものであ
る。

そして、蓄熱槽１における蓄熱は、その槽１内の蓄熱媒
体の潜熱を利用してなされるものである。

上述のような構成であると、熱交換器が三台も必要とな
り、これらを取り付ける空間を要するほか、組立工数を
要し、さらにはその価格が高価になるという問題点があ
った。

この考案は、上述した問題点を解消するためになされた
ものであって、効率のよい熱交換ができると共に、通常
用いる熱交換器を省略して、安価な蓄熱槽を提供するこ
とを目的とする。

この目的を達成するために、この考案は、熱エネルギを
蓄熱する蓄熱槽において、蓄熱槽の槽壁を熱伝導性の良
好な材質で形成し、前記壁面に熱供給管と熱需要管を近
接して直接固着し、槽壁を熱交換媒体としたものである
。

以下、この考案の実施例を図面を参照して説明する。

第４図は、この考案に係る蓄熱槽の第一実施例を断面で
示す説明図である。

この図の実施例において、符号２１は蓄熱槽であり、こ
の蓄熱槽２１は熱供給側（つまり、集熱系統）より供給
される熱エネルギをその槽２１内の蓄熱媒体２２を介し
て蓄熱するようになっている。

蓄熱槽２１は、通常、鉄板・ステンレス板あるいは銅板
などにより囲繞して形成した外囲器２３により構成され
、図示のように熱媒体２２を蓄えている。

この外囲器２３の壁２４の内面には集熱器４など熱供給
側の熱媒を流す熱供給管２５が接合配設され、その壁２
４の外面には熱需要側としての給湯用の水を流す熱需要
管２６が前記熱供給管２５の対象位置に接合配設されて
いる。

上記実施例は、例えば第２図に示す配管系統の場合に用
いるのが好適である。

つぎに、上記第一実施例の作用について説明する。

集熱器４など熱供給側から供給される熱媒は熱供給管２
５を流れると、その熱エネルギは配管２５から直接蓄熱
槽２１内の蓄熱媒体２２に伝達されるほか、外囲器２３
の壁２４の面に伝達される。

この外囲器２３の壁面に伝達された熱エネルギはその壁
面を介して蓄熱媒体２２に熱エネルギを伝達するほか、
需要側の熱媒を流す熱需要管２６にも伝達する。

したがって、熱需要側の熱需要管２６に流れる熱媒とし
ての水には、蓄熱槽２１などから壁２４の面を介して熱
エネルギが伝達され、所定の温度の湯として需要場所に
供給される。

もちろん、放熱器などで消費される熱は、蓄熱媒体２２
を放熱器に循環させてやれば得られるものである。

上記第一実施例によれば、蓄熱槽２１を形成する外囲器
２３の壁２４の面に熱供給側および熱需要側の熱媒を流
す各配管２５および２６を接合配設したので、蓄熱槽２
１内に熱交換器を設ける必要がなく、組立工数の減少を
図れると共に、効率のよい熱交換がなされ、あわせてそ
の価格を安価にすることができる。

第５図は、この考案に係る第二実施例を示す概略断面図
である。

この実施例において、第一実施例と同一構成要素には同
符号を付してその説明を省略する。

この図の実施例において、第一実施例と異なるのは、熱
供給側熱媒を流す熱供給管２５と熱需要側としての暖房
などに用いる熱媒を流す他の配管２７とを交互に接合配
設した点にある。

なお、符号２８は蓄熱槽２１を囲む断熱材である。

この実施例は、例えば第３図に示すような潜熱蓄熱方式
に利用して好適である。

第６図は上記第二実施例の作用を説明するために一部を
切欠いて示す説明断面図である。

この図において、熱供給側の熱媒を流す熱供給管２５お
よび需要側としての暖房などに用いる熱媒を流す配管２
７には、図の矢符に示すように熱エネルギを出入させる
ことになる。

すなわち、蓄熱槽２１を形成する外囲器２３の壁２４の
面が熱交換用の各配管２５および２７に対してフィンと
しての作用をすることになり、各配管２５および２７の
伝熱面積を増大させるものである。

したがって、熱交換が良好となって、効率よく熱交換が
なされるものである。

また、給湯用配管２６は熱供給側の熱媒を流す熱供給管
２５をフィンとして用いるものであるので、同様に伝熱
面積が増大する。

このような第二実施例によれば、前記第一実施例と同様
に熱交換効率が向上するほか、通常の熱交換器が不要と
なり、あわせてその価格が安価となる。

さらに、このような構造のため給湯用配管２６の径路は
外囲器２３の隔壁２４によってへだてられることになり
安全性が高くなる。

また、この給湯用熱交換器にはある程度容量を持たせ貯
湯式の如き機能を持たせることも、瞬間式とすることも
できる。

潜熱蓄熱をおこなわせるとき蓄熱媒体２２の熱伝導率が
低いなどの理由により、蓄熱槽２１を薄い板状に作るこ
とが考えられるが、この場合、各熱交換用配管２５ 、
２６および２７は、蓄熱槽２１の外囲器２３の壁２４の
面の補強を兼ねることもできるものである。

第７図は、この考案に係る第三実施例を断面で示す説明
図である。

この図の実施例において、第二実施例と異なるところは
、蓄熱槽２１内にフィン２９を図示のように配設した点
にある。

他の構成要素は、同一であるので同一の符号を付しその
説明を省略した。

上記のように構成することにより、潜熱蓄熱する場合に
、その蓄熱媒体２２自体の熱伝導率の低さを補なうこと
ができるものである。

上記第三実施例によれば、潜熱蓄熱に用いる蓄熱媒体２
２の熱伝導率が悪いような場合であっても、熱交換が効
率よくおこなわれるものである。

また、単に配管２５および２７にフィン２９を取り付け
るだけなので、工数を減少できるものである。

なお、上記各実施例とも熱供給側の熱媒を流す配管２５
および需要側の熱媒を流す配管２７を外囲器２３の壁２
４の内面に配設したが、もちろん壁２４の外面に取り付
けてもよいものである。

この場合は、熱交換の効率は若干減少するので、配管２
５および２７を平型にするなどしてやればよい。

このような構成であると、組立がさらに容易となるもの
である。

以上述べたように、この考案によれば、蓄熱槽を形成す
る外囲器を熱伝導性の良好な材質で形成し、該壁面に熱
供給管と熱需要管を近接して直接固着したので、熱交換
が迅速、かつ効率よく行なわれると共に、蓄熱媒体を貯
える蓄熱槽の槽壁を熱交換媒体として利用することによ
り、蓄熱槽を簡単な構造とすることができる利点がある
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は従来の蓄熱槽を用いた太陽熱シス
テムを示す概略配管系統図、第４図はこの考案に係る第
一実施例を断面で示す説明図、第５図は同第二実施例を
断面で示す説明図、第６図は同第二実施例の作用を説明
するために一部切欠いて断面で示す説明図、第７図は同
第三実施例を断面で示す説明図である。 ２１・・・・・・蓄熱槽、２２・・・・・・蓄熱媒体、
２３・・・・・・外囲器、２４・・・・・・壁、２５・
・・・・・熱供給側の熱媒を流す配管、２６・・・・・
・熱需要側（給湯用）の熱媒（水）を流す配管、２７・
・・・・・熱需要側（暖房など）の熱媒を流す配管、２
９・・・・・・フィン。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. （１）蓄熱媒体に蓄えられた熱エネルギーを熱交換によ
   って需要側に供給するための蓄熱槽において、前記蓄熱
   槽の外囲器を熱伝導性の良好な材質で形成し、該外囲器
   の壁面に熱供給管と熱需要管を近接して直接固着したこ
   とを特徴とする蓄熱槽。
2. （２）蓄熱槽の外囲器内壁面に熱供給管を固着し、前記
   熱供給管と同位置の外囲器外壁面に熱需要管を固着した
   ことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の
   蓄熱槽。
3. （３）蓄熱槽の外囲器内壁面に熱供給管と熱需要管を固
   着したことを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項
   記載の蓄熱槽。