JPS6032116B2 - 蓄熱槽 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は温度の異なる液体を一個の糟内に一時的に貯え
るための篭熱槽に関するものである。

さらに詳しくは温度の異なる同一組成液体の密度差を利
用し、糟内の上層部には高温液体を、また糟内の下層部
には低温液体を一時的に分離貯蔵を可能とした蓄熱槽に
関するものである。近年、空調設備は無公害、省エネル
ギー空調としてヒートポンプシステムが急速に実用化さ
れている。

そして空調負荷とヒートポンプの閉回路内に蓄熱槽を設
け、負荷変動に応じてこの蓄熱槽に熱を貯めたり、ある
いは取り出したりすれば、ヒートポンプは負荷変動の影
響を受けることなく、最大効率点で運転することができ
るので、その能力を最大限に生かすことが可能になる。
従釆この目的のために第６図に示す如き構造の蓄熱槽が
用いられていた。

すなわち糟本体７内を多孔板８によって左右の２室に縦
方向に分割したもので、左側室ＡにはヒートポンプＰの
吐出管３を接続するとともに空調負荷Ｌの流入管４を接
続してヒートポンプＰから空調負荷Ｌへ送られる液体を
一時貯えるようにしてあり、また右側室Ｂには空調負荷
Ｌの吐出管５を接続するとともにヒートポンプＰの流入
管６を接続して空調負荷ＬからヒートポンプＰへ送られ
る液体を一時貯えることができるようにしたものである
。このような空調装置においては通常ヒートポンプＰは
一定運転をし、空調負荷いま負荷変動に応じて流入管４
からの流入液の量を調節しながら運転されるため、槽本
体７の左側室Ａと右側室Ｂとでは液体の流出入墨のバラ
ンスが頻繁に崩れるが、この従来の蓄熱槽においては余
分な量だけ多孔板８に設けた孔８１より移動して左右側
室Ａ，Ｂの液面を同一に保つとともに、必要に応じ徐々
に液体が入換るようになっている。

さて、空調装置の熱効率をより上げるには暖房運転時に
は空調負荷Ｌへ蓄熱槽内の最高温度液を供ｖ給し、ヒー
トポンプＰへ蓄熱槽内の最低温度液を供Ｖ給する必要が
あり、また冷房運転時はその逆に空調負荷Ｌへ蓄熱槽内
の最低温度液を供給し、ヒートポンプＰへ蓄熱槽内の最
高温度液を供給するのが好ましい。

しかし「 この従来の蓄熱槽においては左側室Ａと右側
室Ｂに存在する高温液と低温液とが多孔板８の上部、中
央、下部に設けられている孔８１を通して縦方向に混じ
り合い「 この混じり合った中間的な温度の液体を流入
管４によって空調負荷Ｌ「あるいはヒートポンプＰに供
給される欠点があった。

また孔８１の孔径を少さ〈すれば、糟内全体を高温液体
あるいは低温液体で充満させたい場合には左側室Ａと右
側室Ｂとの間の液の移動が良好に行なわれない。しかも
従来の蓄熱槽においては二室に分割した左側室Ａ及び右
側室Ｂのいずれの液体にも上下に温度分布を生じており
、うち高温槽となる室の上方に最高温度液が分布し低温
槽となる室の下方に最低温度液が分布しているのである
が、これらを暖房、冷房運転に応じて有効に利用するよ
うな考慮は払われてはおらず、ヒートポンプＰ及び空調
負荷Ｌには常に最高温度でも最低温度でもない中途半端
な液が送られることになる等熱効率の低下をまねく種々
の欠点があった。本発明は従来のこれらの欠点を改善す
べく鋭意検討した結果得られたもので、糟本体内の上層
部に高温液体の放出口及び吸入口を設け、また該糟本体
内の下層部には低温液体の放出口及び吸入口を設けたこ
とを特徴とする蓄熱槽に関するものである。

以下、本発明を図面とともに更に詳細に説明する。

第１図は本発明の蓄熱槽の断面及びその暖房運転時配管
の概略図である。

図中１は篭熱槽本体で、槽本体１内の上層部には高温液
体の放出口３１を設け、ヒートポンプＰにて熱を与えら
れた高温液体を吐出管３によって導びき「 ここから上
層部に放出する。また、糟本体１内の上層部には高温液
吸入口４１を設け、上層部に存在する最も熱い高温液体
をここより取り出して流入管４により空調負荷Ｌに導び
き、ここで室内等に熱を放出し低温液体となる。槽本体
１内の下層部には低温液体の放出口５１を設け、空調負
荷Ｌにて低温になった低温液体を吐出管５によって導び
し、て、ここから槽本体１内の下層部に低温液体を放出
する。

また、糟本体１内の下層部には低温液体吸入口６１を設
け、下層部に存在する最も冷たい低温液体をここより取
り出して流入管６によってヒートポンプＰに導びし、て
、液体の循環が繰り返されるものである。こうして糟本
体１の上方に高温液体「下方に低温液体が貯められるも
のであるが、空調負荷Ｌを停止してヒートポンプＰを作
動しつづければ、蓄熱槽内の液は上方より逐次高温液体
で置き換えられる。又ヒートポンプＰを停止して空調負
荷Ｌを作動しつづければ「蓄熱槽内の液は下方むり逐次
低温液体で置き換えられる。一方、冷房運転時には槽本
体１の各吸入口４１，ＳＩと放出口３１，５１を通る液
の流れは暖房運転時と逆方向になるように使用すればよ
い。

例えば第２図に示す如く吐出管３と流入管６とを四方切
換弁Ｓ，を介してヒートポンプＰと接続するとともに、
吐出管５と流入管４とを四方切襖弁Ｓ２を介して空調負
荷Ｌと接続すれば、暖房運転時及び冷房運転時の配管が
四方切換弁Ｓ，，Ｓ２を切換えるだけでそのまま使用可
能となる。さて、第２図の場合はそる冷房運転時を示す
もので、槽本体１の上層部の放出口３１より吐出管３及
び切換弁Ｓ，を通ってヒートポンプＰ内に入った液はこ
こで熱を放出し、低温液体となり、切換弁Ｓ，「流入管
６を通って吸入口６１より放出されて糟本体内の下層部
に貯められる。

また糟本体１の下層部の放出口５１より吐出管５及び切
換弁Ｓ２を通って空調負荷Ｌ内に入った低温液体はここ
で室内等の熱を奪って高温液体となり切換弁Ｓ２及び流
入管４を通って吸入口４１より放出されて糟本体内の上
層部に貯られるものである。

このように本蓄熱槽は暖房運転時及び冷房運転時のいず
れの場合も糟本体１の上層部に高温液体「下層部に低温
液体が貯められるものであるが、負荷変動にともなって
高温液体と低温液体の量が変った場合でも糟本体１内の
高温液体と低温液体とが接触する中間層が上下に移動す
るだけで、常に高温液体ほどより糟本体内の上方に、低
温液体ほどより糟本体内の下方に貯められることに変わ
りがない。

第３図は本発明の他の実施例であり、糟本体１内を孔２
１を有する多孔板２により横仕切りをして上層部と下層
部とを分割したもので、高温液体と低温液体との演りを
極力防止したものである。

第４図はさらに本発明の他の実施例であり、糟本体１内
の上層部の放出口３１と吸入口４１同士、下層部の放出
口５１と吸入口６１同士を孔９１を有する多孔管９で接
続したものであり、放出口から吸入口へ直接液体を送り
、余分の液体を孔９１より糟本体内に放出しまた不足分
は糟本体内の液をこの孔９１より補給するようにしたも
のである。この他、第５図に示す如く糟本体１内に設け
た放出口３１，５１及び吸入口４１，６１の先端に曲管
３２，５２，４２，６２を各々取りつけるとともに、上
層部の放出口３１と吸入口４１の曲管３２，４２同士、
下層部の放出口５１と吸入口６１の曲管５２，６２同士
を糟本体１の周壁にそって両者対向させて取付ければ、
上層部、下層部において回流が矢印の如く周壁にそって
生じ、高温液体と低温液体の混合を抑えることができる
。

この時曲管３２，４２は多少上向きに、曲管５１，６１
は多少下向きにしておいてもよいし、また各曲管の管□
付近に案内板を設けておいてもよい。本発明は以上述べ
た如きの畜熱槽であるので、槽内の上層部に高温液体を
、下層部に低温液体を液体の密度差を利用して一時的に
分離貯蔵することができ、また常に糟内の最高温度液体
、最低温度液体を必要に応じて空調負荷及びヒートポン
プに送ることができるので従来の蓄熱槽を用いた場合に
比して熱効率を大幅に高めることが可能になつた。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の蓄熱槽の断面及びその配管
を示す概略図、第３図及び第４図は本発明に係る蓄熱槽
の実施例の断面概略図、第５図は本発明に係る蓄熱槽の
他の実施例の一部切欠斜視図、第６図は従来の蓄熱槽の
断面及びその配管を示す概略図である。 １・・・槽本体、３１，５１・・・放出口、４１，６１
・・・吸入口、２・・・多孔板、２１・・・孔、９・・
・多孔管、９１…孔、Ｐ…ヒートポンプ、Ｌ…空調負荷
、Ｓ，，Ｓ２・・・四方切換弁。 オノ図 オ２図 オ３図 オぐ図 オ３図 汁ら図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 槽本体内の上層部には高温液体の放出口及び吸入口
   を設け、また該槽本体内の下層部には低温液体の放出口
   及び吸入口を設けたことを特徴とする蓄熱槽。 ２ 槽本体内の上層部には高温液体の放出口及び吸入口
   を設け、また該槽本体内の下層部には低温液体の放出口
   及び吸入口を設け、さらに前記上層部と下層部との両者
   を多孔板によつて横仕切りしたことを特徴とする蓄熱槽
   。 ３ 槽本体内の上層部には高温液体の放出口及び吸入口
   を設けると共に有孔管によつて両放出口と吸入口とを連
   絡し、また該槽本体内の下層部には低温液体の放出口及
   び吸入口を設けると共に有孔管によつて両放出口と吸入
   口とを連絡したことを特徴とする蓄熱槽。