JP2554718B2 - 蓄熱装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、潜熱蓄熱材を容器内に封入してなる複数個
の潜熱蓄熱体を蓄熱槽内に密接並置している蓄熱装置で
あって、更に詳しくは、前記蓄熱装置とヒートポンプと
を併用し、夜間電力を利用してヒートポンプを運転し蓄
熱体に対して蓄熱し、昼間の空調負荷に対して蓄熱装置
の単独又は蓄熱装置ヒートポンプとの同時運転によって
ヒートポンプのみの運転に比べてトータルランニングコ
ストの低減化を図ることのできる蓄熱装置に関する。

〔従来の技術〕

上記のような蓄熱装置において、蓄熱量を把握する方
法として、第５図に示すように、チューブ式の熱交換器
（９）を水式蓄熱槽内に浸し、このチューブ（18）内に
冷媒を循環させチューブ外表面に着氷させる構成を採っ
て、この蓄熱槽（10）の水位を水位計（19）で測定して
蓄熱量を把握する方法を採用していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしこの場合には、着氷にかかる水位上昇が余り大
きくとれない為に精密な水位検出計が必要になるととも
に、振動源が近くにあると水面が波打って正確な測定が
行なえず、かつ、基準水位を常に管理しなければならな
いといった種々の問題点があった。

本発明の目的は従来に比べてより確実に蓄熱状態を知
ることができるものを提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による特徴構成は 相変化する潜熱蓄熱材の体積膨脹に追従して膨脹す
る潜熱蓄熱体群における密接方向でのトータル膨脹量を
検出する検出体を、前記潜熱蓄熱体群の最外側に位置す
る前記潜熱蓄熱体を測定対象とする位置に配置する点
と、 前記検出体の検出結果に基づいて、前記蓄熱槽内の
各潜熱蓄熱体の相変化状態を把握する点と、 にあり、その作用効果は次の通りである。

〔作 用〕

つまり、潜熱蓄熱材が相変化を起して体積膨脹すると
その容器も膨脹する。そして、この潜熱蓄熱材の相変化
が総ての潜熱蓄熱体の容器内で起るので、例えば、第２
図に示すように、前記潜熱蓄熱体群の最外側に位置する
潜熱蓄熱体自体の膨脹及び他の潜熱蓄熱体の膨脹によっ
て押圧される前記最外側潜熱体の移動量を圧電素子等の
検出体で測定することによって、全潜熱蓄熱体のトータ
ル膨脹量ひいては蓄熱量を知ることができる。

〔発明の効果〕

したがって、従来のように水位を通して間接的に氷着
量を知るのではなく、直接膨脹量を図る方法であるか
ら、より正確に蓄熱量を知ることができる。しかも、単
一の検出体であり乍ら全潜像蓄熱体の蓄熱状態を把握で
きる利点もある。

〔実施例〕

第３図において、（10）は潜熱蓄熱材の相変化、具体
的にはその凝固に係る潜熱を蓄える蓄熱装置の蓄熱槽を
示しており、該蓄熱槽（10）は、縦横に仕切られた隔壁
（17）によって４分割された第１蓄熱槽（11），第２蓄
熱槽（12），第３蓄熱槽（13）及び第４蓄熱槽（14）か
らなっている。更に詳しくは、該蓄熱槽（10）は、熱媒
流体供給口（15）から熱媒流体が供給され該熱媒流体を
内部流通させる第１蓄熱槽（11）と、該第１蓄熱槽（1
1）を通流した上で溢出する熱媒流体が導入され該熱媒
流体を内部通流させる第２蓄熱槽（12）と、該第２蓄熱
槽（12）を通流した上で送出される熱媒流体が導入され
該熱媒流体を内部通流させる第３蓄熱槽（13）と、該第
３蓄熱槽（13）を通流した上で溢出する熱媒流体が導入
され該熱媒流体を内部通流させた上で熱媒流体排出口
（16）から排出する第４蓄熱槽（14）とからなってお
り、その各槽（11），（12），（13），（14）には夫
々、潜熱蓄熱体（１）が整列状態で収納配置されてい
る。

前記潜熱蓄熱体（１）について詳述するに、該潜熱蓄
熱体（１）は、第１図に示すように、潜熱蓄熱材を封入
するための空隙が形成された軟性材料製の板状容器の内
部に熱媒流体よりも比重が小さい潜熱蓄熱材が空気と共
に封入されてなっている。そして該潜熱蓄熱体（１）
は、前記蓄熱槽（10）の各槽（11），（12），（13），
（14）に夫々最密状態で配置されるように、複数列に
（各槽毎に２列に）縦列配置された上で、中間にスペー
サ（４）を介装しつつ多段に積層配置され、もって整列
状態に収納配置されている。しかも各潜像蓄熱体（１）
の横側面には凸部（1a）が設けてあり、これら凸部（1
a）同士が接当して相互間には適宜スペースを有する熱
媒流体の通流域が形成されている。

かくして整列状態に収納配置された潜熱蓄熱体（１）
は、それらのうちの最も上段に位置する潜熱蓄熱体
（１）の上に各槽（11），（12），（13），（14）毎に
４個宛割り当てられて設置された浮止めステー（２）に
よってその浮力による浮上が防止されるようになってい
る。なお第３図中の（５）は、蓄熱槽（10）の上面開口
部に配置される落とし棚である。

次に、各槽（11），（12），（13），（14）における
蓄熱量を知る手段を説明する。第２図（イ），（ロ）に
示すように、各槽（11），（12），（13），（14）の外
壁（11A），（12A），（13A），（14A）内面に凹部を形
成し、その凹部内に圧電素子等検出体（３）を固着した
取付台（６）を装着している。一方、蓄熱槽（11），
（12），（13），（14）内の潜熱蓄熱体（１）は長幅の
横側面同志を接する状態で密接配置され、それら横側面
の突出部（1a）同志を実際に接当させることによって熱
媒流体の通流路を設けてある。したがって、第２図の
（ロ）で示すように、蓄熱の始まる前状態から蓄熱が始
まると各潜熱蓄熱体（１）は、第２図の（イ）で示すよ
うに、潜熱蓄熱材の相変化によって体積膨脹を行う。す
ると、前記検出体としての検出センサ（３）の検出対象
とされている潜熱蓄熱体（１）群の最外側に位置する潜
熱蓄熱体（１）は自己の体積膨脹と隣接する他の潜熱蓄
熱体（１）の体積膨脹による密接方向への移動力を受け
て検出センサ（３）に近接し、設定蓄熱量で検出センサ
（３）に接触作用する。したがって、この検出センサ
（３）からの信号を受けて設定蓄熱量になったと判断し
てヒートポンプの運転を止めるON−OFF制御が行なえ
る。ただし、前記検出センサ（３）を固着している取付
台（６）は樹脂製で、潜熱蓄熱体（１）が設定量以上膨
出した場合に、その膨出量を吸収するように弾性変形す
る。

〔別実施例〕 前記検出体（３）としては体積膨脹量を一点だけで
促える構造のものを示したが、例えば、第４図に示すよ
うに、センサロッド（７）を最外側の潜熱蓄熱体（１）
に接当させ、体積膨脹量に応じてセンサロッド（７）を
外方に押し出し移動させる構成を採り、このセンサロッ
ド（７）に連結したアーム（８）を介してポテンショメ
ータ等の回転センサに連結し、体積膨脹量を連続的に検
出することができる。

また、前記検出体（３）としては光センサ式距離計
を採用して、槽外壁（11A），（12A），（13A），（14
A）内面からの最外側の潜熱蓄熱体（１）までの間隔を
測定して、体積膨脹量を知る構成を採ってもよい。

潜熱蓄熱体（１）の密接並置する状態としては各潜
熱蓄熱体（１）の体積膨脹量を見込んだ並置状態を採っ
てもよい。

潜熱蓄熱体（１）としては球形等他の形状を採って
もよい。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る蓄熱装置の実施例を示し、第１図は
潜熱蓄熱体を示す斜視図、第２図（イ）は潜熱蓄熱体が
相変化して体積膨脹した状態を示す縦断面図、第２図
（ロ）は潜熱蓄熱体が相変化する前の状態を示す縦断面
図、第３図は蓄熱槽を示す斜視図、第４図は潜熱蓄熱体
の相変化状態を検出する検出体の別実施例を示す縦断面
図、第５図は従来の蓄熱法における蓄熱方法を示す縦断
面図である。 （１）……潜熱蓄熱体、（３）……検出体、 （10）……蓄熱槽。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜熱蓄熱材を容器内に封入してなる複数個
   の潜熱蓄熱体（１）を蓄熱槽内に密接並置している蓄熱
   装置において、相変化する前記潜熱蓄熱材の体積膨脹に
   追従して膨脹する前記潜熱蓄熱体群における並置方向で
   のトータル膨脹量を検出する検出体（３）を、前記潜熱
   蓄熱体群の最外側に位置する前記潜熱蓄熱体（１）を測
   定対象とする位置に配置するとともに、前記検出体
   （３）の検出結果に基づいて、前記蓄熱槽（10）内の各
   潜熱蓄熱体の相変化状態を把握すべく構成してある蓄熱
   装置。