JPS60149891A

JPS60149891A - 蓄熱装置

Info

Publication number: JPS60149891A
Application number: JP59004625A
Authority: JP
Inventors: Shigeru Sakamoto; 坂本　成
Original assignee: Taisei Corp
Current assignee: Taisei Corp
Priority date: 1984-01-13
Filing date: 1984-01-13
Publication date: 1985-08-07

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は蓄熱装置に関し、特に、槽内に充填した熱伝
達液に、氷結して冷熱を蓄積する蓄熱液を収容した多数
の容器を＆清し、安価な夜間電力等により熱伝達液を冷
却し、この熱伝達液により容器内の蓄熱液を冷却してこ
れを氷結させることにより蓄熱液に冷熱を蓄積する一方
、昼間等には、氷結した蓄熱液の冷熱及びその潜熱によ
り熱伝達液を冷却し、この熱伝達液の冷熱を利用して、
冷房等の冷熱負荷の運転に（Ｊζし、以て冷房動力費の
低減を目的とする蓄熱の蓄熱効率の向上を図るものであ
る。

〔従来技術〕

従来の蓄熱装置としては、蓄熱液を冷却して液状のまま
の蓄熱液に冷熱を蓄積する手段が採用されているものが
ある。しかしながら、この装置によれば、液状のままの
蓄熱液に冷熱を蓄積するものであるため、蓄熱液への冷
熱の蓄積量が小さいから、所定量の蓄熱のためには装置
全体が大形化することが余儀なくされた。

また、蓄熱液を氷結することにより大量の蓄熱を可能に
した蓄熱装置が従来から存在するが、この装置は、蓄熱
液中に冷却コイルを設置するものであって、大量の氷結
をｆｉるためには、大量のコイルを必要とすることから
コスト面における不利があった。

〔発明の目的〕

この発明は、従来の前記不具合を解決するためになされ
たものであり、その目的は、蓄熱液を冷却氷結させるこ
とにより大量の冷熱を蓄積することを可能にすることに
あり、またその目的は、大量の冷却コイルを用いること
もなく蓄熱液を冷却氷結させることにより、コストを低
減することにある。

〔発明の構成〕

次に、この出願にかかる４発明の構成を、図面に付した
記号を引用して説明する。

この出願は、槽１内に充填した熱伝達液２に、氷結して
冷熱を蓄積する蓄熱液３を収容した多数の容器４を浸漬
し、槽１内の又は槽１外に導いた熱伝達液２にこれを冷
却する冷却装置５を臨ませ、且つ前記槽１に、蓄熱液３
により冷却された熱伝達液２の冷熱を利用する冷熱負荷
６を連結したことを特徴とする蓄熱装置を、特定発明と
するものである。

また、これの第１の併合発明は、槽１内に充填した熱伝
達液２に、氷結して冷熱を蓄積する蓄熱液３を収容し且
つ熱伝導率の高い熱伝導体３ａを内在させた多数の容器
４を浸漬し、槽１内の又は槽１外に導いた熱伝達液２に
これを冷却する冷却装置５を臨ませ、且つ前記槽１に、
蓄熱液３により冷却された熱伝達液２の冷熱を利用する
冷熱負荷６を連結したことを特徴とする蓄熱装置に係り
、第２の併合発明は、槽１内に充填した熱伝達液２に、
氷結して冷熱を蓄積するＭ熱液３を収容した多数の容器
４を浸漬し、各容器４を槽１内に設置した格子枠７に係
合して、相互間に所定の間隔をおいて各容器４を支持さ
せ、槽１内の又は槽１外に導いた熱伝達液２にこれを冷
却する冷却装置５を臨ませ、且つ前記槽１に、蓄熱液３
により冷却された熱伝達液２の冷熱を利用する冷熱負荷
６を連結したことを特徴とする蓄熱装置に係り、さらに
第３の併合発明は、槽１内に充填した熱伝達液２に、氷
結して冷熱を蓄積する蓄熱液３を収容した多数の容器４
を浸漬し、槽１内の又は槽１外に導いた熱伝達液２にこ
れを冷却する冷却装置５を臨ませ、且つ前記槽１に、蓄
熱液３により冷却された熱伝達液２の冷熱を利用する冷
熱負荷６を連結し、さらに前記槽ｌ内に、熱伝達液２を
槽１内で循環させる循環装置８と、熱伝達液２を各容器
４に均等に割り当てる整流装置９とを設けたことを特徴
とする蓄熱装置に係る。

〔実施例〕

以下に、この発明を図示実施例に従って説明する。第１
〜５図は、この発明の第１実施例を示す図である。

第１図は槽１の平面図であり、これには熱伝達液２が充
填される。熱伝達液２は不凍液からなり、その凍結温度
は一１０℃よりも低い。かかる槽１内の一端と他端の各
位置、及び両端を結ぶ位置に熱伝達液２の通路１１．１
２．１３が形成され、これを除く領域１４に多数の容器
４が立設される（容器４及び後述の格子枠７の一部は、
第１図において図示を省略している。）。

容器４は、縦に細長い有底の管からなり、熱伝達液２の
ｌｆｋ面から突出している上端には開口部１５が形成さ
れて、容器４内外が開口部１５により連通している。容
器４の底部には脚１６が設けられて、槽１の底部１７と
容器４との間にも熱伝達液２が回り込んで介在するよう
になっている。容器４の内部には蓄熱液３が充填されて
いて、熱伝達／（ｌｔ２の冷熱により氷結するようにな
っている。

而して蓄熱液３は熱伝達液２よりも氷結温度が高い性質
の液を用いる。

かかる容器４ば、前記脚１６と格子枠７とにより槽１内
に着脱可能に支持される。格子枠７ば、その孔の内部に
容器４を立て込むことにより、容器４を上下位置におい
て水平方向に支持しており、格子枠７の孔を選択して容
器４を立て込むことにより、槽１内における容器４間の
相互間隔及び容器４の分布と数とを設定して、熱伝達液
２の流路を確保する。

通路１１．１３の交差点には循環装置８としての送液機
が設置されて、この循環装置８により通路１１の熱伝達
液２を通路１３に送り出し、通路１２に到達させる。通
路１１．１２と領域１４との間には、整流装置９が設置
されていて、通路１２から領域１４へ流入し、領域１４
から通路１１へ流出する熱伝達液２が各容器４の外周に
均等に接するように、熱伝達液２の流れを調整している
。

通路１３には冷却袋Ｍ５の一部をなす冷却−次コイル１
８が介在して、通路１３を流通ずる熱伝達液２を冷却す
る。冷却−次コイル１８は管路１９により冷却装置５本
体に連続していて、内部には冷媒が流通している。管路
１９には弁２１，２２が設レノられている。

また、槽１にはポンプＰ、！：熱交換器２３とを直列に
備えた循環管路２４が備えられ、また熱交換器２３には
ポンプＰと冷房装置等の冷熱負荷６とが直列に接続され
ている。

次に、この実施例の作用を説明する。

前記のように構成した蓄熱装置の作用は、蓄熱ザイクル
と放熱サイクルとがある。

まず蓄熱ザイクルでは、電気エネルギー等の使用時間帯
外の余剰エネルギーを用いる。そして運転される冷却装
置５の作用によりその一部をなす冷却−次コイル１８内
に冷媒が通過する。この冷媒は、管路１９を弁２１側か
ら冷却−次コイル１８に入り、弁２２側へ循環して、通
路１３における熱伝達液２を冷却する。

槽１内では、熱伝達液２が通路１１から循環装置８によ
って通路１３．１２に送られ、通路１２から領域１４を
経て通路１１に循環する。この熱伝達液２の循環経路中
、通路１３において熱伝達液２は冷却−次コイル１８に
より冷却され、これが領域１４に至ったときに、容器４
に接して内部の蓄熱液３を冷却する。

容器４内の蓄熱液３は前記冷却を受けて次第に氷結して
、冷却−次コイル１８から熱伝達液２に伝達された冷熱
を蓄熱液３に蓄積する。この実施例では容器４の側面は
勿論、その底面からも蓄熱液３が冷却されるから、蓄熱
液３への冷熱蓄積は円滑になされる。また蓄熱液３氷結
時の体積変化に起因する容器４内の気圧変化は、容器４
に開口部１５が形成されているため生じない。

この実施例においては、格子枠７により多数の容器４が
適当な間隔をおいて配置され、しかも整流装置９により
熱伝達′ｅｉ、２の流れが調整されているから、熱伝達
液２による容器４の冷却が短時間内に効率的になされる
。

次に放熱サイクルは、氷結した蓄熱液３に蓄積された冷
熱を利用する時間帯に運転される。このときには、冷却
装置５は運転されず、循環装置８により前記と同一の経
路で槽１内を熱伝達液２が循環される。そこで、熱伝達
液２が容器４に接触して、容器４内の氷結した蓄熱液３
に蓄積された冷熱により熱伝達液２が冷却される。

この熱伝達液２は循環管路２４により槽１外の熱交換器
２３を通過されて再度槽１に循環する。

熱交換器２３では、ここで熱交換されて、熱伝達液２の
冷熱は冷房装置等の冷熱負荷６に供給される一力、熱交
換器２３を通過した熱伝達液２は槽１に戻って、ここで
前記のように再度冷却される。

ここで熱伝達液２の温度が蓄熱液３の融解温度を上回る
と容器４内で蓄熱液３の融解が始まる。蓄熱液３の融解
が継続している間は、熱伝達液２は所定の低温に維持さ
れて昇温しない。

かくして、蓄熱液３に蓄積された冷熱は、熱伝達液２及
び熱交換器２３を介して、冷熱負荷６を通過する流体に
移動する。かかる放熱サイクルによって、前記蓄熱サイ
クルにおいて蓄熱液３に蓄積された冷熱は放出され、氷
結した蓄熱液３は融解される。そして、氷結した蓄熱液
３の融解時にはその潜熱によっても熱伝達液２が冷却さ
れるから、放熱ザイクルにおける熱伝達液２の冷却効果
は高い。

この実施例においては、熱伝達液２の量と蓄熱液３の量
との割合は、槽１中における容器４の数を設定すること
により決定され、その増減により前記割合を変更するこ
とができる。

第６図は、この発明の第２実施例を示す図であり、前記
第１図の一方の領域１４に臨む整流装置９を、熱伝達液
２の通過を阻止できるように構成し、第１図の冷熱負荷
６の利用冷熱が軽微であるときに、他方の領域１４のみ
によって前記蓄熱及び放熱を行う。他の構成及び作用は
第１実施例と同一である。

第７図は、この発明の第３実施例を示す図であり、循環
装置８の位置を通路１２．１３の交差点とし、冷却−次
コイル１８を通路１１に設置した例を示す。通路１１に
はガイド２７を設置して、領域１４からの熱伝達液２が
通路１１にその端部から流入するようにしである。かく
して、熱伝達液２の循環経路は、ガイド２７により案内
されて端部から通路１１に流入する以外は、第１実施例
と同一である。また、蓄熱サイクルにおいて熱伝達液２
が冷却される位置は、通路１１において冷却−次コイル
１８によりなされる。他の構成及び作用は第１実施例と
同一である。

第８図は、この発明の第４実施例を示す図であり、通路
１３をなくして領域１４の面積を増大し、ポンプＰ及び
冷却装置５を直列に連結した管路２５により通路ｌＬ１
２間を連結している。従って、通路１１の熱伝達液２が
管路２５を通過して、その間に冷却装置５において冷却
され、通路１２に至り、ここから領域１４を通過する。

他の構成及び作用は第１実施例と同一である。

第９．１０図は、この発明を建築構造体２６、例えば建
築物の地下室に適用した例を示す図であり、地下掘削面
に防水モルタル金属板等の表面仕上げ２８を施してこれ
を２つの槽１とし、各種１を連結管２９で連通している
。３０は点検口を示す。通路１１，１２．１３、領域１
４、熱伝達液２、容器４、格子枠７、循環装置８、冷却
−次コイル１８のそれ自体は、配置が異なるものの前記
第１実施例と構成及び作用が同一である。

第１１図は、容器４として各種の横断面を持つ管を用い
た例を示しており、各容器４の下端には脚１６が装着さ
れている。ずなわぢ同図ｆａ）ば断面三角形、同図ｆｂ
ｌは断面正方形、同図（Ｃ）は断面円形、同図（ｄ）は
断面菱形、同図（８１は断面楕円形の例を示している。

他の断面形状の容器４を用いることもできることは勿論
である。

第１２図は、容器４内部に、蓄熱液３とともに熱伝導体
３ａを収容した例を示しており、熱伝導体３ａば容器４
の長手方向に延在していて、蓄熱液３に対する蓄熱及び
放熱を促進するものであって、同図［ａｌの熱伝導体３
ａば条毛状をなし、同図（ｂｌの熱伝導体３ａは断面…
形をなし、同図（Ｃ１の熱伝導体３ａは断面が略Ｈ字状
をなす。いずれも容器４の長手方向への熱の伝達を促進
するために熱伝達率の高い金属等の素材からなる。

第１３図は、第１Ｉ図（ｄ）に示した断面菱形の容器４
と、これを支持する格子枠７との配置例を示した例であ
り、容器４の長径を熱伝達液２の流れ方向に１ｉｉＪ　
ｋすて配置することにより熱伝達液２の流れの抵抗を小
さくしている。

〔発明のす］果〕

以上説明したように、この発明は、槽内に充填した熱伝
達液に、氷結して冷熱を蓄積する蓄熱液を収容した多数
の容器を＆清し、夜間電力等のような余剰エネルギーに
より熱伝達液を冷却し、この熱伝達液により容器内の蓄
熱液を冷却してこれを氷結させることにより、蓄熱液に
冷熱を蓄積する一方、昼間等のエネルギー使用時には、
氷結した蓄熱液の冷熱及びその潜熱により熱伝達液を冷
却し、この熱伝達液の冷熱を利用して、冷房等の冷熱負
荷の運転に供するようにした。かくして、この発明は、
槽内に多数の容器を浸漬するため、容器の大きさは槽に
比較して小さいから、各容器内の蓄熱液に対する蓄熱及
びＮ熱液からの放熱が速やかになされるため、蓄熱及び
放熱の効率が高く、蓄熱液に大量の冷熱を蓄積すること
ができ、しかも容器自体は流体移送用の管を切断して製
作することも可能であるため、コストの低減に貢献でき
る効果がある。またこの発明によれば、Ｎ熱液を氷結さ
せて冷熱をＭ積するものであるため、その放熱時には氷
解して、熱伝達液の冷却のために氷の冷熱の他に潜熱も
貢献するから、放熱サイクルにおいて熱伝達液が充分に
冷却されるから、冷熱を利用する機器への冷熱伝達が充
分になされる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の第１実施例を示す平面図、第２図
は、第１図のｎ−ｎ線断面拡大図、′第３図は、第２図
の平面図、第４図は、容器と格子枠の拡大斜視図、第５
図は、第１実施例の概念図、第６図は、第２実施例を示
す平面図、第７図は、第３実施例を示す平面図、第８図
は、第４実施例を示す平面図、第９図は、この発明を建
築物の地下室に適用した例の縦断面図、第１０図は、第
９図の平面図、第１１図（ａｌ〜ｔｅｌは、夫々容器の
形状の例を示す斜視図、第１２図（ａｊ〜（Ｃ１は、夫
々容器内に熱伝導体を収容した状態を示す一部切欠斜視
図、第１３図は、容器とイｖ子枠との配置の他の例を示
す平面図である。１・・・槽、２・・・熱伝達液、３・・・蓄熱液、３ａ
・・・蓄熱液、４・・・容器、５・・・冷却装置、６・
・・冷熱負荷、７・・・格子枠、８・・・循環装置、９
・・・整流装置、１１．１２．１３・・・通路、１５・
・・開口部、１６・・・脚、１７・・・底、１８・・・
冷却−次コイル、２３・・・熱交換器、２７・・・ガイ
ド特許出願人大成建設株式会社代理人　弁理士　森　哲也代理人　弁理士　内藤　嘉昭代理人　弁理士　清水　正代理人　弁理士　掘出　債是第１１図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）　（ｄ）　’　（ｅ）第１２図（ＣＩ）　（ｂ）　（Ｃ）第１３図

Claims

【特許請求の範囲】ｆｌｌ　槽内に充填した熱伝達液に、氷結して冷熱を蓄
積する蓄熱液を収容した多数の容器を浸漬し、槽内の又
は槽外に導いた熱伝達液にこれを冷却する冷却装置を臨
ませ、且つ＝曜槽に、蓄熱液により冷却された熱伝達液
の冷熱を利用する冷熱負荷を連結したことを特徴とする
蓄熱装置。（２）　容器は縦長であって、各容器の上部は、熱伝達
液の液面上において外部と連通している特許請求の範囲
第１項記載め蓄熱装置。（３）容器の底部と槽の底部とは隔離されていて、両底
部の間に熱伝達液が介在する特許請求の範囲第１項又は
同第２項記載の蓄熱装置。（４）槽内に充填した熱伝達液に、氷結して冷熱を蓄積
する蓄熱液を収容し且つ熱伝導率の高い熱伝導体を内在
させた多数の容器を浸漬し、槽内の又は槽外に導いた熱
伝達液にこれを冷却する冷却装置を臨ませ、且つ前記槽
に、蓄熱液により冷却された熱伝達液の冷熱を利用する
冷熱負荷を連結したことを特徴とする蓄熱装置。（５）　容器は縦長であって、熱伝導体は容器の長手方
向に延在する特許請求の範囲第４項記載の蓄熱装置。（６）　槽内に充填した熱伝達液に、氷結して冷熱を蓄
積する蓄熱液を収容した多数の容器を浸漬し、各容器を
槽内に設置した格子枠に係合して、相互間に所定の間隔
をおいて各容器を支持させ、槽内の又は槽外に導いた熱
伝達液にこれを冷却する冷却装置を臨ませ、且つ前記槽
に、蓄熱液により冷却された熱伝達液の冷熱を利用する
冷熱負荷を連結したことを特徴とする蓄熱装置。（７）格子枠には、上下方向に向いた孔が多数形成され
ていて、この孔に縦長の容器をＭ脱可能に挿入して係合
している特許請求の範囲第６項記載の蓄熱装置。（８）槽内に充填した熱伝達液に、氷結して冷熱を蓄積
するＭ熱液を収容した多数の容器を浸漬し、槽内の又は
槽外に導いた熱伝達液にこれを冷却する冷却装置を臨ま
せ、且つ前記槽に、蓄熱液により冷却された熱伝達液の
冷熱を利用する冷熱負荷を連結し、さらに前記槽内に、
熱伝達液を槽内で循環させる循環装置と、熱伝達液を各
容器に均等に割り当てる整流装置とを設けたことを特徴
とする蓄熱装置。