JPH0152665B2 - - Google Patents

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JPH0152665B2
JPH0152665B2 JP59173756A JP17375684A JPH0152665B2 JP H0152665 B2 JPH0152665 B2 JP H0152665B2 JP 59173756 A JP59173756 A JP 59173756A JP 17375684 A JP17375684 A JP 17375684A JP H0152665 B2 JPH0152665 B2 JP H0152665B2
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chemical
hot water
chemical heat
water supply
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JP59173756A
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JPS6152550A (ja
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Takayuki Senda
Haruki Aoyanagi
Koji Nishimura
Kazuo Morimoto
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Hitachi Chemical Co Ltd
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Publication of JPH0152665B2 publication Critical patent/JPH0152665B2/ja
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H7/00—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release
    • F24H7/02—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid
    • F24H7/04—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid
    • F24H7/0408—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply
    • F24H7/0433—Storage heaters, i.e. heaters in which the energy is stored as heat in masses for subsequent release the released heat being conveyed to a transfer fluid with forced circulation of the transfer fluid using electrical energy supply the transfer medium being water
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
    • F28D20/00—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00
    • F28D20/003—Heat storage plants or apparatus in general; Regenerative heat-exchange apparatus not covered by groups F28D17/00 or F28D19/00 using thermochemical reactions
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • 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
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は給湯装置に係り、化学蓄熱方式により
蓄熱し、当蓄熱槽に水を給水し熱交換することに
より湯を取りだす化学蓄熱給湯システムに関する
ものである。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来の電気式温水器は、水の比熱を利用した顕
熱形の蓄熱であり、100℃以上の高温で貯えられ
ないことから蓄熱容量が小さいという欠点があつ
た。この問題点を改良する目的で潜熱蓄熱式給湯
システム等が開発されつつあるが、蓄熱温度が高
い、蓄熱密度が今一つ高くない、過冷却、相分離
等諸問題を内在している。
〔発明の目効〕
本発明は従来の給湯装置の問題点を解決するた
めになされたもので、蓄熱密度が高く、常温蓄熱
が可能な化学蓄熱材方式を採用し、深夜電力等の
安価な電源を利用して蓄熱を行い、蓄熱材の顕
熱、水蒸気潜熱を回収するため、貯湯層や潜熱蓄
熱槽を併設してエネルギーの有効利用を行い、必
要なときに高温の湯水を得るため発熱の制御、熱
交換の交率向上の問題を解決し、安全で実用的な
化学蓄熱給湯システムを提供するものである。
〔発明の概要〕
化学蓄熱方式は、その原理より、蓄熱密度が大
きいので蓄熱槽が小さくできる、高温発熱が可能
なので高温出湯ができる、化学蓄熱材の蓄熱状態
は常温でよい等の利点を有するので、給湯装置の
具備すべき条件である安い熱源、小さい容器、望
みのレベルの湯温をいつでも大量に得られる、購
入価格が安い等の要求に答えられる可能性を持つ
一つの方式であると期待される。消石灰を化学蓄
熱材の例にとりその熱収支を明からにすると消石
灰Ca（OH）2と生石灰CaOとの可逆反応において 上の状態平衡式と熱収支が成りたつ。入熱エネ
ルギーとしては207＋442＝649kcal／KgCaOが必
要で、出熱エネルギーとしては、反応発熱
269kcal／KgCaO、顕熱、潜熱、回収熱
355.1kcal／KgCoOである。出熱エネルギーの対
入熱エネルギー比率すなわち総回収率96.1％であ
り、反応発熱回収率は41.4％、顕熱、潜熱回収率
は54.7％となる。従つて顕熱、潜熱を回収するこ
とが必須となり、本発明では、水又は潜熱蓄熱材
を用いる。今、一個人宅での一日に必要な給湯熱
量を25000kcal（80℃、400）とすると必要な
CaO量は25000／649×0.96≒40Kgであり、顕熱潜熱回収 用にBa（OH）2・8H2O潜熱蓄熱材を用いると143
Kg必要と計算される。水で蓄熱するすれば貯水量
200で、昇温巾は15℃→80℃で計算される。
本発明はこれら顕熱、潜熱を水又は潜熱蓄熱材
に回収しつつ化学蓄熱材に蓄熱し、必要なときに
まず前者蓄熱槽より熱を伝え、次に化学蓄熱材を
発熱させて伝熱を行うことを特徴とするものであ
る。化学蓄熱材としては、本発明による給湯装置
に採用できるものは、Ｍ（OH）2MO＋H2O又は
Ｍ・ｎ（H2O）Ｍ・ｍ（H2O）＋（ｎ−ｍ）
（H2O）（Ｍとは一般に周期律表第１族、第２族
のイオン価が１価又は２価の金属を示す）の可逆
反応を利用するＭ（OH）2、Ｍ・ｎ（H2O）であ
る。具体的にはMg（OH）2、Ca（OH）2、CaCl2・
４（H2O）、Na2B4O7・10（H2O）、CaSO4・２
（H2O）が候補物質である。潜熱蓄熱材で顕熱、
潜熱を回収する場合、発生する水蒸気の潜熱を回
収し凝縮させるために潜熱蓄熱材の融点は100℃
以下でなければならない。潜熱蓄熱密度も高い方
が望しく候補物質として水酸化バリウム水和塩
Ba（OH）28H2O（融点78℃、潜熱70kcal／Kg）、水
酸化ストロンチウム水和塩Sr（OH）2・8H2O（融
点88℃、潜熱84kcal／Kg）、明バンKAl（SO4）2・
12H2O（融点91℃、潜熱55.5kcal／Kg）等である。
〔本発明の実施例〕
本発明の実施例を第１図乃至第７図に基づき以
下説明する。
第１図に本発明の装置の一実施例である化学蓄
熱給湯システムを示す。
本発明による装置は、第１図に示すごとく基本
的な槽構成として化学蓄熱槽１、熱媒受槽２１、
潜熱蓄熱槽１５、凝縮水受槽２４から構成され
る。保温材２で断熱された化学蓄熱槽１の内部に
は、化学蓄熱材熱交容器３を上下に複数液に配列
する。各々の化学蓄熱材熱交容器３には化学蓄熱
材４が充填され、化学蓄熱材熱交容器３の底面に
は電気ヒーター５および熱媒熱交管７が接合され
ており熱の入出力を行う。容器、ヒーター、熱交
管の材質は化学蓄熱材によつて決められるが、
Ca（OH）2の場合には銅、ステンレス又は鉄が使
用でき、熱伝導にすぐれた銅が最有力候補の一つ
である。化学蓄熱材容器３の上部には、水又は水
蒸気を供給する散水管８を配し、各棚段の散水管
８には各々水供給弁１２を付設する。化学蓄熱槽
１の最下部には、過剰に供給された水を溜めてお
く水溜部１３を設け、必要に応じて弁１４を開い
て下位レベルに存在する凝縮水受槽２４に水を落
して回収する。化学蓄熱槽１内の熱媒熱交管７
は、潜熱蓄熱槽１５内の潜熱蓄熱材１９中に布設
した潜熱蓄熱槽熱媒熱交管１７と連結し、熱媒受
槽２１に導かれる。熱媒受槽２１内の高温熱媒２
２としては、化学蓄熱材の発熱を伝熱する目的で
あるから、200℃以上の高温耐性を有するものが
望ましくダウサーム（ダウケミカル社製）やシリ
コンオイルを用いる。熱媒２２は熱媒循環ポンプ
２３によつて化学蓄熱槽熱媒熱交管７に送られ、
化学蓄熱材４の顕熱回収や、化学蓄熱材４の発熱
を潜熱蓄熱材１９に伝達する役目をもつ。保温材
１６で断熱された潜熱蓄熱槽１５の内部には、
100℃以下の融点をもつ潜熱蓄熱材１９が充填さ
れ、潜熱蓄熱材１９内に潜熱蓄熱槽水熱交管１
７、凝縮熱交管１８、潜熱蓄熱槽水熱交管２０を
布設する。潜熱蓄熱槽１５、熱媒熱交管１７、凝
縮熱交管１８、水熱交管２０の材質は潜熱蓄熱材
によつて左右される、潜熱蓄熱材がアルカリ性の
Ba（OH）28H2Oである場合には銅、ステンレスが
採用できる。化学蓄熱材の発生熱は熱媒の循環に
よつて潜熱蓄熱槽熱媒熱交管１７から潜熱蓄熱材
１９に伝達され、潜熱蓄熱材１９を加熱融解させ
て蓄熱する。給湯するときは、給湯ポンプを作動
させて、潜熱蓄熱槽水熱交管２０に水を供給して
潜熱蓄熱材１９のもつ熱量で水を加熱し給湯栓３
０より給湯する。化学蓄熱槽１の蓄熱過程では、
深夜電力等の加熱用電源９により電気ヒーター５
を発熱させて化学蓄熱材を４を数百度を加熱して
水蒸気を発生させる。化学蓄熱材４の微粉が発生
水蒸気に乗つて水蒸気管１１に混入することを防
止するため化学蓄熱槽１の最上部に、微細孔を有
するマイクロストレーナー３１や遠心力分離をは
かるサイクロンセパレーターを設置することが安
全である。発生した水蒸気は水蒸気管１１を通り
潜熱蓄熱槽凝縮熱交管１８に導びかれて水蒸潜熱
を潜熱蓄熱材１９に与えて凝縮し水となつて凝縮
水受槽２４に回収される。複数個の化学蓄熱材熱
交容器３を上下棚式に配置したる化学蓄熱槽１に
おいて、化学蓄熱材発熱開始命令信号を受けて、
水供給ポンプ２７を作動させると同時に最下段の
化学蓄熱材熱交容器３の上にある散水管８の水供
給弁を開いて、最下段の化学蓄熱材４に水を供給
することにより発熱を開始する。化学蓄熱材４中
の温度センター６と熱媒熱交出口湯温センサー４
８により温度検知を行いその差温が設定値以下と
なつた時には、すでに化学蓄熱材４の消火段階と
なつたと判断しその段の発熱終了命令信号を発つ
してその段の水供給弁１２を閉じ、次の上段の水
供給弁１２を開く。このように逐次上段の化学蓄
熱材４の発熱を行わしめる事が、比較的制御しや
すい方法である。これらの制御は制御器２８によ
つて行わしめるものとする。次に化学蓄熱材熱交
容器３の他の実施例を第２図に示す。化学蓄熱材
４は粉体、粒体の場合が多く、反応速度を早くす
るには微粉体である方が望しいが、生石灰の水和
反応は比較的すみやかに進行するので、取扱い性
から小ペレツトに成形されていることが実用的で
ある。化学蓄熱材４は飛散を防止する観点より金
属スクリーン製カゴ３４に収納する。化学蓄熱材
熱交容器３は熱伝導をよくするために伝熱フイン
をかけた仕切板３３により小分画の室に分け、そ
の各々の室に化学蓄熱材４入り金属スクリーン製
カゴ３４ごとを収納する。化学蓄熱材熱交容器３
の底面には、過剰に添加された水を抜くため水抜
き小孔３５をランダムに多数個設ける。容器裏面
には熱媒熱交管７と電気ヒーター５がろう付、か
しめ等の方法で熱的に接合され、入熱出熱を行
う。第３図に水熱発器の他の実施例を示す。化学
蓄熱材熱交容器３に収納された化学蓄熱材４の発
熱を促すには、散水管８を介して直接水を散水し
てもよいが、均一発熱をはかるには、水蒸気の吹
きつけの方が拡散しやすくて望しい。そのため
に、まず蒸発管３６を化学蓄熱材４中を通過さ
せ、化学蓄熱材４の上に配置した散水管８と連結
することにより、まず水を化学蓄熱材４に供給し
発熱を開始させ、その発熱を利用してある時間後
からは水蒸気が供給される。次に第４図に潜熱蓄
熱槽内の熱媒・水直接熱交管法の他の実施例を示
す。第１図において熱媒熱交換１７と水熱交管２
０は潜熱蓄熱材１９を介して熱的に隔離してお
り、化学蓄熱槽の水和反応発熱は熱媒から潜熱蓄
熱材１９に伝えられそれから湯水に伝えられる。
ところが、給湯湯温レベルの要求がきわめて高い
ときには、直接熱媒と熱交する方が望ましい。例
えば潜熱蓄熱材がBa（OH）2・8H2Oのときはその
融点が78℃であることからして給湯湯温は高くて
も73℃ぐらいであり、長く給湯を続けて潜熱蓄熱
材の固化が進行すると固相の熱伝導が悪さから得
られる給湯湯温は70℃以下となることもある。こ
れを回避する目的で常に高い湯温を得るには、制
御が複雑になるが水熱媒の熱交がすぐれた方法で
ある。このために、第４図に示す様に熱媒熱交管
１７と水熱交管２０は背中合せで熱交フイン板
37.を介して接合させる。この場合熱交フイン板
３７は必らずしも必須な条件ではないが、このフ
イン長さによつて熱流を分配し潜熱蓄熱材１９に
も伝熱を行い、伝熱を制御する。
第１図の方法で行なう発熱制御方法の特徴は以
下となる。
まず、給湯栓３０を開にして給湯ポンプ２９を
作動させると、潜熱蓄熱材１９の蓄熱量でもつて
水熱交管２０から伝熱されて湯水を加熱する。給
湯を続けるにつれて、潜熱蓄熱材の固化が進行し
潜熱蓄熱材の温度が低下する。この低下を潜熱蓄
熱材温度センサー３２により検知し、潜熱蓄熱材
の融点以下の設定された温度レベル以下になれば
化学蓄熱材４の発熱開始命令信号を制御器２８よ
り発し、化学蓄熱槽１へ水を供給する水供給ポン
プ２７を作動させ、同時に熱媒循環ポンプ２３を
作動させて発熱と伝熱を行う。潜熱蓄熱槽１５内
では熱媒による加熱と湯水による放熱が潜熱蓄熱
材を介して同時進行する。過不足なく進行させる
には化学蓄熱材４の熱伝導性が律速するので二つ
の熱交管の距離は十分近くに設計されねばならな
い。給湯栓の閉止による給湯ポンプの停止信号を
受けたり又は凝縮水槽２４内の水位低下を水位計
２６で検知して、化学蓄熱材４の発熱終了信号を
出すことにより給湯を終了させる。
第４図の熱媒・水熱交方式を用いる場合の制御
方法の特徴は以下である。常に高い湯温、例えば
ふろのさし湯として80℃〜90℃を要求するときに
は、制御モードを、“高温”として、潜熱蓄熱材
１９の温度センサー３２の信号にかかわりなく、
給湯栓３０を開くと同時に水供給ポンプ２７を作
動させ化学蓄熱材４の水和発熱反応を開始する。
熱媒循環ポンプ２３の作動によつて潜熱蓄熱槽熱
媒熱交管１７に伝えられ、熱媒の循環流量と負荷
である湯水流量によつて決定される温度勾配でも
つて、熱媒から湯水へ直接熱伝達される。
化学蓄熱材４の蓄熱過程の制御法の一例とし
て、発生水量をもつて制御する方法がある。深夜
電力等の電源９を用いて加熱ヒーター９を動作さ
せ化学蓄熱材熱交容器３ごとに化学蓄熱材４を加
熱し脱水反応を遂行する。発生した水蒸気はマイ
クロストレーナ３１を介して潜熱蓄熱槽１５内の
凝縮熱交管１８に導かれて凝縮し凝縮水受槽２４
に着水する。化学蓄熱材の一例として、充填され
る消石灰1.32Kgより水分0.32Kgが発生することは
反応当量式より前もつて分つているので、凝縮水
受槽２４に設けた水位計２６によつて水位上昇に
よる反応進行度が判明するので、あらかじめ設定
されたレベルにまで水位が上昇したときを検知し
て、蓄熱終了命令信号を発つして加熱電源９を切
り、熱媒循環ポンプ２３を作動させて化学蓄熱材
４の顕熱を回収して化学蓄熱槽１を冷却する。し
かる後に弁１０を閉じ、次の発熱開始命令まで待
期する。
次に本発明が高温発熱、蓄熱、出湯を特徴とす
る給湯装置であるため沸騰や熱損失防止のため問
題点の解決をはかる必要がある。第５図に各構成
要素の配置関係を示す。最上段に化学蓄熱槽、中
段に潜熱蓄熱槽１５、最下段に熱媒受槽２１、お
よび凝縮水受槽２４を並設する。この上下配置関
係によつて化学蓄熱槽熱媒熱交管７、潜熱蓄熱槽
熱媒熱交管１７内の熱媒を、化学蓄熱槽１の蓄熱
段階で化学蓄熱材を加熱する前に、熱媒受槽２１
に落しておくことによつて、熱媒の異常加熱や自
然対流による熱伝達を防止し熱損失を防ぐことが
できる。さらにこの配置関係により、化学蓄熱槽
水溜部１３から水を凝縮水受槽２４へ落下するこ
と、また、発生水蒸気を凝縮熱交管１８によつて
凝縮し、凝縮水受槽２４へ落下することが可能で
ある。第５図には明示していないが、実装置での
配管布設状況からして容易に落水ができないとき
があれば、必要に応じてエアーベント等によつて
空気を管内に導入することが有利な場合もあるこ
とは自明と考える。
以上述べたごとく、第１図乃至第５図は化学蓄
熱槽１内の化学蓄熱材の配置を上下棚式配置とし
て、発熱制御を各棚段ごとに行なうことを特徴と
した給湯装置であるので、装置が比較的複雑化す
る問題点を有する。したがつて、本発明はさらに
もう１つの化学蓄熱槽装置の他の実施例を提供す
る。
第６図に化学蓄熱材充填床式潜熱蓄熱材熱交給
湯装置を示す。保温材２で断熱された化学蓄熱槽
１の最低部に水溜部１３を有し、水はけをよくす
るため底部は水溜部１３に向つて自然排水勾配と
して1/100〜2/100の傾きをもたせている。底部よ
り少し高い所に水抜き孔付トレイ３８を設置す
る。トレイ３８上に粉体もしくは粒体成形体の化
学蓄熱材４の化学蓄熱槽１のほぼ上部まで一様に
充填し、化学蓄熱材４の内部には加熱用ヒーター
５、熱媒熱交管７が蛇管状又は面状に埋設されて
いる。化学蓄熱材４上部の空間に散水管８を布設
しこれより水又は水蒸気を供給する。さらに槽最
上部には微細スクリーン３１の水蒸気吸入口が設
けられている。化学蓄熱槽１の内部構造を除け
ば、第６図の装置は第１図の装置に同じである。
制御の特徴としては、第１図のような複雑さはな
くきわめて単純となる。すなわち潜熱蓄熱材１９
の温度低下を検知した温度センサー３２の信号を
受けて水供給ポンプ２７と熱媒循環ポンプ２３が
作動し散水管８より水又は水蒸気を供給する。弁
１０は閉じられているので、水の添加による水和
反応により化学蓄熱材４は発熱し過剰に添加され
た水は水蒸気となり、さらに下部化学蓄熱材層中
へ浸透し発熱を促進する。この場合反応の制御は
添加すべき水の量が支配するので、化学蓄熱材中
の各位置に複数個設けられた温度センサー６によ
り温度を検知してあらかじめ設定されたフイード
フオワード設定プログラムにより水の添加量をコ
ントロールする。同時に温度センサ６の検知によ
り化学蓄熱材４の発熱終了による温度低下を知り
水の供給ポンプ２７を停止し、熱媒循環ポンプ２
３も停止する。
第６図の充填床式においては、物質の拡散とい
う点からは化学蓄熱材４は微粉末体であることが
望しいが、取扱い性、熱伝達、水はけ等のマクロ
な物質移動、均一分散という観点からはある適度
の大きさをもつ粒状体が好ましい。水和発熱反応
と加熱脱水反応を特徴とする化学蓄熱方式におい
ては、水又は水蒸気の出入が非常に重要であるの
で、この粒状体に貫通性細孔を設ける方が有利と
なる。細孔を作る方法としては、消石灰と金属ア
ルミ粉およびポートランドセメントを混合し、混
合比は10：0.1：１〜10：0.5：２とする。均一に
混合したる後に水を少量添加に練りあげ放置す
る。混合物は発熱しながら発泡固化する。しかる
後に粉砕し粒径をそろえて粒状化学発熱体として
供給する。長期耐性あるいは微紛化防止あるいは
高温耐性という観点では、焼結金属として銅又は
真ちゆうの粒状体中に消石灰を同時に焼入れると
いう方法もある。
化学蓄熱材の顕熱又は水蒸気の潜熱を回収する
もう一つの発明として水を利用し直接給湯の用に
供するか又は高温給湯の予備加熱とする方法があ
り、第７図を用いて説明する。
本発明の実施例の基本的な槽構成として、化学
蓄熱槽１、貯湯槽３９、凝縮水受槽２４によつて
構成される。化学蓄熱槽１には化学蓄熱材熱交容
器３が上下棚式に配列されているのをはじめ装置
構造は第１図に示した化学蓄熱槽と全く同じであ
るので説明は省略する。この化学蓄熱槽の装置形
式は第６図充填式に置替えることも全く可能であ
るが、本文では第７図を用いて説明することとす
る。貯湯層３９は保温材４０により断熱され、市
水の供給はボールタツプ４３により行い、湯水の
混合をさけるため仕切堰４２を設けるものとす
る。化学蓄熱槽１の蓄熱過程で発生する水蒸気は
弁１０、水蒸気管１１を経て、貯湯槽湯水内に設
けた凝縮水受管１８に導かれ、湯水４１に水蒸気
潜熱を与えて凝縮水となり、下位に位置する凝縮
水受槽２４に落水する。凝縮水受槽２４の水位上
昇は蓄熱脱水反応の進行を表するものであり、水
位計２６により設定されたレベル迄達した時に蓄
熱終了命令を制御器２８により発つして加熱ヒー
ター５の電源９を切る。それから給湯ポンプ２９
を作動させ湯水４１を化学蓄熱槽熱媒管７に循環
させ化学蓄熱材４および容器３の顕熱を回収して
湯水を加熱する。
加熱された湯水は、三方弁４５を循環経路側と
して湯水循環配管４９を経由して貯湯槽３９に戻
る閉ループ循環を行なう。化学蓄熱槽１内が湯水
レベル迄冷却したら、弁１０を閉じ、給湯ポンプ
２９を停止させると同時に、エアーベント４７を
開にして空気を管内に導入して熱媒熱交換７内お
よび湯水循環配管４９内の湯水をすべて貯湯槽３
９に落水しておき、次の発熱開始命令まで待期す
る。この顕熱、潜熱回収によつて200の湯は約
80℃に昇温され、それだけかなりの給湯目的に供
することができる。その際は第７図のように三方
弁４５を給湯栓側へ切換えて給湯ポンプを作動さ
せれば、給湯栓３０から約80℃の湯水を供給でき
る。湯水の供給により貯湯槽３９内の湯水４１は
ボールタツプ４３から流入する市水で置き換えら
れるので湯温が低下する。この湯温を貯湯槽上部
に設けた湯温センサー４４により検知して発熱開
始命令信号を制御器２８より発つする。発熱開始
命令信号によつて水供給弁１２が開き、水供給ポ
ンプ２７が作動して化学蓄熱材４に散水管８より
水又は水蒸気が供給されて発熱反応が始まる。そ
れと同時に出湯センサー４６により湯温上昇が検
知され、望みの湯温になるように給湯ポンプ２９
の給湯量をコントロールする。第７図の構成槽の
配置関係は第５図に示したのと同様な理由によつ
て、最上段に化学蓄熱槽１、中段に貯湯槽３９、
最下段に凝縮水受槽２４を配置することが実用的
である。その他制御の方法等については第１図で
述べた制御に準じるものとして説明は省略する。
従つて本発明は上記構成よりなるので下記の効
果を奏する。
１ 25000kcalの給湯負荷熱量を、約40Kgの生石
灰CaOと約140Kgの水酸化バリウムBa（OH）2・
8H2Oで蓄熱することができ、装置容積は約
100〜150であり、従来の電温約400に比
べても、１／４〜１／３の容積縮少効果であ
る。
２ 本装置により顕熱、水蒸気潜熱の回収ができ
るので、従来の化学蓄熱の回収率の低さを大巾
に改善し0.8〜0.9にCOP（成積係数）を向上し、
深夜電力費の低価格と併せて実用的省エネ機と
なつた。
３ 本装置の数々の工夫により、比較的低温の湯
水から沸騰直前の高温湯水が任意に取り出せる
使い勝手の良い装置を供給できぬ。
４ 高温給湯につきものの危険性を回避し、比較
的安全な機構の装置を供給できる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の実施例を示す断面図、第２図
は第１図の化学蓄熱材熱交容器の他の実施例を示
す断面図及び平面図、第３図は第１図の水蒸気器
の他の実施例を示す側面図、第４図は第１図の潜
熱蓄熱槽内部の熱媒熱交管と水熱交管の他の実施
例を示す断面図、第５図、第６図は本発明の他の
実施例を示す断面図、第７図は本発明の実施例を
示す断面図である。 符号の説明、１……化学蓄熱槽、２……化学蓄
熱槽保温材、３……化学蓄熱材熱交容器、４……
化学蓄熱材、５……加熱用ヒーター、６……化学
蓄熱材温度センサー、７……化学蓄熱槽熱媒熱交
管、８……散水管、９……加熱用電源、１０……
弁、１１……水蒸気管、１２……水供給弁、１３
……水溜部、１４……弁、１５……潜熱蓄熱槽、
１６……潜熱蓄熱槽保温材、１７……潜熱蓄熱槽
熱媒熱交管、１８……凝縮熱交管、１９……潜熱
蓄熱材、２０……潜熱蓄熱槽水熱交管、２１……
熱媒受槽、２２……熱媒、２３……熱媒循環ポン
プ、２４……凝縮水受槽、２５……凝縮水、２６
……水位計、２７……水供給ポンプ、２８……制
御器、２９……給湯ポンプ、３０……給湯栓、３
１……微細スクリーン、３２……潜熱蓄熱材温度
センサー、３３……伝熱フイン、３４……金属ス
クリーン製、３５……水抜き用孔、３６……蒸発
管、３７………熱交フイン、３８……水抜き孔付
トレイ、３９……貯湯槽、４０……貯湯槽保温
材、４１……湯水、４２……仕切堰、４３……ボ
ールタツプ、４４……湯温センサー、４５……三
方切換え弁、４６……出湯温センサー、４７……
エアーベント、４８……熱媒熱交出口温度センサ
ー、４９……湯水循環配管。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 化学蓄熱層１、熱媒受層２１、潜熱蓄熱層１
    ５、凝縮水受層２４とから構成され、化学蓄熱層
    １には化学蓄熱材４が充填され且つ加熱用ヒータ
    ー５及び一端を熱媒循環ポンプ２３を介して熱媒
    受層２１に接続した化学蓄熱層熱媒熱交管７を布
    設し、該化学蓄熱材４上方に散水管８を水供給ポ
    ンプ２７を介して凝縮水受層２４に接続し、又潜
    熱蓄熱層１５には潜熱蓄熱材１９を充填し内部に
    潜熱蓄熱層熱媒交管１７、潜熱蓄熱層水熱交管２
    ０を布設してなり、潜熱蓄熱層熱媒交管１７の一
    端を化学蓄熱層熱媒熱交管７に接続するとともに
    該熱媒熱交換１７の他端を熱媒受層２１に接続し
    熱媒循環閉ループを形成せしめ、化学蓄熱層１上
    部より潜熱蓄熱層１５を介して凝縮水受層２４に
    至る水蒸気管１１及び凝縮熱交管１８を配設しさ
    らに化学蓄熱層１底部より凝縮水受層２４に至る
    配管を配設したことを特徴とする化学蓄熱給湯シ
    ステム。 ２ 化学蓄熱層の熱媒が、高温用熱媒ダウサー
    ム、又はシリコンオイルであることを特徴とする
    特許請求の第１項記載の化学蓄熱給湯システム。 ３ 化学蓄熱給湯システムが、最上段に化学蓄熱
    層、中段に潜熱蓄熱層、最下段に熱媒受層と凝縮
    水受層とを並設し配置させたものであることを特
    徴とする特許請求の範囲第１項記載の化学蓄熱給
    湯システム。 ４ 潜熱蓄熱層の潜熱蓄熱層熱媒熱交換管と水熱
    交換管とが、フイン板を介して熱的に接合されて
    いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
    の化学蓄熱給湯システム。 ５ 化学蓄熱層が、底部に水溜部を有し底部上に
    水抜き孔付トレイを設けるとともにトレイ上に化
    学蓄熱材を充填し該化学蓄熱材中に加熱用ヒータ
    ー及び熱媒熱交換管を布設し該化学蓄熱材の上部
    空間に散水管を設けたものであることを特徴とす
    る特許請求の範囲第１項記載の化学蓄熱給湯シス
    テム。 ６ 加熱ヒーターの電力源を、深夜電力を利用す
    ることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の化
    学蓄熱給湯システム。 ７ 化学蓄熱材をＭ（OH）2MO＋H2O又はＭ・
    ｎ（H2O）Ｍ・ｍ（H2O）＋（ｎ−ｍ）H2Oの可
    逆反応を利用するＭ（OH）2、Ｍ・ｎ（H2O）であ
    ることを特徴とする特許請求範囲第１項記載の化
    学蓄熱給湯システム。 ８ 化学蓄熱材が、Ca（OH）2、又はMg（OH）2又
    はCaCl2・４（H2O）又はNa2B4O7・10H2 2Ｏ、又
    はCaSO4・2H2Oであることを特徴とする特許請
    求範囲第１項記載の化学蓄熱給湯システム。 ９ 潜熱蓄熱材が、Ba（OH）2・8H2O又はSr
    （OH）2・8H2O又はKAl（SO4）2・12H2Oであるこ
    とを特徴とする特許請求範囲第１項記載の化学蓄
    熱給湯システム。 １０ 化学蓄熱材が、底部に水抜き用孔を有する
    複数の金属スクリーン製カゴに収納され、底部裏
    面に熱媒熱交換管及び加熱ヒーターを接合し内部
    を伝熱フインによる仕切板を設けて複数の室を形
    成させた化学蓄熱材熱交容器の各室に金属スクリ
    ーン製カゴを収納したことを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の化学蓄熱給湯システム。 １１ 散水管に連なる水供給管が、化学蓄熱材中
    を通過していることを特徴とする特許請求範囲第
    １項記載の化学蓄熱給湯システム。 １２ 化学蓄熱層の底部に水溜部を設け、該水溜
    部は弁を介して凝縮受層に接続されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１項記載の化学蓄熱
    給湯システム。 １３ 化学蓄熱材が消石灰を主成分とし、増結材
    発泡としてセメント、金属アルミ粉を添加し且つ
    水を任意の割合に混合し、発泡消石灰粒体を得て
    これを充填したることを特徴とする特許請求範囲
    第１項記載の化学蓄熱給湯システム。 １４ 化学蓄熱層１、貯湯層３９、凝縮水受層２
    ４とから構成され、化学蓄熱層１には化学蓄熱材
    ４が充填され且つ加熱用ヒーター５及び一端を給
    湯ポンプ２９を介して貯湯層３９に接続し他端を
    三方弁４５を介して貯湯層３９に戻り閉循環ルー
    プを形成する化学蓄熱層熱媒交管換７を布設した
    化学蓄熱材熱交容器３を設け、該容器３上方に散
    水管８を水供給ポンプ２７を介して凝縮水受層２
    ４に接続するとともに化学蓄熱層１上部より貯湯
    層３９を介して凝縮水受層２４に至る水蒸気管１
    １及び凝縮熱交管１８を配設しさらに化学蓄熱層
    １底部より凝縮水受層２４に至る配管を配設した
    ことを特徴とする化学蓄熱給湯システム。 １５ 化学蓄熱給湯システムが、最上段に化学蓄
    熱層、中段に貯湯層、最下段に凝縮水受層を配置
    させたものであることを特徴とする特許請求の範
    囲第１４項記載の化学蓄熱給湯システム。 １６ 加熱ヒーターの電力源を、深夜電力を利用
    することを特徴とする特許請求範囲第１４項記載
    の化学蓄熱給湯システム。 １７ 化学蓄熱材をＭ（OH）2MO＋H2O又は
    Ｍ・ｎ（H2O）Ｍ・ｍ（H2O）＋（ｎ−ｍ）H2O
    の可逆反応を利用するＭ（OH）2、Ｍ・ｎ（H2O）
    であることを特徴とする特許請求範囲第１４項記
    載の化学蓄熱給湯システム。 １８ 化学蓄熱材が、Ca（OH）2、又はMg（OH）2
    又はCaCl2・４（H2O）又はNa2B4O7・10H2O、
    又はCaSO4・2H2Oであることを特徴とする特許
    請求範囲第１４項記載の化学蓄熱給湯システム。 １９ 化学蓄熱材が、底部に水抜き用孔を有する
    複数の金属スクリーン製カゴに収納され、底部裏
    面に熱媒熱交換管及び加熱ヒーターを接合し内部
    を伝熱フインによる仕切板を設けて複数の室を形
    成させた化学蓄熱材熱交容器の各室に金属スクリ
    ーン製カゴを収納したことを特徴とする特許請求
    の範囲第１４項記載の化学蓄熱給湯システム。 ２０ 散水管に連なる水供給管が、化学蓄熱材中
    を通過していることを特徴とする特許請求の範囲
    第１４項記載の化学蓄熱給湯システム。 ２１ 化学蓄熱層の底部に水溜部を設け、該水溜
    部は弁を介して凝縮受層に接続されていることを
    特徴とする特許請求の範囲第１４項記載の化学蓄
    熱給湯システム。 ２２ 化学蓄熱材が消石灰を主成分とし、増結材
    発泡としてセメント、金属アルミ粉を添加し且つ
    水を任意の割合に混合し、発泡消石灰粒体を得て
    これを充填したることを特徴とする特許請求範囲
    第１４項記載の化学蓄熱給湯システム。
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