JPH04295528A

JPH04295528A - 蓄熱槽

Info

Publication number: JPH04295528A
Application number: JP6064491A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Hamada; 浜田　栄一; Koji Morioka; 森岡　宏次; Kazuo Obata; 小畑　和夫
Original assignee: Taikisha Ltd
Current assignee: Taikisha Ltd
Priority date: 1991-03-26
Filing date: 1991-03-26
Publication date: 1992-10-20
Anticipated expiration: 2015-07-31
Also published as: JP3072138B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は蓄熱式冷暖房等に用いる
蓄熱槽に関し、詳しくは、熱媒液を貯留する液槽の複数
を列状に並べて槽列を形成し、この槽列を複数列並設し
た蓄熱槽に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記の如き液槽配列形態の蓄熱槽
においては、熱媒液還流路から蓄熱槽に戻る熱媒液と蓄
熱槽から熱媒液送出路へ送出する熱媒液との温度差を維
持する観点から、図６に示すように、熱媒液還流路３を
接続した一端側槽列Ｌａの端部液槽１ａから、熱媒液送
出路２を接続した他端側槽列Ｌｘの端部液槽１ｘへかけ
て熱媒液Ｗを蛇行状に流動させるように、熱媒液還流路
３及び熱媒液送出路２に対して全ての液槽１ａ〜１ｘを
直列に接続していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の蛇行状直列接続では、蓄熱槽における熱媒液流動抵
抗が大きく、このために、熱媒液循環に大きな動力を要
してランニングコストが嵩む問題があった。

【０００４】また、蓄熱槽における熱媒液流動抵抗が大
きいことに起因して熱媒液還流側の端部液槽と熱媒液送
出側の端部液槽とで大きな液位差が生じるため、蓄熱槽
の有効熱媒液貯留量が少量となって蓄熱槽の蓄熱容量が
槽容積の割りに小となる問題があった。

【０００５】本発明の目的は、合理的な液槽接続形態を
採用することにより上述問題の解消を図る点にある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明による蓄熱槽の第
１の特徴構成は、熱媒液を貯留する液槽の複数を列状に
並べて槽列を形成し、この槽列を複数列並設した構成に
おいて、同一槽列の前記液槽を、槽列の一端側から他端
側へ熱媒液流動させるように直列に接続し、それら槽列
を熱媒液送出路及び熱媒液還流路に対して並列に接続し
てあることにあり、その作用・効果は次の通りである。

【０００７】

【作用】つまり、同一槽列の液槽のみを直列に接続して
、それら直列接続の液槽から成る槽列の夫々は、熱媒液
送出路及び熱媒液還流路に対して並列に接続するから、
液槽の全てを蛇行状に直列接続する従来蓄熱槽に比べ、
蓄熱槽における熱媒液流動抵抗を小さくすることができ
る。

【０００８】また、槽列の夫々を熱媒液送出路及び熱媒
液還流路に対して並列に接続することにより、液槽の全
てを蛇行状に直列接続する従来蓄熱槽に比べ各液槽にお
ける単位時間あたりの熱媒液流出入量（換言すれば、各
液槽における熱媒液流速）が小さくなることから、槽列
の夫々を熱媒液送出路及び熱媒液還流路に対して並列に
接続しても、熱媒液還流路から各槽列に戻る熱媒液と各
槽列から熱媒液送出路へ送出する熱媒液との温度差、す
なわち、蓄熱槽に戻る熱媒液と蓄熱槽から送出する熱媒
液との温度差は、液槽の全てを蛇行状に直列接続する従
来蓄熱槽と同等に維持できる。

【０００９】

【発明の効果】その結果、本発明の第１特徴構成によれ
ば、蓄熱槽への戻り熱媒液と蓄熱槽からの送出熱媒液と
の温度差は従前と同等に維持できながらも、蓄熱槽にお
ける熱媒液流動抵抗を小さくできることにより、熱媒液
循環に要する動力を低減できてランニングコストを節減
でき、また、蓄熱槽における熱媒液還流側の端部液槽と
熱媒液送出側の端部液槽との液位差も小さくできて、槽
容積に対する有効熱媒液貯留量、ひいては、蓄熱容量を
従来に比べ大きく確保し得るに至った。

【００１０】ちなみに、蓄熱槽における熱媒液流動抵抗
を小さくし、また、蓄熱槽における熱媒液還流側端部と
熱媒液送出側端部との液位差を小さくするに、全ての液
槽を熱媒液送出路及び熱媒液還流路に対して並列に接続
することも考えられるが、この場合、全ての液槽に対し
て熱媒液送出路及び熱媒液還流路の夫々を各別に分岐接
続するために配管構成が極めて複雑となり、また、複数
の液槽を列状に並べた槽列の複数を並列配置する液槽配
列において、中央部に位置する液槽に対する熱媒液送出
路及び熱媒液還流路の接続構成が難しくなり、これらの
ことから、蓄熱槽の全体設備構成が複雑となって設備コ
ストが嵩むといった問題を生じる。

【００１１】この点、本発明の第１特徴構成によれば、
複数液槽を直列接続した槽列を熱媒液送出路及び熱媒液
還流路に対して並列に接続するものであるから、各槽列
の一端側液槽を熱媒液送出路に、かつ、他端側液槽を熱
媒液還流路に接続すればよく、全ての液槽に対して熱媒
液送出路及び熱媒液還流路の夫々を各別に分岐接続する
に比べ、分岐配管構成を簡略にできるとともに、液槽配
列の中央部に位置する液槽に熱媒液送出路及び熱媒液還
流路を接続するといったことも不要となり、これらのこ
とから、設備構成の複雑化及び設備コストの増大を抑制
し得る利点がある。

【００１２】（本発明の第２及び第３特徴構成）本発明
による蓄熱槽の第２の特徴構成は、前記槽列の並設数を
槽列における液槽数よりも大にしてあることにある。

【００１３】つまり、複数の液槽を列状に並べた槽列の
複数を並列配置する液槽配列においては、液槽の縦列方
向を槽列方向として液槽の横列方向を槽列の並設方向と
見るか、あるいは、液槽の横列方向を槽列方向として液
槽の縦列方向を槽列の並設方向と見るかによって、槽列
の並設数が槽列における液槽数よりも大となる場合と小
となる場合とが生じることが多いが、この場合、前述第
１特徴構成の実施にあたり上記第２特徴構成を採用すれ
ば、すなわち、槽列の並設数が槽列における液槽数より
も大となる形態において前述第１特徴構成を実施すれば
、槽列の並設数が槽列における液槽数よりも小となる形
態において実施するに比べ、各槽列における液槽の直列
接続数が小となることから、蓄熱槽における熱媒液流動
抵抗の低減、及び、蓄熱槽における熱媒液還流側端部と
熱媒液送出側端部との液位差の減少をより効果的に達成
し得る。

【００１４】本発明による蓄熱槽の第３の特徴構成は、
前記槽列の液槽数を３槽以上としてあることにある。

【００１５】つまり、一般に連通開口の面積を大きく採
れる液槽どうしの接続に比べ、熱媒液送出路や熱媒液還
流路を形成する配管構成と液槽との接続の場合、配管開
口面積が小さくて配管接続部における熱媒液流速が大き
くなるため、熱媒液送出路や熱媒液還流路を接続した液
槽においては貯留熱媒液に乱れを生じ易く、そして、こ
の乱れにより貯留熱媒液の温度分布も乱されるため、そ
れら流路接続液槽における蓄熱効率が低下するといった
現象がある。

【００１６】したがって、槽列の液槽数を２槽とする場
合では、それら２槽の両方（結果として全ての液槽）が
、熱媒液送出路や熱媒液還流路に対する接続液槽となっ
て蓄熱効率の低いものとなるため、蓄熱槽全体としての
蓄熱効率が大きく低下するといった問題を派生するが、
この点、上記第３特徴構成を採用すれば、各槽列におい
て両端部に位置する液槽以外の中間部の液槽は、熱媒液
送出路への熱媒液送出や熱媒液還流路からの熱媒液流入
の影響を受けずに熱媒液貯留状態が安定した蓄熱効率の
高い液槽とすることができることから、蓄熱槽全体とし
ての蓄熱効率を高く維持できる利点がある。

【００１７】

【実施例】次に実施例を説明する。

【００１８】図１は多数の水槽１ａ〜１ｃから構成する
蓄熱槽１を示し、複数の水槽１ａ〜１ｃを列状に並べて
槽列Ｌを形成し、この槽列Ｌを複数列並設してある。

【００１９】同一槽列Ｌの水槽１ａ〜１ｃは、槽列Ｌの
一端側から他端側へ貯留冷水Ｗを流動させるように直列
接続してあり、そして、これら槽列Ｌを、冷水送出路２
及び冷水還流路３に対して並列に接続してある。

【００２０】つまり、このように複数の槽列Ｌを冷水送
出路２及び冷水還流路３に対して並列に接続することで
、多数の水槽１ａ〜１ｃの全てを冷水送出路２及び冷水
還流路３に対して直列に接続するに比して、蓄熱槽１全
体としての冷水流動抵抗を低減するとともに、蓄熱槽１
における冷水流動方向の上流端と下流端との間での水位
差を減少させるようにしてある。

【００２１】図２に示すように、上記冷水送出路２は蓄
熱槽１における貯留冷水Ｗを空調機等の冷熱消費装置４
に給送する流路であり、また、冷水還流路３は冷熱消費
装置４で使用した冷水Ｗを蓄熱槽１に戻す流路である。

【００２２】各槽列Ｌにおける水槽１ａ〜１ｃの形成構
造、及び、直列接続構造としては、貯留冷水Ｗの流動方
向において上流側に位置して下端部に連通開口部５を形
成する第１壁体６と、貯留冷水Ｗの流動方向において下
流側に位置して上端部に冷水溢水部７を形成する第２壁
体８とにより槽仕切り用の堰構造９を構成し、そして、
この堰構造９を隣接水槽１ａ〜１ｃ間に位置させて、各
水槽１ａ〜１ｃを直列接続状態で仕切り形成してある。

【００２３】また、各槽列Ｌにおける上流側端部の水槽
１ａと冷水還流路３との接続構造、及び、各槽列Ｌにお
ける下流側端部の水槽１ｃと冷水送出路２との接続構造
については、冷水還流路３及び冷水送出路２の夫々にお
ける蓄熱槽接続部分をヘッダ構造３ｈ，２ｈにより形成
し、そして、冷水還流路３におけるヘッダ構造３ｈと各
槽列Ｌにおける上流側端部の水槽１ａとを単管１０を介
して接続するとともに、冷水送出路２におけるヘッダ構
造２ｈと各槽列Ｌにおける下流側端部の水槽１ｃとを単
管１１を介して接続してある。

【００２４】各槽列Ｌにおける上流側端部の水槽１ａに
おいて単管接続側には、前記の第２壁体８と同構成で上
端部に冷水溢水部１２を形成する上流端壁体１３を設け
てあり、また、各槽列Ｌにおける下流側端部の水槽１ｃ
において単管接続側には、前記の第１壁体６と同構成で
下端部に連通開口部１４を形成する下流端壁体１５を設
けてある。

【００２５】つまり、前記の堰構造９による水槽間仕切
り、並びに、端部水槽１ａ，１ｃにおける上記の上流端
壁体１３及び下流端壁体１５の配設により、図中矢印で
示す如く貯留冷水Ｗを流動させ、これによって、各水槽
１ａ〜１ｃにおける冷水貯留状態を温度成層状態に保ち
ながら、槽列Ｌの上流端と下流端との間で大きな冷水温
度差を維持するようにしてある。

【００２６】冷水還流路３におけるヘッダ構造３ｈと各
槽列Ｌにおける上流側端部の水槽１ａとを接続する単管
１０の夫々には流量調整弁１６及び流量計１８を設けて
あり、また、冷水送出路２におけるヘッダ構造２ｈと各
槽列Ｌにおける下流側端部の水槽１ｃとを接続する単管
１１の夫々には流量調整弁１７を設けてあり（尚、図示
しないが、冷水送出路２側の接続端管１１にも流量計１
８を付設することとしても良い）、流量計１８による流
量計測に基づき各流量調整弁１６，１７を調整すること
により、各槽列Ｌに対する冷水通水量を均等化するよう
にしてある。

【００２７】複数の水槽１ａ〜１ｃを直列接続した槽列
Ｌの複数を冷水送出路２及び冷水還流路３に対して並列
接続する蓄熱槽構成とするにあたっては、槽列Ｌの並設
数を槽列Ｌにおける水槽１ａ〜１ｃの直列接続数よりも
大きくしてあり、これによって、蓄熱槽１における冷水
流動抵抗の低減、及び、蓄熱槽１における上流側端と下
流側端との水位差の減少をより効果的に達成するように
してある。

【００２８】また、各槽列Ｌにおける水槽１ａ〜１ｃの
直列接続数は３槽以上としてあり、冷水送出路２への冷
水送出や冷水還流路３からの冷水流入の影響を受けずに
冷水貯留状態が安定した水槽１ｂを各槽列Ｌの冷水流動
経路中間部に確保することで、蓄熱槽全体としての蓄熱
効率を高く維持するようにしてある。

【００２９】図中１９は冷凍機であり、この冷凍機１９
の冷水吐出路２０は前記の冷水送出路２に接続し、かつ
、冷凍機１９への冷水戻し路２１は前記の冷水還流路３
に接続してある。

【００３０】つまり、蓄熱槽１に対する冷熱蓄熱運転時
には、各槽列Ｌにおいて冷水送出路２のヘッダ構造２ｈ
から冷水還流路３のヘッダ構造３ｈへ向けて冷水Ｗを流
動させる形態で蓄熱槽１と冷凍機１９との間で冷水循環
させて、冷凍機１９による生成低温冷水Ｗを蓄熱槽１に
貯留する。

【００３１】２２は冷凍機１９から吐出される低温冷水
Ｗの一部を冷水戻し路２１へ合流させるバイパス路であ
り、この合流量を三方弁２３により調整することで冷凍
機１９への戻し冷水温度を所定の温度に調整する。

【００３２】図中２４、２５は夫々、ポンプである。

【００３３】次に別実施例を列記する。

【００３４】（イ）前述実施例においては冷水を貯留熱
媒液Ｗとしたが、熱媒液Ｗは温水、あるいは、水以外の
液体であってもよい。

【００３５】尚、先述の図１及び図２、又、後述の図３
、図４、図５の夫々において熱媒液Ｗの流れを示す矢印
は、熱媒液Ｗとして冷水を蓄熱槽１に貯留する形態にお
いて、その蓄熱槽１の蓄熱冷熱を取り出し消費する冷熱
消費運転時の流れ方向を示し、蓄熱槽１に冷熱を蓄熱す
る冷熱蓄熱運転時には逆向きの流れ方向となるが、これ
に対し、熱媒液Ｗとして温水を蓄熱槽１に貯留する形態
においては、蓄熱槽１の蓄熱温熱を取り出し消費する温
熱消費運転時の流れ方向は、冷水貯留形態における冷熱
消費運転時の流れ方向と逆向きとなり、又、蓄熱槽１に
温熱を蓄熱する温熱蓄熱運転時の流れ方向も冷水貯留形
態における冷熱蓄熱運転時の流れ方向と逆向きとなる。

【００３６】（ロ）槽列Ｌにおいて直列接続する液槽１
ａ〜１ｃの仕切り構造は種々の構成変更が可能であり、
図３に示す如く、上下中間部に連通開口部２６を形成し
た第３壁体２７を先述の第１壁体６と第２壁体８との間
に配した堰構造２８をもって液槽１ａ〜１ｃを直列接続
状態で仕切り形成しても良く、また、図４に示す如く、
先述の第１壁体６のみをもって隣接液槽１ａ，１ｂを直
列接続状態で仕切り形成するとともに、隣の隣接液槽１
ｂ，１ｃを先述の第２壁体８のみをもって直列接続状態
で仕切り形成するという形態で、第１壁体６と第２壁体
８とを交互に使用して液槽１ａ〜１ｃを直列接続状態で
仕切り形成するようにしてもよい。

【００３７】（ハ）槽列Ｌにおける液槽１ａ〜１ｃの直
列接続数は３槽に限定されるものではなく、また、槽列
Ｌの並設数も前述実施例の並設数に限定されるものでは
ない。

【００３８】（ニ）図５に示すように、槽列Ｌの複数を
熱媒液送出路２及び熱媒液還流路３に対して並列接続し
た蓄熱槽構成１Ａ，１Ｂの複数を、熱媒液送出路２ない
し熱媒液還流路３を兼用する状態で隣接配設してもよい
。

【００３９】（ホ）各槽列Ｌに対する熱媒液流通量を調
整する流量調整弁に自動定流量弁を採用してもよい。

【００４０】（ヘ）熱媒液送出路２、及び、熱媒液還流
路３夫々の流路構造は種々の構成変更が可能である。

【００４１】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするため符号を記すが、該記入により本発明が添
付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】平面図

【図２】槽列縦断面図

【図３】別実施例を示す槽列縦断面図

【図４】別実施例を示す槽列縦断面図

【図５】別実施例を示す平面図

【図６】従来例を示す平面図

【符号の説明】

１ａ，１ｂ，１ｃ　　　　液槽

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】　　熱媒液（Ｗ）を貯留する液槽（１ａ）
，（１ｂ），（１ｃ）の複数を列状に並べて槽列（Ｌ）
を形成し、この槽列（Ｌ）を複数列並設した蓄熱槽であ
って、同一槽列（Ｌ）の前記液槽（１ａ），（１ｂ），
（１ｃ）を、槽列（Ｌ）の一端側から他端側へ熱媒液流
動させるように直列に接続し、それら槽列（Ｌ）を熱媒
液送出路（２）及び熱媒液還流路（３）に対して並列に
接続してある蓄熱槽。
【請求項２】　　前記槽列（Ｌ）の並設数を槽列（Ｌ）
における液槽数よりも大にしてある請求項１記載の蓄熱
槽。
【請求項３】　　前記槽列（Ｌ）の液槽数を３槽以上と
してある請求項１又は２記載の蓄熱槽。