JPH0628527U - ヒートポンプシステムによる高温貯湯式蓄熱装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小さな蓄熱槽で大きな温熱エネルギーを貯蔵
できる蓄熱装置を提供する。 【構成】 夜間電力を利用してヒートポンプ装置(２)を
運転して貯湯槽(１)内の貯溜液に温熱エネルギーを貯蔵
する蓄熱装置において、貯湯槽(１)の内部に電熱ヒータ
(15)を配置する。この電熱ヒータ(15)の給電回路(16)と
ヒートポンプ装置(２)の給電回路(12)とを制御装置(14)
に配置した経過時間測定タイマー(19)からの指令あるい
は貯湯槽(１)に配置したサーモスタット(20)の作動で択
一的に導通する状態に切換可能に構成する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ヒートポンプを利用して高温熱を貯蔵する貯湯式蓄熱装置に関する ものである。

【０００２】

【従来技術】

近年、住宅やビルなどの暖房装置として、省エネルギー、経済性の面から、夜 間電力を利用して蓄熱槽に温水の形態で温熱エネルギーを貯蔵し、昼間に温熱エ ネルギーを暖房に利用することが行われている。この場合、蓄熱槽に貯蔵する熱 の熱源としてヒートポンプを利用するものが知られている。

【０００３】 従来、ヒートポンプポンプを熱源とした蓄熱式暖房装置として、例えば特開昭 ６１−２７２５４８号公報や実開昭６１−２７２５４８号公報に開示されたもの がある。 特開昭６１−２７２５４８号公報に示されたものは、圧縮機で加圧したブライ ンを凝縮液化し、この液化したブラインを直接蓄熱槽内に噴霧して蓄熱槽内に冷 熱を貯蔵する冷房使用状態と、加圧したブラインの凝縮液化時に冷却液として使 用するブラインを蓄熱槽に供給して温熱を貯蔵する暖房使用状態とに切り換える ようにしたものである。

【０００４】 一方、実開昭６１−２７２５４８号公報に開示された冷暖房装置は、圧縮機で 加圧した冷媒を凝縮液化し、この液化した冷媒を蓄熱槽内で熱移送液と熱交換し て蓄熱槽内に冷熱を貯蔵する冷房使用状態と、加圧した冷媒を熱移送液と熱交換 する暖房使用状態とに切り換えるようにしたものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】

ところが、ヒートポンプによる加温温度は、通常４５〜５０℃が限度であり、 暖房時に十分な蓄熱量を確保するためには、大容量の蓄熱槽を必要とし、装置全 体が大型化するという問題がある。 本考案はこのような点に着目してなされたもので、小さな蓄熱槽で大きな温熱 エネルギーを貯蔵できる蓄熱装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

上述の目的を達成するために、本考案は、夜間電力を利用して空冷ヒートポン プ装置を運転し、貯湯槽内の熱移送液に熱エネルギーを貯蔵するように構成した ヒートポンプシステムによる貯湯式蓄熱装置において、貯湯槽の内部に電熱ヒー タを配置し、この電熱ヒータの給電回路とヒートポンプ装置の給電回路とを制御 装置に配置した経過時間測定タイマーからの指令あるいは貯湯槽に配置したサー モスタットの作動で択一的に導通する状態に切換可能に構成したことを特徴とし ている。

【０００７】

【作用】

本考案では、貯湯槽の内部に電熱ヒータを配置し、この電熱ヒータの給電回路 とヒートポンプ装置の給電回路とを制御装置に配置した経過時間測定タイマーか らの指令あるいは貯湯槽に配置したサーモスタットの作動で択一的に導通する状 態に切換可能に構成していることから、貯湯槽内の熱移送液を夜間電力を利用し てヒートポンプで一定時間加熱することにより、ヒートポンプでの限界温度(４ ５〜５０℃)まで加熱し、その後ヒートポンプと電熱ヒータとを切換使用するこ とにより、７５〜８５℃まで加熱することができる。

【０００８】

【実施例】

図面は貯湯式蓄熱装置の概略構成図である。 図中符号(１)は貯湯槽、(２)はヒートポンプ装置であり、貯湯槽(１)の底部か ら導出した貯溜液導出路を送液ポンプ(３)を介してヒートポンプ装置(２)の放熱 部(４)に接続し、ヒートポンプ装置(２)の放熱部(４)から導出した貯溜液導入路 を貯湯槽(１)の上部に接続することにより蓄熱用熱移送液循環路(５)が閉ループ に形成してある。

【０００９】 ヒートポンプ装置(２)は放熱部(４)と圧縮機(６)とをヒートポンプ回路(７)で 閉サイクルに接続し、ヒートポンプ回路(７)に、膨張弁(８)と逆止弁(９)とを並 列に配置することにより形成した膨張弁ユニット(10)と、吸熱器(11)とが直列に 配置してある。そして、このヒートポンプ装置(２)はその給電回路(12)に配置し た切換スイッチ(13)を制御装置(14)からの指令で断続切換することにより、制御 装置(14)で運転制御されるように構成してある。

【００１０】 また、貯湯槽(１)内の底部にはパイプ式の電熱ヒータ(15)が配置してあり、こ の電熱ヒータ(15)への給電回路(16)に電源(17)と切換スイッチ(18)とが介装して あり、この切換スイッチ(18)は制御装置(14)からの指令で断続切り換えされるよ うに構成してある。

【００１１】 制御装置(14)には時計機能を有するタイマーと経過時間測定タイマー(19)が組 み込んであり、この経過時間測定タイマー(19)がヒートポンプ装置(２)の運転開 始後一定時間を計測すると、ヒートポンプ装置(２)の給電回路(２)に配置した切 換スイッチ(13)を導通状態から非導通状態に切換えるとともに、電熱ヒータ(15) への給電回路(16)に配置した切換スイッチ(18)を非導通状態から導通状態に切り 換えるように構成してある。

【００１２】 また貯湯槽(１)には、貯湯槽(１)内に貯溜されている貯溜液の液温で作動する ２種類のサーモスタット(20)(21)が配置してあり、一方のサーモスタット(20)は その作動温度をヒートポンプでの昇温限度温度(例えば４５℃)に設定してあり、 他方のサーモスタット(21)はその作動温度を貯溜液最高温度(例えば８０℃)に設 定してある。

【００１３】 以上の構成からなる蓄熱装置の作動を説明する。この蓄熱装置は夜間電力供給 時間を利用して加熱工程で蓄熱槽に温水として蓄熱し、昼間に蓄熱した温熱を例 えば暖房等に利用する。 （ａ） ヒートポンプ蓄熱工程 制御装置(14)の時計機能を有するタイマーが設定時刻(例えば午後８時)になる と、ヒートポンプ装置(２)が作動を開始し、ヒートポンプ装置(２)を循環する熱 媒体が吸熱器(11)で吸収した大気中の熱を放熱部(４)で放熱する。一方、貯湯槽 (１)内の熱移送液はヒートポンプ装置(２)の放熱部(４)との間で循環して、放熱 部(４)で放熱された熱を吸収する。

【００１４】 そして、ヒートポンプ装置(２)の運転開始後一定時間(例えば２時間)が経過し たことを経過時間測定タイマー(19)が測定すると、ヒートポンプ装置(２)の運転 を停止するとともに、電熱ヒータ(15)への給電回路(16)に配置した切換スイッチ (18)を導通状態に切り換える。この運転開始後ヒートポンプ装置(２)の運転停止 するまでの設定時間は熱移送液の液温が４５〜５０℃程度の昇温限度になる時間 を設定してある。なお、経過時間測定タイマー(19)が設定時間に達する前に熱移 送液の液温昇温限度に達すると、サーモスタット(20)が作動してヒートポンプ装 置(２)の運転を停止するとともに、電熱ヒータ(15)を作動させるように構成して ある。

【００１５】 （ｂ） ヒータ加熱工程 この電熱ヒータ(15)の加熱を夜間電力期間の残存時間継続する。このヒータ加 熱により、貯湯槽(１)内の熱移送液を４５℃程度から８０℃程度まで昇温させて 熱水の状態で熱エネルギーを蓄積する。そして、熱移送液の液温が設定最高温度 に達すると、サーモスタット(21)が作動して熱移送液が設定温度以上に昇温する ことを防止している。

【００１６】

【考案の効果】

本考案では、貯湯槽の内部に電熱ヒータを配置し、この電熱ヒータの給電回路 とヒートポンプ装置の給電回路とにそれぞれスイッチを配置し、この両スイッチ を制御装置に配置した経過時間測定タイマーからの指令またはサーモスタットの 作動で択一的に導通する状態に切換可能に構成していることから、貯湯槽内の熱 移送液を夜間電力を利用してヒートポンプでその加熱限界温度まで加熱した後、 ヒートポンプに変えて電熱ヒータを使用することにより、夜間の同じ電力で熱移 送液の液温をヒートポンプだけで昇温する場合よりも高温度で蓄熱することがで きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】貯湯式蓄熱装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１…貯湯槽、 ２…空冷ヒ
ートポンプ装置、12…ヒートポンプ装置の給電回路、
14…制御装置、15…電熱ヒータ、
16…ヒータの給電回路、19…経過時間測定タ
イマー 20…サーモスタット。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 夜間電力を利用して空冷ヒートポンプ装
   置(２)を運転し、貯湯槽(１)内の貯溜液に熱エネルギー
   を貯蔵するように構成したヒートポンプシステムによる
   貯湯式蓄熱装置において、 貯湯槽(１)の内部に電熱ヒータ(15)を配置し、この電熱
   ヒータ(15)の給電回路(16)とヒートポンプ装置(２)の給
   電回路(12)とを制御装置(14)に配置した経過時間測定タ
   イマー(19)からの指令または貯湯槽に配置したサーモス
   タット(20)の作動で択一的に導通する状態に切換可能に
   構成したことを特徴とするヒートポンプシステムによる
   貯湯式蓄熱装置。