JPH10288484A - 熱エネルギーの貯蔵抽出装置および方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】大規模な配管設置工数、設置スペースを削減す
るとともに、冷温熱輸送時の熱損失および動力損失を低
減させ、冷温熱を生活熱源として活用する。 【解決手段】蓄熱体を充填した多数の小容器を内蔵した
コンテナ３０と、冷温熱の熱源流体を注入する熱源流体
入口部３４ａと、前記蓄熱体と熱交換して温度変化した
熱源流体を取り出す熱源流体出口部３４ｂと、空気取入
口３５および空気取出口３６と、コンテナ３０を冷温熱
の必要とする需要基地に搬送する搬送手段４２とを備
え、この搬送手段４３により搬送されたコンテナ３０の
空気取入口３５に空気を送り込む一方、空気取出口３６
から温度調節された冷温熱空気を取り出して前記需要基
地に供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、冷温熱源を産出す
る場所と冷温熱を消費する場所とが離れているような状
況において、その冷温熱を貯蔵し、かつ冷温熱を取り出
すための熱エネルギーの貯蔵抽出装置および方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球温暖化や化石燃料枯渇などの
問題に鑑み、新エネルギーや未利用エネルギーなどの活
用が求められている。これらのエネルギー源としては、
太陽熱，太陽光，風力，潮力，水力，廃棄物焼却熱，工
場排熱，発電所余剰熱，および下水排熱などが挙げられ
る。

【０００３】水力などのように効率よく電気に変換され
るものは、エネルギー移送に支障がないため、早期から
導入して活用されている状況にあるが、多くのエネルギ
ー源は電気への変換効率が低く、かつ設備の大型化や変
換装置が未だ高価などの理由から導入が遅滞している。

【０００４】そのため、比較的人口密度が低い遠隔地な
どで廃棄物焼却熱，温泉熱，および地熱を利用したいと
いう要望があっても、上記のようなコスト的障害から住
民はその恩恵に浴せない状況である。

【０００５】また、我が国のような島国の周辺に無尽蔵
に存在する海のエネルギーについて、近年の研究から、
水深約１００ｍより深い領域の海水（以下、深層海水と
称する。）は温度が安定しており、ほぼ４℃に近い低温
であることが判明している。このことは、南方の離島地
域などにおいて冷房空調を実施するのに最適な低温熱源
を身近に保有することに他ならない。

【０００６】このような背景から、南方の離島地域にて
低温の深海水を汲み上げ、直接冷房に用いる技術の検討
も多々なされている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、低温の
深海水を汲み上げ、直接冷房に用いる手段では、海水循
環を行うための大規模な配管設備が必要となるため、そ
の設置工数、設置スペースおよび設置コストが大きいと
ともに、冷熱輸送時の熱損失および動力損失が大きい問
題から大規模な導入には結びつかない状況となってい
る。

【０００８】すなわち、低温の熱源は、我々の生活レベ
ルで熱源として活用すべきものであるが、電気への変換
が困難であるとともに、移送手段、例えば埋設配管によ
る熱供給などにコストがかかる理由から実用化されてい
ないのが現状である。

【０００９】したがって、我が国や沿岸国家での天賦の
資源である深層海水の有する低温エネルギー（冷熱）を
活用するためには、低温海水の汲み上げ地点である冷熱
供給基地と、冷熱需要側（需要基地）との距離的ペナル
ティーを解決する必要がある。

【００１０】以上のように、安価で無尽蔵ともいえる低
温の熱源を身近に有していながら、経済的に望ましい供
給手段を持たないため、その恩恵に浴せない状況であ
る。また、一度、冷温熱の経済的な供給手段を得れば、
温熱は北国での暖房，融雪，道路除雪，各種乾燥設備，
または温室栽培などに活用可能であり、冷熱は冷房やハ
ウスによる花卉栽培などへの活用も可能となり、そのも
たらす経済効果は計り知れないものがある。

【００１１】本発明は上述した事情を考慮してなされた
もので、大規模な配管設置工数、設置スペースを削減す
るとともに、冷温熱輸送時の熱損失および動力損失を低
減させ、冷温熱を生活熱源として活用するための熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置および方法を提供することを目的
とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出装
置は、蓄熱体を充填した多数の小容器を内蔵したコンテ
ナと、このコンテナに設けられ冷温熱の熱源流体を注入
する熱源流体入口部と、前記コンテナに設けられ前記蓄
熱体と熱交換して温度変化した熱源流体を取り出す熱源
流体出口部と、前記コンテナに設けられた空気取入口お
よび空気取出口と、前記コンテナを冷温熱の必要とする
需要基地に搬送する搬送手段とを備え、この搬送手段に
より搬送された前記コンテナの空気取入口に空気を送り
込む一方、前記空気取出口から温度調節された冷温熱空
気を取り出して前記需要基地に供給することを特徴とす
る。

【００１３】請求項２は、請求項１記載の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置において、コンテナの空気取出口側に除
菌除臭手段を設けたことを特徴とする。

【００１４】請求項３は、請求項１記載の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置において、コンテナの空気取入口側に除
塵手段を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項４は、請求項１記載の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置において、使用する熱源流体は、深層海
水であることを特徴とする。

【００１６】請求項５は、請求項１記載の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置において、使用する熱源流体は、温泉水
または温泉蒸気のいずれかであることを特徴とする。

【００１７】請求項６は、請求項１記載の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置において、搬送手段がトラックであり、
蓄熱を行う場所と放熱を行う場所が遠隔の場合、その間
を前記トラックによりコンテナを輸送することを特徴と
する。

【００１８】請求項７は、請求項１記載の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置において、蓄熱体を充填した小容器は、
球形に形成されたことを特徴とする。

【００１９】請求項８の熱エネルギーの貯蔵抽出方法
は、蓄熱体を充填した多数の小容器を内蔵したコンテナ
を使用し、蓄熱時は前記コンテナの熱源流体入口部から
熱源流体を注入して流通させ、かつ前記小容器内の蓄熱
体に冷温熱を蓄えた後、前記蓄熱体と熱交換して温度変
化した熱源流体を前記コンテナの熱源流体出口部から排
出し、次いでこの蓄熱されたコンテナを搬送手段により
冷温熱の必要とする需要基地に搬送し、冷温熱の抽出時
は前記コンテナの空気取入口に空気を送り込む一方、前
記コンテナの空気取出口から温度調節された空気を取り
出して需要基地に供給することを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００２１】図１は本発明に係る熱エネルギーの貯蔵抽
出装置の一実施形態を示す構成図であり、我が国の離島
地区に本実施形態に係る熱エネルギーの貯蔵抽出装置を
適用した冷熱供給基地を示している。

【００２２】図１に示すように、熱エネルギーの貯蔵抽
出装置は、低温の深層海水汲上げ地点における冷熱供給
基地１０に設置され、この冷熱供給基地１０には取水配
管１１が設置され、この取水配管１１の先端は水深約８
００ｍの深さまで延びている。この取水配管１１の後端
における冷熱供給基地１０上には水深約８００ｍの深層
海水（５℃程度）を汲み上げる汲上げ用ポンプ１２が設
置されている。

【００２３】この汲上げ用ポンプ１２の近傍には、冷熱
の熱源流体としての低温の深層海水を一時貯留させる複
数の一時貯留タンク１３が設置され、汲上げ用ポンプ１
２を駆動させることで、深層海水が取水配管１１から送
出配管１４を経て一時貯留タンク１３に送り出される。
この一時貯留タンク１３内には深層海水の供給ポンプ１
５が設置され、この供給ポンプ１５に高圧給水配管１６
が接続されている。

【００２４】この高圧給水配管１６には、複数本（本実
施形態では３本）の高圧分岐配管１７の一端が接続さ
れ、これらの高圧分岐配管１７の他端には、それぞれ仕
切弁１８を介してフレキシブルな接続配管１９が取り付
けられている。

【００２５】また、冷熱供給基地１０には、上記深層海
水が熱交換されて温度上昇した海水を一時的に貯留する
一時貯留タンク２０が設置され、この一時貯留タンク２
０には温度上昇した海水が低圧戻り配管２１を経て供給
される。この低圧戻り配管２１には、高圧給水配管１６
と同様に３本の低圧分岐配管２２の一端が接続され、こ
れらの低圧分岐配管２２の他端にはそれぞれ仕切弁２３
を介してフレキシブルな接続配管２４が取り付けられて
いる。そして、図１には示していないが、冷熱供給基地
１０には他の深層海水の利用施設や魚の養殖水槽などが
設置されている。

【００２６】さらに、高圧給水配管１６の高圧分岐配管
１７および低圧戻り配管２１の低圧分岐配管２２には、
それぞれフレキシブルな接続配管１９および接続配管２
４を介して運搬用のコンテナ３０が複数台接続されてお
り、常時コンテナ３０に深層海水が循環可能に構成され
ている。

【００２７】図２（Ａ），（Ｂ）は図１のコンテナを示
す正面図，側面図である。図２（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに、コンテナ３０は水平方向に細長い中空円筒タンク
状に形成され、このコンテナ３０内には、球形に形成さ
れた小容器３１が多数詰め込まれており、その小容器３
１の内部に蓄熱体が密閉充填されている。この蓄熱体
は、硫酸ナトリウム（凝固点が約９℃）またはその水和
物などが用いられており、５℃の深層海水によって小容
器３１内の蓄熱体の凝固および蓄熱が可能となる。

【００２８】また、コンテナ３０の下部には移動台車３
２が設けられ、この移動台車３２に車輪３２ａが取り付
けられる一方、コンテナ３０の両端中央にそれぞれ仕切
弁３３ａ，３３ｂを介し、冷熱の熱源流体としての深層
海水の授受のための配管接続部３４ａ，３４ｂが取り付
けられている。ここで、配管接続部３４ａは深層海水を
注入する熱源流体入口部となる一方、配管接続部３４ｂ
は小容器３１内の蓄熱体と熱交換して温度変化した深層
海水を取り出す熱源流体出口部となる。

【００２９】そして、コンテナ３０の両端上部には、空
気取入口としての送気ハッチ３５と、空気取出口として
の排気ハッチ３６がそれぞれ設けられている。これら送
気ハッチ３５および排気ハッチ３６には、図３に示す需
要基地の空気導入管３７および冷気供給管３８の一端が
それぞれ接続される。

【００３０】さらに、コンテナ３０の上部には、エア抜
き弁３９が取り付けられるとともに、コンテナ３０の底
部に水抜き弁４０が取り付けられ、これらエア抜き弁３
９および水抜き弁４０を開けることにより、コンテナ３
０内部において小容器３１内の蓄熱体と熱交換して温度
変化した深層海水が排出される。

【００３１】そして、コンテナ３０は、図１に示すよう
に冷熱供給基地１０に水平に設置された架台４１に載置
され、この架台４１の高さは、搬送手段としてのトラッ
ク４２の荷台（コンテナ載置部）高さとほぼ等しく設定
されている。したがって、移動台車３２が設けられ、架
台４１の高さをトラック４２の荷台高さとほぼ等しくし
たことで、コンテナ３０を架台４１とトラック４２の荷
台との相互間をわずかな力で水平に移動させることが可
能となる。

【００３２】図３は本実施形態において冷熱を必要とす
る建物や施設の近傍に設置される冷熱需要基地の構成を
示す説明図、図４はその拡大構成図である。図３および
図４に示すように、冷熱の供給対象側となる冷熱需要基
地５０にはコンテナ３０を載置する架台５１が水平に設
置され、この架台５１は冷熱供給基地１０に設置された
架台４１と同様に、トラック４２の荷台の高さとほぼ等
しい高さに設定されている。

【００３３】また、冷熱需要基地５０には活性炭フィル
ターなどからなる除菌除臭手段としての除菌除臭装置５
２が設置され、この除菌除臭装置５２には冷気供給管３
８の他端が接続されるとともに、空調配管５３が接続さ
れている。したがって、冷気供給管３８に除菌除臭装置
５２が設置されているため、冷気はすべて除菌除臭装置
５２を通過し、臭気除去された後に冷熱の需要先である
建屋５４へ供給される。そして、空調配管５３は建屋５
４内において複数の冷気吹出口５５に分岐されている。

【００３４】一方、空気導入管３７の他端には、除塵手
段としての除塵装置５６，送風機５７，および一部空気
を大気から導入するエアミックス装置５８が順に設置さ
れ、このエアミックス装置５８は空調戻り管５９の一端
に接続されている。この空調戻り管５９の他端は建屋５
４内において回収戻り口６０に分岐されている。

【００３５】そして、回収戻り口６０により回収された
空気は、空調戻り管５９に集合しエアミックス装置５８
に向かう。したがって、空気導入管３７は、循環する空
気の一部を建屋５４から空調戻り管５９を経て受け取る
とともに、エアミックス装置５８からの一部空気を大気
から導入して受け取る。

【００３６】ここで、冷熱需要基地５０は冷熱供給基地
１０に対し複数設置されており、冷熱供給対象物として
は、学校、老人福祉施設および庁舎などの建物や、低温
ビニールハウスなどが挙げられる。

【００３７】次に、本実施形態の作用を説明する。

【００３８】まず、図１に示すようにコンテナ３０の配
管接続部３４ａ，３４ｂをそれぞれ冷熱供給基地１０の
接続配管１９に接続する。そして、供給ポンプ１５を駆
動し、汲上げ用ポンプ１２により汲み上げられて貯留さ
れた一時貯留タンク１３内の深層海水を、高圧給水配管
１６，高圧分岐配管１７，仕切弁１８，および接続配管
１９を経てコンテナ３０内に送り込む。

【００３９】このコンテナ３０では、深層海水を配管接
続部３４ａ，３４ｂから仕切弁３３ａ，３３ｂを介して
流通させると、深層海水は小容器３１の間の間隙を通っ
て小容器３１の周囲を満遍なく流れ、小容器３１の壁面
を介して熱交換される。これにより、容器３１内の蓄熱
体は冷却されて一時的に凝固することになる。そして、
小容器３１内の蓄熱体が全て凝固し蓄熱完了となったコ
ンテナ３０は、架台４１に取り付けられた蓄熱完了ラン
プ（図示せず）が点灯することにより、トラック配送員
に伝達される。

【００４０】次いで、高圧分岐配管１７の仕切弁１８お
よび低圧分岐配管２２の仕切弁２３がそれぞれ閉じられ
るとともに、コンテナ３０側の仕切弁３３ａ，３３ｂが
閉じられ、高圧分岐配管１７および低圧分岐配管２２が
コンテナ３０から切り離される。

【００４１】その後、コンテナ３０の上部に設置されて
いるエア抜き弁３９およびコンテナ３０の底部に設置さ
れている水抜き弁４０が開かれ、コンテナ３０内部にお
いて小容器３１内の蓄熱体と熱交換して温度変化した深
層海水が排出される。この排出完了とともにエア抜き弁
３９および水抜き弁４０は閉じられる。

【００４２】また、トラック配送員は空となった搬送手
段としてのトラック４２を架台４１に接続し、トラック
４２の荷台が架台４１とほぼ接触する程度にトラック４
２を位置決めする。次いで、コンテナ３０はトラック４
２の荷台に移されて固定された後、図３に示すように熱
需要側の冷熱受容基地５０に搬送される。

【００４３】さらに、冷熱受容基地５０に搬送して設置
されたコンテナ３０は、その両端上部に設けられた送気
ハッチ３５および排気ハッチ３６が開けられ、これら送
気ハッチ３５と排気ハッチ３６に空気導入管３７と冷気
供給管３８がそれぞれ接続される。

【００４４】そして、送風機５７を駆動させると、コン
テナ３０内の冷却空気が冷気供給管３８から除菌除臭装
置５２を通過し、臭気除去された後に空調配管５３を経
て冷熱の需要先である建屋５４へ供給される。この建屋
５４内では空調配管５３から分岐された複数の冷気吹出
口５５から冷却空気が吹き出して建屋５４内の冷房に供
される。

【００４５】次いで、建屋５４内の冷房に供された室内
空気は、回収戻り口６０から吸い込まれて空調戻り管５
９に集合しエアミックス装置５８に向かい、このエアミ
ックス装置５８では一部空気を大気から導入し、さらに
送風機５７および除塵装置５６から空気導入管３７を通
ってコンテナ３０に供給される。

【００４６】その後、放熱完了となったコンテナ３０
は、架台５１に取り付けられた図示しない放熱完了ラン
プの点灯によりトラック配送員に伝達される。次に、送
風機５７の駆動を停止した後、送気ハッチ３５および排
気ハッチ３６から空気導入管３７および冷気供給管３８
をそれぞれ離脱させる。そして、放熱の完了したコンテ
ナ３０は、トラック４２の荷台に再度移されて固定さ
れ、冷熱供給基地１０へ移送される。

【００４７】このように本実施形態では、約５℃の深層
海水の持つ冷熱を、コンテナ３０内部に多数詰め込んだ
小容器３１内の蓄熱体に潜熱の形態で蓄えた後、このコ
ンテナ３０内部の海水を排出し、コンテナ３０を移送
し、冷熱の需要先にてコンテナ３０内に空気を直接送り
込むことにより、空気を低温化して冷気を製造するよう
にしている。

【００４８】したがって、５℃の深層海水を冷熱源とし
て、９℃の蓄熱体に冷熱を蓄え、小容器３１壁を唯一の
伝熱面として冷熱を取り出すことが可能となる。これは
５℃の深層海水から見れば、４℃の温度的損失はあるも
のの、一般の熱抽出手法と比較すれば、温度損失値を大
幅に削減することが可能となり、低温冷気を容易に製造
することができるばかりでなく、海水循環による腐食
（錆）問題を回避することが可能となる。

【００４９】また、冷気製造に際して、海水の臭気が建
屋５４へ流入することを除菌除臭装置５２により防止し
ているので、清潔で快適な空調環境を作り出すことが可
能となる。逆に、除菌除臭装置５２を設けないと、長期
間の使用や熱の抽出時に熱源流体が原因の臭気が建屋５
４内部に流入し、住民の衛生や快適性から好ましくない
状況も考えられる。以上総合的に簡潔で信頼度が高く経
済的にも優れた貯蔵抽出装置を提供することができる。

【００５０】なお、上記実施形態では、除菌除臭装置５
２を冷熱需要基地５０に設置したが、これ以外に排気ハ
ッチ３６に直接取り付けるようにしてもよい。また、除
塵装置５６も空気導入管３７の他端に接続したが、送気
ハッチ３５に直接取り付けるようにしてもよい。

【００５１】そして、上記実施形態では、冷熱の熱源流
体として深層海水を用いたが、温熱の熱源流体とするに
は例えば約５５℃以上の温泉水または温泉蒸気を使用
し、この場合、小容器３１内部に充填する蓄熱体として
はパラフィン（凝固温度５５℃程度）などが選定され
る。

【００５２】さらに、上記実施形態では、熱源流体入口
部となる配管接続部３４ａ、熱源流体出口部となる配管
接続部３４ｂは、コンテナ３０にそれぞれ１つ設けた
が、複数設けるようにしてもよい。加えて、送気ハッチ
３５および排気ハッチ３６も複数設けるようにしてもよ
い。

【００５３】次に、本実施形態の熱エネルギーの貯蔵抽
出方法について説明する。

【００５４】まず、コンテナ３０内の蓄熱体に冷温熱を
蓄えるには、一定時間、熱源流体としての深層海水や温
泉水または温泉蒸気をコンテナ３０内に流通循環させ、
主に蓄熱体の相変化により冷温熱を貯蔵する。蓄熱体と
しては冷房や暖房の目的温度により、例えば硫酸ナトリ
ウム（凝固温度９℃程度）やパラフィン（凝固温度５５
℃程度）などを選定し、これら蓄熱体の凝固や融解によ
る相変化を発生させ、主に潜熱にて蓄熱を行う。

【００５５】次に、蓄えられた冷温熱を抽出するには、
熱源流体のコンテナ３０内を流通循環して蓄熱した後、
配管接続部３４ａ，３４ｂに設置されている仕切弁３３
ａ，３３ｂを閉じ、熱源流体の循環を停止させる。ま
た、各配管接続部３４ａ，３４ｂに接続されている熱源
流体の接続配管１９，２４を切り離す。

【００５６】その後、コンテナ３０の底部に設置されて
いる水抜き弁４０および上部に設置されているエア抜き
弁３９を開き、コンテナ３０内から熱源流体を排出す
る。

【００５７】そして、熱源流体の排出が完了したら、コ
ンテナ３０をトラック４２により冷温熱の需要地へ移送
する。冷熱需要地５０にてコンテナ３０に設置されてい
る冷温熱取出用空気の送気ハッチ３５を開き、その送気
ハッチ３５に空気導入管３７を接続するとともに、排気
ハッチ３６も同様に排気配管、すなわち建屋５４などの
熱需要家側に調温された空気を導く冷気供給管３８と接
続する。

【００５８】ここで、空気導入管３７および冷気供給管
３８は、共に断熱処理されていることは勿論であるが、
冷温熱の需要先である建屋５４の空調設備の一部を構成
するものである。

【００５９】空気導入管３７からコンテナ３０内に流入
した空気は、コンテナ３０内で蓄熱体を内包する多数の
小容器３１と熱交換され、温度変化した後に冷気供給管
３８から流出し建屋５４の空調に用いられる。

【００６０】以上のように本実施形態の方法は、蓄熱体
を充填した多数の小容器３１を内蔵したコンテナ３０を
使用し、蓄熱時はコンテナ３０の配管接続部３４ａから
熱源流体としての深層海水を注入して流通させ、かつ小
容器３１内の蓄熱体に冷熱を蓄えた後、上記蓄熱体と熱
交換して温度変化した海水をコンテナ３０の水抜き弁４
０から排出する。

【００６１】次いで、この蓄熱されたコンテナ３０を搬
送手段としてのトラック４２により冷熱の必要とする冷
熱需要基地５０に搬送し、冷熱の抽出時はコンテナ３０
の空気取入口である送気ハッチ３５に空気を送り込む一
方、コンテナ３０の空気取出口である排気ハッチ３６か
ら温度調節された空気を取り出して冷熱需要基地５０に
供給するようにしている。

【００６２】このように本実施形態の熱エネルギーの貯
蔵抽出装置および方法によれば、蓄えた冷温熱の取り出
しに際して、冷温熱需要家側で直接利用する空気をコン
テナ３０に送り、蓄熱体を内包する小容器３１と直接的
に熱交換させることにより、熱源流体の循環と空調用循
環作動流体の循環を排除しているので、流体循環に伴う
ポンプ動力の節約が可能となる。また、熱源流体および
空調用循環作動流体の両流体間での熱交換も排除したこ
とから、中間熱交換器が不要になるばかりでなく、熱交
換に必要な温度差を節約することができる。

【００６３】なお、通常であれば、コンテナ３０内部の
熱源流体を用い、需要家側の空調用設備を循環する作動
流体との間に、中間熱交換を設置し、この空調用循環作
動流体と建屋５３内部の空調機（エアハンドリングユニ
ット）を介して室内の空気と熱交換することにより冷暖
房を行う構成である。

【００６４】そして、本実施形態の装置および方法で
は、上記エアハンドリングユニットの代わりにコンテナ
３０内において蓄熱体を内包する小容器３１と循環空気
との直接接触による熱交換手法を採用していることか
ら、小容器３１が全て熱交換に寄与し、極めて大きな伝
熱面積を確保することができる。

【００６５】次に、除塵装置５６について説明する。

【００６６】コンテナ３０内部に蓄えられた冷温熱を取
り出すためには、コンテナ３０内に空気を送気ハッチ３
５を経由して供給するが、多くの場合、その送気には塵
や微生物が含まれておりコンテナ３０内に残留する熱源
流体と接触し、汚れや細菌の繁殖原因となる。

【００６７】そのため、上記実施形態では除塵装置５６
を空気導入管３７の他端に接続したことにより、コンテ
ナ３０内への塵や微生物の侵入を防止し、このためコン
テナ３０内部での汚れや細菌繁殖が発生することがな
い。その結果、住民の衛生と快適性が確保される。

【００６８】また、熱源流体として深層海水を用いたこ
とについて説明する。

【００６９】海水には塩分が含まれていることから、通
常の場合には空調用の熱源流体として用いられることは
ない。これは塩分による腐食が原因で装置寿命を著しく
短縮するからである。

【００７０】しかしながら、海水は地域により若干異な
るが、ある一定の深さより深くなると年間を通じてほぼ
一定の温度であり、殆どの場合にその温度は４℃に近
い。したがって、本実施形態による熱エネルギーの貯蔵
抽出装置を用いれば、深層海水は冷房用の熱源流体とし
てさらに低温化するなどの特別な設計変更を施す必要が
全くなく、冷房用熱源水として活用することができ、非
常に多くの経済効果をもたらすのである。

【００７１】さらに、熱源流体として約５５℃以上の温
泉水や温泉蒸気を用いたことについて説明する。

【００７２】温泉水や温泉蒸気には通常の場合、硫黄や
ミネラル分が含まれており、海水と同様に、設備を腐食
するために熱源水として広域的に利用されることはな
い。しかしながら、上記実施形態を適用することによ
り、熱源流体として活用することが可能となり、熱需要
家側で必要な約４５℃以上の暖房や融雪、乾燥空気を供
給することが可能となる。

【００７３】ところで、多くの場合、熱源流体の産出場
所と冷温熱を必要とする需要家の場所とは離れており、
かつ、需要家は複数で広域に散在する。したがって、冷
温熱を供給する場合に配管などの手段はコスト的に不利
である。

【００７４】この問題解決に、多数のコンテナ３０を用
意し、前記の方法で冷温熱を貯蔵，抽出すれば、効率よ
く冷温熱の供給が可能となる。このようにコンテナ３０
により需要家側に冷温熱を供給し、コンテナ３０を回収
し再度蓄熱および供給する手段が有効となる。このコン
テナの供給および回収手段としてトラック４２による移
送を採用している。

【００７５】したがって、上記実施形態では、搬送手段
としてトラック４２を用いたことにより、冷温熱の供給
に際して、多くの投資や工事期間が必要となる埋設配管
設置などの手段を用いなくとも冷温熱の供給が可能とな
る。

【００７６】次に、蓄熱体を充填した小容器３１につい
て説明する。

【００７７】上記実施形態では、コンテナ３０内の多数
の小容器３１内に充填された蓄熱体から冷温熱を取り出
す手段として、小容器３１の壁面を介して周囲を流れる
空気と蓄熱体との熱交換を採用している。このため、小
容器３１同士がコンテナ３０内部で接触する接触面は、
結果的に空気との伝熱面とならないことから、小容器３
１同士の接触は点で行われることが望ましい。このこと
から小容器３１同士の接触が点となる球形を小容器形状
として採用している。

【００７８】したがって、小容器３１を球形に形成した
ので、小容器３１同士の面接触が回避することができ、
コンテナ３０内に送られた空気との熱交換面積が十分に
確保することができることから、冷温熱の抽出時に良好
な性能を得ることが可能となる。

【００７９】以上のように、本実施形態の熱エネルギー
の貯蔵抽出装置および方法によれば、我が国に無尽蔵に
存在する天然の冷温熱源や、廃棄物焼却施設からの冷温
熱を採取して貯蔵し、これを分散する冷温熱の需要家に
経済的に配送して抽出することが可能となる。

【００８０】したがって、都市周辺部や離島，遠隔地な
どで安価な冷温熱源があるにも拘らず、その移送手段が
ないために、これまで快適空調が得られにくい状況であ
ったが、今後は上記実施形態による冷温熱の貯蔵および
抽出の手段を用いることにより、安易にかつエネルギー
負担を最小限度に留めた冷房、暖房の享受が可能とな
る。

【００８１】併せて、これらの安価な冷温熱を活用する
ことで、温室ハウスや冷房ハウスなどによる高付加価値
の花卉栽培や野菜栽培が可能となり、地域振興などが期
待できる効果も得られる。

【００８２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
記載の熱エネルギーの貯蔵抽出装置によれば、蓄熱体を
充填した多数の小容器を内蔵したコンテナと、このコン
テナに設けられ冷温熱の熱源流体を注入する熱源流体入
口部と、コンテナに設けられ蓄熱体と熱交換して温度変
化した熱源流体を取り出す熱源流体出口部と、コンテナ
に設けられた空気取入口および空気取出口と、コンテナ
を冷温熱の必要とする需要基地に搬送する搬送手段とを
備え、この搬送手段により搬送されたコンテナの空気取
入口に空気を送り込む一方、空気取出口から温度調節さ
れた冷温熱空気を取り出して需要基地に供給することに
より、蓄えた冷温熱の取り出しに際して、冷温熱需要家
側で直接利用する空気をコンテナに送り、蓄熱体を内包
する小容器と直接的に熱交換させることにより、熱源流
体の循環と空調用循環作動流体の循環を排除しているの
で、流体循環に伴うポンプ動力の節約が可能となる。

【００８３】また、熱源流体および空調用循環作動流体
の両流体間での熱交換も排除したことから、中間熱交換
器が不要になるばかりでなく、熱交換に必要な温度差を
節約することができる。

【００８４】さらに、コンテナ内において蓄熱体を内包
する小容器と循環空気との直接接触による熱交換を採用
していることから、小容器が全て熱交換に寄与し、極め
て大きな伝熱面積を確保することができる。

【００８５】請求項２によれば、請求項１記載の熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置において、コンテナの空気取出口
側に除菌除臭手段を設けたことにより、清潔で快適な空
調環境を形成することが可能となる。

【００８６】請求項３によれば、請求項１記載の熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置において、コンテナの空気取入口
側に除塵手段を設けたことにより、コンテナ内への塵や
微生物の侵入を防止し、このためコンテナ内部での汚れ
や細菌繁殖が発生することがない。その結果、住民の衛
生と快適性が確保される。

【００８７】請求項４によれば、請求項１記載の熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置において、使用する熱源流体は、
深層海水であることにより、冷房用の熱源流体としてさ
らに低温化するなどの特別な設計変更を施す必要が全く
なく、冷房用熱源水として活用することができる。

【００８８】請求項５によれば、請求項１記載の熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置において、使用する熱源流体は、
温泉水または温泉蒸気のいずれかであることにより、熱
需要家側で必要な暖房や融雪、乾燥空気を供給すること
が可能となる。

【００８９】請求項６によれば、請求項１記載の熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置において、搬送手段がトラックで
あり、蓄熱を行う場所と放熱を行う場所が遠隔の場合、
その間をトラックによりコンテナを輸送することによ
り、冷温熱の供給に際して、多くの投資や工事期間が必
要となる埋設配管設置などの手段を用いなくとも、冷温
熱の供給が可能となる。

【００９０】請求項７によれば、請求項１記載の熱エネ
ルギーの貯蔵抽出装置において、蓄熱体を充填した小容
器は、球形に形成されたことにより、コンテナ内に送ら
れた空気との熱交換面積が十分に確保することができ、
冷温熱の抽出時に良好な性能を得ることが可能となる。

【００９１】請求項８の熱エネルギーの貯蔵抽出方法に
よれば、蓄熱体を充填した多数の小容器を内蔵したコン
テナを使用し、蓄熱時はコンテナの熱源流体入口部から
熱源流体を注入して流通させ、かつ小容器内の蓄熱体に
冷温熱を蓄えた後、蓄熱体と熱交換して温度変化した熱
源流体をコンテナの熱源流体出口部から排出し、次いで
この蓄熱されたコンテナを搬送手段により冷温熱の必要
とする需要基地に搬送し、冷温熱の抽出時はコンテナの
空気取入口に空気を送り込む一方、コンテナの空気取出
口から温度調節された空気を取り出して需要基地に供給
することにより、請求項１と同様の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱エネルギーの貯蔵抽出装置の一
実施形態を示す構成図。

【図２】（Ａ），（Ｂ）は図１のコンテナを示す正面
図，側面図。

【図３】本実施形態において冷熱を必要とする建物の近
傍に設置される冷熱需要基地の構成を示す説明図。

【図４】図３の拡大構成図。

【符号の説明】

１０ 冷熱供給基地 １１ 取水配管 １２ 汲上げ用ポンプ １３ 一時貯留タンク １４ 送出配管 １５ 供給ポンプ １６ 高圧給水配管 １７ 高圧分岐配管 １８ 仕切弁 １９ 接続配管 ２０ 一時貯留タンク ２１ 低圧戻り配管 ２２ 低圧分岐配管 ２３ 仕切弁 ２４ 接続配管 ３０ コンテナ ３１ 小容器 ３２ 移動台車 ３３ａ，３３ｂ 仕切弁 ３４ａ 配管接続部（熱源流体入口部） ３４ｂ 配管接続部（熱源流体出口部） ３５ 送気ハッチ（空気取入口） ３６ 排気ハッチ（空気取出口） ３７ 空気導入管 ３８ 冷気供給管 ３９ エア抜き弁 ４０ 水抜き弁 ４１ 架台 ４２ トラック（搬送手段） ５０ 冷熱需要基地 ５１ 架台 ５２ 除菌除臭装置（除菌除臭手段） ５３ 空調配管 ５４ 建屋 ５５ 冷気吹出口 ５６ 除塵装置（除塵手段） ５７ 送風機 ５８ エアミックス装置 ５９ 空調戻り管 ６０ 回収戻り口

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蓄熱体を充填した多数の小容器を内蔵し
   たコンテナと、このコンテナに設けられ冷温熱の熱源流
   体を注入する熱源流体入口部と、前記コンテナに設けら
   れ前記蓄熱体と熱交換して温度変化した熱源流体を取り
   出す熱源流体出口部と、前記コンテナに設けられた空気
   取入口および空気取出口と、前記コンテナを冷温熱の必
   要とする需要基地に搬送する搬送手段とを備え、この搬
   送手段により搬送されたコンテナの前記空気取入口に空
   気を送り込む一方、前記空気取出口から温度調節された
   冷温熱空気を取り出して前記需要基地に供給することを
   特徴とする熱エネルギーの貯蔵抽出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出
   装置において、コンテナの空気取出口側に除菌除臭手段
   を設けたことを特徴とする熱エネルギーの貯蔵抽出装
   置。
3. 【請求項３】 請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出
   装置において、コンテナの空気取入口側に除塵手段を設
   けたことを特徴とする熱エネルギーの貯蔵抽出装置。
4. 【請求項４】 請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出
   装置において、使用する熱源流体は、深層海水であるこ
   とを特徴とする熱エネルギーの貯蔵抽出装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出
   装置において、使用する熱源流体は、温泉水または温泉
   蒸気のいずれかであることを特徴とする熱エネルギーの
   貯蔵と抽出方法。
6. 【請求項６】 請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出
   装置において、搬送手段がトラックであり、蓄熱を行う
   場所と放熱を行う場所が遠隔の場合、その間を前記トラ
   ックによりコンテナを輸送することを特徴とする熱エネ
   ルギーの貯蔵抽出装置。
7. 【請求項７】 請求項１記載の熱エネルギーの貯蔵抽出
   装置において、蓄熱体を充填した小容器は、球形に形成
   されたことを特徴とする熱エネルギーの貯蔵抽出装置。
8. 【請求項８】 蓄熱体を充填した多数の小容器を内蔵し
   たコンテナを使用し、蓄熱時は前記コンテナの熱源流体
   入口部から熱源流体を注入して流通させ、かつ前記小容
   器内の蓄熱体に冷温熱を蓄えた後、前記蓄熱体と熱交換
   して温度変化した熱源流体を前記コンテナの熱源流体出
   口部から排出し、次いでこの蓄熱されたコンテナを搬送
   手段により冷温熱の必要とする需要基地に搬送し、冷温
   熱の抽出時は前記コンテナの空気取入口に空気を送り込
   む一方、前記コンテナの空気取出口から温度調節された
   空気を取り出して需要基地に供給することを特徴とする
   熱エネルギーの貯蔵抽出方法。