(57)【要約】【課題】蓄熱タンク１４と加熱循環回路Ｃ１と放熱循環回路Ｃ２とを備えた蓄熱装置において、加熱放熱運転の実行時に、蓄熱タンク１４の温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路Ｃ１において加熱された蓄熱流体を蓄熱タンク１４の上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能な技術を提供する。【解決手段】蓄熱タンク１４の下方に配置されて内側に空間７５を形成する逆容器形状の部材７０を備え、加熱循環回路Ｃ１が接続されて空間７５から蓄熱流体を取り出すように配置された加熱用下部接続口６１ａと、放熱循環回路Ｃ２が接続されて空間７５に蓄熱流体を戻すように配置された放熱用下部接続口６１ｂとを、夫々各別に備え、部材７０の側壁部における空間７５の天井部よりも下方側に、空間７５を部材７０の外側に連通させる空気逃し孔７０ａが形成されている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、
前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、
前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置であって、
前記蓄熱タンクの下方に配置されて内側に滞留空間を形成する逆容器形状の流体受容部材を備え、
前記下部接続口として、
前記加熱循環回路における前記加熱部の流入側が接続されて前記滞留空間から前記加熱部に前記蓄熱流体を取り出すように配置された加熱用下部接続口と、
前記放熱循環回路における前記放熱部の流出側が接続されて前記放熱部から前記滞留空間に前記蓄熱流体を戻すように配置された放熱用下部接続口とを、夫々各別に備え、
前記流体受容部材の側壁部における前記滞留空間の天井部よりも下方側に、前記滞留空間を前記流体受容部材の外側に連通させる空気逃し孔が形成されている蓄熱装置。
【請求項２】
前記流体受容部材の内側に、当該流体受容部材の側壁部に面する隙間と前記滞留空間とを仕切る仕切壁が配置され、
前記仕切壁には、前記空気逃し孔よりも上方側に空気受入れ孔が形成されている請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記流体受容部材が、外側に配置された逆容器形状の外側受容部材と、当該外側受容部材に対して隙間を挟んで内側に配置された逆容器形状の内側受容部材とで構成され、
前記内側受容部材が前記仕切壁として機能する請求項２に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記空気受入れ孔が前記内側受容部材の上壁部に形成されている請求項３に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記放熱用下部接続口が、前記加熱用下部接続口よりも下方に配置されている請求項１〜４の何れか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項６】
前記加熱用下部接続口及び前記放熱用下部接続口が、前記蓄熱タンクの底部から上向きに挿入された配管の先端開口として形成され、
前記加熱用下部接続口が、前記滞留空間の天井部に近接する高さ位置に配置され、
前記放熱用下部接続口が、前記滞留空間の側面の下端に近接する高さ位置に配置されている請求項５に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路の両方に蓄熱流体を循環させて前記蓄熱流体の加熱と放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を前記加熱循環回路における蓄熱流体の循環流量以下に維持する温度成層維持制御を実行する請求項１〜６の何れか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項８】
熱と電気とを発生する熱電併給装置と、当該熱電併給装置の熱を蓄える蓄熱装置とを備え、
前記蓄熱装置が、請求項１〜７の何れか１項に記載の蓄熱装置として構成されていると共に、前記加熱部としての前記熱電併給装置で加熱された前記蓄熱流体としての湯水を前記蓄熱タンクに貯留するコージェネレーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、
前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、
前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置及びそれを備えたコージェネレーションシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の蓄熱装置としては、蓄熱流体である湯水を貯留する蓄熱タンクを備え、上記加熱循環回路に湯水を循環させることで同湯水の加熱を行う加熱運転と、上記放熱循環回路に湯水を循環させることで同湯水の放熱を行う放熱運転とを、個別又は同時に実行可能に構成されているものが知られている。
この加熱運転を単独で実行することにより、蓄熱タンクの下層に存在する低温の湯水が下部接続口から加熱循環回路に取り出され、その取り出された湯水が加熱部で加熱され、その加熱された高温の湯水が上部接続部から蓄熱タンクの上層に戻されることになる。従って、蓄熱タンクには、上層を高温の湯水の層とし下層を低温の湯水の層とした温度成層を形成する状態で湯水が貯留される。
【０００３】
特許文献１に開示の蓄熱装置では、加熱運転と放熱運転とを同時に行う加熱放熱運転を実行可能に構成されている。
かかる加熱放熱運転において蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持するための構成として、放熱循環回路で放熱部からの戻り管路である放熱戻り管路が、加熱循環回路で加熱部への往き管路である加熱往き管路に接続されており、更に、これら放熱戻り管路と加熱往き管路との接続部には切換弁が設けられている。そして、加熱放熱運転において、切換弁が操作され、放熱循環回路の放熱戻り管路から戻された湯水が、下部接続口から蓄熱タンクの下部に流入することなく、そのすべてが加熱循環回路の加熱往き管路に供給される。
これにより、放熱戻り管路から戻された中高温の湯水が、蓄熱タンクの低温の湯水が存在する下層に流入することが防止され、温度成層が良好なものに維持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１４５０６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に開示の蓄熱装置では、蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持した加熱放熱運転を実行するために、放熱戻り管路と加熱往き管路との接続部に切換弁が必要であり、更に、この加熱放熱運転では蓄熱タンクの下層への湯水の流入が禁止されているため、加熱循環路において加熱された高温の湯水を上部接続口から蓄熱タンクの上層へ供給して貯湯を行うことはできずに、その高温の湯水のすべてを放熱循環路に供給する状態となっていた。
【０００６】
本発明は、かかる点に着目してなされたものであり、その目的は、蓄熱装置及びそれを備えたコージェネレーションシステムにおいて、加熱放熱運転の実行時に、蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路において加熱された蓄熱流体を蓄熱タンクの上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能な技術を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的を達成するための本発明に係る蓄熱装置は、
蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、
前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、
前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置であって、
その第１特徴構成は、
前記蓄熱タンクの下方に配置されて内側に滞留空間を形成する逆容器形状の流体受容部材を備え、
前記下部接続口として、
前記加熱循環回路における前記加熱部の流入側が接続されて前記滞留空間から前記加熱部に前記蓄熱流体を取り出すように配置された加熱用下部接続口と、
前記放熱循環回路における前記放熱部の流出側が接続されて前記放熱部から前記滞留空間に前記蓄熱流体を戻すように配置された放熱用下部接続口とを、夫々各別に備え、
前記流体受容部材の側壁部における前記滞留空間の天井部よりも下方側に、前記滞留空間を前記流体受容部材の外側に連通させる空気逃し孔が形成されている点にある。
ここで、本願において逆容器状とは、上向きに凹状の容器を上下反転させた形状を言い、例えば、上下方向に沿って延出する円筒状又は角筒状の側壁部と、その側壁部の筒状の上端部を覆う天井部とからなる形状等を含む。
【０００８】
また、この目的を達成するための本発明に係るコージェネレーションシステムの特徴構成は、
熱と電気とを発生する熱電併給装置と、当該熱電併給装置の熱を蓄える蓄熱装置とを備え、
前記蓄熱装置が、本発明に係る蓄熱装置として構成されていると共に、前記加熱部としての前記熱電併給装置で加熱された前記蓄熱流体としての湯水を前記蓄熱タンクに貯留する点にある。
【０００９】
上記本発明に係る蓄熱装置の第１特徴構成及び上記本発明に係るコージェネレーションシステムの特徴構成によれば、蓄熱タンクの下部に設けられた下部接続口として、加熱循環回路における加熱部の流入側が接続された加熱用下部接続口と、放熱循環回路における放熱部の流出側が接続された放熱用下部接続口とが、夫々各別に設けられる構成において、蓄熱タンクの下方に流体受容部材が設けられているので、放熱循環回路から放熱用下部接続口を介して蓄熱タンクの下層に流入した蓄熱流体の流れが、当該流体受容部材の内側の滞留空間で受け止められて、その流れによる温度成層の乱れが抑制される。
また、放熱循環回路から蓄熱タンクの下層に戻されて流体受容部材の滞留空間に流入した蓄熱流体は、その滞留空間から積極的に加熱用下部接続口を介して加熱循環回路に供給されることになる。これにより、蓄熱タンクの下層の比較的低温の蓄熱流体の温度よりも高い中高温の蓄熱流体が、放熱循環回路から蓄熱タンクの下層に流入した場合でも、蓄熱タンクにおいて上昇流が減衰された状態で、加熱用下部接続口へ導かれるので、蓄熱タンクでの温度成層の乱れが抑制される。
また、その中高温の蓄熱流体が積極的に加熱循環回路に供給され加熱部により加熱されるので、その中高温の蓄熱流体が蓄熱タンクの下層に流入して利用不可となる場合に比べて、加熱部における熱効率が向上される。
また、流体受容部材の内側の滞留空間には、放熱部で放出された中温又は低温の蓄熱流体が放熱側下部接続口から流入するが、この流体受容部材が逆容器形状に形成されているため、その蓄熱流体のうち比較的温度の高い中温の蓄熱流体を優先して滞留空間に滞留させることができ、比較的温度の低い低温の蓄熱流体は、下方から滞留空間の外部へ流出させることができる。このように、滞留空間は、特に中温の蓄熱流体を一時的に滞留可能であるから、滞留させた中温の蓄熱流体を、順次、加熱用下部接続口を介して加熱循環回路へ導くことができる。これにより、中温の蓄熱流体が、蓄熱タンクの下層で拡散することをより一層良好に抑制でき、蓄熱タンクでの温度成層の乱れを一層防止できる。
【００１０】
更に、蓄熱タンクの下方に配置された流体受容部材の内側の滞留空間へは、放熱用下部接続口を介して放熱循環回路から空気（気泡）が流入することがあり、この空気（気泡）を、空気逃し孔を介して滞留空間の外部へ逃がすこができる。
これにより、空気（気泡）が、加熱用下部接続口を介して加熱循環回路へ導かれることを抑制できる。結果、加熱循環回路に加熱部として燃料電池等などの熱電併給装置を備えている場合に、空気（気泡）が、加熱循環回路を通流することにより、熱電併給装置の冷却が不十分となることを防止できる。
また、空気逃し孔が、流体受容部材の側壁部における滞留空間の天井部よりも下方側に配置されているので、滞留空間における空気逃し孔よりも上方側には空気が充満する空気層が形成されることになる。
そして、この空気の熱伝導率が水などの蓄熱流体よりも低いことから、この空気層により、滞留空間に存在する中高温の蓄熱流体と蓄熱タンクの下方に存在する低温の蓄熱流体との間の熱交換が抑制された状態となる。
従って、放熱循環回路から戻された中高温の蓄熱流体が滞留空間に流入し滞留している際に、その中高温の蓄熱流体の熱が蓄熱タンクの下層部に存在する低温の蓄熱流体に奪われることが抑制される。よって、その中高温の蓄熱流体は、保温された状態で加熱用下部接続口に導かれて加熱循環回路に供給されるので、加熱部における熱効率が一層向上される。
従って、本発明により、加熱放熱運転の実行時に、蓄熱タンクの温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路において加熱された蓄熱流体を蓄熱タンクの上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能な蓄熱装置を実現することができる。
また、加熱循環回路において熱電併給装置が発生した熱により蓄熱流体を加熱するコージェネレーションシステムにおいて、このような本発明に係る蓄熱装置を、蓄熱タンクが蓄熱流体として湯水を貯留する形態で備えることで、本発明に係る蓄熱装置と同様の作用効果を奏することができる。
【００１１】
尚、本願発明において、流体受容部材が設けられる蓄熱タンクの下方とは、上下方向で蓄熱タンクの内部の中央部位より下方側の領域であり、具体的には、蓄熱タンクの底面から２〜２０ｃｍの領域であるとする。
また、蓄熱タンクの流体受容部材が設けられる領域の下限位置が、蓄熱タンクの底面から２ｃｍより下方の場合、蓄熱タンクへの蓄熱流体の流入が阻害されすぎて、蓄熱流体の循環状態が悪くなる虞がある。一方、蓄熱タンクの流体受容部材が設けられる領域の上限位置が、蓄熱タンクの底面から２０ｃｍより上方の場合、放熱用下部接続口から流入した蓄熱流体の上昇流を、適切に加熱用下部接続口へ導くことができなくなる虞がある。
また、本願発明において、蓄熱タンクの下部とは、蓄熱タンクの下層に接続される加熱用下部接続口及び放熱用下部接続口を含む部位を示し、蓄熱タンクの上部とは、蓄熱タンクの上層に接続される上部接続口を含む部位を示す。
【００１２】
本発明に係る蓄熱装置の第２特徴構成は、上記第１特徴構成に加えて、
前記流体受容部材の内側に、当該流体受容部材の側壁部に面する隙間と前記滞留空間とを仕切る仕切壁が配置され、
前記仕切壁には、前記空気逃し孔よりも上方側に空気受入れ孔が形成されている点にある。
【００１３】
上記本発明に係る蓄熱装置の第２特徴構成によれば、蓄熱タンクの下方に配置される流体受容部材の内側に、当該流体受容部材の側壁部との間に隙間を形成する状態で当該隙間と滞留空間とを仕切る仕切壁が配置されているので、その隙間の一部には、蓄熱タンクに貯留されている蓄熱流体が流動しない状態で存在している状態となる。よって、仕切壁と流体受容部材の側壁部との間の熱交換が、その流動しない蓄熱流体の存在により、一層抑制された状態となる。
更に、流体受容部材の内側の滞留空間へ流入したこの空気（気泡）は、仕切壁に形成された空気受入れ孔及び流体受容部材に形成された空気逃し孔を介して滞留空間の外部へ逃がすこができる。
また、仕切壁に形成された空気受入れ孔が、流体受容部材に形成された空気逃し孔よりも上方側に配置されているので、空気受入れ孔は、常に上記空気層に面した状態となる。よって、内側受容部材の内側に存在する中高温の蓄熱流体が、その空気受入れ孔を通じて外部に流出することを抑制することができ、その中高温の蓄熱流体のできるだけ多くを加熱循環回路に導いて有効利用することができる。
【００１４】
本発明に係る蓄熱装置の第３特徴構成は、上記第２特徴構成に加えて、
前記流体受容部材が、外側に配置された逆容器形状の外側受容部材と、当該外側受容部材に対して隙間を挟んで内側に配置された逆容器形状の内側受容部材とで構成され、
前記内側受容部材が前記仕切壁として機能する点にある。
【００１５】
上記本発明に係る蓄熱装置の第３特徴構成によれば、蓄熱タンクの下方に配置される流体受容部材が、逆容器形状の外側受容部材と上述した仕切壁として機能する内側受容部材との間に隙間（以下「部材間隙間」と呼ぶ場合がある。）を設けた状態で重ね合わせられた二重構造を有するので、その部材間隙間の一部には、蓄熱タンクに貯留されている蓄熱流体が流動しない状態で存在している状態となる。よって、内側受容部材と外側受容部材との間の熱交換が、その流動しない蓄熱流体の存在により、一層抑制された状態となる。
更に、流体受容部材の内側の滞留空間へ流入したこの空気（気泡）は、内側受容部材に形成された空気受入れ孔及び外側受容部材に形成された空気逃し孔を介して滞留空間の外部へ逃がすこができる。
また、内側受容部材に形成された空気受入れ孔が、外側受容部材に形成された空気逃し孔よりも上方側に配置されているので、内側受容部材と外側受容部材との間に形成された部材間隙間において空気逃し孔よりも上方側には、空気受入れ孔から流入した空気が充満する空気層が形成されることになる。
そして、この空気の熱伝導率が水などの蓄熱流体よりも低いことから、この部材間隙間に形成された空気層により、内側受容部材と外側受容部材との間の熱交換が抑制された状態となって、内側受容部材の内側の滞留空間に存在する中高温の蓄熱流体を一層良好に保温することができる。
また、内側受容部材に形成された空気受入れ孔が、外側受容部材に形成された空気逃し孔よりも上方側に配置されているので、空気受入れ孔は、常に上記空気層に面した状態となる。よって、内側受容部材の内側に存在する中高温の蓄熱流体が、その空気受入れ孔を通じて外部に流出することを抑制することができ、その中高温の蓄熱流体のできるだけ多くを加熱循環回路に導いて有効利用することができる。
【００１６】
本発明に係る蓄熱装置の第４特徴構成は、上記第３特徴構成に加えて、
前記空気受入れ孔が前記内側受容部材の上壁部に形成されている点にある。
【００１７】
上記本発明に係る蓄熱装置の第４特徴構成によれば、上記第３特徴構成のように空気受入れ孔と空気逃し孔とを形成する場合において、空気受入れ孔が内側受容部材の上壁部に形成されているので、内側受容部材の内側の滞留空間に供給された空気（気泡）を良好に空気受入れ孔に受け入れて部材間隙間に導くことができる。
また、その空気受入れ孔よりも下方側に配置される空気逃し孔が外側受容部材の側壁部に形成されているので、部材間隙間において、その空気逃し孔の少なくとも上端位置よりも上方に空気層を良好に形成しながら、部材間隙間に追加された空気と同量の空気をその上端部から外部に流出させる形態で、空気を良好に排出することができる。
【００１８】
本発明に係る蓄熱装置の第５特徴構成は、上記第１乃至第４特徴構成の何れかに加えて、
前記放熱用下部接続口が、前記加熱用下部接続口よりも下方に配置されている点にある。
【００１９】
上記本発明に係る蓄熱装置の第５特徴構成によれば、流体受容部材の内側の滞留空間において、放熱用下部接続口が加熱用下部接続口よりも下方に配置されているので、滞留空間に滞留する中温の蓄熱流体のうち、上方側部位に滞留している温度の高いものから、順次、加熱用下部接続口を介して加熱循環回路へ導くことができる。
【００２０】
本発明に係る蓄熱装置の第６特徴構成は、上記第５特徴構成に加えて、
前記加熱用下部接続口及び前記放熱用下部接続口が、前記蓄熱タンクの底部から上向きに挿入された配管の先端開口として形成され、
前記加熱用下部接続口が、前記滞留空間の天井部に近接する高さ位置に配置され、
前記放熱用下部接続口が、前記滞留空間の側面の下端に近接する高さ位置に配置されている点にある。
【００２１】
上記本発明に係る蓄熱装置の第６特徴構成によれば、上記第５特徴構成のように加熱用下部接続口及び放熱用下部接続口を配置する場合において、それら下部接続口を蓄熱タンクの底部から上向きに挿入された配管の先端開口として形成することができる。
また、この場合には、加熱用下部接続口は、滞留空間の天井部に近接する高さ位置に配置することで、滞留空間に滞留する中温の蓄熱流体の殆どを、加熱用下部接続口を介して加熱循環路に導くことができる。
一方、放熱用下部接続口については、滞留空間の側面の下端に近接する高さに配置することで、その放熱用下部接続口から上向きに放出された中温の蓄熱流体を、良好に滞留空間に流入させて滞留させることができる。
【００２２】
本発明に係る蓄熱装置の第７特徴構成は、上記第１乃至第６特徴構成の何れかに加えて、
前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を制御する制御手段を備え、
前記制御手段が、前記加熱循環回路及び前記放熱循環回路の両方に蓄熱流体を循環させて前記蓄熱流体の加熱と放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、前記放熱循環回路における蓄熱流体の循環流量を前記加熱循環回路における蓄熱流体の循環流量以下に維持する温度成層維持制御を実行する点にある。
【００２３】
加熱循環回路と放熱循環回路との両方に蓄熱流体を循環させて加熱部による蓄熱流体の加熱と放熱部による蓄熱流体の放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、蓄熱流体の循環状態によっては、蓄熱タンクにおける下方から上方へ向けた蓄熱流体の上昇流が生じる場合があり、当該上昇流は、成層貯湯の乱れの原因になる。
そこで、上記本発明に係る蓄熱装置の第７特徴構成によれば、放熱循環回路から放熱用下部接続口を介して蓄熱タンクに流入する蓄熱流体の流量（以下「放熱戻り流量」と呼ぶ場合がある。）が、蓄熱タンクから加熱用下部接続口を介して加熱循環回路に流出する蓄熱流体の流量（以下「加熱往き流量」と呼ぶ場合がある。）以下に維持されることになる。これにより、常に、蓄熱タンクの下部の蓄熱流体の流入出状態は、放熱循環回路からの蓄熱流体の流入よりも加熱循環回路への蓄熱流体の流出が多くなる状態となるので、蓄熱タンクにて蓄熱流体の上昇流が生じることを抑制でき、成層貯湯の乱れを防ぐことができる。
【００２４】
また、本発明に係る蓄熱装置は、上記第７特徴構成に加えて、前記制御手段が、前記温度成層維持制御において、前記放熱戻り流量を前記加熱往き流量に対して所定の余裕幅分少なく設定することができる。
これにより、温度成層維持制御により、蓄熱タンクの下部における蓄熱流体の流入流量よりも流出流量を、所定の余裕幅分（例えば、０．１〜０．２ｌ／ｍｉｎ程度の流量）多くなる状態を維持でき、蓄熱タンクにおいて蓄熱流体の上昇流が生じることを確実に抑制でき、温度成層の乱れを防ぐことができる。
【００２５】
また、本発明に係る蓄熱装置は、上記第７特徴構成に加えて、前記放熱循環回路での放熱部への往き管路である放熱往き管路を通流する蓄熱流体を加熱する補助加熱部と、前記放熱循環回路において前記蓄熱タンクをバイパスするバイパス路を備えると共に、前記バイパス路を通じて前記蓄熱タンクをバイパスする蓄熱流体の流量を調整可能なバイパス流量調整手段を備え、前記制御手段が、前記温度成層維持制御において、前記補助加熱部の上流側の前記放熱往き管路の蓄熱流体の温度に基づいて前記バイパス流量調整手段及び前記補助加熱部を制御することができる。
これにより、補助加熱部の上流側の放熱往き管路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる湯水温度よりも高く、当該高温の湯水が蓄熱タンクの上部から放熱往き管路に導かれる場合、蓄熱タンクをバイパスするバイパス路を通流する湯水の流量を増加させることで、放熱循環回路を循環する湯水の温度を低下させ、放熱部にて必要とされる温度に維持できる。
また、補助加熱部の上流側の放熱往き管路の湯水の温度が、放熱部にて必要とされる温度よりも低い場合、当該低温の湯水を、放熱往き管路に設けられた補助加熱部にて加熱して、放熱部にて必要とされる温度にまで昇温させることができる。尚、この構成であれば、加熱部が湯水の加熱を行っていない場合でも、独立して放熱運転を実行できる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】第１実施形態の蓄熱装置を備えたコージェネレーションシステムの概略構成図
【図２】加熱運転に係る制御フロー図
【図３】放熱運転に係る制御フロー図
【図４】加熱放熱運転に係る制御フロー図
【図５】蓄熱タンクの下部に設けた流体受容部材の構成を示す立断面図
【図６】第２実施形態の流体受容部材の構成を示す立断面図
【図７】別の形態の流体受容部材の構成を示す立断面図
【図８】別の形態の流体受容部材の構成を示す立断面図
【発明を実施するための形態】
【００２７】
〔第１実施形態〕
本発明に係る蓄熱装置及びコージェネレーションシステムの第１実施形態について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１に示すコージェネレーションシステムは、熱と電気とを発生する燃料電池等の熱電併給装置１１と、当該熱電併給装置１１の熱を蓄える蓄熱装置１００とを備えて構成されており、かかる蓄熱装置１００は、加熱部としての熱電併給装置１１で加熱された蓄熱流体としての湯水を蓄熱タンク１４に貯留するものとして構成されている。
以下、蓄熱装置１００の構成について説明する。
【００２８】
蓄熱装置１００は、湯水を貯留し、上部に上部接続口６２を有すると共に下部に下部接続口６１を有する蓄熱タンク１４を備えると共に、この蓄熱タンク１４との間で湯水を循環させる加熱循環回路Ｃ１及び放熱循環回路Ｃ２を備える。
加熱循環回路Ｃ１は、下部接続口６１から取り出した湯水を熱電併給装置１１で加熱した後に上部接続口６２に戻す形態で、湯水の加熱を行うように構成されている。
一方、放熱循環回路Ｃ２は、上部接続口６２から取り出した湯水を放熱部としての放熱熱交換器１８で放熱させた後に下部接続口６１に戻す形態で、湯水の放熱を行うように構成されている。
【００２９】
本実施形態の蓄熱装置１００は、加熱循環回路Ｃ１に湯水を循環させることで同湯水の加熱を行う加熱運転と、上記放熱循環回路Ｃ２に湯水を循環させることで同湯水の放熱を行う放熱運転とを、夫々個別又は同時に実行可能に構成されている。
そして、この加熱運転と放熱運転とを同時に実行する所謂加熱放熱運転の実行時において、蓄熱タンク１４に形成される温度成層を良好なものに維持しながら、加熱循環回路Ｃ１において加熱された湯水を蓄熱タンク１４の上層に受け入れて蓄熱することができ、更には熱効率を向上可能となっており、以下、そのための詳細構成を説明する。
【００３０】
（加熱循環回路関連）
先ず、加熱循環回路Ｃ１及びそれに関連する構成について、図１に基づいて説明する。
加熱循環回路Ｃ１における熱電併給装置１１の流入側、言い換えれば加熱往き管路Ｒ１の湯水の流入側が、蓄熱タンク１４の下部に設けられた加熱用下部接続口６１ａに接続され、一方、加熱循環回路Ｃ１における熱電併給装置１１の流出側、言い換えれば加熱戻り管路Ｒ２の湯水の流出側が、蓄熱タンク１４の上部に設けられた加熱用上部接続口６２ａに接続されている。
【００３１】
加熱循環回路Ｃ１には、その上流側から順に、当該加熱循環回路Ｃ１に湯水を循環させる加熱循環ポンプ１２と、加熱循環回路Ｃ１を循環する湯水をその排熱にて加熱する熱電併給装置１１（加熱部の一例）と、熱電併給装置１１の排熱にて加熱された湯水の温度を測定する第１温度センサＴ１とが設けられている。
尚、蓄熱タンク１４には、加熱戻り管路Ｒ２から加熱用上部接続口６２ａを介してその上層へ、加熱循環回路Ｃ１の熱電併給装置１１で加熱された高温の湯水が供給されると共に、その下層から加熱用下部接続口６１ａを介して加熱往き管路Ｒ１へ、低温の湯水が供給される。このことにより、蓄熱タンク１４には、上層から下層に亘って、上層に高温の湯水が存在し下層に低温の湯水が存在する形態の所謂温度成層が形成される。
【００３２】
（放熱循環回路関連）
次に、放熱循環回路Ｃ２及びそれに関連する構成について、図１に基づいて説明する。
放熱循環回路Ｃ２における放熱熱交換器１８の流入側、言い換えれば放熱往き管路Ｒ３の湯水の流入側が、蓄熱タンク１４の上部に設けられた放熱用上部接続口６２ｂに接続され、一方、放熱循環回路Ｃ２における放熱熱交換器１８の流出側、言い換えれば放熱戻り管路Ｒ４の湯水の流出側が、蓄熱タンク１４の下部に設けられた放熱用下部接続口６１ｂに接続されている。尚、この放熱用下部接続口６１ｂは、上述した加熱用下部接続口６１ａに対して別の下部接続口６１として設けられている。一方、放熱用上部接続口６２ｂについては、本実施形態では、上述した加熱用上部接続口６２ａに対して別の上部接続口６２として設けているが、同じ上部接続口６２としても構わない。
また、放熱用下部接続口６１ｂの直前の放熱戻り管路Ｒ４には、放熱戻り管路Ｒ４と外部からの給水を供給する給水路Ｒ８との連通状態を切替可能な切換弁１３が設けられている。
放熱循環回路Ｃ２には、その上流側から順に、当該放熱循環回路Ｃ２に湯水を循環させる放熱循環ポンプ１６と、当該放熱循環回路Ｃ２を循環する湯水の温度を測定する第２温度センサＴ２と、バーナ１７ａにより湯水を加熱する補助熱源機１７と、湯水と熱媒とを熱交換する放熱熱交換器１８（放熱部の一例）と、放熱循環回路Ｃ２の開閉状態を切り換える開閉弁１９とを備えて構成されている。
尚、上記熱媒は、放熱熱交換器１８と放熱用端末３０との間に配設される熱媒循環回路Ｃ３を循環するものであり、放熱熱交換器１８にて湯水の熱を回収すると共に、回収した熱を放熱用端末３０にて放熱する。熱媒循環回路Ｃ３には、熱媒を循環する熱媒循環ポンプ３２と、熱媒を貯留自在な大気開放型の熱媒タンク３１とが設けられている。
【００３３】
このような構成により、放熱循環回路Ｃ２を通流する湯水の温度、即ち、第２温度センサＴ２にて測定される温度が、放熱熱交換器１８にて必要とされる設定温度よりも低い場合、バーナ１７ａを働かせて補助熱源機１７にて、湯水を設定温度にまで昇温させる。
尚、放熱循環回路Ｃ２で補助熱源機１７の下流側には、補助熱源機１７にて昇温された湯水の温度を測定する第３温度センサＴ３が設けられており、制御装置２０は、第３温度センサＴ３の温度が設定温度となるように、バーナ１７ａの燃焼状態を制御する。
【００３４】
一方、放熱循環回路Ｃ２には、蓄熱タンク１４をバイパスする第１バイパス路Ｒ５が設けられており、当該第１バイパス路Ｒ５と放熱循環回路Ｃ２の放熱往き管路Ｒ３との接続部位には、三方弁１５が設けられている。当該三方弁１５の開度状態を制御して、第１バイパス路Ｒ５を循環する湯水流量Ｌ３を増加させることで、蓄熱タンク１４の側を通流する湯水の流量を減少させて、放熱熱交換器１８に導かれる湯水の温度を低下させることができる。
これにより、放熱循環回路Ｃ２を通流する湯水の温度、即ち、第２温度センサＴ２にて測定される温度が、放熱熱交換器１８にて必要される設定温度よりも高い場合、上記第１バイパス路Ｒ５を通流する流量Ｌ３を増加させるように、三方弁１５の開度状態を制御して、湯水を設定温度にまで降温させる。
【００３５】
（給湯関連）
次に、給湯に関連する構成について、図１に基づいて説明する。
放熱循環回路Ｃ２を循環する湯水の一部は、補助熱源機１７を通流する非バイパス状態と、補助熱源機１７をバイパスするバイパス状態とを切り換える形態で、給湯栓などの給湯利用箇所４３へ供給可能に構成されている。
説明を加えると、非バイパス状態を実現すべく、放熱循環回路Ｃ２には、補助熱源機１７と放熱熱交換器１８との間において、放熱循環回路Ｃ２を通流する湯水の一部を給湯利用箇所４３へ導く給湯路Ｒ９が接続されており、当該給湯路Ｒ９には、給湯用として導かれる湯水の流量を調整可能な流量調整弁４１が設けられている。
非バイパス状態にあっては、補助熱源機１７を通流した湯水が、給湯路Ｒ９を介して給湯利用箇所４３へ導かれる。
一方、バイパス状態を実現すべく、放熱循環回路Ｃ２には、放熱循環回路Ｃ２を通流する湯水の一部を、上記補助熱源機１７をバイパスする状態で、給湯路Ｒ９へ導く第２バイパス路Ｒ６が設けられている。
バイパス状態にあっては、第２バイパス路Ｒ６を通流することで、補助熱源機１７をバイパスした湯水が、給湯路Ｒ９を介して給湯利用箇所４３へ導かれる。
【００３６】
このような構成により、蓄熱タンク１４の上層の湯水の温度、即ち、第５温度センサＴ５にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所４３にて必要とされる給湯設定温度未満の場合、非バイパス状態にて湯水を供給することで、補助熱源機１７にて湯水を加熱し昇温させた状態で、湯水を給湯利用箇所４３へ供給することができる。
一方、蓄熱タンク１４の上層の湯水の温度、即ち、第５温度センサＴ５にて測定される湯水の温度が、給湯利用箇所４３にて必要とされる給湯設定温度以上の場合、バイパス状態にて湯水を供給して、補助熱源機１７による不要な加熱をしない状態で、湯水を給湯利用箇所４３へ供給する。
尚、給湯利用箇所４３に導かれる湯水の温度が、給湯利用箇所４３にて必要とされる給湯設定温度より高い場合には、図示しない給水路から湯水が混合されることで、給湯設定温度に調整された湯水が、給湯利用箇所４３から供給されることとなる。
【００３７】
（流体受容部材関連）
次に、本実施形態の蓄熱装置１００が備える流体受容部材７０に関連する構成について、図１及び図５に基づいて説明する。
【００３８】
蓄熱タンク１４の下方には、内側に滞留空間７５を形成する逆容器形状、具体的には底面を開口する箱状の流体受容部材７０が配置されている。
この流体受容部材７０は、放熱用下部接続口６１ｂと加熱用下部接続口６１ａとの双方を、上方から覆う状態で設けられており、言い換えれば、平面視において、蓄熱タンク１３の内部の円形断面の中央部に配置された正方形の形状を有すると共に、放熱用下部接続口６１ｂと加熱用下部接続口６１ａとの双方に重なる状態で設けられており、更に、同じく平面視において、その正方形の流体受容部材７０は、互いに対向する一対の側壁部の夫々の中心部付近に、放熱用下部接続口６１ｂと加熱用下部接続口６１ａとが位置するような姿勢で配置されている
ここで、蓄熱タンク１４の内部の下方とは、蓄熱タンク１４の上下方向でその中央部位より下方側であり、好ましくは、蓄熱タンク１４の底部１４ａから２〜２０ｃｍまでの領域を指すものとする。
【００３９】
これにより、流体受容部材７０は、放熱用下部接続口６１ｂから蓄熱タンク１４に流入した湯水である放熱戻り湯水の上昇流を減衰させ、その放熱戻り湯水を加熱用下部接続口６１ａの側へ導くように機能する。
当該流体受容部材７０は、その上下方向で、蓄熱タンク１４の湯水が、行き来可能な状態で設けられている。具体的には、流体受容部材７０は、蓄熱タンク１４の側面との間に間隙６４を設ける状態で備えられている。
また、この流体受容部材７０の大きさは、放熱用下部接続口６１ｂから滞留空間７５への湯水の流入状態や滞留空間７５が滞留させるべき湯水の量等により適宜決定することができる。また、この流体受容部材７０の高さ、即ち滞留空間７５の深さは、できるだけ深い方が、滞留空間７５に受け入れた中高温の湯水が滞留空間７５の外側に漏れ出ることを抑制することができる。
【００４０】
図５に示すように、この流体受容部材７０の内側には、下方が蓄熱タンク１４に開放される滞留空間７５が形成され、その滞留空間７５は、放熱用下部接続口６１ｂから流入する放熱戻り湯水を一時的に滞留させる空間として機能する。つまり、滞留空間７５は、その下方にて、滞留空間７５の外部の蓄熱タンク１４の内部と繋がっており、そこを通して、湯水の通流が可能となっている。
また、加熱用下部接続口６１ａ及び放熱用下部接続口６１ｂが、蓄熱タンク１４の底部１４ａから上向きに挿入された配管６３ａ，６３ｂの先端開口として形成されている。
更に、加熱用下部接続口６１ａは、滞留空間７５の上面に近接する高さ位置に配置されており、具体的には、詳細については後述するが滞留空間７５の天井部付近に形成される空気層７４よりも僅かに下の位置において上向きに開口する姿勢で配置されている。
これにより、滞留空間７５に滞留される放熱戻り湯水のうち、温度の高いものから、順次、加熱往き管路Ｒ１へ導かれることになる。
一方、放熱用下部接続口６１ｂは、滞留空間７５の側面の下端に近接する高さ位置に配置されており、具体的には、流体受容部材７０の側壁部の内面の下端よりも僅かに上の位置において上向きに開口する姿勢で配置されている。尚、当該放熱用下部接続口６１ｂは、水平方向で、滞留空間７５の側面の下端よりも下方の高さ位置に配置しても構わない。
【００４１】
この滞留空間７５には、放熱戻り管路Ｒ４から放熱用下部接続口６１ｂを介して空気（気泡）が流入することがある。そこで、流体受容部材７０の側壁部における滞留空間７５の天井部よりも下方側に空気逃し孔７０ａが形成されている。
よって、上記滞留空間７５に流入した空気（気泡）は、空気逃し孔７０ａを介して、蓄熱タンク１４における滞留空間７５の外部へ逃がすこができる。
更に、流体受容部材７０に形成された空気逃し孔７０ａが、滞留空間７５の天井部よりも下方側に位置するので、滞留空間７５における空気逃し孔７０ａの上方側には滞留空間７５に流入した空気が充満する空気層７４が形成されることになり、この空気層７４の熱伝導率が低いことから、滞留空間７５における中高温の湯水に対する保温性が一層高められている。
尚、流体受容部材７０は、滞留空間７５における中高温の湯水に対する保温性を一層向上するために、断熱材料で製作することが望ましい。かかる断熱材料としては、例えば、断熱性の他、加工性や保形性等を考慮して、ポリオレフィン系又はポリエチレン系のフォーム材等を利用することができる。
【００４２】
（湯水循環状態制御関連）
次に、本実施形態の蓄熱装置１００において実行される湯水循環状態の制御に関連する構成について、図１〜図４に基づいて説明する。
蓄熱装置１００には、加熱循環回路Ｃ１及び放熱循環回路Ｃ２における湯水の循環流量を制御する制御装置２０（制御手段の一例）が設けられている。
この制御装置２０は、加熱循環回路Ｃ１及び放熱循環回路Ｃ２の両方に湯水を循環させて当該湯水の加熱と放熱とを同時に行う加熱放熱運転時において、放熱循環回路Ｃ２における湯水の循環流量を加熱循環回路Ｃ１における湯水の循環流量以下に維持する温度成層維持制御を実行する。
そして、この温度成層維持制御が実行されることで、放熱用下部接続口６１ｂから蓄熱タンク１４に流入する中高温の放熱戻り湯水が良好に加熱用下部接続口６１ａへ導かれるようになり、蓄熱タンク１４の温度成層が乱れることが抑制される。
以下、その温度成層維持制御の詳細について説明を加える。
【００４３】
図１を参照して、制御装置２０は、加熱放熱運転時において、温度清掃維持制御を実行して、放熱用下部接続口６１ｂから流入する放熱戻り流量Ｌ２を、加熱用下部接続口６１ａから流出する加熱循環流量Ｌ１以下に維持する。これにより、中高温の放熱戻り湯水が、蓄熱タンク１４の内部にて上昇流を形成することを防止して、蓄熱タンク１４にて成層貯湯状態を維持できる。
ここで、制御装置２０は、蓄熱タンク１４での温度成層の乱れをより良好に抑制するためには、放熱用下部接続口６１ｂから流入する放熱戻り流量Ｌ２よりも、加熱用下部接続口６１ａから流出する加熱循環流量Ｌ１を、所定の余裕幅分（例えば、０．１〜０．２ｌ／ｍｉｎ程度）小さく設定する。
ここで、所定の余裕幅分は、０．１ｌ／ｍｉｎ未満となると、蓄熱タンク１４における上昇流を適切に抑制できなくなり、０．２ｌ／ｍｉｎ以上となると、加熱循環回路Ｃ１の湯水循環量に対して、放熱循環回路Ｃ２の湯水循環量が少なくなり、余計な貯湯が増えてしまうこととなる。
【００４４】
制御装置２０は、上述の温度成層維持制御を実現すべく、以下に示す加熱運転、放熱運転、及び加熱放熱運転を、並列に実行する。尚、ここで、並列に実行するとは、３つの運転のすべてを実行状態にすることであり、加熱運転及び放熱運転を実行しながら、加熱放熱運転を実行することを意味する。
【００４５】
（加熱運転）
図２に示すように、制御装置２０は、外部からの加熱運転の開始指令により、加熱運転開始処理を実行する（♯１１）。
制御装置２０は、加熱循環ポンプ１２を最小流量で運転する（♯１２）。
その後、制御装置２０は、加熱循環回路Ｃ１を循環する湯水を加熱するべく、熱電併給装置１１を働かせると共に、熱電併給装置１１にて昇温された湯水の温度、即ち、第１温度センサＴ１の湯水の温度が貯湯温度になるように、加熱循環ポンプ１２の回転数を制御して、加熱循環流量Ｌ１を調整する（♯１３）。
制御装置２０は、加熱運転の終了指令があるまで、♯１３のステップを繰り返し実行する（♯１４）。
一方、加熱運転の終了指令があった場合、制御装置２０は、加熱運転を終了すべく、加熱循環ポンプ１２等を停止させる加熱運転終了処理を実行する（♯１５）。
【００４６】
（放熱運転）
図３に示すように、制御装置２０は、外部からの放熱運転の開始指令により、放熱運転開始処理を実行する（♯２１）。即ち、三方弁１５の開度状態を、湯水が第１バイパス路Ｒ５に導かれると共に蓄熱タンク１４の側には導かれない状態とし、放熱循環回路Ｃ２に設けられる開閉弁１９を開放状態とする。
制御装置２０は、放熱循環ポンプ１６を所定流量で運転する（♯２２）。
その後、制御装置２０は、補助熱源機１７（補助加熱部の一例）を通過した湯水の温度、即ち、第３温度センサＴ３にて測定される温度が、設定温度となるように、バーナ１７ａを働かせる（♯２３）。
制御装置２０は、放熱運転の終了指令があるまで、♯２３のステップを繰り返し実行する（♯２４）。
一方、放熱運転の終了指令があった場合、制御装置２０は、放熱運転を終了すべく、放熱循環ポンプ１６等を停止させる放熱運転終了処理を実行する（♯２５）。
【００４７】
（加熱放熱運転）
制御装置２０は、以上の加熱運転及び放熱運転を実行しながら、以下の加熱放熱運転を実行する。
即ち、図４に示すように、制御装置２０は、外部からの加熱放熱運転の開始指令により、加熱放熱運転開始処理を実行する（♯３１）。即ち、切換弁１３を給水−両側とすることにより、三方とも開放状態とする。
このとき、制御装置２０は、三方弁１５の開度状態を、湯水が第１バイパス路Ｒ５に導かれると共に蓄熱タンク１４の側には導かれない状態にしている。また、放熱循環回路Ｃ２の通流状態を制御する開閉弁１９を、開放状態にしている。
【００４８】
制御装置２０（加熱循環流量推定手段２０ａ）は、加熱循環ポンプ１２の回転数に基づいて、加熱循環回路Ｃ１を循環する湯水流量Ｌ１、即ち、蓄熱タンク１４から加熱往き管路Ｒ１へ導かれる加熱循環流量Ｌ１を推定する（♯３２）。
尚、加熱循環ポンプ１２の回転数は、当該加熱循環ポンプ１２への印加電圧及び印加周波数から推定することができる。
【００４９】
更に、制御装置２０（放熱戻り流量推定手段２０ｂ）は、補助熱源機１７を通流する湯水の流量を測定する第１流量センサＦ１の測定結果と、三方弁１５の開度比率から、放熱戻り管路Ｒ４から蓄熱タンク１４へ導かれる放熱戻り流量Ｌ２を推定する（♯３３）。
即ち、制御装置２０は、三方弁１５の蓄熱タンク１４側の開度と、第１バイパス路Ｒ５側との開度の比率から、放熱循環回路Ｃ２の放熱熱交換器１８を通流する湯水流量（第１流量センサＦ１にて測定される湯水流量）のうち、放熱戻り管路Ｒ４を通流する放熱戻り流量Ｌ２を推定する。
【００５０】
制御装置２０は、推定された放熱戻り流量Ｌ２が加熱循環流量Ｌ１以下、且つ、放熱往き湯水の温度が設定温度以下（第２温度センサＴ２にて測定される温度が設定温度以下）の場合、三方弁１５を、蓄熱タンク１４側へ少し開く（♯３４、３５）。
このとき、放熱戻り流量Ｌ２が加熱循環流量Ｌ１以下であるので、三方弁１５を蓄熱タンク１４側へ少し開いても、蓄熱タンク１４の側へ導かれる放熱戻り湯水は、蓄熱タンク１４の内部にて上昇流を形成することなく、加熱往き管路Ｒ１に導かれることとなる。一方、放熱往き管路Ｒ３には、加熱循環回路Ｃ１を循環して昇温した湯水が導かれることととなり、熱効率が向上する。
【００５１】
一方、制御装置２０は、放熱戻り流量Ｌ２が加熱循環流量Ｌ１より大きい、又は、加熱往き湯水の温度が設定温度より高い（第２温度センサＴ２にて測定される温度が設定温度より高い）場合、三方弁１５を、第１バイパス路Ｒ５側へ少し開く（♯３６）。
これにより、蓄熱タンク１４の内部の上昇流の流量を低減できると共に、放熱循環回路Ｃ２を循環する湯水の温度が、放熱熱交換器１８にて必要とされる温度に維持される。
【００５２】
制御装置２０は、加熱放熱運転の終了指令があるまで、♯３２〜♯３６のステップを繰り返し実行する（♯３７）。
一方、加熱放熱運転の終了指令があった場合、制御装置２０は、加熱放熱運転を終了すべく、切換弁１３を給水−蓄熱タンク１４側に、三方弁１５を、第１バイパス路Ｒ５側にする（♯３８）。
【００５３】
以上のごとく、制御装置２０に加えて、加熱循環ポンプ１２、放熱循環ポンプ１６、三方弁１５、第１温度センサＴ１、第２温度センサＴ２、第３温度センサＴ３、及び第１流量センサＦ１が、加熱放熱運転時において温度成層維持制御を実行する制御手段として働く。
【００５４】
〔第２実施形態〕
本発明に係る蓄熱装置及びコージェネレーションシステムの第２実施形態について、図６に基づいて説明する。
尚、流体受容部材７０関連以外の構成については、上記第１実施形態と同様であるため、説明は割愛する。
【００５５】
（流体受容部材関連）
図６に示す流体受容部材７０は、外側に配置された同じく逆容器形状の外側受容部材７１と、当該外側受容部材７１に対して部材間隙間７３を挟んで内側に配置された逆容器形状の内側受容部材７２とで構成されている。尚、この内側受容部材７１は、流体受容部材７０の内側に配置され、当該流体受容部材７０の側壁部に面する部材間隙間７３と滞留空間７５とを仕切る仕切壁として機能する。
即ち、流体受容部材７０は、底面を開口する箱状の外側受容部材７１とそれよりも若干小さい箱状の内側受容部材７２とを、間に部材間隙間７３を設けた状態で重ね合わせた二重構造を有する。よって、その部材間隙間７３の少なくとも一部には、蓄熱タンク１４に貯留されている湯水が流動しない状態で存在することになるので、内側受容部材７２と外側受容部材７１との間の熱交換が、その流動しない湯水の存在により抑制された状態となって、その流体受容部材７０の内側に形成された滞留空間７５に存在する中高温の湯水を保温性が高められている。
尚、この部材間隙間７３に湯水が満たされていると仮定した場合のシミュレーション結果では、約５％程度の熱損失の改善が確認できた。
【００５６】
この流体受容部材７０の内側には、下方が蓄熱タンク１４に開放される滞留空間７５が形成され、その滞留空間７５は、上記実施形態と同様に、放熱用下部接続口６１ｂから流入する放熱戻り湯水を一時的に滞留させる空間として機能する。
また、外側受容部材７１の側壁部には、上記第１実施形態の空気逃し孔７０ａ（図５参照）と同様の空気逃し孔７１ａが形成されており、更に、内側受容部材７２には、当該空気逃し孔７１ａよりも上方側、具体的には内側受容部材７２の上壁部の中央付近に、空気受入れ孔７２ａが形成されている。
よって、上記滞留空間７５に流入した空気（気泡）は、内側空気逃が孔７２ａ及び空気逃し孔７１ａを介して、蓄熱タンク１４における滞留空間７５の外部へ逃がすこができる。
更に、外側受容部材７１に形成された空気逃し孔７１ａが、内側受容部材７２に形成された空気受入れ孔７２ａよりも下方側に配置されているので、部材間隙間７３において空気逃し孔７１ａよりも上方側には、空気受入れ孔７２ａから流入した空気が充満する空気層７４が形成されることになり、この空気層７４の熱伝導率が低いことから、滞留空間７５における中高温の湯水に対する保温性が一層高められている。
【００５７】
更に、空気逃し孔７１ａの上端位置が、滞留空間７５の上面と略同じ高さに位置しているので、滞留空間７５に流入した空気は、その上面に滞留することなく、空気受入れ孔７２ａを介して部材間隙間７３に流入することになる。
よって、内側受容部材７２の内側に形成された滞留空間７５の天井部には、空気が滞留することがなくなり、その空気が加熱用下部接続口６１ａを介して加熱循環回路Ｃ１に流入することが一層抑制されている。
【００５８】
〔別実施形態〕
最後に、本発明のその他の実施形態について説明する。尚、以下に説明する各実施形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００５９】
（１）上記第２実施形態では、流体受容部材７０において、空気逃し孔７１ａの上端位置を滞留空間７５の上面と略同じ高さに配置したが、図７に示すように、滞留空間７５の上面にも空気層７４が形成されることになるが、空気逃し孔７１ａの上端位置を滞留空間７５の上面よりも下側に配置しても構わない。
また、この場合、空気受入れ孔７２ａを、上記実施形態と同様に、内側受容部材７２の上壁部の中央付近に形成しても構わないが、例えば、空気受入れ孔７２ａを内側受容部材７２の側壁部の上端側などに形成することもできる。
【００６０】
（２）上記第２実施形態では、流体受容部７０において、流体受容部材７０が、外側受容部材７１と内側受容部材７２とで構成して、内側受容部材７０が部材間隙間７３と滞留空間７５とを仕切る仕切壁として機能させるようにしたが、図８に示すように、別の形態の仕切壁７６を設けた流体受容部材７０を採用しても構わない。
具体的に、かかる流体受容部材７０は、上記第１実施形態と同様に一重構造であり、その流体受容部材７０の内側には、当該流体受容部材７０の側壁部に面する隙間７３と滞留空間７５とを仕切る仕切壁７６が配置されており、更に、この仕切壁７６には、空気逃し孔７０ａよりも上方側に空気受入れ孔７６ａが形成されている。
この仕切壁７６は、この流体受容部材７０の互いに対向する一対の側壁部の夫々に対して、当該側壁部を部材間隙間７３の幅分だけ内側に平行移動した姿勢となる板状の部材で構成されており、その仕切壁７６の側縁部及び上縁部が流体受容部材７０の内壁に接着固定されている。
また、この仕切壁７６の上方の中央付近には、上記空気受入れ孔７６ａが形成されており、更に、流体受容部材７０の側壁部のうち、この仕切壁７６との間で部材管隙間７３を形成する一対の側壁部において、その空気受入れ孔７６ａよりも下方側には空気逃し孔７０ａが形成されている。
【００６１】
そして、このような流体受容部材７０の構成においても、上記第２実施形態と同様に、その部材間隙間７３の少なくとも一部には、蓄熱タンク１４に貯留されている湯水が流動しない状態で存在することになるので、仕切壁７６と流体受容部材７０の一対の側壁部との間の熱交換が、その流動しない湯水の存在により抑制された状態となって、その流体受容部材７０の内側に形成された滞留空間７５に存在する中高温の湯水を保温性が高められている。
また、上記滞留空間７５に流入した空気（気泡）は、仕切壁７６に形成された空気逃が孔７６ａ及び流体受容部材７０に形成された空気逃し孔７０ａを介して、蓄熱タンク１４における滞留空間７５の外部へ逃がすこができる。
更に、滞留空間７５と部材間隙間７３の空気逃し孔７１ａよりも上方側には、空気層７４が形成され、この空気層７４により滞留空間７５における中高温の湯水に対する保温性が一層高められている。
【００６２】
（３）上記実施形態では、加熱部の一例として、熱電併給装置１１を挙げて説明した。当該熱電併給装置１１は、例えば、ガスエンジン発電機や燃料電池等、電力と共に熱を発生するものであれば、どのようなものでも含む。
また、加熱部としては、熱電併給装置１１に限らず、ヒートポンプや太陽熱回収パネル等を採用することもできる。
【００６３】
（４）上記実施形態では、放熱循環回路Ｃ２の放熱往き管路Ｒ３の流入側は、蓄熱タンク１４の上層に直接接続される構成を示したが、放熱循環回路Ｃ２の放熱往き管路Ｒ３は、加熱戻り管路Ｒ２の流出側に接続されるように構成しても良い。
当該構成によれば、加熱循環回路Ｃ１を循環する加熱循環流量Ｌ１と放熱循環回路Ｃ２を循環する湯水流量Ｌ２とを等しくして、加熱循環回路Ｃ１の加熱部にて加熱された湯水を、蓄熱タンク１４に貯湯することなく、放熱循環回路Ｃ２に直接循環する湯水循環状態を実現できる。
このような湯水循環状態において、加熱部としてヒートポンプを採用する場合、床暖房装置等の放熱用端末３０の負荷（例えば、熱媒の送り温度：４０℃）に合わせる状態で、ヒートポンプを運転できる。この場合、ヒートポンプにて加熱する湯水の温度を、蓄熱タンク１４に貯留する目標湯水温度（６０〜７５℃）まで昇温させる必要がないため、昇温させる場合に比べて、高いＣＯＰで運転することができる。
【００６４】
（５）上記実施形態では、加熱循環流量Ｌ１は、制御装置２０（加熱循環流量推定手段２０ａ）が加熱循環ポンプ１２への印加電圧や印加周波数に基づいて推定したが、加熱循環回路Ｃ１に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
【００６５】
（６）上記実施形態では、放熱戻り流量Ｌ２は、制御装置２０（放熱戻り流量推定手段２０ｂ）が、補助熱源機１７を通流する湯水の流量を測定する第１流量センサＦ１の測定結果と、三方弁１５の開度比率に基づいて推定したが、放熱戻り管路Ｒ４に直接流量センサを設けて測定するように構成しても構わない。
【００６６】
（７）上記実施形態では、制御装置２０が１つで加熱運転、放熱運転、加熱放熱運転を行う集中制御の形態となっているが、お互いの運転状況を通信する機能を備えて各運転を行う制御装置を個別に備えた分散制御の形態でも構わない。
【００６７】
（８）上記実施形態では、放熱部の構成の一例として、床暖房装置や浴室暖房装置等の放熱用端末３０と放熱熱交換器１８との間に配設された熱媒循環回路Ｃ３を挙げて説明したが、浴槽の追焚循環回路等を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
本発明は、蓄熱流体を貯留し、上部に上部接続口を有すると共に下部に下部接続口を有する蓄熱タンクと、前記下部接続口から取り出した前記蓄熱流体を加熱部で加熱した後に前記上部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の加熱を行う加熱循環回路と、前記上部接続口から取り出した前記蓄熱流体を放熱部で放熱させた後に前記下部接続口に戻す形態で、前記蓄熱流体の放熱を行う放熱循環回路とを備えた蓄熱装置及びそれを備えたコージェネレーションシステムとして好適に利用可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１１      ：熱電併給装置（加熱部）
１４      ：蓄熱タンク
１８      ：放熱熱交換器（放熱部）
２０      ：制御装置（制御手段）
３０      ：放熱用端末
６１      ：下部接続口
６１ａ    ：加熱用下部接続口
６１ｂ    ：放熱用下部接続口
６２      ：上部接続口
６３ａ    ：配管
６３ｂ    ：配管
６４      ：間隙
７０      ：流体受容部材
７０ａ    ：空気逃し孔
７１      ：外側受容部材
７１ａ    ：空気逃し孔
７２      ：内側受容部材
７２ａ    ：空気受入れ孔
７３      ：部材間隙間
７４      ：空気層
７５      ：滞留空間
７６      ：仕切壁
７６ａ    ：空気受入れ孔
１００    ：蓄熱装置
Ｃ１      ：加熱循環回路
Ｃ２      ：放熱循環回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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