(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱エネルギー貯蔵庫であって、
三つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクの配置で、該熱エネルギー貯蔵バンクのそれぞれが作動温度範囲を有するものを備え、該熱エネルギー貯蔵バンクはそれぞれ異なる作動温度（相転移温度）を備え、；
前記熱エネルギー貯蔵バンクの少なくとも一つ以上が単一物質または物質の混合物からなる熱エネルギー貯蔵物質を含有し、
前記熱エネルギー貯蔵物質が、それぞれのバンクの作動範囲内の一つ以上の温度におけるエネルギー吸収相転移およびそれぞれのバンクの作動範囲内の一つ以上の温度におけるエネルギー開放相転移を起こすものであり、
各相転移が前記エネルギー貯蔵物質の物理的特性の変化を伴い、
前記熱エネルギー貯蔵庫は、少なくとも一つの熱エネルギー源と前記熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの熱エネルギーシンクおよび少なくとも一つの熱エネルギー源と前記熱エネルギー貯蔵庫外部の少なくとも一つの熱エネルギーシンクの間の少なくとも１つの熱エネルギー伝達接続を含み、
熱エネルギー伝達の熱源および目標は、内部および外部のエネルギー伝達の間で、連続してまたは並行して、切り替え可能であり、
熱源はエネルギーがそこから伝達されている位置にあり、そして、目標はエネルギーがそこへ伝達されている位置にあり、
内部エネルギー伝達は、熱エネルギー貯蔵庫内の貯蔵バンクの間で伝達可能であり、そして、一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクは熱エネルギー源として働き、一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクは熱エネルギーシンクとして働き、
外部エネルギー伝達は、エネルギーは、熱エネルギー貯蔵バンクから、または、熱エネルギー貯蔵バンクへの伝達であり、熱エネルギー源または熱エネルギーシンクは熱エネルギー貯蔵バンクの外部にある
ことを特徴とする熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２】
前記相転移が、少なくとも二つ以上の可逆サイクルにわたりエネルギー吸収、エネルギー貯蔵またはエネルギー解放能力の実質的損失なしに可逆的である請求項１に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３】
前記相転移が、比熱として吸収および／または解放された熱エネルギーを単に考慮した場合よりも前記一つ以上の温度および／または実質的に多くの熱エネルギーを吸収または解放する請求項１又は２に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項４】
前記バンクの少なくとも一つが、熱エネルギーを伝達し得る一つ以上の熱交換器手段を含む前記請求項１〜３のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項５】
前記熱エネルギー貯蔵庫、各バンクおよび複数のバンクが、同時にまたは異なる時間で一つ以上の熱エネルギー源および／またはシンクから熱エネルギーを受容、貯蔵および解放可能とする前記請求項１〜４のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項６】
前記熱エネルギー貯蔵庫の第１のバンクが、少なくとも部分的に第２のバンク内に封入される前記請求項１〜５のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項７】
第２のバンク内に少なくとも部分的に封入された第１のバンクが、相転移温度を有する第１の物質を含有し、第２のバンクが別の相転移温度を有する第２の物質を含有し、前記第２の物質の相転移温度が熱エネルギー貯蔵庫を封入する一つ以上の局所環境の温度と一層少ない温度差を有する前記請求項１〜６のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項８】
前記熱エネルギー貯蔵庫が、ヒートパイプを含む少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部を含む前記請求項１〜７のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項９】
熱伝達流体のポンプ、ヒートポンプ、熱電効果、熱電子放射の一つ以上を含む外部熱エネルギーの適用により、伝導、熱サイフォンおよび毛細管現象を含む天然プロセスにより、熱エネルギーの移動を熱エネルギー伝達接続部内または接続部を介して生起し、熱伝達接続部の一端である熱エネルギー源から他端にある熱エネルギーシンクへまたは逆も同様に熱エネルギーを伝達するように熱エネルギー伝達接続部の機能を促進するようにした前記請求項１〜８のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１０】
熱エネルギー伝達接続部が、低温本体から高温本体へ熱を伝達するための一つ以上の装置を含み、該装置が蒸気圧縮ヒートポンプ、化学ヒートポンプ、熱電装置、熱電子装置、および熱力学法則内で作動し、低温本体から高温本体へ熱を移動し得る任意他の装置の少なくとも一つを包含する前記請求項１〜９のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１１】
前記熱エネルギー貯蔵庫が、その機能、構造、または制御ロジック内に熱を低温本体から高温本体へと伝達するための一つ以上の装置を一体的に統合する請求項１０に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１２】
少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部が、２つ以上のバンクを接続し、熱を低温本体から高温本体へ伝達するための一つ以上の装置を含む、請求項１０に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１３】
重複または同一の作動温度範囲を有する第１および第２バンクの少なくとも一つを、熱エネルギー伝達接続部により接続する前記請求項１〜１２のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１４】
明確に重複しない作動温度範囲を有する第１および第２バンクの少なくとも一つを、熱エネルギー伝達接続部により接続する前記請求項１〜１３のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１５】
前記熱エネルギー貯蔵庫内の各バンクを、当該所定のバンクの相転移温度と異なる相転移温度を有する他のバンクのみに接続する前記請求項１〜１４のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１６】
前記熱エネルギー貯蔵庫の外部にある少なくとも一つの熱エネルギー源および熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの熱エネルギー源が、前記熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの目標バンクおよび熱エネルギー貯蔵庫の外部である少なくとも一つの熱エネルギーシンク経由での直接熱エネルギー伝達接続部を持たず、熱エネルギーを前記熱源と目標の間で伝達し得るし、反対も同様である前記請求１〜１５のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１７】
第１の熱エネルギー伝達接続部を用いて熱源から熱エネルギー伝達して、少なくとも一つの中間バンクに貯蔵したエネルギーに熱エネルギーを加え、ここで熱エネルギーは一時的に貯蔵し、同時に、事前にまたは事後に、熱エネルギーを前記中間バンクから除去し、第２の熱エネルギー伝達接続部を用いて目標に伝達する前記請求項１〜１６のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１８】
熱エネルギー伝達の熱源および目標を連続してまたは並行して切り替えて、少なくとも時々熱エネルギーを一つの外部熱源から所定バンクへ伝達して、該所定のバンクの熱エネルギー貯蔵物質が、熱エネルギーの外部熱源の温度よりも、より低い平均、最大または最小温度を有する前記請求項１〜１７のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項１９】
前記所定バンクとして、外部熱エネルギー源より低い温度および／または前記第２のバンクの温度および／または固定温度減少より低い外部熱エネルギー源の温度を有する熱エネルギー貯蔵庫の全バンクのうちから最高温のバンクを選択する前記請求項１８に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２０】
前記所定バンクとして、当該時間に最も熱エネルギーが枯渇したバンクを選択する前記請求項１８または１９に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２１】
熱エネルギーを外部熱エネルギー源または第２のバンクから所定バンクへ伝達した後でまたは同時に、前記熱エネルギー貯蔵庫の他のバンクへの熱エネルギー伝達のポテンシャルが残り、少なくともさらに一つのバンクを選択して残存熱エネルギーのいくらかまたは全てを受容し、これを連続してまたは同時に潜在的に伝達して一つ以上の追加の熱エネルギー伝達接続部の配設により連続して一つ以上の追加バンク内の熱交換手段に指向させ、一つ以上の追加バンクを各バンク内の熱エネルギー貯蔵物質の平均または最大または最小温度が降順になるようにする前記請求項１８〜２０のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２２】
熱エネルギー伝達の二つ以上の熱源または目標を連続してまたは並行して切り替えて、所定の回数熱エネルギーを一つの外部熱エネルギーシンクへ、当該外部熱エネルギーシンクの温度よりもより高い、平均、最大または最小温度を有する前記所定バンクから伝達する前記請求項１８〜２１のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２３】
前記所定バンクとして、外部熱エネルギーシンクより高い温度または外部熱エネルギーシンクに固定温度上昇量を加えた温度よりも高い温度を有する前記熱エネルギー貯蔵庫の全バンクのうちから当該時間で最低温のバンクを選択する前記請求項１８〜２２のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２４】
前記所定のバンクとして、最大量の熱エネルギーを有するバンクを選択する請求項１８に記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２５】
熱エネルギーを所定のバンクから外部熱エネルギーシンクへ伝達した後でまたは同時に、前記熱エネルギー貯蔵庫の他のバンクから熱エネルギーを伝達するポテンシャルが残り、一つ以上のさらなるバンクを選択して残存熱エネルギーのいくらかまたは全てを受容し、これを一つ以上の追加バンクに連続してまたは同時に潜在的に伝達し、最終の熱エネルギー伝達接続部により外部エネルギーシンクへ最終バンクから送る前に当該一つ以上の追加バンクを各バンク内の熱エネルギー貯蔵物質の平均、最大または最小温度が降順または昇順になるようにする前記請求項１〜２４のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２６】
外部熱源または外部シンクを経由する熱エネルギーの伝達に含まれるバンクの数、順番、相転移温度、現在の平均、最大または最小温度が、熱エネルギー貯蔵庫から逆流するあらゆる熱エネルギー伝達流体の戻り温度が、以下の条件を満たす外部熱源または外部シンクの特性に、よりよく適応するまたは最適に一致するように選択される熱エネルギー貯蔵庫であって、以下の条件は、
外部熱源または外部シンクへ流入する熱エネルギー伝達流体が熱エネルギーを最適に送達、収集、排出、発生または転換する温度；
熱エネルギー流体を日中に低温で太陽熱パネルへと戻して太陽光パネルからの放射損失を最小化し、したがって太陽光パネルが出来る限り効率的に熱を収集するように作動し；
熱エネルギー流体を高温で夜間の太陽熱パネルまたはラジエータへと戻して太陽光パネルまたはラジエータからの放射損失を最大化し、したがって太陽光パネルまたはラジエータが出来る限り効率的に熱を排出するように作動し；
熱エネルギー伝達流体をガスボイラーに、その作動が最も効率的であるように設計および定格化された設定温度範囲内で戻し；または
熱エネルギー伝達流体を薪ストーブ内のガスボイラーにある温度で戻して、それにより熱エネルギー伝達流体が沸騰せず、ストーブの構造が熱ストレスにより破壊されないようにする
ことである、前記請求項１〜２５のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２７】
熱エネルギーの外部熱源が、流体、環境からの廃棄、冷房環境である建物からの排出温暖空気、温暖環境にある建物からの排出冷気、入浴またはシャワーの廃棄温暖水を含むプロセスからの廃棄、過剰熱エネルギーを含む環境、再使用前に冷却が必要な熱エンジンのオイル、燃料セル、バイオガス消火槽またはバイオ燃料生成プラントである前記請求項１〜２６のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２８】
前記熱エネルギー貯蔵庫を用いて流体または環境から廃棄されるまたは過剰の熱を取得する前記請求項１〜２７のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項２９】
低温から高温のバンクへの熱エネルギー伝達速度が、熱エネルギーを外部熱源からシステム内へ伝達するかまたはシステムから外部シンクに吸収するピーク速度よりも低い前記請求項１〜２８のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３０】
以下のいずれか一つまたは組み合わせに従って用いる前記請求項１〜２９のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
加熱システム、
加熱サービスを与えること；
冷却システム、
冷却サービスを与えること；
同時に加熱および冷却サービスを与えるため冷却システムおよび加熱システムの両方として同時に用いる複合加熱および冷却システム；
異なるときに加熱および冷却サービスを与えるため冷却システムおよび加熱システムの両方として異なるときに用いる複合加熱および冷却システム；  中央加熱システム；
分散空間加熱システム；
水加熱；
熱エネルギー伝達流体を加熱して、産業処理の作動流体を直接加熱し、産業処理熱を与えること；
熱エネルギー伝達流体を冷却して、産業処理の作動流体を直接冷却して、産業処理冷気を与えること；
熱エネルギーまたは温度差を電気または機械エネルギーに変換する機械で用いるために熱伝達流体を加熱すること；
中央冷却または空調システム；
分散空間冷却または空調システム；および
冷凍システム
【請求項３１】
加熱、冷却、一緒にしたシステムの熱エネルギー伝達流体が液体または冷凍材である前記請求項１〜３０のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３２】
前記熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンクを、加熱、冷却、複合サービスの少なくとも一つに対する熱エネルギー貯蔵庫として用いるか、または少なくとも時々加熱するために用い、かつ少なくとも時々冷却するために用いる少なくとも一つのサービス用の熱エネルギー貯蔵庫として用いる前記請求項１〜３１のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３３】
放射壁を介した空間加熱または冷却、床下暖房、放射天井、冷凍梁、ラジエータ、特大ラジエータ、ファンコイルラジエータまたは空気処理システム用に用いる前記請求項１〜３２のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３４】
前記熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンクの少なくとも一部分を、熱エネルギー容器であるサービスの供給地点に物理的に同一場所に配置または近接し、前記サービスを直接駆動するのに適した作動温度範囲または複数の範囲を有するように選択する前記請求項１〜３３のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３５】
前記熱エネルギー貯蔵庫を、家庭内、商用、産業用器具、食器洗浄機、洗濯機、冷飲料もまた与える温飲料機械、飲料用の温自動販売機、食物用の冷自動販売機、飲料用の冷自動販売機、再使用および再充填可能な加熱カップを内蔵するシステム、再使用および再充電可能な冷却カップを内蔵するシステムを含む機械に用いる前記請求項１〜３４のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３６】
少なくとも一つのバンクまたは全熱エネルギー貯蔵庫を温バッテリまたは冷バッテリとして用いる前記請求項１〜３５のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３７】
少なくとも一つの熱エネルギー源または熱エネルギーシンクが、平板太陽光収集器、；真空管太陽光収集器、屋根瓦、専用太陽空気ヒータ、光電パネル、太陽熱光電ハイブリッドパネルのいずれか一つを含む少なくとも一つの太陽熱（収集器）である前記請求項１〜３６のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３８】
少なくとも一つの熱エネルギー源が、コンピュータプロセッサ、マイクロプロセッサ、増幅器、電池、発光装置、ＬＥＤライト、電気モータ、内燃エンジン、システム内に制御または電源電子部品を有する光電ソーラーセルのいずれか一つまたは組合せを含む作動中に廃熱を発生する電子システムまたは他のシステムからの廃熱である前記請求項１〜３７のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【請求項３９】
熱エネルギー伝達接続部、熱エネルギー伝達接続部の一部、かかる熱エネルギー伝達接続部に接続したバンク内の熱交換手段、および該熱エネルギー伝達接続部に接続した熱エネルギー貯蔵庫の外側の熱交換手段の一つ以上の熱エネルギー移動能力は、熱エネルギーを伝達するのに最大で耐えるか、完全に無能である状態と、熱エネルギーを伝達するのに最小で耐える状態との間で調整されるか、または最小および最大レベル間で任意の度合いの受容状態に調整され、調整は、使用者要因、サーモスタットの作動、機械的制御器、電気的制御器、プログラム可能コンピュータシステム上で作動する制御プログラムの一つ以上により、熱エネルギー貯蔵庫のいくつかの部分の物理状態および熱エネルギー貯蔵庫を囲む環境の物理状態に応じて調整または影響される前記請求項１〜３８のいずれかに記載の熱エネルギー貯蔵庫。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はエネルギー貯蔵システムに関する。より詳細には、本発明は熱エネルギー貯蔵システムと、例えば室内居住空間における加熱および／または冷却システムの提供への相変化物質のようなエネルギー貯蔵物質の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
多くの加熱および冷却システムが市場にあるけれども、これら従来のシステムの多くは、効率問題に悩まされ、また稼働するには高価である。従来のシステムはまた、環境に悪い化石燃料に基づく傾向がある。
【０００３】
空間加熱（“熱”）および温水は、家庭、事務所、工場、ホテル、店などの世界中で期待される設備である。最近、貯蔵可能なエネルギー源（例えば、石油、ガス等）を燃やすことによるか、又は電気エネルギー（通常ガスまたは石炭から発生する）を加熱素子に用いることによりこの種の加熱をオンデマンドで与えることが一般的に行われている。
【０００４】
世界のほとんどの都市において、燃料の貯蔵が中央設備（例えばガス貯蔵タンク：発電所の石炭山）で行われ、分配網（例えば、ガス管、電線など）を介してオンデマンドで使用者に移送される。現代のガスおよび石油の凝縮ボイラーは、石油およびガスを９０％の効率で熱に変換する。電気素子は、ほぼ１００％の効率で作動する。表面的にはこれはよく見えるが、しかしながら、ほとんどの電気をガス、石油または石炭からわずかに約３０％の効率で発生する。すなわち元の燃料に戻れば、電気的な加熱は約３０％の効率に過ぎない。
【０００５】
一般に、貯蔵燃料（石炭、石油、ガス）は化石燃料である。これらは、“化石太陽光”の便利な貯蔵である。そのエネルギーは、植物の光合成により太陽光から得て、最終的には地下に埋蔵される。それらは百万年以上埋蔵されているが、百年で燃焼してしまう。結果として、化石燃料の使用を継続するために多くの問題に直面している。：
・予測時期内（石油なら数十年ほど、ガスおよび石炭なら一世紀）に消費しつくすだろう。それらが枯渇するよりだいぶ前に、生産のピークを一度過ぎて、価格は急上昇する。
・大量の大気中のＣＯ２がその形成中に地中に埋蔵された。このＣＯ２を大気中に極めて加速された速度で戻し続けている。この結果は、宇宙生物多様性および人間居住区の両方の損失における潜在的に壊滅的な結果を有する気候変化となる（水の枯渇、砂漠化および海面上昇）。
【０００６】
化石燃料への依存を削減し、最終的にはなくす多くの方法が提案されている。本質的には、これら全てがエネルギー源を古代化石の日光から現代の日光へと直進度を変えながら移動させようとしている。
【０００７】
加熱および冷却用途に対して、ヒートポンプを用いて自然発生または無駄な熱エネルギーを移動し、集中させることができる。ヒートポンプを駆動するのに電気エネルギーを必要とする。太陽光で駆動する非化石のエネルギー源として以下がある：
・費用効果の高いパネルに対し１０％以下から２０％超の効率で太陽光を電気に変換する光電池
・太陽光を集中させて発電機を駆動する作業流体を加熱する太陽熱電気発生プラント。これらは、例えば砂漠などの高指向太陽光の区域に配置しなければならない。したがって、グリッド電気を発生することのみには適している。
・空気量の移動を駆動する太陽光エネルギーによって生じた風を利用する風力タービン。良好な風力源が発生と使用とを共同場所にし得る使用個所に存在するのはまれである。
・高地から低地へ移動する水の重力ポテンシャルエネルギーを用いる水力発電。世界のごく少数の場所を除いて、水力はグリッド電気に対する需要を供給できない。大きな貯水池を満たすさらなる区域が制限され、氾濫した多くの区域の辺りに人間および生物多様性の問題を有する。
・海上の風の作用により大きく発生する波を使用する波力発電。同様に、風は太陽光を動力源とする。
・バイオ燃料：木材を火力発電所内で石炭に対する方法で直接燃焼させることができる。いろいろな原料を処理して液体またはガス燃料を製造し得る。とうもろこし、菜種油、ノコギリソウ、動物の排泄物または使用済み調理油を用いるかどうかにかかわらず、それらのエネルギーは現在の太陽光に由来する。しかしながら、食物とバイオ燃料作物生産の間の競争と、バイオ燃料作物と自然の生物多様性土地の間の競争（例えばパーム油のためのジャングルの伐採）について大きな懸案事項がある。
【０００８】
バイオ燃料といくつかの水力と異なり、太陽光駆動の再生可能エネルギー変換装置がオンデマンドで作動しない（または発電業界の専門用語では、“効率的でない”）ことは明らかである。そのエネルギーは太陽が昇るとき、風が吹くとき、海面が高いときに生じる。利用可能エネルギーは、日、週、月、年の大きさで定常的に予測可能であるが、しかし電気グリッドは、１分、１５分または３０分のレベルでバランスさせる必要がある。
【０００９】
電気エネルギーを保存することは難しい。現在、電気グリッドはほとんど蓄積がなく、リアルタイムでバランスされる。水力発電の貯水池は、電気を保存する一つの機会を有する。過剰電気をグリッド上で入手し得る場合、これを用いて水を低レベルから高い貯水池へと圧送することができ、このようにして電気エネルギーを丘陵上へ移動させた水の重力ポテンシャルエネルギーの形状で保存する。グリッドが電力不足のとき、この水をタービンを介して流下させ、電気に再生することができる。この処理は９０％の効率であるが、適切な揚水水力個所は少ない。
【００１０】
現在の発明の応用例として提案される別の方法は、電気が入手し得るときに断続的な再生可能源からの余剰電気エネルギーを熱または冷気に変換し、かかる熱または冷気を蓄熱部に保存し、次に需要に応じて有用な熱または冷気として入手可能にする。
【００１１】
熱エネルギー貯蔵技術は、例えば活性な太陽光収集器からの熱を、空間加熱、室内または処理温水若しくは電気を発生するための後日使用用の絶縁収納場所に保存する。最も実用的な活性太陽光加熱システムは、数時間から一日相当量の収集畜熱を有する。また、冬期使用のために夏の熱を保存する小さいが、増大した季節的な熱保存所がある。
【００１２】
相変換物質が、固体−液体相変換を用いるエネルギー貯蔵装置に以前使用されていた。液体−気体相変換物質は、気体相で物質を貯蔵するときに大容積または高圧力を必要とするために、通常熱貯蔵としての使用のために実用化されていない。
【００１３】
はじめに、固体−液体相変換物質は従来型の貯蔵物質と同様に働く；すなわち温度が熱を吸収するにつれて上昇する。しかし、従来型の貯蔵物質とは違って、相変換物質が相変化する温度（その融点）に達すると、温度の著しい上昇なく大量の熱を吸収する。液体物質周りの大気温度が下降するとき、相変換物質は凝固して貯蔵した潜熱を解放する。２０℃から３０℃の人体快適温度の範囲内で、いくつかの相変換物質が極めて有効である。これらは、水、レンガまたは岩のような従来の貯蔵物質より単位体積あたり約５〜１４倍の熱を貯蔵することができる。
【００１４】
相変換物質を二つのカテゴリー、すなわち有機化合物（ワックス、野菜抽出物、ポリエチレングリコールなど）と、塩基化合物（グラウバー塩）とに大別することができる。最も一般的に用いられる相変換物質は、含水塩、脂肪酸およびエステルと、種々のパラフィン（例えばオクタデカン）である。最近では、イオン性液体もまた相変換物質として調査されている。ほとんどの有機溶液は水がないので、空気に露出することができるが、すべての塩基相変換物質溶液は、水の蒸発を防ぐために密封しなければならない。両方のタイプは、特定の用途に対して特定の利点と欠点を有する。
【００１５】
相変換物質の一種である共晶塩はまた、１８００年代後半から熱貯蔵用途の媒体として用いられていた。それらは、かかる多様な用途において鉄道や道路用の冷凍移動体として用いられており、従ってその物理特性は周知である。
【００１６】
相変換物質技術により得られた温度範囲は、中温および高温エネルギー貯蔵用途を考慮するビルサービス業者および冷凍エンジニアに対し新たな基準を与える。この熱エネルギー用途の範囲は、太陽光加熱、熱水、加熱遮断、空気調整および熱エネルギー貯蔵用途などのように広範囲である。
【００１７】
しかしながら、内外の適切な熱交換率と、受容し得るレベルの熱力学効率とを達成することを含む相変換物質の実用には多くの問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の少なくとも一つの態様の目的は、上述した一つ以上の問題を取り除くか、あるいは少なくとも緩和することにある。
【００１９】
本発明のさらなる目的は、改善した熱エネルギー貯蔵を提供することである。
【００２０】
本発明のさらなる目的は、相変換物質を備える改善した加熱および／または冷却システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
本発明の第1の態様によれば、熱エネルギー源と、熱エネルギー貯蔵物質を含む一連のバンクとを備え、当該一連のバンクにおける熱エネルギー貯蔵物質が異なる温度でエネルギーを貯蔵および／または解放可能である加熱および／または冷却システムを提供する。
【００２２】
加熱および／または冷却システムは、熱エネルギー貯蔵庫の一部を形成するか、あるいはその中に含むことができる。
【００２３】
本発明の第２の態様によれば、一つ以上の温度範囲で熱エネルギーを受容および／または貯蔵および／または解放して少なくとも一つの熱エネルギー源および／またはシンクを形成し得る熱エネルギー貯蔵庫を提供し、該熱エネルギー貯蔵庫は、：
一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクの配置で、該熱エネルギー貯蔵バンクのそれぞれが作動温度範囲を有するものと、単一物質または物質混合物をからなる適切な量およびタイプの熱エネルギー貯蔵物質を含み得る前記熱エネルギー貯蔵バンクの少なくとも一つ以上とを備え、
少なくとも一つのバンクにおける前記熱エネルギー貯蔵物質が、各バンクの一般的作動温度内で一つ以上の温度あるいは一つ以上の温度の部分的範囲で少なくとも一つのエネルギー吸収および／または解放相転移を受ける一つ以上のタイプの熱エネルギー貯蔵物質の少なくとも一部を含有し、
各相転移が、前記熱エネルギー貯蔵物質の物理的および／または化学的特性における変化を伴う。
【００２４】
好適な実施形態において、相転移の少なくとも一つあるいは全てが、少なくとも一つ以上の可逆サイクルにわたりエネルギー吸収および／または貯蔵および／または解放能力の実質的損失なしに可逆的とすることができる。
【００２５】
一般に、熱貯蔵（すなわち熱エネルギー貯蔵）物質は固体―液体相変化を受け、相変化を受けるとエネルギーを貯蔵／解放することができる。この処理は複数回生起し得る。
【００２６】
従って、本発明は、熱エネルギー貯蔵庫と、生成した熱エネルギー貯蔵に関する。本発明に記載した技術を、エネルギーを例えば後で再利用するための熱貯蔵庫に貯蔵する多数の技術に使用することができる。本発明に示したような固体−液体相変化物質を使用する特定の利点は、日中と夜間の間のエネルギー需要を均衡することである。熱貯蔵庫は大気温度よりも上（すなわち熱い）または下（すなわち冷たい）温度で維持することができる。したがって、本発明を加熱および／または冷却システムの両方に用いることができる。本発明の特定の使用方法は、空気調整ユニットまたは中央加熱システムである。
【００２７】
一般に、熱エネルギー貯蔵庫は、少なくとも一つのバンクまたは複数のバンクを備える。少なくとも一つまたは複数のバンクは、少なくとも一つの熱エネルギー源および／またはシンクへおよび／またはそこから熱エネルギーを移送（例えば、伝導および／または放射および／または対流および／または熱パイプおよび／または熱エネルギー移動流体による間接熱エネルギー移動および／または任意の他の熱エネルギー移動手段）することができる一つ以上の熱交換手段を有する。
【００２８】
少なくとも一つのバンク内の熱交換手段は、二つ以上の熱エネルギー源および／またはシンクへ及び／又はそこから熱エネルギーを同時にあるいはほぼ同時に移送（例えば同一の熱交換手段で、または他の機会には非同時に移動する）することができる。
【００２９】
少なくとも一つのバンク内の熱交換手段は、三つ以上の熱エネルギー源／シンクへおよび／またはそこから熱エネルギーを同時に（例えば同一の熱交換手段で、他の機会には非同時におよび／または熱エネルギー源／シンクの可能性のあるセットのいくつかのサブセットのみに同時に）移送することができる。
【００３０】
特定の実施形態において、潜在的に同時に存在する熱エネルギー源および／またはシンクの数は、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、９以上あるいは１０以上とすることができる。したがって、複数の熱エネルギー源および／またはシンクがある。
【００３１】
したがって、様々な温度を有する多重給源がある。
【００３２】
特定の実施形態において、熱貯蔵庫は、二個以上のバンク、３個以上のバンク、４個以上のバンク、５個以上のバンク、６個以上のバンク、７個以上のバンク、８個以上のバンク、９個以上のバンク、あるいは１０個以上のバンクを備える。したがって、複数のバンクがある。
【００３３】
一般に、熱貯蔵庫および／または各バンクおよび／または複数のバンクは、同時にまたは異なる時期に一つ以上の熱エネルギー源および／またはシンクへおよび／またはそこから一つ以上の温度範囲で熱エネルギーを受容および／または貯蔵および／または解放可能である。
【００３４】
熱貯蔵庫内の少なくとも一つあるいは全てのバンクを入れ子とし得る。通常、バンクの配置は、全体的および／または部分的に互いに入れ子である。
【００３５】
一つ以上の外側バンクの少なくとも一つ（すなわち、あらゆる介在絶縁を考慮することなく熱エネルギー貯蔵庫に対し外側の一つ以上の局所環境により全体的におよび／またはほとんど囲まれ、任意の他のバンクによりほとんどおよび／または全く包囲されない）は、熱エネルギー貯蔵庫を囲む一つ以上の局所環境の温度で、あるいはその近傍にある。
【００３６】
一つ以上の最高温度バンク（すなわち、例えば限定する意図はないが、バンクは熱エネルギー貯蔵庫内の全バンクのセットから絶対項で最高であるかおよび／または局所最大値を示す熱エネルギー貯蔵物質の相転移温度および／または現在平均および／または最大および／または最小温度を有する）は、一つ以上の最内入れ子バンクの少なくとも一つ（すなわち、バンクまたは複数のバンクがその内部に他のバンクを全体的および／またはほとんど包囲しない）とすることができる。
【００３７】
一つ以上の最低温度バンク（すなわち、例えば限定する意図はないが、バンクは熱エネルギー貯蔵庫内の全バンクのセットから絶対項で最低であるかおよび／または局所最小値を示す熱エネルギー貯蔵物質の相転移温度および／または現在平均および／または最大および／または最小温度を有する）は、一つ以上の最内入れ子バンクの少なくとも一つ（すなわち、バンクまたは複数のバンクがその内部に他のバンクを全体的および／またはほとんど包囲しない）とすることができる。
【００３８】
熱エネルギー貯蔵庫は、少なくとも一つの最低温バンクと一つの最高温バンクを含み、それぞれが最内バンクとすることができる。
【００３９】
一般に、互いに入れ子にするかおよび／または全体および／または部分的に包囲するバンクは、熱エネルギー貯蔵庫から一つ以上の周囲局所環境への熱エネルギー損失を入れ子式でない場合と比較して低減することができる。
【００４０】
特定の実施形態において、少なくとも一つの熱エネルギー源および／またはシンクが熱貯蔵庫の外部にある。少なくとも一つの熱エネルギー源および／またはシンクが、熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンク内にある。
【００４１】
一般に、熱エネルギー貯蔵庫は、少なくとも一つの熱エネルギー源と一つの熱エネルギーシンクの間に少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部を備える。
【００４２】
熱エネルギー貯蔵庫は、熱貯蔵庫内の少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクと、熱貯蔵庫の外部にある少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクとの間に少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部を備える。
【００４３】
熱エネルギー貯蔵庫は、熱貯蔵庫の少なくとも一つの第１バンク内の少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクと、熱貯蔵庫の少なくとも一つの第２バンク内の少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクとの間に少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部を備える。
【００４４】
一般に、バンク内のあらゆる熱エネルギー源／シンクは、該バンク内の一つ以上の熱交換手段と熱接触（直接的に物理的な接触か、さもなければ放射的に熱接触）する少なくともいくつかの熱エネルギー貯蔵物質を含む。熱交換手段は、少なくとも一つの熱エネルギー伝達媒体（限定するわけではないが熱伝導金属および／または高熱伝導プラスチックおよび／またはガスおよび／または冷却剤および／または電磁放射線および／または液体および／または他の熱伝達流体を包含する）を備える少なくとも一つの熱エネルギー移送接続へ／からの移送により、熱エネルギーをバンク内の熱エネルギー貯蔵物質から除去するかおよび／または移送する（伝導および／または放射および／または対流および／またはヒートパイプおよび／または熱エネルギー伝達流体を介した間接的熱エネルギー伝達および／または熱エネルギー伝達の任意の他の手段による）ことを可能にする。
【００４５】
少なくとも一つの熱エネルギー伝達媒体を備える少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部は、少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部と熱接触（直接的に物理的な接触か、さもなければ放射的に熱接触）する熱貯蔵庫の外部である少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクから／へ熱エネルギーを伝達可能である。
【００４６】
熱エネルギー伝達接続部の熱エネルギー伝達媒体は、一つ以上のパイプおよび／または他の導管および／または包囲物（閉鎖および／または開放、実際は二地点間および／またはループ形成および／またはネットワークのすべてまたは一部を形成する）内に含まれるかおよび／または包囲されるかおよび／または方向付けられて熱エネルギー伝達媒体の機能を促進および／または補助および／または確実にして、熱エネルギー伝達接続部の一端での熱エネルギー源からの熱エネルギーを熱エネルギーシンクへ伝達することができ、熱エネルギー伝達媒体を圧送および／またはさもなければ外部エネルギーの適用によるかおよび／または自然な処理（限定する意図はないが伝導および／または熱サイフォンおよび／または毛細管現象）により移動させて、その機能を促進および／または補助および／または確実にして熱エネルギー伝達接続部の一端での熱エネルギー源からの熱エネルギーを他端での熱エネルギーシンクへ伝達することができるし、その反対も同様である。
【００４７】
一般に、少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部は、熱パイプまたはポンプにより駆動する熱伝達流体を含むパイプ回路を備えるかおよび／または包含し得る。
【００４８】
熱エネルギーを、外部エネルギーの適用（限定する意図はないがヒートポンプおよび／または熱電効果および／または熱電子放出）によるか、および／または自然作用（限定する意図はないが伝導および／または熱サイフォンおよび／または毛細管現象）により熱エネルギー伝達接続部内および／または該接続部を介して移動させ、熱エネルギー伝達媒体の機能を促進および／または補助および／または確実にして熱エネルギー伝達接続部の一端である熱エネルギー源から他端である熱エネルギーシンクへと熱エネルギーを伝達させるようにすることができ、反対も同様である。
【００４９】
熱エネルギー伝達接続部は、熱を低温本体から高温本体へと伝達する一つ以上の装置を備えるかおよび／または内蔵することができ、当該装置は限定する意図はないが、
蒸気圧縮ヒートポンプ、および／または化学ヒートポンプ、および／または熱電装置、および／または熱電子装置、および／または熱を低温本体から熱力学法則内で作動する高温本体へと移動可能な任意の他のシステムを包含する。
【００５０】
熱貯蔵庫は、その機能および／または構造および／または制御ロジック内に熱を低温本体から高温本体へ伝達する一つ以上の装置を一体的に内蔵することができ、当該装置は限定する意図はないが、
蒸気圧縮ヒートポンプ、および／または化学ヒートポンプ、および／または熱電装置、および／または熱電子装置、および／または熱を低温本体から熱力学法則内で作動する高温本体へ移動可能な任意の他のシステムを包含する。
【００５１】
加熱および／または冷却システムは、その機能および／または構造および／または制御ロジック内に熱を低温本体から高温本体へ伝達する一つ以上の装置を一体的に内蔵することができ、当該装置は限定する意図はないが、
蒸気圧縮ヒートポンプ、および／または化学ヒートポンプ、および／または熱電装置、および／または熱電子装置、および／または熱を低温本体から熱力学法則内で作動する高温本体へ移動可能な任意の他のシステムを包含する。
【００５２】
熱エネルギー伝達接続部は、二個以上のバンクを接続し、熱を低温本体から高温本体へ伝達する一つ以上の装置を備えるかおよび／または内蔵することができ、当該装置は限定する意図はないが、
蒸気圧縮ヒートポンプ、および／または化学ヒートポンプ、および／または熱電装置、および／または熱電子装置、および／または熱を低温本体から熱力学法則内で作動する高温本体へ移動可能な任意の他のシステムを包含する。
【００５３】
熱エネルギー伝達接続部および／または熱エネルギー伝達接続部の一部および／またはかかる熱エネルギー伝達接続部に接続したバンク内の熱交換手段および／または該熱エネルギー伝達接続部に接続した熱エネルギー貯蔵庫の外側の熱交換手段の熱エネルギー移動能力は、熱エネルギーを伝達するのに最大で耐えるかおよび／または完全に無能である状態と、熱エネルギーを伝達するのに最小で耐える状態との間で調整することができるか、および／または最小および最大レベル間で任意の度合いの受容状態に調整する。
【００５４】
熱受容状態の変化は、例えば限定する意図はないが、ポンプおよび／またはヒートポンプおよび／または熱電装置および／または他の装置に加える電気的または他のエネルギーの励起量を変化させることによるか、および／または熱エネルギー伝達流体の流束を変化させることによるか、および／または熱交換手段および／または熱エネルギー伝達接続部を介して熱エネルギー伝達流体を運搬可能であるチャネルおよび／またはパイプの利用可能な組み合わせから例えば限定する意図はないがバルブおよび／またはモータ駆動バルブおよび／またはマニフォールドおよび／またはソレノイドを用いて熱エネルギー伝達流体を運搬するために特定の瞬間に解放するサブセットを選択することにより達成し得る。
【００５５】
熱受容状態の変化は、熱交換器の構造および／または熱エネルギー伝達手段および／または熱エネルギー伝達流体の物理配置を、例えば限定する意図はないが、熱貯蔵庫および／または熱貯蔵庫のいくつかの部分の物理状態、および／または熱貯蔵庫を囲む環境および／またはいくつかの他の要因の物理状態に対応して変更することによるか、例えば限定する意図はないが、熱サイフォンまたはヒートパイプの各端でその熱エネルギーを伝達する能力をオンとオフに切り替えるかおよび／または調整する温度変化、および／または熱エネルギー伝達流体用の容器を有し、該容器を開放および／または閉鎖するよう特別に設計したヒートパイプ、および／または温度変化に応じてバルブを開放および／または閉鎖するように作用する二元合金細条により生起し得る。
【００５６】
調整を、例えば限定する意図はないが、使用者要因および／またはサーモスタットの作動および／または機械的および／または電気的制御器および／またはプログラム可能コンピュータシステム上で作動する制御プログラムにより制御および／または作用して、熱貯蔵庫および／または熱貯蔵庫のいくつかの部分の物理状態および／または熱貯蔵庫を囲む環境の物理状態に応じる。
【００５７】
少なくともいくつかのバンクは、重複および／または同一の一般的作動温度範囲を有する。
【００５８】
少なくともいくつかのバンクは、明確に、重複しない一般的作動温度範囲を有する。
【００５９】
少なくとも二つのバンクおよび／または少なくとも一つのバンクと、少なくとも一つの外部熱エネルギー源／シンクを、ネットワークおよび／または有向グラフを構成する少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部により接続し、この場合バンクがノードを構成し、熱エネルギー伝達接続部がエッジを構成する。
【００６０】
少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部は、一方向にのみ熱エネルギーを伝達するか、および／または一方向により高い受容状態で、他方向（例えば、限定する意図はないが、第１バンク内の熱エネルギー貯蔵材料が第２バンク内の熱エネルギー貯蔵材料より高温であるときのみ、第１バンクから第２バンクへと伝達するが、第２バンクから第１バンクへは伝達しない）に極めて低い受容状態で熱エネルギーを伝達する。
【００６１】
一つ以上の一方向限定熱エネルギー伝達接続部は、例えば限定する意図はないが、熱ダイオードおよび／または特別に構成したヒートパイプおよび／または熱サイフォンおよび／またはバンクおよび／または熱エネルギー源／シンクの各端部にあるサーモスタットおよび／または熱電対が一端の温度が他端よりも高いことを報告したときのみ作動するが、温度差が逆である時には作動しないポンプ回路、および／または選択的放射表面および／または選択放射ガラスおよび／または二重ガラスおよび／または三重ガラスおよび／または不活性ガスおよび／または真空を備えるかおよび／または包含することができる。
【００６２】
すべての外部熱源／シンクを、熱エネルギー伝達接続手段により直接熱貯蔵庫内のすべてのバンクに接続する。
【００６３】
熱貯蔵庫内のすべてのバンクを、熱エネルギー伝達接続手段により熱エネルギー貯蔵庫内の他のすべてのバンクに接続する。
【００６４】
少なくとも一つの外部熱エネルギー源／シンクに関しては、熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つのバンクに接続することができるが、熱エネルギー貯蔵庫内の全バンクには接続しない。
【００６５】
熱貯蔵庫内の少なくとも一つのバンクに関しては、熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの他のバンクに接続することができるが、熱エネルギー貯蔵庫内のすべての他のバンクには接続しない。
【００６６】
熱貯蔵庫内のすべてのバンクを、所定のバンクより熱い／冷たい次のバンクにのみ接続することができ、この場合各バンクの温度が、例えば限定する意図はないが、各バンク内の熱貯蔵物質の相転移温度であるか、および／または各バンクの一般的作動温度範囲の最大および／または最小および／または中央値である。
【００６７】
熱エネルギー貯蔵庫の外側の少なくとも一つの熱エネルギー源および／または熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの熱源バンクは、熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの対象物バンクおよび／または熱エネルギー貯蔵庫の外側の少なくとも一つの熱エネルギーシンクへ／からの直接熱エネルギー伝達接続部を持たない。熱エネルギーを、欠けている直接熱エネルギー伝達接続部用の代替として元の対象物につながる第２熱エネルギー伝達接続部により続いて第１中間バンクにつながる第１熱エネルギー伝達接続部の少なくともシーケンスを利用することにより、熱源と対象物の間（またはその反対）で伝達し続けることができる。
【００６８】
第１熱エネルギー伝達接続部を用いる熱源からの熱エネルギーの伝達は、少なくとも一つの中間バンク内に貯蔵したエネルギーに熱エネルギーを加えることをもたらし、ここで一時的に貯蔵することができる。熱エネルギーを前記中間バンクから同時におよび／または事前におよび／または事後に除去し、第２熱エネルギー伝達接続部を用いて対象物へと伝達することができる。
【００６９】
中間伝達のシーケンスは、少なくとも二つの中間バンクと、少なくとも三つの熱エネルギー伝達接続部を包含することができる。
【００７０】
熱エネルギー伝達用の少なくとも３個の熱源／対象物（すなわち、熱エネルギー貯蔵庫の外側にある熱源／シンクおよび／または熱エネルギー貯蔵庫内の熱源／対象物バンク）は、単一の熱エネルギー伝達接続部を共有する。
【００７１】
熱エネルギー伝達接続部を、少なくとも３個の熱源／対象物のそれぞれの熱交換器と連続的に接続することにより共有する。
【００７２】
熱エネルギー伝達接続部を、少なくとも場合によっては少なくとも３個の熱源／対象物の内の少なくとも２個の熱交換器と連続的に接続することにより共有することができる。
【００７３】
一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクを、熱エネルギー伝達接続手段により一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクの別のセットに接続することができ、この場合前記手段がバンク間で熱エネルギーの制御および／または意図的および／または非制御伝達を行うことができる。
【００７４】
バンク間の熱エネルギー伝達接続部は、システムの使用中に、例えば限定する意図はないが、パイプ作業および／または他の接続を物理的に作成および／または破壊することによるか、および／または、バルブおよび／またはポンプおよび／またはヒートポンプおよび／または他の切り替え可能および／または制御可能素子をオンおよび／またはオフおよび／または中間位置に切り替えることによるか、および／またはヒートパイプおよび／または従来既知の任意の他の熱伝達制御手段の熱エネルギー伝達能力を変化させることにより変えることができる。
【００７５】
本発明の態様において、熱源はまた非同時および／または同時に対象物とすることができる。
【００７６】
特定の実施形態において、熱エネルギー伝達の熱源および／または対象物を、一つ以上の熱エネルギー源／シンク（熱エネルギー貯蔵庫の外側かおよび／または熱エネルギー貯蔵庫内の熱エネルギー貯蔵バンクのどちらか）と熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクの間で連続しておよび／または並行して切り替える。
【００７７】
熱源／対象物の切り替えは、システムおよび／または該システムを囲む環境および／またはシステムの要素部分（例えば限定する意図はないが熱エネルギー貯蔵バンクおよび／または熱エネルギー源／シンク）の特性に対する物理的変化（例えば限定する意図はないが温度）に起因して、システムのいくつかの要素に自然な物理変化（例えば限定する意図はないが金属の膨張および／または二元合金細条の可変膨張、および／または熱エネルギー伝達流体の密度変化および／または蒸発および／または濃縮）を起こし、システムのいくつかの部分の機能の変化（例えば限定する意図はないが、バルブ状態の開放および／または閉鎖および／または変更、および／または熱を伝達するヒートパイプの能力の変更）をもたらすことができ、ここでかかる変化がシステム設計者により意図される。
【００７８】
制御システムは、熱エネルギー伝達の熱源および／または対象物を一つ以上の熱エネルギー源／シンク（熱エネルギー貯蔵庫の外側かおよび／または熱エネルギー貯蔵庫内の熱エネルギー貯蔵バンクのどちらか）と熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクの間で連続しておよび／または平行して選択および／または切り替えることができる。
【００７９】
時間の規則的および／または不規則的間隔で、制御システムは、いつでも一つ以上の潜在的な熱エネルギー伝達に対して性能および／または効率および／または任意の他の性能基準の相対的な全システム係数を計算し、また制御システムは、包括制御システムによりセットされたかおよび／または熱エネルギー貯蔵システムの設計者および／または使用者および／または購入者により確立された基準および／または法的基準および／または安全基準および／または任意の他の設計および／または使用および／または有益な基準に従うパラメータに関連する伝達のより有益なあるいは最適な選択を決定し、それにしたがって熱源／対象物を切り替える。
【００８０】
熱エネルギー貯蔵庫の外部にある熱エネルギー源／シンクにより入手可能／受容し得る熱エネルギーの量および／または温度は、時間とともに変化し得る。
【００８１】
熱エネルギー貯蔵庫の外部にある熱エネルギー源／シンクにより入手可能／受容し得る熱エネルギーの量および／または温度は、使用者の選択により時間とともに変化し得るもので、例えば限定する意図はないが、
軽質および／または非軽質および／または燃料流速の増加／減少および／または酸素流速の増加／減少および／または熱源、例えば限定する意図はないが木材および／または天然ガスの燃焼の消滅に対する使用者の決定、
および／またはソーラーパネルを展開および／またはその位置を修正して太陽光の収集および／または提供してゴミを除去する能力の増加および／または減少に対する使用者の決定、
および／または熱エネルギーシンクとしての外部熱交換器で冷たい湖水を入手し得るようにポンプをオンおよび／またはオフに切り換えることに対する使用者の決定がある。
【００８２】
熱エネルギー貯蔵庫の外部にある熱エネルギー源／シンクにより入手可能／受容し得る熱エネルギーの量および／または温度は、熱エネルギー源の作動処理により時間とともに変化し得るもので、例えば限定する意図はないが、
燃焼バーナーのウォームアップ段階、および／または
空を横切る太陽を追従するためのソーラーパネルの能力および／または無能および／または精度および／または応答性、および／または
利用可能な電気エネルギーに対する限界により外部ヒートポンプの能力の自己規制および／または強制限定、および／または
熱エネルギーを解放／受容するために熱エネルギー容器（例えば限定する意図はないが、廃棄温水のタンクおよび／または氷のブロック）の能力の消耗がある。
【００８３】
熱エネルギー貯蔵庫の外部にある熱エネルギー源／シンクにより入手可能／受容し得る熱エネルギーの量および／または温度は、熱源／シンク自体の固有または自然変化により時間とともに変化し得るもので、例えば限定する意図はないが、
燃料の質の変化、例えば限定する意図はないが、薪の質および／または湿分および／または天然ガスおよび／またはバイオガスの容積エネルギー含量の変化、および／または
日の出／日没および／または水平線上の太陽の高さの増加／減少および／またはソーラーパネル表面に対する角度変化を有する空を横切る太陽の移動および／または曇りおよび／または陰りによるソーラーパネル上に照射する太陽光の閉塞および／または部分的閉塞、および／または
自然に発生する気温および／または水温の変化および／または環境と等温になる方向への熱エネルギー源を構成する本体の温度変化がある。
【００８４】
熱エネルギー伝達の少なくともいくつかの熱源／対象物を連続しておよび／または平行して切り替えて、少なくとも何度か熱エネルギーを一つの外部熱エネルギー源から該外部熱エネルギー源の前記時間における温度より低い平均および／または最大および／または最小温度を有する熱エネルギー貯蔵物質の所定バンクに伝達するこができる。
【００８５】
少なくともいくつかの場合、所定バンクとしては、外部熱エネルギー源より低い温度を有する熱エネルギー貯蔵庫の全バンクのうち当該時間に最高温であるバンク（すなわち、熱エネルギー貯蔵物質の最高平均および／または最大および／または最小温度を有するバンク）を選択する。
【００８６】
少なくともいくつかの場合、所定バンクとしては、当該時間にいくつかの基準により熱エネルギーが最も枯渇しているバンク、例えば限定する意図はないが、その熱エネルギー貯蔵物質の最低平均および／または最大および／または最小温度を有するバンクを選択することができ、および／または前記熱エネルギー貯蔵物質を、例えば限定する意図はないが冷凍などの最低エネルギー状態に完全に最も近い（絶対基準および／またはそのバンクの最大ポテンシャルに比例する）相転移物質とすることができる。
【００８７】
熱エネルギーを外部熱エネルギー源から所定のバンクへと伝達した後および／または伝達したと同時に、熱エネルギー貯蔵庫内の他のバンクへ熱エネルギーを伝達するポテンシャルが残り、さらなるバンクおよび／またはバンク類を選択して残留熱エネルギーのいくらかおよび／または全てを受容するようにし、当該熱エネルギーを潜在的に順々におよび／または同時に、例えば限定する意図はないが、一つ以上の追加熱エネルギー伝達接続部を順に一つ以上の追加バンク内の熱交換手段に配列することで熱伝達流体（外部エネルギー源から第1バンクへと既に一つの熱エネルギー伝達接続部により指向させた）を指向させることにより伝達することができ、この場合一つ以上の追加バンクが各バンク内の熱エネルギー貯蔵物質の連続平均および／または最大および／または最小温度について降順である。
【００８８】
熱エネルギー伝達の少なくともいくつかの熱源および／または対象物を、連続しておよび／または並行して切り替えることができ、したがって、少なくとも何度か熱エネルギーを、熱エネルギー貯蔵物質が外部熱エネルギーシンクの温度よりも高い平均および／または最大および／または最小温度を有する所定のバンクから外部熱エネルギーシンクへと伝達する。
【００８９】
少なくともいくつかの場合、所定バンクとしては、外部熱エネルギーシンクより高い温度を有する熱エネルギー貯蔵庫の全バンクうち当該時間で最低温であるバンク（すなわち、熱エネルギー貯蔵物質の最低平均および／または最大および／または最小温度を有するバンク）を選択する。
【００９０】
少なくともいくつかの場合、所定バンクとしては、当該時間でいくつかの基準により熱エネルギーが最大量であるバンク、例えば限定する意図はないが、熱エネルギー貯蔵物質の最高平均および／または最大および／または最小温度を有するバンクを選択するか、および／または前記熱エネルギー貯蔵物質を、例えば限定する意図はないが、溶融などの最大エネルギー状態に完全に最も近い（絶対基準および／またはそのバンクの最大ポテンシャルに比例する）相転移物質とすることができる。
【００９１】
熱エネルギーを所定バンクから熱エネルギーシンクへと伝達した後および／または伝達すると同時に、熱エネルギー貯蔵庫内の他のバンクから熱エネルギーを伝達するポテンシャルが残り、さらなるバンクおよび／またはバンク類を選択して残留熱エネルギーのいくらかおよび／または全てを受容するようにし、当該熱エネルギーを潜在的に順々におよび／または同時に、例えば限定する意図はないが、一つ以上の追加熱エネルギー伝達接続部を順に一つ以上の追加バンク内の熱交換手段に配列することで熱伝達流体をまず指向させることにより伝達することができ、この場合最終バンクから外部熱エネルギーシンクへ最終熱エネルギー伝達接続部により指向させる前に一つ以上の追加バンクが各バンク内の熱エネルギー貯蔵物質の連続平均および／または最大および／または最小温度について降順である。
【００９２】
熱エネルギー伝達流体は、外部熱エネルギー源／シンクと、バンクの全セットから選択した熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンクとを包含しうる回路の周りを流動する。
【００９３】
外部熱源／シンクから／へ熱エネルギーを伝達するためのバンクの数および／または順番および／または相転移温度および／または流れ平均および／または最大および／または最小温度を、熱エネルギー貯蔵庫から逆流し得る任意の熱エネルギー伝達流体の戻り温度が外部熱源／シンクのいくつかの特性により良好に適合するか、および／または最適に一致し得るように選択することができ、例えば限定する意図はないが、外部熱源／シンクに流入する熱エネルギー伝達流体が熱エネルギーを最適に送達および／または収集および／または排斥および／または発生および／または変換する温度であって、例えば限定する意図はないが、
日中低温で太陽熱パネルに熱エネルギー伝達流体を戻すので、該パネルからの放射損失を最小化して、したがって太陽熱パネルが出来る限り効率的に熱を収集するように作動する、および／または
夜間に太陽熱パネルに熱エネルギー伝達流体を戻す、および／または
高温のラジエータによりパネルおよび／またはラジエータからの放射損失を最大化して、したがって太陽熱パネルを出来る限り効率的に排熱するかおよび／または設定温度範囲内でガスボイラーへ熱エネルギー伝達流体を戻すように作動し、その作動を最も効率的に設計し、評価する、および／または
熱エネルギー伝達流体を薪ストーブ内のボイラーに熱エネルギー伝達流体が沸騰せず、ストーブの構造が熱ストレスにより破壊しない温度で戻すことである。
【００９４】
外部熱源／シンクのいくつかの特徴とより良好におよび／または最適に適合する対象物は、例えば限定する意図はないが、各バンク内の熱エネルギーの特定目標量および／または特定対象物温度を維持するために対象物に対して均衡させ、熱エネルギー貯蔵庫と少なくとも一つの外部熱源／シンクの間の熱エネルギー伝達に含めるようにバンクの数および／または順番および／または相転移温度および／または流れ平均および／または最大および／または最小温度を時々変化させることにより時々変えることができる。
【００９５】
時々変化し得る例えば限定する意図はないが、各バンク内の熱エネルギーの特定目標量および／または特定対象物温度を維持および／または達成する対象物は、貯蔵熱エネルギー伝達を貯蔵庫内および貯蔵庫へ／から適合するような制御システムにより達成する。
【００９６】
かかる適合は、物理パラメータに関する現在および／または過去の情報および／または未来予想計画か、および／または熱エネルギー貯蔵庫自身および／またはそのバンクおよび／または熱エネルギー貯蔵物質に関する使用者の行動か、および／または熱エネルギー貯蔵庫を直ぐに囲む環境か、および／または熱エネルギー貯蔵庫により供給された任意のサービスの需要パターン（例えば限定する意図はないが、かかる熱エネルギーを用いる工場の生産スケジュール）か、および／または広範囲の環境（例えば限定する意図はないが、現在／予想の外気温および／または日射および／または雲量および／または燃料および／または電気エネルギーの予想および／または現在の利用状況）か、および／または使用者の行動（例えば限定する意図はないが、使用者の存在または不在および／または快適温度に対する使用者の好み）に関連して実行する。
【００９７】
外部熱エネルギー源は、プロセスからの無駄および／または過剰な熱エネルギーを含む流体および／または環境（例えば限定する意図はないが、冷たい環境の建物からの暖かい空気の排出、および／または暖かい環境の建物からの冷たい空気の排出、および／または風呂および／またはシャワーからの温水の排出、および／または再使用前に冷却する必要がある熱エンジン内のオイル、および／または燃料セルおよび／またはバイオガス消火槽および／またはバイオ燃料生成プラントからの冷却液体）である。
【００９８】
外部熱エネルギー源は、無駄および／または過剰な熱エネルギーを含む流体および／または環境であって、該熱エネルギーを、無駄な熱エネルギーを吸収するように良く適合させた熱エネルギー貯蔵物質の相転移温度を有するように特に選択した少なくとも一つのバンクに伝達することができる。
【００９９】
無駄および／または過剰な熱エネルギーを吸収する少なくとも一つのバンクから、熱エネルギー貯蔵庫の外部である熱エネルギー源／シンクへの直接熱エネルギー伝達接続部（無駄および／または過剰熱エネルギー源への一つ以上の熱エネルギー伝達接続部とは別に）は在しない。
【０１００】
無駄および／または過剰な熱エネルギーを吸収する少なくとも一つのバンクから、熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの他のバンクへの熱エネルギー伝達接続部（熱エネルギーを低温から高温に伝達するのに用いる機械を特に含む）が存在する。
【０１０１】
無駄／過剰熱を流体および／または環境から該無駄および／または過剰熱が熱エネルギーシステムの有用なサービスに直接有効に寄与するよりも低い温度で収集する効果であり、かかる収集が無駄／過剰熱が熱エネルギーを熱エネルギーシステムの有用なサービスにかつ装置（例えば限定する意図はないがヒートポンプ）をもちいるのに直接有効に寄与し得るよりも低い温度で熱エネルギー貯蔵物質を含む一つ以上のバンク内へ無駄／過剰熱を入手して、熱エネルギーをこれらの一つ以上の低温バンクから一つ以上の高温バンク（熱エネルギーシステムの有用なサービスに熱エネルギーを直接有効に寄与させ得る温度にある）に無駄／余剰エネルギー収集速度とは著しく異なる速度で伝達するのに適合したエネルギー伝達速度で行われる。
【０１０２】
低温バンクから高温バンクへの熱伝達速度は、熱エネルギーを無駄／過剰エネルギー源から低温バンクへ伝達するピーク速度よりも低くすることができる。
【０１０３】
少なくともいくつかの場合、熱エネルギーを少なくとも一つのバンクから除去し、熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つの他のバンクへ送達することができ、これと同時に熱エネルギーを熱エネルギー貯蔵庫に加えるおよび／またはそれから除去するか熱エネルギー貯蔵庫の外部である任意の熱エネルギー源／シンクから／へと加えることはしない。
【０１０４】
少なくともいくつかの場合、熱エネルギーを少なくとも一つのバンクから除去し、熱エネルギー貯蔵庫内の少なくとも一つの他のバンクへ送達することを可能にすると同時に、熱エネルギーを熱エネルギー貯蔵庫の外部である任意の熱エネルギー源／シンクから／へと熱エネルギー貯蔵庫に加えるおよび／または貯蔵庫から除去することはしないようにシステムを構成することができる。
【０１０５】
少なくとも一つの制御システムおよび／または該システムの設計により決められた作動の結果として、各バンクに加える熱エネルギーの量を各バンクから除去する熱エネルギー量（不要なおよび／または故意でない熱伝達および／または他の損失による任意の損失を含む）と完全に均衡するように任意の期間であるサイクルの間、例えば限定する意図はないが、数秒および／または数分および／または一時間および／または数時間および／または１日および／または数日および／または１週間および／または数週間および／または一カ月および／または数カ月および／または一年および／または数年にわたり保持することができる。
【０１０６】
一つ以上の熱エネルギー伝達流体は、熱エネルギー伝達流体から抽出し、バンクの熱エネルギー貯蔵物質内に貯蔵するか、および／またはバンクの熱エネルギー貯蔵物質から抽出し、熱エネルギー貯蔵流体へ伝達した熱エネルギーを最大化および／または強化するために時々意図したおよび／または選択した順番で配置したバンクと熱接触する熱交換器を通りおよび／または交換器により経路変更および／または再循環させることができる。
【０１０７】
熱エネルギー貯蔵庫の物理的構成を、システムの使用中に下記のいずれかにより変えることができる：
熱エネルギー貯蔵庫に一つ以上の追加バンクを加える、および／または
熱エネルギー貯蔵庫から一つ以上のバンクを除去する、および／または
一つ以上のバンクを取り換え用バンクと交換する。
【０１０８】
使用中および／または使用と使用の間に、一つ以上のバンクの熱エネルギー貯蔵庫への追加および／または接続が熱エネルギー貯蔵庫にさらなる貯蔵熱エネルギーを加えることができ、ここでかかる追加の熱エネルギーが下記に由来する：
一つ以上の追加バンクを熱エネルギー貯蔵庫の外側の製造プロセスに設け、製造プロセス自体が相転移による後解放に適した熱エネルギーを当該一つ以上の追加バンク内の熱エネルギー貯蔵物質に注入する、および／または
一つ以上の追加バンクを熱エネルギー貯蔵庫の外側の製造プロセスに設け、現在の熱エネルギー貯蔵庫に加える前に、別の熱エネルギー貯蔵庫および／または当該一つ以上の追加バンクの熱エネルギー貯蔵物質に熱エネルギーを加えるように設計した他の装置内に熱エネルギーを吸収させる。
【０１０９】
使用中または使用と使用の間に、一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンク内の熱エネルギー貯蔵物質を、交換用熱エネルギー貯蔵物質に加えるか、および／または全体を交換するかおよび／または部分的に交換する。
【０１１０】
一つ以上のバンクの熱エネルギー貯蔵物質の交換および／または追加は、一つ以上のバンクに更なる熱エネルギーを加え、この場合
熱エネルギー貯蔵物質の追加および／または交換を、熱エネルギー貯蔵庫の外側の製造プロセス内で行い、製造プロセス自体が相転移による後解放に適した熱エネルギーを当該一つ以上の追加バンク内の熱エネルギー貯蔵物質に注入する、および／または
熱エネルギー貯蔵物質の追加および／または交換が、別のエネルギー貯蔵庫および／または当該追加および／または交換熱エネルギー貯蔵物質に熱エネルギーを加えるように設計した他の装置内に熱エネルギーを吸収する。
【０１１１】
熱を制御および／または非制御の方法で、高温の一つ以上のバンクから低温の一つ以上のバンクへ、および／または高温の一つ以上のバンクから熱貯蔵庫と熱接触する一つ以上の周囲環境へ、および／または熱貯蔵庫と熱接触する一つ以上の周囲環境から低温の一つ以上のバンクへ伝導および／または放射および／または対流および／またはヒートパイプおよび／または熱エネルギー伝達流体による伝達および／または他の任意既知の熱伝達の物理的機構により流すことができる。
【０１１２】
一つ以上のバンクに断熱手段を設けて、
一つ以上のバンクと一つ以上の他のバンクおよび／または一つ以上のバンクと熱貯蔵庫と熱接触する一つ以上の周囲環境および／または熱貯蔵庫の一つ以上のバンクとの間で断熱を促進する、および／または
高温の一つ以上のバンクから低温の一つ以上のバンクへ、および／または高温の一つ以上のバンクから熱貯蔵庫と熱接触する一つ以上の周囲環境へ、および／または熱貯蔵庫と熱接触する一つ以上の周囲環境から低温の一つ以上のバンクへ伝導および／または放射および／または対流および／またはヒートパイプおよび／または熱エネルギー伝達流体による伝達および／または他の任意既知の熱伝達の物理的機構により流すことができる熱を最大限可能な限り排除および／または制限および／または限定および／または選択的に制御することができる。
【０１１３】
一つ以上のバンクを、同一熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上の他のバンクから物理的に分離する。
【０１１４】
物理的に分離したバンクを、同一熱エネルギー貯蔵庫の一部として制御システムにより制御する。
【０１１５】
熱エネルギー伝達は、前記物理的分離バンクと、同一熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上の他のバンクの間で可能である。
【０１１６】
本発明のシステムは、加熱システムとして用いるかおよび／または加熱サービスを付与する（システムを用いて少なくとも一つの本体および／または熱エネルギー貯蔵庫の外部の少なくとも一つの環境に熱を加える）ために用いることができる。
【０１１７】
本発明のシステムは、冷却システムとして用いるかおよび／または冷却サービスを付与する（システムを用いて少なくとも一つの本体および／または熱エネルギー貯蔵庫の外部の少なくとも一つの環境から熱を除去する）ために用いることができる。
【０１１８】
本発明のシステムは、同時におよび／または異なるときに冷却システムと加熱システムの両方として用いる複合加熱および冷却システムとして用いるか、および／または異なるときおよび／または同時に加熱および／または冷却サービスを付与する（システムを用いて少なくとも一つの本体および／または熱エネルギー貯蔵庫の外部の少なくとも一つの環境に熱を加えるか、同時におよび／または異なる時に少なくとも一つの本体（異なるかおよび／または同一の本体）および／または熱エネルギー貯蔵庫の外部の少なくとも一つの環境（異なるかおよび／または同一の環境）から熱を除去する）ために用いることができる。
【０１１９】
加熱および／または複合システムおよび／またはサービスを、中央および／または分散空間加熱システム（例えば限定する意図はないが、建物および／または自動車および／または屋外空間での使用）として用いることができる。
【０１２０】
加熱および／または複合システムを水の加熱（例えば限定する意図はないが、洗浄および／または入浴および／または料理および／または飲料調製品用の清潔な水の加熱および／またはスイミングプールの加熱への使用）のために用いることができる。
【０１２１】
加熱および／または冷却および／または複合システムおよび／またはサービスを用いて、熱エネルギー伝達流体を加熱および／または冷却して産業処理用の熱および／または冷気を付与するか、および／または産業処理の作業流体を直接および／または間接的に加熱および／または冷却することができる。
【０１２２】
加熱および／または冷却および／または複合システムおよび／またはサービスを用いて、熱エネルギーおよび／または温度差を電気的および／または機械的エネルギーに変換する機械（例えば限定する意図はないが、蒸気ピストンおよび／またはスターリングエンジンおよび／またはランキンサイクルエンジンおよび／または蒸気タービン、それ自身および／または取り付けた交流発電機および／または発電機および／または発電機として用いる熱電および／または熱電子装置）に使用する熱伝達流体を加熱することができる。
【０１２３】
冷却および／または複合システムおよび／またはサービスを、中央および／または分散型空間冷却および／または空調システム（例えば限定する意図はないが、建物および／または自動車および／または屋外空間での使用）として用いることができる。
【０１２４】
冷却および／または複合システムおよび／またはサービスを、冷凍システム（例えば限定する意図はないが、家庭内冷蔵庫および／または冷凍庫および／または商用および／または産業用冷蔵および／または冷凍庫および／または例えば限定する意図はないがジャガイモ貯蔵庫などの温度制御貯蔵、極低温貯蔵庫）として用いることができる。
【０１２５】
加熱および／または冷却および／または複合システムの熱エネルギー伝達流体は、液体（例えば限定する意図はないが、水および／または水グリコール混合物および／または他の添加物を有する水および／または流動性油）および／または冷却材（例えば限定する意図はないが、ブタンおよび／またはプロパンおよび／またはアンモニアおよび／またはＲ−１２および／またはＲ−２２および／またはＲ−１３４ａ）および／または気体（例えば限定する意図はないが、空気）である。
【０１２６】
熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンクを、少なくとも一つの加熱および／または冷却および／または複合システム用の熱貯蔵庫として用いる。
【０１２７】
熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンクを、少なくともある時には加熱のために、また少なくともある時には冷却のために用い得る少なくとも一つのサービス用の熱貯蔵庫として用いることができる。
【０１２８】
少なくとも一つのバンクの寸法を、少なくとも一つのサービス用のバルク熱エネルギー容器として作動するように著しく増大する。
【０１２９】
少なくとも一つのサービスは、放射壁（例えば限定する意図はない）による空間加熱および／または冷却および／または床下加熱および／または放射天井および／または冷却梁および／またはラジエータおよび／または特大のラジエータおよび／またはファンコイルラジエータおよび／または空気処理システムである。
【０１３０】
熱エネルギー貯蔵庫の少なくとも一つのバンクおよび／または少なくとも一つのバンクの少なくとも一つの下位部分は、前記サービスの送達点と物理的に同一場所であるかおよび／または近傍であり、そのためこれは熱エネルギー容器であり、通常の動作温度範囲および／または前記システムを直接駆動するに適した温度範囲を有するように選択される（例えば限定する意図はないが、熱水を家庭内温水システムに引き込む一つ以上のタップで分散した一つ以上のバンクおよび／または一つ以上のラジエータおよび／または加熱／冷却すべき一つ以上の環境および／または本体と直接的に放射および／または熱伝導および／または対流交換する一つ以上のバンクの一部を備える放射壁および／または天井および／または床下加熱の領域）。
【０１３１】
本システムを、家庭内および／または商用および／または産業用器具および／または機械、例えば限定する意図はないが、皿洗い機、洗濯機など；冷水および／または冷蔵飲料もまた送るホットドリンクマシーン；食べ物および／または飲料用のホット／冷蔵自動販売機；作動中に相転移物質を内蔵する再利用、再充電加熱／冷却カップを内蔵するシステムにおいて使用する。
【０１３２】
少なくとも一つのバンクおよび／または全熱エネルギー貯蔵庫を、加熱／冷却バッテリとして用いる。
【０１３３】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、熱および／または冷気の環境的および／または天然および／または廃棄源とする。
【０１３４】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、時間とともに入手し得る温度および／または熱エネルギーが可変である。
【０１３５】
少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクは、少なくとも一つの太陽熱収集器（少なくとも一つの太陽熱収集器を異なる時間で用いて太陽熱を収集および／または環境へ排熱する）であり、例えば限定する意図はないが、熱エネルギー伝達流体としてエチレングリコール水溶液のポンプ循環を用いる平板太陽熱収集器および／または熱エネルギー伝達接続部としてヒートパイプを用いる真空管式太陽熱収集器および／または屋根瓦および／または熱エネルギー伝達流体として空気を用いる専用太陽熱空気ヒータおよび／または光電パネルおよび／またはヒートパイプおよび／または直接伝導および／または空気および／または熱エネルギー伝達流体としてエチレングリコール水溶液のポンプ循環を用いる太陽熱光電混合パネル、これらすべてが太陽による加熱および／または夜間の放射および／または伝導および／または対流により冷却される。
【０１３６】
少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクは、少なくとも一つの地上熱源（少なくとも一つの地上熱源を用いて、異なる時に地面から熱を収集しておよび／または地面に排熱する）である。
【０１３７】
少なくとも一つの熱エネルギー源／シンクは、少なくとも一つの空気熱源（少なくとも一つの空気熱源を用いて、異なる時に空気から熱を収集しておよび／または空気に排熱する）である。
【０１３８】
少なくとも一つの熱エネルギー源、少なくとも一つの燃焼システム（例えば限定する意図はないが、薪ストーブおよび／または天然ガスバーナーおよび／またはオイルバーナー）である。
【０１３９】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、少なくとも一つの電気ヒータ（例えば限定する意図はないが、熱エネルギー伝達流体として水を加熱する電気温水器および／またはバンク内の熱エネルギー貯蔵物質と直接熱接触する抵抗素子）である。
【０１４０】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、少なくとも一つの空調器および／または冷凍システムおよび／または熱エネルギー貯蔵庫の外側にあるヒートポンプ（主たる目的が第二環境の冷却）からの廃熱（さもなければ、例えば限定する意図はないが、ファンコイルにより第１環境へと散逸および／または排出する）である。
【０１４１】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、加熱システムおよび／または産業プロセスおよび／または火力発電システムおよび／または機械（例えば限定する意図はないが、内燃エンジンおよび／またはジェットエンジン）および／または１００％未満の効率であるエネルギー変換の任意の他のシステムである少なくとも一つの外部システムからの廃熱（さもなければ、例えば限定する意図はないが、ファンコイルおよび／または冷却タワーにより第１環境および／または川および／または海に散逸および／または排出する）であり、ここで非効率のいくらかが廃熱として現れる。
【０１４２】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、少なくとも一つの電気アセンブリおよび／または作動中に廃熱を発生する他の機械、例えば限定する意図はないが、コンピュータプロセッサおよび／またはマイクロプロセッサおよび／または増幅器および／またはバッテリおよび／または発光装置および／またはＬＥＤ光および／または電気モータおよび／または内燃エンジンおよび／または光電太陽電池からの廃熱（さもなければ、例えば限定する意図はないが、ファンコイルおよび／または冷却タワーおよび／またはアクティブ冷却システムおよび／またはヒートシンクにより第１環境に管理および散逸および／または排出する）であり、当該廃熱はこれら手段により管理および／または散逸および／または排出するだけでなく、有用な熱エネルギーを得るためのバンクまたは熱エネルギー貯蔵庫または熱エネルギーシステム用の手段として用いられる。
【０１４３】
廃熱を発生する装置の少なくとも一片が、全体および／または部分的に一つ以上のバンク内に直接埋設されるか、および／または一つ以上のバンクと直接熱接触する。
【０１４４】
廃熱を発生する装置の少なくとも一片は、少なくとも一つの化学電池、例えば限定する意図はないが、リチウムイオンバッテリセルの構造であり、この場合バッテリを埋設するおよび／または熱接触するバンクおよび／またはサブバンクの熱エネルギー貯蔵物質を好適な作動温度範囲内に残るバッテリの作動および／または貯蔵の可能性を増強するように選択して、一つ以上のバッテリの一つ以上の安全性および／または有効性および／または効率を強化する。
【０１４５】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、廃棄流体に統合された廃熱エネルギー、例えば限定する意図はないが排気および／または廃水（さもなければ、例えば限定する意図はないが、排気ダクトおよび／または排水パイプにより第１環境へと散逸および／または排出する）であり、これは例えば限定する意図はないが、家庭用風呂からの廃水および／または第２環境よりも高いおよび／または低い温度である建物からの排気および／または屋根上で収集して排水管に送る雨水を含む。
【０１４６】
高率の廃熱エネルギーを短時間で熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上のバンクの熱エネルギー貯蔵物質に吸収し、その後および／または同時に、例えば限定する意図はないが、吸収した熱エネルギーを同一の熱エネルギー貯蔵庫の他のバンクおよび／またはその外部の熱源／シンクに伝達することができる。
【０１４７】
より小さい容量のアクティブ冷却システム、例えば限定する意図はないが、ヒートポンプを要求する場合がある。その理由は、廃熱エネルギーのピーク冷却負荷が熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上のバンクの熱エネルギー貯蔵物質において一時的緩衝により低減されるからである。
【０１４８】
ファンおよび／またはポンプおよび／またはヒートポンプの排除および／またはサイズおよび／または容量の減少は、冷却システムを極めて静かにしおよび／または低振動にしおよび／またはエネルギー使用を減少する。
【０１４９】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、少なくとも一つの区域加熱システムに対する少なくとも一つの接続部である。
【０１５０】
少なくとも一つの熱エネルギー源は、少なくとも一つの部屋および／または他の内部環境であり、この場合例えば限定する意図はないが、人間および／または動物の代謝による占有および／または廃熱を発生する装置の使用および／または、可視光および／または紫外および／または赤外放射線の入り口に開口する窓および／または他の開孔を通過し、部屋の内部にある一つ以上の表面により吸収されて熱エネルギーおよび／または温度の上昇をもたらすおよび／または長波長の赤外線および／または他の熱放射線として再放射するおよび／または部屋内の空気を温める太陽光エネルギーの結果であるソーラーゲインとして廃熱を蓄積する。少なくとも一つの部屋および／または他の環境であり、廃熱を蓄積する少なくとも一つの熱エネルギー源を熱エネルギー貯蔵庫に少なくとも一つの部屋および／または他の環境から廃熱エネルギーを抽出するように設計したシステム、例えば限定する意図はないが、空調および／または快適冷房および／または放射冷却システムおよび／または時々廃熱エネルギーの抽出と所望熱の送達とを交互に行うように設計したシステムのすべておよび／または一部を備える少なくとも一つの熱エネルギー伝達接続部により接続することができる。
【０１５１】
少なくとも一つの熱エネルギーシンクは、加熱および／または冷却する必要のある部屋および／または環境である。
【０１５２】
熱エネルギー貯蔵庫の全体および／または少なくとも一つのバンクと、加熱および／または冷却する必要のある部屋および／または環境との間の熱エネルギー伝達接続部は、例えば限定する意図はないが、エチレングリコールおよび／またはＲ１３４ａおよび／または空気のような熱エネルギー伝達流体を運ぶパイプおよび／またはダクトの回路および／または回路網および／またはヒートパイプおよび／または熱エネルギーを放射壁および／または床下暖房および／または放射天井および／または冷却梁および／またはラジエータおよび／または特大ラジエータおよび／またはファンコイルラジエータおよび／または空気処理システムの少なくとも一つに伝達する直接伝導および／または放射伝達部の少なくとも一つを備える。
【０１５３】
部屋および／または環境は、生鮮品、例えば限定する意図はないが、食物および／または生物学的試料および／または元生物を保持して腐敗処理の遅延および／または生鮮を促進する置き場所、例えば限定する意図はないが、食糧貯蔵室および／または家庭用および／または商用および／または産業用冷蔵庫および／または冷凍庫および／または冷却機および／または自動車および／またはコンテナおよび／または極低温貯蔵庫および／または死体安置所を構成する。
【０１５４】
熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上のバンクを、例えば限定する意図はないが、熱エネルギーの除去を用いて湿潤空気を霧点以下に冷却し、これにより水蒸気を凝縮しかつ空気の湿度を減少する、および／またはその後熱エネルギーを加えて乾燥空気を使用者の快適温度まで再加熱する、および／または熱エネルギーを水に加えていくらかの水を蒸発して、それにより空気に湿度を加えることにより熱エネルギーを用いて空気の湿度を制御する装置を備える熱エネルギー源／シンクに接続することができる。
【０１５５】
熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上のバンクを用いて、日中（および／またはピーク加熱負荷の他の期間）冷却システムからの過剰および／または廃棄の熱を貯蔵することができるので、追加のポンプおよび／またはヒートポンプエネルギーの使用が低い状態であるとき、例えば限定する意図はないが気温がより冷たい時および／または太陽光パネルが熱を夜空に放射する夜間に熱を後で放出することができる。
【０１５６】
熱エネルギー貯蔵庫の一つ以上のバンクを用いて、日中（および／またはピーク加熱負荷の他の期間）冷却システムからの過剰および／または廃棄の熱を貯蔵することができるので、例えば限定する意図はないが、電気使用の夜間料金がより低コストであるかおよび／または風車上で風が吹いて電気的および／または機械的パワーを発生する時に任意の必要な追加ポンプおよび／またはヒートポンプエネルギーが低コストおよび／またはより入手可能であるように選択して熱を放出することができる。
【０１５７】
バンクの間および／または、バンクおよび熱エネルギー源／シンクから／への任意のヒートポンプおよび／またはポンプによる熱エネルギー供給は、少なくともいくつかの場合および／または少なくともいくつかの機会において、例えば限定する意図はないが、電気使用の夜間料金がより低コストであるかおよび／または風車上で風が吹いておよび／または光電パネル上に太陽が照射して電気的および／または機械的パワーを発生する時に任意の必要な追加ポンプおよび／またはヒートポンプおよび／または加熱および／または冷却エネルギーがより低コストおよび／またはより入手可能であるように選択した時に生起させることができる。
【０１５８】
バンクの間および／または、バンクおよび熱エネルギー源／シンクから／への任意のヒートポンプおよび／またはポンプによる熱エネルギー供給は、少なくともいくつかの場合および／または少なくともいくつかの機会において、バンクおよび／または熱エネルギー源／シンクの温度が、各熱エネルギー伝達の熱源と目標の間の温度差を他の時（過去記録および／または予測未来性能に基づいて）よりも最適および／または望ましいおよび／またはより良好にして追加ポンプおよび／またはヒートポンプおよび／または加熱および／または冷却エネルギーの使用を低減するようにした際に生起するように選択する。
【０１５９】
熱エネルギー貯蔵に用いる相転移は、下記の一つ以上である；
熱エネルギーの吸収および／または解放で固体を液体二なるまで溶融するおよび／または同様の液体を固体になるまで冷凍し、かかる溶融と冷凍が同一の温度または異なる温度で起こる（例えば、ワックスの溶融；金属の溶融、特に選択した金属の共晶合金の溶融；塩の溶融；低温イオン性溶液への塩の融解）、および／または
熱エネルギーの吸収および／または解放で塩および／または含水塩の水和状態の変化、および／または
熱エネルギーの吸収および／または解放で物質の結晶構造をある構造から別の構造に変化させる（例えば、Ｎａ２ＳＯ４を斜方から立方結晶構造へ変化）、および／または
熱エネルギーの吸収および／または解放で物質の表面からおよび／または表面上へおよび／またはその構造からおよび／または構造内への水蒸気および／または他の気体および／または液体の吸着および／または吸収および／または脱着および／または蒸発および／または凝縮（例えばシリカゲル／水蒸気）、および／または
熱エネルギーを吸収および／または解放する物質および／または物質システムの物理的および／または化学的状態の任意の他の変化であって、前記変化が少なくとも一つ以上の可逆サイクルでエネルギーを吸収および／または貯蔵および／または解放能力をほとんど損失なく可逆である。
【０１６０】
相転移は、一つ以上の温度および／または一つ以上の温度の部分範囲で比熱として吸収および／または解放された熱エネルギーを単に考慮した場合の前記一つ以上の温度および／または一つ以上の温度の部分範囲において実質的により多くの熱エネルギーを吸収および／または解放する。
【０１６１】
一つ以上の熱エネルギー貯蔵物質を一つ以上の添加剤と組合わせて所望の特性を促進および／または不所望な特性を抑制および／またはさもなければ相転移を調節し、ここで添加剤の効果は、例えば限定する意図はないが、下記の一つ以上である；
相転移が起こる温度および／または範囲および／または温度範囲の修正、および／または
塩および／または金属および／または水および／または任意の他の液体を冷凍する際の核化促進、および／または
所望の含水塩の核化促進および／または不所望な含水塩の核化抑制、および／または
相転移を開始する核化および／または冷凍および／または結晶化および／または任意の他のエネルギー解放時の選択的制御、および／または
相転移の核化および／または冷凍および／または結晶化および／または任意の他のエネルギー解放の速度と、熱エネルギー解放の関連速度の制御、および／または
相転移の熱エネルギー解放に続く熱エネルギー吸収サイクルの再現性の促進、および／または
熱エネルギー貯蔵物質の有効寿命における相転移の熱エネルギー解放に続く熱エネルギー吸収サイクル数の増加の促進、および／または
熱エネルギー貯蔵物質の有用な作業時間および／または作業前寿命の増加の促進、および／または
熱エネルギー貯蔵物質の熱伝導性の強化、および／または
一つ以上の熱エネルギー貯蔵物質の相転移特性の任意の他の望ましい修正である。
【０１６２】
一つ以上の熱エネルギー貯蔵物質および／または添加剤を選択して、コストおよび／または安全性および／または物理的密度および／または相転移温度および／または相転移中の吸収および／または解放されたエネルギーおよび／または相転移の特性および／または相転移の一方から他方への体積変化の最小化および／または相転移温度範囲の狭小化および／またはエネルギーを吸収および／または解放する際の相転移温度の同一性および／または相違および／または熱エネルギーの吸収および／または解放の再現性および／また熱エネルギーを吸収し、その後開放することに伴うエネルギー損失および／または熱伝導性および／または物質互換性および／または熱エネルギー貯蔵システムの設計者および／または使用者および／または購入者により設定された基準および／または法的基準および／または安全基準に係る他の物理特性および／または任意の他の設計および／または使用法および／または利点基準の間におけるトレードオフを改善および／または最適化する。
【０１６３】
主電源が停止した場合において、本発明のシステムは、高温バンクから低温バンクへの熱伝達を、例えば限定する意図はないが、蒸気ピストンおよび／またはスターリングエンジンおよび／またはランキンサイクルエンジンおよび／または蒸気タービンそれ自身および／または交流発電機および／または発電機、および／または発電機として用いる熱電および／または熱電子装置に取り付けたもので可能にすることにより少なくともいくつかの機能を自己発電することができる。
【０１６４】
本発明のシステムはまた、時間とともに熱エネルギー貯蔵物質の特性（例えば融点；融点の急峻度）における動的変化を補償する。
【０１６５】
本発明のシステムはまた、冷却と加熱の両方を行うことができ、この場合少なくとも一つのバンクが一つ以上の熱エネルギーシンクの温度を増加させるように熱エネルギー源として作動して、同時におよび／または異なるときに一つ以上の熱エネルギー源の温度を下げるように熱エネルギーシンクとして作動する。本発明の熱貯蔵庫はまた、二つのバンクを備え、その間の熱エネルギー伝達接続部にヒートポンプ装置がない。
【０１６６】
本発明を用いることはまた、相転移温度を上昇するいくつかのバンクを通過することにより水を加熱することを可能にする。これにより、水加熱のために異なる品質の熱を用いることができる。
【０１６７】
本明細書に開示したような熱エネルギー貯蔵は、後で再使用するために熱容器にエネルギーを貯蔵するいくつかの技術を言及する。開示した技術を用いて、日中と夜間の間のエネルギー需要を均衡する。熱容器を、周囲環境よりも高温（熱い）または低温（冷たい）で維持することができる。
【０１６８】
本発明の第３の態様によれば、環境を加熱および／または冷却する方法を提供するもので、該方法は、
熱源を用意する工程と、
熱貯蔵物質を含む一連のバンクを用意する工程とを備え、
前記一連のバンクにおける熱貯蔵物質が異なる温度でエネルギーを貯蔵および／または解放できる。
【０１６９】
本発明の第４の態様によれば、環境を加熱および／または冷却する方法を提供するもので、該方法は、
熱エネルギーを一つ以上温度範囲で少なくとも一つの熱エネルギー源および／またはシンクへ／から熱エネルギーを受容および／または貯蔵および／または解放可能である熱エネルギー貯蔵庫を用意する工程を備え、前記熱エネルギー貯蔵庫が、
一つ以上の熱エネルギー貯蔵バンクの配置を備え、該熱エネルギー貯蔵バンクのそれぞれが通常の作動温度範囲を有し、；
単一物質または物質の混合物からなる適切な量およびタイプの熱エネルギー貯蔵物質を含有する前記熱エネルギー貯蔵バンクの少なくとも一つ以上を備え、
前記少なくとも皮質のバンクにおける熱エネルギー貯蔵物質が、各バンクの通常作動温度範囲内の一つ以上の温度または一つ以上の部分温度範囲で少なくとも一つのエネルギー吸収および／または解放相転移を受ける一つ以上のタイプの熱エネルギー貯蔵物質の少なくともいくつかを含有し、
各相転移が、前記熱エネルギー貯蔵物質の物理的および／または化学的特性の変化を伴う。
【図面の簡単な説明】
【０１７０】
本発明の実施形態を一例として添付の図を参照してここに記載する。
【０１７１】
【図１】本発明の第１実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの概略図である。
【図２】入れ子式多重バンク相転移物質熱貯蔵庫を備える本発明のさらなる実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの概略図である。
【図３】床下加熱並びに水加熱に用いる入れ子式多重バンク相転移物質熱貯蔵庫を備える本発明のさらなる実施形態に係るエネルギー貯蔵システムの概略図である。
【図４】本発明のさらなる実施形態に係る二個のＰＣＭ貯蔵庫、すなわち加熱および温水のために暖気を貯蔵および供給するようなものと、冷却のために冷気を貯蔵および供給するようなものとの間に直接接続した単一ヒートポンプである。
【図５】本発明のさらなる実施形態に係る二個の中央部（一方は冷たく、一方は暖かい）と、室温またはその近傍である最外側バンクとを有する再構成貯蔵庫である。
【図６】本発明のさらなる実施形態に係る多対多の熱伝導性を有する単一時分割方式のヒートポンプである。
【図７】本発明のさらなる実施形態に係る二重の目的と二個の熱伝達バスを実行するヒートポンプである。
【図８】本発明のさらなる実施形態に係る各バンクの間に介在させたヒートポンプおよび低容量ヒートポンプを用いて環境熱源から熱を引き出すことに関する。
【図９】本発明のさらなる実施形態に係る共有ヒートポンプを用いて環境熱源から室内暖房、温水および空調用の多重バンクＰＣＭ加熱および冷却貯蔵庫である。
【図１０】本発明のさらなる実施形態に係るラジエータに基づく中央加熱システムである。
【図１１】本発明のさらなる実施形態に係るラジエータに基づく中央加熱システムである。
【発明を実施するための形態】
【０１７２】
図１は、通常１００で指定した本発明に係るエネルギー貯蔵システムを示す。加熱／冷却システムは、一連および／または一群のバンク１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇおよび１０２ｈを備え、これらを用いて熱エネルギーを、例えば太陽光パネル（図示せず）から収集および貯蔵し、例えば後で熱エネルギーを送達して冷水を加熱する。図1は８個のバンクを示すが、本発明は任意適切な数のバンクを包含するものである。バンク１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈのそれぞれが、異なる相転移物質を含有し、したがって熱を貯蔵する異なる融点を有する。図1に示すように、断熱材１０４がバンク１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈの周りにある。バンク１０２ａは、１５℃の相転移温度を有する適切な相転移物質を含有することにより約１５℃である。同様に、バンク１０２ｂは約２０℃であり、バンク１０２ｃは約２５℃であり、バンク１０２ｄは約３０℃であり、バンク１０２ｅは約３５℃であり、バンク１０２ｆは約４０℃であり、バンク１０２ｇは約４５℃であり、バンク１０２ｈは約５０℃である。図１は特定の温度を示すけれども、本発明は温度のあらゆる選択を保証するものである。図１に示すように、エネルギー貯蔵システム１００内の各バンクは、熱交換器１０９ａ，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄ，１０９ｅ，１０９ｆ，１０９ｇ，１０９ｈを備える。冷水を入口１０６から熱交換器１０９ａに注入し、熱交換器，１０９ｂ，１０９ｃ，１０９ｄ，１０９ｅ，１０９ｆ，１０９ｇ，１０９ｈを通過させる。加熱された水は、約４５℃で出口１０８を出る。例えば、太陽熱パネル（図示せず）および／または環境または他の熱源からの熱を熱交換手段（図示せず）を用いて任意の供給点１１０に供給することができる。
【０１７３】
図１において、各バンクバンク１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄ，１０２ｅ，１０２ｆ，１０２ｇ，１０２ｈの熱貯蔵媒体は水（またはいくつかは他の熱貯蔵媒体）とすることができるが、熱貯蔵媒体は適当な相転移物質（ＰＣＭ）であるのが好ましい。ＰＣＭを用いるいくつかの理由は：
・ＰＣＭ熱貯蔵のエネルギー濃度（貯蔵ｋＷｈ／ｌ）が水よりもとても高い。
・大量のエネルギーを、融点付近の極めて狭い温度範囲内で貯蔵（溶融）または抽出（ＰＣＭの冷凍）することができ、したがって各バンクが真に加熱ラダーの特定の温度を表わすことができる。
・一般に水槽の形を円筒形にこだわる理由がない；貯蔵庫は立法体または更なる密度利点を有する用途に便利な任意の形状とすることができる。
【０１７４】
全貯蔵サイクルにわたり、多重バンクＰＣＭ熱貯蔵庫の異なるバンクを平衡に保持する（すなわち、多くの熱を任意の所定バンクに加えて、これを当該バンクから水加熱および偶発的損失により抽出する）限り、いかなる瞬間でもあらゆる環境熱源からの熱を約１５℃〜約５０℃の任意の温度（例えば図１）で受容し、適切なバンクに送ることができる。例えば、太陽光パネルが朝にちょうど暖められ、２０℃に達すると、熱をＰＣＭ物質の１５℃のバンクに負荷するのをすでに開始することができる。太陽光パネルの滞留温度が１００℃以上である明るい太陽光である日中では、熱貯蔵庫の制御システムが適切な熱伝達流体の流速と、熱を負荷するバンクとを選択することができ、例えば；
・６０℃の太陽光パネルから熱を取り出し、５０℃のバンクへ負荷する低流速；あるいは
・４０℃の熱を取り出し、３５℃のバンクに負荷する高流速。
【０１７５】
６０℃の太陽光パネルから開始した熱伝達流体は、５０℃のバンク中の熱交換器を出た後でも５０℃またはそれ以上であることに注意したい。これは、熱を４５℃のバンクに負荷するように送り、最低温のバンクに着く。したがって、本例では熱伝達流体を約１５℃で太陽光パネルに戻し、再び温めることができる。従って、太陽熱パネルにより収集した熱のほとんどすべてを抽出し、貯蔵することができる。また、太陽熱パネル自身は、低温の熱伝達流体が流入することにより一層低い熱損失でより効率的に機能する。
【０１７６】
さらに好適な実施形態は、ロシア人形のようにＰＣＭの複数のバンクを互いに入れ子式にすることである。かかるエネルギー貯蔵システム２００を図２に示し、入れ子式のバンク２０２ａ，２０２ｂ，２０２ｃ，２０２ｄ，２０２ｅ，２０２ｆ，２０２ｇ，２０２ｈを備える。バンク２０２ａは約１５℃の温度であり、バンク２０２ｂは約２０℃の温度であり、バンク２０２ｃは約２５℃の温度であり、バンク２０２ｄは約３０℃の温度であり、バンク２０２ｅは約３５℃の温度であり、バンク２０２ｆは約４０℃の温度であり、バンク２０２ｇは約４５℃の温度であり、バンク２０２ｈは約５０℃の温度である。（明瞭に図示するために、図２から断熱材を除去した）
【０１７７】
最内側バンク２０２ｈは最高温であり、最外側バンク２０２ａは最低温である。もちろん、各層の間にはいくらかの断熱を維持する。この場合、各バンクからの熱損失は、各バンクとその外側隣接バンクの間の温度差ΔＴに正比例する。
【０１７８】
【表１】
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【０１７９】
対照的に、図１の実施形態は、各バンクを局所環境から別々に断熱する。もし断熱材が各バンクについて同一のタイプおよび厚さであるなら、高温のバンクはその周囲で低温のバンクよりも一層熱を損失する。その理由は、熱損失がバンクとその周囲の間の差ΔＴに正比例するからである。
【０１８０】
家屋内の多重バンクＰＣＭ貯蔵庫に関し、周囲温度が２０℃の場合、次のとおりである。
【０１８１】
【表２】
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【０１８２】
図１の実施形態、すなわち標準的温水タンクは、時間とともに局所環境に対しエネルギーを損失する。図２の入れ子式多重バンクＰＣＭ熱貯蔵庫は、最外側バンク温度を局所環境温度と同一またはそれ以下とする適切な選択によりほぼ中立になる。例えば、図２において、もし局所環境が２０℃であるなら、熱貯蔵庫の最外側の１５℃層は、局所環境から熱をゆっくりと吸収する。
【０１８３】
これは、エネルギー貯蔵システム２００がエネルギー貯蔵システム１００よりも多く熱を貯蔵することを意味する（けれども、熱のグレードの維持は、熱が高温の核からその周囲の低温バンクへと流れ出すにつれて時間とともに減少する）。温水タンクを置きたくない位置に統合することは可能である。
【０１８４】
記載したすべてのことは、冷却用途にも適用することができ、すなわち局所環境より十分に低い最低温層を最内側バンクとし、その周囲の層を徐々に暖かくし、最外側層が環境温度に近い最高温とする。
【０１８５】
図３を参照すると、エネルギー貯蔵システム３００に関連する。バンク３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄ，３０２ｅ，３０２ｆを備える。バンク３０２ｃは好適には最大バンクであり、パイプ周りに断熱材３１２を有する床下暖房システム３１０と接続し、前記パイプがエネルギー貯蔵システム３００の他のバンク３０２ａと３０２ｂを通過する。エネルギー貯蔵システム３００は、各バンク３０２ａ，３０２ｂ，３０２ｃ，３０２ｄ，３０２ｅ，３０２ｆ内に冷水幹線用入口３０４と熱交換器３０６を備える。また、バンク３０２ｅ，３０２ｄ，３０２ｃ，３０２ｂおよび３０２ａを通過する際に断熱材３１２から恩恵を受ける温水の出口３０８がある。
【０１８６】
ここで図４を参照すると、本発明に係る更なるエネルギー貯蔵システム４００を示す。通常４１０で指定された多重バンクの相転移物質（ＭＢＰＣＭ）熱貯蔵庫がある。熱交換器４０４に接続した一連のバンク４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ，４０２ｅ，４０２ｆがある。また、冷水入口４０６と温水出口４０８がある。エネルギー貯蔵システム４００はまた、加熱ループ４１０と加熱／冷却ループ４１２を備える。通常４２０で指定された多重バンクの相転移物質（ＭＢＰＣＭ）冷凍貯蔵庫があり、バンク４２２ａ，４２２ｂ，４２２ｃ，４２２ｄを備える。ヒートポンプ４２４を用いて、冷凍貯蔵庫４２０の所定バンク（４２２ａ，４２２ｂ，４２２ｃ，４２２ｄのいずれか）から熱を抽出し、熱貯蔵庫４１０の所定バンク（４０２ａ，４０２ｂ，４０２ｃ，４０２ｄ，４０２ｅ，４０２ｆのいずれか）内へと高温で負荷する（明瞭性のために、ヒートポンプ４２４への熱交換器を除去した）。冷却貯蔵庫４２０から出る冷却ループ４２６が、冷風を送るファンコイル４２８と接続するか、および／または加熱が必要でないときには床下ループ４１２に接続して快適な冷気を送ることができる。
【０１８７】
空調用冷気を発生するために、ヒートポンプを用いて熱をＰＣＭ冷凍貯蔵庫のバンクから除去し、適切な高温に凝縮する。この高温熱を環境に解放し得るが、或いはまた追加の熱を必要とするＰＣＭ熱貯蔵庫のバンクに加える。
【０１８８】
図４に強調表示した通路は、熱をヒートポンプ４２４により冷却貯蔵庫４２０の１０℃バンク４２２ｂから除去し、熱貯蔵庫の３５℃バンク４０２ｃに流入することを示す。このヒートポンプの単独使用が熱を後使用（たとえば、温水、空間加熱）ために熱貯蔵庫に加えると、同時に（ヒートポンプを駆動するための同一エネルギーを有する）熱を冷却貯蔵庫４２０から除去して後使用（例えば空調）のために冷気を加えることの両方を行うために利益が大きい。
【０１８９】
有用な温度範囲が重なるので、二つの異なる貯蔵庫（一方が加熱で一方が冷却）が実際に必要とするのは明らかでない。従って、図５は冷却貯蔵庫５１０と熱貯蔵庫５１２とを一緒に連結して有するエネルギー貯蔵システム５００を示し、ここで二つの中央部の一方は高温、他方は低温であり、最外側バンクは室温またはそれに近い（建物の熱エンベロープ内に格納されると仮定する）。
【０１９０】
図６に同様の共有熱および冷凍貯蔵庫６００を示し、これは入力側で最高温バンクを除くすべてのものに接続（該接続が多重、すなわち冷却源を利用する選択をおこなうことができる）し、かつ出力側で最低温バンクを除くすべてのものに多重接続した多対多の熱伝導性を有する同時共有ヒートポンプを備える。
【０１９１】
多重バンクＰＣＭ加熱／冷却貯蔵庫の最も実用的な例は、バンク間の熱貯蔵量を再均衡する必要がある。時々、これは、環境熱源から各バンクへの熱流を制御することにより純粋に可能になるが、常に可能なわけではない。
【０１９２】
さらに、ＰＣＭのいくつかのバンクが、例えば空調のために、大気温度以下、すなわち室温以下の温度でしばしば要求される。好都合な冷気環境源が入手し得ない場合がある。
【０１９３】
多重バンクのＰＣＭ熱貯蔵庫を、一つ以上のヒートポンプを有するように構成する。これらは、ヒートポンプが熱を任意のバンクから任意のより高温のバンクに圧送し得るように熱交換器、バルブなどにより接続することができる。
【０１９４】
多重バンク相転移熱貯蔵庫を用いる加熱および冷却システムの多くの実用的な例は、熱を低温部から高温部へと移送するための保証付きの方法を付与するのに一つ以上のヒートポンプを有する。
【０１９５】
実際には熱貯蔵庫の低温バンクから高温バンクへ熱を直接伝達する場合と、熱を周囲環境から除去または抽出する場合とがあるので、ヒートポンプを時分割してバンクからバンクへのヒートポンプとして、また外部ヒートポンプとしての両方の二つの目的を実行することができる。適切なパイプとバルブの配置で、これら全ての可能性を可能にする。この場合、制御アルゴリズムがこの直接伝達をレパートリーに加えて、これを同様に最適化して、したがって適切な時に選択できる。これを図７に示し、エネルギー貯蔵システム７００がこの二重の目的を実行するヒートポンプ７０６を有する。環境熱源７０８を設ける（明瞭性のために、断熱材といくつかのバルブを省略する）。
【０１９６】
ヒートポンプを時分割または多重化するかわりに、代替物として各バンク間に低容量ヒートポンプを配置する。図８に示すエネルギー貯蔵システム８００は、一連のバンク８０２ａ，８０２ｂ，８０２ｃ，８０２ｄ，８０２ｅ，８０２ｆ，８０２ｇ，８０２ｈを有し、その間にヒートポンプ８０４を介在する（管路を明らかにするために、ヒートポンプ８０４をバンクに接続する熱交換器および断熱物を省略する）。また、環境熱源から熱を抽出可能な外部ヒートポンプ８０６がある。
【０１９７】
分割ヒートポンプを用いる環境熱源からの室内暖房、温水および空気調節用の熱および冷却貯蔵庫の適用を図９に示す。エネルギー貯蔵システム９００は、加熱した水または他の熱伝達流体を様々な目的のために使用し得る一連のバンクを備える。入口９０２を加熱戻しとして用い；出口９０４を床下暖房に用い；出口９０６をファンコイルラジエータ流に用い；出口９０８をラジエータ流に用い；入口９１２を冷気幹線に用い；出口９１０を温水に用い；入口９１６を空気調節戻しに用い、出口９１４を空気調節流に用いる。入口９１８は環境熱源である。ヒートポンプ９２０をヒートポンプとして用いるか、またはソーラーパネル９２２からの環境若しくは太陽光加熱水が十分に高温であるなら、バイパスする。（断熱材を明瞭性のために省略し、多重化バルブを明瞭性のために省略する。図９の左側では、流れのみを示し、戻りを明瞭性のために省略する。さらに、ソーラーパネルからの夜間放射により冷却する通路は明瞭性のために省略する。）
【０１９８】
環境熱をＭＢＣＰＭ加熱／冷却貯蔵庫に外部ヒートポンプを用いことにより付加して、熱を環境熱源から熱貯蔵庫に伝達する温度を熱貯蔵庫の最低温バンクの温度よりも上に上昇させる場合を考慮する。
【０１９９】
ヒートポンプを用いて低温環境熱源から熱を直接移動する代わりに、熱貯蔵庫は環境熱源以下の温度を有するＰＣＭの一つ以上の追加（冷たい）バンクをもちいて代わりに構成する。環境熱源からの熱は、初期ヒートポンプなしにこれら低温バンクに流入する。
【０２００】
熱貯蔵庫の各バンク間に介在したヒートポンプを用いて、得られた熱を高温バンクに圧送し、これにより熱を有益にし、環境熱を取得し続け得るに十分低い温度で低温バンクを維持して、したがってあらゆる外部ヒートポンプの必要性を除去することができる。
【０２０１】
ラジエータを基にした中央加熱システムを駆動するのに用いるＭＢＣＰＭシステムの例を考慮し、この場合主熱源が地面から５℃で低基準の熱を回復する地面ループである。
【０２０２】
エネルギー貯蔵システム１０００，１１００のそれぞれを図１０と１１に示す。
【０２０３】
図１０に示すような場合、外部ヒートポンプ１００４が地下水１０２０の熱を３５℃〜５０℃＋上昇させ、これをＰＣＭバンク１００２ａ，１００２ｂ，１００２ｃ，１００２ｄにそれぞれ３５，４０，４５，５０℃で負荷し得る。加熱した水をラジエータ１００６に供給する。図１１において、各バンク間にヒートポンプ１１０４を介在したＰＣＭバンク１１０２ａ，１１０２ｂ，１１０２ｃ，１１０２ｄがある。加熱水をラジエータ１１０６に供給する。
【０２０４】
融点０℃を有するのＰＣＭで特に構成したバンク１１０２ａを導入する。５℃の流体を０℃のバンク１１０２ａと熱交換して通すことにより、熱を地下水１１２０から取得する。後でまたは同時に、ヒートポンプ１１０４を用いて熱を高温バンクに圧送する。
【０２０５】
本発明の上記の実施形態は例に過ぎず、様々修正や改良を本発明の範囲を外れることなく実行できることは、当業者には明らかである。例えば、任意の適切なタイプの相転移物質を、エネルギーを貯蔵するために用いる。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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