(57)【要約】【課題】熱源が特にＣＯ２冷媒なるヒートポンプの性能を低下させることなく、高効率の蓄熱運転ができる蓄熱装置を提供すること。【解決手段】蓄熱体２を内蔵した蓄熱槽１と、熱源４と前記蓄熱槽１とで水を循環させる循環回路と、前記蓄熱槽１または前記循環回路へ水を供給する給水管５と、前記蓄熱槽１にて生成された温水を前記蓄熱槽１から流出する給湯管６と、前記蓄熱体２を通過後の水を蓄積する蓄積部８とを備え、前記蓄積部８と前記給湯管６とを混合弁を介して接続する給湯バイパス管１２を設ける構成とした蓄熱装置で、蓄熱槽１から流入し蓄熱体２に放熱した後の中温水を、蓄積部８に貯めて、中温水が熱源に達する前に蓄熱を終了することにより、蓄積部２に貯めておいた中温水の大部分を、蓄熱槽１を介さずに給湯に利用することにより高効率の蓄熱運転ができる。【選択図】図１
2006292206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄熱体を内蔵した蓄熱槽と、熱源と前記蓄熱槽とで水を循環させる循環回路と、前記蓄熱槽または前記循環回路へ水を供給する給水管と、前記蓄熱槽にて生成された温水を前記蓄熱槽から流出する給湯管と、前記蓄熱体を通過後の水を蓄積する蓄積部とを備え、前記蓄積部と前記給湯管とを混合弁を介して接続する給湯バイパス管を設ける構成とした蓄熱装置。
【請求項２】
循環回路に設けられ、熱源へ水を供給する循環手段を備え、蓄熱槽には、前記蓄熱槽の下方部に接続された給水管、熱源と前記蓄熱槽の下方部とに接続され、前記蓄熱槽から水を流出する流出管、前記蓄熱槽の上方部に接続された給湯管、熱源と前記蓄熱槽の上方部に接続され、前記蓄熱槽に温水を流入する流入管が設けられ、前記流出管と前記蓄熱槽との接続部の上方の前記蓄熱槽内に支持板が配設され、前記支持板の上方の前記蓄熱槽内に蓄熱体が配設されてなるとともに、前記蓄熱槽内の前記支持板の下方部を、前記蓄熱体を通過後の水を蓄積する蓄積部とした請求項１記載の蓄熱装置。
【請求項３】
支持板より上方の蓄熱槽内に配された蓄熱体の充填部に存在する空隙部の合計容積より、支持板の下方の蓄熱槽内の蓄積部の容積を大きくするとともに、熱源への入水温度を検出する検出手段と、前記熱源入水温度検出手段の出力に基づいて、循環手段と熱源との動作を制御する制御装置とを備えた請求項２記載の蓄熱装置。
【請求項４】
蓄熱体は、２種類以上の径からなる略球状の蓄熱カプセルからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
大径の球状蓄熱カプセル層の上部と下部に、小径の球状蓄熱カプセル層を設けた請求項４記載の蓄熱装置。
【請求項６】
蓄熱体は、板状の蓄熱カプセルを蓄熱槽内に縦方向に充填する構成とした請求項１〜３のいずれか１項に記載の蓄熱装置。
【請求項７】
蓄熱槽と支持板とを振動する振動装置と、前記振動装置の振動動作を制御する制御装置とを設けた請求項４または５記載の蓄熱装置。
【請求項８】
蓄積部と熱源部との間に設けた熱源側補助タンクを備え、前記熱源側補助タンクの下流側に切り換え弁を介して給水管と接続するとともに、前記熱源側補助タンクの上流側に切り換え弁を介して給湯管と接続する構成とした請求項１記載の蓄熱装置。
【請求項９】
熱源側補助タンクに、蓄熱槽内に充填する蓄熱剤より、低い融点の蓄熱剤を充填した請求項８記載の蓄熱装置。
【請求項１０】
蓄積部と給湯管とを接続する混合弁の下流側の給湯管に設けた負荷側補助タンクと、前記負荷側補助タンクをバイパスする補助タンクバイパス管と、前記負荷側補助タンクの上流側と前記補助タンクバイパス管との接続部に設けた混合弁と、前記補助タンクバイパス管の下流側の給湯管と給水管とを接続する蓄熱槽バイパス管と、前記蓄熱槽バイパス管と前記給水管との接続部に設けた給水混合弁と、前記蓄熱槽バイパス管と前記給湯管との接続部の下流側の前記給湯管に設けた温度センサーとを備え、前記温度センサーの出力に基づいて、前記混合弁と前記給水混合弁との動作を制御する制御装置を設けた構成とした請求項１または２記載の蓄熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給湯および暖房等に利用する蓄熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の蓄熱装置は、蓄熱剤を入れた蓄熱カプセルを蓄熱槽に充填し、熱源で加熱した水を蓄熱槽上部から流入させ下部から取り出す回路で循環することにより蓄熱し、熱の取り出しは蓄熱槽下部から給水して上部から取り出すことにより給湯に利用していた（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１０は、特許文献１に記載された従来の蓄熱装置を示すものである。図１０に示すように、蓄熱槽１と、蓄熱剤を充填した蓄熱カプセル２と、循環ポンプ３と、熱源４と、給水管５と、給湯管６とから構成されている。
【特許文献１】特開２００４−３２４９９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、蓄熱運転時は蓄熱槽１下部から出る循環水の温度が蓄熱剤の融点温度以上になり、中温水となって熱源に戻るだけで、中温水が有効利用できず、高効率の蓄熱運転が実現できていないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、中温水を給湯に利用することにより、高効率の蓄熱運転ができる蓄熱装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために、本発明の蓄熱装置は、蓄熱体を内蔵した蓄熱槽と、熱源と前記蓄熱槽とで水を循環させる循環回路と、前記蓄熱槽または前記循環回路へ水を供給する給水管と、前記蓄熱槽にて生成された温水を前記蓄熱槽から流出する給湯管と、前記蓄熱体を通過後の水を蓄積する蓄積部とを備え、前記蓄積部と前記給湯管とを混合弁を介して接続する給湯バイパス管を設ける構成としたもので、蓄熱槽から流入し蓄熱体に放熱した後の中温水を、蓄積部に貯めて、中温水が熱源に達する前に蓄熱を終了することにより、蓄積部に貯めておいた中温水の大部分を、蓄熱槽を介さずに給湯に利用することにより高効率の蓄熱運転ができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、中温水を給湯に利用することにより、高効率の蓄熱運転ができる蓄熱装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、蓄熱体を内蔵した蓄熱槽と、熱源と前記蓄熱槽とで水を循環させる循環回路と、前記蓄熱槽または前記循環回路へ水を供給する給水管と、前記蓄熱槽にて生成された温水を前記蓄熱槽から流出する給湯管と、前記蓄熱体を通過後の水を蓄積する蓄積部とを備え、前記蓄積部と前記給湯管とを混合弁を介して接続する給湯バイパス管を設ける構成とした蓄熱装置で、蓄熱槽から流入し蓄熱体に放熱した後の中温水を、蓄積部に貯めて、中温水が熱源に達する前に蓄熱を終了することにより、さらに蓄積部に貯めておいた中温水の大部分を、蓄熱槽を介さずに給湯に利用することにより高効率の蓄熱運転ができる。
【０００９】
また熱源への入口温度が上昇するのを防止することができるため、特にＣＯ２冷媒を用いるヒートポンプ熱源では、ヒートポンプの入口温度となる蓄熱槽から出る循環水の温度が高くなると、ヒートポンプ側の高圧が上昇して、サイクルの高圧側の潜熱量が低下してしまうため、圧縮機への入力を増加させないと、加熱性能が低下してしまうとともに、ヒートポンプの効率が低下してしまうが、上記発明により、ヒートポンプ機能（圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続した冷媒回路においては、前記放熱器が熱源となる）の熱源に低温の水を送れる、つまり、入水温度を所定温度以下に保つことができるとともに、蓄積部に貯めた中温水を給湯に直接利用することができるので、特にＣＯ２冷媒を有するヒートポンプを高効率で運転することができるとともに、高効率な蓄熱運転を行うことができる。
【００１０】
第２の発明は、循環回路に設けられ、熱源へ水を供給する循環手段を備え、蓄熱槽には、前記蓄熱槽の下方部に接続された給水管、熱源と前記蓄熱槽の下方部とに接続され、前記蓄熱槽から水を流出する流出管、前記蓄熱槽の上方部に接続された給湯管、熱源と前記蓄熱槽の上方部に接続され、前記蓄熱槽に温水を流入する流入管が設けられ、前記流出管と前記蓄熱槽との接続部の上方の前記蓄熱槽内に支持板が配設され、前記支持板の上方の前記蓄熱槽内に蓄熱体が配設されてなるとともに、前記蓄熱槽内の前記支持板の下方部を、前記蓄熱体を通過後の水を蓄積する蓄積部としたもので、熱源で加熱されて蓄熱槽の上部入口から流入し、蓄熱部に放熱した後の中温水は、蓄熱槽下部の蓄積部に貯まることとなり、熱源であるヒートポンプの入口温度の上昇を防止できるため、特にＣＯ２冷媒を有するヒートポンプを高効率で運転することができ、蓄積部に貯めた中温水の大部分は蓄熱体と熱交換することなく、給湯バイパス管を通って給湯に利用されることとなり、高効率な蓄熱運転をすることができる。
【００１１】
第３の発明は、支持板より上方の蓄熱槽内に配された蓄熱体の充填部に存在する空隙部の合計容積より、支持板の下方の蓄熱槽内の蓄積部の容積を大きくするとともに、熱源への入水温度を検出する検出手段と、前記熱源入水温度検出手段の出力に基づいて、循環手段と熱源との動作を制御する制御装置とを備えたもので、蓄熱槽の最底部にある蓄熱体と高温水との熱交換を保証することとなり、蓄熱槽内に充填した蓄熱体の蓄熱能力を有効に利用することができる。
【００１２】
第４の発明は、蓄熱体は、２種類以上の径からなる略球状の蓄熱カプセルからなるもので、蓄熱槽に２種類以上の径からなる複数種類の球状蓄熱カプセルを充填することにより、大きな径同士が接触する球状蓄熱カプセル間の空隙を、小径の球状蓄熱カプセルが埋めることとなり、球状蓄熱カプセルの数を著しく増加させることなく蓄熱剤の充填密度を向上して蓄熱性能を上げることができる。
【００１３】
第５の発明は、大径の球状蓄熱カプセル層の上部と下部に、小径の球状蓄熱カプセル層を設けたもので、蓄熱運転時は蓄熱槽下部出口温度を低く保ち、給湯運転時は給湯出口温度を高く保った状態で蓄熱カプセル内の蓄熱剤の熱利用率を上げることができるので、高効率で高性能な蓄熱および給湯運転ができる。
【００１４】
第６の発明は、蓄熱体は、板状の蓄熱カプセルを蓄熱槽内に縦方向に充填する構成としたもので、蓄熱体の充填密度が大きくなり、蓄熱能力を大幅に向上することができる。
【００１５】
第７の発明は、蓄熱槽と支持板とを振動する振動装置と、前記振動装置の振動動作を制御する制御装置とを設けたもので、蓄熱槽に蓄熱カプセルを充填するときに、蓄熱槽と支持板を振動装置で振動させることができるので、蓄熱カプセル間の隙間を少なくすることができ、蓄熱カプセルを高密度に充填することができる。
【００１６】
第８の発明は、蓄積部と熱源部との間に設けた熱源側補助タンクを備え、前記熱源側補助タンクの下流側に切り換え弁を介して給水管と接続するとともに、前記熱源側補助タンクの上流側に切り換え弁を介して給湯管と接続する構成としたもので、熱源補助タンクに中温水をためて熱源入口の温度の上昇を防止できることとなり、高効率なヒートポンプ運転ができ、さらに熱源補助タンクに貯めた中温水を直接給湯に利用することができる。
【００１７】
第９の発明は、熱源側補助タンクに、蓄熱槽内に充填する蓄熱剤より、低い融点の蓄熱剤を充填したもので、熱源補助タンクの容積を縮小することとなり、装置を小型にすることができる。
【００１８】
第１０の発明は、蓄積部と給湯管とを接続する混合弁の下流側の給湯管に設けた負荷側補助タンクと、前記負荷側補助タンクをバイパスする補助タンクバイパス管と、前記負荷側補助タンクの上流側と前記補助タンクバイパス管との接続部に設けた混合弁と、前記補助タンクバイパス管の下流側の給湯管と給水管とを接続する蓄熱槽バイパス管と、前記蓄熱槽バイパス管と前記給水管との接続部に設けた給水混合弁と、前記蓄熱槽バイパス管と前記給湯管との接続部の下流側の前記給湯管に設けた温度センサーとを備え、前記温度センサーの出力に基づいて、前記混合弁と前記給水混合弁との動作を制御する制御装置を設けた構成としたもので、給湯終了時に発生する中温水を負荷側補助タンクに蓄えることとなり、再加熱時に中温水が蓄熱槽下部出口から出て熱源側に入水するのを防止することができ、負荷側補助タンクに蓄えた中温水を再沸き上げした蓄熱槽の温水と混合して給湯に使用することができる。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態によって本発明が限定されるものでない。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の第１の実施の形態における蓄熱装置の構成図を示すものである。
【００２１】
図１において、蓄熱槽１は、内部に支持板７を設け、上部に酢酸ナトリウムや水塩などの蓄熱剤を充填する蓄熱体である蓄熱カプセル２を積上げて、支持板７の下部に蓄積部である蓄熱カプセル非充填部８を設けている。
【００２２】
また、蓄熱槽１に、流入管の上部入口９と流出管の下部出口１０とを、循環手段である循環ポンプ３を介して熱源４に接続して循環回路を形成し、蓄熱槽１の下部に給水管５と上部に給湯管６を接続し、蓄熱カプセル非充填部８の上部から混合弁１１を介して給湯管６に接続する給湯バイパス管１２を設けている。
【００２３】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００２４】
まず、蓄熱運転においては、運転開始時の蓄熱槽１内は給水温度と同じ低温の状態であるので、蓄熱槽１内の低温の水が循環ポンプ３によって下部出口１０より熱源４に送られ加熱されたあと、高温水となって上部入口９から蓄熱槽１に戻る。この時、蓄熱槽１においては、高温水が上から下方向に流れるので、上方の蓄熱カプセル２から下方の蓄熱カプセル２に順に熱を与えて温度を低下させて流れてくる。
【００２５】
蓄熱剤として潜熱型の蓄熱剤を用いた場合は最終的には、最底部の蓄熱カプセル２内の蓄熱剤が溶融した状態が最も効率のよい運転であるので、蓄熱運転の最終段階では下部出口１０より流出する循環水の温度は、蓄熱剤の溶融温度より少し高めの温度となるが、一方で給湯に利用する場合は、給湯温度より高い蓄熱温度が必要であるので、一般に４５℃以上の温度となる。蓄熱運転の最終段階で生じた中温水は、支持板７の下部に設けた蓄熱
カプセル非充填部８に貯められる。給湯運転においては、蓄熱槽１の上部から取り出す高温水と蓄熱カプセル非充填部８に接続した給湯バイパス管１２から取り出した中温水とを混合弁１１で所定の温度に混合して給湯する。
【００２６】
以上のように、本実施の形態においては蓄熱槽１の下部に蓄熱カプセル非充填部８を設け、給湯バイパス管１２で給湯管６に接続する構成とすることにより、蓄熱運転時に生成した中温水を蓄熱カプセル非充填部８に貯めて、給湯運転時に給湯バイパス管１２で給湯に用いることとなり、ヒートポンプ機能（圧縮機、放熱器、減圧手段、蒸発器を順に接続した冷媒回路においては、前記放熱器が熱源４となる）の熱源４に低温の水を送り、入水温度を所定温度以下に保つことができ、蓄熱カプセル非充填部８に貯めた中温水を給湯に直接利用することができるので、特にＣＯ２冷媒を有するヒートポンプを高効率で運転することができるため、高効率な蓄熱運転を行うことができる。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は本発明の第２の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００２８】
図２において、蓄熱カプセル非充填部８の容積は、蓄熱カプセル２の充填部に存在する空隙部の合計より大きな容積に設定し、蓄熱槽１の底部または下部出口１０と熱源４との間に設けた熱源入水温度検出手段１３と、熱源入水温度検出手段１３の出力に基づいて循環ポンプ３と熱源４との動作を制御する制御装置１４とを設けて構成している。
【００２９】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３０】
まず、熱源４で加熱した高温水は、蓄熱カプセル２と熱交換して中温水になった後、蓄熱カプセル非充填部８に貯まるが、蓄熱カプセル非充填部８の容積は、蓄熱カプセル２の充填部に存在する空隙部の合計より大きな容積に設定してあるため、中温水は蓄熱カプセル非充填部８を溢れることなく、支持板７の上にある最底部の蓄熱カプセル２と高温水とが確実に熱交換することができ、熱源入水温度検出手段１３が所定の値以上になるまで、制御装置１４で循環ポンプ３と熱源４を運転することとなり、熱源４への入水温度を低く保った状態で蓄熱能力いっぱいになるまで蓄熱槽１に蓄熱することができる。なお、熱源入水温度検出手段１３が所定の値以上になった後は循環ポンプ３と熱源４を運転を停止する。
【００３１】
以上のように、本実施の形態においては、蓄熱カプセル２の充填部に存在する空隙部の合計より大きな容積に設定した蓄熱カプセル非充填部８と、熱源入水温度検出手段１３と、制御装置１４とを設けて構成することにより、中温水を蓄熱カプセル非充填部８に貯めて、熱源４の入水温度を低く保った状態で最底部の蓄熱カプセル２にも蓄熱することとなり、高効率な蓄熱運転を行うことができる。
【００３２】
（実施の形態３）
図３は本発明の第３の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３３】
図３において、蓄熱槽１内に充填する蓄熱カプセル２は球径の大きな大径蓄熱カプセル２ａと球径の小さな小径蓄熱カプセル２ｂとを設けた構成としている。
【００３４】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００３５】
まず、蓄熱槽１内に大径蓄熱カプセル２ａが接触するように配列したときに生じる空間
部に小径蓄熱カプセル２ｂを充填する構成としている。
【００３６】
以上のように、本実施の形態においては大径蓄熱カプセル２ａ間の空隙に小径蓄熱カプセル２ｂを充填する構成とすることにより、蓄熱カプセルの充填密度が向上することとなり、蓄熱性能を上げて蓄熱槽を小型化することができる。
【００３７】
（実施の形態４）
図４は本発明の第４の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００３８】
図４において、蓄熱槽１内に充填する蓄熱カプセル２は、大径蓄熱カプセル２ａの層の上下に小径蓄熱カプセル２ｂの層をそれぞれ設けて構成している。
【００３９】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４０】
まず、蓄熱運転時は蓄熱槽１内を高温の湯が上から下に流れるため、下方に行く程、温水温度が低下して蓄熱カプセル２内に熱を伝えにくくなるが、中間部の蓄熱カプセル２ａより下方の蓄熱カプセル２ｂの径を小さくして配列しているため、出口の蓄熱カプセル２ｂの内部の蓄熱剤にも十分に熱を伝えることができる。
【００４１】
給湯運転時は、蓄熱槽１の下部給水管５から低温の水が流入して蓄熱カプセル２から熱を得ながら上昇して高温水となって給湯管６から給湯されるが、上部に行く程、温水温度が上がるため、上部の蓄熱カプセル２から熱をとりだしにくくなるが、中間部の蓄熱カプセル２ａより上方の蓄熱カプセル２ｂの径を小さくして配列しているため、出口の蓄熱カプセル２ｂの内部の蓄熱剤からも十分に熱を取り出すことができる。
【００４２】
以上のように、本実施の形態においては大径蓄熱カプセル２ａの層の上下に小径蓄熱カプセル２ｂの層をそれぞれ設けた構成とすることにより、蓄熱運転時と給湯運転時の両方において蓄熱カプセル２内の蓄熱剤の潜熱を利用することとなり、高効率な蓄熱運転を行うことができる。
【００４３】
（実施の形態５）
図５は本発明の第５の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４４】
図５において、蓄熱槽１内に充填する蓄熱カプセル２は、板状に形成した板状蓄熱カプセル２ｃを縦方向に密着して配列して構成している。
【００４５】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００４６】
まず、蓄熱槽１内に板状蓄熱カプセル２ｃを立てて密着して配列することにより、蓄熱槽１内の空隙部が減少する。
【００４７】
以上のように、本実施の形態においては板状蓄熱カプセル２ｃを縦方向に密着して配列することにより、蓄熱槽１内の空隙部が少なくなり、充填密度が上がり、蓄熱能力が向上する。
【００４８】
（実施の形態６）
図６は本発明の第６の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００４９】
図６において、振動装置１５は蓄熱槽１の支持板７の付近に取り付け、振動装置１５の動作を運転制御する制御装置１４を設けて構成している。
【００５０】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５１】
まず、蓄熱槽１に蓄熱カプセル２を充填したあと、制御装置１４により振動装置１５を運転して、支持板７に振動を伝えて蓄熱カプセル２全体を振動させることにより、蓄熱カプセル２は蓄熱カプセル２間の空隙部を減少させるように移動することとなり、蓄熱カプセル２の充填部の空隙を少なくして充填密度を上げることができる。
【００５２】
蓄熱カプセル２を振動させて生じさせた上部空間部に、再度蓄熱カプセル２を充填して再び振動装置１５を運転するという動作を繰り返すことにより、蓄熱槽１内の充填密度を最大にすることができる。
【００５３】
以上のように、本実施の形態においては蓄熱槽１の支持板７の付近に振動装置１５を取り付け、制御装置１４で振動装置１５を運転することにより、支持板７の上に充填した蓄熱カプセル２を振動させることにより蓄熱カプセル２が空間部を減少させるように移動することとなり、蓄熱槽１に充填する蓄熱カプセル２の充填密度を上げて蓄熱性能を上げることができる。
【００５４】
（実施の形態７）
図７は本発明の第７の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００５５】
図７において、熱源側補助タンク１７は、蓄熱槽１の下部出口１０と熱源４との間に設け、熱源補助タンク１７の出口側に切り換え弁１８を介して給水管５を接続し、熱源補助タンク１７の入口側から分岐して混合弁１１ａを介して給湯管６に接続するバイパス管１９を設けて構成している。
【００５６】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００５７】
まず、蓄熱運転時は、制御装置１４により切り換え弁１８を熱源４と熱源側補助タンク１７を接続する側に設定し、混合弁１１ａを蓄熱槽１から給湯側に設定して運転する。熱源４で加熱された高温水は、蓄熱槽１の上部入口９から流入して蓄熱カプセル２に熱を与えて温度を低下させて下方に移動する。蓄熱カプセル２間の空隙部にあった低温の水は、高温水に押し出されて、下部出口１０から熱源側補助タンク１７を通過して循環ポンプ３によって熱源４の入口に送られる。
【００５８】
このとき、蓄熱槽１内の蓄熱カプセル２は、上から順に温度を上昇させ、最終的に最底部の蓄熱カプセル２も蓄熱剤の融解温度に達するので、循環する水の温度も高くなる。蓄熱運転の最終段階で生じた中温水は、下部出口１０から出て熱源側補助タンク１７に貯まるので、熱源４の入口に中温水が達するまでに蓄熱運転を終了することができる。
【００５９】
給湯運転時は、制御装置１４により切り換え弁１８を給水管５と熱源側補助タンク１７を接続する側に設定し、要求される給湯温度に応じて混合弁１１ａの開度を設定して運転する。給水管５から流入する低温の給水は熱源側補助タンク１７内の中温水の大部分をバイパス管１９に押し出して混合弁１１ａで蓄熱槽１の上部から流出する高温水と混合して給湯に用いる。
【００６０】
以上のように、本実施の形態においては蓄熱槽１の下部出口１０側に熱源側補助タンク１７を設けて切り換え弁１８を介して給水管５を接続し、バイパス管１９を熱源補助タンク１７の入口側から分岐して混合弁１１ａを介して給湯管６に接続することにより、蓄熱運転の最終段階で生じた中温水を熱源側補助タンク１７に貯めて、中温水が熱源４の入口に達する前に蓄熱運転を終了し、熱源側補助タンク１７に貯めた中温水の大部分を蓄熱槽１を通過させずに給湯に使用することとなり、熱源４の入口温度を上昇させずに高効率で運転するとともに中温水を直接給湯に利用することにより蓄熱性能を向上することができる。
【００６１】
（実施の形態８）
図８は本発明の第８の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００６２】
図８において、熱源側補助タンク１７は内部に、蓄熱槽１内の蓄熱カプセル２に充填する蓄熱剤より低い融点を有する蓄熱剤を充填した蓄熱カプセル２ｄを設けて構成している。
【００６３】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６４】
まず、蓄熱運転時の最終段階では、蓄熱槽１内で生成した中温水が下部出口１０から出て熱源側補助タンク１７に流入し蓄熱カプセル２ｄに放熱して温度を下げて循環ポンプ３により熱源４に送られる。
【００６５】
以上のように、本実施の形態においては熱源側補助タンク１７は内部に、蓄熱槽１内の蓄熱カプセル２に充填する蓄熱剤より低い融点を有する蓄熱剤を充填した蓄熱カプセル２ｄを設けた構成とすることにより、蓄熱槽１内で生成した中温水の熱を熱源側補助タンク１７内の蓄熱カプセル２ｃに蓄えることとなり熱源側補助タンク１７の容積を縮小して装置を小型化することができる。
【００６６】
（実施の形態９）
図９は本発明の第９の実施の形態の蓄熱装置の構成図を示すものである。なお、上記実施の形態での同一部品には同一符号を付し、その説明は省略する。
【００６７】
図９において、蓄熱カプセル非充填部８と給湯管６とを接続する混合弁１１の下流側の給湯管６に設けた負荷側補助タンク２０と、負荷側補助タンク２０をバイパスする補助タンクバイパス管２１と、前記負荷側補助タンク２０の上流側と前記補助タンクバイパス管２１との接続部に設けた混合弁１１ｂと、前記補助タンクバイパス管２１の下流側の給湯管６と給水管５とを接続する蓄熱槽バイパス管２２と、前記蓄熱槽バイパス管２２と前記給水管５との接続部に設けた給水混合弁１１ｃと、前記蓄熱槽バイパス管２２と前記給湯管６との接続部の下流側の前記給湯管６に設けた温度センサー２３とを備え、前記温度センサー２３の出力に基づいて、前記混合弁１１ｂと前記給水混合弁１１ｃとの動作を制御する制御装置１４を設けた構成としている。
【００６８】
以上のように構成された蓄熱装置について、以下その動作、作用を説明する。
【００６９】
まず、給湯終了近くになると蓄熱槽１から出湯される温度が低下して所定の給湯温度以下の中温水になるので、制御装置１４は混合弁１１ｂを負荷側補助タンク２０側に開いて運転して中温水を負荷側補助タンク２０に貯める。
【００７０】
蓄熱槽１への蓄熱が終了したあと再給湯を行う場合、蓄熱槽１から高温水が出湯される
ので、制御装置１４は負荷側補助タンク２０内の中温水と蓄熱槽１からの高温水を混合して所定温度になるように混合弁１１ｂの開度を設定する。さらに負荷側補助タンク２０内の中温水を使い切った後は、温度センサー２３が所定の値になるように給水混合弁１１ｃの開度を設定して給水を混合して運転する。
【００７１】
以上のように、本実施の形態においては蓄熱槽１の上部出口に負荷側補助タンク２０と混合弁１１ｂを介して補助タンクバイパス管２１を設け、給水管５と給湯管６とを給水混合弁１１ｃを介して接続し、温度センサー２３の出力に応じて混合弁１１ｂと給水混合弁１１ｃを運転制御する制御装置１４を設けた構成とすることにより、給湯終了近くに生成する中温水を負荷側補助タンク２０に貯めて、再給湯時に蓄熱槽１内の高温水と混合して給湯することとなり、蓄熱槽１内の蓄熱カプセル２の蓄熱エネルギーを使いきることができ、効率の良い蓄熱給湯運転ができる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
以上のように、本発明にかかる蓄熱装置は、高効率な蓄熱運転が可能となるので、住宅の暖房、浴室暖房乾燥、衣類乾燥機および産業用の廃熱回収装置などの用途にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の実施の形態１における蓄熱装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態２における蓄熱装置の構成図
【図３】本発明の実施の形態３における蓄熱装置の構成図
【図４】本発明の実施の形態４における蓄熱装置の構成図
【図５】本発明の実施の形態５における蓄熱装置の構成図
【図６】本発明の実施の形態６における蓄熱装置の構成図
【図７】本発明の実施の形態７における蓄熱装置の構成図
【図８】本発明の実施の形態８における蓄熱装置の構成図
【図９】本発明の実施の形態９における蓄熱装置の構成図
【図１０】従来の蓄熱装置の蓄熱装置の構成図
【符号の説明】
【００７４】
１  蓄熱槽
２  蓄熱カプセル（蓄熱体）
２ａ  大径蓄熱カプセル
２ｂ  大径蓄熱カプセル
２ｃ  板状蓄熱カプセル
２ｄ  蓄熱カプセル
３  循環ポンプ（循環手段）
４  熱源
５  給水管
６  給湯管
７  支持板
８  蓄熱カプセル非充填部（蓄積部）
９  上部入口
１０  下部出口
１１  混合弁
１１ａ  混合弁
１１ｂ  混合弁
１１ｃ  給水混合弁
１２  給湯バイパス管
１３  熱源入水温度検地手段
１４  制御装置
１５  振動装置
１６  制御装置
１７  熱源側補助タンク
１８  切り換え弁
１９  バイパス管
２０  負荷側補助タンク
２１  補助タンクバイパス管
２２  蓄熱槽バイパス管
２３  温度センサー
【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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