(57)【要約】【課題】蓄熱槽において、内部に溜まっている冷水を有効に利用する。【解決手段】蓄熱槽４０は、内部空間を外部から仕切る外壁４１と、外壁４１を貫通して内部空間に通され上方に向けて開口した、内部空間に水を供給する供給配管６７と、外壁４１の一部を貫通して内部空間に通され下方に向けて開口した、内部空間の水を排出する排出配管６９と、供給配管６７の、上方に向けた開口６７ａに接続され、供給配管６７から内部空間に流入する水の速度を低下させる第１のディストリビュータ６７ｂと、排出配管６９の、下方に向けた開口６９ａに接続された第２のディストリビュータ６９ｂと、を備え、外壁４１の内面から内部空間の内方に向けて延びた、内面に沿って内部空間の上部から下方に流れる水の流れを内方に向ける遮蔽板５１が配置されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を外部から仕切る外壁と、
前記外壁を貫通して前記内部空間に通され上方に向けて開口した、前記内部空間に水を供給する供給配管と、
前記外壁の一部を貫通して前記内部空間に通され下方に向けて開口した、前記内部空間の水を排出する排出配管と、
前記供給配管の、前記上方に向けた開口に接続され、前記供給配管から前記内部空間に流入する水の速度を低下させる第１のディストリビュータと、
前記排出配管の、前記下方に向けた開口に接続された第２のディストリビュータと、を備え、
前記外壁の内面から前記内部空間の内方に向けて延びた、前記内面に沿って前記内部空間の上部から下方に流れる水の流れを前記内方に向ける遮蔽板が配置されている蓄熱槽。
【請求項２】
前記遮蔽板は、前記内面の全周に亘って繋がり、
前記遮蔽板の内周縁よりも内側の部分に、前記遮蔽板によって前記内方に向けられた流れの水を、下方に通過させる孔が開けられた多孔板が配置されている請求項１に記載の蓄熱槽。
【請求項３】
前記多孔板は、内周縁が前記第１のディストリビュータの外周面に接合されている請求項２に記載の蓄熱槽。
【請求項４】
前記遮蔽板は、前記第１のディストリビュータが前記内部空間に開放された開口の位置よりも高さ方向の低い位置に配置されている請求項１から３のうちいずれか１項に記載の蓄熱槽。
【請求項５】
水と空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
供給された水を冷やして排出する冷凍機と、
水を搬送するポンプと、
内部空間に水が供給され、前記内部空間に溜められた水が排出される蓄熱槽と、
前記熱交換器と前記冷凍機とを繋ぐ戻り配管と、
前記冷凍機と前記蓄熱槽とを繋ぐ供給配管と、
前記蓄熱槽と前記ポンプとを繋ぐ排出配管と、
前記ポンプと前記熱交換器とを繋ぐ往き配管と、
前記排出配管から前記戻り配管に繋がるように分岐した分岐配管と、
前記供給配管と前記ポンプとを繋ぐバイパス配管と、
前記排出配管、前記分岐配管及び前記バイパス配管における水の流れを制御するコントローラと、を備え、
前記蓄熱槽は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の蓄熱槽であり、
前記コントローラは、
（１）定常運転の状態では、前記排出配管における水の流れを許容するとともに、前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを停止させ、
（２）停電の後、停電状態から復帰して、前記蓄熱槽から、前記定常運転の状態で前記蓄熱槽に溜められていた水を前記排出配管に排出できなくなるのに対応して予め設定された所定の時間が経過したとき、前記排出配管から前記ポンプへの水の流れを停止させるとともに、前記排出配管から前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを許容し、
（３）前記所定の時間が経過し、かつ前記冷凍機から排出される水の温度が前記定常運転の状態で排出される水の温度まで低くなり、しかも、前記蓄熱槽に、前記定常運転の状態で前記冷凍機から排出される温度の水で満たされた状態のとき、前記排出配管から前記ポンプへの水の流れを許容するとともに、前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを停止させるように制御する、蓄熱槽を用いた空気調和システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄熱槽及び蓄熱槽を用いた空気調和システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
データセンタには、設置されたサーバ等の機器が一定温度よりも高くならないように空気を冷やす空気調和システムが備えられている。空気調和システムは、循環している水との熱交換によって空気を冷やしている。空気調和システムは、冷凍機を備えていて、熱交換で温められた水を冷凍機で冷却し、冷却された水を再び熱交換に供している。冷凍機は、水を例えば温度が７［℃］まで冷却する。この７［℃］の冷水は、空気調和システムの空気との熱交換により、例えば１２［℃］まで温められる。そして、温められた水は冷凍機に戻されて、再び７［℃］まで冷却される。
【０００３】
ここで、空気調和システムは、冷凍機の下流側に蓄熱槽を備えている。この蓄熱槽は、停電等の不測の事態によって冷凍機が停止した場合に、予め設定された時間だけ、７［℃］の冷水を二次側（熱交換器）に供給できるようにするためのものである。すなわち、通常の運転時は、冷凍機から供給された７［℃］の冷水が流入して内部空間に冷水が蓄えられるとともに、蓄えられた内部の冷水は流出して二次側に供給される。
【０００４】
停電時は冷凍機やポンプは停止するが、所定時間の経過後には、非常用電源によって凍機やポンプは再起動する。しかし、再起動した直後の冷凍機は、すぐに定常運転時のように７［℃］の冷水を供給することができない。つまり、再起動後のしばらくの間は、７［℃］よりも高い温度の水が蓄熱槽に供給される。蓄熱槽には、停電前に流入していた７［℃］の冷水が溜められているため、停電の際も、ポンプの再起動後は、この溜められている７［℃］の冷水を二次側に供給することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１６−０７０５７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ポンプの再起動によって、蓄熱槽には、７［℃］よりも高い温度の水が冷凍機から流入する。温度成層型の蓄熱槽の場合、相対的に高い温度の水が蓄熱槽の上部に流入し、相対的に低い温度の、蓄熱槽に溜まっていた冷水が蓄熱槽の下部から二次側に流出するが、蓄熱槽の内部で、温度の高い水と冷水とは上下に層になった状態となる。そして、時間の経過とともに下部の冷水は少なくなるが、温度の異なる水の層が、上部に流入する温度の高い水の流れによって乱れると、冷水に温度の高い水が混ざって温度が上昇したり、冷水がまだ残っているにも拘わらず温度の高い水が低い方に回り込んだりして、温度の高い水が流出し始める。つまり、蓄熱槽に溜まっていた冷水を有効に取りだすことができなくなる。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、内部空間に溜まっている冷水を有効に利用することができる蓄熱槽及び蓄熱槽を用いた空気調和システム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】
【０００８】
本発明の第１は、内部空間を外部から仕切る外壁と、前記外壁を貫通して前記内部空間に通され上方に向けて開口した、前記内部空間に水を供給する供給配管と、前記外壁の一部を貫通して前記内部空間に通され下方に向けて開口した、前記内部空間の水を排出する排出配管と、前記供給配管の、前記上方に向けた開口に接続され、前記供給配管から前記内部空間に流入する水の速度を低下させる第１のディストリビュータと、前記排出配管の、前記下方に向けた開口に接続された第２のディストリビュータと、を備え、前記外壁の内面から前記内部空間の内方に向けて延びた、前記内面に沿って前記内部空間の上部から下方に流れる水の流れを前記内方に向ける遮蔽板が配置されている蓄熱槽である。
【０００９】
本発明の第２は、水と空気との間で熱交換を行う熱交換器と、供給された水を冷やして排出する冷凍機と、内部空間に水が供給され、前記内部空間に溜められた水が排出される蓄熱槽と、水を搬送するポンプと、前記熱交換器と前記冷凍機とを繋ぐ戻り配管と、前記冷凍機と前記蓄熱槽とを繋ぐ供給配管と、前記蓄熱槽と前記ポンプとを繋ぐ排出配管と、前記ポンプと前記熱交換器とを繋ぐ往き配管と、前記排出配管から前記戻り配管に繋がるように分岐した分岐配管と、前記供給配管と前記ポンプとを繋ぐバイパス配管と、前記排出配管、前記分岐配管及び前記バイパス配管における水の流れを制御するコントローラと、を備え、前記蓄熱槽は、請求項１から４のうちいずれか１項に記載の蓄熱槽であり、前記コントローラは、
（１）定常運転の状態では、前記排出配管における水の流れを許容するとともに、前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを停止させ、
（２）停電の後、停電状態から復帰して、前記蓄熱槽から、前記定常運転の状態で前記蓄熱槽に溜められていた水を前記排出配管に排出できなくなるのに対応して予め設定された所定の時間が経過したとき、前記排出配管から前記ポンプへの水の流れを停止させるとともに、前記排出配管から前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを許容し、
（３）前記所定の時間が経過し、かつ前記冷凍機から排出される水の温度が前記定常運転の状態で排出される水の温度まで低くなり、しかも、前記蓄熱槽に、前記定常運転の状態で前記冷凍機から排出される温度の水で満たされた状態のとき、前記排出配管から前記ポンプへの水の流れを許容するとともに、前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを停止させるように制御する、蓄熱槽を用いた空気調和システムである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る蓄熱槽及び蓄熱槽を用いた空気調和システムによれば、蓄熱槽の内部空間に溜まっている冷水を有効に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態である蓄熱槽を示す透視図である。
【図２】図１に示した蓄熱槽に設けられた遮蔽板及び多孔板が一体化された整流板を示す斜視図である。
【図３】蓄熱槽の横断面を示し、内部空間での水の流れを示す模式図である。
【図４Ａ】相対的に高温の水を所定の条件で供給し始めてから１８０［秒後］における実施例１の蓄熱槽の内部空間における温度の分布を示す模式図である。
【図４Ｂ】相対的に高温の水を所定の条件で供給し始めてから１８０［秒］後における比較例の蓄熱槽の内部空間における温度の分布を示す模式図である。
【図５Ａ】相対的に高温の水が実施例１の蓄熱槽の内部空間に流入し始めてからの経過時間に対応した、各温度の水の層の高さ位置の分布を示すグラフである。
【図５Ｂ】相対的に高温の水が比較例の蓄熱槽の内部空間に流入し始めてからの経過時間に対応した、各温度の水の層の高さ位置の分布を示すグラフである。
【図６】内部空間に相対的に高温の水を供給し始めてからの経過時間を横軸、排出配管の出口での水の温度を縦軸に設定して、経過時間ごと水の温度をプロットしたグラフであり、実線のグラフは実施例１の蓄熱槽、破線のグラフは比較例の蓄熱槽をそれぞれ示す。
【図７】実施例１の蓄熱槽における遮蔽板の幅Ｗ１を４５０［ｍｍ］、多孔板の幅Ｗ２を５００［ｍｍ］に変更した実施例２（一点鎖線）と、遮蔽板の幅Ｗ１を６００［ｍｍ］、多孔板の幅Ｗ２を３５０［ｍｍ］に変更した実施例３（細かい破線（点線））と、比較例（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。
【図８】実施例１の蓄熱槽における遮蔽板の幅Ｗ１を１５０［ｍｍ］、多孔板の幅Ｗ２を８００［ｍｍ］に変更した実施例４（一点鎖線）と、遮蔽板がなく、多孔板だけを有し、その多孔板の幅Ｗ２を９５０［ｍｍ］にした比較例２（細かい破線（点線））と、図６における比較例である比較例１（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。
【図９】実施例１の蓄熱槽における外壁の外径を小さく（０．７５倍）するとともに、遮蔽板の幅Ｗ１を２２５［ｍｍ］、多孔板の幅Ｗ２を４８８［ｍｍ］に変更した実施例５（実線）と、実施例５と同じ外径とした比較例（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。
【図１０】実施例１の蓄熱槽における外壁の外径を大きく（１．５倍）するとともに、遮蔽板の幅Ｗ１を４５０［ｍｍ］、多孔板の幅Ｗ２を９７５［ｍｍ］に変更した実施例６（実線）と、実施例６と同じ外径とした比較例（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。
【図１１】図１に示した蓄熱槽を用いた空気調和システムの構成を示す模式図である。
【図１２】空調システムの定常運転時における水の流れを示す模式図である。
【図１３】空調システムの停電の発生直後における水の流れを示す模式図である。
【図１４】空調システムの停電発生から所定時間の経過後における水の流れを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明に係る蓄熱槽及び蓄熱槽を用いた空気調和システムの具体的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
＜蓄熱槽の構成＞
図１は本発明に係る蓄熱槽の一実施形態である蓄熱槽４０を示す透視図、図２は図１に示した蓄熱槽４０に設けられた整流板５０を示す斜視図、図３は蓄熱槽４０の横断面を示し、内部空間での水の流れを示す模式図である。図示の蓄熱槽４０は密閉型の蓄熱槽であり、例えば直径２６００［ｍｍ］、高さ２４７０［ｍｍ］程度の外形寸法で、内部空間に溜められる水の量は約１０［ｔ］である。この程度の大きさの蓄熱槽は、一般的には小型である。
【００１４】
図示の蓄熱槽４０は、外壁４１と、供給配管６７と、排出配管６９と、供給側ディストリビュータ６７ｂ（第１のディストリビュータ）と、排出側ディストリビュータ６９ｂ（第２のディストリビュータ）と、整流板５０とを備えている。外壁４１は、蓄熱槽４０の内部空間を外部から仕切る隔壁であり、外形は概略円柱状である。
【００１５】
供給配管６７は、蓄熱槽４０の内部空間に水９０を供給する配管である。供給配管６７は、図３に示すように、外壁４１のうち側面となる周壁を貫通して内部空間に通されている。そして、供給配管６７の、内部空間に配置された側の端部の開口６７ａは、内部空間の上方に向いている。
【００１６】
排出配管６９は、蓄熱槽４０の内部空間に溜められた水９０を外部に排出する配管である。排出配管６９は、外壁４１の周壁を貫通して内部空間に通されている。そして、排出配管６９の、内部空間に配置された側の端部の開口６９ａは、内部空間の下方に向いている。本実施形態の蓄熱槽４０においては、供給配管６７が貫通した外壁４１の周壁における部分と、排出配管６９が貫通した外壁４１の周壁における部分とは、外壁４１の、鉛直方向に延びた中心軸を挟んで、互いに対向した位置となっている。なお、供給配管６７が貫通した外壁４１の周壁における部分と、排出配管６９が貫通した外壁４１の周壁における部分とは、互いに対向した位置に限定されない。
【００１７】
供給配管６７の開口６７ａ及び排出配管６９の開口６９ａは、いずれも、外壁４１の、鉛直方向に延びた中心軸上に位置している。供給側ディストリビュータ６７ｂは、供給配管６７の開口６７ａに接続されている。供給側ディストリビュータ６７ｂは、供給配管６７の内径ｄ１（例えば、２５０［ｍｍ］）よりも大きな内径ｄ２（例えば、７００［ｍｍ］）に形成された有底円筒状のケース６７ｃと、このケース６７ｃの内部に設置された２つの多孔板６７ｄ，６７ｄとで構成されている。ケース６７ｃの底板には、供給配管６７の開口６７ａに一致する孔が形成されていて、供給配管６７の開口６７ａとケース６７ｃの底板の孔とを介して、供給配管６７の内部とケース６７ｃの内部とが通じている。ケース６７ｃの上端は、蓄熱槽４０の外壁４１の天板に向けて開放された開口６７ｅを形成している。
【００１８】
多孔板６７ｄは、いずれも、ケース６７ｃの内径ｄ２と同じ外径の円形に形成された薄板である。多孔板６７ｄは、例えば、直径８［ｍｍ］の孔が１２［ｍｍ］間隔（開口率４０［％］）で一様に多数形成されている。２つの多孔板６７ｄ，６７ｄは、ケース６７ｃの内部に、間隔をあけて上下２段に並んで配置されている。
【００１９】
供給側ディストリビュータ６７ｂは、上述した構造によって、供給配管６７の内部を流れた水の速度（例えば、０．７５５［ｍ／ｓ］）を、蓄熱槽４０の内部空間に流入するときに低い速度（例えば、０．０９６［ｍ／ｓ］）に低下させる機能を発揮する。また、多孔板６７ｄは、蓄熱槽４０の内部空間に流入する水の分布を、ケース６７ｃの開口６７ｅの全体の広さに均す効果も発揮する。
【００２０】
排出側ディストリビュータ６９ｂも、供給側ディストリビュータ６７ｂと同様の構造となっている。すなわち、排出側ディストリビュータ６９ｂは排出配管６９の開口６９ａに接続され、排出側ディストリビュータ６９ｂは、排出配管６９の内径ｄ３（例えば、２５０［ｍｍ］）よりも大きな内径ｄ４（例えば、７００［ｍｍ］）に形成された有底円筒状のケース６９ｃと、２つの多孔板６９ｄ，６９ｄとで構成されている。ケース６９ｃの天板には、排出配管６９の開口６９ａに一致する孔が形成されていて、排出配管６９の開口６９ａとケース６９ｃの天板の孔とを介して、排出配管６９の内部とケース６９ｃの内部とが通じている。ケース６９ｃの下端は、蓄熱槽４０の外壁４１の底板に向けて開放された開口６９ｅを形成している。
【００２１】
多孔板６９ｄは、多孔板６７ｄと同じであり、例えば、直径８［ｍｍ］の孔が１２［ｍｍ］間隔（開口率４０［％］）で一様に多数形成され、２つの多孔板６９ｄ，６９ｄ、ケース６９ｃの内部に、間隔をあけて上下２段に並んで配置されている。排出側ディストリビュータ６９ｂは、上述した構造によって、蓄熱槽４０の内部空間から排出側ディストリビュータ６９ｂの開口６９ｅに流入する水の速度を、排出配管６９の内部を流れるときの水の速度（例えば、０．７５５［ｍ／ｓ］）よりも低い速度（例えば、０．０９６［ｍ／ｓ］）に減速させる機能を発揮する。
【００２２】
整流板５０は、図２に示すように、遮蔽板５１と多孔板５２とを備えている。詳しくは、整流板５０は、遮蔽板５１と多孔板５２とが単一の円板（中央部に円形の孔５０ａが形成されている）のそれぞれ一部に形成された構造である。すなわち、単一の円板の外周部分が遮蔽板５１として機能し、単一の円板の、遮蔽板５１として機能する部分よりも内側の部分が多孔板５２として機能する構成である。
【００２３】
遮蔽板５１は、外周縁５１ａから内周縁５１ｂまでの幅Ｗ１が例えば３００［ｍｍ］の円環状に形成されている。遮蔽板５１は、図３に示す蓄熱槽４０の状態で、外周縁５１ａが外壁４１の内面に接合されている。そして、遮蔽板５１は、多孔板５２との境界となる内周縁５１ｂが内部空間の内方に向けて延びている。遮蔽板５１は、蓄熱槽４０の内部空間の上部から外壁４１の内面に沿って下方（図３において矢印で示す）に流れる水に当てて、遮蔽板５１に当たった水の流れの向きを内部空間の内方に変える。
【００２４】
多孔板５２は、外周縁５２ａから孔５０ａの外縁となる内周縁５１ｂまでの幅Ｗ２が例えば６５０［ｍｍ］の円環状に形成されている。多孔板５２は、例えば、直径８［ｍｍ］の孔５４が１２［ｍｍ］間隔（開口率４０［％］）で一様に多数形成されている。多孔板５２は、遮蔽板５１との境界となる外周縁５２ａから内部空間の内方に向けて延びている。多孔板５２は、図３に示す蓄熱槽４０の状態で、内周縁５２ｂが、供給側ディストリビュータ６７ｂの外周面に接合されている。多孔板５２は、蓄熱槽４０の内部空間のうち整流板５０よりも上方の部分にある水が整流板５０よりも下方の部分に移動する際の水の分布を、多孔板５２の孔５４が形成されている範囲の全体に均す。
【００２５】
＜蓄熱槽の作用＞
以上のように構成された実施形態の蓄熱槽４０によると、蓄熱槽４０の内部空間に、温度が例えば７［℃］の水９０Ｂ（以下、冷水９０Ｂという。）が満たされて溜められている状態で、冷水９０Ｂよりも高い温度、例えば１２［℃］の水９０Ａ（以下、相対的に高温の水９０Ａという。）が、供給配管６７を通じて内部空間に流入するとき、供給配管６７の内部を流れた相対的に高温の水９０Ａは、供給側ディストリビュータ６７ｂにより、供給配管６７の内部を通過しているときの流速よりも低い流速及び広い分布となって、開口６７ｅから、内部空間の上部に向けて流入する。
【００２６】
内部空間に流入した相対的に高温の水９０Ａは、冷水９０Ｂよりも温度が高いため比重が小さく、内部空間を上昇し、外壁４１の天板の内面に当たって、図３の矢印で示すように、天板の内面に沿って周囲（半径方向の外方）に向かって流れる。供給配管６７からは継続して相対的に高温の水９０Ａが内部空間に流れ込み、相対的に高温の水９０Ａは内部空間の上部に溜まり、その下に冷水９０Ｂが押しやられる状態になって、温度の高低による層が形成される。
【００２７】
供給が継続される相対的に高温の水９０Ａは、天板の中心から半径方向の外方に向かって流れ、さらに外壁４１の周壁の内面に沿って下方に向けて流れようとする。このため、供給された相対的に高温の水９０Ａは、内部空間の中央部よりも外周部において下降し易い。この場合、温度の高低による層の境界が乱れ、内部空間においては、同じ高さ位置であっても、半径方向の中心部では温度が低く、外周に近づくほど温度が高い状態となる。
【００２８】
しかし、本実施形態の蓄熱槽４０は、内部空間の上部（供給側ディストリビュータが配置されている高さ位置）の、外壁４１の内面に、遮蔽板５１が配置されているため、外壁４１の内面に沿って下方に向けて流れようとする相対的に高温の水９０Ａは、遮蔽板５１の上面に当たって、内部空間の内方（半径方向の中心）に向かって流れる。そして、遮蔽板５１の内側に配置された多孔板５２に一様に形成された多数の孔５４（図２参照）を通って、下方に流れる。
【００２９】
このとき、相対的に高温の水９０Ａは、多孔板５２の全面に均された分布で下方に流れる。したがって、温度の層は、半径方向で差が生じにくくなり乱れにくくなる。つまり、本実施形態の蓄熱槽４０は、内部空間における同じ高さ位置では、半径方向の中心部と外周部とで、温度の差が少なくなる。この結果、内部空間の外周部が中央部に先行して相対的に高温の水９０Ａで満たされることが防止乃至抑制される。
【００３０】
一方、本発明ではない従来の蓄熱槽では、内部空間の外周部が中央部に先行して、相対的に高温の水９０Ａで満たされ、その相対的に高温の水９０Ａが、外壁４１の底板の内面に沿って半径方向の中心に向けて流れ、この相対的に高温の水９０Ａが、内部空間の中央部にまだ残存している冷水９０Ｂに先んじて、排出側ディストリビュータ６９ｂに流入する。このため、蓄熱槽４０には冷水９０Ｂが十分に残っている状態であるにも拘わらず、排出配管６９に相対的に高温の水９０Ａが流れ、二次側の熱交換に支障をきたすおそれがある。
【００３１】
これに対して、実施形態の蓄熱槽４０は、内部空間の外周部が中央部に先行して相対的に高温の水９０Ａで満たされることが防止乃至抑制されるため、冷水９０Ｂに先んじて相対的に高温の水９０Ａが排出側ディストリビュータ６９ｂに流入し難い。したがって、蓄熱槽４０は、内部空間に溜まっている冷水９０Ｂを有効に利用することができる。これにより、蓄熱槽４０のサイズを大きくすることなく、冷水９０Ｂを取り出す時間を長くすることができる。
【００３２】
また、本実施形態の蓄熱槽４０は、遮蔽板５１が、外壁４１の内面の全周に亘って繋がって円環状に形成されているため、円環状に繋がっていないものに比べて、内部空間における、冷水９０Ｂと相対的に高温の水９０Ａとの温度の層の乱れを抑制する効果が高い。
【００３３】
本実施形態における遮蔽板５１は、外壁４１の内面の全周に亘って繋がった円環状に形成されているが、本発明の蓄熱槽における遮蔽板は、この構成に限定されるものではない。すなわち、本発明の蓄熱槽における遮蔽板は、外壁４１の内面の全周のうち一部にだけ配置されていてもよい。このように、遮蔽板が、外壁４１の内面の全周のうち一部にだけ配置された構成によっても、外壁の内面に沿って、内部空間の上方から下方に流れる水の一部については、その流れの向きを内部空間の内方に変えることができ、水の温度成層が乱れるのを抑制する効果がある。
【００３４】
また、本実施形態の蓄熱槽４０は、遮蔽板５１の内周縁５１ｂよりも内側の部分に多孔板５２が配置されているため、遮蔽板５１によって内方に向けられた流れの相対的に高温の水９０Ａを、多孔板５２の全面に均された分布で下方に流させることができる。したがって、多孔板５２よりも下方における温度の層を、一層乱れにくくすることができる。
【００３５】
なお、本実施形態の蓄熱槽４０は、遮蔽板５１と多孔板５２との両方を備えているが、本発明に係る蓄熱槽はこの形態に限定されるものではなく、少なくとも遮蔽板５１を備えていればよい。
【００３６】
また、本実施形態の蓄熱槽４０は、多孔板５２の内周縁５２ｂが供給側ディストリビュータ６７ｂのケース６７ｃの外周面に接合されているため、蓄熱槽４０の内部空間において、安定した支持状態を確保することができる。
【００３７】
なお、本発明に係る蓄熱槽はこの形態に限定されるものではなく、多孔板５２は供給側ディストリビュータ６７ｂのケース６７ｃの外周面に接合されていなくてもよい。
【００３８】
また、本実施形態の蓄熱槽４０は、遮蔽板５１が、供給側ディストリビュータ６７ｂの開口６７ｅの位置よりも、高さ方向の低い位置に配置されているため、供給側ディストリビュータ６７ｂの開口６７ｅから上方に向けて内部空間に流入した相対的に高温の水９０Ａが、上方に向いた流れのときに遮蔽板５１に当たるのを確実に防止することができ、温度の層が乱れるのを確実に防止することができる。
【００３９】
なお、本発明に係る蓄熱槽における遮蔽板は、供給側ディストリビュータ６７ｂの開口６７ｅの位置よりも、高さ方向の高い位置に配置されていてもよいし、開口６７ｅの位置と同じ高さの位置に配置されていてもよい。
【００４０】
＜解析例＞
以下、本実施形態の蓄熱槽４０（実施例１）について、時間経過に対する内部空間の温度の分布の変化を、整流板５０を有しない従来の蓄熱槽（比較例）と数値流体解析（ＣＦＤ）の手法で比較した解析例について、以下に説明する。
【００４１】
なお、蓄熱槽は、実施例１、比較例ともに、以下の仕様である。すなわち、直径２６００［ｍｍ］、高さ２４７０［ｍｍ］程度の外形寸法で、内部空間に溜められる水の量（蓄熱槽容量Ｖ）は１０［ｍ３  ］である。供給配管６７及び排出配管６９の内径ｄ１，ｄ３はそれぞれ２５０［ｍｍ］である。供給側ディストリビュータ６７ｂ及び排出側ディストリビュータ６９ｂの内径ｄ２，ｄ４はそれぞれ７００［ｍｍ］である。各ディストリビュータ６７ｂ，６９ｂにそれぞれ備えられている２つの多孔板６７ｄ，６９ｄはそれぞれ、直径８［ｍｍ］の孔が１２［ｍｍ］間隔（開口率４０［％］）で一様に多数形成されている。
【００４２】
実施例１の蓄熱槽４０のみが備える整流板５０の仕様は以下の通りである。すなわち、遮蔽板５１の幅Ｗ１が３００［ｍｍ］、多孔板５２の幅Ｗ２が６５０［ｍｍ］であり、多孔板５２には、直径８［ｍｍ］の孔５４が１２［ｍｍ］間隔（開口率４０［％］）で一様に多数形成されている。
【００４３】
そして、実施例１の蓄熱槽４０の内部空間及び比較例の蓄熱槽の内部空間にはそれぞれ、温度７［℃］の冷水９０Ｂが予め満たされている。そして、蓄熱槽の内部空間に、供給配管６７を通じて、温度１２［℃］（利用温度差Δθ＝５［℃］）の相対的に高温の水９０Ａを、平均速度０．７５５［ｍ／ｓ］で供給した。このとき蓄熱槽へ供給される水の流量Ｑは、０．０３７［ｍ３  ／ｓ］（＝２，２２２［Ｌ／ｍｉｎ］）である。
【００４４】
この条件で、蓄熱槽効率ηは、以下の式で算出される。
【数１】
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【００４５】
図４Ａは、相対的に高温の水９０Ａを上記条件で供給し始めてから１８０［秒後］における実施例１の蓄熱槽４０の内部空間における温度の分布を示す模式図、図４Ｂは、相対的に高温の水９０Ａを上記条件で供給し始めてから１８０［秒］後における比較例の蓄熱槽の内部空間における温度の分布を示す模式図である。図中の数値は水の温度を表し、白い部分から黒に至るグレースケールで、黒に近づくにしたがって温度が高いことを表す。図中、最も高い温度は、流入する相対的に高温の水９０Ａの温度である１２［℃］であり、最も低い温度は、内部空間に予め溜められていた冷水９０Ｂの温度である７［℃］である。
【００４６】
図４Ａと図４Ｂとから解されるように、実施例１の蓄熱槽４０は、内部空間の全体に亘って、温度の層が乱れずに形成されていて、１８０［秒］経過した時点でも、排出配管６９の側の排出口（排出側ディストリビュータ６９ｂ（図３参照）が配置されている部分）の周囲を含めて内部空間の下部の全体に十分な量の冷水９０Ｂが分布していて、排出配管６９により冷水９０Ｂを排出することができる。
【００４７】
一方、比較例の蓄熱槽は、内部空間のうち外壁４１の内面に沿った部分は、中央部よりも先行して温度が上昇した層を形成していて、１８０［秒］経過した時点では、冷水９０Ｂが相対的に高温の水９０Ａと混ざって温度が上昇しているとともに、排出配管６９の内部にまで７［℃］を超える温度の水が進入している。
【００４８】
蓄熱槽効率ηが理想的な状態である１００［％］のときは、相対的に高温の水９０Ａを上記条件で供給し始めてから２７０［秒］経過後まで冷水９０Ｂを取り出すことができるため、冷水９０Ｂを取り出すことができる時間が２７０［秒］に近い程、蓄熱槽効率ηが理想に近いことになる。そして、１８０［秒］経過の時点で、実施例１の蓄熱槽４０は冷水９０Ｂを取り出すことができ、比較例の蓄熱槽は冷水９０Ｂを取り出すことができないため、実施例１は比較例に比べて蓄熱槽効率ηが高く、蓄熱槽の内部空間に溜まっている冷水９０Ｂを有効に利用することができることが立証された。
【００４９】
図５Ａは、相対的に高温の水９０Ａが実施例１の蓄熱槽４０の内部空間に流入し始めてからの経過時間に対応した、各温度の水の層の高さ位置の分布を示すグラフであり、図５Ｂは、相対的に高温の水９０Ａが比較例の蓄熱槽の内部空間に流入し始めてからの経過時間に対応した、各温度の水の層の高さ位置の分布を示すグラフである。なお、図中の各線のうち、細かい破線は６０［秒］経過後、粗い破線は１２０［秒］経過後、一点鎖線は１８０［秒］経過後、細い実線は２４０［秒］経過後、太い実線は３００［秒］経過後、をそれぞれ示す。
【００５０】
図５Ａと図５Ｂとから解されるように、実施例１の蓄熱槽４０は、各温度の水の層は、時間の経過にしたがって、大きく乱れることなく内部空間を降下していて、１８０［秒］から２４０［秒］経過した時点で、７［℃］の冷水９０Ｂが最下部に到達するため、その時点まで排出配管６９により冷水９０Ｂを排出することができる。
【００５１】
一方、比較例の蓄熱槽は、各温度の水の層は、６０［秒］から１２０［秒］経過した時点で、７［℃］の冷水９０Ｂや８［℃］の水の層が最下部まで到達するとともに、温度の分布が大きく乱れていて、排出配管６９により冷水９０Ｂを排出することができる期間が、実施例１の蓄熱槽４０に比べて格別に短い。このように、実施例１の蓄熱槽４０は比較例に比べて、内部空間における水の温度の層が、格別に乱されにくいことが立証された。
【００５２】
図６は、内部空間に相対的に高温の水９０Ａを供給し始めてからの経過時間を横軸、排出配管６９の出口での水の温度を縦軸に設定して、経過時間ごと水の温度をプロットしたグラフであり、実線のグラフは実施例１の蓄熱槽４０、破線のグラフは比較例の蓄熱槽をそれぞれ示す。なお、横軸の２７０［秒］の位置が、蓄熱槽効率ηが１００［％］の位置である。したがって、蓄熱槽効率ηが仮に１００［％］のときは、０〜２７０［秒］の範囲では、排出配管６９の出口での水の温度が７［℃］に維持されることになる。以下、図７，８においても同様である。
【００５３】
図６から解されるように、実施例１の蓄熱槽４０は、１８０［秒］から１９０［秒］経過するまでは、排出配管６９から温度７［℃］の冷水９０Ｂを排出することができるのに対して、比較例の蓄熱槽は、１３０［秒］の手前まで、排出配管６９から温度７［℃］の冷水９０Ｂを排出することができるが、１３０［秒］を経過した時点で、７［℃］の冷水９０Ｂを排出することができなくなった。したがって、実施例１の蓄熱槽４０は比較例に比べて、蓄熱槽効率ηが向上し、蓄熱槽の内部空間に溜まっている冷水９０Ｂを長い時間に亘って排出することができることが立証された。
【００５４】
図７は、実施例１の蓄熱槽４０における遮蔽板５１の幅Ｗ１を４５０［ｍｍ］、多孔板５２の幅Ｗ２を５００［ｍｍ］に変更した実施例２（一点鎖線）と、遮蔽板５１の幅Ｗ１を６００［ｍｍ］、多孔板５２の幅Ｗ２を３５０［ｍｍ］に変更した実施例３（細かい破線（点線））と、比較例（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。
【００５５】
図７から解されるように、実施例２，３の蓄熱槽４０は、排出配管６９から排出される水の温度が７［℃］を超えるときの経過時間が、図６の実施例１よりも僅かに短いが、実質的には大きな差は認められない。また、実施例２と実施例３との間にも大きな差は認められない。一方、実施例２、実施例３は、比較例との間では、図６と同様に、有意な差が認められる。このことから、遮蔽板５１の幅Ｗ１が３００［ｍｍ］よりも大きくなった蓄熱槽４０は、遮蔽板５１の幅Ｗ１が３００［ｍｍ］の蓄熱槽４０と、効果に有意な差が無いことが確認された。
【００５６】
図８は、実施例１の蓄熱槽４０における遮蔽板５１の幅Ｗ１を１５０［ｍｍ］、多孔板５２の幅Ｗ２を８００［ｍｍ］に変更した実施例４（一点鎖線）と、遮蔽板５１がなく、多孔板５２だけを有し、その多孔板５２の幅Ｗ２を９５０［ｍｍ］にした比較例２（細かい破線（点線））と、図６における比較例である比較例１（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。
【００５７】
図８から解されるように、実施例４の蓄熱槽４０は、排出配管６９から排出される水の温度が７［℃］を超えるときの経過時間が、図６の実施例１よりも僅かに長いが、実質的には大きな差は認められない。一方、比較例２は、比較例１と同様に１４０［秒］経過した辺りで、７［℃］を超える水が排出されるが、その後、比較例１のように温度の上昇が継続するのではなく、約２００［秒］を経過するまで、７［℃］を僅かに超える水の排出が続き、約２００［秒］を経過した後に、排出される水の温度が７［℃］から上昇し始める。
【００５８】
したがって、比較例２は、初期的には比較例１と同様の傾向を示すものの、全体としては、実施例４に近い傾向を示すため、遮蔽板５１を備えずに、外壁４１の内面に接して多孔板５２を配置した蓄熱槽は、多孔板５２の孔５４以外の部分が遮蔽板５１として機能し、本発明の効果（蓄熱槽効率ηの向上）を発揮する。よって、比較例２は、本発明に係る蓄熱槽の一実施形態である。
【００５９】
図９は、実施例１の蓄熱槽４０における外壁４１の外径を小さく（０．７５倍）するとともに、遮蔽板５１の幅Ｗ１を２２５［ｍｍ］、多孔板５２の幅Ｗ２を４８８［ｍｍ］に変更した実施例５（実線）と、実施例５と同じ外径とした比較例（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。なお、他の解析例に合わせて、横軸の２７０［秒］の位置が、蓄熱槽効率ηが１００［％］の位置となるように、蓄熱槽へ供給する水の流量Ｑを、１，２５０［Ｌ／ｍｉｎ］に変更した。
【００６０】
図９から解されるように、実施例５の蓄熱槽４０は、図６に示した実施例１と有意な差が認められない。一方、比較例は、排出配管６９から排出される水の温度が７［℃］を超えるときの経過時間が、１３０［秒］から１５０［秒］経過したときであるが、その後は、１９０［秒］経過する辺りまで、大きな温度上昇は認められない。しかし、２００［秒］経過した後は、排出配管６９から排出される水の温度に関して、実施例５は比較例に比べて５０［秒］程度遅れていることが認められる。したがって、本発明は、外径がより小さい蓄熱槽においても、比較例に比べて効果（蓄熱槽効率ηの向上）を発揮することが立証された。
【００６１】
図１０は、実施例１の蓄熱槽４０における外壁４１の外径を大きく（１．５倍）するとともに、遮蔽板５１の幅Ｗ１を４５０［ｍｍ］、多孔板５２の幅Ｗ２を９７５［ｍｍ］に変更した実施例６（実線）と、実施例６と同じ外径とした比較例（粗い破線）とを示した、図６相当のグラフである。なお、他の解析例に合わせて、横軸の２７０［秒］の位置が、蓄熱槽効率ηが１００［％］の位置となるように、蓄熱槽へ供給する水の流量Ｑを、５，０００［Ｌ／ｍｉｎ］に変更した。
【００６２】
図１０から解されるように、実施例６の蓄熱槽４０は、１３０［秒］経過した辺りで、温度７［℃］を僅かに超えた水が排出されるが、その後は、その状態が維持され、図６に示した実施例１と同様に、１９０［秒］経過した辺りから、排出される水の温度が上昇し始める。このときの温度の上昇程度は、図６に示した実施例１よりも大きい。これに対して、比較例も、１３０［秒］経過した辺りで、温度７［℃］を超えた水が排出され、その後は、図６に示した比較例と同様に温度の上昇が続く。したがって、実施例６は、図６に示した実施例１に比べて、１９０［秒］経過した辺りからの温度上昇の程度は大きいが、比較例に比べて蓄熱槽効率ηが向上し、蓄熱槽の内部空間に溜まっている冷水９０Ｂを長い時間に亘って排出することができることが立証された。
【００６３】
＜変形例＞
本実施形態における整流板５０は、遮蔽板５１と多孔板５２とが単一の円板のそれぞれ一部に形成されている。しかし、本発明に係る蓄熱槽はこの形態に限定されるものではなく、遮蔽板５１と多孔板５２とが単一の板部材により形成されたものでなく、別々の部材で形成されていてもよい。
【００６４】
また、本実施形態における整流板５０は、遮蔽板５１と多孔板５２とが同一平面上に配置された構造となるが、本発明に係る蓄熱槽はこの形態に限定されるものではなく、遮蔽板５１と多孔板５２とが同一平面上に配置されていなくてもよい。
【００６５】
また、本実施形態における整流板５０は、遮蔽板５１と多孔板５２とが一体に形成された構造となるが、本発明に係る蓄熱槽はこの形態に限定されるものではなく、遮蔽板５１と多孔板５２とが別体であってもよい。
【００６６】
また、本発明に係る蓄熱槽における多孔板は、供給配管６７よりも下方に配置されている場合、供給側ディストリビュータ６７ｂや供給配管６７を貫通させる孔５０ａが不要であるため、円環状ではなく円板状に形成されていてもよい。
【００６７】
また、本実施形態に係る蓄熱槽４０は、１２［℃］の相対的に高温の水９０Ａが供給されて７［℃］の冷水９０Ｂを排出する例であるが、本発明に係る蓄熱槽は、これらの温度の水９０Ａ，９０Ｂの供給、排出を行うものに限定されるものではなく、他の温度の水の供給、排出を行うものであってもよく、また、供給と排出の水の温度差（利用温度差Δθ）も、本実施形態の５［℃］に限定されるものではなく、これよりも大きな温度差であってもよいし、これよりも小さな温度差であってもよい。
【００６８】
＜空気調和システムの構成＞
図１１は本発明に係る蓄熱槽を用いた空気調和システムの一実施形態である空気調和システム１００（以下、空調システム１００という。）の構成を示す模式図である。図示の空調システム１００は、例えば、データセンタに設置されて、データセンタのサーバ等の機器が一定温度よりも高くならないように空気を冷やす用途である。ただし、本発明に係る空気調和システムは、この用途に限定されるものではなく、ビルディング内の空調等一般的な空調に用いるものであってもよい。
【００６９】
図示の空調システム１００は、熱交換器１０と、冷凍機２０と、二次ポンプ３０と、蓄熱槽４０と、これらを繋ぐ配管と、配管の内部の通路を開閉する切替弁と、切替弁の開閉を制御するコントローラ８０と、を備えている。
【００７０】
熱交換器１０は、空調システム１００の内部を流れる水とデータセンタの内部の空気との間で熱交換を行う。冷凍機２０は、供給された水（例えば、温度１２［℃］の、相対的に高温の水９０Ａ）を温度７［℃］まで冷やした冷水９０Ｂにして排出する。二次ポンプ３０は、水を搬送する。蓄熱槽４０は、内部空間に水が供給され、この内部空間に溜められた水が排出される。なお、蓄熱槽４０は、図１に示した、本発明に係る蓄熱槽の一実施形態としての蓄熱槽４０である。
【００７１】
空調システム１００は、熱交換器１０と冷凍機２０とを繋ぐ戻り配管として、第１戻り配管６１、還ヘッダ６２及び第２戻り配管６３を備えている。第１戻り配管６１は熱交換器１０に繋がり、第２戻り配管６３は冷凍機に繋がり、還ヘッダ６２は第１戻り配管６１と第２戻り配管６３との間にあって、第１戻り配管６１と第２戻り配管６３とを繋いでいる。
【００７２】
また、空調システム１００は、冷凍機２０と蓄熱槽４０とを繋ぐ供給配管として、第１供給配管６５、第３往きヘッダ６６及び第２供給配管６７を備えている。第１供給配管６５は冷凍機２０に繋がり、第２供給配管６７は蓄熱槽４０に繋がり、第３往きヘッダ６６は第１供給配管６５と第２供給配管６７との間にあって、第１供給配管６５と第２供給配管６７とを繋いでいる。第２供給配管６７は、図１に示した供給配管６７と同じである。したがって、第２供給配管６７は蓄熱槽４０の一部であってもよい。
【００７３】
また、空調システム１００は、蓄熱槽４０と二次ポンプ３０とを繋ぐ排出配管として、第１排出配管６９、第２往きヘッダ７１及び第２排出配管７２を備えている。第１排出配管６９は蓄熱槽４０に繋がり、第２排出配管７２は二次ポンプ３０に繋がり、第２往きヘッダ７１は第１排出配管６９と第２排出配管７２との間にあって、第１排出配管６９と第２排出配管７２とを繋いでいる。第１排出配管６９は、図１に示した排出配管６９と同じである。したがって、第１排出配管６９は蓄熱槽４０の一部であってもよい。
【００７４】
また、空調システム１００は、二次ポンプ３０と熱交換器１０とを繋ぐ往き配管として、第１往き配管７４、第１往きヘッダ７５及び第２往き配管７６を備えている。第１往き配管７４は二次ポンプ３０に繋がり、第２往き配管７６は熱交換器１０に繋がり、第１往きヘッダ７５は第１往き配管７４と第２往き配管７６との間にあって、第１往き配管７４と第２往き配管７６とを繋いでいる。
【００７５】
また、空調システム１００は、排出配管から戻り配管に繋がるように分岐した分岐配管として、第１排出配管６９と還ヘッダ６２とを繋ぐ分岐配管７０を備えている。
【００７６】
また、空調システム１００は、供給配管と二次ポンプ３０とを繋ぐバイパス配管として、第３往きヘッダ６６と第２往きヘッダ７１とを繋ぐバイパス配管７７を備えている。
【００７７】
また、空調システム１００は、戻り配管と供給配管とを繋ぐ第１の調整配管として、還ヘッダ６２と第３往きヘッダ６６とを繋ぐ第１調整配管６４を備えている。さらに、空調システム１００は、排出配管と往き配管とを繋ぐ第２の調整配管として、第２往きヘッダ７１と第１往きヘッダ７５とを繋ぐ第２調整配管７３を備えている。
【００７８】
また、空調システム１００は、切替弁として、第１排出配管６９の、分岐配管７０が繋がっている分岐部分よりも下流側である、その分岐部分と第２往きヘッダ７１との間に、第１排出配管６９を開閉する排出切替弁８１と、分岐配管７０を開閉する分岐切替弁８２と、バイパス配管７７を開閉するバイパス切替弁８３と、第１調整配管６４を開閉する調整切替弁８５と、第２調整配管７３を開閉する調整切替弁８４とを備えている。そして、コントローラ８０は、空調システム１００の運転状態に応じて、これら排出切替弁８１、分岐切替弁８２、バイパス切替弁８３、調整切替弁８４及び調整切替弁８５の開閉を制御する。
【００７９】
＜空気調和システムの作用＞
上述したように構成された空調システム１００は、以下のように動作する。図１２は空調システム１００の定常運転時における水の流れ、図１３は空調システム１００の停電の発生直後における水の流れ、図１４は空調システム１００の停電発生から所定時間の経過後における水の流れ、をそれぞれ示す模式図である。
【００８０】
（定常運転時）
まず、空調システム１００は、蓄熱槽４０に温度７［℃］の冷水９０Ｂが予め満たされている。そして、空調システム１００は、通常の運転状態（定常運転）において、データセンタの通常の電源からの電力の供給を受けて駆動されており、図１２に示すように、排出配管における水の流れを許容するとともに、分岐配管における水の流れ及びバイパス配管における水の流れを停止させる。具体的には、コントローラ８０が、排出切替弁８１及び調整切替弁８４，８５を開き、分岐切替弁８２及びバイパス切替弁８３を閉じるように制御する。本実施形態で説明する動作においては、調整切替弁８４は常に開いている。図１２において、破線の配管は、上記コントローラの制御により、閉じられていることを示す。以下の図においても同様である。
【００８１】
空調システム１００は、二次ポンプ３０の動作によって、空調システム１００の内部の水を、矢印で示す方向に、圧力が一定となるように送る。つまり、蓄熱槽４０の内部空間に溜められていた温度７［℃］の冷水９０Ｂが、第１排出配管、第２往きヘッダ７１、第２排出配管７２、二次ポンプ３０、第１往き配管７４、第１往きヘッダ７５、第２往き配管７６を通って、熱交換器１０に供給される。熱交換器１０は、データセンタの内部の空気と冷水９０Ｂとの間で熱交換し、冷水９０Ｂで冷やされた空気をデータセンタの内部に供給する。
【００８２】
一方、熱交換器１０で温められた水は、第１戻り配管６１、還ヘッダ６２、第２戻り配管６３を通って冷凍機２０に流れ、冷凍機２０は、これら戻り配管から流れ込んだ水を冷やし、温度７［℃］の冷水９０Ｂにする。冷凍機２０で冷やされた冷水９０Ｂは、第１供給配管６５、第３往きヘッダ６６、第２供給配管６７を通って蓄熱槽４０に流れ込む。これによって、空調システム１００は、定常運転時に、熱交換器１０において、データセンタの内部野空気を冷やしながら、蓄熱槽４０の内部空間に冷水９０Ｂを常に溜める。なお、第１調整配管６４は、冷凍機２０の上流側と下流側の水の量を調整するため、空調システム１００の運転状況に拘わらず、還ヘッダ６２から第３往きヘッダ６６へ、又は第３往きヘッダ６６から還ヘッダ６２への流れが生じ得る。
【００８３】
（停電時）
次に、停電時における空調システム１００の動作を説明する。停電が発生すると、データセンタの通常の電源が停止して空調システム１００への電力の供給が止まるため、冷凍機２０及び二次ポンプ３０は停止し、停電の発生直後は、図１３に示すように、第１調整配管６４の流れのみとなる。
【００８４】
データセンタは、通常の電源以外に、通常の電源が停止したときに通常の電源に代わって稼働する非常用電源が設けられており、停電が発生して通常の電源が停止してから僅かな時間の経過の後（例えば、１［分］後）に、非常用電源が稼働して空調システム１００に電力が供給され、停電状態から復帰して二次ポンプ３０及び冷凍機２０が稼働を再開する。このとき、空調システム１００の内部の水の流れは、図１２の状態に戻る。
【００８５】
ただし、停電状態から復帰した直後は、冷凍機２０から排出される水の温度が定常運転時に排出される水の温度７［℃］まで低くなっていない状態であるため、第１供給配管６５、第３往きヘッダ６６及び第２供給配管６７を流れる水は、冷水９０Ｂよりも相対的に高温の水９０Ａになっている。したがって、蓄熱槽４０には、相対的に高温の水９０Ａが供給される。
【００８６】
ここで、蓄熱槽４０には、定常運転時に供給された冷水９０Ｂが溜められているため、この冷水９０Ｂが蓄熱槽４０の内部空間に残っている間は、相対的に高温の水９０Ａが供給されても、第１排出配管６９に冷水９０Ｂを排出することができる。そして、蓄熱槽４０から第１排出配管６９に排出された冷水９０Ｂは、定常運転時と同様に、熱交換器１０に供給され、データセンタの内部の空気を冷やすことができる。
【００８７】
（停電発生から所定時間の経過後）
停電状態から復帰して、蓄熱槽４０から、定常運転時に蓄熱槽４０に溜められていた冷水９０Ｂを第１排出配管６９に排出できなくなるのに対応して予め設定された所定の時間が経過したとき、空調システム１００は、図１４に示すように、第１排出配管６９から二次ポンプ３０への水の流れを停止させるとともに、第１排出配管６９から分岐配管７０における水の流れ及びバイパス配管７７における水の流れを許容する。具体的には、コントローラ８０が、排出切替弁８１及び調整切替弁８５を閉じ、分岐切替弁８２及びバイパス切替弁８３を開くように制御する。なお、予め設定された所定の時間は、前述した蓄熱槽４０についての解析例で示したように、一例として図６に示した１８０［秒］から１９０［秒］の範囲である。
【００８８】
この所定時間が経過した時点で、冷凍機２０は、定常運転時に排出される温度７［℃］まで低くなった冷水９０Ｂを排出している。したがって、図１４に示すように、冷凍機２０で作られた冷水９０Ｂは、第１供給配管６５、第３往きヘッダ６６、第２供給配管６７を通って蓄熱槽４０に供給されるとともに、第３往きヘッダ６６からバイパス配管７７、第２往きヘッダ７１、第２排出配管７２、二次ポンプ３０、第１往き配管７４、第１往きヘッダ７５、第２往き配管７６を通って熱交換器１０に供給され、熱交換器１０は供給された冷水９０Ｂによって、データセンタの内部の空気を冷やす。
【００８９】
一方、蓄熱槽４０には冷水９０Ｂが供給されるものの、蓄熱槽４０の内部空間には、停電から復帰した直後に冷凍機２０から供給された相対的に高温の水９０Ａが溜められている。そして、蓄熱槽４０の内部空間に、冷水９０Ｂが満たされるまでの間に蓄熱槽４０から排出された相対的に高温の水９０Ａは、第１排出配管６９、分岐配管７０を通って、還ヘッダ６２に戻される。還ヘッダ６２に戻された相対的に高温の水９０Ａは、熱交換器１０から第１戻り配管６１を通って還ヘッダ６２に戻された水と合流し、第２戻り配管６３を通って、冷凍機２０に送られる。なお、調整切替弁８５を閉じることにより、第３往きヘッダ６６から第１調整配管６４を通って還ヘッダ６２に冷水９０Ｂが戻る流れを防止し、蓄熱槽４０に冷水９０Ｂが溜められる時間を短縮している。
【００９０】
その後、蓄熱槽４０の内部空間が冷水９０Ｂで満たされると、コントローラ８０は、排出配管における水の流れを許容するとともに、分岐配管における水の流れ及びバイパス配管における水の流れを停止させる定常運転時（図１２）に戻すように、コントローラ８０が、排出切替弁８１及び調整切替弁８５を開き、分岐切替弁８２及びバイパス切替弁８３を閉じるように制御する。
【００９１】
以上のように構成された空調システム１００によると、停電の復帰直後から、蓄熱槽４０に溜められた冷水９０Ｂを利用して、空調を再開することができる。このとき、蓄熱槽４０は、内部空間に溜まっている冷水９０Ｂを有効に利用することができる。したがって、空調システム１００は、冷凍機２０が再起動後に冷水９０Ｂを供給し始める定常状態に戻るまで猶予を長く確保することができる。
【符号の説明】
【００９２】
４０      蓄熱槽
４１      外壁
５０      整流板
５１      遮蔽板
５４      孔
６７      供給配管
６７ａ    開口
６７ｂ    供給側ディストリビュータ
６９      排出配管
６９ａ    開口
６９ｂ    排出側ディストリビュータ
９０Ａ    相対的に高温の水
９０Ｂ    冷水
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年12月15日(2017.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部空間を外部から仕切る、外形が略円柱状の外壁と、
前記外壁を貫通して前記内部空間に通され上方に向けて開口した、前記内部空間に水を供給する供給配管と、
前記外壁の一部を貫通して前記内部空間に通され下方に向けて開口した、前記内部空間の水を排出する排出配管と、
前記供給配管の、前記上方に向けた開口に接続され、有底円筒状を成し前記外壁の天板に向けて開放された開口を有したケースを備え、前記供給配管から前記内部空間に流入する水の速度を低下させる第１のディストリビュータと、
前記排出配管の、前記下方に向けた開口に接続された第２のディストリビュータと、を備え、
前記外壁の内面から前記内部空間の内方に向けて延びた、前記内面に沿って前記内部空間の上部から下方に流れる水の流れを前記内方に向ける遮蔽板が配置され、
前記遮蔽板は、前記内面の全周に亘って繋がり、
前記遮蔽板の内周縁よりも内側の部分に、前記遮蔽板によって前記内方に向けられた流れの水を、下方に通過させる孔が開けられた多孔板が配置され、
前記多孔板は、円環状に形成されて内周縁が前記第１のディストリビュータの前記ケースの外周面に接合されている蓄熱槽。
【請求項２】
水と空気との間で熱交換を行う熱交換器と、
供給された水を冷やして排出する冷凍機と、
水を搬送するポンプと、
内部空間に水が供給され、前記内部空間に溜められた水が排出される蓄熱槽と、
前記熱交換器と前記冷凍機とを繋ぐ戻り配管と、
前記冷凍機と前記蓄熱槽とを繋ぐ供給配管と、
前記蓄熱槽と前記ポンプとを繋ぐ排出配管と、
前記ポンプと前記熱交換器とを繋ぐ往き配管と、
前記排出配管から前記戻り配管に繋がるように分岐した分岐配管と、
前記供給配管と前記ポンプとを繋ぐバイパス配管と、
前記排出配管、前記分岐配管及び前記バイパス配管における水の流れを制御するコントローラと、を備え、
前記蓄熱槽は、請求項１に記載の蓄熱槽であり、
前記コントローラは、
（１）定常運転の状態では、前記排出配管における水の流れを許容するとともに、前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを停止させ、
（２）停電の後、停電状態から復帰して、前記蓄熱槽から、前記定常運転の状態で前記蓄熱槽に溜められていた水を前記排出配管に排出できなくなるのに対応して予め設定された所定の時間が経過したとき、前記排出配管から前記ポンプへの水の流れを停止させるとともに、前記排出配管から前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを許容し、
（３）前記所定の時間が経過し、かつ前記冷凍機から排出される水の温度が前記定常運転の状態で排出される水の温度まで低くなり、しかも、前記蓄熱槽に、前記定常運転の状態で前記冷凍機から排出される温度の水で満たされた状態のとき、前記排出配管から前記ポンプへの水の流れを許容するとともに、前記分岐配管における水の流れ及び前記バイパス配管における水の流れを停止させるように制御する、蓄熱槽を用いた空気調和システム。