(57)【要約】【課題】暖房システムおよび暖房方法を提供する。【解決手段】熱源と放熱機構とを有する暖房システムであって、放熱機構は、熱媒体／空気熱交換器と蓄熱および放熱機構とを含み、蓄熱および放熱機構は、相変化材料を有し、蓄熱および放熱機構は、熱媒体／相変化材料熱交換器として構成される。暖房システムは、熱源から供給された熱が相変化材料に蓄えられる状態である供給状態と、相変化材料に蓄えられた熱が、蓄熱および放熱機構が内部に配置されている第１の空間に放出される状態である放熱状態と、相変化材料によって放出される熱のすべてが第１の空間内に放出されるのではなく、相変化材料によって放出される熱の少なくとも一部が、第１の空間と異なる第２の空間に放出される状態である輸送状態と、の間で変わるように制御される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱源（１）と放熱機構（２）とを有する暖房システムであって、
前記放熱機構（２）は、熱媒体／空気熱交換器（３）と蓄熱および放熱機構（４）とを含み、
前記蓄熱および放熱機構（４）は、相変化材料（５）を有し、後者は、以後ＰＣＭ（５）と略記され、前記蓄熱および放熱機構（４）は、熱媒体／ＰＣＭ熱交換器として構成され、
前記暖房システム、好ましくはその前記蓄熱および放熱機構（４）が、
・前記熱源（１）から供給された熱が前記ＰＣＭ（５）に蓄えられる状態である供給状態（ｆ−ｓ）と、
・前記ＰＣＭ（５）に蓄えられた熱が、前記蓄熱および放熱機構（４）が内部に配置されている第１の空間（６）に放出される状態である放熱状態（ｅ−ｓ）と、
・前記ＰＣＭ（５）によって放出される熱のすべてが前記第１の空間（６）内に放出されるのではなく、前記ＰＣＭ（５）によって放出される熱の少なくとも一部が、前記第１の空間（６）と異なる第２の空間（６′、７）に放出される状態である輸送状態（ｔ−ｓ）であって、好ましくは、前記輸送状態（ｔ−ｓ）は、前記ＰＣＭ（５）によって前記第１の空間（６）に放出される熱の放出が、前記ＰＣＭ（５）によって放出される熱を前記第１の空間（６）と異なる前記第２の空間（６′、７）に運ぶことによって妨げられる状態である輸送状態（ｔ−ｓ）と、
の間で変わるように制御することができる、暖房システム。
【請求項２】
前記暖房システムは、前記供給状態（ｆ−ｓ）、前記放熱状態（ｅ−ｓ）および／または前記輸送状態（ｔ−ｓ）の少なくとも１つ、好ましくは前記供給状態（ｆ−ｓ）、前記放熱状態（ｅ−ｓ）および／または前記輸送状態（ｔ−ｓ）のそれぞれと、前記熱源（１）からの熱が前記第１の空間（６）の空気を加熱するために前記熱媒体／空気熱交換器（３）に供給される状態である加熱状態（ｈ−ｓ）との間で変わるように制御することができる、請求項１に記載の暖房システム。
【請求項３】
前記暖房システムは、前記第１の空間（６）内で予め定められた温度（目標温度、Ｔｎ）の予め定められた割合が達成された場合、前記加熱状態（ｈ−ｓ）から前記供給状態（ｆ−ｓ）へ変わるように制御することができ、
好ましくは、前記割合は、前記目標温度（Ｔｎ）の９０％、９５％、９８％または９９％である、請求項２に記載の暖房システム。
【請求項４】
前記暖房システムは、前記第１の空間（６）内で予め定められた温度（目標温度、Ｔｎ）の予め定められた倍数を超えた場合、前記放熱状態（ｅ−ｓ）から前記輸送状態（ｔ−ｓ）へ変わるように制御することができ、
好ましくは、前記倍数は、前記目標温度（Ｔｎ）の１１０％、１０５％、１０２％または１０１％である、請求項１から３のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項５】
熱媒体ライン（８）であって、熱媒体が前記ＰＣＭ（５）より低い温度を有する場合は前記ＰＣＭ（５）からそれ（８）の内部に運ばれる前記熱媒体へ熱を移動し、熱媒体が前記ＰＣＭ（５）より高い温度を有する場合はそれ（８）の内部に運ばれる前記熱媒体から前記ＰＣＭ（５）へ熱を移動するように配置され、
好ましくは、前記熱媒体ライン（８）は、少なくとも部分的に、前記ＰＣＭ（５）の周りに巻かれ、前記ＰＣＭ（５）の表面に配置され、および／または前記ＰＣＭ（５）中を通過する、請求項１から４のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項６】
前記熱媒体ライン（８）と前記熱源（１）との間の流体連通を特徴とする、請求項５に記載の暖房システム。
【請求項７】
前記暖房システムは、前記放熱機構（２）が前記熱源（１）と流体連通している状態から前記放熱機構（２）と前記熱源（１）との間の流体連通が切断されている状態へ、およびその逆へ変える、好ましくは切り替えることができる、請求項１から６のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項８】
前記第１の空間（６）と異なる前記第２の空間（６′、７）は、熱を蓄えるようになっている空間、好ましくは蓄熱空間、好ましくは熱媒体で満たされているかまたは満たされるべきタンク（７）を含み、
好ましくは、前記第１の空間（６）は、第１の部屋であり、前記第１の空間（６）と異なる前記第２の空間（６′、７）は、前記第１の部屋と異なる第２の部屋（６′）と、前記第２の部屋（６′）に加えて、前記熱媒体で満たされているかまたは満たされるべき前記タンク（７）とを含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項９】
前記放熱機構（２）は、空気搬送装置（１１）、好ましくはファンまたはラジエータをさらに含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１０】
前記蓄熱および放熱機構（４）の前記相変化材料（５）は、少なくとも部分的に、前記空気搬送装置（１１）の内部に配置される、請求項９に記載の暖房システム。
【請求項１１】
前記熱媒体／空気熱交換器（３）へ供給される熱媒体と前記蓄熱および放熱機構（４）へ供給される熱媒体との比を制御するようになっている流量比制御装置（１２）、好ましくは比例バルブを特徴とする、請求項１から１０のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１２】
前記熱源（１）は、ヒートポンプを含むかまたはヒートポンプである、請求項１から１１のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１３】
前記熱媒体／空気熱交換器（３）と前記蓄熱および放熱機構（４）とは、並列に流体連通している、請求項１から１２のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１４】
複数の放熱機構（２、２′）であって、
各放熱機構（２、２′）は、熱媒体／空気熱交換器（３、３′）と蓄熱および放熱機構（４、４′）とを、前記それぞれの熱媒体／空気熱交換器（３、３′）と前記それぞれの蓄熱および放熱機構（４、４′）とが並列に流体連通するように含み、
前記複数の放熱機構（２、２′）は、並列または直列に流体連通される、請求項１から１３のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１５】
前記ＰＣＭ（５）は、
・塩水和物、特に塩化カルシウムもしくは酢酸ナトリウムであって、有利には、前記放熱器は、腐食を回避するために保護コーティングを含有する塩水和物および／またはカプセル化されたプロピレングリコール、硝酸ナトリウムもしくは硝酸カリウム、
・摂氏０度から摂氏５０度の間の相転移点を有するＰＣＭ、および／または
・好ましくは≧３５Ｗ／ｍ°Ｋ、好ましくは≧５０Ｗ／ｍ°Ｋの熱伝導率を有する銅またはアルミニウムを好ましくは利用する金属マトリックスコンポジット
であるか、または含む、請求項１から１４のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか１項に記載の暖房システム、すなわち、
熱源（１）と放熱機構（２）とを有し、前記放熱機構（２）は、熱媒体／空気熱交換器（３）と蓄熱および放熱機構（４）とを含み、前記蓄熱および放熱機構（４）は、相変化材料（５）を有し、後者は、以下ＰＣＭ（５）と略され、前記蓄熱および放熱機構（４）は、熱媒体／ＰＣＭ熱交換器として構成される暖房システムを用いる暖房方法であって、
前記暖房システム、好ましくはその前記蓄熱および放熱機構（４）は、
・前記熱源（１）から供給される熱が前記ＰＣＭ（５）に蓄えられる状態である供給状態（ｆ−ｓ）と、
・前記ＰＣＭ（５）に蓄えられた熱が前記蓄熱および放熱機構（４）が内部に配置されている第１の空間（６）に放出される状態である放熱状態（ｅ−ｓ）と、
・前記ＰＣＭ（５）によって放出される熱のすべてが前記第１の空間（６）に放出されるわけではなく、前記ＰＣＭ（５）によって放出される熱の少なくとも一部は、前記第１の空間（６）と異なる第２の空間（６′、７）に放出される状態である輸送状態（ｔ−ｓ）であって、好ましくは、前記輸送状態（ｔ−ｓ）は、前記ＰＣＭ（５）によって前記第１の空間（６）に放出される熱の放出が、前記ＰＣＭ（５）によって放出される熱を前記第１の空間（６）と異なる前記第２の空間（６′、７）に運ぶことによって妨げられる状態である輸送状態（ｔ−ｓ）と
の間で変わるように制御される、暖房方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、暖房システムおよび暖房方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
熱源としてヒートポンプまたはボイラーを有し、放熱器としてファンコイルユニットまたはラジエータを有する今日の暖房システムの運転は、熱源の長い運転時間を必要とし、かつ放熱器が設置された空間が暖められすぎる結果となる。最終的に、これはエネルギーを浪費する結果となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、これらの不利をなくすことが本発明の目的である。特に、暖房運転およびその制御を改良することも本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、独立請求項に記載されている。実現することができるが、必ずしも実現されるわけではない有利な代替態様および選択肢は、従属請求項に記載されている。
【０００５】
本発明の基本的な概念は、余剰の熱を後の段階（および／または後の時点）での使用に備えて蓄える手段を提供することであって、余剰の熱を蓄えるこの手段は、相変化材料（Ｐｈａｓｅ  Ｃｈａｎｇｅ  Ｍａｔｅｒｉａｌ：以下「ＰＣＭ」と略す）を含む。ＰＣＭの異なる状態の制御を提供することも本発明の基本的な概念である。
【０００６】
請求項１に、本発明による暖房システムが記載されている。
【０００７】
請求項１において、供給状態、放熱状態および輸送状態を含む状態の１つ（この請求項では番号付けされている）にあることおよび／またはこれらの番号付けされた状態の１つからこれらの状態の別の１つへ変わることは、必ずしも熱のすべてがそれぞれの状態にしたがって流れることを意味しない（が、意味してもよい）。すなわち、システムが番号付けされた状態の１つにあるように制御されている場合に、熱の一部（熱の大部分のことさえある）は、番号付けされた状態のうちの別の１つ（または番号付けされていない異なる状態のことさえある）にしたがって流れてもよい。たとえば、第１の空間を暖房しようとするとき、熱源から来る熱の一部は、第１の空間へ、そこの温度を上げるために運ばれてもよいが、そのときすでに、熱源から来る熱の別の一部は、同時にＰＣＭへ、ＰＣＭ中に蓄えるために供給されてもよい。「の間で」は、状態の間の変化が両方向で、たとえば放熱状態から供給状態へおよび逆の方向に行われてもよいことを意味する。
【０００８】
熱媒体は、水であってもよい。熱媒体／空気（特に水／空気）熱交換器の意味は、熱が熱媒体（特に水）から空気へおよび逆に移動してもよいということである。熱媒体／ＰＣＭ（特に水／ＰＣＭ）熱交換器の意味は、熱が熱媒体（特に水）からＰＣＭへおよび逆に移動してもよいということである。
【０００９】
その現在の状態に応じて、放熱機構（すなわちその熱媒体／空気熱交換器および／またはその蓄熱および放熱機構）は、熱を第１の空間に放出するようにされてもよい。第１の空間は、好ましくは、建物の内部の（第１の）部屋であって、その内部に、好ましくは蓄熱および放熱機構だけでなく暖房機構全体（すなわち、熱媒体／空気熱交換器ならびに蓄熱および放熱機構）も位置するかまたは配置されている。
【００１０】
暖房システム、特にその蓄熱および放熱機構の制御は、コンピュータ実装形において、および／または暖房システムの中央制御装置にもとづいて実現されることがある。この中央制御装置は、メモリ（適切な制御プログラムを記憶するようになっている）とマイクロプロセッサとを有するコンピュータまたはマイクロコントローラのことがある。有利には、制御することは、調節することを意味する。暖房システム、特にその蓄熱および放熱機構の制御／調節は、前記（少なくとも）３つの状態（すなわち供給状態、放熱状態および輸送状態）の間の、すなわちこれらの状態の任意の１つからこれらの状態の別の任意の１つへの、蓄熱および放熱機構のスイッチングとして実現されることがある。
【００１１】
請求項２に、有利に実現してもよい（すなわち実現しなくてもよい）特徴が記載されている。
【００１２】
請求項２でも、「の間で」は、変化が両方向に実行できることを意味する。
【００１３】
請求項３に、有利に実現してもよい別の特徴が記載されている。
【００１４】
この変化は、図３と図４とを比較すると見ることができる（以下の実施形態の特定の記載参照）。
【００１５】
請求項４に、有利に実現してもよいまた別の特徴が記載されている。
【００１６】
この請求項に記載されている特徴の目的は、目標温度が標的である第１の空間の中で高くなりすぎることを避けることである。
【００１７】
請求項５に、また別の有利な特徴が記載されている。
【００１８】
熱媒体ラインは、水が熱媒体である場合には水ラインであってよい。
【００１９】
請求項６に、また別の有利な特徴が記載されている。
【００２０】
請求項７に、また別の有利な特徴が記載されている。
【００２１】
これについては、一方の図３および４を他方の図５と比較されたい（これらの図は以下で詳細に記載される）。好ましくは、これらの状態変化は、２つ、３つまたは４つ以上の弁、好ましくは２つ、３つまたは４つ以上の三方弁にもとづいて確立してもよい。好ましい実施形態において、この請求項の特徴を実現するために、ちょうど２つの三方弁が用いられる。
【００２２】
請求項８に、また別の有利な特徴が記載されている。
【００２３】
好ましくは、ここでも熱媒体は、水である。
【００２４】
請求項９から１３に、実現してもよいまた別の有利な特徴が記載されている（これらの請求項のそれぞれ１つの請求項の特徴は、その他の請求項に記載されている特徴と併せたときだけ実現することができるかまたはその他の請求項の特徴との任意の組み合わせで実現することができる）。
【００２５】
請求項１４に、また別の有利な特徴が記載されている。
【００２６】
請求項１４において、並列に配置されているいくつかの放熱機構の流体連通については、以下に詳細に記載されている図２から６および図８を参照されたい。
【００２７】
最後に、請求項１５に、また別の有利な特徴が記載されている。
【００２８】
請求項１６に、本発明による暖房方法が記載されている。
【００２９】
本発明によれば、暖房運転を改良し、エネルギー消費と同じである、熱源による空間（第１の空間）の暖めすぎを防ぐために、放熱器内の空いた空間を相変化材料（ＰＣＭ）で満たすことができる。この相変化材料は、事実上蓄熱媒体を提供し、それによって暖房の長時間化が可能になるが、熱源の加熱および冷却運転サイクルは短くなる。ＰＣＭは、目標温度がすでに達成されている空間（第１の空間）へのそれ以上の放熱を防ぐために熱を蓄えるようになっている空間、すなわち（中央）蓄熱体または他の場所へ熱を輸送し、それによって、熱（エネルギー）の浪費をそれぞれ最小にするように調節することができる。
【００３０】
熱を供給するために熱／冷水回路、熱交換器およびファンを組み合わせてもよく、ＰＣＭと熱交換器とで構成することができる蓄熱装置を放熱器の筐体の内部に設置してもよい。筐体の内部の蓄熱装置は、ファンによって供給される空気流により空気に熱を移動させることによって、部屋に熱を供給することができる。
【００３１】
ＰＣＭは、放熱装置内に見いだされる空の空間の中に封入され合わされてもよい。封入される材料の設計および大きさは、使用される放熱器によって決まる。この場合のＰＣＭは、３０℃から４０℃の間の融点を有する封入されたパラフィンまたは塩水和物であってもよい。
【００３２】
ヒートポンプの通常運転時に、放熱器から問題となる空間／部屋への暖かい空気の移動によって達成されるように目標室温（以下Ｔｎと略す）を設定することができる。この目標温度は、多くの場合に超えられ（Ｔｒｏｏｍ＞Ｔｎ）、加熱される部屋／空間に余剰の熱が入ることを意味する。ＰＣＭが存在すると、この余剰の熱は、たとえば放熱機回路中を流れる水の量が減り、ＰＣＭへ流れる水の量が増える比例バルブの動作によって、蓄熱のためにＰＣＭへ振り分けることができる。Ｔｒｏｏｍ＝Ｔｎが達成されたとき（すなわち第１の部屋／空間の内部でＴｎが達成されたとき）を確認し、水の流れをＰＣＭへ振り分けるように比例バルブ（単数または複数）を起動するために、温度センサを用いてもよい。振り分ける割合は、第１の事例において加熱される空間／部屋の中で維持される温度の検出にもとづいてもよい。
【００３３】
第１の空間／部屋の中の目標温度が到達され、維持された（Ｔｒｏｏｍ＝Ｔｎ＝一定）とき、ヒートポンプを停止することができる。水は、第２の部屋／空間の中の第２の放熱器へポンプで送ることができる。第２の部屋は、加熱され、そこで目標温度が達成され、維持された場合、熱は、ＰＣＭを介して別のおよび／または次の部屋へさらに移動することができる。
【００３４】
したがって、ＰＣＭは、調節することができ、蓄熱ネットワークの中に統合することができる。
【００３５】
２つの供給および戻り管が使用される場合、ＰＣＭ（いくつかのＰＣＭ実体を含んでもよい）中に蓄えられた熱は、独立に動き回る（特に、循環する）ことができる。たとえば、１つ以上の温度センサによって第１の部屋へ供給された熱が目標温度に達し（Ｔｒｏｏｍ＝Ｔｎ）、第２の部屋へ供給された熱が不十分（Ｔｒｏｏｍ＜Ｔｎ）と決定される場合、第１の部屋の中の放熱器の内部の蓄熱装置に蓄えられた熱を、回路への冷水の供給によって放出することができる。放出された熱は、次に第２の部屋の中の放熱器の内部のＰＣＭを介して第２の部屋へ供給されることができる。第２の部屋へ放出される熱の量は、ＰＣＭの中に蓄えられた熱を放出することによって増すことができる。
【００３６】
空間暖房がもはや必要でなくなったとき、ＰＣＭの中に蓄えられた熱は、冷水を用いて大型蓄熱体、たとえば水タンクに輸送することができる。（ＰＣＭを通って冷水を流すことができ、大型蓄熱体、たとえば水タンクへ温水が送られ、その中に蓄えられる結果となる）。
【００３７】
あるいは、ＰＣＭを内部から加熱する第２の熱交換パイプを用いてもよい。流れを調節する可変バルブ（たとえば比例バルブ）を各熱交換器（「ＨＥＸ」）の中に加えてもよい。これは、部屋が定常な温度のままである間にＰＣＭに蓄熱する（加熱する）ことができるので、部屋に放出される熱を非常に良好に制御することができる。暖房が止められたとき、ＰＣＭは、部屋への熱の放射を可能にする。ＰＣＭは、部屋暖房後に水によって加熱することができる。弁は、手動でも自動（たとえば比例バルブ）でもよい。
【００３８】
別の代替態様（「副ポンプ」）において、ＰＣＭおよび空気ＨＥＸを通って水を動かしてＰＣＭから増強された熱出力を与えるために小型ポンプ（単数または複数）を用いてもよい。回路水の残りが放熱器を通って流れることを停止させるために弁（単数または複数）を用いてもよい。これは、一度蓄熱されたら、ヒートポンプとは独立に行うことができる。空間は、ヒートポンプが停止している間に暖房される。
【００３９】
また、同じ運転原理を装置内温水タンクに適用することができ、この場合、タンク本体の二重層の間にＰＣＭが収容されている。たとえば、ヒートポンプが温水暖房モードで動作している間、タンク水を６０℃の最大温度に加熱することができ、その間にＰＣＭは熱を蓄えることができる。ヒートポンプが停止されたとき、タンクは、次第に冷却し始めるが、ＰＣＭによって放出される熱によって、より高い水温がより長い間維持される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】先行技術の暖房システムである。
【図２】本発明の暖房システムの基本レイアウトである。
【図３】種々の状態における本発明の暖房システムの第１の実施形態である。
【図４】種々の状態における本発明の暖房システムの第１の実施形態である。
【図５】種々の状態における本発明の暖房システムの第１の実施形態である。
【図６】種々の状態における本発明の暖房システムの第１の実施形態である。
【図７】本発明において用いることができる３つの異なるＰＣＭのレイアウトである。
【図８】本発明の暖房システムの第２の実施形態である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、特定の実施形態にもとづいて本発明を記載する。図は、上記の通りである。
【００４２】
図１（先行技術）によれば、ヒートポンプ１０１が主ポンプ１１０を介してタンク１０７などの大型蓄熱体に接続されている。蓄熱体１０７は、副ポンプ１１５を介してヒートポンプ１０１に接続されている。その結果、コンポーネント１０１、１１０、１０７および１１５は、閉回路として接続されている。ここで（以下に記載される本発明による実施形態においても）、「接続されている」とは、流体連通されている、すなわち流体連通（たとえばそれぞれのコンポーネントを接続している流体ラインによって）がそれぞれのコンポーネントの間で確立していることを意味する。
【００４３】
図１において、主ポンプ１１０と蓄熱体１０７との間の流体ラインには、直列に接続された２つの三方弁１１３ｂおよび１１３ａがある。弁１１３ｂの１つのポートが放熱器（「放熱器２」）を介して副ポンプ１１５とヒートポンプ１０１との間で流体ラインに接続されている。弁１１３ａ（弁１１３ｂと蓄熱体１０７との間に配置されている）の１つのポートが別の放熱器（「放熱器１」）を介して蓄熱体１０７と副ポンプ１１５との間で流体ラインに接続されている。「放熱器１」は、第１の部屋１０６の内部に配置され、「放熱器２」は、第１の部屋１０６とは異なる第２の部屋１０６′の内部に配置されている。
【００４４】
その結果、部屋１０６′内の「放熱器２」、部屋１０６内の「放熱器１」および大型蓄熱体１０７がそれぞれ並列に流体連通され、ヒートポンプ１０１から供給することができる（主ポンプ１１０が稼動している場合）。図１の矢印（本発明を示す後続の図２から８についても同じことが成立する）は、図示したシステムの現在の状態による熱媒体（図１から８では水である）の現在の流れを示している。そこで、「ＨＷ」は、「温水」を表し、「ＣＷ」は、「冷水」を表している（図２から８でも同じ略語が用いられている）。
【００４５】
暖房システムのいくつかの基本的な態様を記載しておくために、参照によって本明細書に組み込まれる類似の技術水準は、Ｐ．ポレドス（Ｐｏｒｅｄｏｓ）、Ｔ．コズ（Ｃｏｚ）、Ａ．キタノフスキー（Ｋｉｔａｎｏｖｓｋｉ）およびＡ．ポレドス（Ｐｏｒｅｄｏｓ）、「空気から水へのヒートポンプの実地試験にもとづく熱経済および一次エネルギー因子評価（Ｔｈｅｒｍｏ−ｅｃｏｎｏｍｉｃ  ａｎｄ  ｐｒｉｍａｒｙ−ｅｎｅｒｇｙ−ｆａｃｔｏｒ  ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ  ｂａｓｅｄ  ｏｎ  ｔｈｅ  ｆｉｅｌｄ  ｔｅｓｔ  ｏｆ  ａｎ  ａｉｒ−ｔｏ−ｗａｔｅｒ  ｈｅａｔ  ｐｕｍｐ）」、インターナショナル・ジャーナル・オブ・リフリジレーション（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｔｉｏｎ）（２０１７）、（ｈｔｔｐ：／／ｄｘ．ｄｏｉ．ｏｒｇ／ｄｏｉ：１０．１０１６／ｊ．ｉｊｒｅｆｒｉｇ．２０１７．０２．００３）である。
【００４６】
図２は、本発明の基本概念を示す。図２左側によれば、放熱機構２は、水／空気熱交換器３と、蓄熱および放熱機構４とを含み、蓄熱および放熱機構４は、水／ＰＣＭ熱交換器として構成され、したがって相変化材料ＰＣＭ５を含む。放熱機構２は、さらにファンである空気搬送装置１１を含む。コンポーネント３、４（５とともに）および１１は、空気入口、ダクトおよび空気出口（矢印参照）を有する単一のハウジングの内部に配置される。放熱機構２およびそのハウジングは、それぞれ、空気が空気入口を通ってハウジングの内部へ、ハウジング内でファン１１へ、ファン１１の下流側でダクトを通り、ダクトの下流側でコンポーネント３を通り、コンポーネント３の下流側で空気出口へ流れることを可能にし、この空気は、出口でハウジングを離れる。ファン１１の速度は、操作すなわち変えることができる。ＰＣＭ５を入れるために空の空間が用いられる。輸送流体（水）とＰＣＭ５との間の表面積は、最大化される。高い熱伝導率を有するＰＣＭ５が用いられる。
【００４７】
図２の右側に、放熱機構２の内部の循環水レイアウト（「放熱機２の内部の循環水レイアウト」）の基礎概念を示す。流入水は、比例弁などの可変弁１２に運ばれる。弁１２は、流入水の可変量が一方では水／ＰＣＭ熱交換器４を通り、他方では水／空気熱交換器３を通って流れることを可能にする。次に上記の両方の量の水が水出口で再合流する。すなわち、流入する水の総量は、水の２つの部分量に分けられ、水の第１の部分量は、水／ＰＣＭ熱交換器４を通って流れ、水の第２の部分量は、水／空気熱交換器３を通って流れる。これらの２つの量の比は、可変弁１２の設定によって、水の総量の１００％が水／ＰＣＭ熱交換器４を通って流れるものと水の総量の１００％が水／空気熱交換器３を通って流れるものの間で自由に変えることができる。
【００４８】
図３から６は、本発明による暖房システムの第１の実施形態を示す。図３から６の（図２も）同じ参照符号は、それぞれ同じ実体およびコンポーネントに関連する（分りやすくするために、図３にはコンポーネント１６、１７ａ、７、１７ｂを示していないが、図４から６と比較されたい）。
【００４９】
この第１の実施形態のシステムレイアウトは、以下の通りである。
【００５０】
ヒートポンプ１は（その第１のポートを介して）、水ライン１９を介して第１の三方弁１３ａに接続されている。水ライン１９には、ヒートポンプ１と第１の弁１３ａとの間に主ポンプ１０が配置されている。すなわち、弁１３ａの１つのポートが主ポンプ１０に接続されている。弁１３ａの別のポートが水ライン１８および第２の三方弁１３ｂの１つのポートを介して三方弁１３ｂに接続されている。弁１３ｂの別のポートが水ライン１９およびヒートポンプ１の第２のポートを介してヒートポンプ１に接続されている。弁１３ａのさらに別のポートが、互いに並列に流体連通されている２つの放熱機構２および２′を介して、弁１３ｂのさらに別のポートに接続されている。すなわち、水ライン１８を介する２つの弁１３ａと１３ｂとの間の流体連通、第２の放熱機構２′を介する２つの弁１３ａと１３ｂとの間の流体連通、および第１の放熱機構２を介する２つの弁１３ａと１３ｂとの間の流体連通が、互いに並列に配置されている３つの流体連通を構成する。
【００５１】
第１の放熱機構２は、第１の放熱器（「放熱器１」）３および第１の水／ＰＣＭ熱交換器４を含む（後者は、参照符号５で示した相変化材料「ＰＣＭ１」で満たされている区域を含む）。第２の放熱機構２′は、第２の放熱器（「放熱器２」）３′および第２の水／ＰＣＭ熱交換器４′を含む（後者は、参照符号５′で示した相変化材料「ＰＣＭ２」で満たされている区域を含む）。
【００５２】
放熱機構２および２′のそれぞれにおいて、それぞれの水／空気熱交換器３、３′およびそれぞれの水／ＰＣＭ熱交換器４、４′は、並列に流体連通されている。これは、以下のようにして行われる。最初に、２つの放熱機構２、２′と流体連通されている弁１３ａの出口ポートが、比例弁１２と接続され、比例弁１２は、２つの水ライン８および１４、すなわちＰＣＭ貫通流ライン８（コンポーネント４に接続されている）および放熱器貫通流ライン１４（コンポーネント３に接続されている）に分岐する。ＰＣＭ５（コンポーネント４の中の）および放熱器３をそれぞれ通過した後に、２つのライン８、１４は、再合流して（図３の左側に示した前述の比例弁１２から分かる）別の比例弁１２（図３の右側に示す）に入り、比例弁１２は、副ポンプ１５を介して弁１３ｂに接続されている。すなわち、ライン１４は、放熱器３を通過することによって２つの前述の比例弁１２を接続するが、水／ＰＣＭ熱交換器４を通る（およびそのＰＣＭ５を通る）ライン８も、前述の２つの比例弁１２を並列にライン１４と流体連通する。言い換えると、一方でコンポーネント４および５、他方でコンポーネント３が、２つの比例弁１２の間で並列に流体連通されている。
【００５３】
コンポーネント（要素）３′、４′および５′について、すなわち第２の放熱機構２′について同じことが成立する。比例弁１２′（図３の左側）は、２つのライン８′および１４′に分岐し、ライン８′は、要素４′および５′を通る貫通流を可能にし、ライン１４′は、要素３′を通る貫通流を可能にする。前述の弁１２′（弁１３ａに直接接続され、図３の左側に示す）から見ると、２つのライン８′および１４′は、次に別の三方弁１２′（図３の右側に示し、弁１３ｂに直接接続されている）において再合流する。三方弁１２′において、図３の右側で弁１２を三方弁１３ｂと接続する流体連通ラインの中に副ポンプ１５が配置されている。以下のように、Ｔ字流体連通部がある。このＴ字路の１つのポートは、副ポンプ１５を介して図３の右側の弁１２と接続している。Ｔ字路の別のポートは、図３の右側の弁１２′と接続している。Ｔ字路のさらに別のポートは、弁１３ｂのポートの１つと接続している。
【００５４】
２つの弁１２と、２つのライン８および１４と、第１の放熱機構２（そのコンポーネント３、４および５を含む）とは、建物の内部の第１の部屋６に配置されている。２つの弁１２′と、２つのライン８′および１４′と、第２の放熱機構２′（そのコンポーネント３′、４′および５′とともに）とは、この建物の内部の第２の部屋６′に配置されている。
【００５５】
最後に、図４から６においてのみ分かる（が図３では分からない）ように、この第１の実施形態において、前述のＴ字路とこのＴ字路に接続されている弁１３ｂのポートとの間の流体連通ライン部において、以下バイパス弁として示す別の弁１６が配置され、熱を蓄えるときは１７ａおよび７へ、またはＨＰを介して循環するときは１３ｂおよび１９へ水が流れることを可能にする。この弁１６は、２つの部品１７ａ、１７ｂを含むバイパスライン１７を介して弁１３ｂと接続する。このバイパス接続１７は、部品１７ａと１７ｂとの間の水タンク７として実現される大型蓄熱体を含む。すなわち、バイパス弁１６から接続ライン部品１７ａを介してタンク７までおよびタンク７から接続ライン部品１７ｂを介してライン１８までの間の流体バイパス接続がある。
【００５６】
熱を蓄えるとき、弁１６からライン部品１７ａを介して蓄熱体７へ温水が流れる。蓄熱体７からの熱を使用するとき、温水ＨＷが弁１６からライン部品１７ａを通って蓄熱体７へ、蓄熱体７からライン部品１７ｂを通って弁１３ｂおよびライン１８に流れる。ヒートポンプ１を通って循環している水があるとき、水の流れは、弁１６から直接弁１３ｂへ（すなわちバイパス１７ａ、７および１７ｂを用いない）、およびそこから水ライン１９へ（およびヒートポンプ１を通る）である。
【００５７】
以下、第１の実施形態のいくつかの運転モードおよび運転状態のそれぞれが図３から６を参照して記載される。そこでは、矢印が流れる水の方向を示し、「ＨＷ」は、温水の流れを示し、「ＣＷ」は、冷水の流れを示す。
【００５８】
図３は、加熱状態ｈ−ｓを以下のように示す。ヒートポンプ１から三方弁１３ａを通って比例弁１２および１２′へ温水ＨＷが（主ポンプ１０によって送られ）並列に流れる。これらの弁１２および１２′は、それらを通って流れる温水ＨＷの総量（すなわち全量）が（流れライン１４および１４′を通って）放熱器３および放熱器３′へそれぞれ導かれるように制御される。言い換えると、状態ｈ−ｓにおいて温水は（ライン８、８′を通って）ＰＣＭ５およびＰＣＭ５′へ流れない。放熱器３、３′を介して、温水ＨＷは、その熱（エネルギー）を部屋６および部屋６′へ移動し、そのため、これらの部屋６、６′の内部の低い室温は、低い室温からより高い室温へ次第に増加する。その結果、その熱を失った（前は熱かった）水は、冷水ＣＷとして、ライン１４、１４′を通って図３の右側に示した比例弁１２、１２′に流れ、副ポンプ１５によって送られ、弁１３ｂを通って冷水としてヒートポンプ１へ戻る。
【００５９】
言い換えると、加熱状態ｈ−ｓにおいて、ヒートポンプ１は、起動され、三方弁１３ａおよび１３ｂは、放熱機回路（図５において５０として示した）へ供給するように設定される。水流ライン１８は、使用されず（すなわち、弁１３ａおよび１３ｂの適切な設定によって水流から切り離され）、比例弁１２および１２′は、完全に放熱器３および３′へ供給するように設定され、部屋６および６′の内部の低い室温は、部屋６および６′の内部で現在の室温より高い予め定められた目標温度Ｔｎを将来の時点で達成するために、次第に増加する。この加熱状態ｈ−ｓにおいて、バイパス弁１６は、それを通って副ポンプ１５側から（すなわち図３の右側の弁１２および１２′から）来て弁１３ｂへ行く水の流れだけを可能にする。すなわち、バイパスライン１７は、その部品１７ａ、１７ｂとともに（したがって大きな蓄熱体７も）、水の流れから切断される（前述のコンポーネント７、１６、１７ａおよび１７ｂに関する図４比較）。
【００６０】
図４は、熱源／ヒートポンプ１から放熱機構２および２′内に蓄えられているＰＣＭ５およびＰＣＭ５′にも熱が供給される状態の形の供給状態ｆ−ｓを示す。原理的には、運転は、図３に示したものと同じであり、そのため、図示した供給状態ｆ−ｓと図３に示した加熱状態ｈ−ｓとの間の差違だけを記載する。比例弁１２、１２′は、それらから温水ＨＷが放熱器３、３′ならびに水／ＰＣＭ熱交換器４、４′およびそれらのＰＣＭ５、５′にそれぞれ流れるように制御される。設定は、ライン１４、１４′を通って放熱器３、３′に流れるよりも多くの水がライン８、８′を通ってＰＣＭ５、５′に流れるようにされる。この事例では、温水ＨＷの約７５体積％がＰＣＭ５、５′に流れ、弁１２、１２′（図４の左側）から流れ出る温水ＨＷの約２５体積％だけが放熱器３、３′に流れる。
【００６１】
すなわち、図示した事例ｆ−ｓにおいて、ヒートポンプ１は、オンであり、比例弁１２、１２′（左側）は、放熱器３、３′に供給するためにも用いられているものの前記弁１２、１２′は、水／ＰＣＭ熱交換器４、４′およびそれらのＰＣＭ５、５′にそれぞれ供給するために主として用いられる。すなわち、状態ｆ−ｓにおいて、主として熱は、熱源１からＰＣＭ５、５′に供給される。弁１３ａおよび１３ｂは、放熱機回路５０に供給するように設定される（図５比較）。
【００６２】
前述の図３および４の状況によれば、温水ＨＷは、ライン１９（図３および４の右側）を通ってヒートポンプ１に吸引され（ポンプ１０によって）、ヒートポンプ１を通って流れ、次に主ポンプ１０を通って送られて放熱機回路５０に（図３および４の左側のライン１９を通って）戻る。
【００６３】
図４に示した状態により／状態時、所望の目標室温Ｔｎは、実際に達成される。その後で、次に、部屋６、６′の内部でこの温度Ｔｎを一定に保つことが目的となる。すなわち、Ｔｎを達成した後に、まだＰＣＭ５、５′に流れている（左側の弁１２、１２′から）温水ＨＷは、部屋６、６′ではないどこか他にその熱（エネルギー）を放出しなければならない（これらの部屋の暖めすぎを避けるために）。これを実現するためには、バイパス弁１６を以下のように三方弁として使用する。副ポンプ１５は、図示した回路を通る水流を維持する増強ポンプである。ヒートポンプ１および副ポンプ１５がまだ運転し、ライン１９およびヒートポンプ１を通る温水の流れがまだ温水ＨＷの一部のために続いている間に、温水ＨＷの別の一部を、その熱を蓄熱体７の内部に蓄えるために弁１６を通してバイパス１７に導く。後になると、弁１６に流れる温水ＨＷの大部分をバイパス１７ａによって蓄熱体７に導き、最後には温水ＨＷのすべてを、弁１６を通してタンク７に、後の使用に備えてそこに蓄えるために導く。
【００６４】
その後で、６および６′においてＴｎがすでに達成されている状態において、図４によるとＰＣＭ５、５′の内部にすでに予め蓄えられていた熱も放出されている。ＰＣＭ５、５′によって放出されるこの熱も、空間６および６′の暖めすぎを避けるために蓄熱体７に導くことができる。すなわち、図４は、ＰＣＭ５、５′の内部に熱を蓄える供給状態ｆ−ｓだけではなく、ＰＣＭ５、５′から放出される熱（エネルギー）の一部が、部屋６、６′によって構成された空間とは異なる空間７（すなわち蓄熱体７）に放出される輸送状態ｔ−ｓも示す。
【００６５】
部屋６、６′の内部の室温をより長い時間にわたって一定に保つ、すなわち部屋６、６′の内部の目標室温Ｔｎを一定に維持するために、図５に示した運転を用いる。この運転は、ＰＣＭ５、５′に蓄えられた熱が部屋６、６′に放出される放熱状態ｅ−ｓであると同時に、蓄熱体７の放熱状態においてバイパスライン部品１７ｂおよび水ライン１８を通って熱（すなわち温水ＨＷ）が放熱機回路５０の中に導かれる状態であると見ることができる。
【００６６】
詳しくは、図５による運転において、ヒートポンプ１は、停止され、ヒートポンプ回路５１（すなわちポンプ１０およびヒートポンプ１）は、放熱機回路５０から切断される。これを実現するために、図５の右側に示した弁１２、１２′と図５の左側に示した弁１２、１２′との間の流体ライン８、８′、１４、１４′を通る流体連通を可能にするように、弁１３ａおよび１３ｂを設定する。言い換えると、以下のようにして放熱機回路５０中の再循環水流を確立する。右側に示した弁１２から流れ出る温水ＨＷは、副ポンプ１５によって右側に示した弁１２′に送られる。部屋６′に一部の熱を放出するために、この水ＨＷの小さな割合だけが放熱器３′を通って流れる。右側に示した弁１２′から流れ出る水のほとんどがＰＣＭ５’を通って流れ、このＰＣＭから熱を吸収する。
【００６７】
すなわち、図５において、以下の運転状況がある。
【００６８】
部屋６において温度は、今のところ所望の温度Ｔｎより下にわずかに低下しているが、部屋６′において温度は、まだＴｎである。その結果、ＰＣＭ５′によって放出される熱は、左側に示した弁１２′を通って流れ、部屋６に、すなわち左側に示した弁１２に再循環される。部屋６′の内部で温度は、まだ（所望の）Ｔｎであるから、２つの比例弁１２′は、水のほとんど（たとえば水体積の約９０％）が水／ＰＣＭ熱交換器４′およびそのＰＣＭ５′を通ってそれぞれ流れるように設定される（一方、放熱機構２’を通って流れる水のうち少量、ここではたとえば１０体積％だけが放熱器３’を通って流れる）。部屋６の内部で温度は、すでにＴｎより下にわずかに低下しているので、比例弁１２は、再循環水のほとんどが部屋６に熱を放出するために放熱器３を通って流れる（水のわずかな部分だけが水／ＰＣＭ熱交換器４およびそのＰＣＭ５を通ってそれぞれ流れる）ように設定される。その結果、ライン１４を通って、すなわち放熱器３を通って流れる温水ＨＷを介して、部屋６は、部屋６′の内部のＰＣＭ５′から来る熱にもとづいて（再びＴｎを達成するために）暖房される。
【００６９】
また、図５によれば、蓄熱体７からの熱が用いられるので、バイパスライン部品１７ｂ、弁１３ｂ、水ライン１８および弁１３ａを通って（点線参照）温水ＨＷが放熱機回路５０に流れる。
【００７０】
放熱機回路５０のこの再循環状態は、副ポンプ１５の動作にもとづいて維持される。放熱機回路５０のコンポーネント１２、１２′および１５の動作にもとづいて、コンポーネント３、４（５とともに）、３′および４′（５′とともに）を通って温水ＨＷが再循環され、同時に弁１３ａおよび１３ｂによってヒートポンプ回路５１が切断され、ヒートポンプ１および主ポンプ１０は、動作していない。
【００７１】
これによって、温度の所望の均衡が得られ、そのため、部屋６および６′の内部の温度は、多かれ少なかれＴｎの所望の値に維持できる（図５において、部屋６では温度がわずかに下がっているが部屋６′の方では温度がまだＴｎのレベルにあるので、Ｔｎを達成するためにＰＣＭ５′からの水が放熱器３を通って流れ、そのため、ＰＣＭ５′からの熱が部屋６の放熱器３に引き戻される）。
【００７２】
逆も可能である。部屋６′において温度Ｔは、所望の温度Ｔｎより下にわずかに低下しているが、部屋６において温度は、まだＴｎである場合、部屋６′においてＴｎを再度達成するために、およびＰＣＭ５を通して部屋６′の放熱器３′に熱を引き戻すために、放熱器３′を通して水が流される（時間の経過とともに放熱機回路５０の水は冷却され、したがって部屋６および６′を加熱するためにＰＣＭ５、５′からの熱が移動する）。
【００７３】
さらに、部屋６、６′の内部の目標室温を所望のレベルＴｎに維持することを助けるために、以下のように蓄熱体７から放熱機回路５０へ熱を引き込むこともできる。放熱機回路５０の中を循環している水の一部を、弁１６およびバイパス回路部品１７ａを介し、蓄熱体７を通して導く。蓄熱体７において、蓄熱体７の内部を流れる水に蓄熱体７からの水（以前に蓄熱体７中に蓄えられた温水ＨＷである。図４比較）が加えられる。その結果、蓄熱体７から流れ出る水の総量は、より熱く、すなわち追加の熱を吸収している。この総量は、次にバイパスライン部品１７ｂを通り、２つの弁１３ａおよび１３ｂを通って導かれ、放熱機回路５０に戻る。その結果、蓄熱体７から取り出される（少量の）熱も、部屋６および６′の内部の目標室温をＴｎのレベルに維持することを助けるように、再循環状態にある放熱機回路５０に導入される。
【００７４】
図６において、分りやすくするために、すべての参照符号が提供されてはいない（下記に記載される図８の第２の実施形態についても同じことが成立する）。図６は、第１の実施形態の代替構成において（図３から５に示した構成に加えてライン部品９ａから９ｄを有するまったく別の冷水ＣＷライン９を有する、点線参照）、以下のように状態を示す。
【００７５】
まったく別の冷水ライン９は、必要に応じてＰＣＭ５から蓄熱体７または放熱器５′のどちらかへ熱を吸収するために用いられる。ライン９において、冷水ＣＷは、供給源９′（たとえば建物の水道配管）から、ライン部品９ａを通ってＰＣＭ５に直接（すなわち弁１２、１２′および１３を通って流れないで）流れることができる。ＰＣＭ５において、ＣＷは、熱を吸収し、温水ＨＷになり、後者は、次にＰＣＭ５から流れ出てライン部品９ｂに入る。弁９′′（ライン部品９ｂをライン部品９ｃおよび９ｄに接続する）の切り替え状態に応じて、ＨＷは、次にライン部品９ｃを通って蓄熱体７、またはライン部品９ｄを通って放熱器３′のどちらかに流れる。
【００７６】
図６に示した第１の実施形態の代替態様において、ヒートポンプ１は、オンであり、放熱器３に供給しているだけである。目標室温Ｔｎは、達成され、今のところ部屋６は、暖められすぎる可能性がある。これを避けるために、供給源のスイッチを入れて、ライン部品９ａを通ってＰＣＭ５（そこで冷水はＰＣＭ５から熱を吸収する）に冷水ＣＷを流れさせる。水は、熱くなってＰＣＭ５から出て、放熱器３′を通る（部屋６′において熱が必要な場合）かまたは蓄熱体７に（後で使用するためにその中に熱を蓄える場合）流れる。
【００７７】
図７は、ＰＣＭ５およびＰＣＭ５′がどのように実現されるか３つの異なる概念を示す。
【００７８】
図７に示した３つ選択肢ｉからｉｉｉのすべてによれば、表面積は、ＰＣＭと輸送流体（通常は水）との間の最適化された熱移動のために最大化される。
【００７９】
選択肢ｉおよびｉｉによれば、相変化材料５−１および５−２をそれぞれ通って輸送流体を流れさせるために、らせん管８−１および８−２をそれぞれ使用する。これらの選択肢ｉおよびｉｉにおいて、相変化材料それ自体は、カプセル化されたビーズの形ではなく、たとえば多孔質熱複合材料の形、またはその純粋な形である。
【００８０】
選択肢ｉｉｉにおいて、相変化材料５−３は、相変化スラリー中のカプセル化されたビーズ形で実現される。この場合、ＰＣＭ５−３の中を直接通るまっすぐなラインとして２つの平行な流体ライン８−３が実現される。あるいは、流体ラインは、ＰＣＭ５−３の表面と接続されてもよい。
【００８１】
図８に示した第２の実施形態は、原理的には、図６に示した第１の実施形態の代替態様として実現され、原理的には、やはり図６に示した第１の実施形態の代替態様のように運転する。したがって、図６と図８との間の差違だけを以下に記載する。
【００８２】
また、図８は、まったく別の冷水ライン９の使用による独立した冷水供給の場合を示す。しかし、図８において、放熱器３および３′の両方とＰＣＭ５および５′の両方とは、ヒートポンプ１がオンのとき加熱される。所望の室温Ｔｎが達成されると、ライン９（２つの別々のライン部品を用いてＰＣＭ５ならびにＰＣＭ５′を通って導かれる）を流れるＣＷを介して、部屋６および６′のＰＣＭ５およびＰＣＭ５′からＰＣＭ貯槽９′′′へ熱を吸収するために冷水ライン９が用いられる（すなわちＣＷのための供給源９′がオンになる）。貯槽９′′′において、この熱は、後で使用するために蓄えることができる。
【００８３】
図８によれば、ＰＣＭ貯槽９′′′は、たとえば洗濯機、温水クリーニングなどのユーティリティーサービスのために用いるか、または水を、ヒートポンプサイクル／回路５１の中でのその加熱の前に加熱するようになっている予熱装置として用いることができる（図５を参照されたい）。
【図１】
2018173261.tif 000003
【図２】
2018173261.tif 000004
【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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【手続補正書】
【提出日】平成30年3月29日(2018.3.29)
【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】
熱源と放熱機構とを有する暖房システムであって、
前記放熱機構は、熱媒体／空気熱交換器と蓄熱／放熱機構とを含み、
前記蓄熱／放熱機構は、相変化材料を有し、熱媒体／相変化材料熱交換器として構成され、
前記暖房システムが、
・前記熱源から供給された熱が前記相変化材料に蓄えられる状態である供給状態と、
・前記相変化材料に蓄えられた熱が、前記蓄熱／放熱機構が内部に配置されている第１の空間に放出される状態である放熱状態と、
・前記相変化材料によって放出される熱のすべてが前記第１の空間内に放出されるのではなく、前記相変化材料によって放出される熱の少なくとも一部が、前記第１の空間と異なる第２の空間に放出される状態である輸送状態と、
の間で変わるように制御するものである、暖房システム。
【請求項２】
前記輸送状態は、前記相変化材料によって前記第１の空間に放出される熱の放出が、前記相変化材料によって放出される熱を前記第１の空間と異なる前記第２の空間に運ぶことによって妨げられる状態である、請求項１に記載の暖房システム。
【請求項３】
前記暖房システムは、前記供給状態、前記放熱状態および前記輸送状態の少なくとも１つ、または前記供給状態、前記放熱状態および前記輸送状態のそれぞれと、前記熱源からの熱が前記第１の空間の空気を加熱するために前記熱媒体／空気熱交換器に供給される状態である加熱状態との間で変わるように制御することができる、請求項１または２に記載の暖房システム。
【請求項４】
前記暖房システムは、前記第１の空間内で予め定められた目標温度の予め定められた割合が達成された場合、前記加熱状態から前記供給状態へ変わるように制御することができ、
前記割合は、前記目標温度の９０％、９５％、９８％または９９％である、請求項３に記載の暖房システム。
【請求項５】
前記暖房システムは、前記第１の空間内で予め定められた目標温度の予め定められた倍数を超えた場合、前記放熱状態から前記輸送状態へ変わるように制御することができ、
前記倍数は、前記目標温度の１１０％、１０５％、１０２％または１０１％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項６】
熱媒体ラインをさらに備え、
前記熱媒体ラインは、熱媒体が前記相変化材料より低い温度を有する場合は前記相変化材料から前記熱媒体ラインの内部に運ばれる前記熱媒体へ熱を移動し、熱媒体が前記相変化材料より高い温度を有する場合は前記熱媒体ラインの内部に運ばれる前記熱媒体から前記相変化材料へ熱を移動するように配置され、
前記熱媒体ラインは、少なくとも部分的に、前記相変化材料の周りに巻かれる、前記相変化材料の表面に配置される、または前記相変化材料中を通過する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項７】
前記熱媒体ラインと前記熱源との間の流体連通をさらに備える、請求項６に記載の暖房システム。
【請求項８】
前記暖房システムは、前記放熱機構が前記熱源と流体連通している状態から前記放熱機構と前記熱源との間の流体連通が切断されている状態へ、およびその逆へ変えることができる、請求項１〜７のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項９】
前記第１の空間と異なる前記第２の空間は、熱を蓄える空間、または熱媒体で満たされているかまたは満たされるべきタンクを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１０】
前記第１の空間は、第１の部屋であり、前記第１の空間と異なる前記第２の空間は、前記第１の部屋と異なる第２の部屋と、前記第２の部屋に加えて、前記熱媒体で満たされているかまたは満たされるべきタンクとを含む、請求項１〜８のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１１】
前記放熱機構は、空気搬送装置、ファンまたはラジエータをさらに含む、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１２】
前記蓄熱／放熱機構の前記相変化材料は、少なくとも部分的に、前記空気搬送装置の内部に配置される、請求項１１に記載の暖房システム。
【請求項１３】
前記熱媒体／空気熱交換器へ供給される熱媒体と前記蓄熱／放熱機構へ供給される熱媒体との比を制御するようになっている流量比制御装置、または比例バルブをさらに備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１４】
前記熱源は、ヒートポンプを含む、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１５】
前記熱媒体／空気熱交換器と前記蓄熱／放熱機構とは、並列に流体連通している、請求項１〜１４のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１６】
複数の前記放熱機構を備え、
各放熱機構は、熱媒体／空気熱交換器と蓄熱／放熱機構とを、前記それぞれの熱媒体／空気熱交換器と前記それぞれの蓄熱／放熱機構とが並列に流体連通するように含み、
前記複数の放熱機構は、並列または直列に流体連通される、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１７】
前記相変化材料は、
・塩水和物、塩化カルシウムもしくは酢酸ナトリウムであって、腐食を回避するために保護コーティングを含有する塩水和物またはカプセル化されたプロピレングリコール、硝酸ナトリウムもしくは硝酸カリウム、
・摂氏０度から摂氏５０度の間の相転移点を有する相変化材料、または
・３５Ｗ／ｍ°Ｋ以上、または５０Ｗ／ｍ°Ｋ以上の熱伝導率を有する銅またはアルミニウムを利用する金属マトリックスコンポジット
を含む、請求項１〜１６のいずれか１項に記載の暖房システム。
【請求項１８】
請求項１〜１７のいずれか１項に記載の暖房システムを用いる暖房方法であって、
・前記熱源から供給される熱が前記相変化材料に蓄えられる状態である供給状態と、
・前記相変化材料に蓄えられた熱が前記蓄熱／放熱機構が内部に配置されている第１の空間に放出される状態である放熱状態と、
・前記相変化材料によって放出される熱のすべてが前記第１の空間に放出されるわけではなく、前記相変化材料によって放出される熱の少なくとも一部は、前記第１の空間と異なる第２の空間に放出される状態である輸送状態と
の間で変わるように制御する、暖房方法。
【外国語明細書】
2018173261000001.pdf