(57)【要約】【課題】蓄熱容器への蓄熱、蓄熱容器の保管や移送及び蓄熱容器からの放熱の各段階において、蓄熱容器内に化学蓄熱材の劣化要因となる二酸化炭素を含んだ空気などが混入することがなく、蓄熱温度及び放熱温度の温度域を広く確保すると共に安定で効率的な熱保管や熱移送を実現できる蓄熱管理システムを提供する。【解決手段】蓄放熱設備の熱量を化学蓄熱材に供給して脱水反応を生じさせて着脱式蓄熱容器に蓄熱し、この着脱式蓄熱容器を同一又は異なる蓄放熱設備に装着し、化学蓄熱材に蓄熱した熱量を化学蓄熱材の水和反応で放熱して利用する。脱水反応で発生する反応水或いは水和反応に必要な反応水を移動させるために、蓄放熱設備が具備する蒸発凝縮器と着脱式蓄熱容器が具備する反応容器とを連通する。このとき配管接続部に残留する空気を排除する排気操作を行うことにより、空気中の二酸化炭素による化学蓄熱材の劣化を防止する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄放熱設備で発生する熱量を着脱式蓄熱容器に蓄熱し、当該着脱式蓄熱容器を保管又は移送することにより前記蓄放熱設備で発生する熱量を同一又は異なる蓄放熱設備で利用する蓄熱管理システムであって、
前記着脱式蓄熱容器は、脱水反応により蓄熱し水和反応により放熱する化学蓄熱材を内封した反応容器を具備し、
前記蓄放熱設備から前記着脱式蓄熱容器への蓄熱段階において、前記蓄放熱設備で発生した熱量を前記化学蓄熱材に供給して脱水反応を生じさせて蓄熱すると共に、当該脱水反応で発生する水蒸気を当該着脱式蓄熱容器の外部に排出し、
前記着脱式蓄熱容器から前記蓄放熱設備への放熱段階において、前記反応容器を前記蓄放熱設備が具備する反応水供給器に連通し、反応水を前記化学蓄熱材に供給して水和反応を生じさせると共に、当該水和反応で放熱した熱量を前記蓄放熱設備で利用し、
前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送する管理段階において、前記反応容器を前記反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で当該着脱式蓄熱容器を保管又は移送するようにして、
前記反応容器を前記反応水供給器と連通する際に、当該反応容器と前記反応水供給器とを接続する接続操作を行い、この接続操作の後に前記反応容器と前記反応水供給器との接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行い、この排気操作の後に前記反応容器を前記反応水供給器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うことを特徴とする蓄熱管理システム。
【請求項２】
前記蓄熱段階において、前記反応容器を前記蓄放熱設備が具備する凝縮器に連通して脱水反応で発生する水蒸気を前記反応容器の外部に排出して凝縮し、
前記管理段階において、前記反応容器を前記凝縮器及び前記反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送するようにして、
前記反応容器を前記凝縮器或いは前記反応水供給器と連通する際に、当該反応容器と前記凝縮器或いは前記反応水供給器とを接続する接続操作を行い、この接続操作の後に前記反応容器と前記凝縮器或いは前記反応水供給器との接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行い、この排気操作の後に前記反応容器を前記凝縮器或いは前記反応水供給器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱管理システム。
【請求項３】
前記蓄放熱設備は、熱供給を行う第１蓄放熱設備と、熱需要を行う第２蓄放熱設備とからなり、
前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送することにより前記第１蓄放熱設備で発生する熱量を前記第２蓄放熱設備で利用するにあたり、
前記管理段階において、前記反応容器を前記第１蓄放熱設備が具備する前記凝縮器及び前記第２蓄放熱設備が具備する前記反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送することを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱管理システム。
【請求項４】
前記反応水供給器は、前記蓄放熱設備が具備する蒸発器であって、
前記放熱段階において、前記反応容器を前記蒸発器に連通して当該蒸発器で発生する水蒸気を前記化学蓄熱材に供給して水和反応を生じさせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の蓄熱管理システム。
【請求項５】
前記蒸発器及び前記凝縮器は、前記蓄熱段階において反応水の凝縮を行うと共に前記放熱段階において反応水の蒸発を行う蒸発凝縮器であって、
前記反応容器を前記蒸発凝縮器と連通する際に、当該反応容器と前記蒸発凝縮器とを接続する接続操作を行い、この接続操作の後に前記反応容器と前記蒸発凝縮器との接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行い、この排気操作の後に前記蒸発凝縮器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うことを特徴とする請求項４に記載の蓄熱管理システム。
【請求項６】
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に水蒸気を導入することにより残留する空気を排除することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システム。
【請求項７】
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に純水を導入することにより残留する空気を排除することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システム。
【請求項８】
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に不活性ガスを導入することにより残留する空気を排除することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システム。
【請求項９】
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に残留する空気を減圧手段により排除することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、環境に放出される廃熱などの熱エネルギーを着脱式蓄熱容器に蓄熱し、この着脱式蓄熱容器を保管又は熱エネルギーが必要な場所に移送して利用する蓄熱管理システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の枯渇、原子力依存からの脱却、或いは、自然環境の破壊と地球温暖化などの問題が取り上げられ、環境に放出されている熱エネルギーを有効に利用する技術への関心が高まっている。特に、ゴミ焼却施設、発電所、製鉄所、各種工場等から放出される高温の熱エネルギーが利用されないまま多量の廃熱として環境に放出されているのが現状である。これらの環境に放出されている熱エネルギーを回収し、有効に利用することを目的として種々の蓄熱技術が検討されている。
【０００３】
一般に蓄熱技術は、物質の顕熱や潜熱といった熱エネルギーを利用する直接蓄熱と、化学エネルギーを利用する間接蓄熱の２種類に分類される。直接蓄熱における顕熱蓄熱は、物質の温度上昇の形で熱エネルギーを蓄熱する方法であり、蓄熱材の取扱い容易性、装置の簡易性など経済性の点で好ましい方法である。しかし、物質の蓄熱密度が小さく、長距離の移送や長期間の蓄熱では熱損失が大きいという問題がある。また、直接蓄熱における潜熱蓄熱は、物質の溶解、凝固、蒸発、凝縮、昇華などの相変化の形で熱エネルギーを蓄熱する方法であり、顕熱蓄熱に比べれば蓄熱密度が大きいが、蓄熱・放熱の温度は一定である。また、潜熱蓄熱においても長距離の移送や長期間の蓄熱では熱損失が大きいという問題がある。
【０００４】
一方、間接蓄熱における化学蓄熱は、物質の吸脱着熱、融解熱、希釈熱などの化学反応の形で熱エネルギーを蓄熱する方法であり、顕熱蓄熱や潜熱蓄熱に比べ蓄熱密度が非常に大きくなる。また、化学反応前後の物質が安定であれば、放熱ロスが殆どなく長距離の移送や長期間の蓄熱においても熱損失が生じない。更に、化学蓄熱においては、蓄熱温度と異なる温度、場合によっては蓄熱温度よりも高温で熱エネルギーを放出することのできるケミカルヒートポンプ機能も有している。そこで、化学蓄熱は、熱エネルギーを化学物質に変換して長期間保管し或いは遠隔地に安定して移送することができるので、蓄熱管理システムとして好適である。
【０００５】
ところが、蓄熱管理システムの開発や実用化においては、その多くの事例が潜熱蓄熱によるものである。例えば、下記特許文献１に係る熱エネルギー供給方法においては、蓄熱材を収容する主蓄熱ユニットに熱エネルギーを蓄熱した状態で搬送するというものであるが、これに使用する蓄熱材は潜熱蓄熱材を充填した蓄熱カプセルを利用するものである。また、下記特許文献２に係る熱貯蔵ユニットにおいては、蓄熱材とこの蓄熱材と直接接触することにより熱交換する熱交換媒体とが収容された蓄熱容器を蓄熱した状態でトラックなどの移送手段で移送するというものであるが、この蓄熱材も潜熱蓄熱材が利用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−３１６９５８号公報
【特許文献２】特開２００５−１８８９１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
これらの潜熱蓄熱材を利用した蓄熱管理システムは、１００℃前後或いはそれ以下の比較的低温の熱エネルギーを簡単な設備で近距離の移送をするものである。しかし、潜熱蓄熱材の利用は、上述のように、長距離の移送や長期間の蓄熱では熱損失が大きいという問題があり、ゴミ焼却施設、発電所、製鉄所、各種工場等から放出され利用されないまま環境に放出されている多量の廃熱を有効に利用するには限界がある。また、従来利用が難しかった数百度の高温の廃熱を効率よく利用する上でも化学蓄熱による蓄熱管理システムの開発が望まれている。
【０００８】
本発明においては、化学蓄熱によって効率よく稼働できる蓄熱管理システムとして、化学蓄熱材の中でも脱水反応・水和反応により吸熱・発熱を生ずる物質を使用する方法が望ましいと考える。何故ならば、高温の廃熱を蓄熱する際には、その温度域で脱水反応を生じる物質を選択して利用することができる。一方、放熱する際には、その化学蓄熱材と水蒸気との相平衡を利用することができる。すなわち、その化学蓄熱材と水和反応する水蒸気の温度と圧力を制御することにより、蓄熱時と異なる任意の温度で放熱を行うことができる。
【０００９】
これらの化学蓄熱材においては、蓄熱段階の脱水反応で化学蓄熱材から脱離した反応水（脱水反応水）が水蒸気として発生する。この脱離反応水を化学蓄熱材から排除する必要があり、例えば、凝縮器のような機器を用いて脱水反応水の除去を行うようにする。一方、放熱段階の水和反応では化学蓄熱材に水或いは水蒸気を反応水（水和反応水）として供給する必要がある。これには、例えば、蒸発器のような機器を用いて水和反応水を蒸発させて水蒸気とし化学蓄熱材に供給する。
【００１０】
具体的には、化学蓄熱材を内封した反応容器と凝縮器とを接続し、脱水反応で生じた脱水反応水を反応容器から凝縮器に誘導して除去する。また、化学蓄熱材を内封した反応容器と蒸発器とを接続し、水和反応に必要な水和反応水を蒸発器から反応容器に供給する。
【００１１】
これらの蓄熱管理システムにおいては、化学蓄熱材を内封した反応容器とこれに接続した凝縮器及び蒸発器を蓄熱容器に積載して同時に保管又は移送することとなる。ここで、化学蓄熱材を内封した反応容器は熱量の保管又は移送に寄与するものであり、これを主として保管又は移送すると蓄熱容器全体としての蓄熱密度が大きなものとなる。これに対して、凝縮器及び蒸発器は熱量の保管又は移送に寄与するものではなく、これらを保管又は移送すると蓄熱容器全体としての蓄熱密度が小さなものとなる。更に、化学反応の反応水は、化学蓄熱材の量に対して一定のモル比で生じるものであり、この反応水を保管又は移送すると蓄熱容器全体としての蓄熱密度が更に小さなものとなる。そこで、これらの蓄熱管理システムにおいては、蓄熱密度の大きな反応容器のみを保管又は移送し、熱移送に寄与しない凝縮器及び蒸発器は切り離して保管又は移送することが好ましい。
【００１２】
これらのことから、蓄熱管理システムにおいて、蓄熱或いは放熱する際には、反応容器を凝縮器或いは蒸発器と接続して脱水反応水の排除或いは水和反応水の供給を行う。一方、反応容器を積載した蓄熱容器を保管又は移送する際には、反応容器を凝縮器或いは蒸発器から切り離さなければならない。ここで、反応容器と凝縮器或いは蒸発器との切り離しの際に、配管接続部から空気が侵入することがある。また、反応容器と凝縮器或いは蒸発器との接続の際に、配管接続部から侵入した空気が化学蓄熱材を内封した反応容器に混入するということが生じる。
【００１３】
これらの蓄熱管理システムにおいては、化学蓄熱材は、高温における脱水反応と水和反応を繰り返す。空気中の二酸化炭素などの物質は、化学蓄熱材の劣化要因として知られている。従って、反応容器を凝縮器或いは蒸発器と切り離す際、或いは接続する際に、配管接続部から侵入した劣化要因（空気中に含まれる二酸化炭素など）が、化学蓄熱材の劣化を引き起こして蓄熱機能が低下するという問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、以上のようなことに対処して、蓄熱容器への蓄熱、蓄熱容器の保管や移送及び蓄熱容器からの放熱の各段階において、蓄熱容器内に化学蓄熱材の劣化要因となる二酸化炭素を含んだ空気などが混入することがなく、蓄熱温度及び放熱温度の温度域を広く確保すると共に安定で効率的な熱保管や熱移送を実現できる蓄熱管理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】
【００１５】
上記課題の解決にあたり、本発明者らは、鋭意研究の結果、蓄熱容器に積載された反応容器と熱供給設備或いは熱需要設備（以下、これらを「蓄放熱設備」ともいう）に配設された凝縮器や蒸発器との間で配管接続部の排気操作を適切に行うことのできる配管構造及びその操作方法を検討し本発明の完成に至った。
【００１６】
即ち、本発明に係る蓄熱管理システムは、請求項１の記載によれば、
蓄放熱設備（１０、２０）で発生する熱量（Ｑ）を着脱式蓄熱容器（３０）に蓄熱し、当該着脱式蓄熱容器を保管又は移送することにより前記蓄放熱設備で発生する熱量を同一又は異なる蓄放熱設備で利用する蓄熱管理システムであって、
前記着脱式蓄熱容器は、脱水反応により蓄熱し水和反応により放熱する化学蓄熱材（３１ａ）を内封した反応容器（３１）を具備し、
前記蓄放熱設備から前記着脱式蓄熱容器への蓄熱段階において、前記蓄放熱設備で発生した熱量を前記化学蓄熱材に供給して脱水反応を生じさせて蓄熱すると共に、当該脱水反応で発生する水蒸気を当該着脱式蓄熱容器の外部に排出し、
前記着脱式蓄熱容器から前記蓄放熱設備への放熱段階において、前記反応容器を前記蓄放熱設備が具備する反応水供給器（２３）に連通し、反応水を前記化学蓄熱材に供給して水和反応を生じさせると共に、当該水和反応で放熱した熱量を前記蓄放熱設備で利用し、
前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送する管理段階において、前記反応容器を前記反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で当該着脱式蓄熱容器を保管又は移送するようにして、
前記反応容器を前記反応水供給器と連通する際に、当該反応容器と前記反応水供給器とを接続する接続操作を行い、この接続操作の後に前記反応容器と前記反応水供給器との接続部分（６５）に残留する空気を排除する排気操作を行い、この排気操作の後に前記反応容器を前記反応水供給器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うことを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、請求項２の記載によると、請求項１に記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記蓄熱段階において、前記反応容器を前記蓄放熱設備が具備する凝縮器（１３）に連通して脱水反応で発生する水蒸気を前記反応容器の外部に排出して凝縮し、
前記管理段階において、前記反応容器を前記凝縮器及び前記反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送するようにして、
前記反応容器を前記凝縮器或いは前記反応水供給器と連通する際に、当該反応容器と前記凝縮器或いは前記反応水供給器とを接続する接続操作を行い、この接続操作の後に前記反応容器と前記凝縮器或いは前記反応水供給器との接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行い、この排気操作の後に前記反応容器を前記凝縮器或いは前記反応水供給器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、請求項３の記載によると、請求項１又は２に記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記蓄放熱設備は、熱供給を行う第１蓄放熱設備と、熱需要を行う第２蓄放熱設備とからなり、
前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送することにより前記第１蓄放熱設備で発生する熱量を前記第２蓄放熱設備で利用するにあたり、
前記管理段階において、前記反応容器を前記第１蓄放熱設備が具備する前記凝縮器及び前記第２蓄放熱設備が具備する前記反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で前記着脱式蓄熱容器を保管又は移送することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、請求項４の記載によると、請求項１〜３のいずれか１つに記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記反応水供給器は、前記蓄放熱設備が具備する蒸発器（２３）であって、
前記放熱段階において、前記反応容器を前記蒸発器に連通して当該蒸発器で発生する水蒸気を前記化学蓄熱材に供給して水和反応を生じさせることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、請求項５の記載によると、請求項４に記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記蒸発器及び前記凝縮器は、前記蓄熱段階において反応水の凝縮を行うと共に前記放熱段階において反応水の蒸発を行う蒸発凝縮器であって、
前記反応容器を前記蒸発凝縮器と連通する際に、当該反応容器と前記蒸発凝縮器とを接続する接続操作を行い、この接続操作の後に前記反応容器と前記蒸発凝縮器との接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行い、この排気操作の後に前記蒸発凝縮器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明は、請求項６の記載によると、請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に水蒸気を導入することにより残留する空気を排除することを特徴とする。
【００２２】
また、本発明は、請求項７の記載によると、請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に純水を導入することにより残留する空気を排除することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、請求項８の記載によると、請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に不活性ガスを導入することにより残留する空気を排除することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、請求項９の記載によると、請求項１〜５のいずれか１つに記載の蓄熱管理システムにおいて、
前記排気操作において、前記反応容器と前記反応水供給器、前記蒸発器、前記凝縮器又は前記蒸発凝縮器との接続部分に残留する空気を減圧手段により排除することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上記請求項１に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、蓄放熱設備で発生する熱量を着脱式蓄熱容器に蓄熱し、当該着脱式蓄熱容器を保管又は移送することにより前記熱供給設備で発生する熱量を同一又は異なる蓄放熱設備で利用することができる。
【００２６】
着脱式蓄熱容器は、その内部に化学蓄熱材を内封した反応容器を備えており、この化学蓄熱材の脱水反応により蓄放熱設備で発生する熱量を蓄熱する一方、化学蓄熱材の水和反応により蓄熱した熱量を放熱して同一又は異なる蓄放熱設備で利用する。このように、蓄熱管理システムが化学蓄熱材を採用するので、蓄熱温度及び放熱温度の温度域を広く確保することができると共に、蓄熱温度と放熱温度を変化させたヒートポンプとして使用することができる。
【００２７】
また、上記請求項１に記載の蓄熱管理システムは、着脱式蓄熱容器への蓄熱段階において、蓄放熱設備で発生した熱量を反応容器中の化学蓄熱材に供給して脱水反応を生じさせる。また、この脱水反応で発生する水蒸気を反応容器内から着脱式蓄熱容器の外部に排出する。このことにより、化学蓄熱材の脱水反応がより進行し、着脱式蓄熱容器に効率よく蓄熱することができる。
【００２８】
一方、上記請求項１に記載の蓄熱管理システムは、着脱式蓄熱容器から蓄放熱設備への放熱段階において、反応容器を蓄放熱設備が具備する反応水供給器に連通する。そして、この反応水供給器からの反応水を化学蓄熱材に供給して、水和反応を生じさせる。このことにより、反応容器中の化学蓄熱材の水和反応がより進行し、放熱される熱量を効率よく蓄放熱設備で利用することができる。
【００２９】
また、上記請求項１に記載の蓄熱管理システムは、着脱式蓄熱容器を保管又は移送する管理段階において、反応容器を反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で着脱式蓄熱容器を保管又は移送する。このことにより、熱保管や熱移送に寄与する反応容器を主体として保管又は移送できるので、着脱式蓄熱容器の総重量が軽量化されると共に着脱式蓄熱容器全体の蓄熱密度が高くなり、長期間の保管や遠隔地に移送する際にも保管又は移送のコストが削減されるなど効率的な熱保管や熱移送を行うことができる。
【００３０】
このように、管理段階においては、反応容器と反応水供給器とを接続部分で切り離して反応容器の方を着脱式蓄熱容器に積載して保管又は移送する。従って、続く保管又は移送後の放熱段階において、反応容器と反応水供給器とを接続・連通する必要が生じる。このとき、接続部分から空気が浸入すると、この空気中に含まれる劣化要因が化学蓄熱材の劣化を招くこととなり蓄熱機能を低下させる。
【００３１】
そこで、上記請求項１に記載の蓄熱管理システムにおいては、反応容器を反応水供給器と連通する際に、まず、反応容器と反応水供給器とを接続する接続操作を行う。次に、この接続操作の後に接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行う。更に、この排気操作の後に反応容器を反応水供給器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うようにする。このことにより、反応容器を反応水供給器と連通する際に接続部分に侵入して残留する空気を効率よく排除することができ、蓄熱段階及び放熱段階における化学蓄熱材の劣化を防止して効率的な熱保管や熱移送を行うことができる。
【００３２】
よって、上記請求項１に記載の構成によれば、蓄熱容器への蓄熱、蓄熱容器の保管や移送及び蓄熱容器からの放熱の各段階において、蓄熱容器内に化学蓄熱材の劣化要因となる二酸化炭素を含んだ空気などが混入することがなく、蓄熱温度及び放熱温度の温度域を広く確保すると共に安定で効率的な熱保管や熱移送を実現できる蓄熱管理システムを提供することができる。
【００３３】
また、上記請求項２に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、着脱式蓄熱容器に蓄熱する蓄熱段階において、反応容器を蓄放熱設備が具備する凝縮器に連通して脱水反応で発生する水蒸気を反応容器の外部に排出して凝縮するようにしてもよい。このことにより、化学蓄熱材の脱水反応がより進行し、着脱式蓄熱容器に更に効率よく蓄熱することができる。
【００３４】
また、上記請求項２に記載の蓄熱管理システムは、着脱式蓄熱容器を保管又は移送する管理段階において、反応容器を凝縮器及び反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で着脱式蓄熱容器を移送する。このことにより、熱保管や熱移送に寄与する反応容器を主体として保管又は移送できるので、着脱式蓄熱容器の総重量が軽量化されると共に着脱式蓄熱容器全体の蓄熱密度が高くなり、長期間の保管や遠隔地に移送する際にも保管又は移送のコストが削減されるなど効率的な熱保管や熱移送を行うことができる。
【００３５】
このように、管理段階においては、反応容器と凝縮器或いは反応水供給器とを接続部分で切り離して反応容器の方を着脱式蓄熱容器に積載して保管又は移送する。従って、続く保管又は移送後の蓄熱段階或いは放熱段階において、反応容器と凝縮器或いは反応水供給器とを接続・連通する必要が生じる。このとき、接続部分から空気が浸入すると、この空気中に含まれる劣化要因が化学蓄熱材の劣化を招くこととなり蓄熱機能を低下させる。
【００３６】
そこで、上記請求項２に記載の蓄熱管理システムにおいては、反応容器を凝縮器或いは反応水供給器と連通する際に、まず、反応容器と凝縮器或いは反応水供給器とを接続する接続操作を行う。次に、この接続操作の後に接続部分に残留する空気を排除する排気操作を行う。更に、この排気操作の後に反応容器を凝縮器或いは反応水供給器と連通して反応水の移動を容易にする連通操作を行うようにする。
【００３７】
このことにより、反応容器を凝縮器或いは反応水供給器と連通する際に接続部分に侵入して残留する空気を効率よく排除することができ、蓄熱段階及び放熱段階における化学蓄熱材の劣化を防止して効率的な熱保管や熱移送を行うことができる。よって、上記請求項２に記載の構成においても、請求項１と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００３８】
また、上記請求項３に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、２以上の蓄放熱設備を有しており、熱供給を行う第１蓄放熱設備で発生する熱量を熱需要を行う第２蓄放熱設備で利用する。そこで、上記請求項３に記載の蓄熱管理システムは、管理段階において着脱式蓄熱容器が具備する反応容器を第１蓄放熱設備が具備する凝縮器及び第２蓄放熱設備が具備する反応水供給器から連通解除及び接続解除した状態で当該着脱式蓄熱容器を保管又は移送する。よって、上記請求項３に記載の構成においても、請求項１又は２と同様の作用効果を達成することができる。
【００３９】
また、上記請求項４に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、反応水供給器として蒸発器を採用するようにしてもよい。放熱段階において、この蒸発器を反応容器と連通して蒸発器で発生する水蒸気を反応容器内の化学蓄熱材に供給する。このことにより、化学蓄熱材に均一に反応水を供給することができ、水和反応の効率が向上して安定で効率的な熱保管や熱移送を実現することができる。よって、上記請求項４に記載の構成においても、請求項１〜３のいずれか１つと同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００４０】
また、上記請求項５に記載の構成によれば、蒸発器及び凝縮器としては、蓄熱段階において反応水の凝縮を行うと共に放熱段階において反応水の蒸発を行う蒸発凝縮器を採用するようにしてもよい。このことにより、化学蓄熱材から発生する水蒸気の凝縮と化学蓄熱材への反応水を供給を効率よく行うことができる。よって、上記請求項５に記載の構成においても、請求項４と同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００４１】
また、上記請求項６に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、排気操作において、反応容器と反応水供給器、蒸発器、凝縮器又は蒸発凝縮器との接続部分に水蒸気を導入して接続部分に残留する空気を排除するようにしてもよい。このことにより、接続部分に残留する空気を効率的に排除することができる。よって、上記請求項６に記載の構成においても、請求項１〜５のいずれか１つと同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００４２】
また、上記請求項７に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、排気操作において、反応容器と反応水供給器、蒸発器、凝縮器又は蒸発凝縮器との接続部分に純水を導入して接続部分に残留する空気を排除するようにしてもよい。このことにより、接続部分に残留する空気を効率的に排除することができる。よって、上記請求項７に記載の構成においても、請求項１〜５のいずれか１つと同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００４３】
また、上記請求項８に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、排気操作において、反応容器と反応水供給器、蒸発器、凝縮器又は蒸発凝縮器との接続部分に不活性ガスを導入して接続部分に残留する空気を排除するようにしてもよい。このことにより、接続部分に残留する空気を効率的に排除することができる。よって、上記請求項８に記載の構成においても、請求項１〜５のいずれか１つと同様の作用効果をより一層達成することができる。
【００４４】
また、上記請求項９に記載の構成によれば、蓄熱管理システムは、排気操作において、反応容器と反応水供給器、蒸発器、凝縮器又は蒸発凝縮器との接続部分に残留する空気を減圧手段により排除するようにしてもよい。このことにより、接続部分に残留する空気を効率的に排除することができる。よって、上記請求項９に記載の構成においても、請求項１〜５のいずれか１つと同様の作用効果をより一層達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る蓄熱管理システムの熱移送に関する実施形態を示す概念図である。
【図２】本発明に係る蓄熱管理システムの熱保管に関する他の実施形態を示す概念図である。
【図３】第１実施形態における着脱式蓄熱容器と熱供給設備（又は熱需要設備）との関係を示す構成概略図である。
【図４】第１実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。
【図５】水酸化カルシウム系蓄熱材の脱水反応・水和反応の相平衡に関する圧力‐温度線図である。
【図６】第２実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。
【図７】第３実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。
【図８】第４実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
本発明において、蓄放熱設備とは、蓄熱容器に熱量を放出して熱供給を行う設備、装置或いは施設、蓄熱容器から熱量の供給を受けて熱需要を行う設備、装置或いは施設、又は、熱供給と熱需要の両方を行う設備、装置或いは施設のいずれかをいうものとする。従って、本発明においては、熱供給のみを行う設備、装置或いは施設を熱供給設備ということもある。また、熱需要のみを行う設備、装置或いは施設を熱需要設備ということもある。
【００４７】
本発明において、化学蓄熱材とは、脱水反応・水和反応により吸熱・発熱を生ずる物質をいう。例えば、水酸化カルシウム系蓄熱材（ＣａＯとＣａ(ＯＨ)2の反応）、水酸化バリウム系蓄熱材（ＢａＯとＢａ(ＯＨ)2の反応）、水酸化マグネシウム系蓄熱材（ＭｇＯとＭｇ(ＯＨ)2の反応）などのアルカリ土類金属の酸化物と水酸化物の反応、及び、水酸化ニッケル系蓄熱材（ＮｉＯとＮｉ(ＯＨ)2の反応）、水酸化コバルト(II)系蓄熱材（ＣｏＯとＣｏ(ＯＨ)2の反応）、水酸化コバルト(III)系蓄熱材（Ｃｏ2Ｏ3とＣｏ(ＯＨ)3の反応）、水酸化銅(II)系蓄熱材（ＣｕＯとＣｕ(ＯＨ)2の反応）などの遷移金属の酸化物と水酸化物の反応、並びに、水酸化アルミニウム系蓄熱材（Ａｌ2Ｏ3とＡｌ(ＯＨ)3の反応）などの典型金属の酸化物と水酸化物の反応などが挙げられる。これらの反応は、いずれか１種を採用してもよく、或いは、２種以上を組み合わせて採用するようにしてもよい。
【００４８】
これらの反応の中でも、水酸化カルシウム系蓄熱材（ＣａＯとＣａ(ＯＨ)2の反応）は、４００℃を超える高温域での蓄熱・放熱の繰り返し操作を安定して行うことができるので、本発明における化学蓄熱材として好適である。一方、マグネシウム系蓄熱材（ＭｇＯとＭｇ(ＯＨ)2の反応）は、カルシウム系蓄熱材よりも低温域での蓄熱・放熱が可能であるので、この蓄熱材も本発明における化学蓄熱材として好適である。
【００４９】
また、本発明において、化学蓄熱材の組成について特に限定するものではなく、上記各化学蓄熱材のみからなるものでもよく、或いは、化学蓄熱材と他の成分との複合体であってもよい。ここで、他の成分としては、例えば、セピオライト、パリゴルスカイト、ベントナイトなどの粘土鉱物、ハイドロタルサイト、ハイドロカルマイトなどの層状複水酸化物、表面に水酸基又は酸化物膜を有する伝熱体、粘土、炭素、銅（Ｃｕ）等からなり、その内部に化学蓄熱材を保持することが可能な空隙を持つ籠状物質、及び、上記物質の組み合わせなどであってもよい。
【００５０】
また、本発明において、化学蓄熱材の構造と形状について特に限定するものではなく、上記各化学蓄熱材を含む粉末、化学蓄熱材を含む粉末をプレス成形することにより得られる成形体、或いは、当該成形体を加熱し、粒子を部分的に焼結させた多孔質の焼結体などであってもよい。
【００５１】
また、本発明において、反応水とは、化学蓄熱材の脱水反応で発生する反応水（「脱水反応水」ともいう）、及び、化学蓄熱材の水和反応に必要な反応水（「水和反応水」ともいう）のいずれかをいうものとする。また、反応水は、液体状態の水をいうこともあり、或いは、気体状態の水蒸気をいうこともある。
【００５２】
また、本発明においては、蓄熱段階における蓄放熱設備と着脱式蓄熱容器との間の熱交換、及び、放熱段階における蓄放熱設備と着脱式蓄熱容器との間の熱交換の方法については、特に限定するものではない。従って、直接的熱交換或いは間接的熱交換であってもよく、また、熱媒体としてそのような物質を使用するようにしてもよい。ここで、熱媒体とは、化学蓄熱材との間で熱交換をして熱移動させる媒体となる物質であり、特に間接的熱交換においては、熱交換器を介して化学蓄熱材と間接的に接触し熱移動する物質をいう。これらの熱媒体としては、既知の物質を任意の組成にて使用することができる。例えば、各種シリコーンオイル、流動パラフィン等の飽和炭化水素系オイル、ハロゲン化ビフェニル等の芳香族炭化水素系オイル、空気、窒素、アルゴン、水、水蒸気、グリコール水溶液等が挙げられる。これらの中で、本発明においては、高温で反応する化学蓄熱材と安定して熱交換する熱媒体として、耐熱性のシリコーンオイル系熱媒体を採用することが好ましい。
【００５３】
以下、本発明に係る蓄熱管理システムの各実施形態を図面に従って説明する。なお、本発明は、下記に示す各実施形態に限定されるものではない。
【００５４】
図１は、本発明に係る蓄熱管理システムの熱移送に関する実施形態を示す概念図である。図１の熱移送においては、まず、熱供給設備１０が放出する廃熱を着脱式蓄熱容器３０に蓄熱する。次に、この着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０と離隔した位置にある熱需要設備２０まで移送する。更に、この着脱式蓄熱容器３０に蓄熱した熱量を放熱して熱需要設備２０に供給する。
【００５５】
一方、図２は、本発明に係る蓄熱管理システムの熱保管に関する他の実施形態を示す概念図である。図２の熱保管において、熱量を放出して熱供給を行うと共に必要に応じて熱量の供給を受けて熱需要も行う蓄放熱設備（熱供給設備であると共に熱需要設備でもある）１０と、複数の着脱式蓄熱容器３０を保管する保管庫Ａが設置されている。図２の熱保管においては、まず、蓄放熱設備１０が放出する熱量を着脱式蓄熱容器３０に蓄熱する。次に、この着脱式蓄熱容器３０を蓄放熱設備１０から離脱して保管庫Ａに保管する。この保管庫Ａには、蓄熱後の複数の着脱式蓄熱容器３０が保管されている。
【００５６】
更に、蓄放熱設備１０が熱量の供給を必要とするときには、保管庫Ａから取り出した着脱式蓄熱容器３０を蓄放熱設備１０に装着して放熱を行い、蓄放熱設備１０に熱量を供給する。このような熱保管は、蓄放熱設備１０を熱供給ステーションとする蓄熱管理システムとして活用することができる。
【００５７】
第１実施形態：
本第１実施形態は、熱移送を行う実施形態である（図１参照）。本第１実施形態に係る蓄熱管理システムは、熱供給設備１０が放出する４００℃を超える高温（本第１実施形態においては、４２６℃とする）の廃熱を着脱式蓄熱容器３０に蓄熱し、この着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備２０に供給するものである。
【００５８】
本第１実施形態は、着脱式蓄熱容器３０と熱供給設備１０或いは熱需要設備２０との間で、これらを接続する際に、配管接続部から反応水流路内に侵入する空気を排除する方法として、蒸発凝縮器から発生する水蒸気を利用するものである（詳細は後述する）。
【００５９】
図３は、本第１実施形態における着脱式蓄熱容器３０と熱供給設備１０（又は熱需要設備２０）との関係を示す構成概略図である。熱供給設備１０から着脱式蓄熱容器３０への蓄熱段階（以下、単に「蓄熱段階」という）においては、図３は着脱式蓄熱容器３０と熱供給設備１０との関係を表している。一方、着脱式蓄熱容器３０から熱需要設備２０への放熱段階（以下、単に「放熱段階」という）においては、図３は着脱式蓄熱容器３０と熱需要設備２０との関係（カッコ内の符号は放熱段階）を表している。
【００６０】
図３において、着脱式蓄熱容器３０は、その内部に化学蓄熱材３１ａを内封した反応容器３１と、この化学蓄熱材３１ａと間接的に熱交換するための熱交換器３２とを備えている。この熱交換器３２には、蓄熱段階の化学蓄熱材３１ａに熱量Ｑを供給し、また、放熱段階の化学蓄熱材３１ａから熱量Ｑを受給するためのシリコーンオイル系熱媒体が循環する熱媒流路３３が設けられている。
【００６１】
なお、本第１実施形態においては、化学蓄熱材３１ａとして熱供給設備１０が放出する４００℃を超える高温の廃熱を有効に利用するために水酸化カルシウム系蓄熱材を採用する。水酸化カルシウム系蓄熱材において、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）は、熱量Ｑの供給を受けると脱水反応により酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化する。この反応は、吸熱反応であり下記の式（１）、
Ｃａ(ＯＨ)2 → ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ：ΔＨ＝−６３．６kJ/mol・・・（１）
に示すように蓄熱作用として発現する。
【００６２】
一方、酸化カルシウム（ＣａＯ）は、水を供給すると水和反応により水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）となる。この反応は、発熱反応であり下記の式（２）、
ＣａＯ＋Ｈ2Ｏ → Ｃａ(ＯＨ)2：ΔＨ＝＋６３．６kJ/mol・・・（２）
に示すように放熱作用として発現する。
【００６３】
このように、本第１実施形態においては、水酸化カルシウム系蓄熱材を採用することにより可逆的に高温の廃熱を効率よく蓄熱して利用することができる。なお、水酸化カルシウム系蓄熱材のような化学蓄熱材では、酸化物と水酸化物との可逆反応が特定の劣化要因の存在により阻害されることがある。例えば、空気中の二酸化炭素や反応水中に微量に溶存する二酸化炭素によって化学蓄熱材が劣化して、その蓄熱効果が低下することとなる。
【００６４】
具体的には、水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）と酸化カルシウム（ＣａＯ）との可逆変化の過程において二酸化炭素（ＣＯ2）が存在すると、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3）が生成し可逆変化を阻害する。特に、高温で多数回に及ぶ蓄熱放熱反応においては、微量の劣化要因の混入が大きな問題となる。そこで、本第１実施形態においては、化学蓄熱材３１ａを反応容器３１に内封して、外部から二酸化炭素などの劣化要因が混入しないようにしている。
【００６５】
ここで、水酸化カルシウム系蓄熱材を採用する際には、脱水反応及び水和反応として水が関与する（上記式（１）及び式（２）参照）。本第１実施形態においては、装置の構造が比較的簡単で化学蓄熱材３１ａとの水の供給或いは排除が均一に行える水蒸気収脱着法を採用する。この方法においては、脱水反応で発生した水蒸気を化学蓄熱材３１ａから排除する必要がある。一方、水和反応に必要な水蒸気を化学蓄熱材３１ａに供給する必要がある。そこで、本第１実施形態の着脱式蓄熱容器３０においては、化学蓄熱材３１ａとの間で水蒸気のやり取りを行う蒸発凝縮器（後述する）を採用する。
【００６６】
また、図３において、蓄熱段階における熱供給設備１０（放熱段階においては熱需要設備２０）は、熱供給部１１（熱需要設備では熱需要部２１）、熱交換器１２（熱需要設備では２２）、蒸発凝縮器１３（熱需要設備では２３）、反応水タンク１４（熱需要設備では２４）を備えている。
【００６７】
熱供給設備１０における蓄熱段階においては、熱供給部１１は化学蓄熱材３１ａに供給する熱量Ｑを放出する。一方、熱需要設備２０における放熱段階においては、熱需要部２１は化学蓄熱材３１ａが放出した熱量Ｑを需要する。
【００６８】
熱交換器１２（２２）は、熱供給部１１（又は熱需要部２１）と熱交換するためのものであり、この熱交換器１２（２２）には、蓄熱段階の熱供給部１１から熱量Ｑを受給し、且つ、放熱段階の熱需要部２１に熱量Ｑを供給するためのシリコーンオイル系熱媒体が循環する熱媒流路１７（熱需要設備では２７）が設けられている。
【００６９】
この熱媒流路１７（２７）は、２つの熱媒流路接続部４０、５０によって着脱式蓄熱容器３０の熱媒流路３３と接続・連通されて、両熱媒流路間を液体の熱媒体が循環する。なお、熱媒体を循環させる手段は特に限定するものではないが、例えば、過流タービンポンプやキャンドモータポンプなどの熱媒循環ポンプ（図示しない）を使用することが好ましい。
【００７０】
また、熱媒流路１７（２７）の流路には、膨張タンク（図示しない）を設けるようにしてもよい。この膨張タンクは、熱媒流路１７（２７）内を循環する液体の熱媒体が熱交換によって膨張と収縮を繰り返す際に熱媒流路１７（２７）内の圧力を一定にして熱媒体の流量を均一にするために設けられている。
【００７１】
なお、本第１実施形態においては、着脱式蓄熱容器３０と熱供給設備１０（熱需要設備２０）とを２つの熱媒流路接続部４０、５０において切り離して移送する場合の熱媒流路１７（２７）と熱媒流路３３との接続及び連通に関しては、特に限定するものではなく、どのような方法を採用するようにしてもよい。
【００７２】
蒸発凝縮器１３（２３）は、反応水流路１３ａ（熱需要設備では２３ａ）を介して反応水流路接続部６０によって反応容器３１と接続・連通されて、蒸発凝縮器１３（２３）と反応容器３１との間で反応水の排除或いは供給を行う。なお、この蒸発凝縮器１３（２３）の構造と容量に関しては特に限定するものではなく、対応する化学蓄熱材３１ａの種類と量、蓄熱温度、発熱温度及びその他の条件により適宜選定すればよい。
【００７３】
本第１実施形態においては、この蒸発凝縮器１３（２３）は、熱交換器（図示しない）を有しており、化学蓄熱材３１ａの脱水反応の際には熱交換器に冷却水を循環させ、脱水反応で発生した水蒸気を凝縮水として回収する。また、この蒸発凝縮器１３（２３）は、化学蓄熱材３１ａの水和反応の際には熱交換器に高温水或いは高温蒸気を循環させ、水和反応に必要な温度の水蒸気を発生させて化学蓄熱材３１ａに供給する。
【００７４】
反応水タンク１４（２４）は、反応水回収供給路１４ａ（熱需要設備では２４ａ）を介して蒸発凝縮器１３（２３）と接続・連通されて、化学蓄熱材３１ａの脱水反応の際に蒸発凝縮器１３（２３）で凝縮した凝縮水を分離回収すると共に、化学蓄熱材３１ａの水和反応の際には水蒸気を発生させるために蒸発凝縮器１３（２３）に反応水を供給する。また、この反応水タンク１４（２４）を採用することにより、蒸発凝縮器１３（２３）に供給する反応水として脱水反応の際に回収した凝縮水を再利用することができる。なお、この反応水タンク１４（２４）の構造と容量に関しては特に限定するものではなく、対応する蒸発凝縮器１３（２３）の容量及びその他の条件により適宜選定すればよい。
【００７５】
本第１実施形態においては、蒸発凝縮器１３（２３）及び反応水タンク１４（２４）は、熱供給設備１０（又は熱需要設備２０）が有している。従って、本第１実施形態における移送段階においては、蒸発凝縮器１３（２３）及び反応水タンク１４（２４）を着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１から切り離して着脱式蓄熱容器３０のみを移送する（詳細は後述する）。
【００７６】
ここで、上記図３の構成において、熱供給設備１０（又は熱需要設備２０）の蒸発凝縮器１３（２３）と着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１とが、反応水流路接続部６０によって接続・連通される状態について説明する。
【００７７】
図４は、本第１実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。反応水流路接続部６０において、蒸発凝縮器１３（２３）の反応水流路１３ａ（２３ａ）と反応容器３１の反応水流路３４とは、管継手６１によって接続・接続解除が行われる。ここで、接続とは、２つの反応水流路間の配管を接続することをいい、２つの反応水流路間を反応水が流通することを意味するものではない。一方、接続解除とは、２つの反応水流路間の配管の接続を切り離すことをいう。
【００７８】
また、反応水流路接続部６０内の反応水流路１３ａ（２３ａ）の流路にはバルブ６２が設けられ、このバルブ６２の開閉によりバルブ６２の前後において反応水流路１３ａ（２３ａ）の連通・連通解除が行われる。一方、反応容器３１の反応水流路３４の流路には、管継手６１の近傍にバルブ６３が設けられ、このバルブ６３の開閉によりバルブ６３の前後において反応水流路３４の連通・連通解除が行われる。ここで、連通とは、２つの反応水流路間を反応水が流通する状態にすることをいう。一方、連通解除とは、２つの反応水流路間の反応水の流通を遮断して流れない状態にすることをいう。
【００７９】
また、反応水流路接続部６０内の反応水流路１３ａ（２３ａ）の流路は、バルブ６２と管継手６１との間から排出流路１３ｂ（２３ｂ）を介して着脱式蓄熱容器３０の外部環境に開放されている。更に、反応水流路接続部６０内の排出流路１３ｂ（２３ｂ）の流路にはバルブ６４が設けられ、このバルブ６４の開閉により反応水流路１３ａ（２３ａ）と外部環境との連通・連通解除が行われる。
【００８０】
ここで、本第１実施形態に係る蓄熱管理システムにおいては、熱供給設備１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器３０に蓄熱する工程（ステップ１）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０から連通解除・接続解除する工程（ステップ２）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０に移送する工程（ステップ３）、移送後の着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０に接続・連通する工程（ステップ４）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備２０に供給する工程（ステップ５）、放熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０から連通解除・接続解除する工程（ステップ６）、放熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０に移送する工程（ステップ７）、及び、移送後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０に接続・連通する工程（ステップ８）の各工程からなるサイクルを繰り返す。以下、これらの工程について説明する。
【００８１】
≪ステップ１≫
ステップ１は、熱供給設備１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器３０に蓄熱する工程である。この蓄熱段階においては、着脱式蓄熱容器３０が熱供給設備１０に組み込まれ、着脱式蓄熱容器３０の熱媒流路３３が熱媒流路接続部４０及び５０を介して熱供給設備１０の熱媒流路１７に接続されて熱媒流路３３と熱媒流路１７が連通し、熱媒循環ポンプ（図示しない）の作動により液体の熱媒体が循環している（図３参照）。
【００８２】
この蓄熱段階においては、熱供給部１１で発生した熱量Ｑが熱交換器１２を介して熱媒体に回収され、この熱媒体が熱媒流路１７及び熱媒流路３３を循環することにより熱交換器３２を介して反応容器３１内の化学蓄熱材３１ａに供給される。このことにより、化学蓄熱材３１ａの脱水反応が生じて熱量Ｑが着脱式蓄熱容器３０内の化学蓄熱材３１ａに蓄熱される。
【００８３】
このステップ１においては、着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１が熱供給設備１０の蒸発凝縮器１３に接続されて（図３参照）、反応水流路３４と反応水流路１３ａとが連通している。この蓄熱段階においては、反応水流路３４と反応水流路１３ａとが管継手６１により接続されている。また、反応水流路３４のバルブ６３と反応水流路１３ａのバルブ６２が開放されており、排出流路１３ｂのバルブ６４が閉鎖されている（図４参照）。また、蒸発凝縮器１３の熱交換器（図示しない）には、冷却水が循環している。
【００８４】
この状態において、化学蓄熱材３１ａの脱水反応で発生した水蒸気は、反応容器３１から反応水流路３４及び反応水流路１３ａを介して蒸発凝縮器１３に移動して凝縮され、この凝縮水が反応水タンクに回収される。ここで、蒸発凝縮器１３中で水蒸気が凝縮して液体の凝縮水となることにより、蒸発凝縮器１３中の圧力が低くなり、反応容器３１中の水蒸気は蒸発凝縮器１３の方へ順次引き寄せられる。
【００８５】
ここで、図５は、水酸化カルシウム系蓄熱材の脱水反応・水和反応の相平衡に関する圧力‐温度線図である。図５において、本第１実施形態における熱供給部１１の温度が４２６℃であることから、同圧力において４２６℃の化学蓄熱材３１ａ（図５のＡ点）と平衡状態にある水蒸気（図５のＢ点）の温度は６０℃であり、蒸発凝縮器１３の熱交換器に循環する冷却水の温度を６０℃より低温（図５のｂ点）に設定することにより、水和反応で発生した水蒸気を凝縮して回収することができる。
【００８６】
このようにして、着脱式蓄熱容器３０の化学蓄熱材３１ａが脱水反応を完了した時点において、化学蓄熱材３１ａの水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）が酸化カルシウム（ＣａＯ）に変化してステップ１が終了する。
【００８７】
≪ステップ２≫
ステップ２は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ２においては、着脱式蓄熱容器３０の熱媒流路３３と熱供給設備１０の熱媒流路１７とを熱媒流路接続部４０及び５０の部分で連通解除・接続解除する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１と熱供給設備１０の蒸発凝縮器１３とを反応水流路接続部６０の部分で連通解除・接続解除する。
【００８８】
ここでは、着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１と熱供給設備１０の蒸発凝縮器１３とを反応水流路接続部６０の部分で切り離す操作について説明する。まず、蓄熱工程（ステップ１）が終了した後の状態においては、反応水流路３４と反応水流路１３ａとが管継手６１により接続されている。また、反応水流路３４のバルブ６３と反応水流路１３ａのバルブ６２が開放されており、排出流路１３ｂのバルブ６４が閉鎖されている。
【００８９】
ステップ２における連通解除・接続解除の操作は、まず、反応水流路３４のバルブ６３と反応水流路１３ａのバルブ６２を閉鎖する。このことにより、反応水流路３４と反応水流路１３ａとが連通解除され反応水の流通が停止する。
【００９０】
次に、排出流路１３ｂのバルブ６４を開放する。このことにより、バルブ６２とバルブ６３との間の反応水流路（以下「配管接続部６５」という）が排出流路１３ｂを介して外部環境に開放される。この状態で、配管接続部６５には外部環境の空気が浸入するが、バルブ６２とバルブ６３とが閉鎖されていることにより、反応容器３１及び蒸発凝縮器１３の内部に空気が浸入することはない。
【００９１】
次に、反応水流路３４と反応水流路１３ａとを接続する管継手６１を接続解除すると共に、排出流路１３ｂのバルブ６４を閉鎖する。このことにより、着脱式蓄熱容器３０が熱供給設備１０から切り離され、この着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０の位置まで移送できる状態となる。
【００９２】
≪ステップ３≫
ステップ３は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０から熱需要設備２０に移送する工程である。着脱式蓄熱容器３０を移送する方法に関しては、特に限定するものではなく、着脱式蓄熱容器３０の容量と重量、熱供給設備１０から熱需要設備２０までの距離などにより適宜選定すればよい。例えば、遠距離の移送の場合には、車両、鉄道、或いは、船舶などを利用するようにしてもよい。また、近距離の移送、例えば、工場内での保管又は移送などの場合には、リフト、エレベーター、コンベアーなどを利用するようにしてもよい。
【００９３】
いずれの場合においても、本第１実施形態においては、化学蓄熱材３１ａとして水酸化カルシウム系蓄熱材を採用するので、移送時の安全性が高く、且つ、放熱ロスが殆どなく長距離の移送や長期間の蓄熱においても熱損失が生じない。また、本第１実施形態においては、着脱式蓄熱容器３０から蒸発凝縮器１３を切り離して移送することができるので、着脱式蓄熱容器３０の総重量が軽減され効率的な熱保管や熱移送を実現することができる。
【００９４】
≪ステップ４≫
ステップ４は、移送後の着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０に接続・連通する工程である。このステップ４においては、着脱式蓄熱容器３０の熱媒流路３３と熱需要設備２０の熱媒流路２７とを熱媒流路接続部４０及び５０の部分で接続・連通する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１と熱需要設備２０の蒸発凝縮器２３とを反応水流路接続部６０の部分で接続・連通する。
【００９５】
ここでは、着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１と熱需要設備２０の蒸発凝縮器２３とを反応水流路接続部６０の部分で接続・連通する操作について説明する。表１は、熱供給設備１０から移送してきた着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１を熱需要設備２０の蒸発凝縮器２３に接続・連通する各操作を示している。なお、表１においては、管継手の接続状態を○、管継手の接続解除状態を×で表し、バルブの開放状態を○、バルブの閉鎖状態を×で表す。
【００９６】
【表１】
2015124946.tif 000003
【００９７】
表１において、操作１は、着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０から熱需要設備２０まで移送し、熱需要設備２０に接続する前の反応水流路の初期状態を示している（図４参照）。
【００９８】
操作１の初期状態においては、反応容器３１の反応水流路３４と蒸発凝縮器２３の反応水流路２３ａとが管継手６１の部分で接続解除された状態にある。また、反応水流路３４のバルブ６３、反応水流路２３ａのバルブ６２、及び、排出流路２３ｂのバルブ６４が閉鎖されている。
【００９９】
この操作１の初期状態においては、着脱式蓄熱容器３０の化学蓄熱材３１ａは、蓄熱後の状態にあり、本第１実施形態においては、酸化カルシウム（ＣａＯ）となっている。この状態において、反応容器３１の反応水流路３４と蒸発凝縮器２３の反応水流路２３ａとの接続・連通操作を行う。
【０１００】
ステップ４における接続・連通操作は、まず、操作２において、反応水流路３４と反応水流路２３ａとを管継手６１の部分で接続する。このことにより、蒸発凝縮器２３が反応容器３１に組み込まれ、反応容器３１に反応水を供給する前段階となる。
【０１０１】
次に、操作３においては、バルブの開閉を操作２と同様に維持した状態で蒸発凝縮器２３の熱交換器に高温水或いは高温蒸気を循環させる。この状態で、反応水回収供給路２４ａを介して反応水タンク２４内の反応水を蒸発凝縮器２３に供給して水蒸気を発生させる。
【０１０２】
このようにして、蒸発凝縮器２３から水蒸気が発生し水蒸気の圧力が大気圧以上となったところで、操作４において、排出流路２３ｂのバルブ６４を開放する。この状態においては、配管接続部６５には空気が浸入しており外部環境と同じ大気圧下にある。
【０１０３】
次に、排出流路２３ｂのバルブ６４が開放された状態で、操作５において、反応水流路２３ａのバルブ６２を開放する。このことにより、蒸発凝縮器２３で発生した水蒸気が反応水流路２３ａを介して配管接続部６５に流入する。この水蒸気は、大気圧以上に加圧されているので、配管接続部６５内に残留する空気が排出流路２３ｂを介して外部環境に押出される。
【０１０４】
このように、操作５における配管接続部６５内の排気操作により、反応容器３１と蒸発凝縮器２３とが連通して反応水の水蒸気が流通する場合でも、反応容器３１内に空気が混入することがない。よって、空気中の二酸化炭素など化学蓄熱材の劣化要因が化学蓄熱材に接触することがなく、安定した熱媒効果を維持することができる。
【０１０５】
次に、操作６において、配管接続部６５内の空気が排除された段階で、排出流路１３ｂのバルブ６４を閉鎖する。配管接続部６５内の空気が排除されるタイミングを決定する方法は、特に限定するものではなく、例えば、蓄熱管理システムの構成条件により予め設定した時間で管理するようにしてもよい。或いは、バルブ６４の近傍の外部環境側に水蒸気センサーを配設して十分な水蒸気の存在を検知した段階で管理するようにしてもよい。
【０１０６】
次に、操作７において、反応水流路３４のバルブ６３を開放する。このことにより、蒸発凝縮器２３で発生した水蒸気が反応水流路２３ａ及び反応水流路３４を介して反応容器３１内に流入し、化学蓄熱材３１ａの水和反応が開始する。
【０１０７】
なお、化学蓄熱材３１ａの水和反応を開始する前に蒸発凝縮器２３で発生する水蒸気の温度と圧力を調整して、化学蓄熱材３１ａの水和反応による発熱温度を任意の温度に設定することができる。図５の水酸化カルシウム系蓄熱材の脱水反応・水和反応の相平衡に関する圧力‐温度線図において、化学蓄熱材３１ａに供給する水蒸気の温度と圧力を調整することにより、これと平衡状態にある化学蓄熱材３１ａの発熱温度を設定することができる。
【０１０８】
例えば、図５において、３６８℃の発熱を求める場合には、同圧力において３６８℃の化学蓄熱材３１ａ（図５のＣ点）と平衡状態にある水蒸気（図５のＤ点）の温度は２０℃であり、蒸発凝縮器２３の熱交換器に循環する温水の温度を２０℃より高温（図５のｄ点）に設定することにより、蒸発した水蒸気による水和反応で化学蓄熱材３１ａの発熱温度を３６８℃にすることができる。なお、本第１実施形態においては、図５の圧力‐温度線図を使用して化学蓄熱材３１ａに供給する水蒸気の温度と圧力を調整（図５のＦ点より高温）することにより、蓄熱時の温度４２６℃よりも高温の発熱（図５のＥ点、６００℃）を発現することもできる。
【０１０９】
≪ステップ５≫
ステップ５は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備２０に供給する工程である。この放熱段階においては、着脱式蓄熱容器３０が熱需要設備２０に組み込まれ、着脱式蓄熱容器３０の熱媒流路３３が熱媒流路接続部４０及び５０を介して熱需要設備２０の熱媒流路２７に接続されて熱媒流路３３と熱媒流路２７が連通し、熱媒循環ポンプの作動により液体の熱媒体が循環している（図３参照）。
【０１１０】
この放熱段階においては、蒸発凝縮器２３で発生した水蒸気が反応水流路２３ａ及び反応水流路３４を介して反応容器３１内に流入し、化学蓄熱材３１ａの水和反応が行われる。このとき、化学蓄熱材３１ａで発生した熱量Ｑが熱交換器３２を介して熱媒体に回収され、この熱媒体が熱媒流路３３及び熱媒流路２７を循環することにより熱交換器２２を介して熱需要部２１に供給される。このことにより、着脱式蓄熱容器３０内の化学蓄熱材３１ａに蓄熱されている熱量Ｑが熱需要設備２０の熱需要部２１に供給される。
【０１１１】
このステップ５においては、着脱式蓄熱容器３０の反応容器３１が熱需要設備２０の蒸発凝縮器２３に接続されて（図３参照）、反応水流路３４と反応水流路２３ａとが連通している。この放熱段階においては、反応水流路３４と反応水流路２３ａとが管継手６１により接続されている。また、反応水流路３４のバルブ６３と反応水流路２３ａのバルブ６２が開放されており、排出流路２３ｂのバルブ６４が閉鎖されている（図４参照）。また、蒸発凝縮器２３の熱交換器（図示しない）には、所定の温度の温水が循環している。
【０１１２】
このようにして、着脱式蓄熱容器３０の化学蓄熱材３１ａが水和反応を完了した時点において、化学蓄熱材３１ａの酸化カルシウム（ＣａＯ）が水酸化カルシウム（Ｃａ(ＯＨ)2）に変化してステップ５が終了する。
【０１１３】
≪ステップ６≫
ステップ６は、放熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱需要設備２０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ６は、上述のステップ２と同様の操作をするものであり、工程２の熱供給設備１０を熱需要設備２０に置き換えたものである。
【０１１４】
≪ステップ７≫
ステップ７は、放熱後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０に移送する工程である。このステップ７は、上述のステップ３と同様の操作をするものである。
【０１１５】
≪ステップ８≫
ステップ８は、移送後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０に接続・連通する工程である。このステップ８は、上述のステップ４と同様の操作をするものであり、ステップ４の熱需要設備２０を熱供給設備１０に置き換えたものである。
【０１１６】
第２実施形態：
次に、本発明に係る蓄熱管理システムの第２実施形態を説明する。本第２実施形態は、上記第１実施形態と同様に、熱供給設備１１０が放出する４００℃を超える高温の廃熱を着脱式蓄熱容器１３０に蓄熱し、この着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備１２０に供給する蓄熱管理システムに関するものである（図１参照）。
【０１１７】
本第２実施形態は、着脱式蓄熱容器１３０と熱供給設備１１０或いは熱需要設備１２０との間で、これらを接続する際に、配管接続部から反応水流路内に侵入する空気を排除する方法として、純水を利用するものである（詳細は後述する）。
【０１１８】
本第２実施形態における着脱式蓄熱容器１３０と熱供給設備１１０（又は熱需要設備１２０）との関係は、上記第１実施形態に示す構成概略図（図３参照）と略同様である。但し、本第２実施形態においては、反応水流路接続部１６０の構成において上記第１実施形態と異なっている（詳細は後述する）。
【０１１９】
ここで、熱供給設備１１０（又は熱需要設備１２０）の蒸発凝縮器１１３（１２３）と着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１とが、反応水流路接続部１６０によって接続・連通される状態について説明する。
【０１２０】
図６は、本第２実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。反応水流路接続部１６０において、蒸発凝縮器１１３（１２３）の反応水流路１１３ａ（１２３ａ）と反応容器１３１の反応水流路１３４とは、管継手１６１によって接続・接続解除が行われる。
【０１２１】
また、反応水流路接続部１６０内の反応水流路１１３ａ（１２３ａ）の流路にはバルブ１６２が設けられ、このバルブ１６２の開閉によりバルブ１６２の前後において反応水流路１１３ａ（１２３ａ）の連通・連通解除が行われる。一方、反応容器１３１の反応水流路１３４の流路には、管継手１６１の近傍にバルブ１６３が設けられ、このバルブ１６３の開閉によりバルブ１６３の前後において反応水流路１３４の連通・連通解除が行われる。
【０１２２】
また、反応水流路接続部１６０内の反応水流路１１３ａ（１２３ａ）の流路は、バルブ１６２と管継手１６１との間から排出流路１１３ｂ（１２３ｂ）を介して着脱式蓄熱容器１３０の外部環境に開放されている。更に、反応水流路接続部１６０内の排出流路１１３ｂ（１２３ｂ）の流路にはバルブ１６４が設けられ、このバルブ１６４の開閉により反応水流路１１３ａ（１２３ａ）と外部環境との連通・連通解除が行われる。
【０１２３】
また、反応水流路接続部１６０内の反応水流路１１３ａ（１２３ａ）の流路は、バルブ１６２と管継手１６１との間であって、排出流路１１３ｂ（１２３ｂ）と異なる位置から供給流路１１３ｃ（１２３ｃ）を介して熱供給設備１１０（又は熱需要設備１２０）が具備する純水タンク（図示しない）に連通している。更に、反応水流路接続部１６０内の供給流路１１３ｃ（１２３ｃ）の流路にはバルブ１６６が設けられ、このバルブ１６６の開閉により反応水流路１１３ａ（１２３ａ）と純水タンクとの連通・連通解除が行われる。
【０１２４】
ここで、本第２実施形態に係る蓄熱管理システムにおいては、熱供給設備１１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器１３０に蓄熱する工程（ステップ１１）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０から連通解除・接続解除する工程（ステップ１２）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０に移送する工程（ステップ１３）、移送後の着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０に接続・連通する工程（ステップ１４）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器１３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備１２０に供給する工程（ステップ１５）、放熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０から連通解除・接続解除する工程（ステップ１６）、放熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０に移送する工程（ステップ１７）、及び、移送後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０に接続・連通する工程（ステップ１８）の各工程からなるサイクルを繰り返す。以下、これらの工程について説明する。
【０１２５】
≪ステップ１１≫
ステップ１１は、熱供給設備１１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器１３０に蓄熱する工程である。このステップ１１は、上記第１実施形態におけるステップ１と略同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１２６】
但し、このステップ１１においては、着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１が熱供給設備１１０の蒸発凝縮器１１３に接続されて（図３参照）、反応水流路１３４と反応水流路１１３ａとが連通している。この蓄熱段階においては、反応水流路１３４と反応水流路１１３ａとが管継手１６１により接続されている。また、反応水流路１３４のバルブ１６３と反応水流路１１３ａのバルブ１６２が開放されており、排出流路１１３ｂのバルブ１６４と供給流路１１３ｃのバルブ１６６が閉鎖されている（図６参照）。
【０１２７】
≪ステップ１２≫
ステップ１２は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ１２においては、着脱式蓄熱容器１３０の熱媒流路１３３と熱供給設備１１０の熱媒流路１１７とを熱媒流路接続部１４０及び１５０の部分で連通解除・接続解除する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１と熱供給設備１１０の蒸発凝縮器１１３とを反応水流路接続部１６０の部分で連通解除・接続解除する。
【０１２８】
ここでは、着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１と熱供給設備１１０の蒸発凝縮器１１３とを反応水流路接続部１６０の部分で切り離す操作について説明する。まず、蓄熱工程（ステップ１１）が終了した後の状態においては、反応水流路１３４と反応水流路１１３ａとが管継手１６１により接続されている。また、反応水流路１３４のバルブ１６３と反応水流路１１３ａのバルブ１６２が開放されており、排出流路１１３ｂのバルブ１６４と供給流路１１３ｃのバルブ１６６が閉鎖されている。
【０１２９】
ステップ１２における連通解除・接続解除の操作は、まず、反応水流路１３４のバルブ１６３と反応水流路１１３ａのバルブ１６２を閉鎖する。このことにより、反応水流路１３４と反応水流路１１３ａとが連通解除され反応水の流通が停止する。
【０１３０】
次に、排出流路１１３ｂのバルブ１６４を開放する。このことにより、バルブ１６２とバルブ１６３との間の反応水流路（以下「配管接続部１６５」という）が排出流路１１３ｂを介して外部環境に開放される。この状態で、配管接続部１６５には外部環境の空気が浸入するが、バルブ１６２とバルブ１６３とが閉鎖されていることにより、反応容器１３１及び蒸発凝縮器１１３の内部に空気が浸入することはない。
【０１３１】
次に、反応水流路１３４と反応水流路１１３ａとを接続する管継手１６１を接続解除すると共に、排出流路１１３ｂのバルブ１６４を閉鎖する。このことにより、着脱式蓄熱容器１３０が熱供給設備１１０から切り離され、この着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０の位置まで移送できる状態となる。
【０１３２】
≪ステップ１３≫
ステップ１３は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０から熱需要設備１２０に移送する工程である。このステップ１３は、上記第１実施形態におけるステップ３と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１３３】
≪ステップ１４≫
ステップ１４は、移送後の着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０に接続・連通する工程である。このステップ１４においては、着脱式蓄熱容器１３０の熱媒流路１３３と熱需要設備１２０の熱媒流路１２７とを熱媒流路接続部１４０及び１５０の部分で接続・連通する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１と熱需要設備１２０の蒸発凝縮器１２３とを反応水流路接続部１６０の部分で接続・連通する。
【０１３４】
ここでは、着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１と熱需要設備１２０の蒸発凝縮器１２３とを反応水流路接続部１６０の部分で接続・連通する操作について説明する。表２は、熱供給設備１１０から移送してきた着脱式蓄熱容器１３０の反応容器１３１を熱需要設備１２０の蒸発凝縮器１２３に接続・連通する各操作を示している。なお、表２においては、管継手の接続状態を○、管継手の接続解除状態を×で表し、バルブの開放状態を○、バルブの閉鎖状態を×で表す。
【０１３５】
【表２】
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【０１３６】
表２において、操作１１は、着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０から熱需要設備１２０まで移送し、熱需要設備１２０に接続する前の反応水流路の初期状態を示している（図６参照）。
【０１３７】
操作１１の初期状態においては、反応容器１３１の反応水流路１３４と蒸発凝縮器１２３の反応水流路１２３ａとが管継手１６１の部分で接続解除された状態にある。また、反応水流路１３４のバルブ１６３、反応水流路１２３ａのバルブ１６２、排出流路１２３ｂのバルブ１６４、及び、供給流路１２３ｃのバルブ１６６が閉鎖されている。
【０１３８】
この操作１１の初期状態においては、着脱式蓄熱容器１３０の化学蓄熱材１３１ａは、蓄熱後の状態にあり、本第２実施形態においては、酸化カルシウム（ＣａＯ）となっている。この状態において、反応容器１３１の反応水流路１３４と蒸発凝縮器１２３の反応水流路１２３ａとの接続・連通操作を行う。
【０１３９】
ステップ１４における接続・連通操作は、まず、操作１２において、反応水流路１３４と反応水流路１２３ａとを管継手１６１の部分で接続する。このことにより、蒸発凝縮器１２３が反応容器１３１に組み込まれ、反応容器１３１に反応水を供給する前段階となる。
【０１４０】
次に、操作１３において、排出流路１２３ｂのバルブ１６４を開放する。この状態においては、配管接続部１６５には空気が浸入しており外部環境と同じ大気圧下にある。
【０１４１】
次に、排出流路１２３ｂのバルブ１６４が開放された状態で、操作１４において、供給流路１２３ｃのバルブ１６６を開放する。このことにより、純水タンク（図示しない）から供給流路１２３ｃを介して純水が配管接続部１６５に流入する。この純水の流入により、配管接続部１６５内に残留する空気が排出流路１２３ｂを介して外部環境に押出される。このように、操作１４における配管接続部１６５内の排気操作により、配管接続部１６５内に純水が充填される。
【０１４２】
次に、操作１５において、配管接続部１６５内の空気が排除された段階で、排出流路１２３ｂのバルブ１６４を閉鎖する。配管接続部１６５内の空気が排除されるタイミングを決定する方法は、特に限定するものではなく、例えば、蓄熱管理システムの構成条件により予め設定した時間で管理するようにしてもよい。或いは、バルブ１６４の近傍の外部環境側に水センサーを配設して十分な水の存在を検知した段階で管理するようにしてもよい。
【０１４３】
次に、操作１６において、供給流路１２３ｃのバルブ１６６を閉鎖する。この状態においては、配管接続部１６５には、純水が充填されており微量の二酸化炭素も溶存していない。
【０１４４】
次に、操作１７において、反応水流路１２３ａのバルブ１６２を開放する。このことにより、配管接続部１６５に充填されている純水が蒸発凝縮器１２３内に回収され反応水として利用される。この純水には、微量の二酸化炭素も溶存しておらず、化学蓄熱材の劣化要因が化学蓄熱材に接触することがなく、安定した熱媒効果を維持することができる。
【０１４５】
次に、操作１８において、反応水流路１３４のバルブ１６３を開放する。このことにより、蒸発凝縮器１２３で発生した水蒸気が反応水流路１２３ａ及び反応水流路１３４を介して反応容器１３１内に流入し、化学蓄熱材１３１ａの水和反応が開始する。なお、化学蓄熱材１３１ａの水和反応を開始する前に上記第１実施形態と同様に、蒸発凝縮器１２３で発生する水蒸気の温度と圧力を調整して、化学蓄熱材１３１ａの水和反応による発熱温度を任意の温度に設定することができる。
【０１４６】
≪ステップ１５≫
ステップ１５は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器１３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備１２０に供給する工程である。このステップ１５は、上記第１実施形態におけるステップ５と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１４７】
≪ステップ１６≫
ステップ１６は、放熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱需要設備１２０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ１６は、上述のステップ１２と同様の操作をするものであり、ステップ１２の熱供給設備１１０を熱需要設備１２０に置き換えたものである。
【０１４８】
≪ステップ１７≫
ステップ１７は、放熱後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０に移送する工程である。このステップ１７は、上述のステップ１３と同様の操作をするものである。
【０１４９】
≪ステップ１８≫
ステップ１８は、移送後の着脱式蓄熱容器１３０を熱供給設備１１０に接続・連通する工程である。このステップ１８は、上述のステップ１４と同様の操作をするものであり、ステップ１４の熱需要設備１２０を熱供給設備１１０に置き換えたものである。
【０１５０】
第３実施形態：
次に、本発明に係る蓄熱管理システムの第３実施形態を説明する。本第３実施形態は、上記第１実施形態と同様に、熱供給設備２１０が放出する４００℃を超える高温の廃熱を着脱式蓄熱容器２３０に蓄熱し、この着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備２２０に供給する蓄熱管理システムに関するものである（図１参照）。
【０１５１】
本第３実施形態は、着脱式蓄熱容器２３０と熱供給設備２１０或いは熱需要設備２２０との間で、これらを接続する際に、配管接続部から反応水流路内に侵入する空気を排除する方法として、不活性ガスである窒素ガスを利用するものである（詳細は後述する）。
【０１５２】
本第３実施形態における着脱式蓄熱容器２３０と熱供給設備２１０（又は熱需要設備２２０）との関係は、上記第１実施形態に示す構成概略図（図３参照）と略同様である。但し、本第３実施形態においては、反応水流路接続部２６０の構成において上記第１実施形態と異なっている（詳細は後述する）。
【０１５３】
ここで、熱供給設備２１０（又は熱需要設備２２０）の蒸発凝縮器２１３（２２３）と着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１とが、反応水流路接続部２６０によって接続・連通される状態について説明する。
【０１５４】
図７は、本第３実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。反応水流路接続部２６０において、蒸発凝縮器２１３（２２３）の反応水流路２１３ａ（２２３ａ）と反応容器２３１の反応水流路２３４とは、管継手２６１によって接続・接続解除が行われる。
【０１５５】
また、反応水流路接続部２６０内の反応水流路２１３ａ（２２３ａ）の流路にはバルブ２６２が設けられ、このバルブ２６２の開閉によりバルブ２６２の前後において反応水流路２１３ａ（２２３ａ）の連通・連通解除が行われる。一方、反応容器２３１の反応水流路２３４の流路には、管継手２６１の近傍にバルブ２６３が設けられ、このバルブ２６３の開閉によりバルブ２６３の前後において反応水流路２３４の連通・連通解除が行われる。
【０１５６】
また、反応水流路接続部２６０内の反応水流路２１３ａ（２２３ａ）の流路は、バルブ２６２と管継手２６１との間から排出流路２１３ｂ（２２３ｂ）を介して着脱式蓄熱容器２３０の外部環境に開放されている。更に、反応水流路接続部２６０内の排出流路２１３ｂ（２２３ｂ）の流路にはバルブ２６４が設けられ、このバルブ２６４の開閉により反応水流路２１３ａ（２２３ａ）と外部環境との連通・連通解除が行われる。
【０１５７】
また、反応水流路接続部２６０内の反応水流路２１３ａ（２２３ａ）の流路は、バルブ２６２と管継手２６１との間であって、排出流路２１３ｂ（２２３ｂ）と異なる位置から供給流路２１３ｃ（２２３ｃ）を介して熱供給設備２１０（又は熱需要設備２２０）が具備する窒素ガスタンク（図示しない）に連通している。更に、反応水流路接続部２６０内の供給流路２１３ｃ（２２３ｃ）の流路にはバルブ２６６が設けられ、このバルブ２６６の開閉により反応水流路２１３ａ（２２３ａ）と窒素ガスタンクとの連通・連通解除が行われる。
【０１５８】
ここで、本第３実施形態に係る蓄熱管理システムにおいては、熱供給設備２１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器２３０に蓄熱する工程（ステップ２１）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０から連通解除・接続解除する工程（ステップ２２）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０に移送する工程（ステップ２３）、移送後の着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０に接続・連通する工程（ステップ２４）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器２３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備２２０に供給する工程（ステップ２５）、放熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０から連通解除・接続解除する工程（ステップ２６）、放熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０に移送する工程（ステップ２７）、及び、移送後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０に接続・連通する工程（ステップ２８）の各工程からなるサイクルを繰り返す。以下、これらの工程について説明する。
【０１５９】
≪ステップ２１≫
ステップ２１は、熱供給設備２１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器２３０に蓄熱する工程である。このステップ２１は、上記第１実施形態におけるステップ１と略同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１６０】
但し、このステップ２１においては、着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１が熱供給設備２１０の蒸発凝縮器２１３に接続されて（図３参照）、反応水流路２３４と反応水流路２１３ａとが連通している。この蓄熱段階においては、反応水流路２３４と反応水流路２１３ａとが管継手２６１により接続されている。また、反応水流路２３４のバルブ２６３と反応水流路２１３ａのバルブ２６２が開放されており、排出流路２１３ｂのバルブ２６４と供給流路２１３ｃのバルブ２６６が閉鎖されている（図７参照）。
【０１６１】
≪ステップ２２≫
ステップ２２は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ２２においては、着脱式蓄熱容器２３０の熱媒流路２３３と熱供給設備２１０の熱媒流路２１７とを熱媒流路接続部２４０及び２５０の部分で連通解除・接続解除する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１と熱供給設備２１０の蒸発凝縮器２１３とを反応水流路接続部２６０の部分で連通解除・接続解除する。
【０１６２】
ここでは、着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１と熱供給設備２１０の蒸発凝縮器２１３とを反応水流路接続部２６０の部分で切り離す操作について説明する。まず、蓄熱工程（ステップ２１）が終了した後の状態においては、反応水流路２３４と反応水流路２１３ａとが管継手２６１により接続されている。また、反応水流路２３４のバルブ２６３と反応水流路２１３ａのバルブ２６２が開放されており、排出流路２１３ｂのバルブ２６４と供給流路２１３ｃのバルブ２６６が閉鎖されている。
【０１６３】
ステップ２２における連通解除・接続解除の操作は、まず、反応水流路２３４のバルブ２６３と反応水流路２１３ａのバルブ２６２を閉鎖する。このことにより、反応水流路２３４と反応水流路２１３ａとが連通解除され反応水の流通が停止する。
【０１６４】
次に、排出流路２１３ｂのバルブ２６４を開放する。このことにより、バルブ２６２とバルブ２６３との間の反応水流路（以下「配管接続部２６５」という）が排出流路２１３ｂを介して外部環境に開放される。この状態で、配管接続部２６５には外部環境の空気が浸入するが、バルブ２６２とバルブ２６３とが閉鎖されていることにより、反応容器２３１及び蒸発凝縮器２１３の内部に空気が浸入することはない。
【０１６５】
次に、反応水流路２３４と反応水流路２１３ａとを接続する管継手２６１を接続解除すると共に、排出流路２１３ｂのバルブ２６４を閉鎖する。このことにより、着脱式蓄熱容器２３０が熱供給設備２１０から切り離され、この着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０の位置まで移送できる状態となる。
【０１６６】
≪ステップ２３≫
ステップ２３は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０から熱需要設備２２０に移送する工程である。このステップ２３は、上記第１実施形態におけるステップ３と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１６７】
≪ステップ２４≫
ステップ２４は、移送後の着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０に接続・連通する工程である。このステップ２４においては、着脱式蓄熱容器２３０の熱媒流路２３３と熱需要設備２２０の熱媒流路２２７とを熱媒流路接続部２４０及び２５０の部分で接続・連通する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１と熱需要設備２２０の蒸発凝縮器２２３とを反応水流路接続部２６０の部分で接続・連通する。
【０１６８】
ここでは、着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１と熱需要設備２２０の蒸発凝縮器２２３とを反応水流路接続部２６０の部分で接続・連通する操作について説明する。表３は、熱供給設備２１０から移送してきた着脱式蓄熱容器２３０の反応容器２３１を熱需要設備２２０の蒸発凝縮器２２３に接続・連通する各操作を示している。なお、表３においては、管継手の接続状態を○、管継手の接続解除状態を×で表し、バルブの開放状態を○、バルブの閉鎖状態を×で表す。
【０１６９】
【表３】
2015124946.tif 000005
【０１７０】
表３において、操作２１は、着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０から熱需要設備２２０まで移送し、熱需要設備２２０に接続する前の反応水流路の初期状態を示している（図７参照）。
【０１７１】
操作２１の初期状態においては、反応容器２３１の反応水流路２３４と蒸発凝縮器２２３の反応水流路２２３ａとが管継手２６１の部分で接続解除された状態にある。また、反応水流路２３４のバルブ２６３、反応水流路２２３ａのバルブ２６２、排出流路２２３ｂのバルブ２６４、及び、供給流路２２３ｃのバルブ２６６が閉鎖されている。
【０１７２】
この操作２１の初期状態においては、着脱式蓄熱容器２３０の化学蓄熱材２３１ａは、蓄熱後の状態にあり、本第３実施形態においては、酸化カルシウム（ＣａＯ）となっている。この状態において、反応容器２３１の反応水流路２３４と蒸発凝縮器２２３の反応水流路２２３ａとの接続・連通操作を行う。
【０１７３】
ステップ２４における接続・連通操作は、まず、操作２２において、反応水流路２３４と反応水流路２２３ａとを管継手２６１の部分で接続する。このことにより、蒸発凝縮器２２３が反応容器２３１に組み込まれ、反応容器２３１に反応水を供給する前段階となる。
【０１７４】
次に、操作２３において、排出流路２２３ｂのバルブ２６４を開放する。この状態においては、配管接続部２６５には空気が浸入しており外部環境と同じ大気圧下にある。
【０１７５】
次に、排出流路２２３ｂのバルブ２６４が開放された状態で、操作２４において、供給流路２２３ｃのバルブ２６６を開放する。このことにより、窒素ガスタンク（図示しない）から供給流路２２３ｃを介して窒素ガスが配管接続部２６５に流入する。この窒素ガスの流入により、配管接続部２６５内に残留する空気が排出流路２２３ｂを介して外部環境に押出される。このように、操作２４における配管接続部２６５内の排気操作により、配管接続部２６５内に窒素ガスが充填される。
【０１７６】
次に、操作２５において、配管接続部２６５内の空気が排除された段階で、排出流路２２３ｂのバルブ２６４を閉鎖する。配管接続部２６５内の空気が排除されるタイミングを決定する方法は、特に限定するものではなく、例えば、蓄熱管理システムの構成条件により予め設定した時間で管理するようにしてもよい。
【０１７７】
次に、操作２６において、供給流路２２３ｃのバルブ２６６を閉鎖する。この状態においては、配管接続部２６５には、窒素ガスのみが充填されており微量の二酸化炭素も存在していない。
【０１７８】
次に、操作２７において、反応水流路２２３ａのバルブ２６２及び反応水流路２３４のバルブ２６３を開放する。このことにより、蒸発凝縮器２２３で発生した水蒸気が反応水流路２２３ａ及び反応水流路２３４を介して反応容器２３１内に流入し、化学蓄熱材２３１ａの水和反応が開始する。
【０１７９】
ここで、配管接続部２６５に充填された窒素ガスが反応容器２３１内に流入する。しかし、この窒素ガスは不活性ガスであり化学蓄熱材２３１ａの劣化要因となることがなく、安定した熱媒効果を維持することができる。なお、化学蓄熱材２３１ａの水和反応を開始する前に上記第１実施形態と同様に、蒸発凝縮器２２３で発生する水蒸気の温度と圧力を調整して、化学蓄熱材２３１ａの水和反応による発熱温度を任意の温度に設定することができる。
【０１８０】
≪ステップ２５≫
ステップ２５は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器２３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備２２０に供給する工程である。このステップ２５は、上記第１実施形態におけるステップ５と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１８１】
≪ステップ２６≫
ステップ２６は、放熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱需要設備２２０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ２６は、上述のステップ２２と同様の操作をするものであり、ステップ２２の熱供給設備２１０を熱需要設備２２０に置き換えたものである。
【０１８２】
≪ステップ２７≫
ステップ２７は、放熱後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０に移送する工程である。このステップ２７は、上述のステップ２３と同様の操作をするものである。
【０１８３】
≪ステップ２８≫
ステップ２８は、移送後の着脱式蓄熱容器２３０を熱供給設備２１０に接続・連通する工程である。このステップ２８は、上述のステップ２４と同様の操作をするものであり、ステップ２４の熱需要設備２２０を熱供給設備２１０に置き換えたものである。
【０１８４】
第４実施形態：
次に、本発明に係る蓄熱管理システムの第４実施形態を説明する。本第４実施形態は、上記第１実施形態と同様に、熱供給設備３１０が放出する４００℃を超える高温の廃熱を着脱式蓄熱容器３３０に蓄熱し、この着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０まで移送して蓄熱した熱量Ｑを放熱して熱需要設備３２０に供給する蓄熱管理システムに関するものである（図１参照）。
【０１８５】
本第４実施形態は、着脱式蓄熱容器３３０と熱供給設備３１０或いは熱需要設備３２０との間で、これらを接続する際に、配管接続部から反応水流路内に侵入する空気を排除する方法として、減圧手段による真空引きを利用するものである（詳細は後述する）。
【０１８６】
本第４実施形態における着脱式蓄熱容器３３０と熱供給設備３１０（又は熱需要設備３２０）との関係は、上記第１実施形態に示す構成概略図（図３参照）と略同様である。但し、本第４実施形態においては、反応水流路接続部３６０の構成において上記第１実施形態と異なっている（詳細は後述する）。
【０１８７】
ここで、熱供給設備３１０（又は熱需要設備３２０）の蒸発凝縮器３１３（３２３）と着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１とが、反応水流路接続部３６０によって接続・連通される状態について説明する。
【０１８８】
図８は、本第４実施形態における反応水流路の接続を示す構成概略図である。反応水流路接続部３６０において、蒸発凝縮器３１３（３２３）の反応水流路３１３ａ（３２３ａ）と反応容器３３１の反応水流路３３４とは、管継手３６１によって接続・接続解除が行われる。
【０１８９】
また、反応水流路接続部３６０内の反応水流路３１３ａ（３２３ａ）の流路にはバルブ３６２が設けられ、このバルブ３６２の開閉によりバルブ３６２の前後において反応水流路３１３ａ（３２３ａ）の連通・連通解除が行われる。一方、反応容器３３１の反応水流路３３４の流路には、管継手３６１の近傍にバルブ３６３が設けられ、このバルブ３６３の開閉によりバルブ３６３の前後において反応水流路３３４の連通・連通解除が行われる。
【０１９０】
また、反応水流路接続部３６０内の反応水流路３１３ａ（３２３ａ）の流路は、バルブ３６２と管継手３６１との間から排出流路３１３ｂ（３２３ｂ）を介して真空ポンプ３６６に接続されている。また、反応水流路接続部３６０内の排出流路３１３ｂ（３２３ｂ）の流路にはバルブ３６４が設けられ、このバルブ３６４の開閉により反応水流路３１３ａ（３２３ａ）と真空ポンプ２５７との連通・連通解除が行われる。
【０１９１】
ここで、本第４実施形態に係る蓄熱管理システムにおいては、熱供給設備３１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器３３０に蓄熱する工程（ステップ３１）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０から連通解除・接続解除する工程（ステップ３２）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０に移送する工程（ステップ３３）、移送後の着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０に接続・連通する工程（ステップ３４）、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備３２０に供給する工程（ステップ３５）、放熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０から連通解除・接続解除する工程（ステップ３６）、放熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０に移送する工程（ステップ３７）、及び、移送後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０に接続・連通する工程（ステップ３８）の各工程からなるサイクルを繰り返す。以下、これらの工程について説明する。
【０１９２】
≪ステップ３１≫
ステップ３１は、熱供給設備３１０から発生する熱量Ｑを着脱式蓄熱容器３３０に蓄熱する工程である。このステップ３１は、上記第１実施形態におけるステップ１と略同様であり、ここでは説明を省略する。
【０１９３】
但し、このステップ３１においては、着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１が熱供給設備３１０の蒸発凝縮器２１３に接続されて（図３参照）、反応水流路３３４と反応水流路３１３ａとが連通している。この蓄熱段階においては、反応水流路３３４と反応水流路３１３ａとが管継手３６１により接続されている。また、反応水流路３３４のバルブ３６３と反応水流路３１３ａのバルブ３６２が開放されており、排出流路３１３ｂのバルブ３６４が閉鎖され、真空ポンプ３６６が停止している（図８参照）。
【０１９４】
≪ステップ３２≫
ステップ３２は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ３２においては、着脱式蓄熱容器３３０の熱媒流路３３３と熱供給設備３１０の熱媒流路３１７とを熱媒流路接続部３４０及び３５０の部分で連通解除・接続解除する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１と熱供給設備３１０の蒸発凝縮器３１３とを反応水流路接続部３６０の部分で連通解除・接続解除する。
【０１９５】
ここでは、着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１と熱供給設備３１０の蒸発凝縮器３１３とを反応水流路接続部３６０の部分で切り離す操作について説明する。まず、蓄熱工程（ステップ３１）が終了した後の状態においては、反応水流路３３４と反応水流路３１３ａとが管継手３６１により接続されている。また、反応水流路３３４のバルブ３６３と反応水流路３１３ａのバルブ３６２が開放されており、排出流路３１３ｂのバルブ３６４が閉鎖され、真空ポンプ３６６が停止している。
【０１９６】
ステップ３２における連通解除・接続解除の操作は、まず、反応水流路３３４のバルブ３６３と反応水流路３１３ａのバルブ３６２を閉鎖する。このことにより、反応水流路３３４と反応水流路３１３ａとが連通解除され反応水の流通が停止する。
【０１９７】
次に、排出流路３１３ｂのバルブ３６４を開放する。このことにより、バルブ３６２とバルブ３６３との間の反応水流路（以下「配管接続部３６５」という）が排出流路３１３ｂを介して外部環境に開放される。この状態で、配管接続部３６５には外部環境の空気が浸入するが、バルブ３６２とバルブ３６３とが閉鎖されていることにより、反応容器３３１及び蒸発凝縮器３１３の内部に空気が浸入することはない。
【０１９８】
次に、反応水流路３３４と反応水流路３１３ａとを接続する管継手３６１を接続解除すると共に、排出流路３１３ｂのバルブ３６４を閉鎖する。このことにより、着脱式蓄熱容器３３０が熱供給設備３１０から切り離され、この着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０の位置まで移送できる状態となる。
【０１９９】
≪ステップ３３≫
ステップ３３は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０から熱需要設備３２０に移送する工程である。このステップ３３は、上記第１実施形態におけるステップ３と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０２００】
≪ステップ３４≫
ステップ３４は、移送後の着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０に接続・連通する工程である。このステップ３４においては、着脱式蓄熱容器３３０の熱媒流路３３３と熱需要設備３２０の熱媒流路３２７とを熱媒流路接続部３４０及び３５０の部分で接続・連通する（詳細は省略する）。また、これと並行して、着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１と熱需要設備３２０の蒸発凝縮器３２３とを反応水流路接続部３６０の部分で接続・連通する。
【０２０１】
ここでは、着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１と熱需要設備３２０の蒸発凝縮器３２３とを反応水流路接続部３６０の部分で接続・連通する操作について説明する。表４は、熱供給設備３１０から移送してきた着脱式蓄熱容器３３０の反応容器３３１を熱需要設備３２０の蒸発凝縮器３２３に接続・連通する各操作を示している。なお、表４においては、管継手の接続状態を○、管継手の接続解除状態を×で表し、バルブの開放状態を○、バルブの閉鎖状態を×で表し、真空ポンプの作動状態を○、真空ポンプの停止状態を×で表す。
【０２０２】
【表４】
2015124946.tif 000006
【０２０３】
表４において、操作３１は、着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０から熱需要設備３２０まで移送し、熱需要設備３２０に接続する前の反応水流路の初期状態を示している（図８参照）。
【０２０４】
操作３１の初期状態においては、反応容器３３１の反応水流路３３４と蒸発凝縮器３２３の反応水流路３２３ａとが管継手３６１の部分で接続解除された状態にある。また、反応水流路３３４のバルブ３６３、反応水流路３２３ａのバルブ３６２、排出流路３２３ｂのバルブ３６４が閉鎖され、真空ポンプ３６６が停止している。
【０２０５】
この操作３１の初期状態においては、着脱式蓄熱容器３３０の化学蓄熱材３３１ａは、蓄熱後の状態にあり、本第４実施形態においては、酸化カルシウム（ＣａＯ）となっている。この状態において、反応容器３３１の反応水流路３３４と蒸発凝縮器３２３の反応水流路３２３ａとの接続・連通操作を行う。
【０２０６】
ステップ３４における接続・連通操作は、まず、操作３２において、反応水流路３３４と反応水流路３２３ａとを管継手３６１の部分で接続する。このことにより、蒸発凝縮器３２３が反応容器３３１に組み込まれ、反応容器３３１に反応水を供給する前段階となる。
【０２０７】
次に、操作３３において、排出流路３２３ｂのバルブ３６４を開放すると共に、真空ポンプ３６６を作動して真空引きを行う。この操作３３は、配管接続部３６５に侵入した空気を排除する排気操作である。
【０２０８】
次に、操作３４において、配管接続部３６５内の空気が排除された段階で、排出流路３２３ｂのバルブ３６４を閉鎖すると共に、真空ポンプ３６６を停止する。配管接続部３６５内の空気が排除されるタイミングを決定する方法は、特に限定するものではなく、例えば、蓄熱管理システムの構成条件により予め設定した時間で管理するようにしてもよい。この状態においては、配管接続部３６５内は真空状態にあり微量の二酸化炭素も存在していない。
【０２０９】
次に、操作３５において、反応水流路３２３ａのバルブ３６２及び反応水流路３３４のバルブ３６３を開放する。このことにより、蒸発凝縮器３２３で発生した水蒸気が反応水流路３２３ａ及び反応水流路３３４を介して反応容器３３１内に流入し、化学蓄熱材３３１ａの水和反応が開始する。なお、化学蓄熱材３３１ａの水和反応を開始する前に上記第１実施形態と同様に、蒸発凝縮器３２３で発生する水蒸気の温度と圧力を調整して、化学蓄熱材３３１ａの水和反応による発熱温度を任意の温度に設定することができる。
【０２１０】
≪ステップ３５≫
ステップ３５は、蓄熱後の着脱式蓄熱容器３３０から熱量Ｑを放熱して熱需要設備３２０に供給する工程である。このステップ３５は、上記第１実施形態におけるステップ５と同様であり、ここでは説明を省略する。
【０２１１】
≪ステップ３６≫
ステップ３６は、放熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱需要設備３２０から連通解除・接続解除する工程である。このステップ３６は、上述のステップ３２と同様の操作をするものであり、ステップ３２の熱供給設備３１０を熱需要設備３２０に置き換えたものである。
【０２１２】
≪ステップ３７≫
ステップ３７は、放熱後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０に移送する工程である。このステップ３７は、上述のステップ３３と同様の操作をするものである。
【０２１３】
≪ステップ３８≫
ステップ３８は、移送後の着脱式蓄熱容器３３０を熱供給設備３１０に接続・連通する工程である。このステップ３８は、上述のステップ３４と同様の操作をするものであり、ステップ３４の熱需要設備３２０を熱供給設備３１０に置き換えたものである。
【０２１４】
以上説明したように、本発明においては、蓄熱容器への蓄熱、蓄熱容器の保管や移送及び蓄熱容器からの放熱の各段階において、蓄熱容器内に化学蓄熱材の劣化要因となる二酸化炭素を含んだ空気などが混入することがなく、蓄熱温度及び放熱温度の温度域を広く確保すると共に安定で効率的な熱保管や熱移送を実現できる蓄熱管理システムを提供することができる。
【０２１５】
なお、本発明の実施にあたり、上記各実施形態に限らず次のような種々の変形例が挙げられる。
（１）上記各実施形態においては、いずれも、２つの蓄放熱設備を熱供給設備と熱需要設備とに区別し、熱供給設備から熱需要設備まで移送する熱移送（図１参照）について説明する。しかし、本発明は、これに限定されるものではなく、１つの蓄放熱設備（熱供給設備であると共に熱需要設備でもある）において、１つ又は２つ以上の着脱式蓄熱容器を利用して熱保管（図２参照）を行うようにしてもよい。この場合には、熱需要設備の近傍に設けられた保管庫に複数の着脱式蓄熱容器を保管し、熱需要設備の必要に応じて熱供給するようにしてもよい。
（２）上記各実施形態においては、いずれも、化学蓄熱材の脱水反応の際の凝縮器と水和反応の際の蒸発器とを一体のものとした蒸発凝縮器を採用するが、これに限定するものではなく、熱供給設備において脱水反応の際の凝縮器を採用せず、化学蓄熱材の脱水反応で発生した水蒸気を着脱式蓄熱容器の外部にそのまま放出するようにしてもよい。
（３）上記各実施形態においては、いずれも、化学蓄熱材の脱水反応の際の凝縮器と水和反応の際の蒸発器とを一体のものとした蒸発凝縮器を採用するが、これに限定するものではなく、熱需要設備において水和反応の際の蒸発器を採用せず、施設内の水蒸気配管からの水蒸気を着脱式蓄熱容器の内部に直接供給するようにしてもよい。更に、水蒸気ではなく着脱式蓄熱容器の内部に反応水を直接供給するようにしてもよい。但し、これらの場合においても反応水流路接続部の接続・連通操作は上記各実施形態と同様にして行うようにする。
（４）上記各実施形態においては、いずれも、熱供給設備が放出する廃熱の温度が４００℃を超える高温であり、この高温の廃熱を利用するために化学蓄熱材として水酸化カルシウム系蓄熱材を採用するものであるが、これに限定されるものではなく、熱供給設備が放出する熱量の温度に合わせて化学蓄熱材の種類を適宜選定することにより、様々な温度領域の熱量に対しても本発明を適用することができる。
（５）上記第１実施形態においては、反応水流路接続部の接続・連通操作の際の排気操作において、蒸発凝縮器で発生した水蒸気を使用するが、これに限定するものではなく、移送後の着脱式蓄熱容器３０を熱供給設備１０に接続・連通する工程（ステップ８）においては、反応容器内の化学蓄熱材の脱水反応で発生した水蒸気を使用して排気操作を行うようにしてもよい。この場合には、操作５において、反応水流路１３ａのバルブ６２を開放する代わりに、反応水流路３４のバルブ６３を開放するようにする。
（６）上記第１実施形態においては、化学蓄熱材の脱水反応の際の凝縮器と水和反応の際の蒸発器とを一体のものとした蒸発凝縮器を採用するが、これに限定するものではなく、これらの機器を別個の機器として採用するようにしてもよい。このように、蒸発凝縮器を分離した機器とする場合には、熱供給設備における脱水反応の際には単独の凝縮器を配設し、熱需要設備における水和反応の際には単独の蒸発器を配設するようにしてもよい。
【符号の説明】
【０２１６】
１０、２０、１１０、１２０、２１０、２２０、３１０、３２０…蓄放熱設備（熱供給設備又は熱需要設備）、
３０、１３０、２３０、３３０…着脱式蓄熱容器、
３１、１３１、２３１、３３１…反応容器、
３１ａ、１３１ａ、２３１ａ、３３１ａ…化学蓄熱材、
１１…熱供給部、２１…熱需要部、１２、２２、３２…熱交換器、
１３、２３、１１３、１２３、２１３、２２３、３１３、３２３…蒸発凝縮器、
１３ａ、２３ａ、１１３ａ、１２３ａ、２１３ａ、２２３ａ、３１３ａ、３２３ａ…反応水流路、
１３ｂ、２３ｂ、１１３ｂ、１２３ｂ、２１３ｂ、２２３ｂ、３１３ｂ、３２３ｂ…排出流路、
１１３ｃ、１２３ｃ、２１３ｃ、２２３ｃ…供給流路、
１４、２４…反応水タンク、１７、２７、３３…熱媒流路、
４０、５０、１４０、１５０、２４０、２５０、３４０、３５０…熱媒流路接続部、
６０、１６０、２６０、３６０…反応水流路接続部、
６１、１６１、２６１、３６１…管継手、
６２、６３、６４、１６２、１６３、１６４、２６２、２６３、２６４、２６６、３６２、３６３、３６４、…バルブ、
６５、１６５、２６５、３６５…配管接続部、
３６６…真空ポンプ、Ａ…保管庫、Ｑ…熱量。
【図１】
2015124946.tif 000007
【図２】
2015124946.tif 000008
【図３】
2015124946.tif 000009
【図４】
2015124946.tif 000010
【図５】
2015124946.tif 000011
【図６】
2015124946.tif 000012
【図７】
2015124946.tif 000013
【図８】
2015124946.tif 000014