(57)【要約】【課題】潜熱蓄熱において蓄熱に要する時間を短縮するとともに、大きな蓄熱量を得られるようにする。【解決手段】槽一端部から取り出した槽内の熱媒液Ｗを熱源装置２で冷却又は加熱して槽他端部から槽内に戻す蓄熱運転により槽内に冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱槽１を設け、潜熱蓄熱材Ｘを収容した蓄熱容器９を槽内の熱媒液Ｗに浸漬させる状態で蓄熱槽１の槽内に設置する潜熱蓄熱システムにおいて、蓄熱槽１を蓄熱運転において槽内に熱媒液Ｗの温度成層を形成する温度成層式の蓄熱槽にする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽一端部から取り出した槽内の熱媒液を熱源装置で冷却又は加熱して槽他端部から槽内に戻す蓄熱運転により槽内に冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱槽を設け、
潜熱蓄熱材を収容した蓄熱容器を槽内の熱媒液に浸漬させる状態で前記蓄熱槽の槽内に設置してある潜熱蓄熱システムであって、
前記蓄熱槽を前記蓄熱運転において槽内に熱媒液の温度成層を形成する温度成層式の蓄熱槽にしてある潜熱蓄熱システム。
【請求項２】
前記蓄熱槽を、複数の液槽を直列に接続した槽構成で、その直列接続列の列方向一端部から取り出した槽内の熱媒液を前記熱源装置で冷却又は加熱して前記直列接続列の列方向他端部から槽内へ戻す形態での前記蓄熱運転において熱媒液の一連の温度成層を複数の前記液槽にわたらせた状態でそれら液槽の槽内に形成する連結型の温度成層式蓄熱槽にし、
熱媒液の温度成層を槽内に形成する複数の前記液槽のうち一部数の液槽の槽内に前記蓄熱容器を設置してある請求項１記載の潜熱蓄熱システム。
【請求項３】
前記蓄熱運転の際に、前記熱源装置から前記蓄熱槽に戻す熱媒液の温度を設定温度に保ち、かつ、前記熱源装置の冷却負荷又は加熱負荷を設定負荷に保つように、前記蓄熱槽から前記熱源装置に送る熱媒液の流量をその送り熱媒液の温度に応じて調整する制御手段を設けてある請求項１又は２記載の潜熱蓄熱システム。
【請求項４】
前記蓄熱槽の槽底に架台を設置して槽底と架台上面部との間に隙間を形成し、
複数の前記蓄熱容器を収容した多孔構造の収容容器を前記架台の上面部に積層状態で載置して多数の蓄熱容器を前記蓄熱槽の槽内に設置してある請求項１〜３のいずれか１項に記載の潜熱蓄熱システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は潜熱蓄熱システムに関し、詳しくは、槽一端部から取り出した槽内の熱媒液を熱源装置で冷却又は加熱して槽他端部から槽内に戻す蓄熱運転により槽内に冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱槽を設け、潜熱蓄熱材を収容した蓄熱容器を槽内の熱媒液に浸漬させる状態で前記蓄熱槽の槽内に設置してある潜熱蓄熱システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記の如き潜熱蓄熱システムでは、潜熱蓄熱材を収容した蓄熱容器を蓄熱槽の槽内に設置してシステムを構築するのに、その蓄熱槽を、蓄熱運転などの槽運転において槽内の熱媒液を槽内のほぼ全域にわたる熱媒液混合を伴う流動形態で槽内流動させる混合式の蓄熱槽にしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この従来の潜熱蓄熱システムでは、槽一端部から取り出した槽内の熱媒液を熱源装置で冷却して槽他端部から槽内に戻す冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合、次の如く蓄熱が進行する。
【０００４】
蓄熱運転の開始後、熱媒液の槽内流動に伴う槽内全域にわたっての熱媒液混合のため、熱源装置（冷凍機）からの冷却熱媒液（例えば４℃）の戻りに伴い、図６に示す如く、蓄熱槽における槽内の熱媒液温度ｔが潜熱蓄熱材の温度低下を伴いながら槽内全域について均一に低下していき、この温度低下において潜熱蓄熱材が相変化温度ｔｍ（例えば６〜７℃）に至ると、槽内の全域について潜熱蓄熱材の相変化が始まり、その槽内全域についての潜熱蓄熱材の相変化に大量の冷熱を要する為、その後、熱源装置からの冷却熱媒液の戻りにかかわらず、槽内の熱媒液温度ｔが槽内全域について潜熱蓄熱材の相変化温度ｔｍに近い温度に均一に保たれた状態で潜熱蓄熱材の相変化が進む。
【０００５】
そして、蓄熱容器中における潜熱蓄熱材の相変化がある程度まで進むと、熱媒液と潜熱蓄熱材との間での熱交換効率の低下の為、熱媒液の槽内流動に伴う槽内全域にわたっての熱媒液混合の下で、熱源装置からの冷却熱媒液の戻りに伴い槽内の熱媒液温度ｔが槽内全域について再び均一に低下し始める。
【０００６】
つまり、従来の潜熱蓄熱システムでは、槽内の熱媒液温度ｔが槽内全域について潜熱蓄熱材の相変化温度ｔｍに近い温度に保たれた状態（すなわち、槽内全域について槽内熱媒液と潜熱蓄熱材との温度差が小さいままの状態）で潜熱蓄熱材の相変化が進められるため、熱媒液と潜熱蓄熱材との温度差が重要な決定要因となる潜熱蓄熱材の相変化速度が小さなものに制限されてしまい、この為、潜熱蓄熱材の相変化による蓄熱に長時間を要する問題があった。
【０００７】
また、上記の如く蓄熱運転の開始後、槽内の熱媒液温度ｔが槽内全域について均一に低下していくため、蓄熱槽から熱源装置に送る熱媒液の温度も蓄熱運転の開始後から槽内における熱媒液温度ｔの低下と同調的に低下していく形態になって、熱源装置に送る熱媒液が蓄熱運転の開始後における早い時期に低温化し、この為、蓄熱運転の開始後における早い時期から熱源装置が部分負荷運転の状態になって熱源装置での単位時間当たりの冷却量（換言すれば、単位時間当たりの冷熱蓄熱量）が小さなものに制限されてしまい、このことからも蓄熱に要する時間が長くなる問題があった。
【０００８】
しかも、従来の潜熱蓄熱システムでは、前記の如く潜熱蓄熱材の相変化がある程度まで進むと槽内の熱媒液温度ｔが槽内全域について均一な状態で再び低下し始めるため、蓄熱槽から熱源装置に送る熱媒液の温度が槽内における熱媒液温度の低下と同調的に低下することにおいて潜熱蓄熱材の相変化が未だ完全には完了していない時点で熱源装置の運転下限温度ｔｓに至って熱源装置が停止すると、蓄熱槽の槽内全域について潜熱蓄熱材の相変化が未だ完全に完了していない状態で蓄熱運転の終了に至ってしまい、このことで蓄熱量が小さなものに制限されてしまう問題もあった。
【０００９】
なお、従来の潜熱蓄熱システムでは、槽一端部から取り出した槽内の熱媒液を熱源装置で加熱して槽他端部から槽内に戻す温熱蓄熱の蓄熱運転の場合についても、上記と同様の理由で、蓄熱に長時間を要し、また、蓄熱量が小さなものに制限される問題があった。
【００１０】
この実情に鑑み、本発明の主たる課題は、合理的な蓄熱形態を採ることにより上記問題を効果的に解消する点にある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
〔１〕請求項１に係る発明は潜熱蓄熱システムに係り、その特徴は、
槽一端部から取り出した槽内の熱媒液を熱源装置で冷却又は加熱して槽他端部から槽内に戻す蓄熱運転により槽内に冷熱又は温熱を蓄熱する蓄熱槽を設け、
潜熱蓄熱材を収容した蓄熱容器を槽内の熱媒液に浸漬させる状態で前記蓄熱槽の槽内に設置する潜熱蓄熱システムにおいて、
前記蓄熱槽を前記蓄熱運転において槽内に熱媒液の温度成層を形成する温度成層式の蓄熱槽にしてある点にある。
【００１２】
つまり、この構成によれば、槽一端部から取り出した槽内の熱媒液を熱源装置で冷却又は加熱して槽他端部から槽内に戻す蓄熱運転において蓄熱槽の槽内に熱媒液の温度成層を形成するから、熱源装置において熱媒液を冷却する冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合、蓄熱運転の開始後、熱源装置からの冷却熱媒液の戻り部である槽他端部の側ほど、熱源装置からの冷却熱媒液の戻りによる槽内熱媒液温度の低下が早く進む形態になり、このことから、例えば図４に示す如き槽内の３箇所Ａ〜Ｃ、すなわち、熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻り部（槽他端部）に近い入口近傍箇所Ａと、熱源装置への熱媒液Ｗの取り出し部（槽一端部）に近い出口近傍箇所Ｃと、それら２箇所Ａ，Ｃの間の中央に位置する中央近傍箇所Ｂとの３箇所について見た場合、それら３箇所Ａ〜Ｃ夫々における熱媒液温度ｔａ〜ｔｃは蓄熱運転の開始後、図５に示す如く変化する。
【００１３】
入口近傍箇所Ａの熱媒液温度ｔａは、蓄熱運転の開始後、熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻りに伴い他の２箇所Ｂ，Ｃの熱媒液温度ｔｂ，ｔｃよりも大きな速度で低下していき、その温度低下で入口近傍箇所Ａの付近にある潜熱蓄熱材Ｘが相変化温度ｔｍに至って相変化を開始すると、その相変化に冷熱を要するため入口近傍箇所Ａの熱媒液温度ｔａは低下速度が若干小さくなるが、この相変化は入口近傍箇所Ａの付近にある潜熱蓄熱材Ｘのみの相変化であって、その相変化に要する冷熱量は熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻りにより供給される冷熱量に比べ小さいため、入口近傍箇所Ａの熱媒液温度ｔａは入口近傍箇所Ａの付近にある潜熱蓄熱材Ｘの相変化中も比較的大きな速度で低下し続け、これにより、入口近傍箇所Ａの付近では槽内熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの温度差（＝ｔｍ−ｔａ）が大きく確保された状態で、潜熱蓄熱材Ｘの相変化が進む。
【００１４】
その後、入口近傍箇所Ａの付近にある潜熱蓄熱材Ｘの相変化がある程度まで進むと、熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの間での熱交換効率の低下の為、入口近傍箇所Ａの熱媒液温度ｔａは再び大きな速度で低下するが、出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃ（換言すれば、蓄熱槽から熱源装置に送る熱媒液の温度）が熱源装置の運転下限温度ｔｓよりも未だかなり高温であることから熱源装置の停止に至ることはなく、また、熱源装置が部分負荷運転の状態になることも効果的に防止され、これにより、入口近傍箇所Ａの付近では槽内熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの温度差（＝ｔｍ−ｔａ）が一層大きく確保された状態で潜熱蓄熱材Ｘの相変化が最終段階まで進められる。
【００１５】
一方、中間近傍箇所Ｂの熱媒液温度ｔｂは、槽内における温度成層の形成のため入口近傍箇所Ａの熱媒液温度ｔａに比べ低下の開始が遅れるとともに、槽内における回避し得ないある程度の熱媒液混合の進行のため全体的に低下速度も入口近傍箇所Ａの熱媒液温度ｔａに比べ小さくなるが、出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃと比べれば、その度合いは小さくて、蓄熱運転の開始後、熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻りに伴い出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃよりも大きな速度で低下していき、その温度低下で中央近傍箇所Ｂの付近にある潜熱蓄熱材Ｘが相変化温度ｔｍに至って相変化を開始すると、その相変化に冷熱を要するため中央近傍箇所Ｂの熱媒液温度ｔｂは低下速度が若干小さくなるが、入口近傍箇所Ａの場合と同様、この相変化は中央近傍箇所Ｂの付近にある潜熱蓄熱材Ｘのみの相変化であって、その相変化に要する冷熱量は熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻りにより供給される冷熱量に比べ小さいため、中央近傍箇所Ｂの熱媒液温度ｔｂは中央近傍箇所Ｂの付近にある潜熱蓄熱材Ｘの相変化中も比較的大きな速度で低下し続け、これにより、中央近傍箇所Ｂの付近では入口近傍箇所Ａの付近に続き、槽内熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの温度差（＝ｔｍ−ｔｂ）が大きく確保された状態で、潜熱蓄熱材Ｘの相変化が進む。
【００１６】
その後、中央近傍箇所Ｂの付近にある潜熱蓄熱材Ｘの相変化がある程度まで進むと、熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの間での熱交換効率の低下の為、中央近傍箇所Ｂの熱媒液温度ｔｂは再び大きな速度で低下するが、入口近傍箇所Ａの場合と同様、出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃ（蓄熱槽から熱源装置に送る熱媒液の温度）が熱源装置の運転下限温度ｔｓよりも未だかなり高温であることから熱源装置の停止に至ることはなく、また、熱源装置が部分負荷運転の状態になることも効果的に防止され、これにより、入口近傍箇所Ｂの付近では入口近傍箇所Ａの付近に続き、槽内熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの温度差（＝ｔｍ−ｔｂ）が一層大きく確保された状態で潜熱蓄熱材Ｘの相変化が最終段階まで進められる。
【００１７】
これに対し、出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃは、槽内における温度成層の形成のため中央近傍箇所Ｂの熱媒液温度ｔｂに比べ低下の開始がさらに遅れるとともに、槽内における回避し得ないある程度の熱媒液混合の一層の進行のため全体的に低下速度も中央近傍箇所Ｂの熱媒液温度ｔｃに比べさらに小さくなり、蓄熱運転の開始後、熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻りに伴い比較的小さな速度で低下していき、その温度低下で出口近傍箇所Ｃの付近にある潜熱蓄熱材Ｘが相変化温度ｔｍに至って相変化を開始すると、その相変化に冷熱を要するため出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃはさらに低下速度が小さくなるが、他の２箇所Ａ，Ｂの場合と同様に、この相変化は出口近傍箇所Ｃの付近にある潜熱蓄熱材Ｘのみの相変化であって、その相変化に要する冷熱量は熱源装置からの冷却熱媒液Ｗの戻りにより供給される冷熱量に比べ小さいため、出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃは、潜熱蓄熱材Ｘの相変化を槽内全域について同時に進める場合に比べれば大きな速度を保って、出口近傍箇所Ｃの付近にある潜熱蓄熱材Ｘの相変化中も低下を続ける。
【００１８】
また、その後、出口近傍箇所Ｃの付近にある潜熱蓄熱材Ｘの相変化がある程度まで進むと、熱媒液Ｗと潜熱蓄熱材Ｘとの間での熱交換効率の低下の為、出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃは再び大きな速度で低下するようになり、そして、これら相変化中における出口近傍箇所Ｃの熱媒液温度ｔｃの低下（すなわち、熱源装置に送る熱媒液Ｗの温度低下）により熱源装置が部分負荷運転の状態に至ったり、運転停止に至るようになるが、その時点において、潜熱蓄熱材Ｘの相変化が途中の状態にあるのは出口近傍箇所Ｃの付近だけであり、槽内における入口近傍箇所Ａの付近及び中央近傍箇所Ｂの付近については潜熱蓄熱材Ｘの相変化が既に完了した状態にある。
【００１９】
以上の説明から明らかなように、上記構成によれば、槽内熱媒液と潜熱蓄熱材との温度差を大きく確保して潜熱蓄熱材の相変化速度を大きくすることができ、また、熱源装置が蓄熱運転の開始後の早い時期に部分負荷運転の状態になることも効果的に防止することができ、これらのことにより、先述した従来システムに比べ蓄熱に要する時間を効果的に短縮することができる。
【００２０】
そしてまた、従来システムの如く蓄熱槽の槽内全域について潜熱蓄熱材の相変化が未だ完全に完了していない状態で熱源装置が停止して蓄熱運転の終了に至ってしまうことも効果的に防止することができ、これにより、蓄熱量も効果的に増大させることができる。
【００２１】
なお、請求項１に係る発明によれば、熱源装置において熱媒液を加熱する温熱蓄熱の蓄熱運転の場合についても、上記と同様の効果を得ることができる。
【００２２】
〔２〕請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記蓄熱槽を、複数の液槽を直列に接続した槽構成で、その直列接続列の列方向一端部から取り出した槽内の熱媒液を前記熱源装置で冷却又は加熱して前記直列接続列の列方向他端部から槽内へ戻す形態での前記蓄熱運転において熱媒液の一連の温度成層を複数の前記液槽にわたらせた状態でそれら液槽の槽内に形成する連結型の温度成層式蓄熱槽にし、
熱媒液の温度成層を槽内に形成する複数の前記液槽のうち一部数の液槽の槽内に前記蓄熱容器を設置してある点にある。
【００２３】
つまり、請求項１に係る発明の実施において連結型の温度成層式蓄熱槽を用いる場合であって、その連結型の温度成層式蓄熱槽を形成する直列接続の液槽のうち熱媒液の温度成層を槽内に形成する複数の液槽の全てに蓄熱容器を槽内設置すると、得られる蓄熱能力が過大となって設備コストに無駄が生じるような場合、上記の如く熱媒液の温度成層を槽内に形成する複数の液槽のうちの一部数の液槽に対してのみ蓄熱容器を槽内設置するようにすれば、また、その一部数として適当な液槽数を選定するようにすれば、所要の蓄熱能力を過不足無く得ることができて設備コストの無駄を回避することができる。
【００２４】
そして特に、潜熱蓄熱材を用いない単なる水蓄熱槽として使用していた既設の連結型温度成層式蓄熱槽を利用しながら、請求項１に係る発明の実施により蓄熱能力を必要分だけ増大させるシステム更新の場合に極めて有効である。
【００２５】
〔３〕請求項３に係る発明は、請求項１又は２に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記蓄熱運転の際に、前記熱源装置から前記蓄熱槽に戻す熱媒液の温度を設定温度に保ち、かつ、前記熱源装置の冷却負荷又は加熱負荷を設定負荷に保つように、前記蓄熱槽から前記熱源装置に送る熱媒液の流量をその送り熱媒液の温度に応じて調整する制御手段を設けてある点にある。
【００２６】
つまり、温度成層式の蓄熱槽では、槽内に熱媒液の良好な温度成層を形成する上で、蓄熱運転において熱源装置から蓄熱槽の槽他端部（請求項２に係る発明では前記直列接続列における列方向の他端部）に戻す熱媒液の温度を設定温度に安定的に維持することが要求されるが、上記構成において、設定負荷として熱源装置の許容最大負荷ないしそれに近い負荷を設定しておけば、蓄熱槽から熱源装置に送る熱媒液の温度変化に応じた送り熱媒液の流量調整により、熱源装置の冷却負荷や加熱負荷を熱源装置の許容最大負荷ないしそれに近い負荷に保つようにしながら（換言すれば、熱源装置を最大出力ないしそれに近い出力で継続的に運転して単位時間当たりの蓄熱量を大きく保つようにしながら）、蓄熱槽の槽他端部に戻す熱媒液の温度を設定温度に安定的に維持することができ、これにより、蓄熱に要する時間を一層効果的に短縮することができる。
【００２７】
〔４〕請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項に係る発明の実施に好適な実施形態を特定するものであり、その特徴は、
前記蓄熱槽の槽底に架台を設置して槽底と架台上面部との間に隙間を形成し、複数の前記蓄熱容器を収容した多孔構造の収容容器を前記架台の上面部に積層状態で載置して多数の蓄熱容器を前記蓄熱槽の槽内に設置してある点にある。
【００２８】
つまり、この構成によれば、蓄熱運転などの槽運転において架台上における収容容器の積層域に対し槽内熱媒液を通過させるのに、槽底と架台上面部との間の上記隙間を収容容器の積層域に対して熱媒液を上向きに送り出す液送出室、又は、収容容器の積層域から熱媒液を下向きに集合させる液集合室にした状態で、架台上における収容容器の積層域（すなわち、多数の蓄熱容器の設置域）に対し、槽内熱媒液を均等な状態で上向き又は下向きに安定的に通過させることができ、これにより、蓄熱槽の槽内に熱媒液の良好な温度成層を効果的かつ確実に形成することができて、請求項１に係る発明による前述の効果を一層確実に得ることができる。
【００２９】
また、多数の蓄熱容器を蓄熱槽の槽内に設置するのに、複数の蓄熱容器を収容した多孔構造の収容容器を架台上に積層状態で載置するから、槽外で複数の蓄熱容器を予め収容した収容容器を順次、槽内に搬入するようにして、収容容器を運搬容器に利用した形態で多数の蓄熱容器を能率良く容易に槽内に搬入設置することができ、これにより、システムの必要施工期間を短縮し得るとともに、システムコストを安価にすることができ、特に、潜熱蓄熱材を用いない単なる水蓄熱槽として使用していた既設の蓄熱槽を利用しながら、請求項１に係る発明の実施により蓄熱能力を増大させるシステム更新の場合に極めて有効である。
【００３０】
【発明の実施の形態】
〔第１実施形態〕
図１は潜熱蓄熱システムを示し、１は蓄熱槽、２は熱源装置としての冷凍機、３は負荷装置（例えば空調機やファンコイルユニット）であり、このシステムでは、蓄熱運転において熱源側循環路４を通じ蓄熱槽１と冷凍機２との間で熱媒液Ｗ（例えば水）を循環させることにより、冷凍機１の発生冷熱を蓄熱槽１に蓄熱し、一方、放熱運転において負荷側循環路５を通じ蓄熱槽１と負荷装置３との間で熱媒液Ｗを循環させることにより、先の蓄熱運転において蓄熱槽１に蓄熱した冷熱を負荷装置３で消費する。
【００３１】
蓄熱槽１は複数の液槽１ａ〜１ｅを直列に接続した連結型の温度成層式蓄熱槽であり、蓄熱運転では、図中実線の矢印で示す如く、液槽１ａ〜１ｅの直列接続列における列方向一端の液槽１ａ（すなわち、蓄熱槽１の槽一端部）から取り出した槽内の熱媒液Ｗを冷凍機２で冷却して上記直列接続列における列方向他端の液槽１ｅ（すなわち、蓄熱槽１の槽他端部）に戻すことに伴い、直列接続列における列方向両端の取出用及び戻し用の液槽１ａ，１ｅを除いた液槽１ｂ〜１ｄの夫々において液槽内の熱媒液Ｗを液槽内のほぼ全域にわたり均等かつ安定的な状態で上向きに槽内流動させ、これにより、液槽１ａ〜１ｅの直列接続列における列方向他端を低温端とし、かつ、列方向一端を高温端とする熱媒液Ｗの一連の温度成層を複数の液槽１ｂ〜１ｄにわたらせた状態でそれら液槽１ｂ〜１ｄの槽内に形成しながら、直列接続列の列方向他端（低温端）の側に位置する液槽から順次にその槽内に冷熱を蓄熱していく。
【００３２】
また、放熱運転では逆に、図中破線の矢印で示す如く、液槽１ａ〜１ｅの直列接続列における列方向他端の液槽１ｅから取り出した槽内の熱媒液Ｗを負荷装置３で冷熱放熱させた後、上記直列接続列における列方向一端の液槽１ａに戻すことに伴い、直列接続列における列方向両端の取出用及び戻し用の液槽１ａ，１ｅを除いた液槽１ｂ〜１ｄの夫々において液槽内の熱媒液Ｗを液槽内のほぼ全域にわたり均等かつ安定的な状態で下向きに槽内流動させ、これにより、複数の液槽１ｂ〜１ｄにわたる熱媒液Ｗの一連の温度成層を保つように、負荷装置３からの戻り熱媒液Ｗによる槽内熱媒液Ｗの高温化を直列接続列の列方向一端（高温端）の側に位置する液槽から順次に進めていく形態で、先の蓄熱運転において蓄熱槽１の槽内に蓄熱した冷熱を消費していく。
【００３３】
そして、本実施形態では上記した連結型の温度成層式蓄熱槽１として、具体的には、上記列方向他端の側に位置して上端部に横向きの上部水路６ａを形成する堰６と、上記列方向一端の側に位置して下端部に横向きの下部水路７ａを形成する逆堰７とにより、それら堰６，７の間に垂直水路８を形成して、隣合う液槽１ａ〜１ｄどうしを横向きの上部水路６ａと垂直水路８と横向きの下部水路７ａとからなる一連の連通水路を通じて連通させた構造のもぐり堰方式（ないし、改良もぐり堰方式）の蓄熱槽を採用している。
【００３４】
また、この蓄熱槽１は水蓄熱槽として使用していた既設の蓄熱槽をシステム更新の際に潜熱蓄熱用の蓄熱槽に改造したものであり、その改造として、液槽１ａ〜１ｅのうち、それら液槽の直列接続列における列方向他端（低温端）から２番目及び３番目の液槽１ｄ，１ｃの槽内には、図１，図２に示す如く潜熱蓄熱用の多数の蓄熱容器９を設置してある。
【００３５】
蓄熱容器９はビニル袋状のもので、その容器内には、負荷装置３で必要とする低温熱媒液Ｗの温度ないしその付近の温度（例えば６〜７℃）を固相と液相との間の相変化温度ｔｍとする冷熱蓄熱用の潜熱蓄熱材Ｘを収容してあり、システム更新において、この蓄熱容器９を液槽１ｃ，１ｄの槽内に設置する改造を施すことで、潜熱蓄熱を可能にして蓄熱槽全体としての蓄熱能力を必要分だけ増大させる。また、熱媒液Ｗの温度成層を形成する液槽１ｃ，１ｄの槽内に蓄熱容器９を設置して潜熱蓄熱を可能にすることにより、いわゆる混合式蓄熱槽の槽内に蓄熱容器９を設置して潜熱蓄熱を可能にするに比べ、短時間の蓄熱運転で大量の冷熱を蓄熱し得るとともに、放熱運転において負荷装置３に対し必要温度の低温熱媒液Ｗを温度変動の少ない状態で安定的に供給し得る更新システムを得る。
【００３６】
システム更新において蓄熱容器９を液槽１ｃ，１ｄの槽内に設置するにあたっては、同図１，図２に示す如く、先ず、液槽１ｃ，１ｄの槽底に架台１０を設置して槽底と架台上面部１０ａとの間に隙間Ｓを形成し、その後、槽外で多数の蓄熱容器９を予め収容したカゴ状の収容容器１１を順次、液槽１ｃ，１ｄに搬入して、それら収容容器１１を架台１０における多孔状の上面部１０ａに積層状態で載置することで、多数の蓄熱容器９を液槽１ｃ，１ｄの槽内に設置しており、これにより、蓄熱運転では、架台１０上における収容容器１１の積層域に対し槽内熱媒液Ｗを通過させるのに、槽底と架台上面部１０ａとの間の隙間Ｓを収容容器１１の積層域に対して熱媒液Ｗを上向きに送り出す液送出室にした状態で、架台１０上における収容容器１１の積層域（すなわち、多数の蓄熱容器９の設置域）に対し、槽内熱媒液Ｗを均等な状態で上向きに安定的に通過させ得るように、また、放熱運転では、その隙間Ｓを収容容器１１の積層域から熱媒液Ｗを下向きに集合させる液集合室にした状態で、架台１０上における収容容器１１の積層域に対し、槽内熱媒液Ｗを均等な状態で下向きに安定的に通過させ得るようにしてある。
【００３７】
Ｐ１は蓄熱運転において蓄熱槽１と冷凍機２との間で熱媒液Ｗを循環させる熱源側循環ポンプ、Ｐ２は放熱運転において蓄熱槽１と負荷装置３との間で熱媒液Ｗを循環させる負荷側循環ポンプ、また、１２は冷凍機１の発停や各循環ポンプＰ１，Ｐ２の発停などシステムの運転制御を司る制御器であり、この制御器１２はシステムの運転制御のうちの一つとして、温度センサ１３により検出される冷凍機２への送り熱媒液Ｗの温度ｔｉ、及び、予め入力されている参照データに基づき、蓄熱運転において冷凍機２から蓄熱槽１に戻す熱媒液Ｗの温度ｔｏを設定温度（例えば４℃）に保ち、かつ、冷凍機２の冷却負荷を冷凍機２の許容最大負荷ないしそれに近い負荷に保つように、蓄熱槽１から冷凍機２に送る熱媒液Ｗの流量をその送り熱媒液Ｗの温度ｔｉに応じ熱源側循環ポンプＰ１に対するインバータ制御により調整する。
【００３８】
〔第２実施形態〕
図３は蓄熱運転において温熱を蓄熱槽２１に蓄熱する潜熱蓄熱システムを示し、蓄熱槽２１は複数の液槽２１ａ〜２１ｅを直列に接続した連結型の温度成層式蓄熱槽であり、蓄熱運転では、図中実線の矢印で示す如く、液槽２１ａ〜２１ｅの直列接続列における列方向一端の液槽２１ａから取り出した槽内の熱媒液Ｗ（例えば水）をヒートポンプ２２で加熱して上記直列接続列における列方向他端の液槽２１ｅに戻すことに伴い、直列接続列における列方向両端の取出用及び戻し用の液槽２１ａ，２１ｅを除いた液槽２１ｂ〜２１ｄの夫々において液槽内の熱媒液Ｗを液槽内のほぼ全域にわたり均等かつ安定的な状態で下向きに槽内流動させ、これにより、液槽２１ａ〜２１ｅの直列接続列における列方向他端を高温端とし、かつ、列方向一端を低温端とする熱媒液Ｗの一連の温度成層を複数の液槽２１ｂ〜２１ｄにわたらせた状態でそれら液槽２１ｂ〜２１ｄの槽内に形成しながら、直列接続列の列方向他端（高温端）の側に位置する液槽から順次にその槽内にヒートポンプ２２の発生温熱を蓄熱していく。
【００３９】
また、放熱運転では逆に、図中破線の矢印で示す如く、液槽２１ａ〜２１ｅの直列接続列における列方向他端の液槽２１ｅから取り出した槽内の熱媒液Ｗを負荷装置３で温熱放熱させた後、上記直列接続列における列方向一端の液槽２１ａに戻すことに伴い、直列接続列における列方向両端の取出用及び戻し用の液槽２１ａ，２１ｅを除いた液槽２１ｂ〜２１ｄの夫々において液槽内の熱媒液Ｗを液槽内のほぼ全域にわたり均等かつ安定的な状態で上向きに槽内流動させ、これにより、複数の液槽２１ｂ〜２１ｄにわたる熱媒液Ｗの一連の温度成層を保つように、負荷装置３からの戻り熱媒液Ｗによる槽内熱媒液Ｗの低温化を直列接続列の列方向一端（低温端）の側に位置する液槽から順次に進めていく形態で、先の蓄熱運転において蓄熱槽２１の槽内に蓄熱した温熱を消費していく。
【００４０】
そして、本実施形態では上記した連結型の温度成層式蓄熱槽２１として、具体的には、上記列方向他端の側に位置して下端部に横向きの下部水路２６ａを形成する逆堰２６と、上記列方向一端の側に位置して上端部に横向きの上部水路２７ａを形成する堰２７とにより、それら堰２６，２７の間に垂直水路２８を形成して、隣合う液槽２１ｂ〜２１ｅどうしを横向きの下部水路２６ａと垂直水路２８と横向きの上部水路２７ａとからなる一連の連通水路を通じて連通させた構造のもぐり堰方式（ないし、改良もぐり堰方式）の蓄熱槽を採用している。
【００４１】
液槽２１ａ〜２１ｅのうち、それら液槽の直列接続列における列方向他端（高温端）から３番目及び４番目の液槽２１ｃ，２１ｂの槽内には、潜熱蓄熱用の多数の蓄熱容器２９を設置し、その蓄熱容器２９の容器内には、負荷装置３で必要とする高温熱媒液Ｗの温度ないしその付近の温度を固相と液相との間の相変化温度ｔｍ′とする温熱蓄熱用の潜熱蓄熱材Ｘ′を収容してあり、これにより、温度成層式の蓄熱槽２１において潜熱蓄熱による温熱蓄熱を可能にしてある。
【００４２】
１２′はヒートポンプ２１の発停や各循環ポンプＰ１，Ｐ２の発停などシステムの運転制御を司る制御器であり、この制御器１２′はシステムの運転制御のうちの一つとして、温度センサ１３′により検出されるヒートポンプ２２への送り熱媒液Ｗの温度ｔｉ、及び、予め入力されている参照データに基づき、蓄熱運転においてヒートポンプ２２から蓄熱槽２１に戻す熱媒液Ｗの温度ｔｏを設定温度に保ち、かつ、ヒートポンプ２２の加熱負荷をヒートポンプ２２の許容最大負荷ないしそれに近い負荷に保つように、蓄熱槽２１からヒートポンプ２２に送る熱媒液Ｗの流量をその送り熱媒液Ｗの温度ｔｉに応じ熱源側循環ポンプＰ１に対するインバータ制御により調整する。
【００４３】
〔別の実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
【００４４】
前述の第１及び第２実施形態では、複数の液槽を直列に接続した連結型の温度成層式蓄熱槽を使用する例を示したが、使用する温度成層式の蓄熱槽は図４に示す如き単槽型のものであってもよい。
【００４５】
また、蓄熱槽における熱媒液の流出入構造など、熱媒液の温度成層を蓄熱槽の槽内に形成するための構造はどのようなものであってもよく、連結型の温度成層式蓄熱槽を使用する場合、その蓄熱槽はもぐり堰方式や改良もぐり堰方式のものに限られるものではない。
【００４６】
熱媒液には水や水溶液など種々の液体を使用でき、また、潜熱蓄熱材には冷熱蓄熱用の潜熱蓄熱材及び温熱蓄熱用の潜熱蓄熱材のいずれについても、パラフィン系の潜熱蓄熱材を初め、各種の材質のものを使用できる。
【００４７】
蓄熱した冷熱や温熱の用途は空調に限られるものではなく、物品の冷却や加熱など、どのようなものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態を示すシステムの全体構成図
【図２】第１実施形態を示す槽内の斜視図
【図３】第２実施形態を示すシステムの全体構成図
【図４】蓄熱槽の概略側面図
【図５】槽内熱媒液温度の変化を示すグラフ
【図６】従来システムにおける槽内熱媒液温度の変化を示すグラフ
【符号の説明】
１　　　　　　　蓄熱槽
１ａ〜１ｅ　　　液槽
２　　　　　　　熱源装置
９　　　　　　　蓄熱容器
１０　　　　　　架台
１０ａ　　　　　架台上面部
１１　　　　　　収容容器
Ｓ　　　　　　　隙間
Ｗ　　　　　　　熱媒液
ｔｉ　　　　　　熱源装置から蓄熱槽に戻す熱媒液の温度
Ｘ　　　　　　　潜熱蓄熱材
【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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