(57)【要約】【課題】潜熱蓄熱システムにおいて蓄熱の効率化を図る。【解決手段】蓄熱運転時における槽内熱媒液の流動方向において槽一端部の端部取出口Ｘｓよりも上流側でかつ槽内における蓄熱容器９の設置域よりも下流側の箇所、又は、蓄熱容器９の設置域における途中箇所に、蓄熱運転において端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗと合流させて熱源装置２に送る熱媒液Ｗを蓄熱槽１内から取り出す中間取出口Ｘｍを設け、冷熱蓄熱の蓄熱運転において中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋよりも低温の設定停止温度ｔｂまで低下したとき、又は、温熱蓄熱の蓄熱運転において中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′よりも高温の設定停止温度ｔｂ′まで上昇したとき、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを停止する制御手段１３を設ける。【選択図】　　　　図１
2004036996.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
槽一端部の端部取出口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の戻し口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多数の蓄熱容器を、槽内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、
蓄熱運転時における槽内熱媒液の流動方向において前記端部取出口よりも上流側でかつ前記蓄熱容器の設置域よりも下流側の箇所、又は、前記蓄熱容器の設置域における途中箇所に、前記蓄熱運転において前記端部取出口からの取り出し熱媒液と合流させて前記熱源装置に送る熱媒液を蓄熱槽内から取り出す中間取出口を設け、
前記熱源装置により熱媒液を冷却する冷熱蓄熱の蓄熱運転において、前記中間取出口からの取り出し熱媒液の温度が前記潜熱蓄熱材の相変化温度よりも低温の設定停止温度まで低下したとき、
又は、前記熱源装置により熱媒液を加熱する温熱蓄熱の蓄熱運転において、前記中間取出口からの取り出し熱媒液の温度が前記潜熱蓄熱材の相変化温度よりも高温の設定停止温度まで上昇したとき、
その中間取出口からの槽内熱媒液の取り出しを停止する制御手段を設けてある潜熱蓄熱システム。
【請求項２】
複数の前記中間取出口を蓄熱運転時における槽内熱媒液の流動方向に分散させて前記蓄熱容器の設置域に配置し、
前記制御手段を、取り出し熱媒液の温度に応じた前記の取り出し停止を複数の前記中間取出口の各々について個別に実行する構成にしてある請求項１記載の潜熱蓄熱システム。
【請求項３】
前記制御手段を、前記端部取出口からの取り出し熱媒液と前記中間取出口からの取り出し熱媒液とを合流させて前記熱源装置に送る際、前記端部取出口からの熱媒液取出流量と前記中間取出口からの熱媒液取出流量との比を調整して、前記熱源装置に送る合流熱媒液の温度を設定送り温度に調整する構成にしてある請求項１又は２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、槽一端部の端部取出口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の戻し口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多数の蓄熱容器を、槽内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、この種の潜熱蓄熱システムでは、図８に示す如く、蓄熱運転において熱源装置２に送る熱媒液Ｗを蓄熱槽内から取り出すのに、その取り出しを蓄熱槽１における槽一端部の端部取出口Ｘｓからのみ行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この種の潜熱蓄熱システムでは（同図８参照）、蓄熱槽１における槽一端部の端部取出口Ｘｓから取り出した槽内熱媒液Ｗを熱源装置２（冷凍機）で冷却して槽他端部の戻し口Ｘｒから蓄熱槽内に戻す冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合、槽内の潜熱蓄熱材Ｚを効率的に相変化させ得る低温熱媒液の領域（以下、冷温領域と略称する）が蓄熱運転の進行に伴い蓄熱槽内で戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ次第に拡がっていくことにおいて、その低温領域の先端側に、相変化前の潜熱蓄熱材Ｚとの熱交換や先に存在する槽内高温熱媒液との混合で昇温して中間温度になった熱媒液からなる中間温度層が形成されるが、従来システムにおいては、この中間温度層が蓄熱運転の進行に伴い次第に成長して、槽内で大きな領域を占める層になる。
【０００４】
そして、このように成長しながら端部取出口Ｘｓの側へ進行する中間温度層が蓄熱運転の開始後、早期に端部取出口Ｘｓに到達することで、端部取出口Ｘｓから取り出して熱源装置２に送る熱媒液Ｗの温度ｔｓは、図９に示す如く、蓄熱運転の開始後における比較的早い時期から低下を開始して漸次的に低下していくようになり、この為、従来システムでは、熱源装置２が蓄熱運転開始後の早い時期から部分負荷運転の状態になって、熱源装置２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）が蓄熱運転開始後の早い時期から小さなものに制限されてしまい、これが原因で蓄熱に長時間を要する問題があった。
【０００５】
また、熱媒液温度が高くて層中にある潜熱蓄熱材Ｚの相変化が進み難い中間温度層が大きな領域を占めて蓄熱槽内に形成される為、従来システムでは、熱源装置２に送る熱媒液Ｗの温度ｔｓが熱源装置２の下限入口温度ｔｅまで低下して熱源装置２の停止により蓄熱運転の終了に至った際に、中間温度層の層中にあって相変化が未だ完了していない潜熱蓄熱材Ｚが多く残り易く、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。
【０００６】
なお、従来システムでは、槽一端部の端部取出口から取り出した蓄熱槽内の熱媒液を熱源装置で加熱して槽他端部の戻し口から蓄熱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。
【０００７】
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。
【０００８】
【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、
槽一端部の端部取出口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の戻し口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多数の蓄熱容器を、槽内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構成において、
蓄熱運転時における槽内熱媒液の流動方向において前記端部取出口よりも上流側でかつ前記蓄熱容器の設置域よりも下流側の箇所、又は、前記蓄熱容器の設置域における途中箇所に、前記蓄熱運転において前記端部取出口からの取り出し熱媒液と合流させて前記熱源装置に送る熱媒液を蓄熱槽内から取り出す中間取出口を設け、
前記熱源装置により熱媒液を冷却する冷熱蓄熱の蓄熱運転において、前記中間取出口からの取り出し熱媒液の温度が前記潜熱蓄熱材の相変化温度よりも低温の設定停止温度まで低下したとき、
又は、前記熱源装置により熱媒液を加熱する温熱蓄熱の蓄熱運転において、前記中間取出口からの取り出し熱媒液の温度が前記潜熱蓄熱材の相変化温度よりも高温の設定停止温度まで上昇したとき、
その中間取出口からの槽内熱媒液の取り出しを停止する制御手段を設けてある点にある。
【０００９】
つまり、この構成によれば、蓄熱槽内からの取り出し熱媒液を熱源装置で冷却して蓄熱槽内に戻す冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合（図１，図３参照）、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液の温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚ（冷熱蓄熱用の潜熱蓄熱材）の相変化温度ｔｋよりも低温の設定停止温度ｔｂに低下するまで、その中間取出口Ｘｍを通じて蓄熱槽１内の熱媒液Ｗが取り出されるから、先述の中間温度層を形成する中間温度の熱媒液（すなわち、上記の設定停止温度ｔｂよりも高温の熱媒液）は、端部取出口Ｘｓの側への中間温度層の進行において中間温度層が中間取出口Ｘｍの配設位置を通過する際に、その一部が中間取出口Ｘｍから槽外へ取り出され、これにより、中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行が効果的に抑止される。
【００１０】
そして、蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向で中間温度層に続き戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ次第に拡がる低温領域（すなわち、上記の設定停止温度ｔｂよりも低温の熱媒液領域）が中間取出口Ｘｍの配設位置に至って、戻し口Ｘｒからその中間取出口Ｘｍの配設位置に至るまでの間が低温領域になると、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液の温度ｔｍが設定停止温度ｔｂまで低下することで、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しが停止され、これにより、先行する中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行が上記の如く効果的に抑止された状態下において、端部取出口Ｘｓの側への低温領域の拡がりが継続される。
【００１１】
すなわち、上記の如く中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行を抑止できることにより、先述の図９に示した如き端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液の温度ｔｓの早期低下を防止することができて、図３に示す如く端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓを蓄熱運転の開始後、長時間にわたり高温に維持することができ、そして、このように端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓを長時間にわたり高温に維持できることにより、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを行っている状況下では、中間取出口Ｘｍから取り出される設定停止温度ｔｂ以上の熱媒液Ｗと端部取出口Ｘｓから取り出される高温の熱媒液Ｗとを合流させて熱源装置２に送ることで、また、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しが停止された状況下では、上記の如く長時間にわたり高温に維持される端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗのみを熱源装置２に送ることで、熱源装置２に送る熱媒液Ｗの温度ｔｉ（熱源装置の入口温度）も蓄熱運転の開始後、長時間にわたり一定以上の温度に安定的に保つことができて、熱源装置２が蓄熱運転開始後の早い時期に部分負荷運転の状態になることを効果的に防止することができ、これにより、先述の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。
【００１２】
また、熱源装置２に送る熱媒液Ｗの温度ｔｉが熱源装置２の下限入口温度ｔｅに低下するまでに、上記の如く中間温度層の成長を効果的に抑止して戻し口Ｘｒから中間取出口Ｘｍの配設位置に至るまでの間を低温領域にしておく（略言すれば、中間温度層の成長抑止分だけ低温領域を拡大しておく）ことができるから、戻し口Ｘｒから中間取出口Ｘｍの配設位置に至るまでの間にある潜熱蓄熱材Ｚについては低温熱媒液により効率良く相変化を進行させてほぼ完全に相変化を完了させた状態で蓄熱運転の終了に至らせることができ、この点、大きな領域を占める中間温度層の層中に相変化が未だ完了しない潜熱蓄熱材が多く残る状況下で蓄熱運転の終了に至ってしまう従来システムに比べ、蓄熱量も効果的に増大させることができる。
【００１３】
一方、蓄熱槽内からの取り出し熱媒液を熱源装置で加熱して蓄熱槽内に戻す温熱蓄熱の蓄熱運転の場合（図６参照）についても、冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合と同様、上記構成によれば、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚ′（温熱蓄熱用の潜熱蓄熱材）の相変化温度ｔｋ′よりも高温の設定停止温度ｔｂ′に上昇するまで、その中間取出口Ｘｍを通じて蓄熱槽内の熱媒液Ｗが取り出されるから、中間温度層を形成する中間温度の熱媒液（すなわち、上記の設定停止温度ｔｂ′よりも低温の熱媒液）は、端部取出口Ｘｓの側への中間温度層の進行において中間温度層が中間取出口Ｘｍの配設位置を通過する際に、その一部が中間取出口Ｘｍから槽外へ取り出され、これにより、中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行が効果的に抑止される。
【００１４】
そして、蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向で中間温度層に続き戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ次第に拡がる高温領域（すなわち、上記の設定停止温度ｔｂ′よりも高温の熱媒液領域）が中間取出口Ｘｍの配設位置に至って、戻し口Ｘｒからその中間取出口Ｘｍの配設位置に至るまでの間が高温領域になると、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが設定停止温度ｔｂ′まで上昇することで、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しが停止され、これにより、先行する中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行が上記の如く効果的に抑止された状態下において、端部取出口Ｘｓの側への高温領域の拡がりが継続される。
【００１５】
すなわち、上記の如く中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行を抑止できることにより、端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓの早期上昇を防止することができて、端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓを蓄熱運転の開始後、長時間にわたり低温に維持することができ、そして、このように端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓを長時間にわたり低温に維持できることにより、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを行っている状況下では、中間取出口Ｘｍから取り出される設定停止温度ｔｂ′以下の熱媒液Ｗと端部取出口Ｘｓから取り出される低温の熱媒液Ｗとを合流させて熱源装置２に送ることで、また、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しが停止された状況下では、上記の如く長時間にわたり低温に維持される端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗのみを熱源装置２に送ることで、熱源装置２に送る熱媒液Ｗの温度ｔｉ（熱源装置の入口温度）も蓄熱運転の開始後、長時間にわたり一定以下の温度に安定的に保つことができて、熱源装置２が蓄熱運転開始後の早い時期に部分負荷運転の状態になることを効果的に防止することができ、これにより、冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合と同様、温熱蓄熱の蓄熱運転の場合についても先述の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。
【００１６】
また、熱源装置２に送る熱媒液Ｗの温度ｔｉが熱源装置２の上限入口温度ｔｅ′に上昇するまでに、上記の如く中間温度層の成長を効果的に抑止して戻し口Ｘｒから中間取出口Ｘｍの配設位置に至るまでの間を高温領域にしておく（略言すれば、中間温度層の成長抑止分だけ高温領域を拡大しておく）ことができるから、戻し口Ｘｒから中間取出口Ｘｍの配設位置に至るまでの間にある潜熱蓄熱材Ｚ′については高温熱媒液により効率良く相変化を進行させてほぼ完全に相変化を完了させた上で蓄熱運転の終了に至らせることができ、この点、やはり冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合と同様、温熱蓄熱の蓄熱運転の場合についても、大きな領域を占める中間温度層の層中に相変化が未だ完了しない潜熱蓄熱材が多く残る状況下で蓄熱運転の終了に至ってしまう従来システムに比べ、蓄熱量を効果的に増大させることができる。
【００１７】
なお、請求項１に係る発明の実施においては、冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを蓄熱運転の開始当初から実施して、その取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが設定停止温度ｔｂまで低下したときに、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを停止する形態、あるいは、中間取出口Ｘｍの配設箇所における槽内熱媒液Ｗの温度ｔｍが蓄熱運転の開始後、設定開始温度ｔａまで低下したときに、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを開始して、その取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍがさらに設定停止温度ｔｂまで低下したときに、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを停止する形態のいずれを採用してもよい。
【００１８】
同様に、温熱蓄熱の蓄熱運転の場合についても、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを蓄熱運転の開始当初から実施して、その取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが設定停止温度ｔｂ′まで上昇したときに、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを停止する形態、あるいは、中間取出口Ｘｍの配設箇所における槽内熱媒液Ｗの温度ｔｍが蓄熱運転の開始後、設定開始温度ｔａ′まで上昇したときに、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを開始して、その取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍがさらに設定停止温度ｔｂ′まで上昇したときに、その中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しを停止する形態のいずれを採用してもよい。
【００１９】
また、中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しの発停は、熱媒液温度の検出に基づいて制御手段に実行させる形態に限らず、蓄熱運転開始時点からの経過時間に基づいてタイマー制御的に制御手段に実行させる形態を採ってもよい。
【００２０】
請求項１に係る発明の実施においては、中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向において一箇所にのみ配設する形態、あるいは、複数の中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向に分散させて配置して、それら複数の中間取出口Ｘｍの各々について取り出し熱媒液Ｗの温度に応じた前記の取り出し停止を個別に実行する形態のいずれを採用してもよい。
【００２１】
さらにまた、中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向において端部取出口Ｘｓよりも上流側でかつ蓄熱容器９の設置域よりも下流側の箇所に配設する形態、あるいは、中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向において蓄熱容器９の設置域における途中箇所（蓄熱容器設置域における熱媒液流動方向の下流端箇所を含む）に配設する形態、あるいはまた、中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向において端部取出口Ｘｓよりも上流側でかつ蓄熱容器９の設置域よりも下流側の箇所と蓄熱容器９の設置域における途中箇所との両方に配設する形態のいずれを採用してもよい。
【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、
複数の前記中間取出口を蓄熱運転時における槽内熱媒液の流動方向に分散させて前記蓄熱容器の設置域に配置し、
前記制御手段を、取り出し熱媒液の温度に応じた前記の取り出し停止を複数の前記中間取出口の各々について個別に実行する構成にしてある点にある。
【００２３】
つまり、この構成によれば、冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合（図４，図５参照）、先ず、槽内熱媒液Ｗの流動方向において戻し口Ｘｒの側から１番目に位置する中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しにより中間温度層の成長を抑止しながら、戻し口Ｘｒと１番目の中間取出口Ｘｍとの間の領域を低温領域にし、それに続き、槽内熱媒液Ｗの流動方向において戻し口Ｘｒの側から２番目に位置する中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しにより中間温度層の成長を抑止しながら、１番目の中間取出口Ｘｍと２番目の中間取出口Ｘｍとの間の領域を低温領域にするといった形態で、蓄熱運転開始後の早い時期からの中間温度層の実質的な成長抑止を伴いながら低温領域を端部取出口Ｘｓの側へ拡大していくから、中間温度層の大きな成長領域が一時的にせよ槽内に形成されるのを防止することができて、そのことにより、潜熱蓄熱材Ｚを効率的に相変化させ得る良好な低温領域の拡大域を一層確実かつ効率良く槽内に形成することができる。
【００２４】
また、温熱蓄熱の蓄熱運転の場合についても同様に、中間温度層の大きな成長領域が一時的にせよ槽内に形成されるのを防止した状態で、潜熱蓄熱材を効率的に相変化させ得る良好な高温領域の拡大域を一層確実かつ効率良く槽内に形成することができ、これらのことにより、冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合及び温熱蓄熱の蓄熱運転の場合のいずれにおいても、蓄熱に要する時間を一層確実かつ効果的に短縮し得るとともに、蓄熱量も一層確実かつ効果的に増大させることができる。
【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、
前記制御手段を、前記端部取出口からの取り出し熱媒液と前記中間取出口からの取り出し熱媒液とを合流させて前記熱源装置に送る際、前記端部取出口からの熱媒液取出流量と前記中間取出口からの熱媒液取出流量との比を調整して、前記熱源装置に送る合流熱媒液の温度を設定送り温度に調整する構成にしてある点にある。
【００２６】
つまり、この構成によれば（図１ないし図４参照）、端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度変化や中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度変化にかかわらず、熱源装置２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉ（熱源装置の入口温度）を設定送り温度ｔｉｉに安定的に維持できることから、その設定送り温度ｔｉｉとして適当な温度を設定しておけば、所定流量の合流熱媒液Ｗを熱源装置２に送り、かつ、熱源装置２から設定戻し温度ｔｒｒの熱媒液Ｗを蓄熱槽１に戻す蓄熱運転において、端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度変化や中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度変化にかかわらず、熱源装置２を最大出力状態ないしそれに近い出力状態に保って継続運転することができ、これにより、冷熱蓄熱の蓄熱運転の場合及び温熱蓄熱の蓄熱運転の場合のいずれにおいても、単位時間当たりの蓄熱量を一層安定的に大きく確保した状態で蓄熱運転を進めることができて、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】
【発明の実施の形態】
【００２８】
〔第１実施形態〕
図１は冷熱用の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。
【００２９】
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である。
【００３０】
蓄熱槽１は複数の液槽１ａ〜１ｅを直列に接続した連結型蓄熱槽であり、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）から蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓを通じて槽内の熱媒液Ｗを取り出し、この取り出し熱媒液Ｗを冷凍機２で冷却して蓄熱運転用の戻し口Ｘｒから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）へ戻すことにより、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安定的な状態で上向きに槽内流動させながら、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。
【００３１】
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から放熱運転用の端部取出口Ｙｓを通じて槽内の熱媒液Ｗを取り出し、この取り出し熱媒液Ｗを負荷装置３で冷熱放熱させた後、放熱運転用の戻し口Ｙｒから上記直列接続列における列方向一端の液槽１ａへ戻すことにより、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安定的な状態で下向きに槽内流動させるようにして、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。
【００３２】
そして、本第１実施形態では上記の連結型蓄熱槽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モグリ堰方式（ないし、改良モグリ堰方式）の蓄熱槽を採用している。
【００３３】
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。
【００３４】
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５．５〜７℃）を固相と液相との間の相変化温度ｔｋとする冷熱蓄熱用の潜熱蓄熱材Ｚ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。
【００３５】
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を極力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を極力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。
【００３６】
また、システム更新の際、蓄熱容器９の槽内設置に加え、液槽の直列接続列における列方向他端（低温端）から３番目の液槽１ｃの槽内上部、すなわち、蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向において２つの液槽１ｄ，１ｃにわたる蓄熱容器設置域の下流端近傍箇所に中間取出口Ｘｍを設けるとともに、この中間取出口Ｘｍから取り出した槽内熱媒液Ｗを蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗと合流させて冷凍機２に送るための合流路４ａ及び合流三方弁Ｖを設けてある。
【００３７】
１２ａは中間取出口Ｘｍの配設位置における槽内熱媒液Ｗの温度ｔｍ（換言すれば、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度）を検出する取出温度センサ、１２ｂは冷凍機２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉ（冷凍機の入口温度）を検出する送り温度センサ、１３はシステムの運転制御を司る制御器であり、この制御器１３は蓄熱運転において各温度センサ１２ａ，１２ｂによる検出温度ｔｍ，ｔｉに基づき次の（イ）〜（ハ）の制御を実行する。
【００３８】
（イ）蓄熱運転の開始指令が与えられると、合流三方弁Ｖを、中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しは停止して蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからのみ槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、この状態で熱源側循環ポンプＰ１及び冷凍機２を起動して蓄熱運転を開始する。
【００３９】
なお、冷凍機２に対しては循環ポンプＰ１の一定出力運転により蓄熱運転の全期間を通じて一定流量の熱媒液Ｗを供給する。
【００４０】
（ロ）蓄熱運転の開始後、取出温度センサ１２ａによる検出温度ｔｍが設定開始温度ｔａまで低下すると（図３参照）、合流三方弁Ｖを端部取出口Ｘｓと中間取出口Ｘｍとの両方から槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、そして、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉに基づき、冷凍機２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉを設定送り温度ｔｉｉに保つように、合流三方弁Ｖの操作により端部取出口Ｘｓからの熱媒液取出流量と中間取出口Ｘｍからの熱媒液取出流量との比を調整する。
【００４１】
なお、本第１実施形態では、設定開始温度ｔａを潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋが有するバラツキ範囲の上限値近くの温度（例えば７℃）に設定してあり、また、設定送り温度ｔｉｉは、冷凍機２に対して一定流量の熱媒液Ｗを供給し、かつ、冷凍機２から設定戻し温度ｔｒｒ（例えば５℃）の低温熱媒液Ｗを蓄熱槽１に戻す蓄熱運転において冷凍機２を最大出力状態で運転できる熱媒液温度（例えば１０℃）に設定してある。
【００４２】
（ハ）その後、取出温度センサ１２ａによる検出温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋよりも低温の設定停止温度ｔｂ（例えば５．３℃）まで低下すると、合流三方弁Ｖを再び中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しは停止して蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからのみ槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、さらにその後、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉ（中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しが停止された状況では端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓに等しい）が冷凍機２の下限入口温度ｔｅ（例えば５．７℃）まで低下すると、冷凍機２及び熱源側循環ポンプＰ１を停止して蓄熱運転を終了する。
【００４３】
つまり、このように中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋよりも低温の設定停止温度ｔｂに低下するまで、その中間取出口Ｘｍを通じて蓄熱槽１内の熱媒液Ｗを取り出すことにより、蓄熱運転の進行に伴い戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ拡がっていく低温領域（潜熱蓄熱材Ｚを効率的に相変化させる得る低温熱媒液の領域）の先端側に形成される中間温度層が中間取出口Ｘｍの配設位置を通過する際に、その中間温度層を形成する中間温度の熱媒液の一部を中間取出口Ｘｍから槽外へ取り出すようにし、これにより、蓄熱に要する時間の長時間化、及び、蓄熱量の減少の原因となる中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行を抑止するようにしてある。
【００４４】
〔第２実施形態〕
図４は同じく冷熱用の潜熱蓄熱システムを示すが、この潜熱蓄熱システムでは、蓄熱運転において図中実線の矢印に示す如く熱媒液Ｗを槽内流動させ、かつ、放熱運転において図中破線の矢印に示す如く熱媒液Ｗを槽内流動させるモグリ堰方式（ないし改良モグリ堰方式）の連結型蓄熱槽１において、直列接続の液槽１ａ〜１ｆのうち、それら液槽の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，１ｆを除いた４つの液槽１ｂ〜１ｅ夫々の槽内に、冷熱蓄熱用の潜熱蓄熱材Ｚを収容した多数の蓄熱容器９を積層状態で設置してある。
【００４５】
また、蓄熱運転用の戻し口Ｘｒの側（低温端側）から３番目，４番目，５番目の液槽１ｄ〜１ｂ夫々の槽内下部、すなわち、それら３つの液槽１ｄ〜１ｂ夫々の蓄熱運転時における熱媒液流入部に中間取出口Ｘｍを設けて、４つの液槽１ｂ〜１ｅにわたる蓄熱容器９の設置域に対し、３つの中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向に分散させて域内設置した形態にし、そして、端部取出口Ｘｓ及び３つの中間取出口Ｘｍの各々からの槽内熱媒液Ｗの取り出しの断続及び取り出し流量の調整を行う流量調整弁ＭＶを各取出口Ｘｓ，Ｘｍに対して設けてある。
【００４６】
１２ａは３つの中間取出口Ｘｍ夫々の配設位置における槽内熱媒液Ｗの温度ｔｍ１〜ｔｍ３（換言すれば、各中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度）を検出する取出温度センサ、１２ｂは端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗと合流路４ａにより導かれる各中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗとを合流させて冷凍機２に送ることにおいてその合流熱媒液Ｗの温度ｔｉ（冷凍機の入口温度）を検出する送り温度センサ、１３はシステムの運転制御を司る制御器であり、この制御器１３は蓄熱運転において３つの取出温度センサ１２ａ及び送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｍ１〜ｔｍ３，ｔｉに基づき次の（イ）〜（ハ）の制御を実行する。
【００４７】
（イ）蓄熱運転の開始指令が与えられると、各取出口Ｘｓ，　Ｘｍに対する流量調整弁ＭＶを、全ての中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しを停止して蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからのみ槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、この状態で熱源側循環ポンプＰ１及び冷凍機２を起動して蓄熱運転を開始する。
【００４８】
なお、本第２実施形態においても、冷凍機２に対しては循環ポンプＰ１の一定出力運転により蓄熱運転の全期間を通じて一定流量の熱媒液Ｗを供給する。
【００４９】
（ロ）蓄熱運転の開始後、３つの取出温度センサ１２ａの各々について、その検出温度ｔｍ１〜ｔｍ３が設定開始温度ｔａまで低下すると（図５参照）、その取出温度センサ１２ａに対応する中間取出口Ｘｍの流量調整弁ＭＶを開いて、その中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しを開始する。
【００５０】
また、３つの取出温度センサ１２ａの各々について、その検出温度ｔｍ１〜ｔｍ３が潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋよりも低温の設定停止温度ｔｂまで低下すると、その取出温度センサ１２ａに対応する中間取出口Ｘｍの流量調整弁ＭＶを閉じて、その中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しを再び停止する。
【００５１】
そして、いずれかの中間取出口Ｘｍから槽内熱媒液Ｗを取り出して、その中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗと蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗとを合流させて冷凍機２に供給している状況では、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉに基づき、冷凍機２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉを設定送り温度ｔｉｉに保つように、各取出口Ｘｓ，Ｘｍに対する流量調整弁ＭＶの操作により端部取出口Ｘｓからの熱媒液取出流量と中間取出口Ｘｍからの熱媒液取出流量との比を調整する。
【００５２】
なお、本第２実施形態においても、設定開始温度ｔａは潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋが有するバラツキ範囲の上限値近くの温度に設定し、設定送り温度ｔｉｉは、冷凍機２に対して一定流量の熱媒液Ｗを供給し、かつ、冷凍機２から設定戻し温度ｔｒｒの低温熱媒液Ｗを蓄熱槽１に戻す蓄熱運転において冷凍機２を最大出力状態で運転できる熱媒液温度に設定してあり、具体的な温度例として第１実施形態と同様、潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋ＝５．５〜７℃、設定戻し温度ｔｒｒ＝５℃、冷凍機２の下限入口温度ｔｅ＝５．７℃、設定開始温度ｔａ＝７℃、設定停止温度ｔｂ＝５．３℃を挙げることができる。
【００５３】
（ハ）その後、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉ（全ての中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しが停止された状況では端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓに等しい）が冷凍機２の下限入口温度ｔｅまで低下すると、冷凍機２及び熱源側循環ポンプＰ１を停止して蓄熱運転を終了する。
【００５４】
つまり、第１実施形態と同様、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚの相変化温度ｔｋよりも低温の設定停止温度ｔｂに低下するまで、その中間取出口Ｘｍを通じて蓄熱槽１内の熱媒液Ｗを取り出すことにより、蓄熱運転の進行に伴い戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ拡がっていく低温領域の先端側に形成される中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行を抑止するが、本第２実施形態の潜熱蓄熱システムでは、先ず、戻し口Ｘｒの側から１番目に位置する中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しにより中間温度層の成長を抑止しながら、戻し口Ｘｒと１番目の中間取出口Ｘｍとの間の領域を低温領域にし、それに続き、戻し口Ｘｒの側から２番目に位置する中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しにより中間温度層の成長を抑止しながら、１番目の中間取出口Ｘｍと２番目の中間取出口Ｘｍとの間の領域を低温領域にするといった形態で、蓄熱運転開始後の早い時期からの中間温度層の実質的な成長抑止を伴いながら低温領域を端部取出口Ｘｓの側へ拡大させていくようにしてある。
【００５５】
〔第３実施形態〕
図６は温熱用の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ヒートポンプ、３は負荷装置（空調機やファンコイルユニットなど）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とヒートポンプ２との間で熱媒液Ｗ（例えば水）を循環させることにより、ヒートポンプ２の発生温熱を蓄熱槽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に蓄熱した温熱を負荷装置３で消費する。
【００５６】
Ｐ１は蓄熱運転において蓄熱槽１とヒートポンプ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である。
【００５７】
蓄熱槽１は複数の液槽１ａ〜１ｅを直列に接続した連結型蓄熱槽であり、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（蓄熱槽１の槽一端部）から蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓを通じて槽内の熱媒液Ｗを取り出し、この取り出し熱媒液Ｗをヒートポンプ２で加熱して蓄熱運転用の戻し口Ｘｒから上記直列接続列における列方向他端の液槽１ｅ（蓄熱槽１の槽他端部）へ戻すことにより、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安定的な状態で下向きに槽内流動させながら、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温熱を蓄熱していく。
【００５８】
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から放熱運転用の端部取出口Ｙｓを通じて槽内の熱媒液Ｗを取り出し、この取り出し熱媒液Ｗを負荷装置３で温熱放熱させた後、放熱運転用の戻し口Ｙｒから上記直列接続列における列方向一端の液槽１ａへ戻すことにより、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安定的な状態で上向きに槽内流動させるようにして、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１の槽内に蓄熱した温熱を消費していく。
【００５９】
そして、本第３実施形態では上記の連結型蓄熱槽１として、具体的には、上記列方向他端の側に位置して下端部に横向きの下部水路６ａを形成する逆堰６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７ａを形成する堰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１ｂ〜１ｅどうしを横向きの下部水路６ａと垂直水路８と横向きの上部水路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モグリ堰方式（ないし、改良モグリ堰方式）の蓄熱槽を採用している。
【００６０】
第１実施形態と同様、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（高温端）から２番目及び３番目の液槽１ｄ，１ｃの槽内には、潜熱蓄熱用の多数の蓄熱容器９を設置してあり、その蓄熱容器９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ｔｋ′とする温熱蓄熱用の潜熱蓄熱材Ｚ′を収容してあり、これにより、潜熱蓄熱による温熱蓄熱を可能にしてある。
【００６１】
また、液槽の直列接続列における列方向他端（高温端）から３番目の液槽１ｃの槽内下部、すなわち、蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向において２つの液槽１ｄ，１ｃにわたる蓄熱容器設置域の下流端近傍箇所に中間取出口Ｘｍを設けるとともに、この中間取出口Ｘｍから取り出した槽内熱媒液Ｗを蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗと合流させてヒートポンプ２に送るための合流路４ａ及び合流三方弁Ｖを設けてある。
【００６２】
１２ａは中間取出口Ｘｍの配設位置における槽内熱媒液Ｗの温度ｔｍ（換言すれば、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度）を検出する取出温度センサ、１２ｂはヒートポンプ２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉ（ヒートポンプの入口温度）を検出する送り温度センサ、１３はシステムの運転制御を司る制御器であり、この制御器１３は蓄熱運転において各温度センサ１２ａ，１２ｂによる検出温度ｔｍ，ｔｉに基づき次の（イ′）〜（ハ′）の制御を実行する。
【００６３】
（イ′）蓄熱運転の開始指令が与えられると、合流三方弁Ｖを、中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しは停止して蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからのみ槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、この状態で熱源側循環ポンプＰ１及びヒートポンプ２を起動して蓄熱運転を開始する。
【００６４】
なお、ヒートポンプ２に対しては循環ポンプＰ１の一定出力運転により蓄熱運転の全期間を通じて一定流量の熱媒液Ｗを供給する。
【００６５】
（ロ′）蓄熱運転の開始後、取出温度センサ１２ａによる検出温度ｔｍが設定開始温度ｔａ′まで上昇すると、合流三方弁Ｖを端部取出口Ｘｓと中間取出口Ｘｍとの両方から槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、そして、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉに基づき、ヒートポンプ２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉを設定送り温度ｔｉｉ′に保つように、合流三方弁Ｖの操作により端部取出口Ｘｓからの熱媒液取出流量と中間取出口Ｘｍからの熱媒液取出流量との比を調整する。
【００６６】
なお、本第３実施形態では、設定開始温度ｔａ′を潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′が有するバラツキ範囲の下限値近くの温度に設定してあり、また、設定送り温度ｔｉｉ′は、ヒートポンプ２に対して一定流量の熱媒液Ｗを供給し、かつ、ヒートポンプ２から設定戻し温度ｔｒｒ′の高温熱媒液Ｗを蓄熱槽１に戻す蓄熱運転においてヒートポンプ２を最大出力状態で運転できる熱媒液温度に設定してある。
【００６７】
（ハ′）その後、取出温度センサ１２ａによる検出温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′よりも高温の設定停止温度ｔｂ′まで上昇すると、合流三方弁Ｖを再び中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しは停止して蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからのみ槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、さらにその後、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉ（中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しが停止された状況では端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓに等しい）がヒートポンプ２の上限入口温度ｔｅ′まで上昇すると、ヒートポンプ２及び熱源側循環ポンプＰ１を停止して蓄熱運転を終了する。
【００６８】
つまり、第１実施形態と同様、このように中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′よりも高温の設定停止温度ｔｂ′に上昇するまで、その中間取出口Ｘｍを通じて蓄熱槽１内の熱媒液Ｗを取り出すことにより、蓄熱運転の進行に伴い戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ拡がっていく高温領域（潜熱蓄熱材Ｚ′を効率的に相変化させる得る高温熱媒液の領域）の先端側に形成される中間温度層が中間取出口Ｘｍの配設位置を通過する際に、その中間温度層を形成する中間温度の熱媒液の一部を中間取出口Ｘｍから槽外へ取り出すようにし、これにより、蓄熱に要する時間の長時間化、及び、蓄熱量の減少の原因となる中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行を抑止するようにしてある。
【００６９】
〔第４実施形態〕
図７は同じく温熱用の潜熱蓄熱システムを示すが、この潜熱蓄熱システムでは、蓄熱運転において図中実線の矢印に示す如く熱媒液Ｗを槽内流動させ、かつ、放熱運転において図中破線の矢印に示す如く熱媒液Ｗを槽内流動させるモグリ堰方式（ないし改良モグリ堰方式）の連結型蓄熱槽１において、第２実施形態と同様、直列接続の液槽１ａ〜１ｆのうち、それら液槽の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，１ｆを除いた４つの液槽１ｂ〜１ｅ夫々の槽内に、温熱蓄熱用の潜熱蓄熱材Ｚ′を収容した多数の蓄熱容器９を積層状態で設置してある。
【００７０】
また、蓄熱運転用の戻し口Ｘｒの側（高温端側）から３番目，４番目，５番目の液槽１ｄ〜１ｂ夫々の槽内上部、すなわち、それら３つの液槽１ｄ〜１ｂ夫々の蓄熱運転時における熱媒液流入部に中間取出口Ｘｍを設けて、４つの液槽１ｂ〜１ｅにわたる蓄熱容器９の設置域に対し、３つの中間取出口Ｘｍを蓄熱運転時における槽内熱媒液Ｗの流動方向に分散させて域内設置した形態にし、そして、端部取出口Ｘｓ及び３つの中間取出口Ｘｍの各々からの槽内熱媒液Ｗの取り出しの断続及び取り出し流量の調整を行う流量調整弁ＭＶを各取出口Ｘｓ，Ｘｍに対して設けてある。
【００７１】
１２ａは３つの中間取出口Ｘｍ夫々の配設位置における槽内熱媒液Ｗの温度ｔｍ１〜ｔｍ３（換言すれば、各中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度）を検出する取出温度センサ、１２ｂは端部取出口Ｚｓからの取り出し熱媒液Ｗと合流路４ａにより導かれる各中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗとを合流させてヒートポンプ２に送ることにおいてその合流熱媒液Ｗの温度ｔｉ（ヒートポンプの入口温度）を検出する送り温度センサ、１３はシステムの運転制御を司る制御器であり、この制御器１３は蓄熱運転において３つの取出温度センサ１２ａ及び送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｍ１〜ｔｍ３，ｔｉに基づき次の（イ′）〜（ハ′）の制御を実行する。
【００７２】
（イ′）蓄熱運転の開始指令が与えられると、各取出口Ｘｓ，　Ｘｍに対する流量調整弁ＭＶを、全ての中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しを停止して蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからのみ槽内熱媒液Ｗを取り出す状態にし、この状態で熱源側循環ポンプＰ１及びヒートポンプ２を起動して蓄熱運転を開始する。
【００７３】
なお、本第４実施形態においても、ヒートポンプ２に対しては循環ポンプＰ１の一定出力運転により蓄熱運転の全期間を通じて一定流量の熱媒液Ｗを供給する。
【００７４】
（ロ′）蓄熱運転の開始後、３つの取出温度センサ１２ａの各々について、その検出温度ｔｍ１〜ｔｍ３が設定開始温度ｔａ′まで上昇すると、その取出温度センサ１２ａに対応する中間取出口Ｘｍの流量調整弁ＭＶを開いて、その中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しを開始する。
【００７５】
また、３つの取出温度センサ１２ａの各々について、その検出温度ｔｍ１〜ｔｍ３が潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′よりも高温の設定停止温度ｔｂ′まで上昇すると、その取出温度センサ１２ａに対応する中間取出口Ｘｍの流量調整弁ＭＶを閉じて、その中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しを再び停止する。
【００７６】
そして、いずれかの中間取出口Ｘｍから槽内熱媒液Ｗを取り出して、その中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗと蓄熱運転用の端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗとを合流させてヒートポンプ２に供給している状況では、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉに基づき、ヒートポンプ２に送る合流熱媒液Ｗの温度ｔｉを設定送り温度ｔｉｉ′に保つように、各取出口Ｘｓ，Ｘｍに対する流量調整弁ＭＶの操作により端部取出口Ｘｓからの熱媒液取出流量と中間取出口Ｘｍからの熱媒液取出流量との比を調整する。
【００７７】
なお、本第４実施形態においても、設定開始温度ｔａ′は潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′が有するバラツキ範囲の下限値近くの温度に設定し、設定送り温度ｔｉｉ′は、ヒートポンプ２に対して一定流量の熱媒液Ｗを供給し、かつ、ヒートポンプ２から設定戻し温度ｔｒｒ′の高温熱媒液Ｗを蓄熱槽１に戻す蓄熱運転においてヒートポンプ２を最大出力状態で運転できる熱媒液温度に設定してある。
【００７８】
（ハ′）その後、送り温度センサ１２ｂによる検出温度ｔｉ（全ての中間取出口Ｘｍからの熱媒液取り出しが停止された状況では端部取出口Ｘｓからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｓに等しい）がヒートポンプ２の上限入口温度ｔｅ′まで上昇すると、ヒートポンプ２及び熱源側循環ポンプＰ１を停止して蓄熱運転を終了する。
【００７９】
つまり、第３実施形態と同様、中間取出口Ｘｍからの取り出し熱媒液Ｗの温度ｔｍが潜熱蓄熱材Ｚ′の相変化温度ｔｋ′よりも高温の設定停止温度ｔｂ′に上昇するまで、その中間取出口Ｘｍを通じて蓄熱槽１内の熱媒液Ｗを取り出すことにより、蓄熱運転の進行に伴い戻し口Ｘｒの側から端部取出口Ｘｓの側へ拡がっていく高温領域の先端側に形成される中間温度層の成長及び端部取出口Ｘｓの側への進行を抑止するが、本第４実施形態の潜熱蓄熱システムでは、第２実施形態と同様に、先ず、戻し口Ｘｒの側から１番目に位置する中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しにより中間温度層の成長を抑止しながら、戻し口Ｘｒと１番目の中間取出口Ｘｍとの間の領域を高温領域にし、それに続き、戻し口Ｘｒの側から２番目に位置する中間取出口Ｘｍからの槽内熱媒液Ｗの取り出しにより中間温度層の成長を抑止しながら、１番目の中間取出口Ｘｍと２番目の中間取出口Ｘｍとの間の領域を高温領域にするといった形態で、蓄熱運転開始後の早い時期からの中間温度層の実質的な成長抑止を伴いながら高温領域を端部取出口Ｘｓの側へ拡大させていくようにしてある。
【００８０】
〔別の実施形態〕
次に別実施形態を列記する。
【００８１】
前述の第１〜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蓄熱槽を使用する例を示したが、使用する蓄熱槽は単槽型のものであってもよく、また、蓄熱槽内における熱媒液の流動方式（蓄熱方式）も温度成層式あるいは混合式のいずれであってもよく、モグリ堰方式や改良モグリ堰方式のものに限られるものではない。
【００８２】
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。
【００８３】
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１実施形態における槽内熱媒液の温度変化を示すグラフ
【図４】第２実施形態を示すシステムの全体構成図
【図５】第２実施形態における槽内熱媒液の温度変化を示すグラフ
【図６】第３実施形態を示すシステムの全体構成図
【図７】第４実施形態を示すシステムの全体構成図
【図８】従来のシステム構成を示す図
【図９】従来システムにおける槽内熱媒液の温度変化を示すグラフ
【符号の説明】
Ｘｓ　　　　　　　端部取出口
Ｗ　　　　　　　　熱媒液
２　　　　　　　　熱源装置
Ｘｒ　　　　　　　戻し口
１　　　　　　　　蓄熱槽
Ｚ、Ｚ′　　　　　潜熱蓄熱材
９　　　　　　　　蓄熱容器
Ｘｍ　　　　　　　中間取出口
ｔｍ　　　　　　　中間取出口からの取り出し熱媒液の温度
ｔｋ、ｔｋ′　　　潜熱蓄熱材の相変化温度
ｔｂ，ｔｂ′　　　設定停止温度
１３　　　　　　　制御手段
ｔｉ　　　　　　　熱源装置に送る熱媒液の温度
ｔｉｉ，ｔｉｉ′　設定送り温度
【図１】
2004036996.tif 000003
【図２】
2004036996.tif 000004
【図３】
2004036996.tif 000005
【図４】
2004036996.tif 000006
【図５】
2004036996.tif 000007
【図６】
2004036996.tif 000008
【図７】
2004036996.tif 000009
【図８】
2004036996.tif 000010
【図９】
2004036996.tif 000011