(57)【要約】【課題】電解液循環型電池の電解液で発生した熱を暖房等の熱源として利用し、平準化効果が少ない冬場において電解液循環型電池を効果的に使用する。【解決手段】電池セル11と、正極タンク2と、負極タンク3と、正極電解液を電池セルに循環供給する正極電解液循環路4と、負極電解液を電池セルに循環供給する負極電解液循環路5と、各電解液循環路に設けるポンプ13,14とを構成要素として含む電解液循環型電池1と、各電解液循環路を流れる正極電解液と負極電解液とを適量混合する混合流路71,72とを備え、混合流路で発生した電解液の熱を加熱システムに用いる熱利用システム。混合流路における電解液が発熱している部分を熱交換器812に組み込んで、熱交換器812において熱交換された電解液を電解液循環路に戻すようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極電解液及び負極電解液が供給される電池セルと、正極電解液が貯留される正極タンクと、負極電解液が貯留される負極タンクと、正極電解液を電池セルに循環供給する正極電解液循環路と、負極電解液を電池セルに循環供給する負極電解液循環路と、各電解液循環路に設けるポンプとを構成要素として含む電解液循環型電池と、
各電解液循環路を流れる正極電解液と負極電解液とを適量混合する混合流路とを備え、
混合流路で発生した電解液の熱を加熱システムに用いることを特徴とする熱利用システム。
【請求項２】
混合流路に設ける正極電解液と負極電解液との混合量を調整する調整弁と、
混合流路の電解液発熱箇所の温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段の検出結果に基づいて調整弁により混合流路における電解液の混合量の制御を行う制御手段とを備えることを特徴とする請求項１に記載の熱利用システム。
【請求項３】
混合流路が、各電解液循環路のポンプ下流側に接続される上流部と、これら上流部を流れる正極電解液と負極電解液とが合流する合流部と、合流部を流れる電解液を分流して各電解液循環路の上流部接続位置より下流側に戻す下流部とを有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱利用システム。
【請求項４】
合流部は、合流した電解液が複数に分流されて流れる分岐流路と、各分岐流路への電解液の流量を制御する調整弁とを有していることを特徴とする請求項３に記載の熱利用システム。
【請求項５】
正極電解液の上流部と、負極電解液の上流部とをそれぞれ複数に分岐させ、分岐後の流路を合流させて複数の合流部を形成するとともに、上流部に各合流部への電解液の流量を制御する調整弁を備えていることを特徴とする請求項３に記載の熱利用システム。
【請求項６】
混合流路における電解液発熱部分を床下に配置していることを特徴とする請求項１に記載の熱利用システム。
【請求項７】
床下に温水管を配置して温水管を流れる水を混合流路の電解液発熱部分を流れる電解液の熱で加熱することを特徴とする請求項１に記載の熱利用システム。
【請求項８】
ヒートポンプチラーに設ける冷媒配管を流れる冷媒を混合流路の電解液発熱部分を流れる電解液の熱で加熱することを特徴とする請求項１に記載の熱利用システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セルに正極電解液及び負極電解液を供給して充放電を行う電解液循環型電池を備える熱利用システムに関するものである。特に、電解液で発生した熱を熱源として加熱システムに利用する熱利用システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
レドックスフロー電池などの電解液循環型電池は、例えば、特許文献１に開示されているように、従来、負荷平準化や瞬低対策などに利用されている。図９はレドックスフロー電池の動作原理を示す説明図である。この電池は、イオン交換膜からなる隔膜2Cで正極セル2Aと負極セル2Bとに分離されたセル1Aを備える。正極セル2A、負極セル2Bにはそれぞれ正極電極3Aと負極電極3Bとを内蔵している。
【０００３】
正極セル2Aには、正極セル2Aに供給された後、正極セル2Aから排出される正極電解液を貯留する正極タンク4Aが電解液の循環路となる導管6Aを介して接続されている。負極セル2Bには、負極セル2Bに供給された後、負極電極3Bから排出される負極電解液を貯留する負極タンク4Bが電解液の循環路となる導管6Bを介して接続されている。
【０００４】
各極電解液にはバナジウムイオンなど原子価が変化するイオン溶液を用い、ポンプ5A,5Bで電解液を循環させ、正極電極3A、負極電極3Bにおけるイオンの価数変化反応に伴って充放電を行う。例えば、バナジウムイオンを含む電解液を用いた場合、セル内で充放電時に生じる反応は次の通りである。
【０００５】
正極：V4+→V5+＋e-（充電）      V4+←V5+＋e-（放電）
負極：V3+＋e-→V2+（充電）      V3+＋e-←V2+（放電）
【０００６】
また、レドックスフロー電池における充放電反応は、電解液の温度の影響を受け、同温度が高いほど、内部抵抗を低くできることから大きな出力が得られ、電池容量が向上する。そこで、特許文献２に示すように、正極タンクと負極タンクとをタンク底部近くにおいて連通管で連通させ、この連通管にバルブを設ける構成としたものが提案されている。この構成により、少なくともどちらか一方のタンクの電解液の温度が所定の温度よりも低くなったときには、バルブを開いて双方のタンクの電解液を混合させて電解液を自己放電させることにより、電解液を発熱させて温度を上げるようにしている。
【０００７】
特許文献２の構成によれば、運転開始時や外部から新たに電解液を補充する場合などで電解液の温度が低い場合でも、連通管を介して正極電解液と負極電解液とを混合して、自己放電により発熱させて電解液の温度を上昇させ、電池容量を向上させることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開平８-１３８７１６号公報
【特許文献２】特開２００１-４３８８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
以上のような電解液循環型電池は、負荷平準用として用いる場合には、通常、夏場の最大電力負荷に合わせて設計される。しかし、冬場はガス等の熱源による暖房が多く使われるため、昼間の電力ピークが小さく、電力使用量が減り、電解液循環型電池を冬場に負荷平準用として用いる場合には、平準化効果が少なく電池を運転するメリットが小さい。
【００１０】
ところで、暖房を行う場合、電気ヒーター、ヒートポンプチラー、温水式の暖房機(床暖房など)、ガスまたは石油類による燃焼系の暖房機などを用いて暖房を行う。このような各暖房機器を用いて暖房を行う場合、以下のような不具合がある。
【００１１】
電気式のヒーターによる暖房は、主に昼間の電気を使うため、電気代が高くなるという不具合がある。
【００１２】
ヒートポンプチラーによる暖房は、ヒートポンプが外気温度によって能力が変動し、しかも通常コンプレッサーが屋外にあるため、このコンプレッサーで発生した熱が屋外に逃げてしまう。また外気温が非常に低い時に暖房を行うと、室外機は０℃以下の風で熱交換しようとするため、室外機に霜が付き、霜取り運転（暖房停止）が必要となる場合が多い。以上のように、ヒートポンプチラーによる暖房では、暖房の利きが悪く、最も暖房が必要となる早朝に霜取り運転で止まるなど、暖房性能に問題がある。
【００１３】
温水式の暖房の場合は、主に夜間の安価な電気やガス、石油を使うため、ランニングコストは低くなるが、温められた温水を搬送して暖房に利用するため、搬送中に水温が低下し、温度調整が行い難い。さらに、通常は、ある程度まとまった量の温水を作り、この温水を暖房として利用するため、不規則な暖房運転や、一部の部屋だけ不定期に暖房するような変化の多い運転には温水式の暖房は効率が悪くなる。
【００１４】
ガス、石油類による暖房は、安価で、暖房能力に優れるが、燃料を燃焼させるため、排ガス、CO2の増加という環境面の問題がある。
【００１５】
本発明は、平準化効果が少なく電池運転メリットが小さい冬場において電解液循環型電池で発生する熱を利用して上記加熱システムの不具合を解消する熱利用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】
【００１６】
本出願人は、電解液循環型電池を充放電したときに、電解液で発生する熱に着目し、電解液の熱を暖房機器などの加熱システムに利用することにより、上記した暖房機器等の不具合を解決するだけでなく、電解液循環型電池の冬場における利用価値を高められるに至ることを見出した。
【００１７】
本発明の熱利用システムは、電解液循環型電池と、電解液循環型電池の各電解液循環路を流れる正極電解液と負極電解液とを適量混合する混合流路とを備え、混合流路で発生した電解液の熱を加熱システムに用いることを特徴とする。
【００１８】
電解液循環型電池は、正極電解液及び負極電解液が供給される電池セルと、正極電解液が貯留される正極タンクと、負極電解液が貯留される負極タンクと、正極電解液を電池セルに循環供給する正極電解液循環路と、負極電解液を電池セルに循環供給する負極電解液循環路と、各電解液循環路に設けるポンプとを構成要素として含む。
【００１９】
本発明では、混合流路における電解液が発熱している部分を暖房機器などの加熱システムに組み込んで、加熱システムにおいて電解液を熱交換する。
【００２０】
加熱システムとしては、床暖房機、ファン暖房機、ヒートポンプチラーなどが挙げられる。
【００２１】
本発明では、熱源として発熱している電解液を用いる。電解液は、発熱量を大きくするために、充電された正極電解液と負極電解液を混合させたものを熱利用システムの熱源として用いることが好ましい。さらに、これら正極と負極の電解液の混合は、加熱システムにおいて必要とされる熱量に応じて適量混合させることが好ましい。
【００２２】
そして、加熱システムに電解液の熱を用いる場合としては、例えば、床暖房機の場合には、床暖房機の加温部に用いる温水を電解液の熱で加熱したり、床暖房機の加温部として電解液の熱を直接用いることが挙げられる。
【００２３】
さらに、ファン暖房機の場合には、ファン暖房機に設ける熱交換器内を流れる流体を電解液の熱で加熱したり、電解液を熱交換器内に流す流体として直接用いることもできる。
【００２４】
また、ヒートポンプチラーの場合には、ヒートポンプチラーに用いる冷媒を電解液の熱で加熱する。特に、ヒートポンプチラーの室外に配置される熱交換器を流れる冷媒を電解液の熱で加熱することが冬場の霜の発生を防止する上で好ましい。
【００２５】
本発明では、混合流路において、正極電解液と負極電解液とが混合され、混合による自己放電で電解液を発熱させる。そして、混合流路における電解液が発熱している部分を加熱システムに組み込むことにより、電解液で発生した熱を加熱システムで利用する。加熱システムにおいて、熱交換された電解液は、正極電解液循環路と負極電解液循環路とに戻す。
【００２６】
混合流路には、正極電解液と負極電解液との混合量を調整する調整弁を設けることが好ましい。このように、混合流路に調整弁を設けることにより、調整弁の開閉動作で、容易かつ確実に正極電解液と負極電解液を加熱システムで必要とされる熱量が得られるように混合できる。
【００２７】
さらに、混合流路に調整弁を設ける場合には、混合流路の電解液発熱箇所の温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段の検出結果に基づいて調整弁により混合流路における電解液の混合量の制御を行う制御手段とを備えるようにする。
【００２８】
この場合、温度検出手段で、混合流路での電解液の発熱温度を検出し、この検出結果に基づいて、制御手段で調整弁の開閉動作を制御することにより、熱利用システムとして必要な熱量が得られるように電解液の混合量を調整できる。このように、温度検出手段と制御手段とを設けることにより、電解液で発生した熱を過不足なく加熱システムで利用することができるので、確実な暖房制御が可能となる。
【００２９】
混合流路は、具体的には、各電解液循環路におけるポンプより下流側に接続される上流部と、これら上流部の流路を合流させて形成される正極電解液と負極電解液とが合流する合流部と、合流部を流れる電解液を分流して各電解液循環路の上流部接続位置より下流側に戻す下流部とを有する構成とする。
【００３０】
なお、上流部は、正極電解液循環路におけるポンプより下流側に接続される正極側上流部と、負極電解液循環路におけるポンプより下流側に接続される負極側上流部とを有する。下流部も、正極電解液循環路に電解液を戻す正極側下流部と、負極電解液循環路に電解液を戻す負極側下流部とを有する。
【００３１】
合流部では、正極電解液と負極電解液が混合されて電解液が発熱する。電解液を加熱システム内で放熱させて熱交換させた後、熱交換後の電解液を正極側と負極側とに分流させ下流部を構成する。
【００３２】
また、合流部は、合流した電解液が複数に分流されて流れる分岐流路と、各分岐流路への電解液の流量を制御する調整弁とを有するようにしてもよい。
【００３３】
この場合、合流部は、合流した電解液を加熱システム内で放熱させる前に複数に分岐させて分岐流路を構成する。そして、分岐流路の少なくとも一部を、加熱システムに配設して、この部分を加熱システムでの加熱部分として用いる。さらに、加熱システムを複数設けて、これら加熱システムに分岐流路を別々に配設するようにしてもよいし、一つの加熱システムに複数の分岐流路を配設するようにしてもよい。調整弁は、分岐流路における加熱システムへの入口より上流に設けることが好ましい。
【００３４】
混合された電解液は、調整弁を制御することにより、各分岐流路のうち、任意の分岐流路に循環させることができる。その結果、加熱システムを複数設けて、これら加熱システムに個別に分岐流路の少なくとも一部を配設する場合には、複数の加熱システムのうち、任意の加熱システムに対応した分岐流路を選択して、選択された分岐流路に電解液の熱を供給することが可能となる。
【００３５】
また、一つの加熱システムに複数の分岐流路を配設する場合には、調整弁の制御により発熱させる分岐流路に電解液を供給するようにして、加熱システムでの加熱量を制御することができる。
【００３６】
以上のように、分岐流路を構成する配管と調整弁によって電解液の循環経路を容易に変更できるので、例えば複数の加熱システムを床暖房機とする場合には、複数の床暖房機を自在に暖房することができる。複数の部屋を暖房する場合、各分岐流路をそれぞれの部屋の暖房用として用いることにより、複数の部屋を必要に応じて個別に暖房することができる。また、一つの部屋を床暖房する場合でも、この部屋の内部を複数のエリアに分けて、各エリアに対応させて分岐流路を配置させるようにすることもでき、この場合には、必要なエリアの暖房を行うことができる。
【００３７】
また、正極電解液の上流部と、負極電解液の上流部を、それぞれ複数に分岐させ、分岐後の流路を合流させて複数の合流部するとともに、上流部に各合流部への電解液の流量を制御する調整弁を備えるようにしてもよい。
【００３８】
そして、各合流部の少なくとも一部を、加熱システムに配設して、この部分を加熱システムでの加熱部分として用いる。さらに、加熱システムを複数設けて、これら加熱システムに複数の合流部を別々に配設するようにしてもよいし、一つの加熱システムに複数の合流部を配設するようにしてもよい。調整弁は、合流部より上流に設けることが好ましい。
【００３９】
この場合も複数の加熱システムを暖房機とする場合には、各合流部の合流位置は、複数の暖房機に対して、各暖房機の近く、または、暖房機の設備内に配置することにより、電解液の合流位置から負荷となる暖房機の加温部までの距離をできるだけ短くできるので、電解液の搬送途中での放熱ロスをできるだけ少なくできる。その結果、電解液で発生した熱の利用効率が向上する。
【００４０】
加熱システムが床暖房機の場合には、混合流路における発熱部分を床下に配置してこの発熱部分を床暖房機の加温部とすることができる。混合流路における発熱部分を床下に配置することにより、床下において、発熱する電解液を循環させて直接床面を暖めることができる。このように、混合により発熱させた電解液を床下で放熱させるので、無駄なく暖房に利用することが可能となる。さらに、本発明の混合流路が、従来の床暖房機の加温部を構成していた温水管の代わりとなるので、温水管を不要にできる。
【００４１】
また、加熱システムが床暖房機であり、床下に温水管を配置して温水管を流れる水を混合流路の電解液発熱部分を流れる電解液の熱で加熱することもできる。
【００４２】
温水暖房の場合、電解液循環型電池で余ったエネルギーを既存の床暖房機に用いる温水を加熱するために利用することが可能となり、しかも、従来使用していた温水を加熱するための熱交換器を不要にできる。その結果、電解液循環型電池と既設の温水床暖房設備とを組み合わせることにより、電解液循環型電池によって安価な夜間電力を有効に活用して、床暖房を行うことができる。
【００４３】
加熱システムがヒートポンプチラーの場合には、ヒートポンプチラーに設ける冷媒配管を流れる冷媒を混合流路の電解液発熱部分を流れる電解液の熱で加熱することが好ましい。この場合には、低温時に、ヒートポンプチラーの室外機を流れる冷媒を電解液で発生した熱で加熱することにより、室外機に霜が発生するのを抑制して、ヒートポンプの暖房機能を向上させることができる。その結果、高効率で暖房能力に優れ、安定した暖房能力が得られるヒートポンプチラーを提供できる。
【００４４】
また、電解液循環型電池は、主として原子力発電で得られる安価でクリーンな夜間電力を用いて充電でき、その電解液循環型電池の電解液の熱を利用してヒートポンプチラーを駆動させることができる。従って、オール電化普及上の課題であった真冬朝方の暖房熱源としてガスや石油等の燃料暖房を用いる必要がなくなり、CO2削減にも有効となる。
【００４５】
なお、本発明の熱利用システムの電解液循環型電池に用いる電解液としては、起電力が高く、エネルギー密度が大きく、電解液が単一元素系であるため正極電解液と負極電解液とが混合しても充電によって再生することができるといった多くの利点を有しているバナジウムイオン溶液が好適である。各電解液循環路および混合流路は、電解液が接触しても短絡などの事故が生じないように絶縁材料にて形成されたパイプなどを利用するとよい。
【００４６】
また、前記した各調整弁の制御を行う制御手段は、コンピュータ、シーケンサ(プログラマブル・ロジック・コントローラ)などを用いて行う。
【発明の効果】
【００４７】
上記構成を備える本発明の熱利用システムは、正極と負極の電解液を必要に応じて適量混合させて熱を発生させ、この熱を暖房機器等の加熱システムの熱源として使用したり、電解液の充放電ロスにより発生する熱を加熱システムの熱源として使用したりする構成である。
【００４８】
このように熱利用システムを構成することにより、電解液に蓄えられたエネルギーを、必要な時に必要な量だけ熱として取り出して、加熱システムに利用できる。
【００４９】
その結果、電解液に蓄積したエネルギーを電気としてだけでなく、熱源としても自由に利用できるため、電力負荷の少ない冬場も含め、年間を通じて有効に電解液循環型電池を活用できる。
【００５０】
さらに、本発明の熱利用システムでは、加熱システムで用いる熱を、熱の媒体となる電解液自体の正極電解液と負極電解液との混合により発生する熱とし、必要な場所で、必要な量だけ混合して熱を取り出すので、従来のように電気ヒーター等を熱源とする場合に生じていた熱伝導時の熱放散ロス等の無駄が小さくなり、熱利用システムの温度の制御性に優れる。
【００５１】
また、安価な夜間電力や余剰電力を熱で蓄える既存の蓄熱暖房機器に較べても、本発明の熱利用システムは、利用する熱エネルギーを、化学エネルギーとして蓄えておいて、熱エネルギーに変換するため、蓄熱暖房機器のように熱放散ロスがなく、熱エネルギーの利用効率が高くなるとともに、暖房負荷に対する熱の制御性も良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５２】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００５３】
［第１実施形態］
図１は、本発明にかかる熱利用システムの第１実施形態の概略構成図である。本実施形態にかかる熱利用システムは、電解液循環型電池と、電解液循環型電池の各電解液循環路を流れる正極電解液と負極電解液とを適量混合する混合流路とを備え、混合流路で発生した電解液の熱を加熱システムである床暖房機器に利用する。
【００５４】
本実施形態では、電解液循環型電池1としてレドックスフロー電池を用いる。電解液循環型電池1は、電池セル11と、電池セル11に供給/排出される正極電解液を貯留する正極タンク2と、電池セル11に供給/排出される負極電解液を貯留する負極タンク3と、交流／直流変換器12とを備える。
【００５５】
電池セル11と正極タンク2とは、電池セル11と正極タンク2との間で正極電解液を循環供給する正極電解液循環路4で連通される。また、電池セル11と負極タンク3とは、電池セル11と負極タンク3との間で負極電解液を循環供給する負極電解液循環路5で連通される。
【００５６】
正極電解液循環路4は、電池セル11に対して上流側に接続される上流側正極配管41、下流側に接続される下流側正極配管42を備え、上流側正極配管41に正極側循環用ポンプ13を設けている。
【００５７】
負極電解液循環路5は、電池セル11に対して上流側に接続される上流側負極配管51、下流側に接続される下流側負極配管52を備え、上流側負極配管51に負極側循環用ポンプ14を設けている。さらに、正極タンク2と負極タンク3とは、連通管6で連通されている。
【００５８】
電池セル11は、単層セルを複数積層させた積層体構造である。本実施形態では、電池セル11の基本的構成は、図９に示すセル1Aと同様であり、イオン交換膜(隔膜)により正極セルと負極セルとに分離され、正極セルに正極電極、負極セルに負極電極を内蔵し、各電極にそれぞれ正極電解液、負極電解液が供給される。本実施形態では、正極電解液にV5+を含む溶液、負極電解液にV2+を含む溶液を用いている。
【００５９】
そして、本実施形態では、正極電解液循環路4を流れる正極電解液と、負極電解液循環路5を流れる負極電解液とを混合するために、混合流路となる正極電解液混合用配管71の一端を上流側正極配管41に接続し、正極電解液混合用配管71の他端を下流側負極配管52に接続する。さらに、上流側負極配管51に同じく混合流路となる負極電解液混合用配管72の一端を接続し、下流側正極配管42に負極電解液混合用配管72の他端を接続する。
【００６０】
正極電解液混合用配管71は、正極側合流配管部分71aと、正極側分岐配管部分71bとに途中で分岐させている。正極側合流配管部分71aの下流側端部は、負極電解液循環路5の下流側負極配管52に接続している。正極側分岐配管部分71bの下流側端部は、負極電解液混合用配管72に接続され、正極電解液をこの負極電解液混合用配管72に送るようになっている。
【００６１】
また、負極電解液混合用配管72も、負極側合流配管部分72aと、負極側分岐配管部分72bとに途中で分岐させている。負極側合流配管部分72aの下流側端部は、正極電解液循環路4の下流側正極配管42に接続している。負極側分岐配管部分72bの下流側端部は、正極電解液混合用配管71に接続され、負極電解液をこの正極電解液混合用配管71に送るようになっている。
【００６２】
本実施形態では、正極電解液混合用配管71は、分岐する手前の上流側の配管部分が上流部となり、負極側分岐配管部分72bが接続された位置よりも下流側が合流部となり、後記する熱交換器812で熱交換された後の正極側合流配管部分71aが下流部となる。
【００６３】
また、負極電解液混合用配管72も、分岐する手前の上流側の配管部分が上流部となり、正極側分岐配管部分71bが接続された位置よりも下流側が合流部となり、熱交換器812で熱交換された後の負極側合流配管部分72aが下流部となる。
【００６４】
本実施形態では、正極電解液混合用配管71の正極側合流配管部分71aを流れる正極電解液に負極側分岐配管部分72bからの負極電解液が混合されることにより、電解液合流位置より下流側の正極側合流配管部分71aで電解液が発熱する。また、負極電解液混合用配管72の負極側合流配管部分72aを流れる負極電解液に正極側分岐配管部分71bからの正極電解液が混合されることにより、電解液合流位置より下流側の負極側合流配管部分72aで電解液が発熱する。
【００６５】
そして、本実施形態の熱利用システムの正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aとで発生した熱は、床暖房パネル811、熱交換器812、床暖房パネル811と熱交換器812との間で温水を循環させる温水循環路813を有する床暖房機81（加熱システム）で利用する。床暖房機81の床暖房パネル811は、温水循環路813を流れる温水で加温される。温水循環路813には、温水を循環させるためのポンプ814が設けられている。
【００６６】
さらに、熱交換器812では、温水循環路813を蛇行状に配置するともに、正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aも蛇行状に配置させ、温水循環路813に正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aを重ねた状態にしている。熱交換器812では、温水循環路813を流れる温水を、正極側合流配管部分71a及び負極側合流配管部分72aを流れる電解液の熱で加熱するようになっている。
【００６７】
また、熱交換器812には、温水循環路813を流れる水温の温度を検出する温度検出手段15を設けている。熱交換器812は、床暖房機81における電解液の発熱箇所であるため、電解液の熱で加熱される水の温度を温度検出手段15で検出することにより、電解液の温度を検出することができる。
【００６８】
さらに、本実施形態では、電解液が流通する配管に多数の調整弁を設けている。上流側正極配管41における正極電解液混合用配管71の接続位置よりも下流側に第１調整弁91を、上流側負極配管51における負極電解液混合用配管72の接続位置よりも下流側に第２調整弁92を設ける。正極側合流配管部分71aにおける正極側分岐配管部分71bとの分岐位置より下流で負極側分岐配管部分72bの接続位置よりも上流に第３調整弁93を設ける。負極側合流配管部分72aにおける負極側分岐配管部分72bとの分岐位置より下流で正極側分岐配管部分71bの接続位置よりも上流に第４調整弁94を設ける。
【００６９】
正極側分岐配管部分71bに第５調整弁95を負極側分岐配管部分72bに第６調整弁96を設ける。連通管6に連通用調整弁6aを設ける。本実施形態では、連通管6に設ける連通用調整弁6aを開らくことにより、正極タンク2と負極タンク3とを連通して、各タンクの電解液の電解液の温度を調整するようになっている。
【００７０】
そして、これら調整弁は、バルブコントローラー16(制御手段)で開閉制御されるようなっている。バルブコントローラー16は、床暖房機81の使用の有無に応じて、さらに、床暖房機81を使用している時は、温度検出手段15で検出した熱交換器812での温水の温度に基づいて、各調整弁の開閉を制御する。
【００７１】
具体的に、本実施形態における電池システムの運転制御について説明する。通常は、電力貯蔵用二次電池として、正極タンクおよび負極タンクから電池セルに電解液を供給し、電池セルから排出した電解液を各タンクに戻すようにして、電解液を循環させながら充放電を行う。
【００７２】
この充放電を行っているときは、第１調整弁91と第２調整弁92は開いた状態にし、混合流路である正極電解液混合用配管71および負極電解液混合用配管72で、正極電解液と負極電解液とを混合させるときは、第１調整弁91と第２調整弁92は閉じた状態にする。
【００７３】
混合流路に設ける第３調整弁93から第６調整弁96は、電動式となっており、熱交換器812を流れる温水の温度を温度検出手段15で検出し、この検出結果に基づいて弁の開度を制御して、混合量を調節するようになっている。
【００７４】
具体的には、床暖房機81を駆動させている間で、熱交換器812の温水の温度が所定の温度以下のときは第３調整弁93から第６調整弁96を全開状態にし、床暖房機81を停止しているときは第３調整弁93から第６調整弁96を閉じた状態にする。また、熱交換器812の温水の温度が所定の温度を超えた場合には、温度に応じて、第３調整弁93から第６調整弁96の開度を調整して電解液の流量を制御するか、または、閉じた状態にする。
【００７５】
第３調整弁93から第６調整弁96を開くことにより、正極電解液と負極電解液が、正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aにおいて混合され、電解液が自己放電して発熱する。
【００７６】
この電解液で発生した熱を熱交換器812において温水循環路813を流れる温水と熱交換して温水を加熱し、この温水で床暖房パネル811を加温する。
【００７７】
電解液を混合するときは、電池セル11に温度の上がった電解液が流れ込まないように第１調整弁91と第２調整弁92は閉じた状態となっている。
【００７８】
なお、温度検出手段15で検出する温度は、熱交換器812内に配置される正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aを流れるそれぞれの電解液の温度を温度検出手段で検出するようにしてもよい。この場合は、温水と熱交換された後の電解液の温度を検出することが好ましい。また、本実施形態では、温水循環路813と、床暖房パネル811は既存の物を用いている。
【００７９】
［第２実施形態］
第１実施形態では、混合流路を正極電解液混合用配管と負極電解液混合用配管とにより構成し、これら配管を途中で分岐させてそれぞれの配管に合流させて、電解液を混合させた。
【００８０】
第２実施形態の熱利用システムでは、図２に示すように、混合流路の構成、床暖房機81の熱交換器812の構成、混合流路に設ける調整弁の数及び配置箇所が第１実施形態と異なる。第２実施形態も、加熱システムとして床暖房機を用いており、混合流路の構成、床暖房機81の熱交換器812の構成、混合流路に設ける調整弁の数および配置箇所以外は、第１実施形態と同じ構成であるので、同じ構成部分については説明を省略する。
【００８１】
第２実施形態では、図２に示すように、混合流路は、正極側混合用配管上流部73と、負極側混合用配管上流部74と、混合用配管合流部75と、正極側混合用配管下流部76と、負極側混合用配管下流部77とから構成されている。
【００８２】
正極側混合用配管上流部73は上流側正極配管41に接続され、負極側混合用配管上流部74は上流側負極配管51に接続される。混合用配管合流部75は、正極側混合用配管上流部73と負極側混合用配管上流部74の下流側端部を合流して形成される。正極側混合用配管下流部76と負極側混合用配管下流部77とは、混合用配管合流部75の下流側端部を分岐して形成され、正極側混合用配管下流部76を下流側正極配管42に接続し、負極側混合用配管下流部77を下流側負極配管52に接続する。本実施形態では、混合用配管合流部75を蛇行状に形成して、この蛇行部分を熱交換器812に組み込んでいる。
【００８３】
そして、正極側混合用配管上流部73に第３調整弁93aを、負極側混合用配管上流部74に第４調整弁94aを、混合用配管合流部75における熱交換器812の出口より下流側に第５調整弁95aを設けている。
【００８４】
そして、これら調整弁も、温度検出手段15で検出した熱交換器812の温水温度に基づいてバルブコントローラー16(制御部)で開閉制御されるようなっている。
【００８５】
本実施形態における熱利用システムの運転制御も、第１実施形態と同様に、電解液循環型電池1を電力貯蔵用二次電池として充放電を行う運転制御と、床暖房機81の熱源として電解液を使用する運転制御とを行う。
【００８６】
充放電を行っているときは、第１調整弁91と第２調整弁92は開いた状態にし、混合流路に設ける第３調整弁93aから第５調整弁95aは閉じた状態にする。また、正極電解液と負極電解液とを混合させるときは、第１調整弁91と第２調整弁92は閉じた状態にし、混合流路に設ける第３調整弁93aから第５調整弁95aは開いた状態にする。
【００８７】
混合流路に設ける第３調整弁93aから第５調整弁95aは、床暖房機81を駆動させている間は、温度検出手段15で検出した熱交換器812の温水温度に基づいて開閉制御する。
【００８８】
第３調整弁93aと第４調整弁94aを開くことにより、正極電解液と負極電解液が、混合用配管合流部75において混合され、電解液が自己放電して発熱する。
【００８９】
この電解液で発生した熱を熱交換器812において温水循環路813を流れる温水と熱交換して温水を加熱し、この温水で床暖房パネル811を加温する。第２実施形態では、第１実施形態に比べて、混合流路の配管構造を単純にできる。
【００９０】
［第３実施形態］
第３実施形態も、熱利用システムを利用する加熱システムとして床暖房機を用いており、図３に示すように、混合流路の構成、床暖房機81の構成、混合流路に設ける調整弁の数と配置箇所が前記した各実施形態と異なる。第３実施形態も、第１実施形態と同じ構成部分については説明を省略する。
【００９１】
第３実施形態も、正極電解液循環路4の上流側正極配管41に混合流路となる正極電解液混合用配管71の一端を、負極電解液循環路5の下流側負極配管52に正極電解液混合用配管71の他端を接続している。さらに、負極電解液循環路5の上流側負極配管51に混合流路となる負極電解液混合用配管72の一端を、正極電解液循環路4の下流側正極配管42に負極電解液混合用配管72の他端を接続している。
【００９２】
正極電解液混合用配管71は、途中で、正極側合流配管部分71aと正極側分岐配管部分71bに分岐し、正極側合流配管部分71aをさらに複数に分岐させて分岐流路を形成している。正極側分岐配管部分71bは、第１実施形態と同様に、その下流側端部が、負極電解液混合用配管72に接続される。
【００９３】
また、負極電解液混合用配管72も、途中で、負極側合流配管部分72aと負極側分岐配管部分72bに分岐し、負極側合流配管部分72aをさらに複数に分岐させて分岐流路を形成している。負極側分岐配管部分72bも、第１実施形態と同様に、その下流側端部が、正極電解液混合用配管71に接続される。
【００９４】
第３実施形態では、正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aのそれぞれについて、電解液が合流した後に多数に分岐させており、各分岐流路で、床暖房機81の床暖房パネル811a,811b,811cを加温するための加温部815を構成している。さらに、これら分岐流路を、床暖房パネル811a,811b,811cの出口より下流で再度合流させている。
【００９５】
第３実施形態では、床暖房機81は、複数の床暖房パネル811a,811b,811cを有し、温水循環路は設けていない。第３実施形態では、温水循環路の代わりに、正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aの加温部815で各床暖房パネル811a,811b,811cを加温するようになっている。各床暖房パネル811a,811b,811cは複数の部屋に対して個別に配置する構成となっている。それぞれ床暖房パネル811a,811b,811cには、正極側合流配管部分71aと負極側合流配管部分72aの加温部815が配置される。本実施形態では、各床暖房パネル811a,811b,811cが個別の加熱システムとなる。
【００９６】
さらに、前記加温部815は、各床暖房パネル811a,811b,811cにおいて、蛇行状に配管されており、この蛇行状の配置により床暖房パネル811a,811b,811cの全体を効率よく加温するようになっている。
【００９７】
本実施形態においても、バルブコントローラー16で開閉制御される調整弁を多数設けている。第１実施形態と同様に、上流側正極配管41に第１調整弁91を、上流側負極配管51に第２調整弁92を設ける。正極側合流配管部分71aにおける負極側分岐配管部分72bの接続位置よりも上流に第３調整弁93を設ける。負極側合流配管部分72aにおける正極側分岐配管部分71bの接続位置よりも上流に第４調整弁94を設ける。正極側分岐配管部分71bに第５調整弁95を、負極側分岐配管部分72bに第６調整弁96を設ける。第１調整弁91から第６調整弁96までは、第１実施形態と同じ構成である。
【００９８】
本実施形態では、さらに、正極側合流配管部分71aの多数に分岐した分岐点より下流側で、床暖房パネル811a,811b,811cの入口よりも上流に調整弁(第７調整弁97、第９調整弁99、第１１調整弁101…)を設け、負極側合流配管部分72aの多数に分岐した分岐点より下流側で、床暖房パネル811a,811b,811cの入口よりも上流に調整弁(第８調整弁98、第１０調整弁100、第１２調整弁102…)を設ける。
【００９９】
なお、本実施形態では、図示していないが、各床暖房パネル811a,811b,811cにおいて、暖房パネルに配置される加温部815を流れる電解液の温度を温度検出手段で検出するようにしている。この検出結果に基づいて、各調整弁の開閉制御を行って、電解液の混合量と、それぞれの床暖房パネル811a,811b,811cを循環させる電解液の流量を制御する。
【０１００】
本実施形態における電池システムの運転制御は、床暖房機81の運転を行う場合には、第１調整弁91と第２調整弁92を閉じた状態で、第３調整弁93から第６調整弁96を開いた状態にする。さらに、各床暖房パネル811a,811b,811cでの温度に応じて、そして、暖房が必要な床暖房パネル811a,811b,811cに対して電解液を循環させるように、正極側および負極側の合流配管部分における分岐流路に設けた調整弁の開閉制御を行う。
【０１０１】
また、本実施形態における電池システムの運転制御は、床暖房機81の運転を行わない場合には、第１調整弁91と第２調整弁92は開き、第３調整弁93から第６調整弁96を閉じる。
【０１０２】
本実施形態では、混合された電解液が流れる合流配管部分を床暖房パネル811a,811b,811cに組み込んだ構成としているので、電解液の放熱を無駄なく床暖房に利用することができる。さらに、合流配管部分を分岐して、複数の暖房パネルに電解液を循環させる構成とするとともに、分岐流路に設けた調整弁を開閉制御することにより、暖房が必要な暖房パネルのみを加温することが可能となる。
【０１０３】
さらに、本実施形態の電解液循環型電池システムでは、床暖房パネルを加温する温水循環路、熱交換器、温水を循環させるポンプが不要となる。
【０１０４】
［第４実施形態］
第４実施形態も、熱利用システムを利用する加熱システムとして床暖房機を用いており、図４に示すように、床暖房機81は、第３実施形態と同様に、複数の床暖房パネル811a,811b,811cを有し、混合流路を流れる電解液で直接床暖房パネル811a,811b,811cを加温するようにしたものである。
【０１０５】
第４実施形態は、第３実施形態とは、混合流路の構成、混合流路に設ける調整弁の数と配置箇所が異なる。第４実施形態は、電池セル11、交流／直流変換器12、正極タンク2、負極タンク3、正極電解液循環路4、負極電解液循環路5、循環ポンプ13,14の構成は、前記した各実施形態と同じ構成であり、混合流路は、第２実施形態の混合流路と同じ構成部分を有している。同じ構成部分については説明を省略する。
【０１０６】
第４実施形態は、第２実施形態と同様に、混合流路は、正極側混合用配管上流部73と、負極側混合用配管上流部74と、混合用配管合流部75と、正極側混合用配管下流部76と、負極側混合用配管下流部77とから構成されている。そして、第４実施形態は、混合用配管合流部75を、電解液が合流した後に多数に分岐させて分岐流路を形成しており、各分岐流路で、床暖房機81の床暖房パネル811a,811b,811cを加温するための加温部815を構成している。さらに、これら分岐流路を、床暖房パネル811a,811b,811cの出口より下流で再度合流させている。それぞれの床暖房パネル811a,811b,811cには、混合用配管合流部75の加温部815が配置される。
【０１０７】
さらに、前記加温部815も、各床暖房パネル811a,811b,811cにおいて、蛇行状に配管されており、この蛇行状の配置により床暖房パネル811a,811b,811cの全体を効率よく加温する。本実施形態においても、バルブコントローラー16で開閉制御される調整弁を多数設けている。
【０１０８】
上流側正極配管41に第１調整弁91を、上流側負極配管51に第２調整弁92を設ける。正極側混合用配管上流部73に第３調整弁93aを、負極側混合用配管上流部74に第４調整弁94aを設ける。
【０１０９】
本実施形態では、さらに、混合用配管合流部75を多数に分岐した分岐点より下流側で、床暖房パネル811a,811b,811cの入口よりも上流に調整弁(第５調整弁95b、第７調整弁97b、第９調整弁99b…)を設け、混合用配管合流部75の床暖房パネル811a,811b,811cの出口より下流側に調整弁(第６調整弁96b、第８調整弁98b、第１０調整弁100b…)を設ける。
【０１１０】
なお、本実施形態も、図示していないが、各床暖房パネル811a,811b,811cにおいて、暖房パネルに配置される加温部815を流れる電解液の温度を温度検出手段で検出するようにしている。この検出結果に基づいて、混合流路に設ける各調整弁の開閉制御を行って、電解液の混合量と、それぞれの床暖房パネル811a,811b,811cを循環させる電解液の流量を制御する。
【０１１１】
本実施形態における電池システムの運転制御は、床暖房機81の運転を行う場合には、第１調整弁91と第２調整弁92を閉じた状態で、第３調整弁93aから第４調整弁94aを開いた状態にする。さらに、暖房が必要な床暖房パネル811a,811b,811cに対し、各床暖房パネル811a,811b,811cでの温度に応じて電解液を循環させるように、混合用配管合流部75に設ける調整弁(第５調整弁95bから第１０調整弁100b)の開閉制御を行う。
【０１１２】
また、本実施形態における電池システムの運転制御は、床暖房機81の運転を行わない場合には、第１調整弁91と第２調整弁92は開き、第３調整弁93aと第４調整弁94aは閉じる。
【０１１３】
本実施形態も、第３実施形態と同様に、混合された電解液が流れる配管を床暖房パネル811a,811b,811cに組み込む構成としているので、電解液の放熱を無駄なく利用することができる。さらに、混合用配管合流部75を分岐して、複数の床暖房パネル811a,811b,811cに電解液を循環させる構成とするとともに、混合用配管合流部75に設ける調整弁の開閉制御により、暖房が必要な床暖房パネル811a,811b,811cのみを加温することが可能となる。
【０１１４】
さらに、本実施形態も、床暖房パネルを加温する温水循環路、熱交換器、温水を循環させるポンプが不要となる。
【０１１５】
［第５実施形態］
第５実施形態も、熱利用システムを利用する加熱システムとして暖房機を用いており、図５に示すように、床暖房機81は、第４実施形態と同様に、複数の床暖房パネル811a,811b,811cを有し、混合流路を流れる電解液で直接床暖房パネル811a,811b,811cを加温するようにしたものである。
【０１１６】
第５実施形態は、電解液の混合を各床暖房パネル811a,811b,811cの入口近くで行うようしたものである。第５実施形態も、電池セル11、交流／直流変換器12、正極タンク2、負極タンク3、正極電解液循環路4、負極電解液循環路5、循環ポンプ13,14の構成は、前記した各実施形態と同じ構成であり、混合流路は、第４実施形態の混合流路と同じ構成部分を有している。同じ構成部分については説明を省略する。
【０１１７】
第５実施形態は、第４実施形態における混合流路の構成を変形させたものであり、混合流路は、第４実施形態と同様に、正極側混合用配管上流部73と、負極側混合用配管上流部74と、混合用配管合流部75と、正極側混合用配管下流部76と、負極側混合用配管下流部77とから構成されている。そして、第５実施形態は、正極側混合用配管上流部73と、負極側混合用配管上流部74とをそれぞれ多数に分岐させて分岐流路を形成しており、各分岐流路を床暖房パネル811a,811b,811cの入口近くで合流させて、複数の混合用配管合流部75を形成している。そして、各混合用配管合流部75を床暖房機81の複数の床暖房パネル811a,811b,811cを加温するための加温部815としている。さらに、これら混合用配管合流部75を、床暖房パネル811a,811b,811cの出口より下流で合流させている。
【０１１８】
本実施形態においては、バルブコントローラー16で開閉制御される調整弁を次のように設ける。
【０１１９】
上流側正極配管41に第１調整弁91を、上流側負極配管51に第２調整弁92を設ける。正極側混合用配管上流部73における分岐位置より上流に第３調整弁93aを、負極側混合用配管上流部74における分岐位置より上流に第４調整弁94aを設ける。
【０１２０】
本実施形態では、さらに、正極側混合用配管上流部73における分岐位置より下流に調整弁(第５調整弁95c、第８調整弁98c、第１１調整弁101c…)を設け、負極側混合用配管上流部74における分岐位置より下流側に調整弁(第６調整弁96c、第９調整弁99c、第１２調整弁102c…)を設ける。そして、混合用配管合流部75における床暖房パネル811a,811b,811cの出口より下流で、各床暖房パネル811a,811b,811cからの電解液が合流する前に調整弁(第７調整弁97c、第１０調整弁100c、第１３調整弁103c…)を設ける。
【０１２１】
なお、本実施形態も、図示していないが、各床暖房パネル811a,811b,811cにおいて、暖房パネルに配置される加温部815を流れる電解液の温度を温度検出手段で検出するようにしている。この検出結果に基づいて、混合流路に設ける各調整弁の開閉制御を行って、電解液の混合量と、それぞれの床暖房パネル811a,811b,811cを循環させる電解液の流量を制御する。
【０１２２】
本実施形態における電池システムの運転制御は、床暖房機81の運転を行う場合には、第１調整弁91と第２調整弁92を閉じた状態で、第３調整弁93aと第４調整弁94aを開いた状態にする。さらに、暖房が必要な床暖房パネル811a,811b,811cに対して各床暖房パネル811a,811b,811cでの温度に応じて所望の電解液を循環させるように、混合流路に設ける他の調整弁の開閉制御を行う。
【０１２３】
また、本実施形態における電池システムの運転制御は、床暖房機81の運転を行わない場合には、第１調整弁91と第２調整弁92は開き、第３調整弁93aと第４調整弁94aを閉じる。
【０１２４】
本実施形態も、混合された電解液が流れる配管を床暖房パネル811a,811b,811cに組み込んでいるので、電解液の放熱を無駄なく利用することができ、しかも、電解液の混合後、すぐに床暖房パネル811a,811b,811cを加温するので、熱の放散ロスをできるだけ少なくでき、さらに、熱の無駄がなくなる。その結果、暖房負荷が電池本体と離れている場合や、混合流路が途中で屋外等の冷えた場所を通るような場合でも、電解液の熱を有効に利用できる。
【０１２５】
さらに、調整弁の開閉制御により電解液の循環経路を制御して、複数の床暖房パネル811a,811b,811cに電解液を個別に循環できる構成としているので、暖房が必要な床暖房パネル811a,811b,811cのみを加温することが可能となる。
【０１２６】
［第６実施形態］
図６に示す第６実施形態は、熱利用システムを利用する加熱システムとしてファン暖房機82を用いたものである。
【０１２７】
第６実施形態の電解液循環型電池システムは、電池セル11、交流／直流変換器12、正極タンク2、負極タンク3、正極電解液循環路4、負極電解液循環路5、循環ポンプ13,14、混合流路、各調整弁、ファン暖房機82に用いる熱交換器812及び温水循環路813の構成は、第１実施形態と同じ構成である。同じ構成部分については説明を省略する。
【０１２８】
第６実施形態の熱利用システムを利用するファン暖房機82は、空気熱交換器822とファン823を備える室内機821と、熱交換器812、室内機821の空気熱交換器822と熱交換器812との間で温水を循環させる温水循環路813を有する。温水循環路813には、温水を循環させるためのポンプ814が設けられている。
【０１２９】
第６実施形態も温水循環路813を流れる温水の温度を温度検出手段15で検出して、温度検出結果に基づいてバルブコントローラー16により調整弁の開閉制御を行う。
【０１３０】
加熱システムとして、ファン暖房機82を用いる場合でも、電解液の発熱を有効に利用して暖房を行うことができる。
【０１３１】
［第７実施形態］
第６実施形態では、ファン暖房機に、室内機とは別に熱交換器を設けて、この熱交換機において温水を電解液の熱で加熱するようにした。図７に示す第７実施形態は、ファン暖房機82の室内機821に設ける空気熱交換器822に電解液が流れる混合流路を組み込んだ構成にしている。
【０１３２】
第７実施形態の熱利用システムは、電池セル11、交流／直流変換器12、正極タンク2、負極タンク3、正極電解液循環路4、負極電解液循環路5、循環ポンプ13,14、混合流路、各調整弁の構成は、第１実施形態と同じ構成である。同じ構成部分については説明を省略する。
【０１３３】
第７実施形態の熱利用システムを利用するファン暖房機82は、空気熱交換器822とファン823を備える室内機821とを有する。第７実施形態は、空気熱交換器822から出てきた空気の温度を温度検出手段15で検出して、温度検出結果に基づいて制御手段16により調整弁の開閉制御を行う。
【０１３４】
第７実施形態では、ファン暖房機82の空気熱交換器822において、電解液で発生した熱を直接熱交換するので、電解液の熱をさらに有効に利用して暖房を行うことができる。第７実施形態では、第６実施形態で用いた温水循環路と温水を加熱するための熱交換機を不要にできる。
【０１３５】
［第８実施形態］
図８に示す第８実施形態は、熱利用システムを利用する加熱システムとして、ヒートポンプチラー83を用いている。
【０１３６】
第８実施形態の熱利用システムは、電池セル11、交流／直流変換器12、正極タンク2、負極タンク3、正極電解液循環路4、負極電解液循環路5、循環ポンプ13,14、混合流路、各調整弁の構成は、第１実施形態と同じ構成である。同じ構成部分については説明を省略する。
【０１３７】
第８実施形態の熱利用システムを利用するヒートポンプチラー83は、室内機831と、室外機となる熱交換器832、室内機831と熱交換器832との間で冷媒を循環させる冷媒循環路833を有する。冷媒循環路833には、冷媒を循環させるためのポンプ814が設けられている。
【０１３８】
第８実施形態では、熱交換器832に混合流路を組み込んで、この熱交換器832で冷媒を加熱する。第８実施形態も冷媒循環路833を流れる冷媒の温度を温度検出手段15で検出して、温度検出結果に基づいて制御手段16により調整弁の開閉制御を行う。
【０１３９】
加熱システムとして、ヒートポンプチラー83を用いる場合でも、電解液の発熱を有効に利用して暖房を行うことができる。
【０１４０】
さらに、真冬の早朝など気温が低く、熱交換器に霜が発生しやすい状態でも、冷媒を電解液の熱で加熱することにより、速やかに暖房を立ち上げて、高出力運転が可能となる。
【０１４１】
なお、気温が上がってヒートポンプが外気熱のみで高効率の暖房運転できるようになったら、電解液混合を停止して、夜間蓄えた安価な電気を放電し、ヒートポンプチラーに給電する。このように、電解液に蓄えられたエネルギーをヒートポンプチラーの熱源として利用したり、ヒートポンプチラーに給電するために用いることで、電解液に蓄えられたエネルギーを無駄なく有効に活用できる。
【産業上の利用可能性】
【０１４２】
本発明の熱利用システムは、負荷平準化や瞬低対策などとして利用されている電解液循環型電池のエネルギーを加熱システムの熱源して利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４３】
【図１】本発明の第１実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図３】本発明の第３実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図４】本発明の第４実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図５】本発明の第５実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図６】本発明の第６実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図７】本発明の第７実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図８】本発明の第８実施形態に係る加熱システムの概略構成図である。
【図９】電解液循環型電池の動作原理の説明図である。
【符号の説明】
【０１４４】
1  電解液循環型電池
11  電池セル      12  交流／直流変換器      13  正極側循環用ポンプ
14  負極側循環用ポンプ      15  温度検出手段
16  バルブコントローラー(制御手段)      
2  正極タンク    
3  負極タンク
4  正極電解液循環路
41  上流側正極配管  
42  下流側正極配管
5  負極電解液循環路
51  上流側負極配管
52  下流側負極配管
6  連通管
6a  連通用調整弁
71  正極電解液混合用配管
71a  正極側合流配管部分      71b  正極側分岐配管部分
72  負極電解液混合用配管
72a  負極側合流配管部分      72b  負極側分岐配管部分
73  正極側混合用配管上流部      74  負極側混合用配管上流部
75  混合用配管合流部
76  正極側混合用配管下流部      77  負極側混合用配管下流部
81  床暖房機
811,811a,811b,811c  床暖房パネル      812  熱交換器
813  温水循環路      814  ポンプ      815  加温部
82  ファン暖房機
821  室内機      822  空気熱交換器      823  ファン
83  ヒートポンプチラー
831  室内機      832  熱交換器      833  冷媒循環路
91  第１調整弁      92  第２調整弁
93,93a  第３調整弁      94,94a  第４調整弁
95,95a,95b,95c  第５調整弁      96,96b,96c  第６調整弁
97,97b,97c  第７調整弁      98,98b,98c  第８調整弁
99,99b,99c  第９調整弁      100,100b,100c  第１０調整弁
101,101c  第１１調整弁      102,102c  第１２調整弁
103c  第１３調整弁      
1A  セル      2A  正極セル        2B  負極セル
2C  隔膜      3A  正極電極      3B  負極電極
4A  正極タンク        4B  負極タンク
5A,5B  ポンプ        6A,6B  導管
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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