(57)【要約】【課題】簡易な構成で、流体の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを提供することを目的とする。また、この蓄熱タンクを用いて、簡易な構成の熱交換システムを提供することを目的とする。【解決手段】タンク部１１と、タンク部１１の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材１３が内部に収容される蓄熱材収容部１２と、タンク部１１の内部の空間であって蓄熱材収容部１２の外部の空間からなる、流体が流通する流体流通部１４と、流体流通部１４に流体を供給する流体供給口１５と、流体流通部１４を流通した流体が排出される流体排出口１６と、を備え、流体流通部１４を流通する流体と蓄熱材収容部１２に収容された蓄熱材１３との間で熱交換を行うことによって、流体の熱を蓄熱する蓄熱タンク。この蓄熱材タンクを使用した熱交換システム。【選択図】図１
2016138722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タンク部と、
前記タンク部の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材が内部に収容される蓄熱材収容部と、
前記タンク部の内部の空間であって前記蓄熱材収容部の外部の空間からなる、流体が流通する流体流通部と、
前記流体流通部に流体を供給する流体供給口と、
前記流体流通部を流通した流体が排出される流体排出口と、
を備え、
前記流体流通部を流通する流体と前記蓄熱材収容部に収容された前記蓄熱材との間で熱交換を行うことによって、流体の熱を蓄熱する蓄熱タンク。
【請求項２】
前記蓄熱材収容部は、前記タンク部の内部に複数設けられており、
複数の前記蓄熱材収容部は、互いに離間すると共に、互いに並列に設けられており、
前記流体流通部は、互いに離間する前記蓄熱材収容部の間の空間を含む請求項１に記載の蓄熱タンク。
【請求項３】
前記蓄熱材収容部は、前記タンク部の内面に沿って設けられている請求項１又は請求項２に記載の蓄熱タンク。
【請求項４】
第１流体が供給される第１機器と、
前記第１流体よりも高い温度の第２流体が供給される第２機器と、
請求項１〜３のいずれかに記載された蓄熱タンクであって、前記蓄熱材の前記所定の融点が第１温度である第１蓄熱タンクと、
請求項１〜３のいずれかに記載された蓄熱タンクであって、前記蓄熱材の前記所定の融点が第１温度よりも高温の第２温度である第２蓄熱タンクと、
前記第１蓄熱タンクに前記第１流体を供給し、前記第２蓄熱タンクに前記第２流体を供給するヒートポンプと、
を備え、
前記第１蓄熱タンクは、前記ヒートポンプから供給される前記第１流体の熱を蓄熱し、
前記第１蓄熱タンクによって熱が蓄熱された前記第１流体は、前記第１温度近傍の温度となって前記第１蓄熱タンクから排出され、
前記第２蓄熱タンクは、前記ヒートポンプから供給される前記第２流体の熱を蓄熱し、
前記第２蓄熱タンクによって熱が蓄熱された前記第２流体は、前記第２温度近傍の温度となって前記第２蓄熱タンクから排出され、
前記第１蓄熱タンクから排出された前記第１流体は、前記第１機器に供給され、
前記第２蓄熱タンクから排出された前記第２流体は、前記第２機器に供給される熱交換システム。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載された蓄熱タンクであって、前記蓄熱材の前記所定の融点が前記第１温度よりも高く且つ前記第２温度よりも低い第３温度である第３蓄熱タンクを更に備え、
前記第１機器は、前記第１流体よりも高温の第３流体を前記第３蓄熱タンクに供給し、
前記第２機器は、前記第２流体よりも低温の第４流体を前記第３蓄熱タンクに供給し、
前記第３蓄熱タンクは、前記第１機器から供給される前記第３流体の熱及び前記第２機器から供給される前記第４流体の熱を蓄熱し、
前記第３蓄熱タンクによって熱が蓄熱された前記第３流体及び前記第４流体は、前記第３温度近傍の温度となって前記第３蓄熱タンクから排出され、
前記第３蓄熱タンクから排出された前記第３流体及び前記第４流体は、前記ヒートポンプに供給される請求項４に記載の熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体の熱を蓄熱する蓄熱タンク及び蓄熱タンクを備えた熱交換システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、タンク部と、タンク部の内部に流体を供給する流体供給口と、流体供給口から供給された流体が流通する流体流通部と、流体流通部を流通した流体が排出される流体排出口と、蓄熱材と、蓄熱材を加熱又は冷却する部材と、を備える蓄熱タンクが知られている。また、このような蓄熱タンクを用いた熱交換システムが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。
【０００３】
このような蓄熱タンクにおいては、流体と蓄熱材との間で熱交換が行われることによって、流体の熱は蓄熱される。また、このような蓄熱タンクを用いた熱交換システムにおいては、蓄熱タンクによって熱が蓄熱された流体が利用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１０３７７１号公報
【特許文献２】特開平２−２６７４６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１及び特許文献２の蓄熱タンクは、ヒーターや冷却器が必要であるため、蓄熱タンクの構造が複雑になる。また、蓄熱タンクを使用する際、ヒーターや冷却器を動作させるための電源が必要となる。そのため、蓄熱タンクの構成が複雑になり、熱交換システムの構成も複雑になる。
【０００６】
本発明は、簡易な構成で、流体の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを提供することを目的とする。また、この蓄熱タンクを用いて、簡易な構成の熱交換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】
【０００７】
本発明は、タンク部と、前記タンク部の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材が内部に収容される蓄熱材収容部と、前記タンク部の内部の空間であって前記蓄熱材収容部の外部の空間からなる、流体が流通する流体流通部と、前記流体流通部に流体を供給する流体供給口と、前記流体流通部を流通した流体が排出される流体排出口と、を備え、前記流体流通部を流通する流体と前記蓄熱材収容部に収容された前記蓄熱材との間で熱交換を行うことによって、流体の熱を蓄熱する蓄熱タンクに関する。
【０００８】
また、前記蓄熱材収容部は、前記タンク部の内部に複数設けられており、複数の前記蓄熱材収容部は、互いに離間すると共に、互いに並列に設けられており、前記流体流通部は、互いに離間する前記蓄熱材収容部の間の空間を含むことが好ましい。
【０００９】
また、前記蓄熱材収容部は、前記タンク部の内面に沿って設けられていることが好ましい。
【００１０】
本発明は、第１流体が供給される第１機器と、前記第１流体よりも高い温度の第２流体が供給される第２機器と、前記蓄熱タンクであって、前記蓄熱材の前記所定の融点が第１温度である第１蓄熱タンクと、前記蓄熱タンクであって、前記蓄熱材の前記所定の融点が第１温度よりも高温の第２温度である第２蓄熱タンクと、前記第１蓄熱タンクに前記第１流体を供給し、前記第２蓄熱タンクに前記第２流体を供給するヒートポンプと、を備え、前記第１蓄熱タンクは、前記ヒートポンプから供給される前記第１流体の熱を蓄熱し、前記第１蓄熱タンクによって熱が蓄熱された前記第１流体は、前記第１温度近傍の温度となって前記第１蓄熱タンクから排出され、前記第２蓄熱タンクは、前記ヒートポンプから供給される前記第２流体の熱を蓄熱し、前記第２蓄熱タンクによって熱が蓄熱された前記第２流体は、前記第２温度近傍の温度となって前記第２蓄熱タンクから排出され、前記第１蓄熱タンクから排出された前記第１流体は、前記第１機器に供給され、前記第２蓄熱タンクから排出された前記第２流体は、前記第２機器に供給される熱交換システムに関する。
【００１１】
また、前記蓄熱タンクであって、前記蓄熱材の前記所定の融点が前記第１温度よりも高く且つ前記第２温度よりも低い第３温度である第３蓄熱タンクを更に備え、前記第１機器は、前記第１流体よりも高温の第３流体を前記第３蓄熱タンクに供給し、前記第２機器は、前記第２流体よりも低温の第４流体を前記第３蓄熱タンクに供給し、前記第３蓄熱タンクは、前記第１機器から供給される前記第３流体の熱及び前記第２機器から供給される前記第４流体の熱を蓄熱し、前記第３蓄熱タンクによって熱が蓄熱された前記第３流体及び前記第４流体は、前記第３温度近傍の温度となって前記第３蓄熱タンクから排出され、前記第３蓄熱タンクから排出された前記第３流体及び前記第４流体は、前記ヒートポンプに供給されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、簡易な構成で、流体の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを提供することができる。また、この蓄熱タンクを用いて、簡易な構成の熱交換システムを提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による蓄熱タンク１の断面図である。
【図２】本発明の第２実施形態による蓄熱タンク１Ａの断面図である。
【図３】本発明の第３実施形態による蓄熱タンク１Ｂの断面図である。
【図４】本発明の第４実施形態による蓄熱タンク１Ｃの断面図である。
【図５】本発明の第５実施形態による熱交換システム１Ｄの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態について、図１を参照しながら説明する。図１は、本発明の第１実施形態による蓄熱タンク１の断面図である。
【００１５】
図１に示すように、蓄熱タンク１は、タンク部１１と、蓄熱材収容部としての蓄熱材収容プレート１２と、蓄熱材１３と、流体流通部１４と、流体供給口１５と、流体排出口１６と、を備える。
【００１６】
タンク部１１は、略直方体の箱型の部材である。タンク部１１は、第１主面部１１Ａと、第１主面部１１Ａの反対面である第２主面部１１Ｂと、４つの側面部１１Ｃと、で構成されている。また、タンク部１１は、断熱材で形成されているか、又は断熱材で覆われている。
蓄熱材収容プレート１２は、内部が空間となった板状の中空プレート部材である。蓄熱材収容プレート１２の内部の空間は、密閉された空間である。蓄熱材収容プレート１２は、熱伝導率が大きい部材、例えば金属で形成されている。蓄熱材収容プレート１２は、タンク部１１の内部に、４つ（複数）設けられている。４つの蓄熱材収容プレート１２は、その厚さ方向に互いに離間すると共に、互いに並列に設けられている。それぞれの蓄熱材収容プレート１２は、タンク部１１の側面部１１Ｃの内面にねじ止め等によって固定される。そのため、それぞれの蓄熱材収容プレート１２の厚さ方向は、タンク部１１の第１主面部１１Ａと第２主面部１１Ｂとを結ぶ方向を向き、蓄熱材収容プレート１２の拡がる方向は、タンク部１１の４つの側面部１１Ｃに直交する。
【００１７】
蓄熱材１３は、蓄熱材収容プレート１２の内部の空間に充填されて収容されている。蓄熱材１３は、所定の融点を有する蓄熱材、例えば、エリスリトール、酢酸ナトリウム３水塩、硫酸ナトリウム１０水塩、塩化カルシウム６水塩、トリメチロールエタン、水、炭酸ナトリウム溶液、炭酸水素カリウム溶液、塩化カリウム水溶液、塩化アンモニウム水溶液、塩化ナトリウム水溶液等である。これらの蓄熱材は、潜熱型の蓄熱材として使用される。潜熱型の蓄熱材とは、相変化（液体から固体への変化又は固体から液体への変化）における熱の出入りを利用して蓄熱する蓄熱材のことである。
【００１８】
流体流通部１４は、タンク部１１の内部の空間であって、蓄熱材収容プレート１２の外部の空間である。流体流通部１４は、互いに離間する４つの蓄熱材収容プレート１２の間の空間も含む。すなわち、流体流通部１４は、タンク部１１の内部空間のうち、４つの蓄熱材収容プレート１２が存在する空間以外の空間である。
流体供給口１５は、流体流通部１４に連通するように、タンク部１１の第１主面部１１Ａの上部に設けられている。
流体排出口１６は、流体流通部１４に連通するように、タンク部１１の第２主面部１１Ｂの下部に設けられている。
流体供給口１５及び流体排出口１６は、管状部材（パイプ状部材）であり、タンク部１１と同様に、断熱材で形成されている。
【００１９】
次に、蓄熱タンク１の使用方法について説明する。以下の説明において、流体の温度に関して、「近傍」という用語が使用されることがある。「近傍」とは、概ね温度の±５℃の範囲を示す用語である。例えば、１０℃近傍は、５℃以上、１５℃以下を意味する。
【００２０】
蓄熱タンク１の流体供給口１５は、流体Ｇ０（気体、液体、気体及び液体の混合物等）が供給される流体供給部（不図示）に接続される。蓄熱タンク１の流体排出口１６は、流体Ｇ０が排出される流体排出部（不図示）に接続される。
【００２１】
流体供給部から供給される流体Ｇ０の温度は、常に所定温度Ｔ０であることが理想的であるが、様々な要因によって、時間ごとに変動する。蓄熱タンク１は、流体供給部から供給される流体Ｇ０の熱を蓄熱し、流体排出部に排出される流体Ｇ０の温度を所定温度Ｔ０近傍の温度にすることを目的として使用される。そのため、蓄熱タンク１における蓄熱材１３としては、所定温度Ｔ０と略同じ所定融点Ｔ０を有する蓄熱材が使用される。
【００２２】
流体供給部から供給された流体Ｇ０は、流体供給口１５を介して、流体流通部１４に導入される。導入された流体Ｇ０は、流体流通部１４において、図１に示す矢印Ｘの方向に流通する。流体流通部１４を矢印Ｘの方向に流通する流体Ｇ０は、４つの蓄熱材収容プレート１２における厚さ方向の両面に接触しながら流通する。流体流通部１４を流通する流体Ｇ０と４つの蓄熱材収容プレート１２に収容される蓄熱材１３との間に温度差がある場合、流体流通部１４を流通する流体Ｇ０と４つの蓄熱材収容プレート１２に収容される蓄熱材１３との間で、熱交換は行われる。その結果、流体Ｇ０の熱は、４つの蓄熱材収容プレート１２に充填されたそれぞれの蓄熱材１３に潜熱として蓄熱される。よって、蓄熱タンク１は、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。また、蓄熱材１３が流体Ｇ０の熱を蓄熱することによって、流体Ｇ０の温度は、蓄熱材１３の所定融点Ｔ０近傍の温度となる。そのため、流体排出口１６からは、蓄熱材１３の所定融点Ｔ０近傍の温度の流体Ｇ０が排出される。
【００２３】
なお、蓄熱とは、放熱及び吸熱を含む概念である。すなわち、流体Ｇ０の温度が、蓄熱材１３の融点よりも低い場合、蓄熱材１３は流体Ｇ０に対して放熱することによって蓄熱する。また、流体Ｇ０の融点が、蓄熱材１３の温度よりも高い場合、蓄熱材１３は流体Ｇ０の熱を吸熱することによって蓄熱する。
【００２４】
第１実施形態の蓄熱タンク１は、タンク部１１と、タンク部１１の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材１３が内部に収容される蓄熱材収容プレート１２と、タンク部１１の内部の空間であって蓄熱材収容プレート１２の外部の空間からなる、流体Ｇ０が流通する流体流通部１４と、流体流通部１４に流体Ｇ０を供給する流体供給口１５と、流体流通部１４を流通した流体Ｇ０が排出される流体排出口１６と、を備える。そして、この蓄熱タンク１によって、流体流通部１４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容プレート１２に収容された蓄熱材１３との間で熱交換が行われ、流体Ｇ０の熱は蓄熱される。そのため、蓄熱材収容プレートヒーターや冷却器を動作させるための電源を使用することなく、蓄熱材収容プレート１２に収容された蓄熱材１３を用いて蓄熱を行うことが可能である。よって、第１実施形態の蓄熱タンク１によれば、簡易な構成で、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを実現することができる。
【００２５】
また、第１実施形態の蓄熱タンク１によれば、蓄熱材収容プレート１２は、タンク部１１の内部に４つ設けられており、４つの蓄熱材収容プレート１２は、互いに離間すると共に、互いに並列に設けられている。そして、流体流通部１４は、互いに離間する蓄熱材収容プレート１２の間の空間を含む。そのため、流体流通部１４を流通する流体Ｇ０と、４つの蓄熱材収容プレート１２との接触面積は大きくなる。よって、蓄熱タンク１は、効率的に流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。
【００２６】
また、第１実施形態の蓄熱タンク１によれば、蓄熱材１３として、潜熱型の蓄熱材が使用されているため、流体排出口１６から排出される流体Ｇ０の温度を所定融点Ｔ０近傍に保つことができる。
【００２７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について、図２を参照しながら説明する。図２は、本発明の第２実施形態による蓄熱タンク１Ａの断面図である。
第２実施形態については、主として、第１実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態についての説明が適宜適用される。
【００２８】
図２に示すように、蓄熱タンク１Ａは、タンク部２１と、蓄熱材収容部２２と、蓄熱材２３と、流体流通部としての流体流通プレート２４と、流体供給口２５と、流体排出口２６と、を備える。
【００２９】
タンク部２１は、第１主面部２１Ａと、第１主面部２１Ａの反対面である第２主面部２１Ｂと、４つの側面部２１Ｃと、で構成されている。
タンク部２１、流体供給口２５及び流体排出口２６は、それぞれ第１実施形態の蓄熱タンク１におけるタンク部１１、流体供給口１５及び流体排出口１６と同様なので、説明を省略する。
【００３０】
流体流通プレート２４は、４つ（複数）のプレート部２４Ａと、６つ（複数）のプレート接続用管状部２４Ｂと、を備える。プレート部２４Ａは、蓄熱材収容プレート１２と同様の部材、すなわち、内部が空間となった板状の中空プレート部材である。プレート部２４Ａは、熱伝導率が大きい部材、例えば金属で形成されている。４つのプレート部２４Ａの配置は、第１実施形態の蓄熱タンク１における４つの蓄熱材収容プレート１２と同様である。プレート接続用管状部２４Ｂは、両端が開口した管状の部材である。図２に示すように、隣接する２つのプレート部２４Ａは、２つのプレート接続用管状部２４Ｂによって接続されている。そのため、隣接する２つのプレート部２４Ａの内部の空間は、第１実施形態の蓄熱タンク１における蓄熱材収容プレート１２と異なり、プレート接続用管状部２４Ｂを介してつながっている。よって、流体流通プレート２４の内部は、プレート接続用管状部２４Ｂを介して１つの空間となっている。また、流体供給口２５に最も近いプレート部２４Ａ（図２における最右のもの）は流体供給口２５と連通しており、流体排出口２６に最も近いプレート部２４Ａ（図２における最左のもの）は流体排出口２６に連通している。
【００３１】
蓄熱材収容部２２は、タンク部２１の内面と流体流通プレート２４の外面とで規定される部分である。また、蓄熱材収容部２２は、密閉された空間である。蓄熱材収容部２２には、蓄熱材２３が充填されて収容されている。そのため、蓄熱材２３は、タンク部２１のすべての内面に沿って設けられていることになる。
【００３２】
流体流通プレート２４の内部の空間は、タンク部２１の内部の空間であって蓄熱材収容部２２の外部の空間であり、流体流通部として機能する空間である。すなわち、第２実施形態の蓄熱タンク１Ａにおいては、第１実施形態の蓄熱タンク１における蓄熱材収容プレート１２に対応する部分に流体Ｇ０が流通し、第１実施形態の蓄熱タンク１における流体流通部１４に対応する部分に蓄熱材２３が収容されていることになる。
【００３３】
第２実施形態の蓄熱タンク１Ａにおいて、流体Ｇ０は、図２に示す矢印ＸＡの方向に、流体流通プレート２４の内部空間を流通する。流体流通プレート２４の内部空間を矢印ＸＡの方向に流通する流体Ｇ０は、蓄熱材収容部２２と接触しながら流通する。流体流通プレート２４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部２２に収容される蓄熱材２３との間に温度差がある場合、流体流通プレート２４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部２２に収容される蓄熱材２３との間で、熱交換は行われる。その結果、流体Ｇ０の熱は、蓄熱材収容部２２に収容される蓄熱材２３に潜熱として蓄熱される。よって、蓄熱タンク１Ａは、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。また、蓄熱材２３が流体Ｇ０の熱を蓄熱することによって、流体Ｇ０の温度は、蓄熱材２３の融点近傍の温度となる。そのため、流体排出口２６からは、蓄熱材２３の所定融点Ｔ０近傍の温度の流体Ｇ０が排出される。
【００３４】
第２実施形態の蓄熱タンク１Ａは、タンク部２１と、タンク部２１の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材２３が内部に収容される蓄熱材収容部２２と、タンク部２１の内部の空間であって蓄熱材収容部２２の外部の空間からなる、流体Ｇ０が流通する流体流通プレート２４と、流体流通プレート２４に流体Ｇ０を供給する流体供給口２５と、流体流通プレート２４を流通した流体Ｇ０が排出される流体排出口２６と、を備える。そして、この蓄熱タンク１Ａによって、流体流通プレート２４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部２２に収容された蓄熱材２３との間で熱交換が行われ、流体Ｇ０の熱は蓄熱される。そのため、ヒーターや冷却器を動作させるための電源を使用することなく、蓄熱材収容部２２に収容された蓄熱材２３を用いて蓄熱を行うことが可能である。よって、第２実施形態の蓄熱タンク１Ａによれば、簡易な構成で、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを実現することができる。
【００３５】
また、第２実施形態の蓄熱タンク１Ａによれば、流体流通プレート２４の周囲に蓄熱材収容部２２が存在する。そのため、流体流通プレート２４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部２２との接触面積は大きくなる。よって、蓄熱タンク１Ａは、効率的に流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。
【００３６】
また、第２実施形態の蓄熱タンク１Ａによれば、蓄熱材２３として、潜熱型の蓄熱材が使用されているため、流体排出口２６から排出される流体Ｇ０の温度を所定融点Ｔ０近傍に保つことができる。
【００３７】
また、第２実施形態の蓄熱タンク１Ａによれば、蓄熱材２３がタンク部２１の内面に沿って設けられている。そのため、より多くの熱を蓄熱することができる。よって、第２実施形態の蓄熱タンク１Ａは、効率的に蓄熱を行うことが可能である。
【００３８】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図３を参照しながら説明する。図３は、本発明の第３実施形態による蓄熱タンク１Ｂの断面図である。
第３実施形態については、主として、第１実施形態又は第２実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態又は第２実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態又は第２実施形態についての説明が適宜適用される。
【００３９】
図３に示すように、蓄熱タンク１Ｂは、タンク部３１と、蓄熱材収容部としての蓄熱材収容棒３２と、蓄熱材３３と、流体流通部３４と、流体供給口３５と、流体排出口３６と、を備える。
【００４０】
タンク部３１は、第１実施形態の蓄熱タンク１におけるタンク部１１と同様なので、説明を省略する。
【００４１】
蓄熱材収容棒３２は、内部が空間となった中空棒状部材である。蓄熱材収容棒３２の内部の空間は、密閉された空間である。蓄熱材収容棒３２は、熱伝導率が大きい部材、例えば金属で形成されている。蓄熱材収容棒３２は、タンク部３１の内部に、４つ（複数）設けられている。４つの蓄熱材収容棒３２は、その横断面方向に互いに離間すると共に、互いに並列に設けられている。それぞれの蓄熱材収容棒３２は、タンク部３１の第１主面部３１Ａ及び／又は第２主面部３１Ｂの内面にねじ止め等によって固定される。そのため、それぞれの蓄熱材収容棒３２の長さ方向は、タンク部３１の第１主面部３１Ａ及び第２主面部３１Ｂに直交し、蓄熱材収容棒３２の長さ方向は、タンク部３１の４つの側面部３１Ｃに平行になる。蓄熱材収容棒３２には、蓄熱材３３が充填されて収容されている。
【００４２】
流体流通部３４は、タンク部３１の内部の空間であって、蓄熱材収容棒３２の外部の空間である。流体流通部３４は、互いに離間する４つの蓄熱材収容棒３２の間の空間も含む。すなわち、流体流通部３４は、タンク部３１の内部空間のうち、４つの蓄熱材収容棒３２が存在する空間以外の空間である。
流体供給口３５は、流体流通部３４に連通するように、タンク部３１の第１主面部３１Ａの中央に設けられている。
流体排出口３６は、流体流通部３４に連通するように、タンク部３１の第２主面部３１Ｂの中央に設けられている。
【００４３】
第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂにおいて、流体Ｇ０は、図３に示す矢印ＸＢの方向に、流体流通部３４を流通する。流体流通部３４を矢印ＸＢの方向に流通する流体Ｇ０は、４つの蓄熱材収容棒３２に接触しながら流通する。流体流通部３４を流通する流体Ｇ０と４つの蓄熱材収容棒３２に収容される蓄熱材３３との間に温度差がある場合、流体流通部３４を流通する流体Ｇ０と４つの蓄熱材収容棒３２に収容される蓄熱材３３との間で、熱交換は行われる。その結果、流体Ｇ０の熱は、４つの蓄熱材収容棒３２に収容されたそれぞれの蓄熱材３３に潜熱として蓄熱される。よって、蓄熱タンク１Ｂは、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。また、蓄熱材３３が流体Ｇ０の熱を蓄熱することによって、流体Ｇ０の温度は、蓄熱材３３の融点近傍の温度となる。そのため、流体排出口３６からは、蓄熱材３３の所定融点Ｔ０近傍の温度の流体Ｇ０が排出される。
【００４４】
第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂは、タンク部３１と、タンク部３１の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材３３が内部に収容される蓄熱材収容棒３２と、タンク部３１の内部の空間であって蓄熱材収容棒３２の外部の空間からなる、流体Ｇ０が流通する流体流通部３４と、流体流通部３４に流体Ｇ０を供給する流体供給口３５と、流体流通部３４を流通した流体Ｇ０が排出される流体排出口３６と、を備える。そして、この蓄熱タンク１Ｂによって、流体流通部３４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容棒３２に収容された蓄熱材３３との間で熱交換が行われ、流体Ｇ０の熱は蓄熱される。そのため、ヒーターや冷却器を動作させるための電源を使用することなく、蓄熱材収容棒３２に収容された蓄熱材３３を用いて蓄熱を行うことが可能である。よって、第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂによれば、簡易な構成で、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを実現することができる。
【００４５】
また、第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂによれば、蓄熱材収容棒３２は、タンク部３１の内部に４つ設けられており、４つの蓄熱材収容棒３２は、互いに離間すると共に、互いに並列に設けられている。そして、流体流通部３４は、互いに離間する蓄熱材収容棒３２の間の空間を含む。そのため、流体流通部３４を流通する流体Ｇ０と、４つの蓄熱材収容棒３２との接触面積は大きくなる。よって、蓄熱タンク１Ｂは、効率的に流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。
【００４６】
また、第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂによれば、蓄熱材３３として、潜熱型の蓄熱材が使用されているため、流体排出口３６から排出される流体Ｇ０の温度を所定融点Ｔ０近傍に保つことができる。
【００４７】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について、図４を参照しながら説明する。図４は、本発明の第４実施形態による蓄熱タンク１Ｃの断面図である。
第４実施形態については、主として、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と異なる点を中心に説明し、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態と同様な構成については、詳細な説明を省略する。特に説明しない点は、第１実施形態、第２実施形態又は第３実施形態についての説明が適宜適用される。
【００４８】
図４に示すように、蓄熱タンク１Ｃは、タンク部４１と、蓄熱材収容部４２と、蓄熱材４３と、流体流通部としての流体流通管４４と、流体供給口４５と、流体排出口４６と、を備える。
【００４９】
タンク部４１、流体供給口４５及び流体排出口４６は、それぞれ第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂにおけるタンク部３１、流体供給口３５及び流体排出口３６と同様なので、説明を省略する。
【００５０】
流体流通管４４は、４つ（複数）の管状部４４Ａと、流体供給口側ヘッダー部４４Ｂと、流体排出口側ヘッダー部４４Ｃと、を備える。管状部４４Ａは、両端が開口した管状の部材である。管状部４４Ａの長さ方向は、タンク部４１の第１主面部４１Ａ及び第２主面部４１Ｂに直交し、管状部４４Ａの長さ方向は、タンク部４１の４つの主面部４１Ｃに平行になる。管状部４４Ａは、蓄熱材収容棒３２と同様に、熱伝導率が大きい部材、例えば金属で形成されている。流体供給口側ヘッダー部４４Ｂは、１つの供給口から供給される流体Ｇ０を分配するための部材である。流体排出口側ヘッダー部４４Ｃは、複数の流路を流通する流体Ｇ０を合流させるための部材である。流体供給口側ヘッダー部４４Ｂ及び流体排出口側ヘッダー部４４Ｃは、管状部４４Ａと同様に、熱伝導率が大きい部材、例えば金属で形成されている。
【００５１】
各管状部４４Ａの一端は、流体供給口側ヘッダー部４４Ｂに接続されており、各管状部４４Ａの他端は、流体排出口側ヘッダー部４４Ｃに接続されている。各管状部４４Ａの内部の空間は、流体供給口側ヘッダー部４４Ｂ及び流体排出口側ヘッダー部４４Ｃを介してつながっている。そのため、流体流通管４４の内部は、１つのつながった空間となっている。また、４つの管状部４４Ａは、その横断面方向に互いに離間するとともに、平行に配置されることになる。流体供給口側ヘッダー部４４Ｂは流体供給口４５と連通しており、流体排出口側ヘッダー部４４Ｃは、流体排出口４６と連通している。
【００５２】
蓄熱材収容部４２は、タンク部４１の内面と流体流通管４４の外面とで規定される部分である。また、蓄熱材収容部４２は、密閉された空間である。蓄熱材収容部４２には、蓄熱材４３が充填されて収容されている。そのため、蓄熱材４３は、タンク部４１の内面に沿って設けられていることになる。
【００５３】
流体流通管４４の内部の空間は、タンク部４１の内部の空間であって蓄熱材収容部４２の外部の空間であり、流体流通部として機能する空間である。すなわち、第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃにおいては、第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂにおける蓄熱材収容棒３２に対応する部分に流体Ｇ０が流通し、第３実施形態の蓄熱タンク１Ｂにおける流体流通部３４に対応する部分に蓄熱材４３が収容されていることになる。
【００５４】
第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃにおいて、流体Ｇ０は、図４に示す矢印ＸＣの方向に、流体流通管４４の内部空間を流通する。流体流通管４４の内部空間を矢印ＸＣの方向に流通する流体Ｇ０は、蓄熱材収容部４２に接触しながら流通する。そのため、流体流通管４４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部４２に収容される蓄熱材４３との間に温度差がある場合、流体流通管４４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部４２に収容される蓄熱材４３との間で、熱交換は行われる。その結果、流体Ｇ０の熱は、蓄熱材収容部４２に収容される蓄熱材４３に潜熱として蓄熱される。よって、蓄熱タンク１Ｃは、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。また、蓄熱材４３が流体Ｇ０の熱を蓄熱することによって、流体Ｇ０の温度は、蓄熱材４３の融点近傍の温度となる。そのため、流体排出口４６からは、蓄熱材４３の所定融点Ｔ０近傍の温度の流体Ｇ０が排出される。
【００５５】
第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃは、タンク部４１と、タンク部４１の内部に設けられ、所定の融点を有する蓄熱材４３が内部に収容される蓄熱材収容部４２と、タンク部４１の内部の空間であって蓄熱材収容部４２の外部の空間からなる、流体Ｇ０が流通する流体流通管４４と、流体流通管４４に流体Ｇ０を供給する流体供給口４５と、流体流通管４４を流通した流体Ｇ０が排出される流体排出口４６と、を備える。この蓄熱タンク１Ｃによって、流体流通管４４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部４２に収容された蓄熱材４３との間で熱交換が行われ、流体Ｇ０の熱が蓄熱される。そのため、ヒーターや冷却器を動作させるための電源を使用することなく、蓄熱材収容部４２に収容された蓄熱材４３を用いて蓄熱を行うことが可能である。よって、第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃによれば、簡易な構成で、流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる蓄熱タンクを実現することができる。
【００５６】
また、第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃによれば、流体流通管４４の周囲に蓄熱材収容部４２が存在する。そのため、流体流通管４４を流通する流体Ｇ０と蓄熱材収容部４２との接触面積は大きくなる。よって、蓄熱タンク１Ｃは、効率的に流体Ｇ０の熱を蓄熱することができる。
【００５７】
また、第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃによれば、蓄熱材４３として、潜熱型の蓄熱材が使用されているため、流体排出口４６から排出される流体Ｇ０の温度を所定融点Ｔ０近傍に保つことができる。
【００５８】
また、第４実施形態の蓄熱タンク１Ｃによれば、蓄熱材４３がタンク部４１の内面に沿って設けられている。そのため、より多くの熱を蓄熱することができる。よって、効率的に蓄熱を行うことが可能である。
【００５９】
［第５実施形態］
次に、第５実施形態について、図５を参照しながら説明する。図５は、本発明の第５実施形態による熱交換システム１Ｄの概略図である。以下の説明において、「ライン」とは、流路、経路、管路等の総称である。
【００６０】
図５に示すように、第５実施形態の熱交換システム１Ｄは、ヒートポンプ５１と、第１機器としての冷却機器５２と、第２機器としての熱機器５３と、第１蓄熱タンクとしての低温用蓄熱タンク５４と、第２蓄熱タンクとしての高温用蓄熱タンク５５と、第３蓄熱タンクとしての中温用蓄熱タンク５６と、を備える。
【００６１】
熱交換システム１Ｄは、第１流体ラインＬ１１と、第２流体ラインＬ１２と、第３流体ラインＬ１３と、第４流体ラインＬ１４と、混合流体ラインＬ１５を備える。
【００６２】
第１流体ラインＬ１１は、上流側第１流体ラインＬ１１１と、下流側第１流体ラインＬ１１２と、で構成される。上流側第１流体ラインＬ１１１には、ヒートポンプ５１から供給される第１流体Ｇ１が流通する。上流側第１流体ラインＬ１１１の上流側端部は、ヒートポンプ５１に接続されている。上流側第１流体ラインＬ１１１の下流側端部は、低温用蓄熱タンク５４に接続されている。下流側第１流体ラインＬ１１２には、低温用蓄熱タンク５４から排出される第１流体Ｇ１が流通する。下流側第１流体ラインＬ１１２の上流側端部は、低温用蓄熱タンク５４に接続されている。下流側第１流体ラインＬ１１２の下流側端部は、冷却機器５２に接続されている。
【００６３】
第２流体ラインＬ１２は、上流側第２流体ラインＬ１２１と、下流側第２流体ラインＬ１２２と、で構成される。上流側第２流体ラインＬ１２１には、ヒートポンプ５１から供給される第２流体Ｇ２が流通する。上流側第２流体ラインＬ１２１の上流側端部は、ヒートポンプ５１に接続されている。上流側第２流体ラインＬ１２１の下流側端部は、高温用蓄熱タンク５５に接続されている。下流側第２流体ラインＬ１２２には、高温用蓄熱タンク５５から排出される第２流体Ｇ２が流通する。下流側第２流体ラインＬ１２２の上流側端部は、高温用蓄熱タンク５５に接続されている。下流側第２流体ラインＬ１２２の下流側端部は、熱機器５３に接続されている。
【００６４】
第３流体ラインＬ１３には、冷却機器５２から供給される第３流体Ｇ３が流通する。第３流体ラインＬ１３の上流側端部は、冷却機器５２が接続されている。第３流体ラインＬ１３の下流側端部は、混合流体ラインＬ１５に接続されている。
【００６５】
第４流体ラインＬ１４には、熱機器５３から供給される第４流体Ｇ４が流通する。第４流体ラインＬ１４の上流側端部は、熱機器５３に接続されている。第４流体ラインＬ１４の下流側端部は、混合流体ラインＬ１５に接続されている。
【００６６】
混合流体ラインＬ１５は、上流側混合流体ラインＬ１５１と、下流側混合流体ラインＬ１５２と、で構成される。上流側混合流体ラインＬ１５１には、第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４が流通する。上流側混合流体ラインＬ１５１の上流側端部は、第３流体ラインＬ１３及び第４流体ラインＬ１４に接続されている。上流側混合流体ラインＬ１５１の下流側端部は、中温用蓄熱タンク５６が接続されている。下流側混合流体ラインＬ１５２には、中温用蓄熱タンク５６から排出される第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４が流通する。下流側混合流体ラインＬ１５２の上流側端部は、中温用蓄熱タンク５６に接続されている。下流側混合流体ラインＬ１５２の下流側端部は、ヒートポンプ５１に接続されている。
【００６７】
第１流体Ｇ１、第２流体Ｇ２、第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４は熱媒として機能する流体であり、気体、液体、気体及び液体の混合物のいずれかである。第１流体Ｇ１、第２流体Ｇ２、第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４としては、例えば、蒸気、加熱水、フロン、熱媒油等が使用される。
【００６８】
ヒートポンプ５１は、混合流体ラインＬ１５（下流側混合流体ラインＬ１５２）から供給される第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４に対して熱交換を行い、第１流体Ｇ１及び第２流体Ｇ２を生成する。ヒートポンプ５１は、第１流体Ｇ１を第１流体ラインＬ１１（上流側第１流体ラインＬ１１１）に供給し、第２流体Ｇ２を第２流体ラインＬ１２（上流側第２流体ラインＬ１２１）に供給する。ヒートポンプ５１は、例えば、第１流体Ｇ１の温度を第１温度としてのＴ１（１０℃）に設定し、第２流体Ｇ２の温度をＴ１よりも高い第２温度としてのＴ２（１２０℃）に設定する。ただし、ヒートポンプ５１の処理能力等によって、第１流体Ｇ１の温度は、時間的に変動する。そのため、第１流体Ｇ１の温度は、設定通りにＴ１（１０℃）にならないことがあり得る。同様に、第２流体Ｇ２の温度も、設定通りにＴ２（１２０℃）にならないことがあり得る。
【００６９】
冷却機器５２は、第１流体ラインＬ１１（下流側第１流体ラインＬ１１２）から供給される第１流体Ｇ１を利用して、冷却機器５２の内部に配置された部材（不図示）を冷却する。冷却に利用された第１流体Ｇ１は、第３流体Ｇ３として、第３流体ラインＬ１３に排出される。第３流体Ｇ３の温度は、第１流体Ｇ１の温度よりも高い温度となる。
【００７０】
熱機器５３は、第２流体ラインＬ１２（下流側第２流体ラインＬ１２２）から供給される第２流体Ｇ２を利用して、熱機器５３の内部に配置された部材（不図示）を加熱する。加熱に利用された第２流体Ｇ２は、第４流体Ｇ４として、第４流体ラインＬ１４に排出される。第４流体Ｇ４の温度は、第２流体Ｇ２の温度よりも低い温度となる。
【００７１】
低温用蓄熱タンク５４は、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクである。低温用蓄熱タンク５４に使用される蓄熱材としては、ヒートポンプ５１における第１流体Ｇ１の設定温度Ｔ１（１０℃）を融点とする蓄熱材、例えば、融点が１０℃に設定された硫酸ナトリウム１０水塩が使用されている。低温用蓄熱タンク５４は、上流側第１流体ラインＬ１１１から供給される第１流体Ｇ１の熱を蓄熱し、硫酸ナトリウム１０水塩の融点近傍の温度すなわち、Ｔ１（１０℃）近傍の温度の第１流体Ｇ１を下流側第１流体ラインＬ１１２に排出する。
【００７２】
高温用蓄熱タンク５５は、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクである。高温用蓄熱タンク５５に使用される蓄熱材としては、ヒートポンプ５１における第２流体Ｇ２の設定温度Ｔ２（１２０℃）を融点する蓄熱材、例えば、融点が１２０℃に設定されたエリスリトールが使用されている。高温用蓄熱タンク５５は、上流側第２流体ラインＬ１２１から供給される第２流体Ｇ２の熱を蓄熱し、エリスリトールの融点近傍の温度すなわち、Ｔ２（１２０℃）近傍の温度の第２流体Ｇ２を下流側第２流体ラインＬ１２２に排出する。
【００７３】
中温用蓄熱タンク５６は、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクである。中温用蓄熱タンク５６に使用される蓄熱材としては、Ｔ１（１０℃）よりも高く且つＴ２（１２０℃）よりも低い第３温度としてのＴ３（５０℃）を融点とする蓄熱材、例えば、融点が５０℃に設定された酢酸ナトリウム３水塩が使用されている。中温用蓄熱タンク５６は、上流側混合流体ラインＬ１５１から供給される第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４の熱を蓄熱し、酢酸ナトリウム３水塩の融点近傍の温度すなわち、Ｔ３（５０℃）近傍の温度の第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４を下流側混合流体ラインＬ１５２に排出する。
【００７４】
第５実施形態の熱交換システム１Ｄは、以下のように動作する。
ヒートポンプ５１は、混合流体ラインＬ１５（下流側混合流体ラインＬ１５２）から供給される第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４に対して熱交換を行い、第１流体Ｇ１を第１流体ラインＬ１１（上流側第１流体ラインＬ１１１）に供給し、第２流体Ｇ２を第２流体ラインＬ１２（上流側第２流体ラインＬ１２１）に供給する。ヒートポンプ５１は、例えば、第１流体Ｇ１の温度をＴ１（１０℃）に設定し、第２流体Ｇ２の温度をＴ１よりも高いＴ２（１２０℃）に設定する。
【００７５】
低温用蓄熱タンク５４は、上流側第１流体ラインＬ１１１から供給される第１流体Ｇ１の熱を蓄熱し、Ｔ１（１０℃）近傍の温度の第１流体Ｇ１を下流側第１流体ラインＬ１１２に排出する。上述したように、ヒートポンプ５１は、第１流体Ｇ１の温度をＴ１（１０℃）に設定しているが、第１流体Ｇ１の温度は、Ｔ１（１０℃）になっていない場合がある。このような場合であっても、低温用蓄熱タンク５４によって、第１流体Ｇ１の温度は、Ｔ１（１０℃）近傍に保たれることになる。
【００７６】
高温用蓄熱タンク５５は、上流側第２流体ラインＬ１２１から供給される第２流体Ｇ２の熱を蓄熱し、Ｔ２（１２０℃）近傍の温度の第２流体Ｇ２を下流側第２流体ラインＬ１２２に排出する。上述したように、ヒートポンプ５１は、第２流体Ｇ２の温度をＴ２（１２０℃）に設定しているが、第２流体Ｇ２の温度は、Ｔ２（１２０℃）になっていない場合がある。このような場合であっても、高温用蓄熱タンク５５によって、第１流体Ｇ１の温度は、Ｔ２（１２０℃）近傍に保たれることになる。
【００７７】
冷却機器５２は、下流側第１流体ラインＬ１１２から供給されるＴ１（１０℃）近傍の温度の第１流体Ｇ１を利用して、冷却機器５２の内部に配置された部材（不図示）を冷却し、Ｔ１（１０℃）よりも高温となった第３流体Ｇ３を第３流体ラインＬ１３に排出する。
熱機器５３は、下流側第２流体ラインＬ１２２から供給されるＴ２（１２０℃）近傍の温度の第２流体Ｇ２を利用して、熱機器５３の内部に配置された部材（不図示）を加熱し、Ｔ２（１２０℃）よりも低温となった第４流体Ｇ４を第４流体ラインＬ１４に排出する。
【００７８】
冷却機器５２が排出した第３流体Ｇ３は、第３流体ラインＬ１３を流通する。熱機器５３が排出した第４流体Ｇ４は、第４流体ラインＬ１４を流通する。第３流体ラインＬ１３を流通した第３流体Ｇ３と、第４流体ラインＬ１４を流通した第４流体Ｇ４は、上流側混合流体ラインＬ１５１において混合されて、上流側混合流体ラインＬ１５１を流通する。
【００７９】
中温用蓄熱タンク５６は、上流側混合流体ラインＬ１５１から供給される第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４の熱を蓄熱し、Ｔ３（５０℃）近傍の温度の第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４を下流側混合流体ラインＬ１５２に排出する。中温用蓄熱タンク５６が排出した第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４は、下流側混合流体ラインＬ１５２を流通し、再びヒートポンプ５１に供給される。
【００８０】
熱交換システム１Ｄは、第１流体Ｇ１が供給される冷却機器５２と、第１流体Ｇ１よりも高い温度の第２流体Ｇ２が供給される熱機器５３と、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクであって、蓄熱材の融点がＴ１（１０℃）である低温用蓄熱タンク５４と、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクであって、蓄熱材の融点が第１温度よりも高温のＴ２（１２０℃）である高温用蓄熱タンク５５と、低温用蓄熱タンク５４に第１流体Ｇ１を供給し、高温用蓄熱タンク５５に第２流体Ｇ２を供給するヒートポンプ５１と、を備えている。そして、低温用蓄熱タンク５４は、ヒートポンプ５１から供給される第１流体Ｇ１の熱を蓄熱し、低温用蓄熱タンク５４によって熱が蓄熱された第１流体Ｇ１は、Ｔ１（１０℃）近傍の温度となって低温用蓄熱タンク５４から排出される。高温用蓄熱タンク５５は、ヒートポンプ５１から供給される第２流体Ｇ２の熱を蓄熱し、高温用蓄熱タンク５５によって熱が蓄熱された第２流体Ｇ２は、Ｔ２（１２０℃）近傍の温度となって高温用蓄熱タンク５５から排出される。低温用蓄熱タンク５４から排出された第１流体Ｇ１は、冷却機器５２に供給され、高温用蓄熱タンク５５から排出された第２流体Ｇ２は、熱機器５３に供給される。そのため、冷却機器５２には、Ｔ１（１０℃）近傍の温度を有する第１流体Ｇ１が供給されることになり、冷却機器５２は安定的且つ効率的に冷却を行うことが可能となる。また、熱機器５３には、Ｔ２（１２０℃）近傍の温度を有する第２流体Ｇ２が供給されることになり、熱機器５３は安定的且つ効率的に加熱を行うことが可能となる。また、熱交換システム１Ｄにおいては、低温用蓄熱タンク５４及び高温用蓄熱タンク５５として、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクが使用されている。よって、熱交換システム１Ｄは、簡易な構成で、効率的に冷却機器５２及び熱機器５３を動作させることができる。
【００８１】
さらに、熱交換システム１Ｄは、第１実施形態〜第４実施形態のいずれかの蓄熱タンクであって、蓄熱材の融点がＴ１（１０℃）よりも高く且つＴ２（１２０℃）よりも低いＴ３（５０℃）である中温用蓄熱タンク５６を更に備えている。そして、冷却機器５２は、第１流体Ｇ１よりも高温の第３流体Ｇ３を中温用蓄熱タンク５６に供給し、熱機器５３は、第２流体Ｇ２よりも低温の第４流体Ｇ４を中温用蓄熱タンク５６に供給し、中温用蓄熱タンク５６は、冷却機器５２から供給される第３流体Ｇ３の熱及び熱機器５３から供給される第４流体Ｇ４の熱を蓄熱し、中温用蓄熱タンク５６によって熱が蓄熱された第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４は、Ｔ３（５０℃）近傍の温度となって中温用蓄熱タンク５６から排出され、中温用蓄熱タンク５６から排出された第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４は、ヒートポンプ５１に供給される。そのため、ヒートポンプ５１には、Ｔ３（５０℃）近傍の温度を有する第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４が供給されることになり、ヒートポンプ５１は、安定的且つ効率的に熱交換を行うことが可能となる。よって、熱交換システム１Ｄは、簡易な構成で、冷却機器５２、熱機器５３及びヒートポンプ５１を効率的に動作させることができる。
【００８２】
以上、本発明の第１実施形態〜第５実施形態について説明した。しかし、本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、特許請求の範囲に記載された技術的範囲において種々に変形可能である。
【００８３】
例えば、第１実施形態〜第４実施形態において、蓄熱タンクのタンク部は、略直方体の箱型の部材であったが、これに限定されない。例えば、円筒形や球形の部材であってもよい。
【００８４】
また、第１実施形態〜第４実施形態において、蓄熱材収容部や流体流通部は、中空プレート部材や中空棒状部材以外の部材であってもよい。また、第１実施形態〜第４実施形態において、蓄熱材収容部や流体流通部の数は４つであったが、１つ〜３つのいずれであってもよいし、５つ以上であってもよい。また、中空プレート部材や中空棒状部材は、金属で形成されていたが、これに限定されない。中空プレート部材や中空棒状部材は、流体と蓄熱材とが熱交換可能な程度に大きい熱伝導率を有している材料であればよい。
【００８５】
また、第２実施形態及び第４実施形態において、蓄熱材は、タンク部のすべての内面に蓄熱材が配置されていたが、タンク部のすべての内面ではなく、タンク部の一部の内面に蓄熱材が配置されていてもよい。
【００８６】
また、第５実施形態の熱交換システム１Ｄにおいては、低温用蓄熱タンク５４、高温用蓄熱タンク５５及び中温用蓄熱タンク５６が設けられていたが、中温用蓄熱タンク５６は設けられていなくてもよい。すなわち、第３流体Ｇ３が冷却機器５２から直接ヒートポンプ５１に供給されるようにしてもよいし、第４流体Ｇ４が熱機器５３から直接ヒートポンプ５１に供給されるようにしてもよい。また、第３流体Ｇ３及び第４流体Ｇ４のいずれか一方だけが、中温用蓄熱タンク５６を介してヒートポンプ５１に供給されるようにしてもよい。ヒートポンプ５１は、熱交換機能を有しているため、第３流体Ｇ３や第４流体Ｇ４の温度変動を許容し得る場合があるからである。
【００８７】
また、第５実施形態の熱交換システム１Ｄにおいては、Ｔ１は１０℃であり、Ｔ２は１２０℃であり、Ｔ３は５０℃であったが、これに限定されない。Ｔ１、Ｔ２及びＴ３は、熱交換システム１Ｄの仕様に応じて、適宜変更され得る。
【００８８】
また、第５実施形態の熱交換システム１Ｄにおいては、低温用蓄熱タンク５４の蓄熱材として硫酸ナトリウム１０水塩が使用され、高温用蓄熱タンク５５の蓄熱材としてエリスリトールが使用され、中温用蓄熱タンク５６の蓄熱材として酢酸ナトリウム３水塩が使用されていたが、これに限定されない。低温用蓄熱タンク５４、高温用蓄熱タンク５５及び中温用蓄熱タンク５６に使用される蓄熱材は、熱交換システム１Ｄの仕様に応じて、適宜変更され得る。
【符号の説明】
【００８９】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  蓄熱タンク
１Ｄ  熱交換システム
１１、２１、３１、４１  タンク部
１２  蓄熱材収容プレート（蓄熱材収容部）
１３、２３、３３、４３  蓄熱材
１４、３４流体流通部
１５、２５、３５、４５  流体供給口
１６、２６、３６、４６  流体排出口
２２、４２  蓄熱材収容部
２４  流体流通プレート（流体流通部）
３２  蓄熱材収容棒（蓄熱材収容部）
４４  流体流通棒（流体流通部）
５１  ヒートポンプ
５２  冷却機器（第１機器）
５３  熱機器（第２機器）
５４  低温用蓄熱タンク（第１蓄熱タンク）
５５  高温用蓄熱タンク（第２蓄熱タンク）
５６  中温用蓄熱タンク（第３蓄熱タンク）
Ｇ１  第１流体
Ｇ２  第２流体
Ｇ３  第３流体
Ｇ４  第４流体
Ｔ１  第１温度
Ｔ２  第２温度
Ｔ３  第３温度
【図１】
2016138722.tif 000003
【図２】
2016138722.tif 000004
【図３】
2016138722.tif 000005
【図４】
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【図５】
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