(57)【要約】      （修正有）【課題】蓄熱後の蓄熱容器の保管において、蓄放熱工程に要する時間を増大させることなく、かつ体積あたりの蓄熱密度を低下させることなく、作動媒体の結露の発生低減と蓄熱ユニットへの滴下を防止可能な蓄放熱装置を提供する。【解決手段】凝縮性気体を作動媒体とする気固反応を利用した蓄放熱装置であって、固体蓄熱材が充填保持された熱交換器１２及び熱媒体流路１１を有する蓄熱ユニット１０と、蓄熱ユニット１０を収容する蓄熱容器と、蓄熱容器と作動媒体流路を介して接続された凝縮器と、作動媒体流路において作動媒体の移動を制御する開閉弁１４と、を備え、蓄熱容器内に、作動媒体の結露液２２が熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段を備える。【選択図】図３
2017015329.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凝縮性気体を作動媒体とする気固反応を利用した蓄放熱装置であって、
固体蓄熱材が充填保持された熱交換器１２及び熱媒体流路を有する蓄熱ユニットと、
前記蓄熱ユニットを収容する蓄熱容器と、
前記蓄熱容器と作動媒体流路を介して接続された凝縮器と、
前記作動媒体流路において前記作動媒体の移動を制御する開閉弁と、を備え、
前記蓄熱容器内に、前記作動媒体の結露液が前記熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段を備えることを特徴とする蓄放熱装置。
【請求項２】
前記作動媒体の結露液が前記熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段が、
少なくとも前記蓄熱容器上面と前記蓄熱ユニットとの間に配設された、気体透過性を有する液体保持部材であることを特徴とする請求項１に記載の蓄放熱装置。
【請求項３】
前記液体保持部材が、前記蓄熱容器内壁に配設されたことを特徴とする請求項２に記載の蓄放熱装置。
【請求項４】
前記液体保持部材が、前記蓄熱ユニットの上面を被覆するように配設されたことを特徴とする請求項２に記載の蓄放熱装置。
【請求項５】
前記作動媒体の結露液が前記熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段が、
前記作動媒体を吸着する作動媒体吸着体と、該作動媒体吸着体を加熱する吸着体加熱手段とからなる作動媒体吸着ユニットであることを特徴とする請求項１に記載の蓄放熱装置。
【請求項６】
前記作動媒体吸着体が、前記固体蓄熱材よりも同じ温度条件下において平衡蒸気圧の低い作業媒体吸着剤からなることを特徴とする請求項５に記載の蓄放熱装置。
【請求項７】
前記作動媒体吸着体が、前記作動媒体吸着剤を前記蓄熱容器内壁に塗布して担持させてなることを特徴とする請求項５または６に記載の蓄放熱装置。
【請求項８】
前記作動媒体の結露液が前記熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段が、結露の発生を低減または防止する手段であり、前記蓄熱容器内壁に配設される断熱材であることを特徴とする請求項１に記載の蓄放熱装置。
【請求項９】
前記断熱材が、気体を透過しないことを特徴とする請求項８に記載の蓄放熱装置。
【請求項１０】
前記断熱材が、真空断熱材であることを特徴とする請求項８に記載の蓄放熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄放熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、省エネルギーなどの観点から、廃熱などの熱源を蓄熱して利用するための化学蓄熱材や吸着材などを用いた蓄熱システムが注目されている。
蓄熱システムは、一般的に、作動媒体（反応媒体ともいう）と可逆的に反応する蓄熱材（反応材ともいう）の間で熱を交換する蓄放熱装置と、作動媒体を蒸発させる蒸発器と、作動媒体を凝縮させる凝縮器とが、開閉機構を介して接続された構成を有する。蓄放熱装置は一般的に、熱媒が移動する熱媒体流路と、該熱媒体流路と熱的に接続され、蓄熱材を収納する収納部とを有して構成される（以下、「蓄熱ユニット」ともいう）。
蓄放熱装置としては、熱交換性能に優れ、経済的であることが求められる。これらの要求を満たすとともに、構成が複雑ではない蓄放熱装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
蓄熱システムの蓄熱工程においては、凝縮器側の開閉弁を開き、反応材と気体の反応により生成した生成物を加熱源により加熱し、発生した気体を凝縮器で凝縮させ、開閉弁を閉じることで蓄熱する。一方、放熱工程においては、蒸発器と連結する開閉弁を開き、反応材と蒸発器より供給される作動媒体気体とを反応させて発生する熱を利用する。蒸発器側の作動媒体の気化熱を用いて冷却出力を得ることも出来る。熱利用後は開閉弁を閉じ、再度蓄熱工程を行うことで、繰返し熱利用が可能である。
【０００４】
蓄熱容器は、開閉弁により密閉しておくことで、放熱利用するまで蓄熱状態を保存しておくことが出来、需要状況に応じた熱利用（例えば、電気エネルギーのピークシフトや余剰排熱の時間的シフト）が可能になる。また、蓄熱容器を凝縮器および蒸発器と分離し、別々に輸送することにより、蓄熱と放熱とを別々の場所で行うことが出来る。
【０００５】
蓄放熱工程において、室温下で凝縮しうる作動媒体気体を用いる場合、蓄熱容器の内壁や配管内で結露が発生しないように、蓄熱容器及び配管が作動媒体気体の凝縮温度以上となるように加温することが望ましい。例えば、硫酸カルシウムと水蒸気の半水和を用いる化学蓄熱において、硫酸カルシウム半水和物を１５０℃で加熱し、凝縮器を３０℃以下に冷却して蓄熱する場合、硫酸カルシウム半水和物の水蒸気圧は約２０ｋＰａ、凝縮器の飽和水蒸気圧は約４ｋＰａとなることから、最低でも４ｋＰａの飽和水蒸気圧に対応する水温（３０℃）、好ましくは２０ｋＰａの水の飽和水蒸気圧に対応する水温（６０℃）以上となるように蓄熱容器の壁面を加温することにより、蓄熱容器内壁での結露の発生を防ぐことができる。
【０００６】
蓄熱速度、すなわち蓄熱材からの作動媒体気体の脱離速度は、蓄熱率が進むにつれて低下するため、蓄熱後の蓄熱容器の保管にあたっては、作動媒体気体を完全に脱離させずに運用する。
蓄熱容器の保管時、加温は停止しているため、外気や設置面などと熱交換されることで室温まで温度が低下する。蓄熱ユニットと蓄熱容器は、出来るだけ熱的な接触が無いよう設計される。そのため、保管時は蓄熱容器の温度が先に低下し、蓄熱ユニットの温度低下は緩やかである。ここで、蓄熱材の蓄熱が完全には完了しない状態で保管された場合、蓄熱容器の温度低下により、蓄熱材から脱離する作動媒体気体が蓄熱容器内壁で凝縮し、結露が発生することがある。
【０００７】
上記の硫酸カルシウムと水蒸気の半水和を用いる化学蓄熱の例では、６５℃加温の条件で硫酸カルシウム半水和物を１５０℃で蓄熱を行った後、開閉バルブを閉じて蓄熱容器を保管した場合、蓄熱が完全に完了していない状態では硫酸カルシウム半水和物が残存しており、蓄熱容器が６０℃以下に冷えると硫酸カルシウム半水和物から脱離した水蒸気が蓄熱容器内壁において凝縮し、結露が発生することになる。
【０００８】
この問題に対し、従来は、蓄熱後に冷却熱媒で蓄熱ユニットの温度を下げて蓄熱容器壁面への結露の発生を防止する方法がとられていた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、蓄熱後に冷却熱媒で蓄熱ユニットの温度を下げる冷却工程を行うと、蓄放熱工程全体に要する時間が増加するとともに、冷媒循環ポンプなどの運転エネルギーが余計に必要になるという問題がある。
【００１０】
一方、蓄熱容器の上面の内壁で凝縮した作動媒体液体が蓄熱ユニットに落下すると、蓄熱材の液化や凝集による作動媒体気体透過性の低下や熱交換器との接触状況変化が生じ、蓄熱材の変性による反応性低下など蓄熱性能の低下を招くという問題がある。
【００１１】
凝縮した作動媒体（結露液）の滴下を防ぐために、蓄熱容器上壁の形状を変更する方法や、蓄熱ユニット上部に滴下を防止するための部材を設ける方法が考えられる。しかしながら、蓄熱容器内に充填できる蓄熱ユニットの空間効率の低下や、蓄熱容器の体積あたりの蓄熱密度（蓄熱量）の低下を招く場合がある。また、結露の発生により、蓄熱容器内部では蓄熱ユニット以外の場所に凝縮した液体の滴下がおこる問題がある。
【００１２】
そこで本発明は、蓄熱後の蓄熱容器の保管において、蓄放熱工程に要する時間を増大させることなく、かつ体積あたりの蓄熱密度を低下させることなく、作動媒体の結露の発生低減と蓄熱ユニットへの結露液の滴下を防止可能な蓄放熱装置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】
【００１３】
かかる目的を達成するため、本発明に係る蓄放熱装置は、凝縮性気体を作動媒体とする気固反応を利用した蓄放熱装置であって、固体蓄熱材が充填保持された熱交換器及び熱媒体流路を有する蓄熱ユニットと、前記蓄熱ユニットを収容する蓄熱容器と、前記蓄熱容器と作動媒体流路を介して接続された凝縮器と、前記作動媒体流路において前記作動媒体の移動を制御する開閉弁と、を備え、前記蓄熱容器内に、前記作動媒体の結露液が前記熱交換器に付着することを防止するための防止手段を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、蓄熱後の蓄熱容器の保管において、蓄放熱工程に要する時間を増大させることなく、かつ体積あたりの蓄熱密度を低下させることなく、作動媒体の結露の発生低減と蓄熱ユニットへの滴下を防止可能な蓄放熱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】従来の蓄放熱装置の概略構成の一例を示す断面模式図である。
【図２】従来の蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図３】第１の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図４】第１の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図５】第１の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図６】第２の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図７】第２の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図８】第２の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図９】第２の実施形態に係る蓄放熱装置の一例を示す断面模式図である。
【図１０】第３の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【図１１】第３の実施形態に係る蓄放熱装置の蓄熱容器の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る蓄放熱装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。
【００１７】
まず、従来の蓄放熱装置の構成と、蓄熱工程の問題点について図１及び図２に基づき説明する。
図１は、凝縮性気体を作動媒体とする気固反応を利用した蓄放熱装置の一例を示す断面模式図である。
蓄放熱装置は、固体蓄熱材（以下、単に蓄熱材という）が充填保持された熱交換器（蓄熱材充填部）１２及び熱媒体流路１１を有する蓄熱ユニット１０と、蓄熱ユニット１０を収容する蓄熱容器１と、蓄熱容器１と作動媒体流路１５を介して接続された凝縮器（吸着・吸収器）１７と、作動媒体流路１５において作動媒体の移動を制御する開閉弁１４と、を備える。蓄熱容器１の外部には、蓄熱容器加熱機構１３を備え、作動媒体流路１５には配管継手１６を備える。
【００１８】
作動媒体２０との気固反応に用いられる蓄熱材としては、蓄熱密度の高い化学蓄熱材が用いられる。化学蓄熱材としては、例えば、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、塩化カルシウムなどが挙げられる。
作動媒体気体２１は、蓄熱材料と反応して発熱する気体であり、例えば、水蒸気、炭酸ガス、メタノール、アンモニアなどが挙げられる。また、同じ蓄熱システムで、活性炭、シリカゲル、ゼオライトなどの吸着材も用いることが出来る。
【００１９】
図２は、従来の蓄放熱装置において、蓄熱容器１の内壁に結露が発生した状態を模式的に示した図である。
蓄放熱工程において室温下で凝縮しうる作動媒体気体２１を用いる場合、蓄熱容器１の内壁内で結露が発生しないように、蓄熱容器１の温度が作動媒体気体２１の凝縮温度以上となるように加温する必要がある。
一方、蓄熱容器１の保管時は加温が停止し、蓄熱容器１の壁面は、外気や設置面などと熱交換されて室温まで温度が低下する。蓄熱材から脱離する作動媒体気体２１が蓄熱容器１の内壁で凝縮し、結露が発生する。
【００２０】
これに対し、本発明の蓄放熱装置は、蓄熱容器１内に、作動媒体２０の結露液が熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段を備える。
以下、防止手段の態様に基づき説明する。
【００２１】
〔第１の実施形態〕
本発明の蓄放熱装置の第１の実施形態について、図３〜５に基づき説明する。
本実施形態にかかる蓄放熱装置は、作動媒体の結露液２２が熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段が、少なくとも蓄熱容器上面と蓄熱ユニット１０との間に配設された、気体透過性を有する液体保持部材３０である。
【００２２】
図３〜５に示すように、本実施形態の蓄放熱装置は、蓄熱工程終了後、蓄熱容器１の内壁面に作動媒体２０が結露する条件となったときも結露液２２はウィック状の液体保持部材３０に保持されるため、蓄熱ユニット１０に充填保持された固体蓄熱材に作動媒体の結露液２２が滴下して接触することを防ぐことができる。すなわち、固体蓄熱材に作動媒体の結露液２２が直接接触することによる固体蓄熱材の液化や凝集、それに起因した作動媒体気体２１の透過性低下や熱交換器１２との接触状況の変化、固体蓄熱材の変性による反応性低下などといった蓄熱性能の低下を防ぐことが出来る。
【００２３】
これにより、蓄熱後に蓄熱ユニット１０を冷却して結露発生を防止する工程が不要となり、蓄熱工程全体にかかる時間の増大と冷媒循環ポンプなどに要する運転エネルギーの増加を防ぐことが出来る。
【００２４】
なお、蓄熱ユニット１０は、蓄熱容器１に接触している熱媒体流路１１や蓄熱ユニット保持構造１９を経由して蓄熱容器１と熱交換して、徐々に温度が降下する。
蓄熱容器１の保管時間の経過により蓄熱材の温度が低下していくことで蓄熱材の飽和蒸気圧が低下し、作動媒体気体２１と気固反応することで蓄熱容器１内の作動媒体気体圧力が低下し、結露液２２が蒸発する。結露液２２は最終的には液体保持部材３０から完全に蒸発し、液体保持部材３０は乾燥状態となる。
【００２５】
一方、放熱工程または蓄熱工程における蓄熱容器の加温によっても、液体保持部材３０は加熱され、結露液２２が蒸発することにより乾燥状態を取り戻すことが出来る。
このように、蓄放熱を繰り返すことにより、結露液２２が液体保持部材３０に溜まることがなく、熱交換器１２への滴下を防ぐことが出来る。
【００２６】
蓄熱容器１は、蓄放熱工程時に必要な気密性保持のため真空容器となっている。開閉弁１４により密閉することが出来、これにより外気からの作動媒体気体２１の流入を防ぎ、密閉状態ではほぼ半永久的に蓄熱状態を保持することが出来る。
蓄熱容器１の材質としては、作動媒体２０及び蓄熱ユニット１０から一部脱離する蓄熱材の微粉による腐食が起こりにくく、かつ真空保持性能が得られるものであれば限定されず、例えば、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６などのステンレス材が用いられる。
なお、空間効率の低下や、体積あたりの蓄熱密度の低下の原因とならない範囲であれば、蓄熱ユニット１０への結露液２２の滴下を防止するために、蓄熱容器上壁の形状の変更（例えば、傾斜を設ける等）や、蓄熱ユニット１０を被覆する部材（例えば、傾斜を有するカバー部材等）を設けるなどの方法を併用してもよい。
【００２７】
蓄熱ユニット１０に用いる熱交換器１２は、熱媒体流路１１を通る熱媒流体により蓄熱材との熱の授受が出来る形態である。具体的な形態の例としては、フィンチューブ型、プレートフィン型などが挙げられる。
また、夜間電力を利用した蓄熱利用や補助加熱のために、電気ヒーターによる加熱機構等をさらに具備していても良い。
【００２８】
固体蓄熱材料は、熱媒体流路１１を流れる熱媒を通して熱の授受ができるように、熱交換器１２に保持される。
固体蓄熱材料を熱交換器１２に充填し保持する形態としては特に限定されないが、例えば、粉粒状の蓄熱材を、受け皿を具備したプレートフィン型熱交換器に充填する形態や、フィンチューブ型熱交換器のフィンへ蓄熱材を塗布して担持させる形態などが挙げられる。
【００２９】
液体保持部材３０の材料としては、気体透過性を有し、かつ作動媒体の結露液２２の保持可能なものであれば利用することができる。また、作動媒体２０及び蓄熱ユニット１０から一部脱離する蓄熱材微粉による腐食が起こりにくい材料であることが好ましい。具体的には、ガラス等の無機材料や金属、樹脂、セルロースなどで構成される布状素材や海綿状素材、不織布などが挙げられる。
【００３０】
液体保持部材３０の厚みは、保管時に発生する結露液２２を十分に保持可能な厚みであればよい。
【００３１】
液体保持部材３０は、図３に示すように蓄熱容器１の上面の内壁に配設されてもよい。
また、液体保持部材３０は、図５に示すように、蓄熱容器１の内壁の全面に配設されてもよい。内壁の全面、特に容器の下部の面に液体保持部材３０を設けることで、熱交換器１２内部の蓄熱材の微粉を保持できるため、開閉弁１４、作動媒体流路１５及び凝縮器１７への蓄熱材の微粉拡散を防止し、汚染を抑制することができる。また、腐食性の蓄熱材を用いる場合は、微粉付着による内壁の腐食も抑制することが出来る。
【００３２】
液体保持部材３０を蓄熱容器１の壁面へ配設する場合は、伝熱性の低い材料からなるものが好ましく、そのような材料としては、グラスファイバーや樹脂製海綿質材などが挙げられる。伝熱性の低い材料（断熱材）からなる液体保持部材３０を配置することで、蓄熱ユニット１０から蓄熱容器１への輻射や対流による熱伝達を抑制し、蓄熱時の投入エネルギーのロスを無くし、効率よく蓄熱することが出来る。この場合、蓄熱容器内壁全面に液体保持部材３０を具備させることが望ましい。
【００３３】
液体保持部材３０を蓄熱容器１の内壁に配設する場合、液体保持部材３０と壁面とは密着している必要は無い。接着手段としては、例えば、接着剤や、鋲及びクリップ等が挙げられる。
【００３４】
また、液体保持部材３０は、図４に示すように、最上部の蓄熱ユニット１０の上面を被覆するように配設されてもよい。
液体保持部材３０を最上部の蓄熱ユニット１０の上面を被覆するように配設する場合、蓄熱ユニット１０に充填された蓄熱材に結露液２２が含浸しないように、液体保持部材３０を十分な厚みとするか、蓄熱ユニット表面との間にわずかに隙間を形成するように配設することが好ましい。
【００３５】
液体保持部材３０は気体流通性を有するため、蓄熱ユニット１０の蓄放熱に伴う作動媒体気体２１の流通を妨げることなく蓄放熱を行うことが出来る。このため、蓄熱ユニット１０に近接または密着させて配設することができ、空間占有率を低くすることができるため、蓄熱密度を向上させることが出来る。
【００３６】
〔第２の実施形態〕
本発明の蓄放熱装置の第２の実施形態について、図６〜９に基づき説明する。
本実施形態にかかる蓄放熱装置は、作動媒体の結露液２２が熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段が、作動媒体を吸着する作動媒体吸着体４１と、該作動媒体吸着体４１を加熱する吸着体加熱手段４２とからなる作動媒体吸着ユニット４０である。
【００３７】
図６〜９に示すように、本実施形態の蓄放熱装置は、蓄熱工程終了後、蓄熱容器１の内壁面に作動媒体２０が結露する条件となったときも、蓄熱ユニット１０から脱離した作動媒体気体２１が作動媒体吸着体４１で吸着されるために、結露の発生を防止あるいは発生量を低減することが出来る。その結果、固体蓄熱材に作動媒体の結露液２２が直接接触することによる固体蓄熱材の液化や凝集、それに起因した作動媒体気体２１の透過性低下や熱交換器１２との接触状況の変化、固体蓄熱材の変性による反応性低下などといった蓄熱性能の低下を防ぐことが出来る。
【００３８】
これにより、蓄熱後に蓄熱ユニット１０を冷却して結露発生を防止する工程が不要となり、蓄熱工程全体にかかる時間の増大と冷媒循環ポンプなどに要する運転エネルギーの増加を防ぐことが出来る。
【００３９】
作動媒体吸着剤としては、利用する作動媒体気体を吸着する吸着剤や、作動媒体気体と可逆反応する化学蓄熱材を用いることができる。
作動媒体吸着剤としての化学蓄熱材は、蓄熱ユニット１０に用いる蓄熱材（主蓄熱材）に対して、同じ温度条件下において平衡蒸気圧が高いものもであってもよく、低いものであってもよい。
主蓄熱材として硫酸カルシウム、作動媒体として水蒸気を用いる蓄熱システムの場合、同じ温度条件下で平衡蒸気圧の高いものとしては、活性炭素、シリカゲル、ゼオライト等の吸着剤、塩化カルシウム、臭化リチウムなどが挙げられ、平衡蒸気圧の低いものとしては、臭化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウムなどが挙げられる。これら作動媒体吸着剤は、紛粒状であっても、液状であってもよい。
【００４０】
蓄熱ユニット１０に用いる主蓄熱材に対して、同じ温度条件下で平衡蒸気圧の高い作動媒体吸着剤を用いる場合、蓄熱容器（蓄熱材保管ユニット）１の保管により、蓄熱ユニット１０の温度が低下していくと、作動媒体吸着剤に吸収されていた作動媒体気体２１は脱離して主蓄熱材と反応し、主蓄熱材の蓄熱率は、蓄熱工程終了時に戻る。
一方、蓄熱ユニット１０に用いる主蓄熱材に対して、同じ温度条件下で平衡蒸気圧の低い作動媒体吸着剤を用いる場合、蓄熱容器（蓄熱材保管ユニット）１の保管により蓄熱ユニットの温度が低下しても、作動媒体吸着剤に吸収されている作動媒体気体２１は保持されるため、主蓄熱材の蓄熱率は、蓄熱工程終了時よりも高い値にすることが出来る。すなわち、蓄熱工程後も、主蓄熱材の蓄熱を進行させることが出来る効果がある。
そのため、作動媒体吸着体４１は、同じ温度条件下において固体蓄熱材よりも平衡蒸気圧の低い作業媒体吸着剤からなることが好ましい。
【００４１】
作動媒体吸着ユニット４０において、作動媒体吸着剤は、図６に示すように吸着体加熱手段４２と接触するように作動媒体吸着体４１に充填され保持される態様とすることができる。例えば、作動媒体吸着剤を受け皿を具備した吸着体加熱手段４２に充填する形態や、吸着体加熱手段４２に塗布し担持させる形態などが挙げられる。
また、図７〜９に示すように、作動媒体吸着体４１を、作動媒体吸着剤を蓄熱容器内壁に塗布して担持させる態様とすることもできる。
【００４２】
作動媒体吸着剤として、液化するおそれのない作動媒体吸着剤を用いる場合、作動媒体吸着ユニット４０は、蓄熱容器１の上壁面への結露をなるべく抑えるために蓄熱容器の上部に配置することが好ましい。
【００４３】
使用条件によって液化する可能性のある作動媒体吸着剤（例えば、臭化リチウムなど）を用いる場合は、作動媒体吸着剤を吸着体加熱手段４２を備えた容器内に充填し、蓄熱ユニット１０の輸送時の振動でこぼれ落ちないようにすることが好ましい。具体的には、作動媒体吸着剤を充填した容器の上面にこぼれ落ち防止の防波板を設けるか、こぼれ落ちても蓄熱ユニット１０にかからないよう、蓄熱容器１の下部に配置することが好ましい。
【００４４】
作動媒体吸着剤は、吸着体加熱手段４２により加熱再生することが出来る。吸着体加熱手段４２としては、電気ヒーターなどが挙げられる。
なお、蓄熱容器加熱機構１３による加熱温度が作動媒体吸着剤の再生に十分な温度である場合、図７のように作動媒体吸着剤をバインダー等と混合して蓄熱容器内壁に塗布して担持させて作動媒体吸着体４１とし、蓄熱容器加熱機構１３を吸着剤加熱源とし、作動媒体吸着ユニット４０を構成することができる。
【００４５】
蓄熱中は加熱を行い、蓄熱工程中の作動媒体吸着剤と作動媒体２０との反応進行を防ぐか、作動媒体吸着剤からの作動媒体２０の脱離を行って蓄熱工程後に作動媒体吸着剤と作動媒体２０との反応性が保たれるようにすることが好ましい。これにより、蓄熱ユニット１０が蓄放熱を繰り返す運転を行った場合でも、常に保管時の蓄熱容器１の内部における結露の発生を抑制し、発生した結露液の滴下を防止することが出来る。
【００４６】
作動媒体吸着ユニット４０を構成する作動媒体吸着体４１に充填する作動媒体吸着剤の量としては、結露液２２の滴下を防止可能であればよく、少量とすることもできる。作動媒体吸着ユニット４０は、配置や形状を比較的自由に設定することができ、蓄熱ユニット１０の配置を圧迫することなく配置できるため、蓄熱容器１の体積あたりの蓄熱密度の低下を防ぐことができる。
【００４７】
〔第３の実施形態〕
本発明の蓄放熱装置の第３の実施形態について、図１０及び図１１に基づき説明する。
本実施形態にかかる蓄放熱装置は、作動媒体の結露液２２が熱交換器１２に付着することを防止するための防止手段が、結露の発生を低減または防止する手段であり、蓄熱容器内壁に配設される断熱材５０である。
【００４８】
図１０に示すように、蓄熱容器１の上面の内壁に断熱材５０を配設することにより、蓄熱ユニット１０側の温度降下は緩やかになり、結露が発生しにくくなり、蓄熱ユニット１０に充填保持された固体蓄熱材への結露液２２の滴下を防ぐことができる。そして、結露液２２との接触による固体蓄熱材の液化や凝集を防ぐことができ、作動媒体気体２１の透過性の低下や熱交換器１２との接触状況の変化、蓄熱材の変性による反応性低下といった蓄熱性能の低下を防ぐことが出来る。
【００４９】
これにより、蓄熱後の蓄熱ユニット１０の冷却工程による結露防止工程が不要となり、蓄熱工程全体にかかる時間の増加と冷媒循環ポンプなどの運転エネルギー増加を防ぐことが出来る。
また、断熱材５０を配置することで、蓄熱ユニット１０から蓄熱容器１への輻射や対流による熱伝達を抑制し、蓄熱時の投入エネルギーをロス無く効率よく蓄熱することが出来る。
【００５０】
断熱材５０としては、気体を透過しない材料からなるものが好ましく、気体透過性の無い断熱材の例としては、真空断熱材や独立気泡断熱材などが挙げられる。
なお、気体透過性を有する断熱材を用いる態様では、上述の第１の実施形態と同様の効果が得られる。
【００５１】
断熱材５０は、配設した壁面との間に結露液２２が溜まらないよう、壁面に接触して設けられることが好ましい。
図１０に示すように、蓄熱容器１の上壁面にのみ断熱材５０を設置する場合、断熱材５０が配設されていない側面や下面における温度降下が速くなるため、断熱材５０自体の蓄熱ユニット１０側の面における結露の発生が遅くなる。さらに、結露発生時には作動媒体気体２１の凝縮潜熱が結露面に与えられて加熱されるが、断熱材５０の面で結露の発生が開始しても、結露によって発生する凝縮潜熱の蓄熱容器１への伝熱速度が遅いため、断熱材５０の面の温度が断熱材５０が設置されていない面よりも高く保持され、結露の発生を遅らせることができる。
【００５２】
図１１に示すように、蓄熱容器１の内壁全面に断熱材５０設置する場合は、上述した凝縮潜熱の熱伝達速度が遅いことによる結露発生速度の低減効果が得られる。結露液２２の成長を遅延させている間に、蓄熱ユニット１０は、蓄熱容器１に接触している熱媒体流路１１や蓄熱ユニット保持構造１９を経由して蓄熱容器１と熱交換して温度を降下させていくため、次第に蓄熱材からの作動媒体２０の脱離はおさまっていく。これにより、上面の内壁に配設した断熱材５０の表面の結露液２２は、自重で落下するほどには成長しないため、熱交換器１２への滴下を防止することが出来る。
【００５３】
断熱材５０の厚みは、蓄熱ユニット１０の蓄熱容器１との熱交換による温度降下速度によって異なるが、蓄熱容器１に接触している熱媒体流路１１や蓄熱ユニット保持構造１９の設計によって伝熱速度を調整することにより、薄くても十分な効果を得られるようにすることができる。
また、蓄熱時および放熱時の蓄熱ユニット１０と蓄熱容器１との間の輻射、対流伝熱によるエネルギーロスが低減できるため、蓄熱ユニット１０と蓄熱容器１との間の距離を縮めることができ、結果として蓄熱容器１の体積あたりの蓄熱密度を向上させることが出来る。
【符号の説明】
【００５４】
１      蓄熱容器
１０    蓄熱ユニット
１１    熱媒体流路
１２    熱交換器１２（蓄熱材充填部）
１３    蓄熱容器加熱機構
１４    開閉弁（開平バルブ）
１５    作動媒体流路（作業媒体気体流路）
１６    配管継手
１７    凝縮器（吸着・吸収器）
１８    冷却機構
１９    蓄熱ユニット保持構造
２０    作動媒体
２１    作動媒体気体
２２    結露液
３０    作動媒体液体保持材
４０    作動媒体吸着ユニット
４１    作動媒体吸着体
４２    吸着体加熱手段
５０    断熱材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２０１４−９８５３１号公報
【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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【図１０】
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【図１１】
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