(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
与えられた熱を貯蔵する過冷却可能な蓄熱材の充填された蓄熱容器と、前記蓄熱容器を内部に備えた蓄熱槽と、前記蓄熱槽をその大部分を占める蓄熱部Ａとその他の僅かな部分を占める発核部Ｂとに分離するとともに、前記蓄熱容器が貫通する断熱性の仕切板と、熱源からの熱を注入する際は、前記蓄熱部Ａ及び発核部Ｂに、前記熱源からの熱媒体を流通させて前記蓄熱材を加熱し、貯蔵した熱を抽出する際は、前記発核部Ｂに熱利用設備から熱媒体を流通させて前記蓄熱材の凝固を開始させ、前記蓄熱部Ａに熱媒体を流通させて前記蓄熱材から熱を回収し、熱利用設備に供給するよう管路を切り換える二方弁とからなり、前記蓄熱材として、凝固開始温度が前記管路または熱利用設備の動作最低温度よりも高いものを使用することにより、熱の保存時には、前記蓄熱槽において前記蓄熱材を過冷却状態で保持可能とし、かつ、熱の抽出時には、前記発核部Ｂに、前記管路または熱利用設備の動作最低温度となった前記熱媒体を流通させることで前記蓄熱材を凝固させ、前記熱利用設備に熱を移動させることを特徴とする蓄熱装置。
【請求項２】
前記二方弁は、前記熱源から分岐して前記蓄熱部Ａに至る管路、及び、前記熱源から分岐して前記発核部Ｂに至る管路の途中にそれぞれ設けられ、前記蓄熱材を加熱するための開動作中に短時間の閉動作を適宜交互に繰り返すことを特徴とする請求項１に記載の蓄熱装置。
【請求項３】
前記蓄熱槽と前記熱利用設備との間には前記熱媒体の流通を隔離する熱交換器が設けられたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の蓄熱装置。
【請求項４】
前記蓄熱材は多価アルコールを主成分とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３に記載の蓄熱装置。
【請求項５】
前記蓄熱槽から熱を抽出する際に、前記蓄熱材の自発的な凝固開始温度近くまでは前記蓄熱材の液相顕熱を回収して利用し、それにより過冷却状態になった前記蓄熱材を必要時まで過冷却状態で保持したのちに、前記発核部Ｂに熱媒体を流通させることで前記蓄熱材を凝固開始温度以下に冷却して凝固を開始させ、前記蓄熱材の凝固潜熱を回収して利用することを特徴とする請求項１乃至請求項４に記載の蓄熱装置の熱管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物質の相変化を利用して外部から与えられた熱を貯蔵する蓄熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
相変化蓄熱材を融解させて貯蔵した熱を回収し、利用するには、温度が低下し、融点以下の温度に達した相変化蓄熱材を、必要時に発核させて凝固熱を発生させる必要がある。相変化蓄熱材に考えられている物質の多くは、温度が融点に低下しても直ちに凝固を開始せず、融点よりも低い温度まで過冷却したのちに凝固を開始して凝固熱を放出する性質がある。融点と凝固開始温度との差、すなわち過冷却度は物質やその置かれた状態により異なるが、６０℃あまりに達する物質もある。このため、相変化蓄熱材の融液を凝固点以下の温度で速やかに発核させ、凝固を開始させる方法が種々考案されてきている。
【０００３】
図４は特許第３４７２７９５号明細書、特許第３８６７１４７号明細書等に記載されている従来の蓄熱装置を示す。図４において、７１は蓄熱容器、７２は前記蓄熱容器７１の中に充填された過冷却可能な相変化蓄熱材であり、蓄熱容器７１と相変化蓄熱材７２とで蓄熱体を形成する。７３は前記蓄熱体を収容する蓄熱槽、７４は蓄熱槽７３の内部を上方の蓄熱部と下方の発核部とに分割する断熱体、７５と７６と７９は過冷却を解除するときに低温の熱媒体を注入するための経路、７７と７８は過冷却解除によって得られた高温の熱を熱媒体を介して抽出するための経路、８０〜８３は二方弁、８４は加熱・冷却熱源、８５は熱利用設備、８６はポンプである。
【０００４】
上述のように構成された蓄熱装置において、熱の注入過程では加熱・冷却熱源８４から経路７５、経路７６および経路７７、経路７８を介して蓄熱槽７３の発核部及び蓄熱部に順々に高温の熱媒体を循環させ、相変化蓄熱材７２を融解させる。熱の保存過程では、相変化蓄熱材７２の過冷却状態を保持し続ける。熱の抽出過程では、相変化蓄熱材７２の過冷却状態を解除するために自発的凝固開始温度よりも低い温度の熱媒体を加熱・冷却熱源８４から経路７５、経路７６、経路７９を介して蓄熱槽７３の発核部に循環させ、発核部に位置する相変化蓄熱材７２を冷却する。この操作により、相変化蓄熱材７２の下部から発核が起こり、相変化蓄熱材７２の再結晶化が始まる。ひとたび再結晶化が始まれば、結晶は急速に上方へ成長していく。そこで、熱媒体を経路７５、経路７６、経路７７、経路７８を介して蓄熱槽７３の発核部及び蓄熱部に循環させれば、相変化蓄熱材７２から放出された凝固熱を回収し、蓄熱装置に接続された熱利用設備８５で利用することができる。
【特許文献１】特許第３４７２７９５号明細書
【特許文献２】特許第３８６７１４７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように構成された蓄熱装置は、過冷却状態を解除するために、冷却装置を用いて熱媒体を蓄熱材の自発的凝固開始温度よりも低温に冷却し、蓄熱槽の発核部に循環させる必要がある。一般に冷却装置は加熱装置よりも機構が複雑で高価であるので、設備の複雑化と高額化の原因になっていた。また、冷却装置で一旦冷却された熱媒体がそのまま蓄熱部の熱回収にも利用されるので、凝固熱の放出で発生した高温の熱の一部が、低温の熱と相殺されてしまい、熱回収量を低下させる原因にもなっていた。さらに、蓄熱材を加熱し、融解させる際には、熱媒体内に発生する気泡が蓄熱槽の管路出入り口近傍で滞留し、熱媒体の流れが停滞することを避けるために、容積差の著しい発核部と蓄熱部とを直列に接続して熱媒体を流す必要があり、発核部に対しては流量過多に、逆に蓄熱部に対しては流量過少で供給熱量不足になる原因にもなっていた。
【０００６】
本発明は、上述のような問題点を解消するためになされたもので、冷却装置を用いなくとも過冷却状態の蓄熱材の発核を制御でき、かつ蓄熱材の凝固により発生した凝固熱の一部を発核のための冷却操作との相殺で失われることのない蓄熱装置、および熱媒体を蓄熱槽の発核部及び蓄熱部に並列に流しても、蓄熱槽の管路出入り口近傍で気泡が滞留し、熱媒体の流れが停滞する障害を回避できる蓄熱装置、およびそれらを組み合わせた蓄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】
【０００７】
本発明による蓄熱装置は、与えられた熱を貯蔵する過冷却可能な蓄熱材の充填された蓄熱容器と、前記蓄熱容器を内部に備えた蓄熱槽と、前記蓄熱槽をその大部分を占める蓄熱部Ａとその他の僅かな部分を占める発核部Ｂとに分離するとともに、前記蓄熱容器が貫通する断熱性の仕切板と、熱源からの熱を注入する際は、前記蓄熱部Ａ及び発核部Ｂに、前記熱源からの熱媒体を流通させて前記蓄熱材を加熱し、貯蔵した熱を抽出する際は、前記発核部Ｂに熱利用設備から熱媒体を流通させて前記蓄熱材の凝固を開始させ、前記蓄熱部Ａに熱媒体を流通させて前記蓄熱材から熱を回収し、熱利用設備に供給するよう管路を切り換える二方弁とからなり、前記蓄熱材として、凝固開始温度が前記管路または熱利用設備の動作最低温度よりも高いものを使用することにより、熱の保存時には、前記蓄熱槽において前記蓄熱材を過冷却状態で保持可能とし、かつ、熱の抽出時には、前記発核部Ｂに、前記管路または熱利用設備の動作最低温度となった前記熱媒体を流通させることで前記蓄熱材を凝固させ、前記熱利用設備に熱を移動させることを特徴とする。
【０００８】
また、前記二方弁は、前記熱源から分岐して前記蓄熱部Ａに至る管路、及び、前記熱源から分岐して前記発核部Ｂに至る管路の途中にそれぞれ設けられ、前記蓄熱材を加熱するための開動作中に短時間の閉動作を適宜交互に繰り返すことを特徴とする。
また、前記蓄熱槽と前記熱利用設備との間には前記熱媒体の流通を隔離する熱交換器が設けられたことを特徴とする。
また、前記蓄熱材は多価アルコールを主成分とすることを特徴とする。
さらに、前記蓄熱槽から熱を抽出する際に、前記蓄熱材の自発的な凝固開始温度近くまでは前記蓄熱材の液相顕熱を回収して利用し、それにより過冷却状態になった前記蓄熱材を必要時まで過冷却状態で保持したのちに、前記発核部Ｂに熱媒体を流通させることで前記蓄熱材を凝固開始温度以下に冷却して凝固を開始させ、前記蓄熱材の凝固潜熱を回収して利用することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明による蓄熱装置では、従来例と同様の蓄熱材及び蓄熱槽に加えて、蓄熱槽の大部分を占める領域Ａ（蓄熱部）及び僅かな部分を占める領域Ｂ（発核部）とに熱媒体を流通させて蓄熱材を加熱する熱源と管路、蓄熱部及び発核部に熱媒体を流通させて蓄熱材から熱を回収し、利用する熱利用設備と管路を備え、蓄熱材にはその凝固開始温度が管路または熱利用設備の動作最低温度よりも高い物質を適用する。これによって、過冷却中の蓄熱材の発核を促進する際に特殊な冷却装置を使う必要はなく、単に蓄熱槽の発核部と管路あるいは熱利用設備との間で熱媒体を循環させるだけで、蓄熱材の温度を自発的凝固開始温度より低くし、凝固を開始させることができる。このとき、発核部を循環する熱媒体は、発核部の凝固熱を受けて穏やかに加熱されてから、発生した凝固熱を回収するために蓄熱部に供給されるので、発核操作によって熱媒体に移動した熱は、そのまま蓄熱部を通して熱利用設備に供給され、有効利用することができる。
【００１０】
また、蓄熱材の加熱動作中は加熱源から蓄熱装置の蓄熱部及び発核部に至る熱媒体管路に設けられた二方弁が、短時間の閉動作を適宜交互に繰り返すので、発核部と蓄熱部の並列流れがその都度一時的に崩れ、蓄熱部または発核部にのみ熱媒体が流れる。このため、開放側は流速が一時的に増大し、蓄熱槽の管路出入り口近傍に滞留しようとする気泡を流出させ、並列接続でありながら直列接続と遜色のない流れを持続させることができる。したがって、蓄熱槽の蓄熱部と発核部には並列接続でそれぞれに適した熱媒体流量を設定でき、蓄熱部と発核部への適切な熱供給を行わせることが可能になる。
【００１１】
さらに、蓄熱材１の自発的凝固開始温度近くまでは蓄熱材１の液相顕熱（熱容量起因の熱）を回収して第一の熱出力として有効利用し、過冷却貯蔵後は熱需要に合わせて蓄熱材を凝固させ、蓄熱材１の相変化熱を回収して第二の熱出力として有効利用できるので、蓄熱効率の向上と熱供給の時間的な多様性を高めることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の蓄熱装置は、管路や熱利用設備の動作最低温度よりも自発的凝固開始温度が高い蓄熱材を用い、蓄熱槽の発核部と蓄熱部に至る熱媒体経路に対して二方弁で短時間の閉動作を適宜交互に繰り返させることを特徴とする。
【実施例１】
【００１３】
図１は本発明の蓄熱装置の断面構造図である。図１において、１は過冷却可能な相変化蓄熱材、２は蓄熱材１を充填する蓄熱容器、３は蓄熱容器２が充填された蓄熱槽、４は蓄熱槽の大部分を占める領域Ａ（蓄熱部）と僅かな部分を占める領域Ｂ（発核部）とに蓄熱槽内を分断する断熱板であり、蓄熱容器３は断熱板４を貫通して領域Ａと領域Ｂの両方に存在する。５は加熱源、６は熱利用設備、７と８は蓄熱槽の僅かな部分を占める領域Ｂに外部から熱媒体を注入、抽出して、蓄熱材１と熱交換を行わせるための管路、９と１０は蓄熱槽の大部分を占める領域Ａに外部から熱媒体を注入、抽出して、蓄熱材１と熱交換を行わせるための管路である。１１は蓄熱槽３を迂回して管路７と管路８とを接続する管路、１２は蓄熱槽３と加熱源５とを接続する管路、１３、１４、１５、１６はそれぞれ管路７、１１，１０、１２の途中に設けられた二方弁、１７と１８はそれぞれ加熱源５と熱利用設備６に接続される管路に設けられた二方弁、１９は熱媒体を循環させるためのポンプである。
【００１４】
蓄熱材１には、管路７、管路８、管路１２等の管路温度、あるいは熱利用設備６の動作最低温度よりも自発的な凝固開始温度が高い物質を適用する。たとえば、蓄熱材１が過冷却状態で保存されている時に管路７、管路８、管路１２等の管路温度、あるいは熱利用設備６の温度が２０〜３０℃の室温に低下するシステムであれば、蓄熱材１に融点が８７℃のスレイトールを適用できる。なぜなら、スレイトールの凝固開始温度は約４０℃程度なので、［管路あるいは熱利用設備の動作最低温度］＜［蓄熱材の凝固開始温度］の関係を満足するからである。蓄熱材１は上記温度関係を満たす物質であれば上記例に限定されず、種々の物質を適用できる。たとえば、蓄熱材１にはエリスリトール（融点１１９℃）、マンニトール（融点１６７℃）、ズルシトール（融点１８７℃）、ペンタエリスリトール（融点１８７℃）、イノシトール（融点２２４℃）等の多価アルコール、硫酸カリウムアルミニウム十二水和物（融点９１℃）、硫酸アンモニウムアルミニウム十二水和物（融点９４℃）、塩化マグネシウム六水和物（融点１１５℃）等の水和物、ポリエチレングリコール（融点４０〜７０℃）、パラフィン（融点４０〜１２０℃）等を主成分とする物質等が適用できる。
【００１５】
蓄熱容器２にはポリプロピレンが使用できるが、蓄熱材１に対して耐熱、耐圧、耐食性等で材料適合性があれば種々の材料が適用できる。たとえば、他のポリオレフィン樹脂やその架橋体、フッ素樹脂、銅、ステンレス鋼、酸化アルミニウムなども耐食性が高く、種々の蓄熱材１に適用できる。
【００１６】
次に上述のように構成された蓄熱装置の動作について説明する。まず、熱の注入時には、二方弁１３、１５、１７を開け、二方弁１４、１６、１８を閉じ、加熱源５から蓄熱槽３の発核部Ｂと蓄熱部Ａに管路７→管路８→管路９→管路１０の順にそれぞれ高温の熱媒体を循環させ、容器２を介して蓄熱材１を加熱し、融解させる。蓄熱が完了すると、熱媒体の循環を停止させ、蓄熱槽３を放置する。
【００１７】
熱の保存期間においては、蓄熱槽３から蓄熱槽周囲環境への自然放熱のために、蓄熱材１、熱利用設備及びそれらを接続する管路の温度は徐々に低下し、環境温度に近づいていく。蓄熱槽３内の温度が蓄熱材１の融点を下回ると、蓄熱材１は過冷却状態になる。さらに蓄熱材１の温度が低下しても、蓄熱材１の温度が自発的凝固開始温度に達しない限り、蓄熱材１は過冷却状態を保持し、液相のまま凝固熱を保持し続ける。このとき、細長い形状で単位容積当たりの表面積が大きい管路や、放熱を前提とする熱利用設備６の温度は、蓄熱を目的として単位容積当たりの表面積が小さい蓄熱槽３に比して、単位容積当たりの放熱量が多く、したがって温度低下が著しくなる。
【００１８】
熱の抽出時には、まず二方弁１３、１６、１８を開き、二方弁１４、１５、１７を閉じ、蓄熱槽３の発核部Ｂに管路７、８、１２を介して熱媒体を循環させる。この際、管路７、８、１２等の管路と熱利用設備６の温度は室温近くに低下しているので、発核部Ｂの蓄熱材は室温近くの温度に冷却され、自発的な凝固が誘発される。一度結晶核が生成すれば結晶は上方に成長し、蓄熱部Ａに潜熱を放出しながら凝固が進展する。発核部Ｂにあるすべての蓄熱材１の発核が完了すれば、管路７から管路８への熱媒体の循環を停止させる。次に、蓄熱材１から放出される凝固熱を抽出するために二方弁１４、１５、１８を開き、二方弁１３、１６、１７を閉じ、管路１１、９を介して蓄熱槽３の蓄熱部Ａに熱媒体を注入して、蓄熱材１から熱媒体に熱を移動させる。蓄熱材１の凝固熱で加熱された熱媒体は管路１０から流出し、熱利用設備６に移動して熱を与える。熱利用設備６で利用されて低温になった熱媒体は、再び管路１１、９を介して蓄熱部Ａに戻り、循環を成す。
【００１９】
蓄熱材１の量は、必要とされる時間までは蓄熱槽３内の温度が蓄熱材１の自発的凝固開始温度を下回らないように設定すればよい。蓄熱材１を発核させるために熱媒体を循環させたとき、蓄熱槽３の発核部Ｂにある蓄熱材１は凝固熱を放出するので、熱媒体の温度は上昇する。同じ熱媒体が蓄熱槽３の蓄熱部Ａの凝固熱の回収に用いられるので、本発明の蓄熱装置では発核のための循環で熱媒体が予熱され、発核時のエネルギーも熱利用設備で有効に利用される結果となる。
【実施例２】
【００２０】
図２は本発明の他の蓄熱装置の断面構造図を示す。図２において、１〜８、１９は実施例１の図１と同一あるいは相当する部分を示す。２１は加熱源５と蓄熱槽３の蓄熱部Ａとを接続する管路、２２、２３は蓄熱部Ａと加熱源５及び熱利用設備６とを接続する管路、２４、２５はそれぞれ蓄熱槽３と加熱源５、蓄熱槽３と熱利用設備６に接続される管路２３に設けられた二方弁、２６、２７は加熱源５と蓄熱槽３の蓄熱部Ａに接続される管路２１と、熱利用設備６と蓄熱槽３の発核部Ｂに接続される管路７とにそれぞれ設けられた二方弁である。
【００２１】
次に上述のように構成された蓄熱装置の動作について説明する。まず、熱の注入時には、二方弁２４、２６、２７を開け、二方弁２５を閉じ、加熱源５から蓄熱槽３の発核部Ｂ、蓄熱部Ａに並列で管路７から管路８、管路２１から管路２２へ高温の熱媒体を循環させ、容器２を介して蓄熱材１を加熱し、融解させる。
その際、二方弁２６と２７は一定周期で短時間だけ交互に閉じられる。この動作により、発核部Ｂと蓄熱部Ａの並列流れがその都度一時的に崩れ、蓄熱部Ａまたは発核部Ｂにのみ熱媒体が流れる。このため、開放側は流速が一時的に増大し、蓄熱槽の管路出入り口近傍に滞留しようとする気泡を流出させ、並列接続でありながら直列接続と遜色のない安定した流れを持続させることができる。したがって、蓄熱槽の蓄熱部Ａと発核部Ｂには並列接続でそれぞれに適した熱媒体流量を設定でき、蓄熱部Ａと発核部Ｂへの適切な熱供給を行わせることが可能になる。
蓄熱が完了すると、熱媒体の循環を停止させ、蓄熱槽３を放置する。
【００２２】
熱の保存期間においては、実施例図１の場合と同様に蓄熱槽３から蓄熱槽周囲環境への自然放熱のために蓄熱槽３の温度が穏やかに低下し、蓄熱材１は過冷却状態になる。また、管路や熱利用設備６の温度は急激に低下して室温に近づく。
【００２３】
熱の抽出時には、まず二方弁２５、２６を開き、二方弁２４、２７を閉じ、蓄熱槽３の発核部Ｂに管路７、８、２３を介して熱媒体を循環させる。この際、管路７、８、２３等の管路と熱利用設備６の温度は室温近くに低下しているので、発核部Ｂの蓄熱材は室温近くの温度に冷却され、自発的な凝固が誘発される。一度結晶核が生成すれば結晶は上方に成長し、蓄熱部Ａに潜熱を放出しながら凝固が進展する。発核部Ｂにあるすべての蓄熱材１の発核が完了すれば、管路７から管路８への熱媒体の循環を停止させる。次に、蓄熱材１から放出される凝固熱を抽出するために二方弁２５、２７を開き、二方弁２４、２６を閉じ、管路２１を介して蓄熱槽３の蓄熱部Ａに熱媒体を注入して、蓄熱材１から熱媒体に熱を移動させる。蓄熱材１の凝固熱で加熱された熱媒体は管路２２から流出し、管路２３経由で熱利用設備６に移動して熱を与える。熱利用設備６で利用されて低温になった熱媒体は、再び管路２１を介して蓄熱部Ａに戻り、循環を成す。
【実施例３】
【００２４】
図３は本発明の他の蓄熱装置の断面構造図を示す。図３において、１〜４、７、８、１０、１２、１５、１６は実施例１の図１と同一あるいは相当する部分を示す。また、２１、２６、２７は実施例２の図２と同一あるいは相当する部分を示す。４１は蓄熱槽３を保温する断熱材、４２は燃焼機器の排気ガスの廃熱を温水の熱に交換するエコノマイザー、４３は熱交換器、４４は暖房用の放熱パネル、４５〜５１は熱媒体が流れる管路、５２〜５６は管路に設けられた二方弁、５７は排ガスダンパー、５８、５９はそれぞれ蓄熱槽３側、放熱パネル４４側の熱媒体循環ポンプ、６０、６１はそれぞれ蓄熱槽３側、放熱パネル４４側の温度調節用三方弁、６２は排ガス管である。
【００２５】
次に上述のように構成された蓄熱装置の動作について説明する。まず、熱の注入時には、二方弁１５、１６、２６、２７、５２、５４を開け、二方弁５３、５５、５６を閉じ、エコノマイザー４２から蓄熱槽３の発核部Ｂ、蓄熱部Ａに並列で管路７から管路８、管路２１から管路１０へ高温の熱媒体を流し、管路１２、４５、５０経由で循環させ、容器２を介して蓄熱材１を加熱し、融解させる。
その際、二方弁２６と２７は実施例２の図２と同様に一定周期で短時間だけ交互に閉じられる。この動作により、発核部Ｂと蓄熱部Ａの並列流れがその都度一時的に崩れ、蓄熱部Ａまたは発核部Ｂにのみ熱媒体が流れる。このため、開放側は流速が一時的に増大し、蓄熱槽の管路出入り口近傍に滞留しようとする気泡を流出させて、並列接続でありながら直列接続と遜色のない安定した流れを持続させることができる。したがって、蓄熱槽の蓄熱部Ａと発核部Ｂには並列接続でそれぞれに適した熱媒体流量を設定でき、蓄熱部Ａと発核部Ｂへの適切な熱供給を行わせることが可能になる。蓄熱が完了すると、熱媒体の循環を停止させ、蓄熱槽３を放置する。
【００２６】
本実施例では、上述の蓄熱材１の加熱動作の際に二方弁５３を開ければ、放熱パネルへ４４の熱供給を並行して実施させることが可能である。また、蓄熱材１が融解したのちは、二方弁５４、５６、５３を開け、二方弁１５、１６、２６、２７、５２、５５を閉じれば、蓄熱槽３への熱供給は停止させて、エコノマイザー４２から放熱パネル４４への熱供給のみを実施させることも可能である。
【００２７】
熱の保存期間においては、実施例１の図１の場合と同様に蓄熱槽３から蓄熱槽周囲環境への自然放熱のために蓄熱槽３の温度が穏やかに低下し、蓄熱材１は過冷却状態になる。また、管路や熱交換器４３、放熱パネル４４の温度は急激に低下して室温に近づく。また、廃ガスの熱供給が停止していれば、エコノマイザー４２の温度も低下して室温に近づく。
【００２８】
熱の抽出時には、まず二方弁１６、２６、５３、５５を開き、二方弁１５、２７、５２、５４、５６を閉じ、蓄熱槽３の発核部Ｂに管路７、８、１２、４６、５１経由で熱媒体を循環させる。この際、放熱パネル４４側の熱媒体も循環させると、より効果的である。また、エコノマイザー４２の温度が室温に低下していれば、二方弁５４を開けて二方弁５５を閉じ、管路５０経由でエコノマイザー４２にも熱媒体を循環させると、さらに効果的である。管路７、８、４６、４８等の管路と放熱パネル４４等の温度は室温近くに低下しているので、発核部Ｂの蓄熱材は室温近くの温度に冷却され、自発的な凝固が誘発される。一度結晶核が生成すれば結晶は上方に成長し、蓄熱部Ａに潜熱を放出しながら凝固が進展する。発核部Ｂにあるすべての蓄熱材１の発核が完了すれば、管路７から管路８への熱媒体の循環を停止させる。
【００２９】
次に、蓄熱材１から放出される凝固熱を抽出するために二方弁１５、２７、５３、５５を開き、二方弁１６、２６、５２、５４、５６を閉じ、管路２１を介して蓄熱槽３の蓄熱部Ａに熱媒体を注入して、蓄熱材１から熱媒体に熱を移動させる。蓄熱材１の凝固熱で加熱された熱媒体は管路１０から管路４６経由で熱交換器４３に移動し、管路４７側の別の熱媒体に熱を伝達する。これにより加熱された管路４７側の熱媒体は、４８経由で放熱パネル４４に移動してパネルに熱を与える。熱交換器４３で熱交換されて低温になった蓄熱槽３側の熱媒体は、管路５１経由で再び管路２１を介して蓄熱部Ａに戻り、循環を成す。これにより、蓄熱槽で貯蔵された熱による暖房が放熱パネル４４側で可能になる。
【００３０】
上述の熱の保存期間において、蓄熱材１の自発的な凝固開始温度近くまでは蓄熱材１の液相顕熱を回収して利用し、それにより過冷却状態になった蓄熱材１を次の熱需要まで過冷却状態で保持すれば、第一の熱供給を行わせることができるとともに蓄熱槽３からの無用の自然放熱量を抑制することもできる。そして過冷却状態での保存ののちに、蓄熱槽３の発核部Ｂに熱媒体を流通さることで蓄熱材１の凝固を開始させて、蓄熱材１の凝固潜熱を回収すれば、第二の熱供給を行わせることができる。すなわち、本発明の装置によれば、貯蔵された熱を過冷却状態を挟む別々の時間帯で効率的に回収し、利用することも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の蓄熱装置の断面構造図である。（実施例１）
【図２】本発明の蓄熱装置の断面構造図である。（実施例２）
【図３】本発明の蓄熱装置の断面構造図である。（実施例３）
【図４】従来の蓄熱装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  蓄熱材
２  蓄熱容器
３  蓄熱槽
４  断熱板
５  加熱源
６  熱利用設備
７〜１２、２１〜２３、４５〜５１  管路
１３〜１８、２４〜２７、５２〜５６  二方弁
１９、５８、５９  ポンプ
４１  断熱材
４２  エコノマイザー
４３  熱交換器
４４  放熱パネル
５７  排ガスダンパー
６０、６１  三方弁
６２  排ガス管
【図１】
0005083881.tif 000002
【図２】
0005083881.tif 000003
【図３】
0005083881.tif 000004
【図４】
0005083881.tif 000005