蓄熱システムおよびその蓄熱システムを備えた構造物
【課題】蓄熱効率に優れた蓄熱システムを提供すること。
【解決手段】媒体が入出可能な上部流通口と下部流通口とが鉛直方向に離間して設けられ、内部に温度が異なる前記媒体からなる温度成層が形成される蓄熱槽と、前記蓄熱槽に供給される前記媒体を設定温度とする熱源機器と、前記蓄熱槽から供給される熱を利用する熱利用手段と、前記蓄熱槽内の前記上部流通口と前記下部流通口の間の位置に配置された除去手段とを備え、前記除去手段は、前記蓄熱槽内に存在する前記媒体であって、前記設定温度とされた設定温度媒体を除く設定温度外媒体を選択的に除去する蓄熱システムとする。
【解決手段】媒体が入出可能な上部流通口と下部流通口とが鉛直方向に離間して設けられ、内部に温度が異なる前記媒体からなる温度成層が形成される蓄熱槽と、前記蓄熱槽に供給される前記媒体を設定温度とする熱源機器と、前記蓄熱槽から供給される熱を利用する熱利用手段と、前記蓄熱槽内の前記上部流通口と前記下部流通口の間の位置に配置された除去手段とを備え、前記除去手段は、前記蓄熱槽内に存在する前記媒体であって、前記設定温度とされた設定温度媒体を除く設定温度外媒体を選択的に除去する蓄熱システムとする。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱システムおよびその蓄熱システムを備えた構造物に関し、より詳細には、隣接する温度成層を良好に分離できる蓄熱効率に優れた蓄熱システムと、前記蓄熱システムを備えたエネルギーを有効に利用できる構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、集合住宅やビルなどの構造物に備えられ、空調などに利用される熱エネルギーを貯蔵する様々な蓄熱システムが提案されている。熱エネルギーを効率よく蓄熱できる蓄熱システムとしては、温度成層型の蓄熱システムが挙げられる。温度成層型の蓄熱システムは、蓄熱に使用する媒体の温度と密度の関係を利用して、蓄熱槽内に鉛直方向に温度成層を形成させて蓄熱するものであり、蓄熱槽内の温度レベルが均一化してしまうことによる熱効率の低下を防止することができる。
【０００３】
しかしながら、従来の温度成層型の蓄熱システムでは、高温層の水と低温層の水とが混合し、隣接する温度成層間に混合域が形成されて、温度成層が乱されることにより、熱効率が低下してしまうことが問題となっている。
この問題を解決する方法として、高温層の水と低温層の水とが混合されるのを防ぐことができるＳ字型連通管を利用して、蓄熱槽の流通口を形成する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｓ字型連通管を利用しても、隣接する温度成層間に混合域が形成されてしまう場合があり、熱効率を向上させる効果が十分に得られなかった。また、Ｓ字型連通管を利用しても、熱効率を向上させる効果が十分に得られないため、蓄熱槽の全ての流通口を、Ｓ字型連通管を利用して形成する必要があった。このため、蓄熱槽が複数の槽からなる場合には、使用するＳ字型連通管の数が非常に多くなり、蓄熱システムの設置や管理に要する手間や費用も非常に多くなってしまうことが問題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、混合域に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、隣接する温度成層を良好に分離できる蓄熱効率に優れた蓄熱システムを提供することを目的としている。
また、上記の蓄熱システムを備えたエネルギーを有効に利用できる構造物を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の蓄熱システムは、媒体が入出可能な上部流通口と下部流通口とが鉛直方向に離間して設けられ、内部に温度が異なる前記媒体からなる温度成層が形成される蓄熱槽と、前記蓄熱槽に供給される前記媒体を設定温度とする熱源機器と、前記蓄熱槽から供給される熱を利用する熱利用手段と、前記蓄熱槽内の前記上部流通口と前記下部流通口の間の位置に配置された除去手段とを備え、前記除去手段は、前記蓄熱槽内に存在する前記媒体であって、前記設定温度とされた設定温度媒体を除く設定温度外媒体を選択的に除去することを特徴とする。
本明細書において「設定温度」とは、蓄熱槽に畜冷または蓄熱させる場合に予め設定される温度であり、蓄熱槽に供給される媒体に熱源機器が与える温度である。
【０００７】
このような蓄熱システムにおいては、媒体が貯留されている蓄熱槽に設定温度とされた設定温度媒体が熱源機器から供給されると、設定温度媒体と蓄熱槽に貯留されていた媒体である設定温度外媒体とによって温度成層が形成される。また、蓄熱槽に設定温度媒体が流入されることにより、蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体からなる温度成層が乱されて、蓄熱槽に流入された設定温度媒体と蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体とが混合され、混合媒体が形成される。混合媒体は、設定温度外媒体であり、熱源機器からの設定温度媒体の供給に伴って、下部流通口から上部流通口に向かって、または上部流通口から下部流通口に向かって、設定温度媒体に押し出されるように蓄熱槽内を移動する。
【０００８】
上記の蓄熱システムによれば、蓄熱槽に設定温度媒体の流入を開始してから、蓄熱槽内の除去手段が配置された位置に設定温度媒体からなる温度成層が到着するまでの間、蓄熱槽内の設定温度外媒体、すなわち、蓄熱槽に貯留されていた媒体と混合媒体とからなる設定温度外媒体は、除去手段によって選択的に除去される。したがって、混合媒体に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【０００９】
また、上記の蓄熱システムにおいて、蓄熱槽は、複数の槽からなり、複数の槽は、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽まで直列に連結されているものであってもよい。
本明細書において「直列に連結された」とは、連通管を適切な位置に設ける方法などにより各槽間が連結され、蓄熱槽内に鉛直方向に形成される温度成層を保ったまま、下部流通口から上部流通口に向かって、または上部流通口から下部流通口に向かって、媒体が各層間を移動可能とされていることを意味する。
【００１０】
このような蓄熱システムとすることで、蓄熱槽の高さを鉛直方向に高くすることなく蓄熱槽の容量を増大させることができ、しかも、蓄熱槽の高さを鉛直方向に高くした場合と同様に温度成層が形成される蓄熱システムとすることができる。このため、構造物に蓄熱システムを設置する際に、蓄熱槽を設ける場所を容易に確保することができる。例えば、構造物の基礎部の空間などを利用して蓄熱槽を設けることが可能である。
また、上記の蓄熱システムにおいては、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを、蓄熱槽に貯留される媒体の温度と熱利用手段によって利用される熱の温度との関係によって決定することができる。また、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかは、季節や用途などに応じて選択することができ、適宜変更することができる。
【００１１】
また、蓄熱槽が複数の槽からなる蓄熱システムにおいては、媒体が流入される槽に、除去手段が配置されているものとすることができる。
蓄熱槽内に形成された混合媒体は、予め決定された媒体が流入される槽への設定温度媒体の供給に伴って、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽に向かって、蓄熱槽に流入された設定温度媒体に押し出されるように蓄熱槽内を移動しながら増大し、蓄熱槽内が流入された設定温度媒体で満たされると同時に、媒体が流出する槽から流出する。
上記の蓄熱システムにおいては、媒体が流入される槽に除去手段が配置されているので、混合媒体が形成されてから短時間のうちに混合媒体を除去することができる。このため、蓄熱槽内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、蓄熱システムの熱効率をより一層向上させることができる。
【００１２】
また、上記の蓄熱システムにおいては、媒体が流出する槽に、除去手段が配置されているものとすることができる。
このような蓄熱システムとすることで、形成された混合媒体が蓄熱槽内の移動に伴って増大したとしても、媒体が流出する槽において除去することができるので、混合媒体が除去手段によってより一層確実に除去されるものとなり、混合媒体に起因する温度成層が乱れをより一層効果的に抑止することができる。
【００１３】
また、上記の蓄熱システムにおいて、蓄熱槽が、複数の槽からなり、複数の槽が、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽まで直列に連結されている場合、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更しても、蓄熱槽内における高温側と低温側との配置関係は変化しない。したがって、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更する場合、媒体が流入される槽と媒体が流出する槽とが変更前と反対になり、混合媒体が形成される槽が変更前の媒体が流出する槽になるとともに、蓄熱槽に流入された媒体が移動する方向が変更前の反対方向になる。
【００１４】
上記の蓄熱システムにおいては、媒体が流出する槽に、除去手段が配置されているので、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更した場合に、混合媒体が形成される媒体が流入される槽、すなわち変更前の媒体が流出する槽で混合媒体が除去される。したがって、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更した場合に、混合媒体が形成されてから、短時間のうちに混合媒体を除去することができるものとなる。よって、蓄熱槽に畜冷させる場合と蓄熱させる場合のいずれの場合であっても、蓄熱槽内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、熱効率に優れた蓄熱システムを実現できる。
【００１５】
上記の蓄熱システムにおいては、蓄熱槽を構成する全ての槽に、除去手段が配置されているものとすることができる。
このような蓄熱システムとすることで、混合媒体が除去手段によってより一層確実に除去されるものとなり、混合媒体に起因する温度成層が乱れをより一層効果的に抑止することができ、より一層熱効率を向上させることができる。
【００１６】
また、上記の蓄熱システムにおいては、除去手段は、媒体が設定温度以上である場合に、設定温度外媒体を除去するものとすることができる。
このような蓄熱システムでは、蓄熱槽に畜冷させる場合、すなわち蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体よりも低温とされた設定温度媒体が熱源機器から蓄熱槽に流入される場合に、設定温度外媒体を非常に効率よく除去することができる。したがって、より一層熱効率を向上させることができる。
【００１７】
また、上記の蓄熱システムにおいては、除去手段は、媒体が設定温度以下である場合に、設定温度外媒体を除去するものであってもよい。
このような蓄熱システムでは、蓄熱槽に蓄熱させる場合、すなわち蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体よりも高温とされた設定温度媒体が熱源機器から蓄熱槽に流入される場合に、設定温度外媒体を非常に効率よく除去することができる。したがって、より一層熱効率を向上させることができる。
【００１８】
また、上記の蓄熱システムにおいては、除去手段は、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備え、前記制御弁が開かれることにより前記設定温度外媒体が除去されるものであってもよい。
このような蓄熱システムとすることで、除去手段は、設定温度以上または設定温度以下であることを判断して自動的に開閉する制御弁を備えたものとなり、熱源機器から蓄熱槽に流入された設定温度媒体を除去することなく、設定温度外媒体のみを非常に効率よく除去できる除去手段を得ることができる。したがって、より一層熱効率に優れた蓄熱システムを実現することができる。
【００１９】
また、上記のいずれかの蓄熱システムにおいては、除去手段によって除去された設定温度外媒体は、熱源機器に供給されて設定温度媒体とされることにより、熱利用手段に熱を供給するものとすることができる。
このような蓄熱システムとすることで、除去された設定温度外媒体を、設定温度媒体として利用することが可能なものとなる。また、このような蓄熱システムによれば、蓄熱槽内から採取した設定温度外媒体を、熱源機器によって設定温度媒体とし、得られた設定温度媒体の熱を熱利用手段に供給することができるので、蓄熱槽に蓄熱しなくても媒体を介して熱利用手段に熱を供給することが可能となる。したがって、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことが可能となり、高性能な蓄熱システムとすることができる。
【００２０】
また、上記のいずれかの蓄熱システムにおいては、媒体は、利用可能なものであればいかなるものであってもよく、特に限定されないが、取り扱い易さや、蓄熱温度範囲の任意性、比熱の大きさなどの観点から、水であることが望ましい。
【００２１】
また、上記の課題を解決するために、本発明の建造物は、上記のいずれかの蓄熱システムを備えたことを特徴とする。
このような建造物とすることで、熱効率に優れた蓄熱システムを備えたエネルギーを有効に利用できる構造物を実現することができる。
また、上記の建造物では、特に、熱利用手段が空調設備である場合に、エネルギーの有効利用が効果的に実現される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蓄熱システムおよび構造物をより詳細に説明する。
「第１実施形態」
図１は、本発明の蓄熱システムの一例を説明するための概略図である。図１に示す蓄熱システム１は、媒体である水を貯留することによって蓄熱する蓄熱槽１０と、蓄熱槽１０に供給される水を設定温度とするものであり、ヒートポンプなどが用いられる熱源機器２０と、蓄熱槽１０から供給される熱を利用する熱利用手段である空調設備３０と、蓄熱槽１０に熱源機器２０から流入される設定温度とされた水（以下、「設定温度媒体」という）と異なる温度の水（以下、「設定温度外媒体」という）を選択的に除去する除去手段７０とを備えている。
【００２３】
さらに、図１に示す蓄熱システム１は、蓄熱時に使用される蓄熱用ポンプ２１と、熱利用時に使用される熱利用手段用ポンプ３１と、蓄熱システム１の利用状況に応じて水の流れを制御するための弁６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８とを備えている。
【００２４】
蓄熱槽１０は、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４とからなり、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４とは、連通管４１、４２、４３によって直列に連結されている。連通管４１、４２、４３は、第１槽１１が低温側、第４槽１４が高温側となるように形成され、各槽の間を貫通して隣接する低温側の槽の水面近くと高温側の槽の底部とを連結するものであり、水が流入される槽から水が流出する槽に向かって、温度成層を保ったまま水が移動できるようにされている。
【００２５】
除去手段７０は、蓄熱槽１０内から、設定温度外媒体を選択的に除去するものである。設定温度外媒体は、蓄熱槽１０に熱源機器２０から設定温度媒体を流入する時点で蓄熱槽１０に貯留されている設定温度媒体の温度と異なる温度の水と、設定温度媒体と設定温度外媒体とが混合されてなる混合媒体とからなり、蓄熱槽１０に畜冷させる場合には、設定温度以上の水であり、蓄熱槽１０に蓄熱させる場合には、設定温度以下の水である。
【００２６】
除去手段７０は、第１槽１１に配置された制御弁５１と、第２槽１２に配置された制御弁５２と、第３槽１３に配置された制御弁５３と、第４槽１４に配置された制御弁５４と、制御弁５１と制御弁５２との間を接続するとともに、除去した設定温度外媒体を熱源機器２０に供給する除去用配管７１と、制御弁５３と制御弁５４との間を接続するとともに、除去した設定温度外媒体を熱源機器２０に供給する除去用配管７２とを備えている。
【００２７】
制御弁５１、５２、５３、５４は、設定温度以上であって、なおかつ設定温度以下である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５１、５２、５３、５４が開かれると、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力によって低温側の除去用配管７１または高温側の除去用配管７２を介して設定温度外媒体が除去されるようになっている。制御弁５１、５２、５３、５４としては、例えば、図２に示す制御弁などが好ましく使用される。図２に示す制御弁は、設定温度以上である場合に開かれる低温制御弁Ａと、設定温度以下である場合に開かれる高温制御弁Ｂとを備えている。
図１に示す蓄熱システムを利用して空調する場合、低温制御弁Ａにおける設定温度は、畜冷時に熱源機器２０によって低温度とされる設定温度媒体の温度に応じて決定される。また、高温制御弁Ｂにおける設定温度は、蓄熱時に熱源機器２０によって高温度とされる設定温度媒体の温度に応じて決定される。
【００２８】
低温制御弁Ａおよび高温制御弁Ｂは、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉されるものであり、例えば、図３に示す制御弁などが好ましく使用される。
図３は、図１に示す蓄熱システムに使用される制御弁の一例を説明するための概略断面図である。図３に示す制御弁１００は、対向する２つの開閉動力部１１０、１１０と、２つの開閉動力部１１０、１１０の間に配置された取水部１２０と、２つの開閉動力部１１０、１１０と取水部１２０との間をそれぞれ接続する接続部１３０、１３０を備えている。
【００２９】
開閉動力部１１０、１１０は、本体１１４と、温度変形バネ１１２と、温度非変形バネ１１１と、温度変形バネ１１２と温度非変形バネ１１１との間に配置された可動板１１７と、固定軸１１５とを備えている。
温度変形バネ１１２を構成する螺旋構造の中心軸と温度非変形バネ１１１を構成する螺旋構造の中心軸とは、温度変形バネ１１２および温度非変形バネ１１１の螺旋構造を貫通する固定軸１１５によって位置合わせされ、固定されている。また、可動板１１７は、可動板１１７を貫通する固定軸１１５によって、固定軸１１５の長さ方向に可動可能に取り付けられている。
【００３０】
温度変形バネ１１２は、形状記憶合金からなり、所定の範囲内の温度変化に対応して長さが著しく変化するものである。温度変形バネ１１２の長さが著しく変化する温度の範囲は、形状記憶合金の材質によって決定される。したがって、図３に示す制御弁１００は、温度変形バネ１１２を形成する形状記憶合金の材質を適切に選択することによって、低温制御弁Ａとしても高温制御弁Ｂとしても好ましく使用される。
【００３１】
取水部１２０は、平面視円形の支持板１２４と、支持板１２４に支持され、支持板１２４を貫通するソケット１２５と、支持板１２４に対向して設けられ、支持板１２４と平面視同形状の止水板１２３とを備えている。
ソケット１２５は、止水板１２３側の端部が取水口１２９とされ、止水板１２３と反対側の端部が除去用配管に接続するための接続部とされている。止水板１２３は、対向する縁部が開閉動力部１１０、１１０の可動板１１７にそれぞれ固定されることにより、可動板１１７の動きに追従して可動するようにされている。そして、止水板１２３が可動されることにより、取水口１２９が開閉されるようになっている。また、図３に示す制御弁１００は、取水口１２９が開かれると、支持板１２４と止水板１２３の間の隙間を介して水が取水されるようになっている。
【００３２】
接続部１３０、１３０は、それぞれ２つの断面Ｌ字型の固定部材１３１、１３２と、第１の接続部材１３３、１３３と、第２の接続部材１３４とを備えている。
第１の接続部材１３３、１３３は、開閉動力部１１０を構成する本体１１４に２つの固定部材１３１、１３２の一端をそれぞれ固定するものである。
【００３３】
第２の接続部材１３４は、２つの固定部材１３１、１３２の他端同士を接続しするとともに、取水部１２０を構成する支持板１２４の縁部に２つの固定部材１３１、１３２の他端を固定するものである。また、第２の接続部材１３４は、一方の固定部材１３１と止水板１２３と支持板１２４と他方の固定部材１３２とを順に貫通するボルト１３５を備えている。そして、一方の固定部材１３１と支持板１２４と他方の固定部材１３２とが、４つのナット１３６によってボルト１３５に固定されている。
【００３４】
また、図３に示す制御弁１００では、２つの接続部１３０、１３０にそれぞれ備えられたボルト１３５、１３５の長さ方向、２つの開閉動力部１１０、１１０にそれぞれ設けられた固定軸１１５、１１５の長さ方向は、全て同じ向きとなるように配置されている。したがって、ボルト１３５が貫通された止水板１２３は、第２の接続部材１３４によってボルト１３５の長さ方向、すなわち固定軸１１５の長さ方向に可動可能に支持されている。
【００３５】
また、図３に示す制御弁１００では、形状記憶合金からなる温度変形バネ１１２、１１２の長さが、所定の範囲内の温度変化に対応して変化すると、可動板１１７、１１７が可動して、可動板１１７の動きに追従して可動板１１７、１１７に対向する縁部が固定された止水板１２３が可動し、取水口１２９が開閉される。すなわち、温度変形バネ１１２の長さが、短くなると図３（ａ）に示すように取水口１２９が開かれ、長くなると図３（ｂ）に示すように取水口１２９が閉じられる。
【００３６】
また、図３に示す制御弁１００は、取水口１２９が開かれると、支持板１２４と止水板１２３の間の隙間を介して水が取水されるようになっているので、例えば、止水板１２３を取り外した状態で取水される場合と比較して、取水口１２９の開閉が蓄熱槽１０内の温度成層の形成に支障をきたすことを防止できる。
なお、支持板１２４および止水板１２３の形状は、蓄熱槽１０内に形成される温度成層への影響を防ぐために、平面視円形であることが望ましいが、他の形状であってもよい。
【００３７】
次に、図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明する。
はじめに、図１に示す蓄熱システムを利用して畜冷、冷房する場合について説明する。図１R>１に示す蓄熱システムを利用して畜冷、冷房する場合には、弁６４、６５が閉じられ、弁６２、６３が開けられる。
【００３８】
（畜冷時）
畜冷する場合には、弁６８が閉じられ、弁６１、６６、６７が開けられ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。そして、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力により、設定温度外媒体が除去手段７０を介して除去されるとともに、熱源機器２０によって例えば５℃程度の所定の低温度とされた設定温度媒体が下部流通口８１から供給される。
【００３９】
畜冷が開始されると、図４に示すように、設定温度媒体９１と蓄熱槽１０に貯留されていた設定温度外媒体９４である貯留媒体９２とによって温度成層が形成される。また、図４に示すように、蓄熱槽１０に設定温度媒体９１が流入されることにより、蓄熱槽に貯留されていた貯留媒体９２からなる温度成層が乱されて、蓄熱槽１０に流入された設定温度媒体９１と貯留媒体９２とが混合され、混合媒体９３が形成される。混合媒体９３は、設定温度外媒体９４であり、設定温度媒体９１の供給に伴って、下部流通口８１から上部流通口８２に向かって、設定温度媒体９１に押し出されるように貯留媒体９２とともに蓄熱槽１０内を移動する。
【００４０】
除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、設定温度媒体９１の流入が開始されてから、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に設定温度媒体９１が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体９４が除去される。除去手段７０によって除去された設定温度外媒体９４は、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、下部流通口８１から供給される。また、図５に示すように、設定温度媒体９１が、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に閉じられ、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に閉じられ、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に閉じられ、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に閉じられ、除去手段７０による設定温度外媒体９４の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体９１が、上部流通口８２が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０内の換水が終了し、畜冷が完了する。
【００４１】
（冷房時）
冷房する場合には、弁６８が開けられ、弁６１、６６、６７が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。そして、熱利用手段用ポンプ３１の搬送動力により、設定温度媒体９１が下部流通口８１から空調設備３０に供給され、蓄熱槽１０から空調設備３０に畜冷された熱が供給されるとともに、空調設備３０に利用されることよって熱エネルギーが消費されて設定温度外の温度とされた例えば１５℃程度の設定温度外媒体９４であって、畜冷時における貯留媒体９２が上部流通口８２から供給される。
【００４２】
そして、冷房が開始されると、図６に示すように、再び、温度成層および混合媒体９４が形成され、設定温度外媒体９４の供給に伴って、上部流通口８２から下部流通口８１に向かって、設定温度媒体９１が設定温度外媒体９４に押し出される。
【００４３】
また、図１に示す蓄熱システムでは、冷房時に、弁６１，６６、６７を開け、蓄熱用ポンプ２１を機動させることにより、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことができる。
追いかけ運転が開始されても、除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に設定温度外媒体９４が到着するまで開かれない。設定温度外媒体９４が、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に開かれ、設定温度外媒体９４が除去される。除去手段７０によって除去された設定温度外媒体９４は、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、空調設備３０に供給される。
【００４４】
さらに、設定温度外媒体９４が、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に開かれ、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に開かれ、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に開かれる。制御弁５１、５２、５３を介して除去された設定温度外媒体９４も、制御弁５４を介して除去された設定温度外媒体９４と同様に、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、空調設備３０に供給される。
このように、図１に示す蓄熱システムでは、冷房が終了されるまで、設定温度外媒体９４を介して空調設備３０に熱が供給される。
【００４５】
次に、図１に示す蓄熱システムを利用して畜熱、暖房する場合について説明する。図１に示す蓄熱システムを利用して畜熱、暖房する場合には、弁６４、６５が開けられ、弁６２、６３が閉じられる。
【００４６】
（畜熱時）
畜熱する場合には、弁６８が閉じられ、弁６１、６６、６７が開けられ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。そして、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力により、設定温度外媒体が除去手段７０を介して除去されるとともに、熱源機器２０によって例えば５０℃程度の所定の高温度とされた設定温度媒体が上部流通口８２から供給される。
【００４７】
暖房する場合の畜熱時と上述した冷房する場合の畜冷時とでは、蓄熱槽１０に流入された設定温度媒体の移動方向が反対方向となるが、暖房する場合も畜熱が開始されると、上述した冷房する場合の畜冷時と同様に、温度成層および混合媒体が形成され、上述した冷房する場合の畜冷時と同様にして、設定温度外媒体が除去される。
【００４８】
すなわち、除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、設定温度媒体の流入が開始されてから、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に設定温度媒体が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。また、設定温度媒体が、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に閉じられ、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に閉じられ、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に閉じられ、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に閉じられ、除去手段７０による設定温度外媒体の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体が、下部流通口８１が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０内の換水が終了し、蓄熱が完了する。
【００４９】
（暖房時）
暖房する場合には、弁６８が開けられ、弁６１、６６、６７が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。そして、熱利用手段用ポンプ３１の搬送動力により、設定温度媒体が上部流通口８２から空調設備３０に供給され、蓄熱槽１０から空調設備３０に蓄熱された熱が供給されるとともに、空調設備３０に利用されることよって熱エネルギーが消費されて設定温度外の温度とされた例えば４０℃程度の設定温度外の温度とされた設定温度外媒体であって、蓄熱時における貯留媒体が下部流通口８１から供給される。
【００５０】
そして、暖房が開始されると、再び、温度成層および混合媒体が形成され、設定温度外媒体の供給に伴って、下部流通口８１から上部流通口８２に向かって、設定温度媒体が設定温度外媒体に押し出される。
【００５１】
さらに、図１に示す蓄熱システムでは、暖房時にも、弁６１，６６、６７を開け、蓄熱用ポンプ２１を機動させることにより、冷房時と同様に、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことができる。
すなわち、追いかけ運転が開始されても、除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に設定温度外媒体が到着するまで開かれず、設定温度外媒体が、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。除去手段７０によって除去された設定温度外媒体は、冷房時と同様に、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体とされ、空調設備３０に供給される。
【００５２】
さらに、設定温度外媒体が、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に開かれ、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に開かれ、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に開かれる。制御弁５２、５３、５４を介して除去された設定温度外媒体も、制御弁５１を介して除去された設定温度外媒体と同様に、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体とされ、空調設備３０に供給される。
このように、図１に示す蓄熱システムでは、暖房が終了されるまで、設定温度外媒体を介して空調設備３０に熱が供給される。
【００５３】
なお、図１に示す蓄熱システムにおいて、弁６６、６７は、制御弁５１、５２、５３、５４が、設定温度以上であって、なおかつ設定温度以下である場合にのみ自動的に開かれるものであるので、常に開けられていてもよいし、設けられていなくてもよいが、例えば、蓄熱槽１０の清掃や点検、熱利用手段用ポンプ３１、蓄熱用ポンプ２１、制御弁５１、５２、５３、５４の点検など蓄熱システムのメンテナンス時などにも使用可能であるため、設けられていることが望ましい。
【００５４】
このような蓄熱システムは、除去手段７０を備えているので、蓄熱槽１０に設定温度媒体９１の流入を開始してから、蓄熱槽１０内の除去手段７０が配置された位置に設定温度媒体９１が到着するまでの間、設定温度外媒体９４が除去される。したがって、混合媒体９３に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【００５５】
また、蓄熱槽１０が、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４の４槽からなり、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４とが、連通管４１、４２、４３によって直列に連結されているので、構造物に蓄熱システムを設置する際に、蓄熱槽１０を設ける場所を容易に確保することができる。
【００５６】
また、蓄熱槽１０を構成する全ての槽に除去手段７０が配置されているので、混合媒体９２が除去手段７０によって除去されずに残ってしまうことを防ぐことができ、より一層確実に混合媒体９２を除去することができる。
例えば、畜冷時または蓄熱時の初期の段階で、１つの除去手段７０によって蓄熱槽１０内の混合媒体９２を除去したにもかかわらず、除去されずに残ってしまった場合や、畜冷中または蓄熱中に再び混合媒体９２が形成されてしまった場合に、他の除去手段７０が配置された位置に混合媒体９２が到着した段階で、混合媒体９２を除去することが可能なものとなる。
さらに、蓄熱槽１０を構成する全ての槽のうち、いずれかの１つの槽に配置された除去手段７０が故障したとしても、他の槽に配置された除去手段７０によって混合媒体９２を除去することが可能なものとなる。
【００５７】
また、制御弁５１、５２、５３、５４が、設定温度以上であって、なおかつ設定温度以下である場合にのみ自動的に開かれるものであるので、蓄熱槽１０に畜冷させる場合であっても、蓄熱槽１０に蓄熱させる場合であっても、設定温度外媒体９４を非常に効率よく除去することができる。
さらに、制御弁５１、５２、５３、５４を、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備えたものとしたので、設定温度以上または設定温度以下であることを判断して自動的に開閉するものとなり、熱源機器２０から蓄熱槽１０に流入された設定温度媒体９１を除去することなく、設定温度外媒体９４のみを非常に効率よく除去できる。
【００５８】
また、除去手段７０によって除去された設定温度外媒体９４が、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、空調設備３０に供給されるものとしたので、除去された設定温度外媒体９４を、設定温度媒体９１として利用することが可能となり、媒体である水を循環させて利用できる蓄熱システム１となる。
【００５９】
また、蓄熱槽１０内から採取した設定温度外媒体９４を、熱源機器２０によって設定温度媒体９１とし、得られた設定温度媒体９１の熱を空調設備３０に供給することができるので、蓄熱槽１０に蓄熱しなくても設定温度媒体９１を介して空調設備３０に熱を供給することが可能となる。したがって、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことが可能となる。その結果、気温や季節などによって変動する熱需要量に対して、より一層柔軟に対応することができる蓄熱システムとなる。
【００６０】
「第２実施形態」
図７は、本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。図７に示す蓄熱システム２において、図１に示す蓄熱システム１と同様の構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳細に説明する。
【００６１】
図７に示す蓄熱システム２において、蓄熱槽１０Ａは、第１槽１５が低温側、第４槽１８が高温側となるように形成され、最も低温側に配置された第１槽１５と、第１槽１５に連結された第２槽１６と、最も高温側に配置された第４槽１８と、第４槽１８に連結された第３槽１７と、第２槽１６と第３槽１７との間に配置されて連結された複数の槽とが連通管によって直列に連結されたものである。
【００６２】
また、除去手段７４は、第１槽１５に配置された制御弁５５と、第２槽１６に配置された制御弁５６と、第３槽１７に配置された制御弁５７と、第４槽１８に配置された制御弁５８と、全ての制御弁５５、５６、５７、５８の間を接続するとともに、除去した設定温度外媒体を熱源機器２０に供給する除去用配管７３とを備えている。
【００６３】
制御弁５５、５６は、設定温度以上である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５５、５６が開かれると、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力によって除去用配管７３を介して設定温度外媒体が除去されるようになっている。制御弁５５、５６としては、例えば、第１実施形態において説明した低温制御弁Ａからなるものなどが好ましく使用される。
また、制御弁５７、５８は、設定温度以下である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５７、５８が開かれると、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力によって除去用配管７３を介して設定温度外媒体が除去されるようになっている。制御弁５７、５８としては、例えば、第１実施形態において説明した高温制御弁Ｂからなるものなどが好ましく使用される。
【００６４】
また、図７に示す蓄熱システム２は、蓄熱システム２の利用状況に応じて水の流れを制御するための弁８３、８４、８５、８６を備えている。なお、図７に示す蓄熱システム２を構成する弁８５、８６は、水の分岐や合流を行う場合に使用されるヘッダーと呼ばれる装置であり、蓄熱システム２の用途に応じて利用される。
【００６５】
次に、図７に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明する。
はじめに、図７に示す蓄熱システムを利用して畜冷、冷房する場合について説明する。
（畜冷時）
畜冷する場合には、弁８３が閉じられ、弁８４が開かれ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。
【００６６】
除去手段７４を構成する制御弁５５、５６は、設定温度媒体の流入が開始されてから、第１槽１５の制御弁５５が配置された位置に設定温度媒体が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。また、設定温度媒体が、第１槽１５の制御弁５５が配置された位置に到着すると、制御弁５５が自動的に閉じられ、第２槽１６の制御弁５６が配置された位置に到着すると、制御弁５６が自動的に閉じられ、除去手段７４による設定温度外媒体の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体が、上部流通口８２が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０Ａ内の換水が終了し、畜冷が完了する。
【００６７】
（冷房時）
冷房する場合には、弁８３、８４が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。
【００６８】
次に、図７に示す蓄熱システムを利用して畜熱、暖房する場合について説明する。
（畜熱時）
畜熱する場合には、弁８３が開かれ、弁８４が閉じられ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。
【００６９】
除去手段７４を構成する制御弁５７、５８は、設定温度媒体の流入が開始されてから、第４槽１８の制御弁５８が配置された位置に設定温度媒体が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。また、設定温度媒体が、第４槽１８の制御弁５８が配置された位置に到着すると、制御弁５８が自動的に閉じられ、第３槽１７の制御弁５７が配置された位置に到着すると、制御弁５７が自動的に閉じられ、除去手段７４による設定温度外媒体の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体が、下部流通口８１が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０Ａ内の換水が終了し、蓄熱が完了する。
【００７０】
（暖房時）
暖房する場合には、弁８３、８４が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。
【００７１】
このような蓄熱システムは、除去手段７４を備えているので、蓄熱槽１０Ａに設定温度媒体の流入を開始してから、蓄熱槽１０Ａ内の除去手段７４が配置された位置に設定温度媒体が到着するまでの間、設定温度外媒体が除去される。したがって、混合媒体に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【００７２】
また、設定温度以上である場合に開かれる制御弁５５、５６が、第１槽１５および第２槽１６に配置されているので、蓄熱槽１０Ａに畜冷させる場合に、混合媒体が形成されてから短時間のうちに混合媒体を除去することができ、蓄熱槽１０Ａ内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、蓄熱システム２の熱効率をより一層向上させることができる。
【００７３】
また、設定温度以下である場合に開かれる制御弁５７、５８が、第３槽１７および第４槽１８に配置されているので、蓄熱槽１０Ａに蓄熱させる場合にも、混合媒体が形成されてから短時間のうちに混合媒体を除去することができる。
したがって、蓄熱槽１０Ａに畜冷させる場合と蓄熱させる場合のいずれの場合であっても、蓄熱槽１０Ａ内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、熱効率に優れた蓄熱システム２を実現できる。
【００７４】
また、設定温度以上である場合に開かれる制御弁５５、５６と設定温度以下である場合に開かれる制御弁５７、５８とを備え、制御弁５５、５６、５７、５８を、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備えたものとしたので、設定温度以上または設定温度以下であることを判断して自動的に開閉するものとなり、熱源機器２０から蓄熱槽１０Ａに流入された設定温度媒体を除去することなく、設定温度外媒体のみを非常に効率よく除去できる。
【００７５】
「第３実施形態」
図８は、本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。図８に示す蓄熱システム３において、図１に示す蓄熱システム１と同様の構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳細に説明する。
【００７６】
図８に示す蓄熱システム３において、除去手段７５は、第１槽１１に配置された制御弁５１Ａ、５１Ｂと、第２槽１２に配置された制御弁５２Ａ、５２Ｂと、第３槽１３に配置された制御弁５３Ａ、５３Ｂと、第４槽１４に配置された制御弁５４Ａ、５４Ｂとを備えている。さらに、除去手段７５は、制御弁５１Ａと制御弁５２Ａとの間を接続する除去用配管７１Ａと、制御弁５３Ａと制御弁５４Ａとの間を接続する除去用配管７２Ａと、制御弁５Ｂ１と制御弁５２Ｂとの間を接続する除去用配管７１Ｂと、制御弁５３Ｂと制御弁５４Ｂとの間を接続する除去用配管７２Ｂとを備えている。
【００７７】
制御弁５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５４Ａは、設定温度以上である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂは、設定温度以下である場合にのみ開かれるものである。
制御弁５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５４Ａとしては、例えば、第１実施形態において説明した低温制御弁Ａからなるものなどが好ましく使用され、制御弁５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂとしては、例えば、第１実施形態において説明した高温制御弁Ｂからなるものなどが好ましく使用される。
【００７８】
また、図８に示す蓄熱システム３は、蓄熱システム３の利用状況に応じて水の流れを制御するための弁８７、８８、８９、９０とを備えている。そして、図８に示す蓄熱システム３では、蓄冷時には、弁８７が開けられ、弁８８、８９、９０が閉じられ、蓄熱時には、弁８８が開けられ、弁８７、８９、９０が閉じられる。また、冷房時および冷房時の追いかけ運転時には、弁８９が開けられ、弁８７、８８、９０が閉じられ、暖房時および暖房時の追いかけ運転時には、弁９０が開けられ、８７、８８、８９が閉じられる。
【００７９】
図８に示す蓄熱システム３においても、図１に示す蓄熱システム１と同様の効果が得られる。
【００８０】
なお、本発明の蓄熱システムは、上述した例に限定されるものではなく、例えば、上述した例における制御弁に代えて、設備機器などにおける凍結防止弁や過熱防止弁などに使用されるワックス弁と呼ばれるタイプの制御弁を使用してもよい。
【００８１】
図９は、ワックス弁の一例を説明するための概略図である。
図９に示すワックス弁３００は、内部にワックスが充填される開閉動力部３１０と、内部の中心を貫通して底面に向かって開口する取水口３２３が設けられ、開閉動力部３１０を除去用配管に接続するためのねじ部３２２と、除去用配管にねじ部３２２を接続する際に使用されるナット状の形状を有する下部３２１とを備えた側面視ボルト型の接続部３２０とから構成されている。
図９に示すワックス弁３００は、温度変化に対応するワックスの容積変化を利用して開閉されるものであり、上述した例における制御弁と同様に使用することができる。また、図９R>９に示すワックス弁３００は、ねじ部３２２とナット状の形状を有する下部３２１とを備えた側面視ボルト型の接続部３２０を有するものであるので、容易に除去用配管に接続することができる。
【００８２】
また、本発明の蓄熱システムにおいては、槽の数は何槽でもよく、蓄熱槽の容量や設置場所の条件などに応じて決定することができ、特に限定されない。
また、上述した例においては、除去用配管を、２つの制御弁の間またはすべての制御弁の間を接続するものとしたが、除去用配管によって制御弁の間を接続せず、除去用配管を１つの制御弁毎に個別に設けてもよい。
【００８３】
図１０は、本発明の建造物の一例を説明するための概略図である。
図１０に示す建造物は、第１実施形態または第２実施形態の蓄熱システムを備えたものである。図１０において、符号Ｇ．Ｌは地表面の位置を示し、符号２０１は基礎部に設けられた地下ピットを示している。地下ピット２０１には、蓄熱システムを構成する蓄熱槽が設けられ、蓄熱槽から供給される熱が各階に備えられた空調設備３０によって利用されるようになっている。
【００８４】
このような建造物は、第１実施形態または第２実施形態の蓄熱システムを備えたものであるので、エネルギーを有効に利用できる。
また、地下ピット２０１を利用して蓄熱槽を設けることができる。
【００８５】
以下、本発明を構成する制御弁の動作特性を例を示して説明する。
図３に示す制御弁に用いられる温度非変形バネと温度変形バネとを連結して連結バネとし、温度と変形特性との関係を調べた。
その結果を図１１に示す。図１１は、バネの温度と変形特性との関係を示したグラフである。なお、横軸は温度であり、縦軸は温度が４０℃のときのバネの状態を０として示した温度変形の相対比である。
図１１より、連結バネは、４３℃以上または４０℃以下になると著しく変形することがわかる。よって、この連結バネの変形を利用して、制御弁を開閉することが可能であることが確認できた。また、温度変形バネを用いた制御弁を、４３℃以上または４０℃以下であることを判断して自動的に開閉する除去手段として使用可能なことが確認できた。
【００８６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、蓄熱槽に設定温度媒体の流入を開始してから、蓄熱槽内の除去手段が配置された位置に設定温度媒体からなる温度成層が到着するまでの間、蓄熱槽内の設定温度外媒体が除去手段によって選択的に除去されるので、混合媒体に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蓄熱システムの一例を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す蓄熱システムに使用される制御弁の一例を説明するための概略断面図である。
【図３】図１に示す蓄熱システムに使用される制御弁の一例を説明するための概略断面図である。
【図４】図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明するための図である。
【図５】図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明するための図である。
【図６】図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。
【図８】本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。
【図９】ワックス弁の一例を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の建造物の一例を説明するための概略図である。
【図１１】バネの温度と変形特性との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１、２、３…蓄熱システム
１０…蓄熱槽
１１、１５…第１槽
１２、１６…第２槽
１３、１７…第３槽
１４、１８…第４槽
２０…熱源機器
２１…蓄熱用ポンプ
３０…空調設備
３１…熱利用手段用ポンプ
４１、４２、４３…連通管
５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、１００…制御弁
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０…弁
７０、７４、７５…除去手段
７１、７２、７３…除去用配管
８１…下部流通口
８２…上部流通口
９１…設定温度媒体
９２…貯留媒体
９３…混合媒体
９４…設定温度外媒体
１１０…開閉動力部
１１１…温度非変形バネ
１１２…温度変形バネ
１１４…本体
１１５…固定軸
１１７…可動板
１２０…取水部
１２３…止水板
１２４…支持板
１２５…ソケット
１２９…取水口
１３０…接続部
１３１、１３２…固定部材
１３３…第１の接続部材
１３４…第２の接続部材
１３５…ボルト
１３６…ナット
２０１…地下ピット
３００…ワックス弁
３１０…開閉動力部
３２０…接続部
３２１…下部
３２２…ねじ部
３２３…取水口
Ａ…低温制御弁
Ｂ…高温制御弁
Ｇ．Ｌ…地表面の位置
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄熱システムおよびその蓄熱システムを備えた構造物に関し、より詳細には、隣接する温度成層を良好に分離できる蓄熱効率に優れた蓄熱システムと、前記蓄熱システムを備えたエネルギーを有効に利用できる構造物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、集合住宅やビルなどの構造物に備えられ、空調などに利用される熱エネルギーを貯蔵する様々な蓄熱システムが提案されている。熱エネルギーを効率よく蓄熱できる蓄熱システムとしては、温度成層型の蓄熱システムが挙げられる。温度成層型の蓄熱システムは、蓄熱に使用する媒体の温度と密度の関係を利用して、蓄熱槽内に鉛直方向に温度成層を形成させて蓄熱するものであり、蓄熱槽内の温度レベルが均一化してしまうことによる熱効率の低下を防止することができる。
【０００３】
しかしながら、従来の温度成層型の蓄熱システムでは、高温層の水と低温層の水とが混合し、隣接する温度成層間に混合域が形成されて、温度成層が乱されることにより、熱効率が低下してしまうことが問題となっている。
この問題を解決する方法として、高温層の水と低温層の水とが混合されるのを防ぐことができるＳ字型連通管を利用して、蓄熱槽の流通口を形成する方法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ｓ字型連通管を利用しても、隣接する温度成層間に混合域が形成されてしまう場合があり、熱効率を向上させる効果が十分に得られなかった。また、Ｓ字型連通管を利用しても、熱効率を向上させる効果が十分に得られないため、蓄熱槽の全ての流通口を、Ｓ字型連通管を利用して形成する必要があった。このため、蓄熱槽が複数の槽からなる場合には、使用するＳ字型連通管の数が非常に多くなり、蓄熱システムの設置や管理に要する手間や費用も非常に多くなってしまうことが問題となっていた。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、混合域に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、隣接する温度成層を良好に分離できる蓄熱効率に優れた蓄熱システムを提供することを目的としている。
また、上記の蓄熱システムを備えたエネルギーを有効に利用できる構造物を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の蓄熱システムは、媒体が入出可能な上部流通口と下部流通口とが鉛直方向に離間して設けられ、内部に温度が異なる前記媒体からなる温度成層が形成される蓄熱槽と、前記蓄熱槽に供給される前記媒体を設定温度とする熱源機器と、前記蓄熱槽から供給される熱を利用する熱利用手段と、前記蓄熱槽内の前記上部流通口と前記下部流通口の間の位置に配置された除去手段とを備え、前記除去手段は、前記蓄熱槽内に存在する前記媒体であって、前記設定温度とされた設定温度媒体を除く設定温度外媒体を選択的に除去することを特徴とする。
本明細書において「設定温度」とは、蓄熱槽に畜冷または蓄熱させる場合に予め設定される温度であり、蓄熱槽に供給される媒体に熱源機器が与える温度である。
【０００７】
このような蓄熱システムにおいては、媒体が貯留されている蓄熱槽に設定温度とされた設定温度媒体が熱源機器から供給されると、設定温度媒体と蓄熱槽に貯留されていた媒体である設定温度外媒体とによって温度成層が形成される。また、蓄熱槽に設定温度媒体が流入されることにより、蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体からなる温度成層が乱されて、蓄熱槽に流入された設定温度媒体と蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体とが混合され、混合媒体が形成される。混合媒体は、設定温度外媒体であり、熱源機器からの設定温度媒体の供給に伴って、下部流通口から上部流通口に向かって、または上部流通口から下部流通口に向かって、設定温度媒体に押し出されるように蓄熱槽内を移動する。
【０００８】
上記の蓄熱システムによれば、蓄熱槽に設定温度媒体の流入を開始してから、蓄熱槽内の除去手段が配置された位置に設定温度媒体からなる温度成層が到着するまでの間、蓄熱槽内の設定温度外媒体、すなわち、蓄熱槽に貯留されていた媒体と混合媒体とからなる設定温度外媒体は、除去手段によって選択的に除去される。したがって、混合媒体に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【０００９】
また、上記の蓄熱システムにおいて、蓄熱槽は、複数の槽からなり、複数の槽は、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽まで直列に連結されているものであってもよい。
本明細書において「直列に連結された」とは、連通管を適切な位置に設ける方法などにより各槽間が連結され、蓄熱槽内に鉛直方向に形成される温度成層を保ったまま、下部流通口から上部流通口に向かって、または上部流通口から下部流通口に向かって、媒体が各層間を移動可能とされていることを意味する。
【００１０】
このような蓄熱システムとすることで、蓄熱槽の高さを鉛直方向に高くすることなく蓄熱槽の容量を増大させることができ、しかも、蓄熱槽の高さを鉛直方向に高くした場合と同様に温度成層が形成される蓄熱システムとすることができる。このため、構造物に蓄熱システムを設置する際に、蓄熱槽を設ける場所を容易に確保することができる。例えば、構造物の基礎部の空間などを利用して蓄熱槽を設けることが可能である。
また、上記の蓄熱システムにおいては、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを、蓄熱槽に貯留される媒体の温度と熱利用手段によって利用される熱の温度との関係によって決定することができる。また、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかは、季節や用途などに応じて選択することができ、適宜変更することができる。
【００１１】
また、蓄熱槽が複数の槽からなる蓄熱システムにおいては、媒体が流入される槽に、除去手段が配置されているものとすることができる。
蓄熱槽内に形成された混合媒体は、予め決定された媒体が流入される槽への設定温度媒体の供給に伴って、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽に向かって、蓄熱槽に流入された設定温度媒体に押し出されるように蓄熱槽内を移動しながら増大し、蓄熱槽内が流入された設定温度媒体で満たされると同時に、媒体が流出する槽から流出する。
上記の蓄熱システムにおいては、媒体が流入される槽に除去手段が配置されているので、混合媒体が形成されてから短時間のうちに混合媒体を除去することができる。このため、蓄熱槽内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、蓄熱システムの熱効率をより一層向上させることができる。
【００１２】
また、上記の蓄熱システムにおいては、媒体が流出する槽に、除去手段が配置されているものとすることができる。
このような蓄熱システムとすることで、形成された混合媒体が蓄熱槽内の移動に伴って増大したとしても、媒体が流出する槽において除去することができるので、混合媒体が除去手段によってより一層確実に除去されるものとなり、混合媒体に起因する温度成層が乱れをより一層効果的に抑止することができる。
【００１３】
また、上記の蓄熱システムにおいて、蓄熱槽が、複数の槽からなり、複数の槽が、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽まで直列に連結されている場合、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更しても、蓄熱槽内における高温側と低温側との配置関係は変化しない。したがって、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更する場合、媒体が流入される槽と媒体が流出する槽とが変更前と反対になり、混合媒体が形成される槽が変更前の媒体が流出する槽になるとともに、蓄熱槽に流入された媒体が移動する方向が変更前の反対方向になる。
【００１４】
上記の蓄熱システムにおいては、媒体が流出する槽に、除去手段が配置されているので、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更した場合に、混合媒体が形成される媒体が流入される槽、すなわち変更前の媒体が流出する槽で混合媒体が除去される。したがって、蓄熱槽に畜冷させるか蓄熱させるかを変更した場合に、混合媒体が形成されてから、短時間のうちに混合媒体を除去することができるものとなる。よって、蓄熱槽に畜冷させる場合と蓄熱させる場合のいずれの場合であっても、蓄熱槽内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、熱効率に優れた蓄熱システムを実現できる。
【００１５】
上記の蓄熱システムにおいては、蓄熱槽を構成する全ての槽に、除去手段が配置されているものとすることができる。
このような蓄熱システムとすることで、混合媒体が除去手段によってより一層確実に除去されるものとなり、混合媒体に起因する温度成層が乱れをより一層効果的に抑止することができ、より一層熱効率を向上させることができる。
【００１６】
また、上記の蓄熱システムにおいては、除去手段は、媒体が設定温度以上である場合に、設定温度外媒体を除去するものとすることができる。
このような蓄熱システムでは、蓄熱槽に畜冷させる場合、すなわち蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体よりも低温とされた設定温度媒体が熱源機器から蓄熱槽に流入される場合に、設定温度外媒体を非常に効率よく除去することができる。したがって、より一層熱効率を向上させることができる。
【００１７】
また、上記の蓄熱システムにおいては、除去手段は、媒体が設定温度以下である場合に、設定温度外媒体を除去するものであってもよい。
このような蓄熱システムでは、蓄熱槽に蓄熱させる場合、すなわち蓄熱槽に貯留されていた設定温度外媒体よりも高温とされた設定温度媒体が熱源機器から蓄熱槽に流入される場合に、設定温度外媒体を非常に効率よく除去することができる。したがって、より一層熱効率を向上させることができる。
【００１８】
また、上記の蓄熱システムにおいては、除去手段は、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備え、前記制御弁が開かれることにより前記設定温度外媒体が除去されるものであってもよい。
このような蓄熱システムとすることで、除去手段は、設定温度以上または設定温度以下であることを判断して自動的に開閉する制御弁を備えたものとなり、熱源機器から蓄熱槽に流入された設定温度媒体を除去することなく、設定温度外媒体のみを非常に効率よく除去できる除去手段を得ることができる。したがって、より一層熱効率に優れた蓄熱システムを実現することができる。
【００１９】
また、上記のいずれかの蓄熱システムにおいては、除去手段によって除去された設定温度外媒体は、熱源機器に供給されて設定温度媒体とされることにより、熱利用手段に熱を供給するものとすることができる。
このような蓄熱システムとすることで、除去された設定温度外媒体を、設定温度媒体として利用することが可能なものとなる。また、このような蓄熱システムによれば、蓄熱槽内から採取した設定温度外媒体を、熱源機器によって設定温度媒体とし、得られた設定温度媒体の熱を熱利用手段に供給することができるので、蓄熱槽に蓄熱しなくても媒体を介して熱利用手段に熱を供給することが可能となる。したがって、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことが可能となり、高性能な蓄熱システムとすることができる。
【００２０】
また、上記のいずれかの蓄熱システムにおいては、媒体は、利用可能なものであればいかなるものであってもよく、特に限定されないが、取り扱い易さや、蓄熱温度範囲の任意性、比熱の大きさなどの観点から、水であることが望ましい。
【００２１】
また、上記の課題を解決するために、本発明の建造物は、上記のいずれかの蓄熱システムを備えたことを特徴とする。
このような建造物とすることで、熱効率に優れた蓄熱システムを備えたエネルギーを有効に利用できる構造物を実現することができる。
また、上記の建造物では、特に、熱利用手段が空調設備である場合に、エネルギーの有効利用が効果的に実現される。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の蓄熱システムおよび構造物をより詳細に説明する。
「第１実施形態」
図１は、本発明の蓄熱システムの一例を説明するための概略図である。図１に示す蓄熱システム１は、媒体である水を貯留することによって蓄熱する蓄熱槽１０と、蓄熱槽１０に供給される水を設定温度とするものであり、ヒートポンプなどが用いられる熱源機器２０と、蓄熱槽１０から供給される熱を利用する熱利用手段である空調設備３０と、蓄熱槽１０に熱源機器２０から流入される設定温度とされた水（以下、「設定温度媒体」という）と異なる温度の水（以下、「設定温度外媒体」という）を選択的に除去する除去手段７０とを備えている。
【００２３】
さらに、図１に示す蓄熱システム１は、蓄熱時に使用される蓄熱用ポンプ２１と、熱利用時に使用される熱利用手段用ポンプ３１と、蓄熱システム１の利用状況に応じて水の流れを制御するための弁６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８とを備えている。
【００２４】
蓄熱槽１０は、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４とからなり、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４とは、連通管４１、４２、４３によって直列に連結されている。連通管４１、４２、４３は、第１槽１１が低温側、第４槽１４が高温側となるように形成され、各槽の間を貫通して隣接する低温側の槽の水面近くと高温側の槽の底部とを連結するものであり、水が流入される槽から水が流出する槽に向かって、温度成層を保ったまま水が移動できるようにされている。
【００２５】
除去手段７０は、蓄熱槽１０内から、設定温度外媒体を選択的に除去するものである。設定温度外媒体は、蓄熱槽１０に熱源機器２０から設定温度媒体を流入する時点で蓄熱槽１０に貯留されている設定温度媒体の温度と異なる温度の水と、設定温度媒体と設定温度外媒体とが混合されてなる混合媒体とからなり、蓄熱槽１０に畜冷させる場合には、設定温度以上の水であり、蓄熱槽１０に蓄熱させる場合には、設定温度以下の水である。
【００２６】
除去手段７０は、第１槽１１に配置された制御弁５１と、第２槽１２に配置された制御弁５２と、第３槽１３に配置された制御弁５３と、第４槽１４に配置された制御弁５４と、制御弁５１と制御弁５２との間を接続するとともに、除去した設定温度外媒体を熱源機器２０に供給する除去用配管７１と、制御弁５３と制御弁５４との間を接続するとともに、除去した設定温度外媒体を熱源機器２０に供給する除去用配管７２とを備えている。
【００２７】
制御弁５１、５２、５３、５４は、設定温度以上であって、なおかつ設定温度以下である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５１、５２、５３、５４が開かれると、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力によって低温側の除去用配管７１または高温側の除去用配管７２を介して設定温度外媒体が除去されるようになっている。制御弁５１、５２、５３、５４としては、例えば、図２に示す制御弁などが好ましく使用される。図２に示す制御弁は、設定温度以上である場合に開かれる低温制御弁Ａと、設定温度以下である場合に開かれる高温制御弁Ｂとを備えている。
図１に示す蓄熱システムを利用して空調する場合、低温制御弁Ａにおける設定温度は、畜冷時に熱源機器２０によって低温度とされる設定温度媒体の温度に応じて決定される。また、高温制御弁Ｂにおける設定温度は、蓄熱時に熱源機器２０によって高温度とされる設定温度媒体の温度に応じて決定される。
【００２８】
低温制御弁Ａおよび高温制御弁Ｂは、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉されるものであり、例えば、図３に示す制御弁などが好ましく使用される。
図３は、図１に示す蓄熱システムに使用される制御弁の一例を説明するための概略断面図である。図３に示す制御弁１００は、対向する２つの開閉動力部１１０、１１０と、２つの開閉動力部１１０、１１０の間に配置された取水部１２０と、２つの開閉動力部１１０、１１０と取水部１２０との間をそれぞれ接続する接続部１３０、１３０を備えている。
【００２９】
開閉動力部１１０、１１０は、本体１１４と、温度変形バネ１１２と、温度非変形バネ１１１と、温度変形バネ１１２と温度非変形バネ１１１との間に配置された可動板１１７と、固定軸１１５とを備えている。
温度変形バネ１１２を構成する螺旋構造の中心軸と温度非変形バネ１１１を構成する螺旋構造の中心軸とは、温度変形バネ１１２および温度非変形バネ１１１の螺旋構造を貫通する固定軸１１５によって位置合わせされ、固定されている。また、可動板１１７は、可動板１１７を貫通する固定軸１１５によって、固定軸１１５の長さ方向に可動可能に取り付けられている。
【００３０】
温度変形バネ１１２は、形状記憶合金からなり、所定の範囲内の温度変化に対応して長さが著しく変化するものである。温度変形バネ１１２の長さが著しく変化する温度の範囲は、形状記憶合金の材質によって決定される。したがって、図３に示す制御弁１００は、温度変形バネ１１２を形成する形状記憶合金の材質を適切に選択することによって、低温制御弁Ａとしても高温制御弁Ｂとしても好ましく使用される。
【００３１】
取水部１２０は、平面視円形の支持板１２４と、支持板１２４に支持され、支持板１２４を貫通するソケット１２５と、支持板１２４に対向して設けられ、支持板１２４と平面視同形状の止水板１２３とを備えている。
ソケット１２５は、止水板１２３側の端部が取水口１２９とされ、止水板１２３と反対側の端部が除去用配管に接続するための接続部とされている。止水板１２３は、対向する縁部が開閉動力部１１０、１１０の可動板１１７にそれぞれ固定されることにより、可動板１１７の動きに追従して可動するようにされている。そして、止水板１２３が可動されることにより、取水口１２９が開閉されるようになっている。また、図３に示す制御弁１００は、取水口１２９が開かれると、支持板１２４と止水板１２３の間の隙間を介して水が取水されるようになっている。
【００３２】
接続部１３０、１３０は、それぞれ２つの断面Ｌ字型の固定部材１３１、１３２と、第１の接続部材１３３、１３３と、第２の接続部材１３４とを備えている。
第１の接続部材１３３、１３３は、開閉動力部１１０を構成する本体１１４に２つの固定部材１３１、１３２の一端をそれぞれ固定するものである。
【００３３】
第２の接続部材１３４は、２つの固定部材１３１、１３２の他端同士を接続しするとともに、取水部１２０を構成する支持板１２４の縁部に２つの固定部材１３１、１３２の他端を固定するものである。また、第２の接続部材１３４は、一方の固定部材１３１と止水板１２３と支持板１２４と他方の固定部材１３２とを順に貫通するボルト１３５を備えている。そして、一方の固定部材１３１と支持板１２４と他方の固定部材１３２とが、４つのナット１３６によってボルト１３５に固定されている。
【００３４】
また、図３に示す制御弁１００では、２つの接続部１３０、１３０にそれぞれ備えられたボルト１３５、１３５の長さ方向、２つの開閉動力部１１０、１１０にそれぞれ設けられた固定軸１１５、１１５の長さ方向は、全て同じ向きとなるように配置されている。したがって、ボルト１３５が貫通された止水板１２３は、第２の接続部材１３４によってボルト１３５の長さ方向、すなわち固定軸１１５の長さ方向に可動可能に支持されている。
【００３５】
また、図３に示す制御弁１００では、形状記憶合金からなる温度変形バネ１１２、１１２の長さが、所定の範囲内の温度変化に対応して変化すると、可動板１１７、１１７が可動して、可動板１１７の動きに追従して可動板１１７、１１７に対向する縁部が固定された止水板１２３が可動し、取水口１２９が開閉される。すなわち、温度変形バネ１１２の長さが、短くなると図３（ａ）に示すように取水口１２９が開かれ、長くなると図３（ｂ）に示すように取水口１２９が閉じられる。
【００３６】
また、図３に示す制御弁１００は、取水口１２９が開かれると、支持板１２４と止水板１２３の間の隙間を介して水が取水されるようになっているので、例えば、止水板１２３を取り外した状態で取水される場合と比較して、取水口１２９の開閉が蓄熱槽１０内の温度成層の形成に支障をきたすことを防止できる。
なお、支持板１２４および止水板１２３の形状は、蓄熱槽１０内に形成される温度成層への影響を防ぐために、平面視円形であることが望ましいが、他の形状であってもよい。
【００３７】
次に、図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明する。
はじめに、図１に示す蓄熱システムを利用して畜冷、冷房する場合について説明する。図１R>１に示す蓄熱システムを利用して畜冷、冷房する場合には、弁６４、６５が閉じられ、弁６２、６３が開けられる。
【００３８】
（畜冷時）
畜冷する場合には、弁６８が閉じられ、弁６１、６６、６７が開けられ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。そして、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力により、設定温度外媒体が除去手段７０を介して除去されるとともに、熱源機器２０によって例えば５℃程度の所定の低温度とされた設定温度媒体が下部流通口８１から供給される。
【００３９】
畜冷が開始されると、図４に示すように、設定温度媒体９１と蓄熱槽１０に貯留されていた設定温度外媒体９４である貯留媒体９２とによって温度成層が形成される。また、図４に示すように、蓄熱槽１０に設定温度媒体９１が流入されることにより、蓄熱槽に貯留されていた貯留媒体９２からなる温度成層が乱されて、蓄熱槽１０に流入された設定温度媒体９１と貯留媒体９２とが混合され、混合媒体９３が形成される。混合媒体９３は、設定温度外媒体９４であり、設定温度媒体９１の供給に伴って、下部流通口８１から上部流通口８２に向かって、設定温度媒体９１に押し出されるように貯留媒体９２とともに蓄熱槽１０内を移動する。
【００４０】
除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、設定温度媒体９１の流入が開始されてから、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に設定温度媒体９１が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体９４が除去される。除去手段７０によって除去された設定温度外媒体９４は、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、下部流通口８１から供給される。また、図５に示すように、設定温度媒体９１が、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に閉じられ、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に閉じられ、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に閉じられ、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に閉じられ、除去手段７０による設定温度外媒体９４の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体９１が、上部流通口８２が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０内の換水が終了し、畜冷が完了する。
【００４１】
（冷房時）
冷房する場合には、弁６８が開けられ、弁６１、６６、６７が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。そして、熱利用手段用ポンプ３１の搬送動力により、設定温度媒体９１が下部流通口８１から空調設備３０に供給され、蓄熱槽１０から空調設備３０に畜冷された熱が供給されるとともに、空調設備３０に利用されることよって熱エネルギーが消費されて設定温度外の温度とされた例えば１５℃程度の設定温度外媒体９４であって、畜冷時における貯留媒体９２が上部流通口８２から供給される。
【００４２】
そして、冷房が開始されると、図６に示すように、再び、温度成層および混合媒体９４が形成され、設定温度外媒体９４の供給に伴って、上部流通口８２から下部流通口８１に向かって、設定温度媒体９１が設定温度外媒体９４に押し出される。
【００４３】
また、図１に示す蓄熱システムでは、冷房時に、弁６１，６６、６７を開け、蓄熱用ポンプ２１を機動させることにより、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことができる。
追いかけ運転が開始されても、除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に設定温度外媒体９４が到着するまで開かれない。設定温度外媒体９４が、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に開かれ、設定温度外媒体９４が除去される。除去手段７０によって除去された設定温度外媒体９４は、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、空調設備３０に供給される。
【００４４】
さらに、設定温度外媒体９４が、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に開かれ、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に開かれ、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に開かれる。制御弁５１、５２、５３を介して除去された設定温度外媒体９４も、制御弁５４を介して除去された設定温度外媒体９４と同様に、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、空調設備３０に供給される。
このように、図１に示す蓄熱システムでは、冷房が終了されるまで、設定温度外媒体９４を介して空調設備３０に熱が供給される。
【００４５】
次に、図１に示す蓄熱システムを利用して畜熱、暖房する場合について説明する。図１に示す蓄熱システムを利用して畜熱、暖房する場合には、弁６４、６５が開けられ、弁６２、６３が閉じられる。
【００４６】
（畜熱時）
畜熱する場合には、弁６８が閉じられ、弁６１、６６、６７が開けられ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。そして、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力により、設定温度外媒体が除去手段７０を介して除去されるとともに、熱源機器２０によって例えば５０℃程度の所定の高温度とされた設定温度媒体が上部流通口８２から供給される。
【００４７】
暖房する場合の畜熱時と上述した冷房する場合の畜冷時とでは、蓄熱槽１０に流入された設定温度媒体の移動方向が反対方向となるが、暖房する場合も畜熱が開始されると、上述した冷房する場合の畜冷時と同様に、温度成層および混合媒体が形成され、上述した冷房する場合の畜冷時と同様にして、設定温度外媒体が除去される。
【００４８】
すなわち、除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、設定温度媒体の流入が開始されてから、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に設定温度媒体が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。また、設定温度媒体が、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に閉じられ、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に閉じられ、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に閉じられ、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に閉じられ、除去手段７０による設定温度外媒体の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体が、下部流通口８１が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０内の換水が終了し、蓄熱が完了する。
【００４９】
（暖房時）
暖房する場合には、弁６８が開けられ、弁６１、６６、６７が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。そして、熱利用手段用ポンプ３１の搬送動力により、設定温度媒体が上部流通口８２から空調設備３０に供給され、蓄熱槽１０から空調設備３０に蓄熱された熱が供給されるとともに、空調設備３０に利用されることよって熱エネルギーが消費されて設定温度外の温度とされた例えば４０℃程度の設定温度外の温度とされた設定温度外媒体であって、蓄熱時における貯留媒体が下部流通口８１から供給される。
【００５０】
そして、暖房が開始されると、再び、温度成層および混合媒体が形成され、設定温度外媒体の供給に伴って、下部流通口８１から上部流通口８２に向かって、設定温度媒体が設定温度外媒体に押し出される。
【００５１】
さらに、図１に示す蓄熱システムでは、暖房時にも、弁６１，６６、６７を開け、蓄熱用ポンプ２１を機動させることにより、冷房時と同様に、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことができる。
すなわち、追いかけ運転が開始されても、除去手段７０を構成する制御弁５１、５２、５３、５４は、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に設定温度外媒体が到着するまで開かれず、設定温度外媒体が、第１槽１１の制御弁５１が配置された位置に到着すると、制御弁５１が自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。除去手段７０によって除去された設定温度外媒体は、冷房時と同様に、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体とされ、空調設備３０に供給される。
【００５２】
さらに、設定温度外媒体が、第２槽１２の制御弁５２が配置された位置に到着すると、制御弁５２が自動的に開かれ、第３槽１３の制御弁５３が配置された位置に到着すると、制御弁５３が自動的に開かれ、第４槽１４の制御弁５４が配置された位置に到着すると、制御弁５４が自動的に開かれる。制御弁５２、５３、５４を介して除去された設定温度外媒体も、制御弁５１を介して除去された設定温度外媒体と同様に、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体とされ、空調設備３０に供給される。
このように、図１に示す蓄熱システムでは、暖房が終了されるまで、設定温度外媒体を介して空調設備３０に熱が供給される。
【００５３】
なお、図１に示す蓄熱システムにおいて、弁６６、６７は、制御弁５１、５２、５３、５４が、設定温度以上であって、なおかつ設定温度以下である場合にのみ自動的に開かれるものであるので、常に開けられていてもよいし、設けられていなくてもよいが、例えば、蓄熱槽１０の清掃や点検、熱利用手段用ポンプ３１、蓄熱用ポンプ２１、制御弁５１、５２、５３、５４の点検など蓄熱システムのメンテナンス時などにも使用可能であるため、設けられていることが望ましい。
【００５４】
このような蓄熱システムは、除去手段７０を備えているので、蓄熱槽１０に設定温度媒体９１の流入を開始してから、蓄熱槽１０内の除去手段７０が配置された位置に設定温度媒体９１が到着するまでの間、設定温度外媒体９４が除去される。したがって、混合媒体９３に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【００５５】
また、蓄熱槽１０が、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４の４槽からなり、第１槽１１と第２槽１２と第３槽１３と第４槽１４とが、連通管４１、４２、４３によって直列に連結されているので、構造物に蓄熱システムを設置する際に、蓄熱槽１０を設ける場所を容易に確保することができる。
【００５６】
また、蓄熱槽１０を構成する全ての槽に除去手段７０が配置されているので、混合媒体９２が除去手段７０によって除去されずに残ってしまうことを防ぐことができ、より一層確実に混合媒体９２を除去することができる。
例えば、畜冷時または蓄熱時の初期の段階で、１つの除去手段７０によって蓄熱槽１０内の混合媒体９２を除去したにもかかわらず、除去されずに残ってしまった場合や、畜冷中または蓄熱中に再び混合媒体９２が形成されてしまった場合に、他の除去手段７０が配置された位置に混合媒体９２が到着した段階で、混合媒体９２を除去することが可能なものとなる。
さらに、蓄熱槽１０を構成する全ての槽のうち、いずれかの１つの槽に配置された除去手段７０が故障したとしても、他の槽に配置された除去手段７０によって混合媒体９２を除去することが可能なものとなる。
【００５７】
また、制御弁５１、５２、５３、５４が、設定温度以上であって、なおかつ設定温度以下である場合にのみ自動的に開かれるものであるので、蓄熱槽１０に畜冷させる場合であっても、蓄熱槽１０に蓄熱させる場合であっても、設定温度外媒体９４を非常に効率よく除去することができる。
さらに、制御弁５１、５２、５３、５４を、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備えたものとしたので、設定温度以上または設定温度以下であることを判断して自動的に開閉するものとなり、熱源機器２０から蓄熱槽１０に流入された設定温度媒体９１を除去することなく、設定温度外媒体９４のみを非常に効率よく除去できる。
【００５８】
また、除去手段７０によって除去された設定温度外媒体９４が、熱源機器２０に供給されて設定温度媒体９１とされ、空調設備３０に供給されるものとしたので、除去された設定温度外媒体９４を、設定温度媒体９１として利用することが可能となり、媒体である水を循環させて利用できる蓄熱システム１となる。
【００５９】
また、蓄熱槽１０内から採取した設定温度外媒体９４を、熱源機器２０によって設定温度媒体９１とし、得られた設定温度媒体９１の熱を空調設備３０に供給することができるので、蓄熱槽１０に蓄熱しなくても設定温度媒体９１を介して空調設備３０に熱を供給することが可能となる。したがって、追いかけ運転と呼ばれる運転を行うことが可能となる。その結果、気温や季節などによって変動する熱需要量に対して、より一層柔軟に対応することができる蓄熱システムとなる。
【００６０】
「第２実施形態」
図７は、本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。図７に示す蓄熱システム２において、図１に示す蓄熱システム１と同様の構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳細に説明する。
【００６１】
図７に示す蓄熱システム２において、蓄熱槽１０Ａは、第１槽１５が低温側、第４槽１８が高温側となるように形成され、最も低温側に配置された第１槽１５と、第１槽１５に連結された第２槽１６と、最も高温側に配置された第４槽１８と、第４槽１８に連結された第３槽１７と、第２槽１６と第３槽１７との間に配置されて連結された複数の槽とが連通管によって直列に連結されたものである。
【００６２】
また、除去手段７４は、第１槽１５に配置された制御弁５５と、第２槽１６に配置された制御弁５６と、第３槽１７に配置された制御弁５７と、第４槽１８に配置された制御弁５８と、全ての制御弁５５、５６、５７、５８の間を接続するとともに、除去した設定温度外媒体を熱源機器２０に供給する除去用配管７３とを備えている。
【００６３】
制御弁５５、５６は、設定温度以上である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５５、５６が開かれると、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力によって除去用配管７３を介して設定温度外媒体が除去されるようになっている。制御弁５５、５６としては、例えば、第１実施形態において説明した低温制御弁Ａからなるものなどが好ましく使用される。
また、制御弁５７、５８は、設定温度以下である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５７、５８が開かれると、蓄熱用ポンプ２１の搬送動力によって除去用配管７３を介して設定温度外媒体が除去されるようになっている。制御弁５７、５８としては、例えば、第１実施形態において説明した高温制御弁Ｂからなるものなどが好ましく使用される。
【００６４】
また、図７に示す蓄熱システム２は、蓄熱システム２の利用状況に応じて水の流れを制御するための弁８３、８４、８５、８６を備えている。なお、図７に示す蓄熱システム２を構成する弁８５、８６は、水の分岐や合流を行う場合に使用されるヘッダーと呼ばれる装置であり、蓄熱システム２の用途に応じて利用される。
【００６５】
次に、図７に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明する。
はじめに、図７に示す蓄熱システムを利用して畜冷、冷房する場合について説明する。
（畜冷時）
畜冷する場合には、弁８３が閉じられ、弁８４が開かれ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。
【００６６】
除去手段７４を構成する制御弁５５、５６は、設定温度媒体の流入が開始されてから、第１槽１５の制御弁５５が配置された位置に設定温度媒体が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。また、設定温度媒体が、第１槽１５の制御弁５５が配置された位置に到着すると、制御弁５５が自動的に閉じられ、第２槽１６の制御弁５６が配置された位置に到着すると、制御弁５６が自動的に閉じられ、除去手段７４による設定温度外媒体の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体が、上部流通口８２が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０Ａ内の換水が終了し、畜冷が完了する。
【００６７】
（冷房時）
冷房する場合には、弁８３、８４が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。
【００６８】
次に、図７に示す蓄熱システムを利用して畜熱、暖房する場合について説明する。
（畜熱時）
畜熱する場合には、弁８３が開かれ、弁８４が閉じられ、蓄熱用ポンプ２１が機動される。
【００６９】
除去手段７４を構成する制御弁５７、５８は、設定温度媒体の流入が開始されてから、第４槽１８の制御弁５８が配置された位置に設定温度媒体が到着するまで自動的に開かれ、設定温度外媒体が除去される。また、設定温度媒体が、第４槽１８の制御弁５８が配置された位置に到着すると、制御弁５８が自動的に閉じられ、第３槽１７の制御弁５７が配置された位置に到着すると、制御弁５７が自動的に閉じられ、除去手段７４による設定温度外媒体の除去が終了する。
そして、供給された設定温度媒体が、下部流通口８１が配置された位置に到着することにより、蓄熱槽１０Ａ内の換水が終了し、蓄熱が完了する。
【００７０】
（暖房時）
暖房する場合には、弁８３、８４が閉じられ、熱利用手段用ポンプ３１が機動される。
【００７１】
このような蓄熱システムは、除去手段７４を備えているので、蓄熱槽１０Ａに設定温度媒体の流入を開始してから、蓄熱槽１０Ａ内の除去手段７４が配置された位置に設定温度媒体が到着するまでの間、設定温度外媒体が除去される。したがって、混合媒体に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【００７２】
また、設定温度以上である場合に開かれる制御弁５５、５６が、第１槽１５および第２槽１６に配置されているので、蓄熱槽１０Ａに畜冷させる場合に、混合媒体が形成されてから短時間のうちに混合媒体を除去することができ、蓄熱槽１０Ａ内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、蓄熱システム２の熱効率をより一層向上させることができる。
【００７３】
また、設定温度以下である場合に開かれる制御弁５７、５８が、第３槽１７および第４槽１８に配置されているので、蓄熱槽１０Ａに蓄熱させる場合にも、混合媒体が形成されてから短時間のうちに混合媒体を除去することができる。
したがって、蓄熱槽１０Ａに畜冷させる場合と蓄熱させる場合のいずれの場合であっても、蓄熱槽１０Ａ内の移動に伴って増大する混合媒体の量が少なく、熱効率に優れた蓄熱システム２を実現できる。
【００７４】
また、設定温度以上である場合に開かれる制御弁５５、５６と設定温度以下である場合に開かれる制御弁５７、５８とを備え、制御弁５５、５６、５７、５８を、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備えたものとしたので、設定温度以上または設定温度以下であることを判断して自動的に開閉するものとなり、熱源機器２０から蓄熱槽１０Ａに流入された設定温度媒体を除去することなく、設定温度外媒体のみを非常に効率よく除去できる。
【００７５】
「第３実施形態」
図８は、本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。図８に示す蓄熱システム３において、図１に示す蓄熱システム１と同様の構成については、同じ符号を付すとともに詳細な説明を省略し、異なる部分のみ詳細に説明する。
【００７６】
図８に示す蓄熱システム３において、除去手段７５は、第１槽１１に配置された制御弁５１Ａ、５１Ｂと、第２槽１２に配置された制御弁５２Ａ、５２Ｂと、第３槽１３に配置された制御弁５３Ａ、５３Ｂと、第４槽１４に配置された制御弁５４Ａ、５４Ｂとを備えている。さらに、除去手段７５は、制御弁５１Ａと制御弁５２Ａとの間を接続する除去用配管７１Ａと、制御弁５３Ａと制御弁５４Ａとの間を接続する除去用配管７２Ａと、制御弁５Ｂ１と制御弁５２Ｂとの間を接続する除去用配管７１Ｂと、制御弁５３Ｂと制御弁５４Ｂとの間を接続する除去用配管７２Ｂとを備えている。
【００７７】
制御弁５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５４Ａは、設定温度以上である場合にのみ開かれるものであり、制御弁５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂは、設定温度以下である場合にのみ開かれるものである。
制御弁５１Ａ、５２Ａ、５３Ａ、５４Ａとしては、例えば、第１実施形態において説明した低温制御弁Ａからなるものなどが好ましく使用され、制御弁５１Ｂ、５２Ｂ、５３Ｂ、５４Ｂとしては、例えば、第１実施形態において説明した高温制御弁Ｂからなるものなどが好ましく使用される。
【００７８】
また、図８に示す蓄熱システム３は、蓄熱システム３の利用状況に応じて水の流れを制御するための弁８７、８８、８９、９０とを備えている。そして、図８に示す蓄熱システム３では、蓄冷時には、弁８７が開けられ、弁８８、８９、９０が閉じられ、蓄熱時には、弁８８が開けられ、弁８７、８９、９０が閉じられる。また、冷房時および冷房時の追いかけ運転時には、弁８９が開けられ、弁８７、８８、９０が閉じられ、暖房時および暖房時の追いかけ運転時には、弁９０が開けられ、８７、８８、８９が閉じられる。
【００７９】
図８に示す蓄熱システム３においても、図１に示す蓄熱システム１と同様の効果が得られる。
【００８０】
なお、本発明の蓄熱システムは、上述した例に限定されるものではなく、例えば、上述した例における制御弁に代えて、設備機器などにおける凍結防止弁や過熱防止弁などに使用されるワックス弁と呼ばれるタイプの制御弁を使用してもよい。
【００８１】
図９は、ワックス弁の一例を説明するための概略図である。
図９に示すワックス弁３００は、内部にワックスが充填される開閉動力部３１０と、内部の中心を貫通して底面に向かって開口する取水口３２３が設けられ、開閉動力部３１０を除去用配管に接続するためのねじ部３２２と、除去用配管にねじ部３２２を接続する際に使用されるナット状の形状を有する下部３２１とを備えた側面視ボルト型の接続部３２０とから構成されている。
図９に示すワックス弁３００は、温度変化に対応するワックスの容積変化を利用して開閉されるものであり、上述した例における制御弁と同様に使用することができる。また、図９R>９に示すワックス弁３００は、ねじ部３２２とナット状の形状を有する下部３２１とを備えた側面視ボルト型の接続部３２０を有するものであるので、容易に除去用配管に接続することができる。
【００８２】
また、本発明の蓄熱システムにおいては、槽の数は何槽でもよく、蓄熱槽の容量や設置場所の条件などに応じて決定することができ、特に限定されない。
また、上述した例においては、除去用配管を、２つの制御弁の間またはすべての制御弁の間を接続するものとしたが、除去用配管によって制御弁の間を接続せず、除去用配管を１つの制御弁毎に個別に設けてもよい。
【００８３】
図１０は、本発明の建造物の一例を説明するための概略図である。
図１０に示す建造物は、第１実施形態または第２実施形態の蓄熱システムを備えたものである。図１０において、符号Ｇ．Ｌは地表面の位置を示し、符号２０１は基礎部に設けられた地下ピットを示している。地下ピット２０１には、蓄熱システムを構成する蓄熱槽が設けられ、蓄熱槽から供給される熱が各階に備えられた空調設備３０によって利用されるようになっている。
【００８４】
このような建造物は、第１実施形態または第２実施形態の蓄熱システムを備えたものであるので、エネルギーを有効に利用できる。
また、地下ピット２０１を利用して蓄熱槽を設けることができる。
【００８５】
以下、本発明を構成する制御弁の動作特性を例を示して説明する。
図３に示す制御弁に用いられる温度非変形バネと温度変形バネとを連結して連結バネとし、温度と変形特性との関係を調べた。
その結果を図１１に示す。図１１は、バネの温度と変形特性との関係を示したグラフである。なお、横軸は温度であり、縦軸は温度が４０℃のときのバネの状態を０として示した温度変形の相対比である。
図１１より、連結バネは、４３℃以上または４０℃以下になると著しく変形することがわかる。よって、この連結バネの変形を利用して、制御弁を開閉することが可能であることが確認できた。また、温度変形バネを用いた制御弁を、４３℃以上または４０℃以下であることを判断して自動的に開閉する除去手段として使用可能なことが確認できた。
【００８６】
【発明の効果】
上述したように、本発明によれば、蓄熱槽に設定温度媒体の流入を開始してから、蓄熱槽内の除去手段が配置された位置に設定温度媒体からなる温度成層が到着するまでの間、蓄熱槽内の設定温度外媒体が除去手段によって選択的に除去されるので、混合媒体に起因する温度成層の乱れを抑止することができ、熱効率を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の蓄熱システムの一例を説明するための概略図である。
【図２】図１に示す蓄熱システムに使用される制御弁の一例を説明するための概略断面図である。
【図３】図１に示す蓄熱システムに使用される制御弁の一例を説明するための概略断面図である。
【図４】図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明するための図である。
【図５】図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明するための図である。
【図６】図１に示す蓄熱システムを利用して空調する方法の一例を説明するための図である。
【図７】本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。
【図８】本発明の蓄熱システムの他の例を説明するための概略図である。
【図９】ワックス弁の一例を説明するための概略図である。
【図１０】本発明の建造物の一例を説明するための概略図である。
【図１１】バネの温度と変形特性との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
１、２、３…蓄熱システム
１０…蓄熱槽
１１、１５…第１槽
１２、１６…第２槽
１３、１７…第３槽
１４、１８…第４槽
２０…熱源機器
２１…蓄熱用ポンプ
３０…空調設備
３１…熱利用手段用ポンプ
４１、４２、４３…連通管
５１、５２、５３、５４、５５、５６、５７、５８、１００…制御弁
６１、６２、６３、６４、６５、６６、６７、６８、８３、８４、８５、８６、８７、８８、８９、９０…弁
７０、７４、７５…除去手段
７１、７２、７３…除去用配管
８１…下部流通口
８２…上部流通口
９１…設定温度媒体
９２…貯留媒体
９３…混合媒体
９４…設定温度外媒体
１１０…開閉動力部
１１１…温度非変形バネ
１１２…温度変形バネ
１１４…本体
１１５…固定軸
１１７…可動板
１２０…取水部
１２３…止水板
１２４…支持板
１２５…ソケット
１２９…取水口
１３０…接続部
１３１、１３２…固定部材
１３３…第１の接続部材
１３４…第２の接続部材
１３５…ボルト
１３６…ナット
２０１…地下ピット
３００…ワックス弁
３１０…開閉動力部
３２０…接続部
３２１…下部
３２２…ねじ部
３２３…取水口
Ａ…低温制御弁
Ｂ…高温制御弁
Ｇ．Ｌ…地表面の位置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
媒体が入出可能な上部流通口と下部流通口とが鉛直方向に離間して設けられ、内部に温度が異なる前記媒体からなる温度成層が形成される蓄熱槽と、
前記蓄熱槽に供給される前記媒体を設定温度とする熱源機器と、
前記蓄熱槽から供給される熱を利用する熱利用手段と、
前記蓄熱槽内の前記上部流通口と前記下部流通口の間の位置に配置された除去手段とを備え、
前記除去手段は、前記蓄熱槽内に存在する前記媒体であって、前記設定温度とされた設定温度媒体を除く設定温度外媒体を選択的に除去することを特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
前記蓄熱槽は、複数の槽からなり、
前記複数の槽は、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽まで直列に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記媒体が流入される槽に、前記除去手段が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記媒体が流出する槽に、前記除去手段が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項５】
前記蓄熱槽を構成する全ての槽に、前記除去手段が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項６】
前記除去手段は、前記媒体が設定温度以上である場合に、前記設定温度外媒体を除去するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項７】
前記除去手段は、前記媒体が設定温度以下である場合に、前記設定温度外媒体を除去するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項８】
前記除去手段は、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備え、
前記制御弁が開かれることにより前記設定温度外媒体が除去されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項９】
前記除去手段によって除去された前記設定温度外媒体は、前記熱源機器に供給されて前記設定温度媒体とされることにより、前記熱利用手段に熱を供給するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項１０】
前記媒体が水であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の蓄熱システムを備えたことを特徴とする建造物。
【請求項１２】
前記熱利用手段が、空調設備であることを特徴とする請求項１１に記載の建造物。
【請求項１】
媒体が入出可能な上部流通口と下部流通口とが鉛直方向に離間して設けられ、内部に温度が異なる前記媒体からなる温度成層が形成される蓄熱槽と、
前記蓄熱槽に供給される前記媒体を設定温度とする熱源機器と、
前記蓄熱槽から供給される熱を利用する熱利用手段と、
前記蓄熱槽内の前記上部流通口と前記下部流通口の間の位置に配置された除去手段とを備え、
前記除去手段は、前記蓄熱槽内に存在する前記媒体であって、前記設定温度とされた設定温度媒体を除く設定温度外媒体を選択的に除去することを特徴とする蓄熱システム。
【請求項２】
前記蓄熱槽は、複数の槽からなり、
前記複数の槽は、媒体が流入される槽から媒体が流出する槽まで直列に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項３】
前記媒体が流入される槽に、前記除去手段が配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記媒体が流出する槽に、前記除去手段が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項５】
前記蓄熱槽を構成する全ての槽に、前記除去手段が配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項６】
前記除去手段は、前記媒体が設定温度以上である場合に、前記設定温度外媒体を除去するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項７】
前記除去手段は、前記媒体が設定温度以下である場合に、前記設定温度外媒体を除去するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項８】
前記除去手段は、温度変化に対応する形状記憶合金の変形を利用して開閉される制御弁を備え、
前記制御弁が開かれることにより前記設定温度外媒体が除去されることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項９】
前記除去手段によって除去された前記設定温度外媒体は、前記熱源機器に供給されて前記設定温度媒体とされることにより、前記熱利用手段に熱を供給するものであることを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項１０】
前記媒体が水であることを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれかに記載の蓄熱システム。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の蓄熱システムを備えたことを特徴とする建造物。
【請求項１２】
前記熱利用手段が、空調設備であることを特徴とする請求項１１に記載の建造物。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００４−２１２００７（Ｐ２００４−２１２００７Ａ）
【公開日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−１９７４（Ｐ２００３−１９７４）
【出願日】平成１５年１月８日（２００３．１．８）
【出願人】（０００１９５９７１）西松建設株式会社 (329)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年７月２９日（２００４．７．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１月８日（２００３．１．８）
【出願人】（０００１９５９７１）西松建設株式会社 (329)
【Ｆターム（参考）】
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