蓄热装置和具有该蓄热装置的热水生成装置
阅读：953发布：2023-03-05
专利汇可以提供蓄热装置和具有该蓄热装置的热水生成装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 包括：利用配管(14、15)将蓄热单元(2)和加热单元(8)连接成环状而得的蓄热回路(4)，其中，在蓄热单元(2)中， 潜热 蓄热材料(1、1a、1b、1c)与热介质进行热交换，加热单元(8)对热介质进行加热；和控制装置(25)，其至少执行蓄热运转模式，利用加热单元(8)将热介质加热至规定的加热 温度 ，利用被加热的热介质进行向蓄热单元(2)的蓄热，控制装置(25)在蓄热运转模式中，使用从蓄热单元(2)流出的热介质的温度或蓄热运转模式的经过时间，来判定由潜热蓄热材料(1、1a、1b、1c)的至少一部分开始 显热 热交换的蓄热状态，当被判定为蓄热状态时，使加热单元(8)的能 力 降低，由此，能够抑制返回到加热单元(8)的热介质的温度上升，提高 能量 效率。，下面是蓄热装置和具有该蓄热装置的热水生成装置专利的具体信息内容。
1.一种蓄热装置，其特征在于，包括：
利用配管将蓄热单元和加热单元连接成环状而得的蓄热回路，其中，在所述蓄热单元中，潜热蓄热材料与热介质进行热交换，所述加热单元对所述热介质进行加热；和控制装置，其至少执行蓄热运转模式，利用所述加热单元将所述热介质加热至规定的加热温度，利用加热后的所述热介质进行向所述蓄热单元的蓄热，
所述蓄热单元具有熔点不同的多个潜热蓄热材料，
所述热介质在所述蓄热运转模式中，以从高熔点的所述潜热蓄热材料到低熔点的所述潜热蓄热材料依次与所述多个潜热蓄热材料进行热交换的方式，在所述蓄热单元中流动，所述控制装置，在所述蓄热运转模式中，
决定作为蓄热对象的所述潜热蓄热材料，
使用从所述蓄热单元流出的热介质的温度或所述蓄热运转模式的经过时间，来对由所述潜热蓄热材料的至少一部分开始显热热交换的蓄热状态进行判断，
将所述加热温度设定为比设为所述蓄热对象的潜热蓄热材料的熔点中的最高熔点高的温度，
当判断为是所述蓄热状态时，使所述加热单元的能力降低。
2.如权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于：
所述控制装置，在所述蓄热运转模式中，
在将所述多个潜热蓄热材料决定为蓄热对象的情况下，
控制所述加热单元，以使得所述加热温度成为比作为蓄热对象的所述潜热蓄热材料的熔点中最高的第1熔点高的温度，
当判断为是所述蓄热状态时，使所述加热单元的能力降低，以使得所述加热温度不会成为所述第1熔点以下。
3.如权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于：
所述控制装置，在所述蓄热运转模式中，
当判断为是所述蓄热状态时，使流入到所述蓄热单元的所述热介质的流量降低。
4.如权利要求1所述的蓄热装置，其特征在于：
所述加热单元为利用制冷剂配管将压缩机、制冷剂与所述热介质进行热交换的热介质热交换器、减压单元和热源侧热交换器连接成环状而得的热泵装置。
5.一种热水生成装置，其特征在于：
具有所述权利要求1至4中任一项所述的蓄热装置，
所述控制装置执行利用在所述蓄热装置中蓄积的热对所述热介质进行加热，将加热后的所述热介质供给至热利用终端的加热运转模式。
蓄热装置和具有该蓄热装置的热水生成装置
技术领域
背景技术
[0003] 该蓄热装置，在蓄热时，使流体从熔点高的蓄热材料向熔点低的蓄热材料流动。因此，在蓄热装置的内部，流体对蓄热材料散热，即使流体的温度降低，因为下游侧的蓄热材料的熔点低，所以也能够将流体温度与蓄热材料的蓄热温度之差保持为规定温度差。其结果，能够使蓄热装置的蓄热量增大。
[0004] 另外，该蓄热装置，在散热时、即热利用时，使流体从熔点低的蓄热材料向熔点高的蓄热材料流动，生成规定温度的流体。因此，在蓄热材料的内部，流体从蓄热材料吸热，即使流体的温度上升，因为下游侧的蓄热材料的熔点高，所以也能够将流体温度与蓄热材料的蓄热温度之差保持为一定。其结果，能够使流体的吸热量增大。
[0006] 该热水生成装置，在蓄热时，使由热泵热源加热后的热介质，依次流经高温蓄热材料、低温蓄热材料，由此进行向蓄热材料的蓄热。另外，在热利用时，使热介质依次流经低温蓄热材料、高温蓄热材料，由此对热介质进行加热。被加热的热介质被供给至供热水终端等。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1：日本特开昭58-33097号公报
[0010] 专利文献2：日本特许第3903804号公报
发明内容
[0011] 发明要解决的课题
[0012] 在上述现有技术的结构中，对于流入到潜热蓄热材料的热介质的温度的控制没有特别记载。在此，在进行向潜热蓄热材料的蓄热的情况下，随着蓄热的进行，从蓄热装置流出的热介质的温度上升。特别地，当潜热蓄热材料的相变结束，进行显热区域的热交换时，与潜热区域相比，每单位时间的潜热蓄热材料的吸热量逐渐减少，从蓄热装置流出的热介质的温度上升。因此，具有无法充分利用流入到潜热蓄热材料的高温的热介质所具有的热量进行蓄热的技术问题，另外，具有对热介质进行加热的加热单元的能量效率降低的技术问题。
[0013] 本发明是解决上述技术问题的，其目的是提供能够有效地使用由加热单元加热后的热介质的热量进行蓄热的、节能性优异的蓄热装置和具有该蓄热装置的热水生成装置。
[0014] 用于解决课题的方法
[0015] 为了解决上述现有技术的技术问题，本发明的蓄热装置的特征在于，具有：蓄热回路，该蓄热回路由蓄热单元和加热单元通过配管连接成环状而得到，其中，在上述蓄热单元中，潜热蓄热材料与热介质进行热交换，上述加热单元对上述热介质进行加热；和控制装置，该控制装置至少执行蓄热运转模式，利用上述加热单元将上述热介质加热至规定的加热温度，利用被加热的上述热介质进行向上述蓄热单元的蓄热，上述控制装置，在上述蓄热运转模式中，使用从上述蓄热单元流出的热介质的温度或上述蓄热运转模式的经过时间，来判定由上述潜热蓄热材料的至少一部分开始显热热交换的蓄热状态，当判定为是上述蓄热状态时，使上述加热单元的能力降低。
[0016] 由此，根据潜热蓄热材料的蓄热状态，利用加热单元生成具有蓄热所需要的热量的热介质，因此，能够有效地利用热量。
[0017] 发明效果
[0019] 图1是具有本发明的实施方式1的蓄热装置的热水生成装置的概略结构图。
[0020] 图2是表示在该蓄热装置进行蓄热的情况下的潜热蓄热材料的温度变化的图表。
[0021] 图3是该蓄热装置的蓄热运转模式的控制流程图。
[0022] 图4是具有本发明的实施方式2的蓄热装置的热水生成装置的概略结构图。
[0023] 图5是表示在该热水生成装置中进行蓄热运转模式和加热运转模式时的蓄热单元的温度分布的图表。
具体实施方式
[0024] 本发明的第1方面是一种蓄热装置，其特征在于，具有：蓄热回路，该蓄热回路由蓄热单元和加热单元通过配管连接成环状而得到，在上述蓄热单元中，潜热蓄热材料与热介质进行热交换，上述加热单元对上述热介质进行加热；和控制装置，该控制装置至少执行蓄热运转模式，利用上述加热单元将上述热介质加热至规定的加热温度，利用被加热的上述热介质进行向上述蓄热单元的蓄热，上述控制装置，在上述蓄热运转模式中，使用从上述蓄热单元流出的热介质的温度或上述蓄热运转模式的经过时间，来判定由上述潜热蓄热材料的至少一部分开始显热热交换的蓄热状态，当判定为是上述蓄热状态时，使上述加热单元的能力降低。
[0025] 由此，根据潜热蓄热材料的蓄热状态，利用加热单元生成具有蓄热所需要的热量的热介质，因此，能够有效地利用热量。另外，因为利用加热单元生成具有蓄热所需要的热量的热介质，所以能够将从蓄热单元流出、并再次流入加热单元的热介质的温度维持得低。因此，能够将由加热单元对热介质进行加热时的热交换效率维持得高。其结果，能够在将加热单元的能量效率维持得高的同时进行向蓄热装置的蓄热，因此，能够提供节能性优异的蓄热装置。
[0026] 此外，控制装置，在蓄热运转模式中，可以在蓄热单元的蓄热量超过规定量的情况下，使加热温度降低。向蓄热单元的蓄热量能够根据蓄热运转模式的经过时间、或从蓄热单元流出的热介质的温度等决定。另外，控制装置，可以在从蓄热单元流出的热介质的温度相对高的情况下，使加热温度降低。另外，控制装置，可以在从蓄热单元流出的热介质的温度达到规定温度以上的情况下，使加热温度降低。如以上所述，对应于向潜热蓄热材料的蓄热进行、潜热蓄热材料从热介质的吸热量减少、从蓄热单元流出的热交换后的热介质的温度上升，使加热温度降低。由此，能够在将加热单元的能量效率维持得高的同时进行向蓄热装置的蓄热，因此，能够提供节能性优异的蓄热装置。
[0027] 本发明的第2方面的特征在于，特别是在本发明的第1方面中，上述蓄热单元具有熔点不同的多个潜热蓄热材料，上述热介质，在上述蓄热运转模式中，在上述蓄热单元中流动，从高熔点的上述潜热蓄热材料到低熔点的上述潜热蓄热材料依次与上述多个潜热蓄热材料进行热交换，上述控制装置，在上述蓄热运转模式中，控制上述加热单元，使得上述加热温度成为比作为蓄热对象的上述潜热蓄热材料的熔点中最高的第1熔点高的温度，当判定为是上述蓄热状态时，使上述加热单元的能力降低，使得上述加热温度不会成为上述第1熔点以下。
[0028] 由此，能够将从蓄热单元流出的热介质的出口温度抑制得低，因此，返回到加热单元的热介质的温度也降低，因此，能够将由加热单元对热介质进行加热时的热交换效率维持得高。
[0029] 本发明的第3方面的特征在于，特别是在本发明的第1方面或第2方面中，上述控制装置，在上述蓄热运转模式中，当被判断为上述蓄热状态时，使流入到上述蓄热单元的上述热介质的流量降低。
[0030] 由此，能够根据潜热蓄热材料的蓄热状态，使用需要的流量的具有蓄热所需要的热量的热介质。因此，即使在热介质与潜热蓄热材料的温度差小的情况下，也能够使热介质向潜热蓄热材料的散热量增大，因此，能够将从蓄热单元流出的热介质的温度保持得低。其结果，流入到加热单元的热介质的温度(返回温度)也降低，因此，能够将加热单元对热介质进行加热时的能量效率维持得高。
[0031] 本发明的第4方面的特征在于，特别是在本发明的第1至第3方面中的任一方面中，上述加热单元为压缩机、制冷剂与上述热介质进行热交换的热介质热交换器、减压单元和热源侧热交换器由制冷剂配管连接成环状而得到的热泵装置。
[0033] 本发明的第5方面的特征在于，具有特别是本发明的第1至第4方面中的任一方面的蓄热装置，上述控制装置执行利用在上述蓄热装置中蓄积的热对上述热介质进行加热，将加热后的上述热介质供给至热利用终端的加热运转模式。
[0034] 由此，能够提供节能性优异的蓄热装置。
[0035] 下面，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。此外，本发明并不受本实施方式限定。
[0036] (实施方式1)
[0037] 图1是本实施方式的蓄热装置50和具有该蓄热装置50的热水生成装置100的结构图。该蓄热装置50包括：作为热介质的水进行循环的热介质回路4；和对热介质进行加热的加热单元8。另外，在热介质回路4，设置有具有潜热蓄热材料1的蓄热单元2。通过蓄热单元2与热介质进行热交换，进行向蓄热单元2的蓄热。蓄热装置50利用由加热单元8加热而在热介质回路4中流动的热介质，进行向潜热蓄热材料1的蓄热。
[0038] 热介质回路4连接有供水配管12。供水配管12向热介质回路4供给热介质。热水生成装置100进行利用潜热蓄热材料1所具有的热对从供水配管12供给的热介质进行加热的加热运转模式。
[0039] 热水生成装置100能够利用加热单元8和/或蓄热单元2，对从与热介质回路4连接的供水配管12供给的水进行加热来生成热水。由加热单元8加热后的热水，能够用于向蓄热单元2的蓄热。另外，由加热单元8和/或蓄热单元2加热后的热水，从与热介质回路4连接的供热水配管13，供给至水龙头、浴缸、供暖终端等热利用终端。
[0040] 本实施方式中的加热单元8为压缩机7、热介质热交换器(散热器)3、减压单元(膨胀阀)5和热源侧热交换器(蒸发器)6依次由制冷剂配管连接成环状而构成的热泵装置。热介质热交换器3包括：制冷剂流动的制冷剂流路(未图示)和热介质流动的热介质流路(未图示)。在热介质热交换器3中，在制冷剂流路中流动的制冷剂与在热介质流路中流动的热介质进行热交换。热源侧热交换器6作为蒸发器发挥作用。在本实施方式中，热源侧热交换器6是在热泵装置中流动的制冷剂与空气进行热交换的空气热交换器。另外，加热单元8具有用于向热源侧热交换器6送风的风扇(未图示)。作为制冷剂，可以使用二氧化碳或HFC制冷剂。
[0041] 此外，作为加热单元8，只要具有对热介质进行加热的功能即可，并不限于热泵装置。加热单元8例如能够使用燃烧机或电加热器。
[0042] 热介质回路4通过蓄热单元2、热介质热交换器3、作为输送单元的泵9和流量调节单元(第1流量调节单元10、第2流量调节单元11)利用水配管(加热配管14、蓄热配管15)连接成环状而构成。第1流量调节单元(第1流量调节阀)10将加热配管14的一端与蓄热配管15的一端连接。第2流量调节单元(第2流量调节阀)11将加热配管14的另一端与蓄热配管15的另一端连接。供水配管12与第1流量调节单元(第1流量调节阀)10连接。供热水配管13与第2流量调节单元(第2流量调节阀)11连接。热介质热交换器3配设在加热配管14，蓄热单元2配设在蓄热配管15。
[0043] 供水配管12的一端与自来水管连接，水从自来水管流入。供水配管12的另一端与第1流量调节单元(第1流量调节阀)10连接。供热水配管13的一端与热利用终端连接，向热利用终端供给热水。热利用终端为浴缸或水龙头等供热水终端、或地暖板等供暖终端。供热水配管13的另一端与第2流量调节单元(第2流量调节阀)11连接。
[0044] 由此，在供水配管12与供热水配管13之间，热介质热交换器3与蓄热单元2并列(并联)配置。另外，加热配管14与蓄热配管15由流量调节单元(第1流量调节单元10、第2流量调节单元11)连接成环状，因此，热介质回路4作为蓄热回路发挥作用。作为输送单元的泵9使热介质循环。优选泵9设置于蓄热回路中的、第1流量调节单元10与热介质热交换器3之间的加热配管14。
[0045] 第1流量调节单元10对供水配管12、加热配管14和蓄热配管15中流动的水的流量进行调节。另外，第2流量调节阀11对加热配管14、蓄热配管15和供热水配管13中流动的水的流量进行调节。
[0046] 蓄热单元2具有潜热蓄热材料1和热介质流动的热介质流路，热介质与潜热蓄热材料1进行热交换。在加热运转模式中，利用蓄热单元2保有的热量对热介质进行加热，在蓄热运转模式中，利用被加热的热介质在蓄热单元2中蓄热。
[0047] 本实施方式的蓄热单元2具有潜热蓄热材料1。作为潜热蓄热材料1，例如，能够使用硫代硫酸钠5水合物、醋酸钠3水合物、硫酸钠10水合物、硫酸钠n水合物(其中，n为整数，且n＞10)。此外，硫代硫酸钠5水合物的熔点为48℃，醋酸钠3水合物的熔点为58℃，硫酸钠10水合物的熔点为32℃。此外，在使用将热水供给到热利用终端的热水生成装置100的情况下，作为潜热蓄热材料1优选使用醋酸钠3水合物。
[0048] 接着，对热水生成装置100的动作进行说明。该热水生成装置100能够执行利用加热单元8对水进行加热生成热水，利用生成的热水在蓄热单元2中蓄热的蓄热运转模式。另外，该热水生成装置100能够执行对热介质进行加热生成热水的多个加热运转模式。多个加热运转模式包括：由蓄热单元15对水进行加热的第1加热运转模式；和使用加热单元8和蓄热单元15两者对水进行加热的第2加热运转模式。各运转模式的控制由控制装置25进行。
[0049] 在蓄热配管15，在蓄热单元2的两侧分别设置有至少1个温度检测单元(第1温度检测单元20、第2温度检测单元21)。温度检测单元(第1温度检测单元20、第2温度检测单元21)检测在蓄热配管15中流动的热介质的温度。第1温度检测单元20设置于蓄热单元2与第1流量调节单元10之间的蓄热配管15，第2温度检测单元21设置于蓄热单元2与第2流量调节单元11之间的蓄热配管15。第1温度检测单元20，在蓄热运转模式中，检测流入到蓄热单元2的热介质的温度(入口温度)，在加热运转模式中，检测从蓄热单元2流出的热介质的温度(出口温度)。另一方面，第2温度检测单元21，在蓄热运转模式中，检测从蓄热单元2流出的热介质的温度(出口温度)，在加热运转模式中，检测流入到蓄热单元2的热介质的温度(入口温度)。另外，在蓄热配管15，设置有对蓄热配管15的热介质的流量进行检测的流量检测单元22。在本实施方式中，流量检测单元22设置于设置有第2温度检测单元21的一侧的蓄热配管
15，即设置于在蓄热运转模式中与潜热蓄热材料1热交换后的热介质流动的一侧的蓄热配管15。
15，即设置于在蓄热运转模式中与潜热蓄热材料1热交换后的热介质流动的一侧的蓄热配管15。
[0050] 控制装置25根据由第1温度检测单元20、第2温度检测单元21和流量检测单元22检测出的温度和流量，进行加热单元8的能力、基于加热单元8的热介质的加热温度、基于泵9的热介质的流量的控制等。
[0051] 在蓄热运转模式中，控制装置25控制泵9、第1流量调节阀10和第2流量调节阀11，使得水沿着图1的虚线箭头的方向流动。由此，水在加热配管14与蓄热配管15连接成环状而形成的蓄热回路中循环。
[0052] 另外，在蓄热运转模式中，控制装置25控制压缩机7、减压单元5和风扇，向热介质热交换器3供给高温高压的制冷剂。
[0053] 在热介质热交换器3中与高温高压的制冷剂热交换而生成的高温的热介质(高温水)、即被加热至规定的加热温度的高温的热介质(高温水)，在加热配管14中流动，通过第2流量调节阀11流入到蓄热配管15。在蓄热配管15中流动的热水，在蓄热单元2中与潜热蓄热材料1进行热交换。由此，在潜热蓄热材料1中蓄热。对潜热蓄热材料1散热而温度降低的热介质(水)，通过第1流量调节阀10流入到加热配管14，由热介质热交换器3再次加热。反复进行以上那样的动作，热介质在蓄热回路中循环，由此进行向蓄热单元2的蓄热。
[0054] 对使用在蓄热单元2中蓄积的热对水进行加热，生成热水的第1加热运转模式进行说明。
[0055] 在第1加热运转模式中，控制装置25控制第1流量调节阀10和第2流量调节阀11，使得水沿着图1的实线箭头的方向流动。由此，从供水配管12供给的水，通过第1流量调节阀10流入到蓄热配管15，通过第2流量调节阀11流入到供热水配管13。在蓄热配管15中流动的水，在蓄热单元2中与潜热蓄热材料1热交换而被加热。在蓄热单元2中被加热而生成的热水，通过第2流量调节阀11流向供热水配管13，供给到热利用终端。
[0056] 对使用加热单元8和蓄热单元15两者对水进行加热，生成热水的第2加热运转模式进行说明。
[0057] 在第2加热运转模式中，控制装置25控制第1流量调节阀10和第2流量调节阀，使得水沿着图1的点划线箭头的方向流动。此时，可以使泵9动作。由此，从供水配管12供给的水，由第1流量调节单元10分支到加热配管14和蓄热配管15两者。在加热配管14中流动的水由加热单元8加热，在蓄热配管15中流动的水由蓄热单元2加热。在加热单元8中生成的热水和在蓄热单元2中生成的热水，在第2流量调节单元11混合，流入到供热水配管13。
[0058] 接着，使用图2和图3，对蓄热运转模式中的潜热蓄热材料1的温度变化(相变)和与潜热蓄热材料1的蓄热状态相应的蓄热运转模式的控制进行说明。
[0059] 在蓄热运转模式中，使流入到蓄热单元2的热介质的温度(入口温度)比蓄热单元2中内置的潜热蓄热材料1的熔点高规定温度。
[0060] 首先，使用图2对蓄热运转模式中的潜热蓄热材料1的温度变化(相变)和其温度分布进行说明。图2(a)是表示蓄热运转模式中的潜热蓄热材料1的温度变化(相变)的时间经过的图。如图2(a)所示，潜热蓄热材料1的内部的温度如图2(a)的(1)～(5)那样变化。图2(b)是表示进行蓄热运转模式时的从蓄热单元2流出的热介质的温度(出口温度)的变化的图。
[0061] 在蓄热运转模式开始时，潜热蓄热材料1在比熔点低的温度成为均匀的状态(图2(a)的(1))。当由加热单元8加热后的高温的热介质流入到蓄热单元2时，潜热蓄热材料1的最上游在显热区域进行热交换的同时被蓄热，温度上升(图2(a)的(2))。之后，从潜热蓄热材料1的上游侧到达熔点，进行潜热区域的热交换，被蓄热(图2(a)的(3))。
[0062] 当潜热蓄热材料1中在潜热区域进行热交换的区域增大时，存在以下情况：在潜热蓄热材料1的下游侧的部分进行潜热区域的热交换之前，成为上游侧的部分的温度比熔点高的状态，开始显热区域的热交换(图2(a)的(4))。之后，潜热蓄热材料1的全部区域的温度达到熔点以上，潜热区域的蓄热完成，潜热蓄热材料1进入显热区域，温度上升，逐渐接近热介质的入口温度(图2(a)的(5))。此外，也存在不经过图2(a)的(4)的过程，潜热蓄热材料1整体成为潜热区域之后，成为上游侧的部分的温度比熔点高的显热区域的情况。
[0063] 此时，蓄热单元2的热介质的出口温度，如图2(b)所示，随着向潜热蓄热材料1的蓄热量增大而逐渐上升。在此，从蓄热单元2流出的热介质的出口温度，在潜热蓄热材料1位于显热区域的情况下(图2(a)的(1)～(3)、(4)～(5))上升幅度大，在潜热蓄热材料1位于潜热区域的情况下(图2(a)的(3)～(4))上升幅度小。此外，在潜热蓄热材料1位于潜热区域的情况下(图2(a)的(3)～(4))，成为大致一定的温度。
[0064] 潜热蓄热材料1的潜热比热与显热比热相比非常大，通过利用该潜热比热能够进行高密度的蓄热，在潜热蓄热材料1的温度超过熔点后，不优选使潜热蓄热材料1温度上升。因此，在本实施方式中，控制装置25，在蓄热运转模式中，设置根据潜热蓄热材料1的蓄热状态，使流入到蓄热单元2的热介质的温度(由加热单元8加热的热介质的加热温度)降低的期间。即，在潜热蓄热材料1的上游侧的温度达到熔点以上的情况下、或者比熔点高的情况下，使流入到蓄热单元2的热介质的温度降低，由此，能够得到抑制如图2(a)的(4)(5)所示的蓄热单元2的上游侧部分的温度上升，有效利用热介质具有的热量的蓄热运转模式。另外，也能够抑制蓄热单元2的热介质的出口温度的上升。
[0065] 此外，控制装置25，在蓄热运转模式中，在潜热蓄热材料1的蓄热量超过规定量的情况下，可以设置使加热温度降低的期间。向潜热蓄热材料1的蓄热量，能够根据蓄热运转模式的经过时间(从蓄热运转开始起的时间)、或从蓄热单元2流出的热介质的温度等计算、估测。另外，控制装置25，在从蓄热单元2流出的热介质的温度相对高的情况下，即在流入到蓄热单元2的热介质的温度与从蓄热单元2流出的热介质的温度之差大于设定值的情况下，可以设置使加热温度降低的期间。另外，控制装置25，在从蓄热单元2流出的热介质的温度达到规定温度以上的情况下，可以设置使加热温度降低的期间。如以上所述，对应于向潜热蓄热材料1的蓄热、潜热蓄热材料1从热介质的吸热量减少，设置使加热温度降低的期间，由此，能够得到有效利用热介质具有的热量的蓄热运转模式。
[0066] 另外，因为能够抑制蓄热单元2的热介质的出口温度的上升，所以能够将流入到加热单元8的热介质的温度也维持得低。因此，能够实现热泵装置的加热效率提高、节能性优异的蓄热装置50和具有该蓄热装置50的热水生成装置100。
[0067] 在此，在蓄热运转模式中，使流入到蓄热单元2的热介质的温度(由加热单元8加热的热介质的加热温度)降低是指，在蓄热单元2中，热介质与潜热蓄热材料1的温度差变小。因此，从热介质向潜热蓄热材料1的散热量变小。因此，在使流入到蓄热单元2的热介质的温度降低的情况下，优选利用泵9使热介质的流量降低。由此，流速降低，热介质与潜热蓄热材料1接触的时间变长，因此，能够使热介质与潜热蓄热材料1热交换量增大。另外，由此，能够将蓄热单元2的热介质的出口温度维持得更低。
[0068] 接着，使用图3对蓄热运转模式的控制流程进行说明。控制装置25开始加热单元8和泵9的运转，使蓄热运转模式启动(S1)。
[0069] 对初始动作运转进行说明。
[0070] 在初始动作运转中，在加热单元8的制冷循环的状态稳定之前得不到充分的加热能力。因此，在制冷循环的状态稳定之前，优选使热介质的流量为比后述的稳定动作运转时少的最低的流量(初始流量)。接着，判断由流量检测单元22检测出的流量是否为比初始流量大的规定流量F1(S2)。在检测流量与规定流量不同、即检测流量小于规定流量的情况下(在S2中为“否”)，进入S3。在检测流量为规定流量以上的情况下(在S2中为“是”)，进入S5。此外，在蓄热运转模式刚开始后，为初始流量，因此，检测流量比规定流量F1小。
[0071] 在S2中的检测流量小于规定流量的情况下，接着，由第1温度检测单元20检测流入到蓄热单元2的热介质的入口温度，将规定温度T1与入口温度进行比较(S3)，以判定是否可以结束初始运转。如果为规定温度T1以上(在S3中为“是”)，则使热介质的流量增大(S4)。另一方面，如果小于规定温度T1(在S3中为“否”)，则继续进行初始动作运转。持续进行以上的动作，直至由流量检测单元22检测出的热介质的流量成为规定流量。此外，初始动作不一定需要按照与此相同的顺序进行，另外，也可以不经过初始动作，而开始后述的稳定动作运转。
[0072] 对稳定动作运转进行说明。
[0073] 当流量检测单元22检测出的检测流量达到规定流量以上时(在S2中为“是”)，进入稳定动作运转。在稳定动作运转中，控制装置25控制加热单元8和泵9(S5)，使得由加热单元8加热的热介质的温度、即流入到蓄热单元2的热介质的入口温度成为比潜热蓄热材料1的熔点T3高规定温度(例如10～20℃)的温度Tg。即，规定温度Tg为在蓄热运转模式中，由加热单元8加热的热介质的目标温度(加热温度)。此时，在加热单元8为热泵装置的情况下，减压单元5、压缩机7和风扇(未图示)等，由控制装置25根据外部空气温度等条件适当控制。
[0074] 接着，控制装置25，在由第2温度检测单元21检测出的热介质的出口温度达到用于结束蓄热运转的规定温度Te时(在S6中为“是”)，将加热单元8和泵9停止，将蓄热运转模式结束。另一方面，在由第2温度检测单元21检测出的热介质的出口温度小于用于结束蓄热运转的规定温度Te的情况下(在S6中为“否”)，进入S7，以判别是否需要与潜热蓄热材料1的蓄热状态相应的结束动作。
[0075] 在S7中，进行由第2温度检测单元21检测出的热介质的出口温度是否为规定温度T2以上的判定(S7)。规定温度T2为比规定温度T1高的温度、并且为比规定温度Te低规定温度(例如10℃)的温度。规定温度T2是用于判断是否使流入到蓄热单元2的热介质的温度降低的温度。在由第2温度检测单元21检测出的热介质的出口温度小于规定温度T2的情况下(在S7中为“否”)，返回到S6。在此期间，向潜热蓄热材料1的蓄热进行。
[0076] 在由第2温度检测单元21检测出的热介质的出口温度为规定温度T2以上的情况下(在S7中为“是”)，向潜热蓄热材料1的蓄热进行，判断为已成为适合于使蓄热单元2的热介质的入口温度降低的状态，进入S8。在S8中，将由第1温度检测单元20检测出的温度与比潜热蓄热材料1的熔点T3高规定温度(例如5℃)的温度T4进行比较。在此，优选规定温度T4为比规定温度Tg低的温度。
[0077] 在由第1温度检测单元20检测出的温度为规定温度T4以上的情况下(在S8中为“是”)，接着，对加热单元8的加热能力是否大于规定加热能力进行判定(S9)。另一方面，在由第1温度检测单元20检测出的温度小于规定温度T4的情况下(在S8中为“否”)，进入S11。在此，规定加热能力优选比加热单元8能够实现的最低的加热能力高规定能力。
[0078] 如果加热单元8的加热能力为规定加热能力以上(在S9中为“是”)，则使加热单元8加热能力减少(S10)。在此，在加热单元8为燃烧机的情况下，使燃料供给减小。在加热单元8为电加热器的情况下，使对电加热器的供给电力减小。在加热单元8为热泵装置的情况下，使压缩机7的排出温度降低并且/或者使制冷剂循环量减少，由此，能够使加热能力减小，使蓄热单元2的入口温度下降。
[0079] 此外，作为S9和S10的代替，可以通过使由泵9输送的热介质的输送量(在蓄热回路中流动的热介质的流量)增大，来使蓄热单元2的热介质的入口温度下降。另外，也可以通过降低加热能力和增大热介质的输送量这两者，来使蓄热单元2的热介质的入口温度下降。
[0080] 由此，能够得到如图2(a)的(4)和(5)所示的、抑制蓄热单元2的上游侧部分的温度上升、有效利用热介质具有的热量的蓄热运转模式。另外，也能够抑制蓄热单元2的热介质的出口温度的上升。
[0081] 在S8中第1温度检测单元20的检测温度小于T4的情况下、或在S9中加热能力小于规定加热能力的情况下，进入S11。在S11中，判断流量检测单元22的检测流量是否为规定流量F2以上。在此，规定流量F2比由泵9能够实现的最低的流量高规定流量。如果检测流量小于规定流量F2(在S11中为“否”)，则返回到S6。另一方面，如果检测流量为规定流量F2以上(在S11中为“是”)，则进入S12，利用泵9使热介质的流量降低。在使流量降低之后，进入S6。
[0082] 由此，能够将蓄热单元2的热介质的出口温度维持得更低。因此，能够将流入到加热单元8的热介质的温度维持得低，使加热单元8的传热效率提高，高效率地实现蓄热运转模式。其结果，能够实现节能性优异的蓄热装置50和热水生成装置100。
[0083] 通过以上的控制流程，进行蓄热运转模式，直至从蓄热单元2流出的热介质的温度成为使蓄热运转模式结束的温度(规定温度Te)。
[0084] 这样，在从蓄热运转模式的开始到结束的期间，能够抑制蓄热单元2的出口的热介质的温度(出口温度)的上升，由此，流入到加热单元8的热介质的温度降低。其结果，在作为加热单元8使用燃烧机的情况下，由燃烧气体利用热对热介质进行加热，因此，热介质的温度下降，由此，传热效率变高。另外，在加热单元8为电加热器的情况下，当热介质的温度降低时，加热器自身的温度降低，从加热器主体和支承体向外部的散热损失降低，由此，加热的效率变高。
[0085] 此外，在本实施方式中，作为结束动作，进行了使流入到蓄热单元2的热介质的温度(入口温度)降低的动作、和使热介质的流量降低的动作，但是，至少进行任一方的动作即可。由此，即使蓄热运转模式在执行中，也能够抑制从蓄热单元2流出的热介质的温度(出口温度)的上升，能够实现能量效率高的蓄热运转模式。
[0086] 另外，在本实施方式中，使得使流入到蓄热单元2的热介质的温度(入口温度)降低的动作，比使热介质的流量降低的动作更优先地进行，但是，也可以使优先度相反。即，也可以构筑控制流程，使得在S8中，进行检测流量与规定流量F2的比较，在检测流量＜规定流量F2的情况下，执行使流入到蓄热单元2的热介质的温度(入口温度)降低的动作。
[0087] (实施方式2)
[0088] 图4是本实施方式的蓄热装置50和热水生成装置100的结构图。在本实施方式中，对于与实施方式1相同的部位，赋予相同符号，省略详细的说明。
[0089] 本实施方式的蓄热装置50和热水生成装置100具有：作为热介质的水进行循环的热介质回路4；和对热介质进行加热的加热单元8。另外，在热介质回路4，设置有具有熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)的蓄热单元2。通过蓄热单元2与热介质进行热交换，进行向蓄热单元2的蓄热和热介质的加热。
[0090] 蓄热单元2具有熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)和热介质流动的热介质流路，热介质与潜热蓄热材料(1a、1b、1c)进行热交换。在加热运转模式中，利用蓄热单元2保有的热量对热介质进行加热，在蓄热运转模式中，利用被加热的热介质在蓄热单元2中蓄热。
[0091] 本实施方式的蓄热单元2具有熔点不同的3个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)。作为潜热蓄热材料(1a、1b、1c)，例如，能够使用硫代硫酸钠5水合物、醋酸钠3水合物、硫酸钠10水合物、硫酸钠n水合物(其中，n为整数，且n＞10)。此外，硫代硫酸钠5水合物的熔点为48℃，醋酸钠3水合物的熔点为58℃，硫酸钠10水合物的熔点为32℃。此外，蓄热单元2只要使用熔点不同的至少2个潜热蓄热材料构成即可，也可以使用熔点不同的3个以上的潜热蓄热材料构成。此外，在使用将热水供给到热利用终端的热水生成装置100的情况下，作为潜热蓄热材料1a，优选使用熔点为58℃的醋酸钠3水合物。
[0092] 3个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)，熔点最高的高熔点蓄热材料1a配置在第2流量调节阀11侧，熔点最低的低熔点蓄热材料1c配置在第1流量调节阀10侧。在高熔点蓄热材料1a与低熔点蓄热材料1c之间，配置有熔点比高熔点蓄热材料1a的熔点低、比低熔点蓄热材料1c的熔点高的中熔点蓄热材料1b。即，熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)按照熔点高的蓄热材料到熔点低的蓄热材料的顺序配置。由此，热介质与熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)按照熔点从高到低的顺序进行热交换。
[0093] 接着，对热水生成装置100的动作进行说明。该热水生成装置100能够执行利用加热单元8对水进行加热生成热水，利用生成的热水在蓄热单元2中蓄热的蓄热运转模式。另外，该热水生成装置100能够执行对热介质进行加热生成热水的多个加热运转模式。多个加热运转模式包括：由蓄热单元15对水进行加热的第1加热运转模式；和使用加热单元8和蓄热单元15两者对水进行加热的第2加热运转模式。各运转模式的控制由控制装置25进行。
[0094] 在蓄热运转模式中，控制装置25控制泵9、第1流量调节阀10和第2流量调节阀11，使得水沿着图4的虚线箭头的方向流动。由此，水在加热配管14与蓄热配管15连接成环状而形成的蓄热回路中循环。
[0095] 另外，在蓄热运转模式中，控制装置25控制压缩机7、减压单元5和风扇，向热介质热交换器3供给高温高压的制冷剂。
[0096] 在热介质热交换器3中与高温高压的制冷剂热交换而生成的高温的热介质(高温水)、即被加热至规定的加热温度的高温的热介质(高温水)，在加热配管14中流动，通过第2流量调节阀11流入到蓄热配管15。在蓄热配管15中流动的热水，在蓄热单元2中，依次与高熔点蓄热材料1a、中熔点蓄热材料1b、低熔点蓄热材料1c进行热交换。由此，在各个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中蓄热。对潜热蓄热材料(1a、1b、1c)散热而温度降低的热介质(水)，通过第1流量调节阀10流入到加热配管14，由热介质热交换器3再次加热。反复进行以上那样的动作，热介质在蓄热回路中循环，由此，进行向蓄热单元的蓄热。
[0097] 对使用在蓄热单元2中蓄积的热对水进行加热，生成热水的第1加热运转模式进行说明。
[0098] 在第1加热运转模式中，控制装置25控制第1流量调节阀10和第2流量调节阀11，使得水沿着图4的实线箭头的方向流动。由此，从供水配管12供给的水，通过第1流量调节阀10流入到蓄热配管15，通过第2流量调节阀11流入到供热水配管13。在蓄热配管15中流动的水，在蓄热单元2中，依次与低熔点蓄热材料1c、中熔点蓄热材料1b、高熔点蓄热材料1a进行热交换而被加热。在蓄热单元2中被加热而生成的热水，通过第2流量调节阀11流向供热水配管13，供给到热利用终端。
[0099] 对使用加热单元8和蓄热单元15两者对水进行加热，生成热水的第2加热运转模式进行说明。
[0100] 在第2加热运转模式中，控制装置25控制第1流量调节阀10和第2流量调节阀，使得水沿着图4的点划线箭头的方向流动。此时，可以使泵9动作。由此，从供水配管12供给的水，由第1流量调节单元10分支到加热配管14和蓄热配管15两者。在加热配管14中流动的水由加热单元8加热，在蓄热配管15中流动的水由蓄热单元2加热。在加热单元8中生成的热水和在蓄热单元2中生成的热水，在第2流量设定单元11混合，流入到供热水配管13。
[0101] 在此，多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中的各个潜热蓄热材料构成为，在蓄热运转模式和第1加热运转模式中，相对于水的流动方向位于上游侧的潜热蓄热材料的相变与下游侧的潜热蓄热材料的相变相比先结束。
[0102] 即，在蓄热运转模式中，蓄热单元2的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中的各个潜热蓄热材料构成为，熔点低的潜热蓄热材料的相变，与熔点高的潜热蓄热材料的相变同时结束或在其后结束。另外，在第1加热运转模式和第2加热运转模式中，蓄热单元2的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中的各个潜热蓄热材料构成为，熔点高的潜热蓄热材料相变，与熔点低的潜热蓄热材料的相变同时结束或在其后结束。
[0103] 具体而言，多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)构成为，在蓄热运转模式和第1加热运转模式中，满足下述的算式1。
[0104] [式1]
[0105]
[0106] 在此，n为在水的流动方向上配置在第n个的潜热蓄热材料，ρ为潜热蓄热材料的密度(kg/L)，V为潜热蓄热材料的容量(L)，ΔH为潜热蓄热材料的每单位重量的潜热(kJ/kg)，G为水的重量流量(kg/h)，Cp为水的比热(kJ/(kg·K))，Ti为潜热蓄热材料的入口的水温(℃)，To为潜热蓄热材料的出口的水温(℃)。此外，在蓄热单元2中，潜热蓄热材料(1a、1b、1c)依次排列配置。因此，第n个潜热蓄热材料的出口温度Ton与第n+1个潜热蓄热材料的入口温度Tin+1相等。
[0107] 潜热蓄热材料的潜热ΔH与重量ρV的积，表示潜热蓄热材料的蓄热容量Q。另外，水的重量流量G与水的比热Cp以及潜热蓄热材料的入口的水的温度(入口温度)与出口的水的温度(出口温度)的温度差Ti-To的积，表示热介质与潜热蓄热材料之间的每单位时间的热交换量P。此外，热交换量P能够通过潜热蓄热材料与热介质之间的传热面积、潜热蓄热材料的材料或热介质流路的形状来调节。
[0108] 由以上可知，算式1的左边和右边是蓄热容量Q除以热交换量P而得到的值，表示到潜热蓄热材料的相变结束为止的时间。通过满足算式1，在蓄热单元2中相邻的2个潜热蓄热材料，相对于在蓄热单元2中流动的水的流动方向，上游侧的相变先结束。当使构成蓄热单元2的各个潜热蓄热材料满足算式1的关系时，熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)的相变，相对于水的流动方向从上游侧起依次结束。由此，能够在有效地使用各潜热蓄热材料(1a、1b、1c)的蓄热量的同时，执行蓄热运转模式和第1加热运转模式。
[0109] 在此，在相邻的2个潜热蓄热材料中，设熔点高的第1潜热蓄热材料的蓄热容量为Qh，设熔点低的第2潜热蓄热材料的蓄热容量为Ql。另外，设蓄热运转模式或第1加热运转模式中的、第1潜热蓄热材料与水的每单位时间的热交换量设为Ph，设第2潜热蓄热材料与水的每单位时间的热交换量为Pl。在蓄热运转模式中，Qh/Ph≤Ql/Pl成立。由此，在本实施方式的热水生成装置100中，在蓄热运转模式中，低熔点蓄热材料1c的熔解时间最长。另外，在第1加热运转模式中，Ql/Pl≤Qh/Ph成立。由此，在本实施方式的热水生成装置100中，在第1加热运转模式中，高熔点蓄热材料1a的凝固时间最长。
[0110] 此外，在使用3个以上的潜热蓄热材料(1a、1b、1c)构成蓄热单元2的情况下，可以以满足下述的算式的方式构成相对于水的流动方向与最下游侧的潜热蓄热材料相比位于上游侧的潜热蓄热材料。
[0111] [式2]
[0112]
[0113] 在此，Tm为潜热蓄热材料的熔点(℃)。即，潜热蓄热材料的潜热ΔH与重量ρV的积表示潜热蓄热材料的蓄热容量Q。另外，水的重量流量G与水的比热Cp以及相邻的2个潜热蓄热材料的熔点的温度差的积，表示热介质与潜热蓄热材料之间的每单位时间的热交换量P’。由以上可知，算式2的左边和右边是蓄热容量Q除以热交换量P’而得到的值，表示到潜热蓄热材料的相变结束为止的时间。
[0114] 为了满足上述算式1或算式2的条件，本实施方式的蓄热单元2，作为高熔点蓄热材料1a，使用熔点58℃的醋酸钠3水合物。另外，作为中熔点蓄热材料1b，使用熔点32℃硫酸钠10水合物。另外，作为低熔点蓄热材料1c，使用熔点20℃的硫酸钠10水合物与添加剂的混合物。另外，在将潜热蓄热材料的总体积设为1时，高熔点蓄热材料1a、中熔点蓄热材料1b、低熔点蓄热材料1c所占的体积比例分别为38vol％、38vol％、24vol％。另外，高熔点蓄热材料
1a的蓄热容量Qa为约264kJ/kg，中熔点蓄热材料1b的蓄热容量Qb和低熔点蓄热材料1c的蓄热容量Qc为约251kJ/kg。
1a的蓄热容量Qa为约264kJ/kg，中熔点蓄热材料1b的蓄热容量Qb和低熔点蓄热材料1c的蓄热容量Qc为约251kJ/kg。
[0115] 图5表示使用上述蓄热单元2进行蓄热运转模式，在蓄热结束后切换为散热运转(第1加热运转模式)的情况下的温度变化。此外，蓄热运转模式，将流入到蓄热单元2的高熔点蓄热材料1a的水的入口温度设为90℃，进行直至从低熔点蓄热材料1c流出的水的出口温度到达60℃，第一加热运转模式，将流入到低熔点蓄热材料1c的水的入口温度设为10℃，进行直至从高熔点蓄热材料1a流出的水的温度到达40℃。另外，将流入到高熔点蓄热材料1a的水的入口温度设为90℃，在蓄热运转模式结束时使入口温度降低至80℃。第1加热运转模式，将流入到低熔点蓄热材料1c的水的入口温度设为10℃，进行直至从高熔点蓄热材料1a流出的水的温度到达40℃。
[0116] 在蓄热运转模式中，显示出如下的温度变化。
[0117] 首先，在蓄热运转模式时成为最上游侧的高熔点蓄热材料1a，随着热水的流入，在显热蓄热的同时温度上升，因此，高熔点蓄热材料1a的出口温度也上升。当高熔点蓄热材料1a进入潜热蓄热区域时，温度不再上升，因此，从高熔点蓄热材料1a的上游侧起进入潜热区域。之后，当高熔点蓄热材料1a整体进入潜热蓄热区域时，温度不再变化，因此，高熔点蓄热材料1a的出口温度也不上升。此时，如果蓄热高效率地进行，则高熔点蓄热材料1a的出口温度大致与高熔点蓄热材料1a的熔点相同。当蓄热进一步进行时，高熔点蓄热材料1a相变结束(时刻Th1)，从潜热蓄热区域进入显热蓄热区域，从上游侧起再次温度开始上升，随之，高熔点蓄热材料1a的出口温度也上升。
[0118] 中熔点蓄热材料1b也经过与高熔点蓄热材料1a同样的过程，但是，流入到中熔点蓄热材料1b的热介质(水)是向高熔点蓄热材料1a散热后的水，因此，流入到中熔点蓄热材料1b的热介质的温度(入口温度)，与高熔点蓄热材料1a的出口温度相应地缓慢上升。因此，中熔点蓄热材料1b到达潜热区域，是在高熔点蓄热材料1a整体到达潜热蓄热区域之后。因此，在此期间，中熔点蓄热材料1b的显热蓄热区域的温度上升速度小。之后，中熔点蓄热材料1b进入潜热蓄热区域，出口温度成为一定。之后，中熔点蓄热材料1b再次进入显热蓄热区域，温度逐渐上升，但是，与高熔点蓄热材料1a相比，相变结束(时刻Tm1)的时间晚。
[0119] 低熔点蓄热材料1c也同样，在中熔点蓄热材料1b进入潜热蓄热区域之后，进入潜热蓄热区域。另外，低熔点蓄热材料1c的相变结束(时刻Tl1)，是在中熔点蓄热材料1b的相变结束之后。
[0120] 其结果，低熔点蓄热材料1c侧的出口的热介质(水)的温度，在潜热区域的蓄热完成的约90分钟，被保持在低熔点蓄热材料1c的熔点左右的温度。之后，当低熔点蓄热材料1c的相变结束时，低熔点蓄热材料1c的出口的热介质(水)的温度开始上升，低熔点蓄热材料1c的出口的热介质的温度到达60℃蓄热完成。此外，低熔点蓄热材料1c的出口温度达到60℃以上是因为，即使使泵9停止以使热介质回路4内的热介质(水)的循环停止，因为有少许量的热介质(水)进一步循环，另外，在设置于低熔点蓄热材料1c的热介质的流路内残存有热介质，所以热交换也进行。
[0121] 在蓄热过程中，应该能看到以下现象：如果与低熔点蓄热材料1c相比，中熔点蓄热材料1b或高熔点蓄热材料1a熔解(相变)的时间长，则蓄热单元2的低熔点蓄热材料1c的出口温度从与低熔点蓄热材料1c的熔点相同的温度上升之后，在与中熔点蓄热材料1b或高熔点蓄热材料1a的熔点相同的温度，温度上升梯度变缓。其结果，表明了能够长时间保持蓄热单元2的低熔点蓄热材料1c的出口温度与低熔点蓄热材料1c的熔点大致相同的状态。
[0122] 由此，如图5所示，高熔点蓄热材料1a、中熔点蓄热材料1b、低熔点蓄热材料1c的相变结束的时刻依次为时刻Th1、Tm1、Tl1。
[0123] 另一方面，在散热时、即在生成热水的加热运转模式中，与蓄热运转模式相反地，使热介质依次从低熔点蓄热材料1c侧流向高熔点蓄热材料1a。一般在热水使用时，使与需要相应的流量的水流通。也就是说，其流量为蓄热时的流量的10倍。
[0124] 此时，首先，低熔点蓄热材料1c急剧地散热而进入潜热区域。因此，低熔点蓄热材料1c的出口温度急剧地降低。当进入潜热区域时，温度梯度变小，当相变结束(时刻Tl2)时，再次成为显热区域，急剧的温度降低开始。
[0125] 通过低熔点蓄热材料1c的散热而被加热的水流入到中熔点蓄热材料1b，因此，由中熔点蓄热材料1b的散热引起的温度降低，与低熔点蓄热材料1c相比更缓。之后，中熔点蓄热材料1b比低熔点蓄热材料1c晚地进入潜热区域。存在低熔点蓄热材料1c向水的散热，因此，中熔点蓄热材料1b的潜热区域(相变)的结束(时刻Tm2)，比低熔点蓄热材料1c的潜热区域(相变)的结束(时刻Tl2)晚。之后，中熔点蓄热材料1b再次成为显热区域而温度降低。
[0126] 通过低熔点蓄热材料1c和中熔点蓄热材料1b的散热而被加热的水流入到高熔点蓄热材料1a，因此，高熔点蓄热材料1a的温度降低更加缓慢。因此，高熔点蓄热材料1a的潜热区域(相变)的结束(时刻Th2)，比中熔点蓄热材料1b的潜热区域(相变)的结束(时刻Tm2)晚。之后，高熔点蓄热材料1a再次成为显热区域而温度降低。
[0127] 这样，对蓄热单元2的高熔点蓄热材料1a的出口温度，能够长时间将高熔点蓄热材料1a的温度保持在熔点以上。低熔点蓄热材料1c的出口的热介质的温度到达60℃蓄热完成。
[0128] 如以上所述，本发明的热水生成装置100构成为，相对于蓄热单元2的水的流动方向，从上游侧的潜热蓄热材料起依次相变结束。
[0129] 因此，在蓄热运转模式中，多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中熔点最低的潜热蓄热材料1c的相变最后结束。由此，在利用热介质保有的热进行蓄热的蓄热运转模式中，能够使热介质保有的热从高温区域到低温区域没有浪费地蓄积在热介质中。其结果，在使用具有熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)的蓄热单元2的热水生成装置100中，能够高效率地在蓄热单元2中蓄热。
[0130] 另外，在蓄热运转模式中，能够将从蓄热单元2流出的水的温度保持得低。因此，能够将流入到加热单元(热泵装置)8的水的温度保持得低。其结果，能够使热介质热交换器3中的焓差增大，COP提高。
[0131] 另外，在第1加热运转模式中，多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中熔点最高的潜热蓄热材料1a的相变最后结束。由此，能够将低熔点的潜热蓄热材料(1b、1c)保有的潜热用尽。因此，能够高效率地利用蓄热单元2中蓄积的热量。其结果，能够对热利用终端供给直至最后温度都高的热水。此外，在第2加热运转模式中，也与第1加热运转模式同样，优选多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)中熔点最高的潜热蓄热材料1a的相变最后结束。
[0132] 此外，在本实施方式中，在蓄热运转模式和第1加热运转模式中，相对于蓄热单元2的水的流动方向，从上游侧向下游侧去，依次相变结束。但是，只要至少最下游侧的潜热蓄热材料1c的相变最后结束即可。因此，在使用熔点不同的3个以上的潜热蓄热材料(1a、1b、1c)构成蓄热单元2的情况下，只要至少下游侧的2个潜热蓄热材料1b与潜热蓄热材料1c之间满足算式1的关系即可。
[0133] 接着，对蓄热运转模式的控制进行说明。此外，对于与实施方式1中的蓄热运转模式的控制同样的部分，省略说明。
[0134] 本实施方式的蓄热装置50具有熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)。控制装置25，在蓄热运转模式时，首先，决定作为蓄热对象的潜热蓄热材料。例如，在热水的使用量相对多的冬季，将多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)全部决定为蓄热对象，在热水的使用量相对少的夏季，将熔点低的潜热蓄热材料(1b、1c)决定为蓄热对象。
[0135] 控制装置25，在蓄热运转模式的、特别是稳定动作运转中，将由加热单元8加热的热介质的目标温度(加热温度)Tg设定为，比作为蓄热对象的潜热蓄热材料(1a、1b、1c)的熔点中最高的熔点(第1熔点)高规定温度(例如10～20℃)的温度。在此，在将潜热蓄热材料(1b、1c)作为蓄热对象、不将潜热蓄热材料1a作为蓄热对象的情况下，目标温度Tg优选设定为比潜热蓄热材料1a的第1熔点低、且比潜热蓄热材料1b的第2熔点高。由此，能够抑制不是蓄热对象的潜热蓄热材料1a在潜热区域进行热交换，另外，能够防止进行不需要的蓄热。
[0136] 另外，控制装置25，在蓄热运转模式中，在根据潜热蓄热材料(1a、1b、1c)的蓄热状态，使加热温度降低的情况下，使加热温度Tg在比第1熔点高的温度范围内降低。由此，即使在使用熔点不同的多个潜热蓄热材料(1a、1b、1c)构成蓄热单元2的情况下，也能够在作为蓄热对象的潜热蓄热材料中适当地进行蓄热。
[0137] 例如，将中熔点蓄热材料1b和低熔点蓄热材料1c作为蓄热对象，将热介质加热至比高熔点蓄热材料1a的熔点低、且比中熔点蓄热材料1b的熔点高的温度时，比蓄热对象的潜热蓄热材料(1b、1c)更靠上游侧的蓄热材料(高熔点蓄热材料1a)，在进行显热蓄热的同时温度上升，成为流入到蓄热单元2的热介质的温度。此时，热介质的温度比高熔点蓄热材料1a的熔点低，因此，高熔点蓄热材料1a不会成为潜热区域。
[0138] 另一方面，作为蓄热对象的潜热蓄热材料(1b、1c)，与比熔点高的热介质进行热接触而进行热交换，因此，配置在上游侧的中熔点蓄热材料1b先被蓄热。这样，高熔点蓄热材料1a不到达潜热区域，能够使中熔点蓄热材料1b和低熔点蓄热材料1c到达潜热区域，进行蓄热。
[0139] 在该情况下也是，蓄热单元2的热介质的出口温度缓慢地上升，但是，通过在蓄热运转模式中，使流入到蓄热单元2的热介质的温度降低，另外，在蓄热运转模式中，使流入到蓄热单元2的热介质的流量降低，能够将蓄热单元2的热介质的出口温度维持得低。其结果，能够提供实现能量效率高的蓄热、节能性优异的蓄热装置50和热水生成装置100。
[0140] 产业上的可利用性
[0141] 本发明的蓄热装置和具有该蓄热装置的热水生成装置，能够在使用潜热蓄热材料的蓄热单元中高效率地蓄热，因此，能够作为家庭用或业务用的、供热水装置和热水供暖装置使用。
[0142] 附图标记说明
[0143] 1 潜热蓄热材料
[0144] 1a 高熔点蓄热材料
[0145] 1b 中熔点蓄热材料
[0146] 1c 低熔点蓄热材料
[0147] 2 蓄热单元
[0148] 3 热介质热交换器(散热器)
[0149] 4 热介质回路
[0150] 5 减压单元(膨胀阀)
[0151] 6 热源侧热交换器(蒸发器)
[0152] 7 压缩机
[0153] 8 加热单元(热泵装置)
[0154] 9 输送单元(泵)
[0155] 10 第1流量调节单元
[0156] 11 第2流量调节单元
[0157] 12 供水配管
[0158] 13 供热水配管
[0159] 14 加热配管
[0160] 15 蓄热配管
[0161] 20 第1温度检测单元
[0162] 21 第2温度检测单元
[0163] 22 流量检测单元
[0164] 25 控制装置
[0165] 50 蓄热装置
[0166] 100 热水生成装置
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