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公開番号2024125051
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-13
出願番号2023033120
出願日2023-03-03
発明の名称蓄熱システム
出願人株式会社東芝,東芝エネルギーシステムズ株式会社
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F28D 20/00 20060101AFI20240906BHJP(熱交換一般)
要約【課題】外界に熱を捨てず、送風機の流入空気が高温でなくすことが可能となり、または、電力当たりの蓄熱量を増加させることが可能となる。
【解決手段】一実施形態に係る蓄熱システムは、電気ヒータから熱を発生させてその発生熱を蓄熱する蓄熱槽を具備する。この蓄熱システムにおいて、蓄熱槽は、ヒートポンプにより加熱した流体から吸熱し蓄熱する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
電気ヒータから熱を発生させてその発生熱を蓄熱する蓄熱槽を具備した蓄熱システムであって、
前記蓄熱槽は、ヒートポンプにより加熱した流体から吸熱し蓄熱する、蓄熱システム。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
ヒートポンプにより加熱した流体から吸熱した熱を蓄熱する蓄熱槽を具備する、蓄熱システム。
【請求項３】
前記流体を前記電気ヒータと前記蓄熱槽にその順番に流通させる搬送機をさらに具備し、
前記ヒートポンプは、前記蓄熱槽より下流の前記流体から吸熱し、前記電気ヒータより上流の前記流体に放熱する、請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項４】
前記電気ヒータは前記蓄熱槽に内蔵されており、前記流体を前記蓄熱槽に流通させる搬送機をさらに具備し、
前記ヒートポンプは、前記蓄熱槽より下流の前記流体から吸熱し、前記蓄熱槽より上流の前記流体に放熱する、請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項５】
前記流体を前記電気ヒータと前記蓄熱槽にその順番に流通させる搬送機をさらに具備し、
前記ヒートポンプは、１台または熱輸送的に連結した複数台であり、外界から吸熱し、前記電気ヒータより上流の前記流体に放熱する、請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項６】
前記電気ヒータは前記蓄熱槽に内蔵されており、前記流体を前記蓄熱槽に流通させる搬送機をさらに具備し、
前記ヒートポンプは、１台または熱輸送的に連結した複数台であり、外界から吸熱し、前記蓄熱槽より上流の前記流体に放熱する、請求項１に記載の蓄熱システム。
【請求項７】
前記流体が、大気から吸い込まれた空気であり、最終的に前記蓄熱槽から前記大気に放出される、請求項１、３、４、５または６に記載の蓄熱システム。
【請求項８】
前記電気ヒータの上流側に設けられた搬送機と、
前記搬送機と前記電気ヒータとの間に設けられ、前記ヒートポンプによって吸熱された熱で前記流体を加熱する加熱器と、をさらに備え、
前記流体の流路は、前記搬送機によって前記加熱器と前記電気ヒータと前記蓄熱槽との間を循環する循環経路である、請求項１、３、または５に記載の蓄熱システム。
【請求項９】
前記搬送機が前記蓄熱槽の上流側に設けられ、
前記搬送機と前記蓄熱槽との間に設けられ、前記ヒートポンプによって吸熱された熱で前記流体を加熱する加熱器をさらに備え、
前記流体の流路は、前記搬送機によって前記加熱器と前記蓄熱槽との間を循環する循環経路である、請求項４または６に記載の蓄熱システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、蓄熱システムに関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電や風力発電といった自然エネルギによる発電が増加しており、季節や時間帯によっては、発電量が電力需要より大きくなる地域が発生している。また、季節や時間帯によっては電力需要が大きくなり、発電量が電力需要より小さく電力不足となる時もある。そこで、蓄熱を用いて電力調整を実施する蓄熱システムが提案されている。
【０００３】
図９は、従来の蓄熱システムの概略的な構成を示す模式図である。図９に示す蓄熱システム２０１は、蓄熱槽１、電気ヒータ２、第１送風機３、第２送風機４、復水ポンプ８、ボイラ９、蒸気タービン１０、復水器１１、弁１２～弁１５、および発電機３０を備える。
【０００４】
蓄熱システム２０１では、電力が余剰である時、復水ポンプ８、蒸気タービン１０、第２送風機４が停止する。また、弁１２および弁１３が開き、弁１４および弁１５が閉じる。また、余剰電力を用いて電気ヒータ２と第１送風機３が稼働する。第１送風機３は、電気ヒータ２と蓄熱槽１との間で空気５を循環させる。空気５は、電気ヒータ２で発生した熱により加熱される。加熱された空気５は、蓄熱槽１まで輸送されて、蓄熱槽１内の蓄熱物質を加熱する。これにより蓄熱が行われる。このようにして蓄熱運転が実施される。
【０００５】
また、蓄熱システム２０１では、電力が余剰でない時、電気ヒータ２と第１送風機３は停止する。また、弁１２および弁１３が閉じて弁１４および弁１５が開く。また、復水ポンプ８と第２送風機４が稼働する。第２送風機４は、蓄熱槽１とボイラ９との間で空気５を循環させる。空気５は、蓄熱槽１の蓄熱物質で加熱されている。その熱は、ボイラ９まで輸送される。ボイラ９は、復水ポンプ８により搬入された水６を、空気５からの熱により加熱して蒸気７を製造する。これにより、空気５は、温度低下して流出する。このようにして放熱運転が実施される。
【０００６】
蒸気７は、蒸気タービン１０内を低温低圧になりながら流通する。これにより、羽根車である蒸気タービン１０が回転駆動する。この回転駆動に伴って、蒸気タービン１０に機械的に接続された発電機３０が発電する。
【０００７】
蒸気タービン１０から排出された蒸気７は、復水器１１にて冷却水、例えば海水により冷却されて水６に変化する。水６は、復水ポンプ８によって、ボイラ９と蒸気タービン１０との間を循環する。このようにして、蓄熱槽１内の蓄熱物質に蓄熱されていた熱により、蒸気７を発生して発電する。
【０００８】
図１０は、図９に示す蓄熱システム２０１とは異なる従来の蓄熱システムの概略的な構成を示す模式図である。ここでは、上述した蓄熱システム２０１と同様の構成要素には同じ符号を付して、詳細な説明を省略する。
【０００９】
上述した蓄熱システム２０１は、蓄熱運転時に、電気ヒータ２の上流に設けられた第１送風機３によって空気５が電気ヒータ２と蓄熱槽１との間で循環する循環経路が形成される閉サイクルを有する。一方、図１０に示す蓄熱システム２０２は、蓄熱槽１から流出した空気５を大気に放出する開サイクルを有する。
【００１０】
蓄熱システム２０１および蓄熱システム２０２は、共に、電力余剰である時には電力を使い、電力余剰でない時には発電することによって、電力を調整する。
【先行技術文献】
【特許文献】
（【００１１】以降は省略されています）

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