蓄電蓄熱温水器 (Patent Pending Now)

蓄電温水器とは 何か

蓄電機能 
     昼間の電気料金を安くし 停電しても安心。

蓄熱温水器 
   夜間の割安電力でお湯を沸かすので ガスより経済的 いつでも使え騒音もない。

蓄電+蓄熱
 この二つの機能をあわせると もっと 経済的 もっと 省エネルギー となる 新技術

なぜ蓄電か?
夜間電力を二次電池に充電し 昼間の電力料金の高い時間に 夜間料金の価格で電気を利用する
  現在 東京電力では 深夜5時間は5円  深夜8時間は6円  昼間の従量料金は23円 この差は最大18円KWH
      ※(季節 燃料費 等の変動により これは 変動する)

この差額を利用する手立てはないか?・・・・
  二次電池(バッテリー)に電気を貯めておけば 好きな時間に使うことができる。
  そして おまけに 停電が無くなる(コンピュータ用無停電電源もいらなくなる)
         しかし、二次電池は高価で寿命があり 割に合わないのでは?(今までは)
     1 昼間に夜間電力の充電電力を使えるので 電気代が 約 1/5
     2 コンピュータの大事なデータが消えることがなくなります。(病院では命に係ることも)
     3 契約電力(基本料金)を引き下げることが出来ます。(一時的には大きな電力を使う事が出来ます)
       ※電子レンジとエアコンと・・・同時に使ってもブレーカーが落ちなくなります。
     4 CO2の排出量が低減されます。
       ※今は夜でも 昼間の電力を確保する為に 夜も発電し続けているので、
         昼間の電力を使わないことでCO2の排出抑制に寄与します。
                      (だから 夜間電力が安いのです)
なぜ蓄熱温水器か?
  今ある 深夜電力温水器と何が違うのか
     1 保温構造が違います(熱力学第二法則を考慮した多段断熱蓄熱構造)
     2 今まで捨てていたエネルギー(低温熱)を回収利用します。
     3 高温のお湯がつかえます

なぜ一緒になると もっと なのか?
     1 二次電池(鉛バッテリー)を一定温度に保温し 本来持っている性能を引き出します。
     2 充放電する時の損失エネルギーも温熱として有効利用します。
     3 二次電池にやさしい充電をしながら 温水と合わせて 夜間に目一杯エネルギーを貯めます。
     4 自然エネルギー 太陽光発電、太陽熱、風力発電 とベストマッチングできます。
       ※注 ただし 太陽光発電と合わせて 売電はできなくなるようです。

でも 設備が高価では元が取れないのでは

   基本的には従来の電気蓄熱温水器に 毛が生えて バッテリーが付いた 程度で,
下の図のように 大きなジャーポットの中に 熱湯の入った魔法瓶とお湯の入った鍋 そして電池が入ったような構造です。


夜間 エネルギーを蓄積する時は
1 電池にやさしく 気を使いながら 充電をして 余力(契約電力内で)でヒーターを加熱
(電池は特性により充電条件を合わせて 電池の高効率 長寿命を計る)
2 充電で温度が上がった電池からお湯に熱が移り お湯として 蓄熱
(お湯の温度は上がると水道水で冷やしながら お湯の量が増えてゆく)
3 ヒーターで加熱された熱湯もヒーターから熱を受け高い温度のまま水道水の足し水
(加熱されたエネルギー分 熱湯の量が増えてゆく)
 こうやって 夜間に熱湯と湯と電気の形でエネルギーが無駄なく蓄えられます。
(このとき 電力制御する時の熱も もったいないので湯に溜め込みます)
朝には 熱湯も湯も電気も 一杯の状態になります。

昼間 エネルギーを使う時は
1 電池の蓄えた電力は 普通に電灯線に供給されて電気が使えます。
(この時も 電池は温度が上がりますが また 湯に熱を補充します)

2 給湯のお湯を使う場合は、給湯温度によって
       高温度   熱湯を給湯
       高め     熱湯と湯を混合して給湯
       人肌     湯を給湯
       ぬるめ    湯と水道水を混合して給湯
       冷水      水道水を給湯(これより温度は下がりません)
3 電気を契約電力より多く使った時、電池の鏡範囲内で十分に供給でき、
それでも 足りなくなったら 電力線からの電気を合わせて使います。
(電力基本料金を安く設定可能になります)

4 停電になったら 電池に貯めてある電力分は 家の中は停電になりません。
(勿論 瞬間停電も防止されますから パソコンの書きかけデータが消えることが無くなります)

これで 普通に使う 電気 お湯に合わせて エネルギーを貯めておけば
昼間の高い電気料金は 免除されます

 

この図は断面の温度がどのようになっているかを表わした物で
春夏秋冬 朝昼晩 外気温は変れど 内部の温度はこの状態となります。

 注-熱湯120℃は圧力容器の問題がありますので 現実的には100℃未満となると思われます

左から
 熱湯 圧力鍋のように圧力をかけて沸騰温度より高い温度で保温します。
(ここの中ではエントピーの低い状態の熱エネルギーとなります)
 湯  普段給湯で利用する程度の温度で 電池にも良い環境温度<チョット熱いかも>
(ここの中ではエントピーの増大した状態の熱エネルギーとなります)
電池  電気をそのまま貯めるので 何にでも使えます
(ここの中ではエントピーの最低状態のエネルギーとなります)
外気   利用できるエネルギーとはいえません<もっと低温があれば別なのですが>
(ここの中ではエントピーの増大し切った状態のエネルギーとなります)

発電所のような 電気を発電するような場合は 40−50度の湯で ほぼ ”エントピーの増大し切った状態”となってしまいますが、一般家庭 病院 学校などでは 立派な熱エネルギーと利用出来、”エントピーの増大した状態”ていどで十分に利用できることになります。
(一般に コジェネレーション は捨てられる運命の”低温熱”を 高級な電気 ガスを使って”低温熱”を作っている場合は 捨てられるべき運命の”低温熱”によって ”高級な電気 ガス”を 使わなくて済む・・・・と言うことなのです。一種のリサクルですが)

エントロピー とは 低い状態から 増大して 決して逆流はしない ”熱”の質を表わす言葉で
”熱”の量(カロリー ワット ジュール)と関係なく 温度差の大きさによって決まります。

なので ”エントピーの増大した状態”のエネルギーでそのまま使えるなら そのまま使ったほうが 省エネルギーとなります。
この構造は いわば 逆コジェネレーション と言い換えらるかもしれません。 また コジェネレーションと大きく違う利点は 利用するエネルギー形態が違っても 損失が出ないと言う特徴もあります。
(コジェネレーションでは 発電すると それに見合った熱がでてくる為 電気と熱の利用バランスが崩れた場合 崩れた分だけ損失になってしまいます。)



ここまで で 大まかな利点は ご理解いただけると 思います。
で  一番肝心の 経済性 です。 
深夜電力がある限り お釣が 来る   電気料金半額セール  を実現します。


他に 応用として バスユニット一体型など 自然エネルギーの利用にも一役買います。


ご意見 ご要望は (製品化 製造 販売 等)・・・・まだ製品には成っておりませんので ご了承ください。