蓄熱WEB講座PRO
解説コラム
蓄熱槽の容積と水温の経時変化の関係を見るために、ここでは、単純化のため、立方体の水をコンクリートで囲ったモデルを考えて数値シミュレーションしてみます。（図-1）
与条件を下記のとおりとします。この条件下で、時間の経過とともにどう温度変化するか、数値シミュレーションにより比較します。試算パターンは、初期水温の違う、下記の3ケースです。なお、コンクリートの熱容量は考慮しないものとしました。
【条件】
- コンクリート厚さ＝100mm
- 容積1m3の立法体（1m×1m×1m）
- 周囲温度＝20℃（空気）
【試算パターン】
- ケース1 初期水温＝80℃
- ケース2 初期水温＝60℃
- ケース3 初期水温＝40℃
図-2は、数値シミュレーションの結果です。温度差が大きい方の温度降下が大きいことがわかります。
熱流束は下記の式で表わされるため、温度差（T1－T2）が大きいほど放熱量が大きくなるためです。
- dQ/ dτ＝K*A*（T1-T2）
- Q 熱量［J］
- τ 時間［sec］
- K 熱通過率［W/m2・℃］
- A 面積［m2］
- T1 高温側温度［℃］
- T2 低温側温度［℃］
一般に地下スラブにおける水蓄熱槽の場合、冷蓄熱ではΔt＝5℃程度（周辺土中温度12℃－水温7℃）、
温蓄熱ではΔt＝33℃程度（水温45℃－周辺土中温度12℃）であり、放熱量は限られています。
