JPH01239348A

JPH01239348A - ヒートポンプ式採光装置

Info

Publication number: JPH01239348A
Application number: JP63063973A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiko Miyamoto; 和彦宮本
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-03-17
Filing date: 1988-03-17
Publication date: 1989-09-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、ヒートポンプを用いた採光装置に関するもの
である。

従来の技術従来この種の採光装置は、第４図に示すように、家屋の
窓に設けた外気と接する外ガラス９と、室内に接する内
ガラス１ｏとからなる二重ガラスの空間９龜に、空気を
循環させるファン８と、日照の照度を調整するブライン
ド１６を具備している。

そして、ファン８を回して窓下部の吸気口９ｂから室内
の空気を取り入れ、二重ガラスの空間９ａを通して窓上
の排気口９ｃから屋外へ排気する。

そして、内ガラス１０の温度が室温に近づくため、日照
などによる窓部分の温度変化が援和される。

すなわち、同ガラス１０と室内の熱交換量が、外ガラス
９と屋外との熱交換量と比校して著しく少量なため、一
般の家屋におけるガラス窓と比校して、窓部での断熱効
果が向上するようになっていた。

さらに、二重ガラスの空間９ａに設けられたブラインド
１６を調整することで、太陽光線の照度を可変すること
ができるので、窓際の空調負荷を軽減し、照度過剰を防
止し、建材、家具などの変色を防ぐようになっている。

発明が解決しようとする課題しかしながら上記のような構成では、二重ガラスの空間
９ａを介して室内の空気を屋外へ放出してしまうので、
快適に調整された室内からの放熱ロスや冷房能力ロスが
断えない。

一方、ここでは特に述べないが、ファン８下に風向切換
え用のダクト等を設けて、再び室内へ空気を戻す構成に
しても、室内からのエネルギーロスは改善し得ないどこ
ろか、窓部付近に不安定な温度の風が対流し、不快感を
こうむる。

さらに、日照量が多い季節に、ブラインド１６で太陽光
線を遮断し、室内に採光せず太陽熱を屋外へ排気してし
まうので、太陽エネルギーを有効利用し得ない。

ゆえに、これらエネルギーロスが断えず、省エネルギー
効果が小さいという課題を有していた。

本発明はかかる課題を解消するもので、室内からの放熱
ロス、冷房能力ロス等を防止し、快適な空調を維持しな
がら、太陽エネルギーを蓄熱し有効に利用し省エネルギ
ー効果を著しく向上させることを目的とする。

課題を解決するための手段上記課題を解決するために本発明のヒートポンプ式採光
装置は、外気と接する外ガラスと室内に接する内ガラス
とからなり、間に空間を形成した二重ガラスと、前記二
重ガラスの空間に屋外の空気を循環させる回転数の制御
可能なファンと、前記二重ガラスの空間に設け、集放熱
フィンを具備したパイプを備え、前記パイプには、圧縮
、殿、四方弁、加熱機構を具備した蓄熱装置と伝熱関係
にある熱交換器、逆止弁を並列に具備した減圧装置を環
状に連結して冷凍サイクルを構成したものである。

作　　用本発明は上記した構成によって、二重ガラスの空間に、
屋外の空気を循環させ、内ガラスの温度を室温に近づけ
るように、冷凍サイクルで温度調整するために、快適に
調整された室内の空調条件に影響することなく室内から
のエネルギーロスを確実に低下させることができる。

又、日照による太陽エネルギーを二重ガラスの間に設け
た、集放熱フィン及びパイプにより有効に集熱すること
ができるので、日射量が多い季節における窓際の空調負
荷を軽減し、照度過剰を防止するだけでなく太陽エネル
ギーの蓄熱による省エネルギー効果を著しく向上させる
のである。

実施例以下、本発明の実施例を添付図面にもとづいて説明する
。

第１図、第２図、及び第３図において、９は透明の外ガ
ラス、１０は外ガラス９との間に空間１８を形成した透
明の内ガラスで、これらが家屋１７の窓を構成する。又
、６は空間１８内に多段に横設した冷媒が流通するパイ
プ、７はバイブロに伝熱する集放熱フィン、８は空間１
８に屋外の空気を循環させる回転数制御可能なファンで
ある。

９ｂ、９ｃは外ガラス９の下部と上部において空間１８
と連通して設けた吸気口９ｂと排気口９ｃである。

前記バイブロは、別に設けた圧縮機１、四方弁２、加熱
機構１２を具備した蓄熱装置１１と伝熱関係にある熱交
換器３、逆止弁５を並列に具備した減圧袋Ｍ４と接続し
冷凍サイクルを構成している。又、前記内ガラス１０は
室内と完全に遮断されており、室内の空気が屋外へ流出
しないようになっている。１３は室内温度センサ、１４
は内ガラス１０の附近の温度を検知する内ガラス温度セ
ンサ、１５は前記面温度センサ１３．１４の信号にてフ
ァン８の回転数を制御する制御器である。

上記構成において、室内のエネルギーロスを低下させる
作用を、夏季と冬季に大別して以下に説明する。

一般に屋外の気温が室温に比較して高温である夏季にお
いては、室内を空調機器によって快適な温度まで冷房し
ているが、窓部付近ではこの冷房能力ロスが大きい。

しかし、本実施例においては前記冷凍サイクルに接続さ
れたバイブロと集放熱フィン７が、空間１８の温度の高
い屋外の空気から吸熱、冷却し、内ガラス１ｏの温度を
室温に近づける作用し、窓部付近の冷房能力ロスを防止
する。そして、そればかりか、冷凍サイクルと伝熱関係
にある蓄熱装置１１に熱エネルギーを貯わえるという効
果がある。

この時、冷凍サイクルの動作は第１図の実線矢印に示さ
れるように、圧縮機１を吐出した高温・高圧な状態の冷
媒が、四方弁２を流通し熱交換器３にて伝熱関係にある
蓄熱装置１１に熱エネルギーを貯わえる。ここで液化凝
縮された冷媒は減圧装置４を通過する際低温・低圧な状
態となり、二重ガラス間に設けられたバイブロを流れる
。この時、ファン８は駆動しているので、吸気口９ｂか
ら吸引され、排気口９Ｃから排出され二重ガラスの空間
１８を循環する高温な屋外の空気より吸熱し蒸発気化す
る。その後再び圧縮機１に吸入され、このサイクルを繰
り返えす。

ところで、上記バイブロに効率よく伝熱するように設計
された集放熱フィン７は、冷凍サイクルにおける集熱作
用を向上させるだけでなく、夏季の強い日射の太陽光線
から太陽エネルギーを集熱する集熱面積を増大する効果
がある。なお、本実施例では、集放熱フィン７の屋外側
を、集熱効果の大きい黒色系統に着色した。そして、こ
こで蓄熱された熱を他の熱源として利用することができ
るが特に述べない。

又、同時に集熱フィン７は太陽光線をある程度遮断し、
照度過剰を防止し、快適な室内照度を維持する効果もあ
る。

一方、屋外の気温が室温に比較して低温である冬季にお
いては、室内を暖房機器によって快適な　。

温度まで暖房しているが、窓部付近ではこの室内からの
放熱ロスが大きい。

しかし、本実施例においては、昼間の日射が比絞的強く
太陽熱が供給される場合、前記夏季と同様に吸熱時の冷
凍サイクル運転により、蓄熱装置１１に蓄熱する。その
後夜間においては、バイブロと集放熱フィン７が、二重
ガラスの空間１日より、温度の低い屋外の空気へ放熱、
加熱し、内ガラス１０の温度を室温に近づける作用し、
窓部付近から屋外への放熱ロスを防止するという効果が
ある。

ところで、昼間の曇天又は夕方などの日射量の少い時期
で、蓄熱した熱量が小さいため、上記二重ガラスの空間
の空気を加熱し得ない時は、蓄熱装置１１に具備されて
いる電気ヒータ等の加熱機溝にてあらかじめ加熱してお
く。

冬季の冷凍サイクルの動作は、第１図の破線矢ＥＤ＋こ
示されるように、夏季運転の逆サイクルを、四方弁２を
切り換えることで形成する。この逆サイクルにおいては
、圧縮機１を吐出した高温・高圧な状態の冷媒が、バイ
ブロ及び集放熱フィン７を介して、二重ガラスの空間１
８の空気を加熱した後、熱交換器３において、蓄熱装置
１１より吸熱し、再び圧縮機１に吸入されるものである
。

上記構成において、夏季と冬季のファン８の回転数の最
適値は相違１７、様々な条件にて風量を調整しなければ
ならないが、本実施例においては、室内に設けた室内温
度センサー１３と、空間１８の内ガラス１ｏの付近に設
けた内ガラス温度センサー１４の検知信号を制御器１５
に伝達し、内ガラス１０の温度が室温に近づくように風
）を調整するようにファン８の運転を制御するので、様
々な外気環境において、設定された室温条件でのエネル
ギーロスを確実に低下させる効果がある。

なお、上記実施例における蓄熱装置１１は電気温水器と
熱交換器を使用しているが、これにとられれず、他の蓄
熱材等でもよい。

発明の効果思上のように本発明のヒートポンプ式採光装置によれば
次の効果が得られる。

（１）内ガラスと外ガラスによって構成される二重ガラ
スの空間に、屋外の空気を循環させるとともに内ガラス
の温□□□を室温に近づけるように、冷凍サイクルで温
度調整するようにしているので、快適に調整された室内
からのエネルギーロス（放熱、冷房能力ロス等）を確実
に低下させる。

（２）二重ガラスの空間に設け、かつ、冷凍サイクルを
構成するパイプ及びその集放熱フィンにより、日照によ
る太陽エネルギーを効率よく吸熱し、熱エネルギーとし
て蓄熱することができ、他の熱源に利用することが可能
であるとともに、特に日射量の多い季節においては、無
料・無尽蔵のソーラエネルギーを活用し省エネルギー効
果を増大させることができる。又、窓際の空調負荷を軽
減することもできる。

（３）集放熱フィンが、強い日射の太陽光線をある程度
遮断することも可能なので、室内の照度過剰を防止し、
快適な室内照度を維持できる。

（４）屋外の気温が低温な冬季の夜間における二重ガラ
スの空間の屋外空気の加熱には、日射量が多い昼間又は
夏季に蓄熱装置に蓄熱した熱エネルギーを利用するので
、上記効果を得るために別の熱源をほとんど必要とせず
、機器運転のランニングコストが非常に安価である。

（５）内ガラスの温度が室温に近づくように風量をファ
ンの回転数を制御することで最適化するので、様々な外
気環境においても、確実にエネルギーロスを低下させる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるヒートポンプ式採光装
置のシステム構成図、第２図は同採光装置の二重ガラス
部分の要部拡大断面図、第３図は同採光装置の二重ガラ
ス部の破断圧面図、第４図は従来の採光装置の二重ガラ
スの要部断面図である。１・・・・・圧縮機、２・・・・・四方弁、３・・・・
・・熱交換器、４・・・・・減圧装置、５・・・・・・
逆止弁、６・・・・・・パイプ、７・・・・・・集放熱
フィン、８・・・・・・ファン、９・・・・・・外ガラ
ス、１０・・・・・内ガラス、１１・・・・・・蓄熱装
置、１２・・・・・加熱機構、１３・・・・・・室内温
度センサー、１４・・・・・・内ガラス温度センサー、
１５・・・・・・制ン卸器（制御手段）。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｊ５
−　　朽　卸　翳第１図第２図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）外気と接する外ガラスと室内に接する内ガラスと
からなり、間に空間を形成した二重ガラスと、前記二重
ガラスの空間に屋外の空気を循環させる回転数の制御可
能なファンと、前記二重ガラスの空間に設け、集放熱フ
ィンを具備したパイプを備え、前記パイプに、圧縮機、
四方弁、加熱機構を具備した蓄熱装置と伝熱関係にある
熱交換器、逆止弁を並列に具備した減圧装置とを環状に
連結して冷凍サイクルを構成したヒートポンプ式採光装
置。
（２）屋外の空気を循環させるファンの回転数制御の手
段は、室内に設けた室内温度センサーと、二重ガラスの
空間の内ガラスの付近に設けた内ガラス温度センサーの
検知信号を入力してなる特許請求の範囲第１項記載のヒ
ートポンプ式採光装置。