JPH05312353A - 冷暖房用の蓄熱パネル - Google Patents

冷暖房用の蓄熱パネル

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JPH05312353A
JPH05312353A JP12178192A JP12178192A JPH05312353A JP H05312353 A JPH05312353 A JP H05312353A JP 12178192 A JP12178192 A JP 12178192A JP 12178192 A JP12178192 A JP 12178192A JP H05312353 A JPH05312353 A JP H05312353A
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JP
Japan
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heat storage
heat
panel
heating
cooling
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JP12178192A
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English (en)
Inventor
Kazuyuki Iguchi
和幸 井口
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Daikin Industries Ltd
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Daikin Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 蓄熱輻射冷,暖房に兼用できる経済的な蓄熱
パネルと、これを用いた効果的な蓄熱式空気調和装置を
提供する。 【構成】 中空のパネル2内に熱交換フィンにより多数
のハニカム3を形成する。暖房温度近傍の融点(30℃)
を有し、固液相変化に伴う潜熱を表,裏板2a,2bと側板
2cを介して外部と授受するパラフィン(暖房用の蓄熱
材)5と、パラフィン5に比してより低い冷房温度近傍
の融点(20℃)およびより大きい比重を有し、同様の潜
熱を同様に外部と授受するとともに、パラフィン5に対
して不溶性を呈するポリエチレングリコール(冷房用の
蓄熱材)6とを、上記各ハニカム3に充填する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、空気調和の熱負荷に備
えて、パネル内の蓄熱材に予め冷熱または温熱を蓄える
蓄熱パネルに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、空気調和が不要な夜間などに安価
な夜間電力などを利用して、室内の床面や壁面に広く設
けられた蓄熱パネルに冷熱や温熱を蓄え、室内を準快適
温度に維持しておき、冷暖房開始時の熱負荷を軽減する
いわゆる蓄熱輻射空気調和が行なわれるようになった。
このような蓄熱パネルで暖房専用のものは、既に特開平
1−217135号公報等で知られているが、冷暖房兼
用のものは、殆んど提案されていない。そこで、冷暖房
兼用の蓄熱パネルとして、出願人は最近次のようなもの
を提案した。即ち、この蓄熱パネルは、内部に熱交換フ
ィンの役目を果たす多数のハニカムをもつ特殊処理鋼板
製の市販品床パネル内に、このパネルの蓋をなす多孔質
ボードを通って入る水蒸気の多少で凝固温度が変化する
(例えば夏に22℃,冬に27℃)蓄熱材を充填するとと
もに、このパネルの裏面に電気ヒータや冷凍回路の蒸発
器を接触して設けたものである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記提案の
蓄熱パネルは、蓄熱材の凝固温度が夏,冬で吸収する水
蒸気量の多少により低,高するが、凝固温度の変動幅(例
えば5℃)が実際の冷,暖房に必要な凝固温度の変動幅
(例えば10℃)を下回って実用にならず、現実には凝固
温度の異なる(例えば、20℃,30℃)2種の蓄熱材が
必要になる。そのため、冷房と暖房を共に行なうには、
高融点の蓄熱材を充填した電気ヒータ付の温熱パネル
と、低融点の蓄熱材を充填した蒸発器付の冷熱パネルを
別個に備える必要があり、設備費が倍増するうえ、据え
付け作業が煩雑になるという欠点がある。
【0004】そこで、本発明の目的は、単一のパネル内
に暖房用と冷房用の蓄熱材を共に充填する工夫をするこ
とによって、蓄熱輻射冷,暖房に兼用できる経済的な蓄
熱パネルを提供するとともに、この蓄熱パネルを用いた
効果的な蓄熱式空気調和装置を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の冷暖房用の蓄熱パネルは、図1に例示する
ように、中空のパネル2内に、暖房温度近傍の融点を有
し、固液相変化に伴う潜熱をパネル壁2a,2b,2cを介
して外部と授受する暖房用の蓄熱材5と、この暖房用の
蓄熱材5に比してより低い冷房温度近傍の融点およびよ
り大きい比重を有し、固液相変化に伴う潜熱をパネル壁
2a,2b,2cを介して外部と授受するとともに、上記暖
房用の蓄熱材5に対して不溶性を呈する冷房用の蓄熱材
6とを充填したことを特徴とする。なお、上記パネル2
内に、熱交換フィンで複数のセル3を形成し、これらの
セル3に上記冷房用および暖房用の蓄熱材5,6を充填
してもよい。また、本発明の蓄熱式空気調和装置は、図
2に例示するように、室内Rの床に設置された上記蓄熱
パネル1と、この蓄熱パネル1に接触して設けられ、上
記暖房用の蓄熱材5に対して放熱を行ない、かつ上記冷
房用の蓄熱材6に対して吸熱を行なう熱交換器7と、室
内Rの空気を上記蓄熱パネル1の裏面2bに沿って循環
させる送風手段8,9,10を備えたことを特徴とする。
【0006】
【作用】上記蓄熱パネルにおいて、パネル2内に充填さ
れた冷房用の蓄熱材6は、一緒に充填された暖房用の蓄
熱材5よりも、低い融点(例えば、20℃)と大きい比重
を有し、かつ暖房用の蓄熱材5に対して不溶性であるの
で、パネル2内の上部に暖房用の,下部に冷房用の蓄熱
材5,6が、互いに混じり合うことなく分離した状態で
存在する。今、蓄熱パネル1に、暖房温度(例えば、3
0℃)より高温の熱源が接すると、融点の低い冷房用の
蓄熱材6は液相のままで、固相だった暖房用の蓄熱材5
は、熱を受けて融解し、潜熱を蓄える。次いで、この蓄
熱パネル1を、暖房すべき低温の室内Rに置くと、高温
の融解した暖房用の蓄熱材5が、蓄えた潜熱をパネル上
部2aから室内Rへ放出しつつ凝固して、室内Rを輻射
暖房する。逆に、蓄熱パネル1に、冷房温度より低温の
熱源が接すると、融点の高い暖房用の蓄熱材5は固相の
ままで、液相だった冷房用の蓄熱材6は、熱を奪われて
凝固し、潜熱を蓄える。次いで、この蓄熱パネル1を、
冷房すべき高温の室内Rに置くと、低温の凝固した冷房
用の蓄熱材6が、室内の熱をパネル下部2bを介して奪
いつつ融解して、室内Rを輻射冷房する。尚、上記パネ
ル2内に熱交換フィンで複数のセル3を形成すれば、蓄
熱材5,6から一層効率良く温熱や冷熱を放出すること
ができる。また、上記冷暖房は、輻射によるものである
が、蓄熱パネル1に沿って室内空気を流すようにすれ
ば、対流も加わって冷暖房が一層効果的になる。
【0007】上記蓄熱式空気調和装置は、上記蓄熱パネ
ル1と、この蓄熱パネル1内の冷房,暖房用の蓄熱材
5,6に対して放熱,吸熱をなすべく設けられた熱交換器
7と、上記蓄熱パネル1の裏面2bに沿って室内空気を
循環させる送風手段8,9,10を備える。従って、室内
Rを輻射暖房する場合は、予め熱交換器7により蓄熱パ
ネル1に対して放熱を行ない、暖房用の蓄熱材5を融解
させ、この蓄熱材5が再び凝固する際の潜熱により室内
Rを輻射暖房する。逆に、室内Rを輻射冷房する場合
は、予め熱交換器7により蓄熱パネル1に対して吸熱を
行ない、冷房用の蓄熱材6を凝固させ、この蓄熱材6が
再び融解する際の潜熱により室内Rを輻射冷房する。こ
こで、パネル2内に熱交換フィンにより複数のセル3を
形成した蓄熱パネル1を用いれば、上記蓄熱材5,6か
ら一層効率良く潜熱を放出することができる。又、送風
手段8,9,10により室内Rの空気を上記蓄熱パネル1
の裏面2bに沿って循環させれば、潜熱が輻射のみなら
ず対流によっても室内空気に伝わり、冷暖房が一層効果
的になる。
【0008】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例により詳細に説
明する。図1(A),(B)は、本発明の冷暖房用の蓄熱パ
ネルの一例を示すそれぞれ横断面図,縦断面図である。
この蓄熱パネル1は、直方体の6面をアルミニウム板で
囲んでなる中空で矩形のパネル2内に、熱交換フィンか
らなるセルとしての多数のハニカム3,3…を連続的に
形成し、その四周縁と上下面を夫々パネルの側板2cと
表,裏板2a,2bに接合している。各ハニカム3は、図示
しない通路で互いに連通しており、パネルの表板2aに
は通気孔4を設けている。上記パネル2の各ハニカム3
には、暖房温度近傍の融点(例えば30℃)を有し、固液
相変化に伴う潜熱を表,裏板2a,2bと側板2cを介して
外部と授受する暖房用の蓄熱材としてのパラフィン5
と、このパラフィン5より低い冷房温度近傍の融点(例
えば20℃)およびより大きい比重を有し、同様の潜熱
を同様に外部と授受するとともに、パラフィン5に対し
て不溶性を呈する冷房用の蓄熱材としてのポリエチレン
グリコール6とを略1対1の体積比で均等に充填してい
る。パラフィン5とポリエチレングリコール6は、互い
に不溶性で、かつ前者の比重が小さいので、図1(B)に
示すように、互い混じり合うことなく上下に分離した状
態で存在する。尚、両蓄熱材5,6の固液相変化に伴な
う体積変化を許容すべく、各ハニカム3内の上部には、
上記通気孔4に連通する空間を残している。
【0009】一方、図2は、上記蓄熱パネルを用いた本
発明の蓄熱式空気調和装置の一例を示している。この空
気調和装置は、室内Rの床面全体に敷設された上記蓄熱
パネル1,1…と、この蓄熱パネル1の裏板2bに接触し
て設けられた熱交換器としての伝熱パイプ7,7…と、
上記裏板2bに接して延設され、図示しない吸込口から
室内空気を吸い込む床裏ダクト8と、この床裏ダクト8
に連ねて外壁Wに設けた壁ダクト9と、この壁ダクト9
内に設けられ、室内空気を吹出口11から室内Rへ吹き
出すファン10で構成される。内部に冷暖房に応じて冷
水,温水が流れる上記伝熱パイプ7は、金具12で蓄熱
パネルの裏板2bに密着して固定される一方、上記床裏
ダクト8,壁ダクト9およびファン10により送風手段
が構成される。
【0010】上記構成の蓄熱式空気調和装置の動作を、
蓄熱パネルの作用とともに次に述べる。室内Rを輻射暖
房する場合は、例えば夕方などに伝熱パイプ7に温水を
流し、予め蓄熱パネル1に対して放熱を行なう。する
と、裏板2bを介して熱を受ける融点の低い(20℃)下
部のポリエチレングリコール6は液相のままで、固相だ
った融点の高い(30℃)上部のパラフィン5は、熱によ
り融解して潜熱を蓄える。次いで、夜半などに室内Rの
温度が30℃以下に下がると、融解していたパラフィン
5が、蓄えた潜熱を蓄熱パネル1の表板2aを介して室
内Rへ放出しつつ再び凝固して、室内Rを輻射暖房す
る。この暖房は、主として輻射により行なわれるが、フ
ァン10を同時に駆動すれば、室内の空気が図中の矢印
のごとく循環する。従って、室内空気が対流することに
よって、パラフィン5から空気への放熱が促進され、暖
房が一層効果的に行なわれる。
【0011】逆に、室内Rを輻射冷房する場合は、例え
ば朝方などに伝熱パイプ7に冷水を流して、予め蓄熱パ
ネル1に対して吸熱を行なう。すると、裏板2bを介し
て熱を奪われる融点の高い上部のパラフィン5は固相の
ままで、液相だった融点の低い下部のポリエチレングリ
コール6は、熱を奪われて凝固して潜熱を蓄える。次い
で、真昼などに室内Rの温度が20℃以上に上がると、
ファン10を駆動して室内空気を蓄熱パネル1の裏板2
bに沿って矢印の如く循環させる。すると、凝固してい
たポリエチレングリコール6は、裏板2bを介して室内
空気から熱を奪いつつ融解して、室内を対流により冷房
する。ここで、ファン10の送風量を増減させれば、冷
房能力を増減制御することができる。なお、上記実施例
では、内部に熱交換フィンたる多数のハニカム3を形成
した蓄熱パネル1を用いているので、ハニカムのない蓄
熱パネルよりも効率良く潜熱の放出,吸収ができ、冷暖
房の効果が向上する。このように、本発明の蓄熱パネル
1は、単一のパネル2内に冷,暖房用の蓄熱材5,6を上
下に分離して充填したものであるので、冷暖2種の蓄熱
パネルを備える必要がなく、設備費が削減でき、据え付
け作業も容易化して、蓄熱輻射冷暖房に大いに寄与す
る。
【0012】上記実施例では、冷,暖房用の蓄熱材に、
夫々ポリエチレングリコール6,パラフィン5を用いた
が、前者にパラフィンを、後者に芒硝(Na2SO4・10
2O)を用いることもできる。また、熱交換器として伝
熱パイプ7を用いたが、これに代えて冷凍回路の蒸発
器,凝縮器を用いることもでき、これらの熱交換器を、
蓄熱パネル1の裏面2bに接して設けずに、パネル内に
設けることもできる。さらに、中空の蓄熱パネル内にハ
ニカムを設けずに、そのまま両蓄熱材5,6を充填する
こともできる。
【0013】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
蓄熱パネルは、中空のパネル内に、暖房温度近傍の融点
をもち、固液相変化に伴う潜熱をパネル壁を介して外部
と授受する暖房用の蓄熱材と、この暖房用の蓄熱材に比
してより低い冷房温度近傍の融点およびより大きい比重
をもち、同様の潜熱を同様に外部と授受し、かつ暖房用
の蓄熱材に対して不溶性を呈する冷房用の蓄熱材とを充
填しているので、単一の蓄熱パネルにより蓄熱輻射冷,
暖房を共に行なうことができ、冷暖房設備の簡素化と低
廉化および据え付け作業の容易化を図ることができる。
なお、上記蓄熱パネルのパネル内に熱交換フィンにより
複数のセルを形成すれば、両蓄熱材からの潜熱の放出,
吸収が促進され、冷暖房の効果を一層向上させることが
できる。
【0014】一方、本発明の蓄熱式空気調和装置は、上
記蓄熱パネルと、これに接触して設けられてパネル内の
蓄熱材に対して放熱,吸熱を行なう熱交換器と、室内の
空気を上記蓄熱パネルの裏面に沿って循環させる送風手
段を備えているので、蓄熱材を凝固,融解して予め冷熱,
温熱として潜熱の形で蓄え、これを輻射のみならず対流
によって室内空気に放出して、簡素かつ安価な設備でも
って室内を効果的に蓄熱輻射冷暖房することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の冷暖房用の蓄熱パネルの一実施例を
示す横断面図,縦断面図である。
【図2】 上記蓄熱パネルを用いた本発明の蓄熱式空気
調和装置の一実施例を示す図である。
【符号の説明】
1…蓄熱パネル、2…パネル、2a…表板、2b…裏板、
2c…側板、3…ハニカム、5…パラフィン(暖房用の蓄
熱材)、6…ポリエチレングリコール(冷房用の蓄熱
材)、7…伝熱パイプ、8…床裏ダクト、9…壁ダク
ト、10…ファン、R…室内。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空のパネル(2)内に、暖房温度近傍の
    融点有し、固液相変化に伴う潜熱をパネル壁(2a,2b,
    2c)を介して外部と授受する暖房用の蓄熱材(5)と、こ
    の暖房用の蓄熱材(5)に比してより低い冷房温度近傍の
    融点およびより大きい比重を有し、固液相変化に伴う潜
    熱をパネル壁(2a,2b,2c)を介して外部と授受すると
    ともに、上記暖房用の蓄熱材(5)に対して不溶性を呈す
    る冷房用の蓄熱材(6)とを充填したことを特徴とする冷
    暖房用の蓄熱パネル。
  2. 【請求項2】 上記パネル(2)内に、熱交換フィンによ
    り複数のセル(3)が形成され、これらのセル(3)に上記
    暖房用および冷房用の蓄熱材(5,6)が充填されている
    請求項1に記載の冷暖房用の蓄熱パネル。
  3. 【請求項3】 室内の床に設置された請求項1または請
    求項2の蓄熱パネル(1)と、 この蓄熱パネル(1)に接触して設けられ、上記暖房用の
    蓄熱材(5)に対して放熱を行ない、かつ上記冷房用の蓄
    熱材(6)に対して吸熱を行なう熱交換器(7)と、 室内(R)の空気を上記蓄熱パネル(1)の裏面(2b)に沿
    って循環させる送風手段(8,9,10)を備えたことを特
    徴とする蓄熱式空気調和装置。
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