JPH0642814A

JPH0642814A - 蓄熱型電気温風暖房機

Info

Publication number: JPH0642814A
Application number: JP4200985A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Matsumoto; 健松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1994-02-18
Anticipated expiration: 2014-07-28
Also published as: JP2927615B2

Abstract

(57)【要約】【目的】吸着熱型蓄熱材の蓄熱と温風ヒーターの発熱
を併用して、暖房能力を上げる。【構成】吸着熱型蓄熱材４１に外部から水分を含んだ
空気を送風して、蓄熱材４１から吸着熱を発生させる。
この熱を送風ダクト４４を通して、案内ダクト５に導
く。温風ヒーター２の熱と併せて、高熱量の温風を吹き
出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、蓄熱材と電気ヒーター
を併用する電気温風暖房機に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の電気温風暖房機は、図６の如く、
暖房機本体１内に配された温風ヒータ２と、温風ヒータ
２で加熱された温風を送風する送風ファン３と、送風フ
ァン３からの温風を吹出口４に案内する案内ダクト５
と、案内ダクト５内に配された加湿装置６とを備えてい
る。

【０００３】暖房機本体１は、箱形に形成されており、
本体１の前面下部には吹出口４が配設され、後面上部に
は、ルーバ７ａ付き吸入口７が配設されている。

【０００４】温風ヒータ２は、正の自己温度制御機能を
有するセラミックスヒータが使用されている。温風ヒー
タ２は、送風ファン３の下側に配されており、送風ファ
ン３とともに案内ダクト５内に装着されている。

【０００５】送風ファン３は、案内ダクト５の前壁８に
設置されたモータ９と、モータ９のモータ軸に固定され
たファン１０とから構成されている。案内ダクト５は、
略Ｌ字形に形成されて吹出口４に連通されており、その
上部後壁１１に連通する開口部１２が形成されている。

【０００６】加湿装置６は、赤外線式のものであって、
案内ダクト５の吹出口４側に配されている。加湿装置６
は、赤外線の放射率の良いセラミックスから成る棒状の
加湿ヒータ１３と、加湿ヒータ１３の上部に配された反
射率の良い反射板１４と、該加湿ヒータ１３の下部に配
された水槽１５とから構成されている。

【０００７】そして、加湿装置６は、加湿ヒータ１３に
通電すると、加湿ヒータ１３および反射板１４からの熱
線が水槽１５内の水面に放射、吸収され、案内ダクト５
に水蒸気を発生させる。なお、図中１６は、水槽１５の
水を供給する給水タンクである。

【０００８】上記構成において、温風ヒータ２で加熱さ
れた温風は、送風ファン３により案内ダクト５を介して
吹出口４から吹出されるようになっている。一方、加湿
装置６は、加湿ヒータ１３および反射板１４からの熱線
が水槽１５内の水面に放射、吸収され水蒸気を発生する
ようになっている。

【０００９】また、蓄熱材を用いた従来の電気温風暖房
機は、実公平３−３４６０１号公報に開示されており、
図７に示すように、蓄熱材にマグネシアレンガ等を用
い、顕熱を利用したものである。

【００１０】なお、図中、２０は蓄熱体、２１は加熱
路、２２は温風吹出口、２３はマグネシア系レンガ、２
４は凹部、２５はフィン、２６は電気ヒーター、２７，
２８は断熱材、２９は外装ケースである。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術による電
気温風暖房機では、一般に、家庭に供給されている電気
が１００Ｖ、１５Ａであり、約１ｋｗの電気ヒーターし
か用いることができず、約８６０ｋｃａｌ／ｈの暖房能
力しかなかった。

【００１２】一方、従来の蓄熱型電気温風暖房機では、
蓄熱材に蓄えられた熱だけを暖房に利用しており、マグ
ネシアレンガ等の蓄熱材を用い、顕熱だけを利用するた
め、大量の（数十ｋｇ）蓄熱材を５００°Ｃ前後に加熱
して蓄熱しなければならない。そのため、装置自体が重
く、大きくなっていた。また、断熱をしているが、長時
間（例えば１日以上）放置すると冷えてしまい、蓄熱の
効果がなくなってしまうという問題があった。

【００１３】本発明は、上記に鑑み、蓄熱材からの発熱
と電気ヒーターからの発熱を併用して高熱量の温風を得
ることができる蓄熱型電気温風暖房機の提供を目的とす
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明請求項１による課
題解決手段は、図１，２の如く、温風暖房機本体１内に
吸着熱型蓄熱材４１を補助熱源として配設し、吸引手段
４３により湿気を含んだ周囲の空気を取り込み、吸着熱
型蓄熱材４１に送風し、蓄えられた熱を放熱させ、この
熱と電気ヒーター２の熱と併せてより高熱量の温風を吹
出させるようにしたものである。

【００１５】請求項２による課題解決手段は、水分を吸
着した吸着熱型蓄熱材４１を再び発熱できるように乾燥
させて再生するための再生用ヒーター４５に放熱フィン
５７を設け、放熱フィン５７を吸着熱型蓄熱材４１の間
に挿入したものである。

【００１６】請求項３による課題解決手段は、吸着熱型
蓄熱材４１を複数のメッシュ状の筒５０に入れ、筒５０
を送風方向と平行に配したものである。

【００１７】請求項４による課題解決手段は、蓄熱手段
４２の下方に再生用ヒーター４５を設け、その上下に送
風ダクト４４を設け、下から上へ送風するようにし、再
生時には、再生ヒーター４５の発熱による上昇気流によ
り自然対流を起こさせたことである。

【００１８】請求項５による課題解決手段は、送風ダク
ト４４内に温度センサ５９が設けられ、温度センサ５９
からの検知温度により所定の温度以上になれば再生用ヒ
ーター４５への通電を停止させるよう制御したことであ
る。。

【００１９】請求項６による課題解決手段は、蓄熱手段
４２の入口側および出口側に配された温度センサ５８，
５９により、両側での温度差が所定値以下になったとき
に吸引手段４３を停止させて、補助熱源装置４０による
放熱を制御したことである。

【００２０】請求項７による課題解決手段は、暖房運転
中に電気ヒーター２をパワーダウンし、再生用ヒーター
４５に通電することにより吸着熱型蓄熱材４１の再生を
行うことである。

【００２１】

【作用】上記請求項１による課題解決手段において、ゼ
オライト、活性アルミナ、シリカゲル等の吸着熱型蓄熱
材４１は、乾燥（再生〜蓄熱）させておけば、吸引手段
４３により吸い込まれた空気に含まれる水分を吸着する
ことにより、吸着熱を発生する。この熱は電気ヒーター
２の熱とは別に利用できるため、電気ヒーター２の熱と
併せてより高熱量の温風を吹出すことができる。

【００２２】更に、湿気を含んだ周囲の空気を送風に利
用するため、この湿気の凝縮熱も利用できることにな
り、発熱量が増加し、効率的である。

【００２３】請求項２では、再生用ヒーター４５の放熱
フィン５７が吸着熱型蓄熱材４１の間に挿入しているの
で、再生時の蓄熱材４１への熱伝導を良くなり、蓄熱材
４１の温度分布が均一化する。

【００２４】請求項３では、筒５０と筒５０との間に空
間ができ、吸着熱型蓄熱材４１の充填密度が減少する。
そのため、吸引手段４３による送風の流れがスムーズに
なり、蓄熱材４１からの熱伝導が効率よく行われる。

【００２５】請求項４では、吸着熱型蓄熱材４１を再生
するとき、再生用ヒーター４５の発熱により上昇気流が
発生する。これにより、蓄熱手段４２に下側から上側に
向かう自然対流が生じる。この自然対流が再生用ヒータ
ー４５の熱量を蓄熱材４１に拡散させ、蓄熱材４１から
発生する水分を上側の送風ダクト４４へ放散させ、蓄熱
材４１を乾燥させて再生する。

【００２６】請求項５では、吸着熱型蓄熱材４１が加熱
されて水分を蒸発するが、始めはまだ送風ダクト４４内
の温度は低く、水分蒸発が進むにつれて温度も上昇して
いく。この温度変化を温度センサ５９で検知して、蓄熱
材４１の再生状態を監視する。そして、所定の温度以上
になれば、再生用ヒーター４５への通電を停止して、再
生を終了する。

【００２７】請求項６では、蓄熱材４１の蓄積した熱の
放熱時には、吸引手段４３による送風で、蓄熱手段４２
の前後で温度差が生じる。両側の温度をそれぞれ温度セ
ンサ５８，５９で検知し、その温度差が所定値以下にな
ったときには、吸引手段４３を停止し、蓄積した熱の放
熱を止めるようにして無駄な送風をなくする。

【００２８】請求項７では、吸着熱型蓄熱材４１の蓄熱
（再生）は、夜間電力等の利用のように特別の期間に行
うが、一部暖房運転中に電気ヒーター２のパワーの一部
を削って（パワーダウン）、再生用ヒーター４５に通電
することにより蓄熱材４１の再生を行い、知らず知らず
のうちに蓄熱できる。

【００２９】

【実施例】図１は本発明の蓄熱型電気温風暖房機の補助
熱源装置の要部の構造を示す断面図、図２は蓄熱型電気
温風暖房機を示す側面断面図、図３は充填槽の要部断面
図、図４は充填槽の一部分の平面図、図５はメッシュ状
の筒の斜視図である。なお、従来の電気温風暖房機で用
いた部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付
記して、その説明を省略する。

【００３０】本実施例の蓄熱型電気温風暖房機は、温風
暖房機本体１内に配されたセラミックスヒーター等の電
気式温風ヒーター２と、吸入口７から吹出口４へ案内ダ
クト５を介して送風され温風ヒーター２で加熱され温風
として吹出口４から吹き出せる送風ファン３とを備え、
温風ヒーター２を主熱源として、別に補助熱源装置４０
が設けられている。

【００３１】補助熱源装置４０は、吸着熱型蓄熱材４１
を有する蓄熱手段４２と、機外から水分を含んだ空気を
吸引する吸引手段４３と、吸引された空気を蓄熱手段４
２を経て案内ダクト５まで案内する送風ダクト４４と、
蓄熱材４１を乾燥させて再生する再生用ヒーター４５と
を備えている。

【００３２】温風ヒーター２は、案内ダクト５の吹出口
７の近傍に配されている。送風ファン３は、吸入口７の
近傍に配され、案内ダクト５の側壁に設置されたモータ
９と、そのモータ軸に固定されたファン１０とから構成
されている。

【００３３】蓄熱手段４２は、ゼオライト、活性アルミ
ナ、シリカゲル等からなる吸着熱型蓄熱材４１と、これ
を充填して収容するメッシュ状の複数の筒５０と、縦方
向に配列された筒５０の上下を支持するメッシュ状の仕
切り板５１，５２とから構成され、これらが一体となり
充填槽５３に内装されている。

【００３４】送風ダクト４４は、補助吸込口５４から充
填槽５３の下部までを連通するＬ字状の下部ダクト４４
ａと、充填槽５３の上部から下方の案内ダクト５の温風
ヒーター上流側に形成された開口５５までを連通する上
部ダクト４４ｂとからなる。そして、充填槽５３の外面
および上部ダクト４４ｂの上面が、断熱材５６により覆
われている。

【００３５】吸引手段４３は、モータとファンとからな
る吸引ファンであり、下部ダクト４４ａの立ち上がり部
に配されている。

【００３６】再生用ヒーター４５は、シーズヒーター等
を用い、図３の如く、充填槽５３の下部に仕切り板５１
と平行に配されている。そして、再生用ヒーター４５
に、垂直に一定の間隔をおいて放熱フィン５７が取付ら
れている。各放熱フィン５７の間に、図４の如く、筒５
０が一列に並べられている。

【００３７】また、下部ダクト４４ａには、吸込空気温
度センサ５８が配設され、上部ダクト４４ｂには、温風
温度センサ５９が配設されている。

【００３８】そして、両温度センサ５８，５９からの温
度検知信号に基づいて再生用ヒーター４５および吸引フ
ァン４３への通電を制御する制御部６０が設けられてい
る。また、制御部６０は、設定された温度の温風が吹き
出すように温風ヒーター２および送風ファン３に対する
制御も行っている。

【００３９】制御部６０は、補助熱源装置４０に対して
は、温風温度センサ５９により検出された温風の温度と
吸込空気温度センサ５８により検出された吸込空気の温
度との差が所定値（例えば５°Ｃ）以下になれば吸引フ
ァン４３を停止させる機能と、暖房運転中に温風ヒータ
ー２をパワーダウンさせてその一部を再生用ヒーター４
５へ通電させる機能と、蓄熱材４１の再生時に吸込ファ
ン４３を停止させて再生用ヒーター４５へ通電する機能
と、温風温度センサ５９からの検知温度が所定値を超え
たときに再生運転を停止させる機能とを有しめられてい
る。

【００４０】次に、上記電気温風暖房機の動作を説明す
る。送風ファン３による送風は案内ダクト５内を通って
温風ヒーター２で加熱されて、温風となって室内へ吹き
出される。

【００４１】一方、吸着熱型蓄熱材４１に蓄えられた熱
を利用するときには、吸込ファン４３を駆動し、送風ダ
クト４４を介して補助吸込口５４から周囲の空気を吸い
込み、空気中の水分を吸着熱型蓄熱材４１に吸着させ
る。

【００４２】このとき、吸着熱（凝縮熱も含む）が発生
し（もちろん顕熱も利用できる）、温風となって送風ダ
クト４４を通って案内ダクト５内へ吹き出され、送風フ
ァン３による送風と相俟って案内ダクト５を通って、更
に温風ヒーター２の加熱により、より高熱量の温風とな
って吹出口４から吹き出される。

【００４３】ちなみに、吸着熱型蓄熱材４１として合成
ゼオライト（４〜８メッシュ粒）を用いた場合、合成ゼ
オライトの自重の１５％程度の水分吸着があり、吸着水
分量１ｋｇ当たり約７５０ｋｃａｌの発熱がある。温風
ヒーター２の消費電力は、最大９００Ｗであり、その発
熱は従来よりも下がるが、吸着熱型蓄熱材４１の重量を
適当なものにすれば、従来よりも５００ｋｃａｌ／ｈほ
ど発熱量を増大させることができる。

【００４４】このとき、温風温度センサ５９で検知され
た上部ダクト４４ｂ内の温風の温度と、吸込空気温度セ
ンサ５８で検知された吸込空気の温度との温度差が所定
値以下になれば、補助熱源装置４０による加熱効果が期
待できなくなるので、吸込ファン４３を停止し、蓄えら
れた熱の併用をやめる。

【００４５】そして、水分を吸着した吸着熱型蓄熱材４
１を再生するときには、再生用ヒーター４５に通電し、
吸込ファン４３の駆動を停止しておく。吸込ファン４３
は隙間があり、駆動せずとも、再生用ヒーター４５の発
熱による自然対流によって上昇気流が発生する。

【００４６】再生用ヒーター４５の熱が放熱フィン５７
や筒５０と筒５０との隙間を伝わって蓄熱材４１に伝導
され、蓄熱材４１を加熱し、蓄熱材４１から水分を蒸発
させ、上部ダクト４４ｂを経て案内ダクト５から吹出口
４へ吹き出される。

【００４７】通常４〜８メッシュのゼオライトを用いる
と、充填密度が０．８位で圧力損失が結構大きいが、メ
ッシュ状の筒５０に入れ配列すると、筒と筒との間に空
間ができ、充填密度が０．６位になる。そのため、随分
と圧力損失が小さくなり、吸込ファン４３も小さくする
ことができる。もちろん、メッシュ状の筒を省いて構成
することもできる。

【００４８】このようにして、吸着熱型蓄熱材４１は乾
燥（再生、言い換えると蓄熱）する。吸着熱型蓄熱材の
再生状態は、温風温度センサ５９で検知し、所定の温度
以上になれば再生を終了する。なお、吸着熱型蓄熱材４
１を２００〜３００°Ｃに加熱して再生する。

【００４９】通常、再生運転は、夜間電力等の利用のよ
うに特別の期間に行っているが、一部暖房運転中に温風
ヒーター２のパワーを少し削って、再生用ヒーター４５
に通電することによって行う。

【００５０】そして、再生（蓄熱）した吸着熱型蓄熱材
４１は、空気を流すことによって、熱を取り出すことが
できる。このようにして発熱、再生（蓄熱）が繰り返さ
れ、半永久的に蓄熱材として利用される。

【００５１】したがって、吸着熱型蓄熱材に水分を必要
なときに与えて、吸着熱型蓄熱材の吸着熱を取り出し、
従来の電気ヒーターに加えて、より高熱量の温風を得る
ことができる。更に、周囲の空気中には乾燥空気１ｋｇ
当たり０．００３ｋｇ以上の水分が含まれているが、こ
れを積極的に利用することにより凝縮熱も加算できるの
で、より暖房能率を向上させることができる。

【００５２】しかも、吸着熱型蓄熱材４１は顕熱以外に
も吸着熱も利用できるため、この吸着熱と顕熱を併用す
れば、単位重量当たりの蓄熱量は顕熱のみのマグネシア
レンガに比べ大きくなるので、それだけ本体を軽くでき
る。

【００５３】特に、室温の低い立ち上がり時（例えば、
寒い朝）に高熱量の温風を３０分間〜１時間発生させる
という使い方ができる。従って、暖房効果を高め、快適
性を向上させる効果がある。

【００５４】また、吸着熱型蓄熱材の再生時期を深夜に
設定して、深夜電力を利用して蓄熱材を再生すれば、電
力負荷の平準化にも寄与することができる。

【００５５】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００５６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明請
求項１によると、吸着熱型蓄熱材に水分を必要なときに
与えて、吸着熱型蓄熱材の吸着熱を取り出し、電気ヒー
ターに加えて、より高熱量の温風を得ることができる。
更に、周囲の空気中には乾燥空気１ｋｇ当たり０．００
３ｋｇ以上の水分が含まれているが、これを積極的に利
用することにより凝縮熱も加算できるので、より暖房能
率を向上させることができる。

【００５７】特に、室温の低い立ち上がり時（例えば、
寒い朝）に高熱量の温風を３０分間〜１時間発生させる
という使い方ができる。従って、暖房効果を高め、快適
性を向上させる効果がある。

【００５８】しかも、吸着熱型蓄熱材は顕熱以外にも吸
着熱も利用できるため、この吸着熱と顕熱を併用すれ
ば、単位重量当たりの蓄熱量は顕熱のみのマグネシアレ
ンガに比べ大きくなるので、それだけ本体を軽くでき
る。

【００５９】請求項２によると、水分を吸着した吸着熱
型蓄熱材を再生用ヒーターにより乾燥させて再利用させ
ているので、蓄熱材を半永久的に使用できる。また、再
生用ヒーターの放熱フィンにより蓄熱材への熱伝導がよ
くなり、蓄熱材の温度分布が均一化して、再生効率が向
上する。

【００６０】請求項３によると、吸着熱型蓄熱材を筒に
入れて、筒を送風方向と平行に配列することにより、送
風の通り道が確保でき、送風の圧力損失を低減できる。
したがって、蓄熱材の熱放散の効率がよくなるととも
に、吸込ファン等の吸引手段の小型化が可能となる。

【００６１】請求項４によると、再生用ヒーターによっ
て生じた自然対流により、吸着熱型蓄熱材から発生した
水分を放散させることができるので、吸込ファン等によ
る強制的な送風が不要となる。

【００６２】請求項５によると、吸着熱型蓄熱材から放
散された水蒸気の温度を検知することにより、蓄熱材の
再生状態を知ることができ、適切な時点での停止が可能
となり、むだな再生熱を使わなくてよく、省エネルギー
化を図れる。

【００６３】また、吸着熱型蓄熱材の再生時期を深夜に
設定して、深夜電力を利用して蓄熱材を再生すれば、電
力負荷の平準化にも寄与することができる。

【００６４】請求項６によると、蓄熱手段の前後で送風
の温度を検知することにより、吸着熱型蓄熱材の蓄熱量
を知ることができ、蓄熱材の放熱量が低下して加熱の効
果が低下したとき、むだな送風を無くすことができる。

【００６５】請求項７によると、暖房運転中に、再生用
ヒーターに通電を行うことにより、意識することなく吸
着熱型蓄熱材の再生を行うことができ、使い勝手がよく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の蓄熱型電気温風暖房機の補助熱源装置
の要部の構造を示す断面図

【図２】蓄熱型電気温風暖房機を示す側面断面図

【図３】充填槽の要部断面図

【図４】充填槽の一部分の平面図

【図５】メッシュ状の筒の斜視図

【図６】従来の温風暖房機の断面図

【図７】従来の蓄熱型温風暖房機の一部破断斜視図

【符号の説明】

２温風ヒーター３送風ファン４吹出口５案内ダクト４０補助熱源装置４１吸着熱型蓄熱材４２蓄熱手段４３吸込ファン４４送風ダクト４５再生用ヒーター５０筒５７放熱フィン５８吸込空気温度センサ５９温風温度センサ６０制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電気ヒーターと、電気ヒーターで加熱さ
れた温風を送風する送風ファンと、送風ファンからの温
風を吹出口に案内する案内ダクトとを備えた温風暖房機
において、補助熱源装置が設けられ、補助熱源装置は、
吸着熱型蓄熱材を有する蓄熱手段と、機外から空気を吸
引する吸引手段と、吸引された空気を蓄熱手段を経て案
内ダクトまで案内する送風ダクトとを備えたことを特徴
とする蓄熱型電気温風暖房機。
【請求項２】請求項１記載の蓄熱手段に、吸着熱型蓄
熱材を乾燥させて再生する再生用ヒーターが設けられ、
再生用ヒーターに形成された放熱フィンが、吸着熱型蓄
熱材の間に挿入されたことを特徴とする蓄熱型電気温風
暖房機。
【請求項３】請求項１記載の吸着熱型蓄熱材がメッシ
ュ状の複数の筒に充填され、筒が送風ダクト内の流れ方
向と平行に配列されたことを特徴とする蓄熱型電気温風
暖房機。
【請求項４】請求項１記載の補助熱源装置に、蓄熱手
段の下方に再生用ヒーターが設けられ、蓄熱手段の上下
方向に送風ダクトが配され、下から上へ送風するように
され、吸着熱型蓄熱材の再生時には、再生用ヒーターの
発熱によって生じる上昇気流により自然対流を起こさせ
ることを特徴とする蓄熱型電気温風暖房機。
【請求項５】請求項２または４記載の蓄熱型電気温風
暖房機において、送風ダクト内に温度センサが設けら
れ、温度センサからの検知温度により所定の温度以上に
なれば再生用ヒーターへの通電を停止させる再生制御手
段が設けられたことを特徴とする蓄熱型電気温風暖房
機。
【請求項６】請求項１記載の蓄熱型電気温風暖房機に
おいて、蓄熱手段の入口側および出口側に、それぞれ温
度センサが配され、両温度センサからの検知温度により
温度差が所定値以下になったときに吸引手段を停止させ
る放熱制御手段が設けられたことを特徴とする蓄熱型電
気暖房機。
【請求項７】請求項１記載の補助熱源装置に、吸着熱
型蓄熱材を再生させて蓄熱する再生用ヒーターと、電気
ヒーターへの通電中に再生用ヒーターへも一部通電させ
る通電制御手段とが設けられたことを特徴とする蓄熱型
電気暖房機。