JPH0643619Y2 - 深夜電力利用蓄熱式暖房装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この考案は、深夜電力を利用して電熱エネルギーを蓄熱
器に蓄熱し、この蓄熱エネルギーを随時採熱して暖房器
に導入することにより暖房する暖房装置に関するもので
ある。

「従来の技術、考案が解決せんとする問題点」 従来、住宅等の暖房用に安価な深夜電力を利用するシス
テムとして、電熱エネルギーをマグネサイトレンガ等に
蓄熱する床置型暖房器、或いは土間コンクリートに蓄熱
する床暖房装置などが知られているが、いずれも蓄熱材
の重量が大きいため木造住宅の暖房として荷重の制約が
あると共に、暖房の開始及び停止の切り換えが遅く、し
かも温度調整が困難であるなどの問題があった。

また、従来深夜電力を利用する給湯器としてタンク内の
水を電気ヒーターで加熱する貯湯型の電気温水器が知ら
れているが、ボイラーとしての設置基準の適用を受けな
いために、タンク内圧力が1kg/cm²未満になるように給
水側に減圧弁を設けている。

そのため、この電気温水器では給湯圧力が低く、高所へ
の給湯圧が不足して湯を満足に使えないという欠点があ
った。

「問題点を解決するための手段」 この考案は前記従来の課題を解決するために、中空容器
内に水を封入した多数の蓄熱器３と、これらを深夜電力
により加熱する電熱ヒーター４、及び蓄熱器３の熱を外
部に採り出す採熱用ヒートパイプ５とを蓄熱槽２内に設
置した高温蓄熱装置１と、暖房器９に熱を伝熱する伝熱
ヒートパイプ８と、この伝熱ヒートパイプ８からの熱を
放熱する放熱ヒートパイプ10を内蔵した暖房器９と、暖
房時に採熱用ヒートパイプ５から伝熱ヒートパイプ８に
伝熱するように作動し、かつ暖房停止時に採熱用ヒート
パイプ５から伝熱ヒートパイプ８への伝熱を遮断するよ
うに作動する伝熱開閉装置６と、暖房器９の温度を検出
し、その検出温度と設定加熱温度との温度差に応じて採
熱ヒートパイプ５から伝熱ヒートパイプ８への伝熱路を
開閉調整する伝熱量制御装置７とからなる深夜電力利用
蓄熱式暖房装置を提案するものである。

「作用」 中空容器内に水を封入した多数の蓄熱器３を備えた蓄熱
槽２に、深夜電力を利用した電熱ヒーター４により加熱
蓄熱し、この蓄熱エネルギーを採熱ヒートパイプ５によ
り随時採り出して伝熱ヒートパイプ８に伝熱し、この熱
を暖房器９の放熱ヒートパイプ10に伝熱して暖房器９を
加熱することにより、電力料金が安い深夜電力を利用し
て小型で効率的な高温蓄熱装置に蓄熱し、さらにこの蓄
熱エネルギーを伝熱ヒートパイプ８を介して暖房器９の
放熱ヒートパイプ10に導入することにより、暖房のラン
ニングコストを低減することが可能となる。

また、暖房時に採熱用ヒートパイプ５から伝熱ヒートパ
イプ８に伝熱するように作動し、かつ暖房停止時に採熱
用ヒートパイプ５から伝熱ヒートパイプ８への伝熱を遮
断するように作動する伝熱開閉装置６と、暖房器９の温
度を検出し、その検出温度と設定加熱温度との温度差に
応じて採熱ヒートパイプ５から伝熱ヒートパイプ８への
伝熱路を絞り調整する伝熱量制御装置７とにより、簡単
かつ確実に暖房の入切及び暖房温度をコントロールでき
る。

「実施例」 以下この考案を図面に示す実施例について説明すると、
蓄熱装置１はその断熱蓄熱槽２内に、内部に水を封入し
た筒又は球形状の耐熱ガラス性又は金属等の耐熱性中空
容器からなる多数の蓄熱器３を装填してなり、その内部
には深夜電力によって加熱する電熱ヒーター４が設けら
れ、更にこの電熱ヒーター４の加熱によって蓄熱器３に
蓄熱された熱を内部を流動する水又は蒸気などの熱媒に
採熱する採熱ヒートパイプ５が配管されている。

採熱ヒートパイプ５の熱媒又はその熱は、伝熱開閉装置
６及び伝熱量制御装置７を介して伝熱ヒートパイプ８に
伝熱され、さらにこの熱エネルギーを輻射暖房器９内の
放熱ヒートパイプ10に伝熱し、その放熱により輻射暖房
を行うように構成されている。

暖房器９は、例えばパネル状に形成し、その内部に放熱
ヒートパイプ10が配管され、これを床や壁に設置する場
合には、その放熱面にカーペット、畳、板クロスなどの
化粧材を設置する。

伝熱開閉装置６は第２図に示すように、採熱ヒートパイ
プ５及び伝熱ヒートパイプ８の両端部を対向させ、この
両対向端部に金属などの熱良導体からなる熱伝導体11,1
1′を所定間隔離して取付け、両熱伝導体11,11′の対向
面に設けた円弧状の凹部12,12′間に、これらの円弧面
に接触する両端面が円弧状をなす熱良導体からなるブロ
ック状の伝熱開閉体13が回転自在に設置されており、こ
の伝熱開閉体13を量熱伝導体11,11′の凹部12,12′に接
触するように回転することにより、採熱ヒートパイプ５
の熱を伝熱ヒートパイプ８に伝熱し、また伝熱開閉体13
を凹部12,12′から離れるようにモーター14（第１図参
照）により回転することにより、採熱ヒートパイプ５と
伝熱ヒートパイプ８との間を隔離し、伝熱を遮断するよ
うに構成されている。

また、伝熱開閉装置６としては第３図に示す他の構成の
ものを使用することができる。

即ち、採熱ヒートパイプ５の熱媒送出側と伝熱ヒートパ
イプ８の熱媒受入側との間に弁本体15が設けられ、その
内部に設けた採熱ヒートパイプ５の熱媒送出側に連通す
る流入路16と、伝熱ヒートパイプ８の熱媒受入側に連通
する流出路16′との間に円錐空胴状の弁孔17が設けら
れ、更にこの弁孔17内に進退軸18の先端に取付けた円錐
状の弁体19が進退自在に嵌合されており、弁体19の後方
の進退ガイド部20の外部に突出した進退軸18の後端部に
設けたねじ部に進退作動ギヤ21をねじ込み、これをモー
ター22及び駆動ギヤ23により正逆回転することにより弁
体19を進退し、弁孔17を開閉して流入路16と流出路16′
間において熱媒を流通又は遮断するように構成されてい
る。

なお、進退軸18の周囲は進退ガイド部20内に設けたベロ
ーズ24でシールする。

伝熱量制御装置７としては、上記第３図と同様の開閉弁
機構を採用することができ、モーター22′を正逆回転し
て弁体19の進退による弁孔17の絞り量を調整することに
より、流入路16から流出路16′への熱媒の流入量、即ち
伝熱ヒートパイプ８の保熱量を調整し、給湯温度を制御
するようになっている。

伝熱開閉装置６は、暖房時に駆動するモーター14又は22
により開閉作動し、その回転により伝熱開閉体15を熱伝
導体11,11′の凹部16,16′に接触するように回転し、或
いはモーター22に信号を発信して弁体19を後退し、弁孔
17を開いて流入路16と流出路16′間に熱媒を流通するこ
とにより、採熱ヒートパイプ５から伝熱ヒートパイプ８
に伝熱するようになっており、また暖房停止時にモータ
ー14又は22を停止するときには、上記と逆の作動により
採熱ヒートパイプ５から伝熱ヒートパイプ８への伝熱を
遮断するように電気的に自動操作されるように構成され
ている。

なお、深夜電力により電熱ヒーター４を加熱して蓄熱装
置１に蓄熱する際には伝熱開閉装置６は伝熱を遮断する
ようになっているが、この蓄熱時においても必要に応じ
て伝熱することができる。

また伝熱量制御装置７は、暖房器９の加熱温度を検出す
る温度検出器25によりその設定温度と検出温度との温度
差に対応してモーター22′を作動し、暖房器９の放熱温
度を設定温度に維持するように電気的に自動制御される
ように構成されている。

なお、伝熱開閉装置６及び伝熱量制御装置７は上記第３
図の一個の弁機構をもって共用するようにしてもよい。

このようにして、経済的な深夜電力により加熱された電
熱ヒーター４の熱を蓄熱装置１内の高温蓄熱器３に200
℃程度に高温蓄熱し、この高温の蓄熱エネルギーを熱湯
又は蒸気として暖房時に採熱ヒートパイプ５及び伝熱ヒ
ートパイプ８を介して随時導入して、暖房器９の熱源エ
ネルギーとして経済的に効率よく利用する。

因に、一般家庭の従量電灯におけるこの考案のシステム
と従来のシステムとの電力料金を比較すると、基本料金
では従来の昼間電力利用の場合この考案の深夜電力利用
の場合の約２倍、使用料金では約３倍である。

また、都市ガスでは、給湯器の効率を75％とすると、10
00kcal当りのエネルギー料金は約13円であり、この考案
の業務用深夜電力利用の場合、蓄熱装置１と熱交換器の
放熱ロスを合計15％とすると、1000kcal当りのエネルギ
ー料金は約11円であり、都市ガスに比べてもランニング
コストを低減することができる。

「考案の効果」 以上の通りこの考案によれば、中空容器内に水を封入し
た多数の蓄熱器を備えた蓄熱槽に、深夜電力を利用した
伝熱ヒーターにより加熱蓄熱し、この蓄熱エネルギーを
採熱ヒートパイプから伝熱開閉装置を介して暖房時に随
時採り出し、伝熱量制御装置及び伝熱ヒートパイプを介
して暖房器の放熱ヒートパイプに導入し、その放熱によ
り暖房を行うので、電力料金が安い深夜電力を利用して
小型軽量で効率的な高温蓄熱装置に蓄熱し、この蓄熱エ
ネルギーを暖房時に暖房器に導入して即座に暖房するこ
とができ、暖房のランニングコストを低減することがで
きる。

また、伝熱開閉装置及び伝熱量制御装置により採熱ヒー
トパイプから伝熱ヒートパイプへの伝熱の開閉及び伝熱
量の調整をするので、暖房の開始及び停止が即座になさ
れ、温度調整も容易であると共に、暖房器として軽量に
構成できるので、木造住宅の２階や、床、畳、壁などに
設置することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例を示す正面図、第２図はこ
の考案に係る伝熱開閉装置の一例を示す縦断正面図、第
３図はこの考案に係る他の伝熱開閉装置並びに伝熱量制
御装置を示す縦断正面図である。 １……蓄熱装置、２……断熱蓄熱槽、３……蓄熱器、４
……電熱ヒーター、５……採熱ヒートパイプ、６……伝
熱開閉装置、７……伝熱量制御装置、８……伝熱ヒート
パイプ、９……暖房器、10……放熱ヒートパイプ、 11、11′……熱伝導体、 12,12′……凹部、13……伝熱開閉体、 14……モーター、15……弁本体、 16……流入路、16′……流出路、 17……弁孔、18……進退軸、19……弁体、20……進退ガ
イド部、21……進退作動ギヤ、22,22′……モーター、2
3……駆動ギヤ、24……ベローズ、25……温度検出器。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】中空容器内に水を封入した多数の蓄熱器
   と、これらを深夜電力により加熱する電熱ヒーター、及
   び蓄熱器の熱を外部に採り出す採熱用ヒートパイプとを
   蓄熱槽内に設置した高温蓄熱装置と、暖房機に熱を伝熱
   する伝熱ヒートパイプと、前記伝熱ヒートパイプからの
   熱を放熱する放熱ヒートパイプを内蔵した暖房器と、暖
   房時に前記採熱用ヒートパイプから前記伝熱ヒートパイ
   プに伝熱するように作動し、かつ暖房停止時に前記採熱
   用ヒートパイプから前記伝熱ヒートパイプへの伝熱を遮
   断するように作動する伝熱開閉装置と、前記暖房器の温
   度を検出し、その検出温度と設定加熱温度との温度差に
   応じて前記採熱ヒートパイプから伝熱ヒートパイプへの
   伝熱路を開閉調整する伝熱量制御装置とからなることを
   特徴とする深夜電力利用蓄熱式暖房装置。