JPH09236271A

JPH09236271A - 暖房器

Info

Publication number: JPH09236271A
Application number: JP8065328A
Authority: JP
Inventors: Masanori Enomoto; 正徳榎本
Original assignee: Gastar Co Ltd
Current assignee: Gastar Co Ltd
Priority date: 1996-02-27
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1997-09-09
Anticipated expiration: 2016-02-27
Also published as: JP3691574B2

Abstract

(57)【要約】【課題】スムーズに媒体循環路の循環が行える潜熱材
料混在の熱媒体を構築し、熱量の搬送効率を高めた暖房
器を提供する。【解決手段】液体33にカプセル型潜熱体34を混在させ
て熱媒体を形成する。カプセル型潜熱体34は殻35の内部
空間37に潜熱材料36を収容して潜熱材料36をマイクロカ
プセル化したものであり、潜熱材料36が固体と液体のど
ちらの状態であってもスムーズに媒体循環路３の循環を
行うことができる。潜熱材料36は暖房放熱温度領域に融
点を持つ材料であり、加熱部で潜熱材料36に溶解の相変
化を生じさせ熱を多く吸収させ放熱部へ搬送して凝固の
相変化を生じさせることにより多量の熱を放熱するの
で、熱量の搬送効率を高めることが可能である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱媒体を加熱部と放
熱部を介して循環させ加熱部で加熱供給された熱媒体の
保有熱を放熱部で暖房領域へ放熱させて暖房を行う暖房
器に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４には、出願人が試作した未公知であ
る、暖房器のシステム主要構成の一例が示されている。
同図に示すように、この暖房器１は、熱媒体（例えば、
湯水）を循環させる媒体循環路３と、該媒体循環路３の
循環熱媒体を加熱し熱媒体に熱を供給する加熱装置（加
熱部）４が設けられている室外機５と、前記熱媒体の保
有熱を通風により暖房領域（室内）へ放熱させる放熱フ
ァン６が設けられている室内機７とを有して構成されて
いる。

【０００３】上記室外機５の加熱装置４は、燃焼室８
と、該燃焼室８に設けられるバーナ10と、このバーナ10
にガスを導くガス供給路11と、ガス供給路11に設けられ
該ガス供給路11の開閉を行う元電磁弁12および電磁弁14
と、バーナ10へのガス供給量を開弁量により制御する比
例弁13と、前記バーナ10の上方側に設けられる熱交換器
16と、バーナ10の下方側に設けられ空気の給排気を行う
燃焼ファン17とを有して構成されている。この加熱装置
４のバーナ10は、ガス供給路11により導かれるガスと燃
焼ファン17の回転駆動により供給される空気によってバ
ーナ燃焼を行い熱交換器16を加熱する。

【０００４】上記熱交換器16の入側には管路20の一端側
が接続され、この管路20の他端側はポンプ18を介して水
等の熱媒体が貯蔵されているタンク19に接続されてい
る。また、熱交換器16の出側には管路21の一端側が接続
されている。この管路21は前記室内機７へ導かれ、室内
機７の放熱領域（放熱部）である放熱熱交換器23を介し
て前記タンク19に接続されている。

【０００５】上記タンク19とポンプ18と管路20と熱交換
器16と管路21と放熱熱交換器（放熱領域）23により媒体
循環路３が構成されており、ポンプ駆動により湯水等の
熱媒体がタンク19から管路20を通って熱交換器16へ搬送
されバーナ燃焼により加熱され、この加熱された熱媒体
が室内機７の放熱領域23へ搬送されて放熱ファン６の回
転による通風で保有熱を放熱し、冷めた熱媒体が管路21
を通ってタンク19へ戻されるという如く、熱媒体の循環
が行われ、上記熱媒体の放熱により放熱ファン６の通風
が温められ、この温風が暖房領域へ吹き出し室内暖房を
行う。

【０００６】なお、図中、26は熱交換器16に流れ込む熱
媒体の温度を検出する加熱部入側温度センサを示し、27
は熱交換器16から流れ出た熱媒体の温度を検出する加熱
部出側温度センサを示し、30は放熱ファン６のファン回
転数を検出する放熱ファン回転数検出センサを示し、31
は放熱ファン６のファン風量を検出する放熱ファン風量
検出センサを示し、32は放熱ファン６の回転により放熱
ファン６に取り込まれる空気温度を検出する空気温度セ
ンサを示すものである。また、前記ポンプ18とタンク19
は、通常、室外機５のケース内部に収容される。

【０００７】上記構成の暖房器１には、通常、リモコン
（図示せず）付きの制御装置25が設けられており、この
制御装置25は前記加熱部入側温度センサ26等の様々なセ
ンサ出力やリモコンの情報を取り込んで、加熱装置４の
加熱駆動制御やポンプ18の駆動制御や放熱ファン６およ
び燃焼ファン17の回転制御等の暖房器１の器具の動作を
制御し、前記の如く、熱媒体の循環を行わせると共に、
熱媒体の加熱・放熱を繰り返し行わせ室内の暖房を行
う。

【０００８】上記熱媒体の加熱を行う加熱装置の加熱運
転の制御に際し、前記制御装置25には、予め、バーナ燃
焼の最小時の燃焼能力（最小燃焼能力）と、最大燃焼時
の燃焼能力（最大燃焼能力）とが与えられており、制御
装置25は、前記最小燃焼能力から最大燃焼能力までの範
囲内でバーナ燃焼が行われるように、ガス供給通路11か
らバーナ10への供給ガス量、つまり、比例弁13の開弁量
（比例弁電流量）と、燃焼ファン17からバーナ10への供
給空気量を制御し、これらの制御により熱交換器16を通
る熱媒体が予め定められた加熱温度（例えば80℃）まで
加熱されるように制御している。なお、上記熱媒体の加
熱温度は予め定められる暖房放熱温度（室内機７から吹
き出される温風の温度）に基づいて定められるもので、
暖房放熱温度は、通常、50℃〜80℃に設定される。

【０００９】また、制御装置25は、通常、放熱ファン６
の回転制御を行って温風の吹き出し量を制御し暖房領域
の温度管理を行っている。例えば、図示されていないが
暖房領域である室内の温度を検出する室内温度センサが
リモコンや室内機７等の適宜の場所に設けられており、
この室内温度センサの検出室内温度とリモコンの室内設
定温度の情報を制御装置25が取り込んで、検出室内温度
が室内設定温度よりも下回っているときには放熱ファン
６の回転量を大きくして温風の吹き出し量を増加させ熱
媒体の放熱熱量を増加させて室内を温めるという如く、
室内の温度管理を自動的に行う。もちろん、放熱ファン
６の回転量切り換え制御をスイッチ操作等によって手動
で行う簡易型の器具もある。

【００１０】なお、制御装置25は、室外機５に設けられ
たり、室内機７に設けられたり、室外機５と室内機７に
分けて設けられる等、必要に応じ適宜の場所に設けられ
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、本発明者
は、熱交換器16から放熱領域23への熱量の搬送効率を高
めるために、つまり、熱媒体が単位質量（体積）当たり
保有して熱交換器16から放熱領域23へ搬送する熱量（搬
送熱量）を増加させるために、熱媒体を水だけで形成す
るのではなく、水に潜熱材料を混ぜた潜熱材料混入媒体
を検討してきた。上記潜熱材料とは、周知のように、固
体⇔液体の相変化に伴い潜熱（凝固熱あるいは融解熱）
を利用する材料で、例えば、高級アルコールや包接形水
和物等により形成され、単位質量当たりの潜熱が大きい
ものである。暖房器１の熱媒体に用いる潜熱材料として
は予め定められている暖房放熱温度領域（例えば50℃〜
80℃）に融点を持つ潜熱材料を選択し、その潜熱材料を
水に直接混ぜて熱媒体を形成する。表１には暖房器１に
用いる潜熱材料の例が示されている。

【００１２】

【表１】

【００１３】表１に示す潜熱材料が放熱領域23で液体か
ら固体への凝固の相変化を生じると、潜熱（融点温度の
熱）を放熱し、ほぼ潜熱材料の融点温度、つまり、暖房
放熱温度領域の温風が暖房領域へ吹き出すことになる。

【００１４】ところで、従来のように、水だけで熱媒体
を形成すると、水は暖房放熱温度領域では相変化を起こ
さず、その上、水の搬送熱量は１cal ／ｇと少ないもの
であるので、放熱領域23で水は急激に冷却され放熱領域
23の入側と出側の水温差が大きく、暖房放熱温度の温風
を安定して吹き出せないという問題がある。これに対し
て、潜熱材料を混ぜた熱媒体では、融点、つまり、暖房
放熱温度領域で相変化を起こす上に、搬送熱量が多い
（例えば水の搬送熱量の３倍〜10倍と多い）ことから、
放熱領域23で熱媒体の温度は殆ど降下せず放熱領域23で
の熱媒体の温度分布がほぼ均一化され、暖房放熱温度の
温風を安定して暖房領域へ供給できると考えられた。

【００１５】しかしながら、放熱領域23で凝固の相変化
を起こし、固化した潜熱材料は放熱領域23の管路内壁に
付着してしまい、媒体循環路３を循環できなくなるし、
その付着した潜熱材料が伝熱抵抗体となって放熱領域23
の放熱効率を低下させ、暖房効率を悪化させてしまうと
いう問題が生じた。

【００１６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、固体の潜熱材料もスムーズ
に搬送でき、かつ、潜熱材料が管路内壁に付着するのを
防止した潜熱材料の熱媒体を構築し、熱量の搬送効率を
高めると共に暖房熱効率を向上させた暖房器を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は次のような構成をもって前記課題を解決する
手段としている。すなわち、第１の発明は、ポンプ駆動
により熱媒体が循環する媒体循環路が設けられ、この媒
体循環路には、循環熱媒体を加熱し熱媒体に熱を供給す
る加熱装置が設けられている加熱部と、熱媒体の保有熱
を通風により暖房領域へ放熱させる放熱ファンが設けら
れている放熱部とが介設されている暖房器において、前
記媒体循環路の熱媒体は液体に該液体に溶解しないカプ
セル型潜熱体を混在させて形成され、カプセル型潜熱体
は前記液体に溶解しない殻の内部空間に暖房放熱温度領
域で液体から固体への相変化を行う潜熱材料を収容する
構成をもって前記課題を解決する手段としている。

【００１８】第２の発明は、前記第１の発明を構成する
媒体循環路には加熱部に流れ込む熱媒体の温度を検出す
る加熱部入側温度センサと加熱部から流れ出る熱媒体の
温度を検出する加熱部出側温度センサのうち、少なくと
もいずれか一方が設けられ、前記センサのセンサ出力を
取り込んで加熱部の出側の熱媒体温度がカプセル型潜熱
体の潜熱材料の融点よりも予め定めた温度だけ高めの温
度となるように加熱装置の加熱熱量を求めて加熱装置の
加熱熱量を制御する加熱熱量制御部を設ける前記構成を
もって課題を解決する手段としている。

【００１９】第３の発明は、前記第１の発明を構成する
放熱ファンのファン回転数を検出する放熱ファン回転数
検出センサと放熱ファンのファン風量を検出する放熱フ
ァン風量検出センサのうち、少なくともいずれか一方が
設けられ、放熱ファンの回転により放熱ファンが取り込
む空気温度を検出する空気温度センサが設けられ、前記
放熱ファン回転数検出センサあるいは放熱ファン風量検
出センサのセンサ出力と、空気温度センサのセンサ出力
とに基づいて放熱ファンの回転による通風により放熱部
の熱媒体が放熱する放熱熱量を求める放熱熱量検出部
と、該放熱熱量検出部の検出放熱熱量を補う熱量を加熱
部の熱媒体に供給するための加熱装置の加熱熱量を求め
て加熱装置の加熱熱量を制御する加熱熱量制御部とを設
ける構成をもって前記課題を解決する手段としている。

【００２０】第４の発明は、前記第１又は第２又は第３
の発明を構成する熱媒体の液体は不凍液により形成され
る構成をもって前記課題を解決する手段としている。

【００２１】上記構成の発明において、潜熱材料を殻の
内部空間に収容してカプセル型潜熱体を形成し、そのカ
プセル型潜熱体を液体に混在させて熱媒体を形成する。
この熱媒体が媒体循環路を循環すると、例えば、加熱部
で、熱媒体は加熱され潜熱材料が殻の内部で融解の相変
化を生じて潜熱を吸収・蓄熱し、放熱部で、熱媒体は通
風に晒され潜熱材料が殻の内部で凝固の相変化を生じて
潜熱を暖房領域へ放熱して暖房領域の暖房を行う。上記
のように、潜熱材料を殻の内部へ収容することにより、
潜熱材料が液体と固体のどちらの状態であっても同様に
搬送することが可能となるし、固化した潜熱材料が管路
内壁に付着してしまうのを防止する。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下に発明の実施の形態例を図面
に基づいて説明する。なお、以下に説明する各実施の形
態例の暖房器は図４に示す暖房器と同一システムのもの
を対象にしており、その重複説明は省略する。

【００２３】第１の実施の形態例において特徴的なこと
は、図１に示すように、媒体循環路３を循環する熱媒体
が液体である水33にカプセル型潜熱体34を混在させて形
成されていることである。上記カプセル型潜熱体34は、
暖房放熱温度領域（例えば50℃〜80℃）の熱に対して耐
熱性がよく、水に溶融しない材料（例えば、メラミン樹
脂等のフッ素系樹脂）で形成される殻35の内部空間37に
前記表１に示されるような潜熱材料36を収容して形成さ
れている。このカプセル型潜熱体34の粒の大きさは、例
えば３μｍ〜５μｍと小さく、カプセル型潜熱体34は潜
熱材料36をマイクロカプセル化したものであり、潜熱材
料36が液体と固体のどちらの状態であっても、水と共に
スムーズに搬送することが可能な構成となっている。

【００２４】この実施の形態例では、熱媒体は、前記の
如く、水33にカプセル型潜熱体34を混在させて形成され
ており、水33に対するカプセル型潜熱体34の混在割合は
カプセル型潜熱体34をスムーズに搬送できる割合であれ
ば必要に応じ適宜に設定することができる。

【００２５】なお、上記暖房に用いられる潜熱材料36
は、表１に示す材料だけとは限らず、暖房放熱温度領域
（例えば50℃〜80℃）に融点を持つ潜熱材料であれば、
他の潜熱材料を用いても構わない。

【００２６】図２には上記構成の熱媒体を用いた暖房器
１の加熱装置４の加熱熱量制御手段を示す制御装置25の
一例が示されており、この制御装置25は加熱熱量制御部
40とデータ記憶部41を有して構成されている。上記デー
タ記憶部41は記憶装置により構成されており、このデー
タ記憶部41には前記カプセル型潜熱体34の潜熱材料36の
融点よりも予め定めた温度Δｔ（例えば５℃）だけ高目
の温度が加熱温度として与えられている。また、データ
記憶部41には図７に示すような熱媒体温度と吸収熱量の
関係データである吸収熱量検出データや、熱交換器16の
出側の熱媒体が前記加熱温度となるのに必要な吸収熱量
を熱媒体に供給するためのバーナ10の燃焼能力データ等
の加熱熱量制御に必要な加熱熱量検出データが実験や演
算等により求め与えられている。

【００２７】加熱熱量制御部40は、熱媒体の循環中、加
熱部出側温度センサ27あるいは加熱部入側温度センサ26
のセンサ出力を取り込んで、熱交換器16の出側の熱媒体
温度がデータ記憶部41に記憶されている前記加熱温度と
なるように加熱装置４の加熱熱量（バーナ10の燃焼能
力）を制御する。例えば、上記センサ出力と、加熱温度
と、前記吸収熱量検出データとに基づいて熱媒体が前記
加熱温度まで上昇するのに必要な熱量を求め、その検出
熱量と前記バーナ10の燃焼能力データに基づいてバーナ
10の燃焼能力（加熱装置の加熱熱量）を求め、この求め
た燃焼能力となるようにバーナ10へのガス供給量を比例
弁13の開弁量によって制御すると共に、この燃焼能力に
マッチングする空気を燃焼ファン17の回転を制御してバ
ーナ10へ供給し、バーナ10の燃焼制御、つまり、加熱装
置４の加熱熱量の制御を行う。

【００２８】上記のように、制御されている加熱装置４
により加熱され設定の加熱温度（例えば、図５に示すＡ
℃）まで上昇したカプセル型潜熱体34混在の熱媒体は媒
体循環路３の管路21を通って室内機７の放熱領域23へ搬
送され、放熱ファン６の回転による通風によって確実に
潜熱材料36が凝固の相変化を起こしてほぼ暖房放熱温度
の通風が暖房領域へ吹き出すことになる。

【００２９】この放熱時に、熱媒体の潜熱材料36は融点
で液体から固体へ相変化を起こし潜熱を放熱するが、図
５に示すように、相変化中には潜熱材料36は放熱してい
るにも拘わらず、温度が低下しないことから、熱媒体は
放熱領域23を通って放熱しても温度が殆ど低下せず、放
熱領域23での熱媒体の温度分布が均一化されるので、暖
房放熱温度の温風を安定して暖房領域へ吹き出すことが
できる。そして、熱媒体は潜熱材料36の融点より僅かに
低下した温度（例えば、図５に示すＢ℃）を有したまま
熱交換器16へ戻されることになり、熱交換器16の入側と
出側の熱媒体温度差が極めて小さくなる。

【００３０】これに対して、水だけで熱媒体を形成した
場合には、放熱領域23で、図６に示すように放熱熱量に
比例して水温が低下するので、放熱ファン６の通風に起
因して水温が急激に低下し、放熱領域23の入側と出側の
水温差が大きく通風を安定的に暖房領域へ供給できない
し、冷め切った熱媒体が熱交換器16へ戻されることか
ら、熱交換器16の入側と出側の水温差が大きくなってし
まう。

【００３１】また、前記の如く、潜熱材料36を用いた熱
媒体における熱交換器16の入側と出側の温度差は水だけ
の熱媒体に比べて極めて小さく、バーナ10の加熱熱量の
大部分が潜熱材料の融解の相変化により潜熱材料36の内
部に蓄熱され、熱交換器16から熱媒体が吸収する熱量は
非常に多いために、熱交換器16の温度上昇が抑えられ、
熱交換器16の温度上昇による熱交換器16の外部放熱増加
が防止できることから、熱交換器16の効率は水だけの熱
媒体に比べて向上する。すなわち、潜熱材料36を用いる
ことにより、熱交換器16の外部放熱による熱の無駄が殆
どなくなって、熱交換器16の効率を向上させることがで
きる。

【００３２】この実施の形態例によれば、潜熱材料36を
殻35の内部空間37に収容したカプセル型潜熱体34を形成
し、このカプセル型潜熱体34を水に混在させて媒体循環
路３の熱媒体を構成したので、熱媒体のカプセル型潜熱
体34は殻35の内部の潜熱材料36が液体と固体のどちらの
状態であっても、水と共に媒体循環路３をスムーズに循
環することができ、熱効率良く暖房を行うことができ
る。また、潜熱材料36は、上記の如く、殻35に収容され
ているので、放熱により潜熱材料36が固化して媒体循環
路３の内壁に付着し放熱抵抗体となるのを回避すること
ができることから、放熱領域23での放熱効率をよい状態
のまま維持でき、暖房効率をさらに向上させることが可
能である。

【００３３】さらに、暖房放熱温度領域に融点を持つ潜
熱材料36を用いているので、暖房に用いるための単位質
量（体積）当たりの熱媒体放熱熱量は、単位質量当たり
の水の放熱熱量よりも格段に多くなる。このことより、
カプセル型潜熱体34混在の熱媒体が水だけの熱媒体と同
程度の放熱熱量を放熱領域23で放熱しようとすると、カ
プセル型潜熱体34混在の熱媒体は水だけの熱媒体よりも
少量で済み、つまり、熱媒体の搬送量を低減させること
が可能で、ポンプ18の駆動エネルギー（搬送エネルギ
ー）を削減でき、ポンプ18の小型化（軽量化）を図るこ
とができる。

【００３４】さらに、上記の如く、暖房放熱温度領域に
融点を持つ潜熱材料36を用いているので、放熱領域23で
熱媒体に凝固の相変化を生じさせるだけで暖房放熱温度
の温風を暖房領域へ吹き出すことが可能となることか
ら、熱媒体の温度制御を厳密に行わなくても暖房放熱温
度の温風を暖房領域へ吹き出すことができ、温度制御の
構成を簡単にすることが可能である。

【００３５】さらに、上記の如く、潜熱材料36を用いて
いるので、潜熱材料36の融解の相変化により熱交換器16
から熱媒体が吸収する熱量が非常に多く、熱交換器16の
温度上昇が抑えられ熱交換器16の外部放熱増加を抑制で
きることから、熱交換器16の効率を水だけの熱媒体と比
べて向上させることができる。また、上記の如く、熱交
換器16の温度上昇が抑えられる、つまり、熱交換器16の
過熱を防止できるので、熱交換器16の熱劣化が回避され
熱交換器16の長寿命化を図ることが可能である。

【００３６】さらに、制御装置25に加熱熱量制御部40を
設け、熱媒体が熱交換器16で潜熱材料36の融点よりも予
め定めた温度Δｔだけ高目の温度となるようにバーナ10
の燃焼能力を制御するので、熱媒体は熱交換器16で潜熱
材料36の融点よりも予め定めた温度だけ高目の温度に加
熱され、放熱領域23で確実に潜熱材料36に凝固の相変化
を生じさせることができ、放熱領域23で潜熱材料36に凝
固の相変化が起きず暖房放熱温度の温風を吹き出すこと
ができないという問題が回避され、確実に暖房放熱温度
の温風を暖房領域へ供給することができる。

【００３７】以下に第２の実施の形態例を説明する。第
２の実施の形態例において特徴的なことは、図３に示す
ように、制御装置25に、放熱領域23で熱媒体が放熱する
放熱熱量を求める放熱熱量検出部42を設け、この放熱熱
量検出部42の検出放熱熱量に基づいて加熱熱量制御部40
が加熱装置４の加熱制御を行う構成としたことであり、
それ以外の構成は前記第１の実施の形態例と同様であ
り、その重複説明は省略する。

【００３８】この実施の形態例では、制御装置25は加熱
熱量制御部40とデータ記憶部41と放熱熱量検出部42を有
して構成されている。上記放熱熱量検出部42は、空気温
度センサ32と、放熱ファン風量検出センサ31あるいは放
熱ファン回転数検出センサ30とのセンサ出力を取り込ん
で、次のように、放熱領域23での熱媒体の放熱熱量Ｐを
検出する。

【００３９】上記放熱熱量Ｐは、放熱ファン６の風量を
Ｗ、放熱ファン６が取り込む空気温度をｔ₁、放熱領域
23から吹き出す温風温度をｔ₂、暖房放熱温度領域で熱
媒体が１℃温度を低下するときに放熱する熱量をＣとし
たとき、式（１）により求めることができる。

【００４０】Ｐ＝Ｗ・（ｔ₂−ｔ₁）・Ｃ・・・・・（１）

【００４１】上記放熱ファン６の風量Ｗは放熱ファン風
量検出センサ31のセンサ出力により直接的に、あるい
は、放熱ファン回転数検出センサ30のセンサ出力により
間接的に検出することができ、温風温度ｔ₂は、前記第
1 の実施の形態例で述べたように、潜熱材料36の融点の
近傍温度にほぼ一定していることから、予め実験等によ
り求めて定数として与えることができ、放熱ファン６が
取り込む空気温度ｔ₁は空気温度センサ32により検出で
き、放熱領域23で熱媒体が１℃温度を低下するときに放
熱する熱量Ｃは、予め実験や演算等に求めて定数として
与えることができることから、予め上記式（１）に示す
演算式と該演算式の定数ｔ₂，Ｃの値を放熱熱量検出デ
ータとしてデータ記憶部41に格納しておき、放熱熱量検
出部42は、熱媒体の循環中、放熱ファン風量検出センサ
31あるいは放熱ファン回転数検出センサ30のセンサ出力
に基づいて放熱ファン６の風量Ｗを検出し、また、空気
温度センサ32の検出空気温度を取り込んで、データ記憶
部41の放熱熱量検出データに基づいた放熱熱量検出演算
を行い、放熱熱量Ｐを検出する。

【００４２】データ記憶部41には前記放熱熱量検出デー
タ以外に加熱熱量検出データが格納されている。この加
熱熱量検出データは放熱領域23で熱媒体が放熱した熱量
を加熱装置４で補う加熱熱量を検出するためのデータで
あり、熱媒体の放熱熱量とその放熱熱量を補う加熱装置
４の加熱熱量（バーナ10の燃焼能力）の関係を予め実験
や演算等により求めて演算式データや表データやグラフ
データ等の加熱熱量検出データとしてデータ記憶部41に
格納されている。

【００４３】加熱熱量制御部40は、熱媒体の循環中、前
記放熱熱量検出部42が検出した熱媒体の放熱熱量を取り
込み、この検出放熱熱量と前記データ記憶部41の加熱熱
量検出データに基づいて、加熱装置４の加熱熱量（バー
ナ10の燃焼能力）を検出し、バーナ10がその検出燃焼能
力のバーナ燃焼を行うように、バーナ10へのガス供給量
を比例弁13の開弁量によって制御し、また、そのガス供
給量にマッチングする空気をバーナ10へ送り込むために
燃焼ファン17の回転制御を行って、バーナ10の燃焼能力
を制御する。

【００４４】この実施の形態例によれば、放熱熱量検出
部42を設け、加熱熱量制御部40は放熱熱量検出部42が検
出した熱媒体の放熱熱量を補うために加熱装置４の加熱
熱量を制御する構成としたので、放熱領域23に流れ込む
熱媒体の温度をほぼ一定に、例えば、熱媒体の潜熱材料
36の融点より予め定めた温度だけ高目の温度に維持する
ことができ、放熱領域23で潜熱材料36が確実に凝固の相
変化を起こして潜熱を放熱することが可能となり、暖房
放熱温度の温風を安定して暖房領域へ供給できる。

【００４５】また、この実施の形態例でも、前記第１の
実施の形態例に示したカプセル型潜熱体34混在の熱媒体
を用いているので、媒体循環路３における潜熱材料36の
循環をスムーズに行わせることができ、このことから、
ポンプ18の駆動エネルギーの削減が可能であったり、ポ
ンプ18の小型化を図ることができたり、熱媒体の温度制
御が容易であったり、熱交換器16の外部放熱の無駄がな
くなって熱交換器16の効率が向上する等、前記第１の実
施の形態例同様の効果を奏することができる。

【００４６】なお、この発明は上記各実施の形態例に限
定されるものではなく、様々な実施の形態を採り得る。
例えば、上記各実施の形態例では、加熱装置４がバーナ
10を用いたバーナ燃焼加熱方式の装置構成であったが、
電気ヒータを用いた加熱方式を採用した加熱装置でもよ
く、熱媒体の潜熱材料36の融点以上に熱媒体を加熱でき
る加熱装置であれば、バーナ燃焼加熱方式以外の加熱方
式の加熱装置を用いても構わない。

【００４７】また、上記各実施の形態例では、熱媒体は
水にカプセル型潜熱体34を混在させて形成されていた
が、熱媒体を形成する液体は水だけとは限らず、他の液
体でもよく、例えば、エチルグリコールやピロピルグリ
コール等により形成される不凍液にカプセル型潜熱体34
を混在させて熱媒体を構成してもよい。上記不凍液を用
いることにより、冬期に熱媒体が凍結し媒体循環路３を
循環させることが困難となって暖房器が使用できなくな
ってしまったり、熱媒体の凍結により管路３が破損して
しまうというような問題を回避することができる。

【００４８】ところで、上記不凍液は、一般的に、水よ
りも搬送熱量が低く、不凍液だけで熱媒体を形成する
と、熱量の搬送効率が大幅に低下してしまうという問題
が生じてしまうが、上記各実施の形態例に示したカプセ
ル型潜熱体34を混在させることにより、不凍液を用いて
も熱媒体の熱量の搬送効率低下を回避することができる
という画期的な効果を奏することができる。

【００４９】さらに、上記第１の実施の形態例では、加
熱熱量制御部40は設定の加熱温度と検出熱媒体温度と吸
収熱量検出データとに基づき熱媒体が必要とする熱量を
求め、この検出熱量とバーナ10の燃焼能力データに基づ
きバーナ燃焼能力（加熱熱量）を求めるという如く２段
階で加熱装置４の加熱熱量を求め、その熱量となるよう
に加熱熱量を制御していたが、熱媒体の温度と、該温度
を有する熱媒体を設定の加熱温度まで上昇するのに必要
なバーナ燃焼能力（加熱熱量）との関係データを予め実
験や演算等により求めておき、このデータに基づき段階
を踏まずに加熱熱量を求めて加熱熱量を制御するように
してもよい。

【００５０】さらに、上記第２の実施の形態例では、前
記式（１）に示す温風温度ｔ₂は潜熱材料36の融点の近
傍温度にほぼ一定していることから定数として予め求め
データ記憶部41に与えられていたが、温風温度ｔ₂を定
数とせず、温風温度を検出するための温風温度センサを
設けて、放熱熱量検出部42は、熱媒体の循環中、検出風
量Ｗと検出空気温度ｔ₁と共に温風温度センサの検出温
風温度ｔ₂を取り込んで、それら検出値を前記式（１）
に代入し演算を行って、熱媒体の放熱熱量を検出するよ
うにしてもよい。

【００５１】さらに、上記第２の実施の形態例では、制
御装置25のデータ記憶部41に放熱熱量検出データである
演算式データが格納されており、放熱熱量検出部42は上
記演算式データを用いて演算により放熱熱量を検出して
いたが、放熱熱量検出手法は他の検出手法でもよく、例
えば、放熱ファン６の風量Ｗと放熱ファン６に取り込ま
れる空気温度ｔ₁の関係から熱媒体の放熱熱量Ｐを検出
するための表データを実験や演算等により求めて放熱熱
量検出データとしてデータ記憶部41に格納しておき、放
熱熱量検出部42は放熱ファン風量検出センサ31あるいは
放熱ファン回転数検出センサ30のセンサ出力より得られ
る検出放熱ファン風量Ｗと、空気温度センサ32の検出空
気温度ｔ₁とを取り込んで、それらの値を前記データ記
憶部41の放熱熱量検出データに照合して熱媒体の放熱熱
量Ｐを検出するようにしてもよい。

【００５２】さらに、上記各実施の形態例では制御装置
25に加熱熱量制御部40を設け、加熱装置４の加熱熱量を
制御していたが、カプセル型潜熱体34混在の熱媒体を用
いる場合には、放熱領域23で熱媒体の放熱熱量が多少増
減しても熱交換器16に戻る熱媒体の温度がほぼ一定とな
ることから、その戻り温度を有した熱媒体を設定の加熱
温度（例えば、潜熱材料36の融点より設定温度だけ高目
の温度）まで加熱するのに要する加熱装置４の加熱熱量
を予め求めておき、その一定の加熱熱量で加熱装置４が
加熱駆動するようにすれば、熱媒体をほぼ設定の加熱温
度に加熱することができるので、加熱熱量制御部40を省
略し加熱熱量制御を行わなくてもよく、制御装置25の構
成を簡易化することが可能である。

【００５３】さらにまた、上記各実施の形態例は図４に
示すシステム構成の暖房器１を例にして説明したが、本
発明の暖房器は図４のシステム構成の暖房器に限定され
るものではなく、熱媒体を用いて暖房領域の暖房を行う
ものであれば、他のシステム構成の暖房器でも構わな
い。

【００５４】

【発明の効果】この発明によれば、殻の内部空間に暖房
放熱温度領域に融点を持つ潜熱材料を収容したカプセル
型潜熱体を形成し、そのカプセル型潜熱体を液体に混在
させて熱媒体を構成したので、潜熱材料が固体の状態で
あっても媒体循環路をスムーズに循環させることができ
る。また、潜熱材料が固化して媒体循環路の内壁に付着
してしまうのを防止することができることから、潜熱材
料付着に起因した放熱効率悪化が回避され、熱媒体の保
有熱を効率良く暖房領域へ放熱でき、暖房効率向上を図
ることが可能となる。

【００５５】また、暖房放熱温度領域に融点を持つ潜熱
材料を用いているので、暖房放熱温度領域での単位質量
当たりの熱媒体放熱熱量は、潜熱材料の潜熱によって、
水の放熱熱量よりも格段に多くなり、カプセル型潜熱体
混在の熱媒体を用いて水だけの熱媒体と同程度の熱量を
放熱させる場合には加熱部から放熱部へ搬送する熱媒体
の量、つまり、搬送量を低減させることができる。この
ことより、媒体循環路のポンプの駆動エネルギーを削減
可能でポンプの小型化を図ることができる。

【００５６】さらに、上記の如く、暖房放熱温度領域に
融点を持つ潜熱材料を用いているので、放熱部で通風に
より潜熱材料に凝固の相変化を生じさせて潜熱を放熱さ
せることによって、通風を暖房放熱温度に温めることが
可能となる。このように、放熱部で潜熱材料に凝固の相
変化を生じさせるだけで暖房放熱温度の温風を暖房領域
へ吹き出すことができることから、熱媒体の温度制御を
精度良く行う必要がなくなって温度制御の構成を簡単に
することができる。さらに、上記の如く、放熱部で潜熱
材料に凝固の相変化を生じさせることによって、放熱部
での熱媒体での温度分布が均一化され、暖房放熱温度の
温風を安定して暖房領域へ供給することができる。

【００５７】さらに、前記の如く、熱媒体に潜熱材料を
用いているので、潜熱材料の融解の相変化によって加熱
部で熱媒体が吸収する熱量が水だけで熱媒体を形成した
場合に比べて非常に多くなり、熱媒体は加熱装置が発し
た熱を無駄なく吸収することが可能となり、加熱装置の
熱媒体加熱効率を向上させることができる。

【００５８】さらに、加熱熱量制御部を設け、加熱部の
出側の熱媒体温度が熱媒体の潜熱材料の融点よりも予め
定めた温度だけ高目の温度となるように加熱装置の加熱
熱量を制御する構成や、放熱熱量検出部と加熱熱量制御
部を設け、放熱熱量検出部が検出した熱媒体の放熱熱量
を補うように加熱装置の加熱熱量を制御する構成にあっ
ては、放熱部で潜熱材料に凝固の相変化を確実に生じさ
せ潜熱を放熱させることができ、暖房放熱温度の温風を
安定的に暖房領域へ供給することができる。

【００５９】さらに、熱媒体の液体を不凍液により形成
した構成にあっては、不凍液を用いることにより、冬期
に熱媒体が凍結して媒体循環路を破損してしまったり、
熱媒体が媒体循環路を循環できず暖房が行えないという
ような問題を防止することができる。さらに、不凍液
は、一般的に、水よりも搬送熱量が小さく、不凍液だけ
で熱媒体を形成すると、熱量の搬送効率が大幅に低下す
るという問題が生じるが、不凍液にカプセル型潜熱体を
混在させて熱媒体を構成することにより、カプセル型潜
熱体の潜熱材料の搬送熱量が非常に大きいので、上記問
題を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の暖房器に用いる熱媒体の一例を示す説
明図である。

【図２】第１の実施の形態例の暖房器における制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図３】第２の実施の形態例の暖房器における制御装置
の構成を示すブロック図である。

【図４】暖房器の一構成例を示すモデル図である。

【図５】潜熱材料の温度と吸収・放熱熱量の関係の一例
を示すグラフである。

【図６】水温と吸収・放熱熱量の関係の一例を示すグラ
フである。

【図７】潜熱材料を混在させた熱媒体温度と吸収熱量の
関係の一例を示すグラフである。

【符号の説明】

１暖房器３媒体循環路４加熱装置６放熱ファン 25 制御装置 26 加熱部入側温度センサ 27 加熱部出側温度センサ 30 放熱ファン回転数検出センサ 31 放熱ファン風量検出センサ 32 空気温度センサ 33 液体 34 カプセル型潜熱体 35 殻 36 潜熱材料 40 加熱熱量制御部 42 放熱熱量検出部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプ駆動により熱媒体が循環する媒体
循環路が設けられ、この媒体循環路には、循環熱媒体を
加熱し熱媒体に熱を供給する加熱装置が設けられている
加熱部と、熱媒体の保有熱を通風により暖房領域へ放熱
させる放熱ファンが設けられている放熱部とが介設され
ている暖房器において、前記媒体循環路の熱媒体は液体
に該液体に溶解しないカプセル型潜熱体を混在させて形
成され、カプセル型潜熱体は前記液体に溶解しない殻の
内部空間に暖房放熱温度領域で液体から固体への相変化
を行う潜熱材料を収容する構成としたことを特徴とする
暖房器。
【請求項２】媒体循環路には加熱部に流れ込む熱媒体
の温度を検出する加熱部入側温度センサと加熱部から流
れ出る熱媒体の温度を検出する加熱部出側温度センサの
うち、少なくともいずれか一方が設けられ、前記センサ
のセンサ出力を取り込んで加熱部の出側の熱媒体温度が
カプセル型潜熱体の潜熱材料の融点よりも予め定めた温
度だけ高めの温度となるように加熱装置の加熱熱量を求
めて加熱装置の加熱熱量を制御する加熱熱量制御部を設
ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の暖房
器。
【請求項３】放熱ファンのファン回転数を検出する放
熱ファン回転数検出センサと放熱ファンのファン風量を
検出する放熱ファン風量検出センサのうち、少なくとも
いずれか一方が設けられ、放熱ファンの回転により放熱
ファンが取り込む空気温度を検出する空気温度センサが
設けられ、前記放熱ファン回転数検出センサあるいは放
熱ファン風量検出センサのセンサ出力と、空気温度セン
サのセンサ出力とに基づいて放熱ファンの回転による通
風により放熱部の熱媒体が放熱する放熱熱量を求める放
熱熱量検出部と、該放熱熱量検出部の検出放熱熱量を補
う熱量を加熱部の熱媒体に供給するための加熱装置の加
熱熱量を求めて加熱装置の加熱熱量を制御する加熱熱量
制御部とを設ける構成としたことを特徴とする請求項１
記載の暖房器。
【請求項４】熱媒体の液体は不凍液により形成される
構成としたことを特徴とする請求項１又は請求項２又は
請求項３記載の暖房器。