JPS646371B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ヒートパイプを利用して屋外の熱
または高温側の室内の熱を暖房を必要とする室内
に移送する建物の温度調節装置に関する。

一般の建物では、太陽光を直接受ける南側の室
内は暖かく、北側の室内は冷たいのが普通であ
り、南側の室内の熱を北側の室内に移送する場
合、従来は、ブロワを使用して南側の室内の暖か
い空気を北側の室内に送つている。したがつて、
ブロワを駆動するために電気動力が必要であり、
ブロワの駆動によつて騒音が発生する。また、ブ
ロワは温度に関係なく一定の空気を送り、ブロワ
を自動的に制御するのは困難である。そして、ブ
ロワによつて空気を送るものであるから、熱と同
時ににおいなども送られ、しかも、暖かい空気を
送り出す南側の室内は負圧になるため、冷たい隙
間風が入るおそれがある。さらに、空気を送るた
めのダクト配管工事が大変であり、また、ダクト
を保温する必要がある。

この発明の目的は、屋外の熱または高温側の室
内の熱を動力を使用せずに暖房を必要とする室内
に自動的に移送することができ、しかも必要に応
じて熱の移送を停止できる建物の温度調節装置を
提供することにある。

この発明による温度調節装置は、建物の屋外側
または高温側の室内に配置されヒートパイプ蒸発
部を構成する中空吸熱パネルと、建物の暖房を必
要とする室内に配置されヒートパイプ凝縮部を構
成する中空放熱パネルと、吸熱パネルと放熱パネ
ルの上部同志を連結するガス移送管と、吸熱パネ
ルと放熱パネルの下部同志を連結する凝縮液移送
管と、これらの内部に封入された作動流体とから
なるループ状のヒートパイプを備えており、凝縮
液移送管に作動制御弁が設けられ、作動制御弁が
閉じたときに凝縮液移送管の作動制御弁より放熱
パネル側の部分、放熱パネルおよびガス移送管に
凝縮した全作動流体を収容しうるように、ガス移
送管が放熱パネル側が低い傾斜状に配置されるこ
とを特徴とするものである。

この発明による温度調節装置は、上記のような
ループ状のヒートパイプを備えているので、次の
ように、屋外の熱または高温側の室内の熱を暖房
を必要とする室内に自動的に移送することがで
き、しかも必要に応じて熱の移送を停止できる。
すなわち、作動制御弁を開くことにより、ヒート
パイプは正常に作動し、作動流体は、吸熱パネル
内で屋外または高温側の室内の熱を吸収して蒸発
し、ガス移送管を通つて放熱パネル内に移動し、
放熱パネル内で暖房を必要とする室内に放熱して
凝縮し、凝縮液移送管および作動制御弁を通つて
吸熱パネル内に戻るサイクルを繰返す。そして、
これにより、屋外または高温側の室内の熱が暖房
を必要とする室内に連続的に移送される。そし
て、作動制御弁を閉じることにより、吸熱パネル
内で蒸発した作動流体はガス移送管を通つて放熱
パネル内に移動し、放熱パネル内で凝縮した作動
流体は放熱パネル側に溜まり吸熱パネル内に戻る
ことがない。このため、やがて全作動流体が凝縮
液移送管の作動制御弁より放熱パネル側の部分、
放熱パネルおよびガス移送管に溜まつて吸熱パネ
ル内には作動流体がなくなり、これによりヒート
パイプの作動すなわち熱の移送が停止する。この
ように、作動制御弁を開閉するだけのきわめて簡
単な操作により、熱の移送を行なつたり停止した
りすることができる。また、この発明による温度
調節装置は、ヒートパイプを利用するものである
から、動力を必要とせず、騒音を発生することも
ない。さらに、従来のように高温側の室内の暖か
い空気を暖房を必要とする室内に移送するもので
はなく、ヒートパイプによつて熱だけを移送する
ものであるから、においなどを同時に送るような
ことがなく、また、高温側の室内が負圧になるこ
とがなく、したがつて、隙間風が入るようなおそ
れがない。また、空気を送るものではないから、
ダクトが不要である。

以下図面を参照してこの発明の実施例を説明す
る。

第１図は建物１の南側（高温側）の室２と暖房
を必要とする北側の室３との間に設けられた温度
調節装置を示し、この装置は、南側の室２の壁４
の内面に配置され内部にウイツク５が入れられて
ヒートパイプ蒸発部を構成する中空吸熱パネル６
と、北側の室３の壁７の内面に配置されヒートパ
イプ凝縮部を構成する中空放熱パネル８と、吸熱
パネル６と放熱パネル８の上部同志を連結するガ
ス移送管９と、吸熱パネル６と放熱パネル８の下
部同志を連結する凝縮液移送管１０と、これらの
内部に封入された作動流体（図示略）とからなる
ループ状のヒートパイプを備えているものであ
る。

吸熱パネル６は、第２図に詳細に示すように、
１枚の垂直状の吸熱シート１１に複数の垂直状の
チユーブ１２が接合されたチユーブオンシートに
よつて構成されており、これらのチユーブ１２の
上端はガス移送管９の水平ヘツダパイプ１３の下
部に接続され、同下端は凝縮液移送管１０の水平
ヘツダパイプ１４の上部に接続されている。各チ
ユーブ１２内の上側約2/3の範囲にたとえばグラ
スウールよりなる綿状のウイツク５が充填されて
おり、ウイツク５の下部は通常の作動時にチユー
ブ１２内にある液状の作動流体の液面位置（この
場合はチユーブ１２の高さの約1/2の位置）より
下側にある。また、第３図に詳細に示すように、
ウイツク５の上端はチユーブ１２内のヘツダパイ
プ１３より少し（たとえば約20mm）下側の位置に
ある。

放熱パネル８は、ウイツクのないものであり、
この点を除いて吸熱パネル６とほぼ同様に構成さ
れている。

凝縮液移送管１０は、たとえば床１５の下方
に、水平または吸熱パネル６側が低い傾斜状に配
置されている。水平に対する凝縮液移送管１０の
傾斜角度（α）は、０〜60゜であり、第１図には
少し誇張して示しているが、通常は約3゜である。
また、凝縮液移送管１０には、作動制御弁１６が
設けられている。

ガス移送管９は、たとえば天井１７の上方に、
放熱パネル８側が低い傾斜状に配置されている。
ガス移送管９の内径および水平に対する傾斜角度
（β）は、作動制御弁１６が閉じたときに凝縮液
移送管１０の作動制御弁１６より放熱パネル８側
の部分、放熱パネル８およびガス移送管９に凝縮
した全作動流体を収容しうるように決められる。
そして、この傾斜角度は、45゜以下であり、第１
図には少し誇張して示しているが、通常は0.5〜
1゜程度である。

なお、図示は省略したが、２つの移送管９，１
０は断熱材で覆われている。また、南北の室２，
３の間には、廊下１８が設けられている。

上記の建物１では、南側の室２内は太陽光を直
接受けるので比較的高温になり、北側の室３内は
比較的低温になる。そして、温度調節室内によ
り、次のように南側の室２内の熱が北側の室３内
に自動的に移送され、これらの室２，３の温度調
節が行なわれる。

すなわち、熱の移送を行なうときは、作動制御
弁１６を開いておく。このようにすれば、ヒート
パイプ内の作動流体は、ウイツク５の毛細管作用
によつて吸熱パネル内全体に行渡り、南側の室２
内の熱を吸収して蒸発する。吸熱パネル６内にお
いて蒸発したガス状の作動流体は、ガス移送管９
を通つて放熱パネル８内に移動し、北側の室３内
に放熱して凝縮する。放熱パネル８内において凝
縮した作動流体は、パネル８内を流下したのち凝
縮液移送管１０および作動制御弁１６を通つて吸
熱パネル内に戻り、再びウイツク５の毛細管作用
によつて吸熱パネル６内全体に行渡り、上記同様
に循環する。そして、このようにヒートパイプが
作動することにより、南側の室２内の熱が北側の
室３内に連続的に移送され、冬季には南側の室２
内から移送される熱によつて北側の室３内の暖房
を行なうことができ、夏季には北側の室３内に熱
を移送することによつて南側の室２内の冷房を行
なうことができる。このとき、吸熱パネル６の内
部にウイツク５が入れられているので、ヒートパ
イプの能が向上する。第４図および第５図は、ウ
イツクがある場合とウイツクがない場合の比較試
験結果を示しており、横軸は吸熱パネル６の部分
と放熱パネル８の部分の間の温度差（℃）、縦軸
は熱移送量（kcal／ｈ）をれぞれ表わしている。
そして、第４図は水平に対する凝縮液移送管１０
の傾斜角度（α）が0゜の場合、第５図はこの傾斜
角度（α）が3゜の場合をそれぞれ示しており、い
ずれの場合もウイツクがある方が熱移送量が大き
いことがわかる。また、凝縮液移送管１０を吸熱
パネル６側がわずかに低い傾斜状に配置すること
により、ヒートパイプの性能が向上する。第６図
は、水平に対する凝縮液移送管１０の傾斜角度
（α）が0゜の場合と3゜の場合をウイツクがあるも
のについて比較した試験結果を示しており、横軸
および縦軸は第４図および第５図と同じである。
第６図より、傾斜角度（α）が3゜の方が傾斜角度
（α）が0゜のものに比べて熱移送量が大きいこと
がわかる。なお、最大の熱移送効率は傾斜角度
（α）が60゜のときに発生する。

熱の移送を停止するときは、作動制御弁１６を
閉じておく。このようにすれば、吸熱パネル６内
で蒸発した作動流体はガス移送管９を通つて放熱
パネル８内に移動し、放熱パネル８内で凝縮した
作動流体は放熱パネル８側に溜まり吸熱パネル６
内に戻ることがない。このため、やがて全作動流
体が凝縮液移送管１０の作動制御弁１６より放熱
パネル８側の部分、放熱パネル８およびガス移送
管９に溜まつて吸熱パネル６内には作動流体がな
くなり、これによりヒートパイプの作動すなわち
熱の移送が停止する。

吸熱パネル６は、屋外側たとえば建物の南側の
壁の外面などに配置されてもよい。このようにす
れば、冬季の日中の日射のある間など、作動制御
弁１６を開いておくことにより、太陽熱を室内に
連続的に移送して、室内の暖房を行なうことがで
きる。そして、冬季の夜間などは、作動制御弁１
６を閉じておくことにより、室内から屋外への放
熱損失を非常に少なくすることができる。また、
夏季など暖房を必要としないときは、作動制御弁
１６を閉じておくことにより、ヒートパイプの作
動すなわち屋外から室内への熱の移送を停止し
て、太陽熱による室内の温度上昇を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明の実施例を示し、第１図は建物
の温度調節装置を示す側面図、第２図は温度調節
装置の吸熱パネルの部分を拡大して示す部分切欠
き正面図、第３図は第２図の一部分を拡大して示
す図面、第４図および第５図はウイツクがある場
合とウイツクがない場合の比較試験結果を示すグ
ラフ、第６図は水平に対する凝縮液移送管の傾斜
角度を変えた場合の比較試験結果を示すグラフで
ある。 １……建物、２……南側（高温側）の室、３…
…暖房を必要とする北側の室、６……吸熱パネ
ル、８……放熱パネル、９……ガス移送管、１０
……凝縮液移送管、１６……作動制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 建物１の屋外側または高温側の室２内に配置
   されヒートパイプ蒸発部を構成する中空吸熱パネ
   ル６と、建物１の暖房を必要とする室３内に配置
   されヒートパイプ凝縮部を構成する中空放熱パネ
   ル８と、吸熱パネル６と放熱パネル８の上部同志
   を連結するガス移送管９と、吸熱パネル６と放熱
   パネル８の下部同志を連結する凝縮液移送管１０
   と、これらの内部に封入された作動流体とからな
   るループ状のヒートパイプを備えており、凝縮液
   移送管１０に作動制御弁１６が設けられ、作動制
   御弁１６が閉じたときに凝縮液移送管１０の作動
   制御弁１６より放熱パネル８側の部分、放熱パネ
   ル８およびガス移送管９に凝縮した全作動流体を
   収容しうるように、ガス移送管９が放熱パネル８
   側が低い傾斜状に配置されることを特徴とするヒ
   ートパイプを利用した建物の温度調節装置。