WO2022230515A1 - 空調パネル - Google Patents

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拓樹 中村
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Yazaki Energy System Corp
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    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/62—Absorption based systems

Definitions

  • the present invention relates to air conditioning panels.
  • an absorption refrigeration panel in which an absorption refrigeration machine is configured in a panel shape has been proposed (see Patent Documents 1 and 2, for example).
  • This absorption refrigeration panel has an absorber and a condenser formed on one side of the panel, and an evaporator formed on the other side of the panel. Since such an adsorption type refrigeration panel is configured in a panel shape, it can be used as a building material such as walls and ceilings, and can be used as a building material having an air conditioning function.
  • the heat collectors and regenerators that need to be exposed to sunlight are preferably formed near the surface of one or the other side of the panel.
  • it is necessary to provide an absorber it becomes a competition for area due to these, and the structure becomes complicated and sufficient performance cannot be obtained.
  • the heat collector and regenerator are placed on one side exposed to sunlight, and the evaporator is placed on the other side facing the room.
  • the condenser since it is preferable that the condenser is not heated, if it is installed on the other side like the evaporator, the condensation heat will be discarded in the room and the area of the evaporator will be reduced, resulting in insufficient air conditioning effect. It is hard to say that it is difficult to obtain and that sufficient performance is exhibited.
  • the condenser is provided on the heat collector and regenerator side, the condenser will also be exposed to the sunlight, resulting in a decrease in condensation efficiency, so it is difficult to say that sufficient performance is exhibited.
  • the present disclosure has been made in order to solve such problems, and the purpose thereof is to solve the problem due to the scramble for the area, and to provide an air conditioning panel that can exhibit more sufficient performance. is to provide
  • the air-conditioning panel according to the present disclosure is an air-conditioning panel that is formed in a panel shape to obtain an air-conditioning effect, has an absorbent that absorbs vapor refrigerant or an adsorbent that adsorbs vapor refrigerant, and absorbs or adsorbs by heating with sunlight a regenerative absorber that releases the vapor refrigerant discharged from the regenerative absorber; a condenser that liquefies the vapor refrigerant discharged from the regenerative absorber into liquid refrigerant; and an evaporator that evaporates the liquid refrigerant from the condenser,
  • the regenerative absorber and the condenser are formed on one side of the panel that is exposed to sunlight, and the evaporator is formed on the other side of the panel that is opposite to the one side of the panel.
  • a first portion on one side of the panel corresponding to the absorber is treated to have a solar absorptivity of 80% or more and a far-infrared emissivity of 80% or more.
  • the second portion is treated to have a solar reflectance of 80% or more.
  • an air-conditioning panel capable of solving the problem of area competition and exhibiting more sufficient performance.
  • FIG.1 (a) has shown the perspective state of one surface side
  • FIG.1(b) has shown the perspective state of the other surface side.
  • FIG.2 (a) showed the perspective view
  • FIG.2(b) has shown the side view.
  • FIG.3 (a) shows the perspective view
  • FIG.3(b) has shown the side view.
  • FIG. 1 is a perspective view showing an air conditioning panel according to an embodiment
  • Fig. 1(a) shows a perspective view of one side
  • Fig. 1(b) shows a perspective view of the other side.
  • FIG. 1 shows an example in which the air-conditioning panel is used on a vertical surface, it may be used on an inclined surface or a horizontal surface.
  • the air-conditioning panel 1 is formed by bending and welding a plate material so as to have an approximately panel-like appearance. , a condenser 20, an evaporator 30, a latent heat storage material 40, a heat insulating cover 50, various flow paths R1 to R3, and various valves V1 to V3, HV1, and HV2.
  • the regenerative absorber 10 is provided on one side of the panel that is exposed to sunlight, and contains an absorbent (such as lithium bromide) that absorbs the vapor refrigerant (such as water vapor) or an adsorbent (such as silica gel) that adsorbs the vapor refrigerant. have at least one.
  • the regenerated absorber 10 functions as an absorber that absorbs and adsorbs vapor refrigerant by being provided with an absorbent or an adsorbent.
  • the regenerative absorber 10 is heated to, for example, around 100° C. or more by exposing one panel side to sunlight during the day, and releases the absorbed or adsorbed vapor refrigerant. Therefore, the regenerative absorber 10 functions as a regenerator that releases the refrigerant vapor when one surface of the panel is exposed to sunlight.
  • the first portion P1 on one side of the panel corresponding to the regenerated absorber 10 is treated to have a solar absorptivity of 80% or more. Due to such treatment, the regenerative absorber 10 is exposed to sunlight during the day and heated to around 100° C. or more. Further, the first portion P1 is processed to have a far-infrared emissivity of 80% or more. Such treatment enables the regenerated absorber 10 to discard the heat of absorption during the night. Examples of the treatment that achieves both a solar absorptance of 80% or more and a far-infrared emissivity of 80% or more include black enamel processing, and in this embodiment, the first portion P1 is subjected to black enamel processing.
  • the first vapor refrigerant flow path R1 is a flow path that connects the regenerative absorber 10 and the condenser 20.
  • the first vapor refrigerant flow path R1 is provided so as to be exposed to the outside from the panel-shaped body portion 1a, but is not limited to this, and is housed inside the body portion 1a. may be provided.
  • the first check valve V1 is provided in the first vapor refrigerant flow path R1 and prevents backflow of liquid refrigerant (e.g., water) or vapor refrigerant (e.g., water vapor) from the condenser 20 to the regenerative absorber 10.
  • . 2A and 2B are configuration diagrams showing the details of the first check valve V1 shown in FIG. 1, FIG. 2A showing a perspective view and FIG. 2B showing a side view.
  • plate material shall be made thicker than FIG.2(a) for the relationship of illustration, and it shall illustrate.
  • the first check valve V1 is provided so as to be able to open and close, for example, the terminal end E (downstream end) of the first vapor refrigerant flow path R1. It comprises members B1, B2 and a motion plate MP.
  • the two base materials B1 and B2 are plate materials that are separated by rotation with an angle ⁇ .
  • the first base material B1 is formed with an opening O1 having a size corresponding to the diameter of the first vapor refrigerant flow path R1, and the opening O1 is connected to the terminal end E of the first vapor refrigerant flow path R1. state.
  • the second base material B2 is a plate material without openings.
  • the second base material B2 may have an opening or the like.
  • the motion plate MP is a plate member that comes into contact with the first base member B1 in the basic state and closes the opening O1 of the first base member B1.
  • the release of vapor refrigerant will increase the pressure in the regenerative absorber 10 creating a pressure differential with the condenser 20 .
  • the motion plate MP separates from the first base member B1 due to the pressure difference and rotates (contacts) toward the second base member B2.
  • the first check valve V1 is open during the day.
  • the regenerated absorber 10 is not heated and the pressure difference does not occur. Therefore, the first check valve V1 is closed.
  • the first check valve V1 prevents the liquid refrigerant in the condenser 20 from returning to the regenerative absorber 10 in the evening and at night, and also prevents the liquid refrigerant from vaporizing and returning to be re-absorbed and re-adsorbed by the absorbing liquid or adsorbent. Acts as a deterrent.
  • the condenser 20 introduces the vapor refrigerant from the regenerative absorber 10 and liquefies the vapor refrigerant into a liquid refrigerant.
  • This condenser 20 is provided on one side of the panel exposed to sunlight.
  • the second portion P2 on one side of the panel corresponding to the condenser 20 is treated to have a solar reflectance of 80% or more, more preferably a solar reflectance of 80% or more and far infrared radiation
  • the processing is performed so that the ratio is 80% or more (see FIG. 1(a)). Through such treatment, the condenser 20 is maintained in a temperature range of, for example, 40° C. to 50° C.
  • White enamel processing is mentioned as the processing for making the solar reflectance of 80% or more and the far-infrared emissivity of 80% or more, and in the present embodiment, the second portion P2 is subjected to the white enamel processing.
  • a black enamel and a white enamel are applied to the same surface of the main body 1a. Therefore, on one side, both black and white enamel glazes can be applied and then simultaneously fired, so that both treatments can be performed.
  • the liquid refrigerant flow path R2 is a flow path that connects the condenser 20 and the evaporator 30.
  • the liquid refrigerant flow path R2 is provided so as to be exposed to the outside from the panel-shaped body portion 1a, but is not limited to this, and is provided inside the body portion 1a. good too.
  • the first temperature control valve HV1 is a valve that opens and closes according to the ambient temperature, and is provided for the liquid refrigerant flow path R2.
  • 3A and 3B are configuration diagrams showing the details of the first temperature control valve HV1 shown in FIG. 1, FIG. 3A showing a perspective view and FIG. 3B showing a side view.
  • plate material shall be thickened rather than FIG.3(a) for the relationship of illustration, and it shall illustrate.
  • the first temperature control valve HV1 is provided, for example, so as to be able to open and close the starting end S (upstream end) of the liquid refrigerant flow path R2. It comprises two base members HB1, HB2, a temperature magnet TM, and an action plate HMP.
  • the two base materials HB1 and HB2 are plate materials that are separated by rotation with an angle ⁇ .
  • the first base material HB1 is formed with an opening O2 having a size corresponding to the diameter of the liquid refrigerant flow path R2, and the opening O2 is connected to the starting end S of the liquid refrigerant flow path R2.
  • the second base material HB2 is a plate material without openings. Note that the second base material HB2 may have an opening or the like.
  • the temperature magnet TM is provided on the second base material HB2, and is composed of a permanent magnet TM1, a temperature-sensitive ferrite TM2, and a soft iron yoke TM3.
  • the temperature-sensitive ferrite TM2 becomes a non-magnetic material above the Curie temperature (specific temperature (for example, 40° C.)) and becomes a magnetic material below the Curie temperature.
  • This temperature sensitive ferrite TM2 is interposed between the permanent magnet TM1 and the soft iron yoke TM3. Therefore, the temperature magnet TM exerts a magnetic force on the surroundings when the temperature is below the specific temperature, and does not apply the magnetic force on the surroundings when the temperature is above the specific temperature.
  • the operation plate HMP is a plate member made of a magnetic material that comes into contact with the first base member B1 in the basic state and closes the starting end portion S of the liquid refrigerant flow path R2.
  • the temperature magnet TM since the temperature inside the condenser 20 is maintained at 40° C. or higher during the daytime, the temperature magnet TM does not exert a magnetic force. Therefore, the motion plate HMP comes into contact with the first base member HB1 to close the liquid refrigerant flow path R2.
  • the temperature inside the condenser 20 drops below 40° C. at night, the temperature magnet TM exerts a magnetic force on the surroundings. Therefore, the operation plate HMP made of a magnetic material is separated from the first base material HB1 to open the liquid refrigerant flow path R2.
  • the second check valve (first vapor refrigerant check valve) V2 is provided in the liquid refrigerant flow path R2 and prevents the vapor refrigerant from flowing back from the evaporator 30 to the condenser 20 (Fig. 1(b)). )reference).
  • the second check valve V2 is similar to the first check valve V1, and is provided so as to be able to open and close the terminal end of the liquid refrigerant flow path R2, and has two base members and an operation plate. , and is configured to open and close by the pressure difference.
  • the evaporator 30 is provided on the other side (indoor side) that is not exposed to the sunlight, and evaporates the liquid refrigerant from the condenser 20, thereby taking evaporation heat from the other side of the panel and achieving a cooling effect. It works.
  • the inside of the evaporator 30 is, for example, in a vacuum state, so that even if the liquid refrigerant is at room temperature, it can evaporate. Therefore, the liquid refrigerant from the condenser 20 evaporates in the evaporator 30 to cool the other side.
  • a second vapor refrigerant flow path (vapor refrigerant flow path) R3 is a flow path that connects the evaporator 30 and the regenerated absorber 10 .
  • the second vapor refrigerant flow path R3 is provided so as to be exposed to the outside from the panel-shaped body portion 1a, but is not limited to this, and is housed inside the body portion 1a. may be
  • the second temperature control valve HV2 is a valve that opens and closes according to the ambient temperature, and is provided in the second vapor refrigerant flow path R3.
  • the second temperature control valve HV2 is similar to the first temperature control valve HV1, and is provided, for example, so as to be able to open and close the starting end of the second vapor refrigerant flow path R3. with a plate.
  • the two base materials, the temperature magnet, and the operation plate are the same as those of the first temperature control valve HV1, but the combination of the Curie temperature of the temperature-sensitive ferrite, the permanent magnet, the temperature-sensitive ferrite, and the soft iron yoke is different.
  • the Curie temperature of the temperature-sensitive ferrite in the second temperature control valve HV2 is set to about 23° C. (specified temperature), and the second temperature control valve HV2 operates at an ambient temperature of 23° C. or higher in the second vapor refrigerant flow path.
  • R3 is opened, and when the ambient temperature is less than 23° C., the second vapor refrigerant flow path R3 is closed.
  • the third check valve (second vapor refrigerant check valve) V3 is provided in the second vapor refrigerant flow path R3 and prevents the vapor refrigerant from flowing back from the regenerative absorber 10 to the evaporator 30.
  • This third check valve V3 is the same as the first check valve V1, and is provided so as to be able to open and close the terminal end of the second vapor refrigerant flow path R3, and consists of two base members and an operation plate. and is configured to open and close by a pressure difference.
  • the flow paths R1 to R3 are tubular, but one or more of the flow paths R1 to R3 may not be tubular, and simply secure a path for the vapor refrigerant or the liquid refrigerant. There may be.
  • the latent heat storage material 40 has a phase change temperature (melting point and freezing point) within a specific temperature range (for example, around 23°C).
  • a specific temperature range for example, around 23°C.
  • the latent heat storage material 40 is provided on the other side of the panel from the evaporator 30 . Therefore, for example, when the air conditioning panel 1 is used as a building material, if the room temperature is above a specific temperature range, the room will be cooled by the latent heat storage material 40, and the evaporator 30 will dissipate the heat of the latent heat storage material 40. It will function as something that takes away and solidifies.
  • the heat insulating cover 50 is a light-transmitting film material covering the first portion P1, and corresponds to, for example, an ETFE (Ethylene Tetra Fluoro Ethylene) film.
  • ETFE Ethylene Tetra Fluoro Ethylene
  • the first portion P1 corresponding to the regenerated absorber 10 is provided with black enamel and has a solar absorptivity of 80% or more.
  • the regenerated absorber 10 is heated to, for example, 100° C. or higher, and the absorbing liquid and adsorbent in the regenerated absorber 10 release vapor refrigerant. do.
  • the release of vapor refrigerant increases the pressure within the regenerative absorber 10 and creates a pressure differential between the regenerative absorber 10 and the condenser 20 .
  • the first check valve V1 provided in the first vapor refrigerant flow path R1 is opened, and the vapor refrigerant passes through the first vapor refrigerant flow path R1 and reaches the condenser 20.
  • the condenser 20 even if one side of the panel of the air conditioning panel 1 is exposed to sunlight during the daytime, the second portion P2 is covered with a white enamel so that the solar reflectance is 80% or more and the far-infrared emissivity is 80% or more. 80% or more. Therefore, the inside of the condenser 20 is maintained at about 40.degree. C. to 50.degree. Accordingly, the vapor refrigerant from the regenerated absorber 10 is liquefied in the condenser 20 to become liquid refrigerant.
  • the first temperature control valve HV1 since the temperature inside the condenser 20 does not drop below 40°C during the daytime, the first temperature control valve HV1 remains closed. Therefore, the liquid refrigerant accumulates in the condenser 20 without going to the evaporator 30 . In addition, since regeneration is being performed in the regenerated absorber 10 during the daytime, the pressure inside the regenerated absorber 10 is high, the third check valve V3 is closed, and the evaporator 30 does not function. .
  • regeneration is performed in the regeneration absorber 10 during the daytime, and liquid refrigerant accumulates in the condenser 20 . If the room temperature is 23° C. or higher during the daytime, the latent heat storage material 40 cools the interior of the room.
  • the inside of the evaporator 30 is in a vacuum state. Therefore, the liquid refrigerant in the evaporator 30 evaporates at night.
  • the second temperature control valve HV2 is in an open state.
  • the third check valve V3 is also opened, and the vapor refrigerant generated in the evaporator 30 reaches the regeneration absorber 10.
  • the vapor refrigerant that has reached the regenerative absorber 10 is absorbed and adsorbed by the absorbing liquid or adsorbent in the regenerative absorber 10 .
  • black enamel is applied to the first portion P1, and the far-infrared emissivity is set to 80% or more. Therefore, the heat of absorption/adsorption is released favorably.
  • the latent heat storage material 40 is cooled by evaporation in the evaporator 30 . Therefore, even if the latent heat storage material 40 is in a molten state during the daytime, it will be in a solidified state again, and the cooling effect to the indoor side will be restored.
  • the heat transfer from the latent heat storage material 40 to the liquid refrigerant is much faster than the heat transfer from the indoor air to the latent heat storage material 40 . Therefore, even if the air-conditioning panel 1 is equipped with an amount of latent heat storage material 40 that can cool the room for several days, if the evaporator 30 evaporates for only several hours at night, the latent heat storage material 40 will be substantially all of the material. returns to a solid state.
  • the regenerative absorber 10 has an absorption liquid or an adsorbent that absorbs and adsorbs the vapor refrigerant, and releases the vapor refrigerant when exposed to sunlight. Since it is provided, it can be regenerated by being exposed to sunlight, and can be absorbed and adsorbed when it is not exposed to sunlight. It can be used effectively.
  • the regenerative absorber 10 and the condenser 20 are formed on one side of the panel that is exposed to sunlight, and the evaporator 30 is formed on the other side of the panel that is opposite to the one side of the panel, evaporation It is possible to prevent the area of the container 30 from being reduced due to the presence of the condenser 20 and the reduction of the air conditioning effect due to the disposal of the heat of condensation.
  • the first portion P1 corresponding to the regenerative absorber 10 has a solar absorptivity of 80% or more.
  • the second portion P2 corresponding to the condenser 20 is treated to have a solar reflectance of 80% or more. It is possible to achieve a configuration in which regeneration and absorption are performed and a decrease in condensation efficiency in the condenser 20 is suppressed. Therefore, it is possible to solve the problem due to the area competition and to exhibit more sufficient performance.
  • black enamel is formed in the first portion P1, a solar absorptivity of 80% or more and a far-infrared emissivity of 80% or more can be achieved by enamel processing.
  • the second portion P2 is formed with white enamel, a solar reflectance of 80% or more can be achieved by enamel processing.
  • both the first part P1 and the second part P2 can be formed by simultaneous firing, which also contributes to the simplification of the manufacturing process. can.
  • the second check valve V2 is provided to prevent backflow of vapor refrigerant from the evaporator 30 toward the condenser 20, the vapor refrigerant generated in the evaporator 30 is prevented from returning to the condenser 20 at night. to properly feed the regenerative absorber 10 with vapor refrigerant. Therefore, it is possible to contribute to performing an appropriate air conditioning operation.
  • the third check valve V3 is provided to prevent backflow of the vapor refrigerant from the regenerative absorber 10 to the evaporator 30, the vapor refrigerant generated in the regenerative absorber 10 evaporates during the daytime hours exposed to sunlight.
  • the vapor refrigerant can be properly sent to the condenser 20 by preventing it from going to the condenser 30 . Therefore, it is possible to contribute to performing an appropriate air conditioning operation.
  • the latent heat storage material 40 is provided in the above embodiment, the latent heat storage material 40 may not be provided if the cooling effect is desired only at night.
  • the first and second temperature control valves HV1 and HV2 using the temperature magnet TM are provided, but the present invention is not limited to this, and further includes a temperature sensor and a control section.
  • the temperature control valves HV1 and HV2 may be opened and closed by the controller according to the temperature detected by the temperature sensor.
  • Air conditioning panel 1a Main body 10: Regenerative absorber 20: Condenser 30: Evaporator 40: Latent heat storage material 50: Heat insulating cover B1: First base material O1: Opening B2: Second base material MP: Operation plate HB1: first base material O2: opening HB2: second base material HMP: action plate HV1: first temperature control valve HV2: second temperature control valve P1: first portion P2: second portion R1: first vapor refrigerant Flow path R2: liquid refrigerant flow path R3: second vapor refrigerant flow path (vapor refrigerant flow path) S: Start end E: End end TM: Temperature magnet TM1: Permanent magnet TM2: Temperature-sensitive ferrite TM3: Soft iron yoke V1: First check valve V2: Second check valve (first vapor refrigerant check valve) V3: Third check valve (second vapor refrigerant check valve)

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  • Air Filters, Heat-Exchange Apparatuses, And Housings Of Air-Conditioning Units (AREA)

Abstract

空調パネル（１）は、蒸気冷媒を吸収する吸収液又は蒸気冷媒を吸着する吸着剤を有し、太陽光による加熱によって吸収又は吸着した蒸気冷媒を放出する再生吸収器（１０）と、再生吸収器（１０）において放出された蒸気冷媒を液化して液冷媒とする凝縮器（２０）と、凝縮器（２０）からの液冷媒を蒸発させる蒸発器（３０）とを備え、再生吸収器（１０）と凝縮器（２０）とは、太陽光に晒されるパネル一面側に形成され、蒸発器（３０）は、パネル他面側に形成され、再生吸収器（１０）に対応するパネル一面側の第１部位（Ｐ１）には、日射吸収率８０％以上であって、遠赤外線放射率が８０％以上となる処理が施され、凝縮器（２０）に対応するパネル一面側の第２部位（Ｐ２）には、日射反射率８０％以上となる処理が施されている。

Description

空調パネル
　本発明は、空調パネルに関する。
　従来、吸収式冷凍機をパネル状に構成した吸収式冷凍パネルが提案されている（例えば特許文献１，２参照）。この吸収式冷凍パネルは、パネルの一方の面側に吸収器及び凝縮器が形成されており、他方の面側に蒸発器が形成されている。このような吸着式冷凍パネルは、パネル状に構成されていることから壁や天井等の建築材等として用いることが可能となり、空調機能を有する建築材等とすることができる。
日本国特許第６５５２４２５号公報 日本国特許第６６８３８６１号公報
　このような吸着式冷凍パネルにおいて太陽熱をエネルギー源とする場合に、集熱再生器についてもパネル面に設けることが考えられる。この場合、太陽光に晒される必要がある集熱再生器はパネルの一方又は他方の面の表面付近に形成されることが好ましい。また、空調効果を得るための蒸発器や凝縮熱を破棄する必要がある凝縮器についてもパネルの表面付近に設けることが好ましい。加えて、吸収器も設ける必要があることから、これらによる面積の取り合いとなって構成が複雑化したり充分な性能が得られなかったりする。
　特に、吸着式冷凍パネルを建築材として用いる場合、集熱再生器は太陽光に晒される一面側に配置され、蒸発器は室内に向いた他面側に配置される。この場合において、凝縮器は加熱されないことが好ましいことから、蒸発器と同様に他面側に設けるとすると、凝縮熱が室内に破棄されると共に蒸発器の面積を減じてしまい充分な空調効果を得難く、充分な性能が発揮されるとは言い難い。一方で、凝縮器を集熱再生器側に設けるとすると、凝縮器についても太陽光に晒されることとなって凝縮効率の低下を招くことから、充分な性能が発揮されるとは言い難い。
　本開示は、このような問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、面積の取り合いによる問題の解消を図ると共に、より充分な性能を発揮することが可能な空調パネルを提供することにある。
　本開示に係る空調パネルは、パネル状に形成され空調効果を得る空調パネルであって、蒸気冷媒を吸収する吸収液又は蒸気冷媒を吸着する吸着剤を有し、太陽光による加熱によって吸収又は吸着した蒸気冷媒を放出する再生吸収器と、前記再生吸収器において放出された蒸気冷媒を液化して液冷媒とする凝縮器と、前記凝縮器からの液冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、前記再生吸収器と前記凝縮器とは、太陽光に晒される側となるパネル一面側に形成され、前記蒸発器は、前記パネル一面とは反対面となるパネル他面側に形成され、前記再生吸収器に対応するパネル一面側の第１部位には、日射吸収率８０％以上であって、遠赤外線放射率が８０％以上となる処理が施され、前記凝縮器に対応するパネル一面側の第２部位には、日射反射率８０％以上となる処理が施されている。
　本開示によれば、面積の取り合いによる問題の解消を図ると共に、より充分な性能を発揮することが可能な空調パネルを提供することができる。
実施形態に係る空調パネルを示す斜視図であり、図１（ａ）は一面側の斜視状態を示し、図１（ｂ）は他面側の斜視状態を示している。 図１に示した第１逆止弁の詳細を示す構成図であり、図２（ａ）は斜視図を示し、図２（ｂ）は側面図を示している。 図１に示した第１温度制御弁の詳細を示す構成図であり、図３（ａ）は斜視図を示し、図３（ｂ）は側面図を示している。
　以下、本開示を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本開示は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。
　図１は、実施形態に係る空調パネルを示す斜視図であり、図１（ａ）は一面側の斜視状態を示し、図１（ｂ）は他面側の斜視状態を示している。なお、図１においては空調パネルが垂直面に用いられる例を図示するが、傾斜面や水平面に用いられてもよい。
　図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す例に係る空調パネル１は、板材を折曲げ及び溶接等して形成されて外観が概略パネル状とされたものであって、再生吸収器１０と、凝縮器２０と、蒸発器３０と、潜熱蓄熱材４０と、断熱カバー５０と、各種流路Ｒ１～Ｒ３と、各種弁Ｖ１～Ｖ３，ＨＶ１，ＨＶ２とを備えて構成されている。
　再生吸収器１０は、太陽光に晒されるパネル一面側に設けられており、蒸気冷媒（例えば水蒸気）を吸収する吸収液（例えば臭化リチウム）又は蒸気冷媒を吸着する吸着剤（例えばシリカゲル）の少なくとも一方を備えている。再生吸収器１０は、吸収液又は吸着剤を備えることで、蒸気冷媒を吸収・吸着する吸収器として機能することとなる。
　また、再生吸収器１０は、日中にパネル一面側が太陽光に晒されることによって例えば１００℃付近又はそれ以上に加熱され、吸収又は吸着した蒸気冷媒を放出する。このため、再生吸収器１０は、パネル一面側が太陽光に晒されることで蒸気冷媒を放出する再生器として機能することとなる。
　ここで、本実施形態において再生吸収器１０に対応するパネル一面側の第１部位Ｐ１には、日射吸収率８０％以上となる処理が施されている。このような処理により、再生吸収器１０は、日中において太陽光に晒されて１００℃付近又はそれ以上に加熱される。さらに、第１部位Ｐ１には、遠赤外線放射率８０％以上となる処理が施されている。このような処理により、再生吸収器１０は、夜間において吸収熱を破棄可能とされている。日射吸収率８０％以上と遠赤外線放射率８０％以上を両立する処理については例えば黒色ホーロー加工処理が挙げられ、本実施形態において第１部位Ｐ１には黒色ホーロー加工が施されることとなる。
　第１蒸気冷媒流路Ｒ１は、再生吸収器１０と凝縮器２０とを接続する流路である。図１に示す例において、第１蒸気冷媒流路Ｒ１はパネル状の本体部１ａから外部にむき出しとなるようにして設けられているが、これに限らず、本体部１ａの内部に収納されて設けられてもよい。
　第１逆止弁Ｖ１は、第１蒸気冷媒流路Ｒ１に設けられ、凝縮器２０から再生吸収器１０への液冷媒（例えば水）や蒸気冷媒（例えば水蒸気）の逆流を防止するものである。図２は、図１に示した第１逆止弁Ｖ１の詳細を示す構成図であり、図２（ａ）は斜視図を示し、図２（ｂ）は側面図を示している。なお、図２（ｂ）においては図示の関係上、図２（ａ）よりも板材を厚くして図示するものとする。
　図２（ａ）に示すように、第１逆止弁Ｖ１は、例えば第１蒸気冷媒流路Ｒ１の終端部Ｅ（下流端）を開閉可能に設けられたものであって、２枚のベース材Ｂ１，Ｂ２と、動作板ＭＰとを備えている。
　２枚のベース材Ｂ１，Ｂ２は、角度θを有して回転離間状態とされた板材である。このうち、第１ベース材Ｂ１は、第１蒸気冷媒流路Ｒ１の径相当の大きさの開口部Ｏ１が形成され、開口部Ｏ１が第１蒸気冷媒流路Ｒ１の終端部Ｅに接続された状態となっている。第２ベース材Ｂ２は、開口を有しない板材である。なお、第２ベース材Ｂ２は開口等を有していてもよい。
　動作板ＭＰは、基本状態において第１ベース材Ｂ１に接触して第１ベース材Ｂ１の開口部Ｏ１を塞いだ状態となる板材である。日中において再生吸収器１０が加熱されると、蒸気冷媒の放出によって再生吸収器１０における圧力が高まって凝縮器２０との圧力差が生じる。このとき、動作板ＭＰは、その圧力差によって第１ベース材Ｂ１から離れ、第２ベース材Ｂ２側へ回動する（接触する）。結果として、第１逆止弁Ｖ１は、日中において開放状態となる。一方、夜間では再生吸収器１０が加熱されず上記圧力差が生じなくなる。このため、第１逆止弁Ｖ１は閉塞状態となる。すなわち、第１逆止弁Ｖ１は、夕方、夜間において凝縮器２０の液冷媒が再生吸収器１０に戻ってしまうことや、気化して戻って吸収液や吸着剤に再吸収・再吸着されてしまうことを防止するものとして機能する。
　凝縮器２０は、再生吸収器１０からの蒸気冷媒を導入し、蒸気冷媒を液化して液冷媒とするものである。この凝縮器２０は、太陽光に晒されるパネル一面側に設けられている。ここで、本実施形態において凝縮器２０に対応するパネル一面側の第２部位Ｐ２には、日射反射率８０％以上となる処理が施され、より好ましくは日射反射率８０％以上かつ遠赤外線放射率８０％以上となる処理が施されている（図１（ａ）参照）。このような処理により、凝縮器２０は、日中において例えば４０℃～５０℃付近の温度帯に維持され、蒸気冷媒を凝縮可能とされている。日射反射率８０％以上かつ遠赤外線放射率８０％以上とする処理については白色ホーロー加工処理が挙げられ、本実施形態において第２部位Ｐ２には白色ホーロー加工が施されることとなる。
　特に、本実施形態において本体部１ａの同一面となる一面側に黒色ホーローと白色ホーローとが施されることとなる。よって、一面側には、黒色と白色とのホーロー釉薬を塗布した後に同時焼成を行うことで、双方の処理を施すことができる。
　液冷媒流路Ｒ２は、凝縮器２０と蒸発器３０とを接続する流路である。図１に示す例において液冷媒流路Ｒ２はパネル状の本体部１ａから外部にむき出しとなるようにして設けられているが、これに限らず、本体部１ａの内部に収納されて設けられてもよい。
　第１温度制御弁ＨＶ１は、周囲温度に応じて開閉する弁であって、液冷媒流路Ｒ２に対して設けられている。図３は、図１に示した第１温度制御弁ＨＶ１の詳細を示す構成図であり、図３（ａ）は斜視図を示し、図３（ｂ）は側面図を示している。なお、図３（ｂ）においては図示の関係上、図３（ａ）よりも板材を厚くして図示するものとする。
　図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、第１温度制御弁ＨＶ１は、例えば液冷媒流路Ｒ２の始端部Ｓ（上流端）を開閉可能に設けられたものであって、２枚のベース材ＨＢ１，ＨＢ２と、温度磁石ＴＭと、動作板ＨＭＰとを備えている。
　２枚のベース材ＨＢ１，ＨＢ２は、角度θを有して回転離間状態とされた板材である。このうち、第１ベース材ＨＢ１は、液冷媒流路Ｒ２の径相当の大きさの開口部Ｏ２が形成され、開口部Ｏ２が液冷媒流路Ｒ２の始端部Ｓに接続された状態となっている。第２ベース材ＨＢ２は、開口を有しない板材である。なお、第２ベース材ＨＢ２は開口等を有していてもよい。
　温度磁石ＴＭは、第２ベース材ＨＢ２上に設けられており、永久磁石ＴＭ１と、感温性フェライトＴＭ２と、軟鉄ヨークＴＭ３とを備えて構成されている。感温性フェライトＴＭ２は、キュリー温度（特定温度（例えば４０℃））以上で非磁性体となり、キュリー温度未満で磁性体となるものである。この感温性フェライトＴＭ２は、永久磁石ＴＭ１と軟鉄ヨークＴＭ３との間に介在している。このため、温度磁石ＴＭは、特定温度未満となると周囲に磁力を作用させ、特定温度以上となると周囲に磁力を作用させないこととなる。
　動作板ＨＭＰは、基本状態において第１ベース材Ｂ１に接触して液冷媒流路Ｒ２の始端部Ｓを塞いだ状態となる磁性体の板材である。ここで、日中では凝縮器２０内の温度が４０℃以上に維持されることから、温度磁石ＴＭは磁力を作用させない。このため、動作板ＨＭＰは第１ベース材ＨＢ１に接触して液冷媒流路Ｒ２を閉塞状態とする。一方、夜間では凝縮器２０内の温度が４０℃未満に低下することから、温度磁石ＴＭは磁力を周囲に作用させる。このため、磁性体よりなる動作板ＨＭＰは第１ベース材ＨＢ１から離間して液冷媒流路Ｒ２を開放状態とする。
　第２逆止弁（第１蒸気冷媒逆止弁）Ｖ２は、液冷媒流路Ｒ２に設けられ、蒸発器３０から凝縮器２０への蒸気冷媒の逆流を防止するものである（図１（ｂ）参照）。この第２逆止弁Ｖ２は、第１逆止弁Ｖ１と同様であって、液冷媒流路Ｒ２の終端部を開閉可能に設けられており、２枚のベース材と動作板とを有し、圧力差によって開閉を行う構成とされている。
　蒸発器３０は、太陽光に晒されない側（室内側）となる他面側に設けられ、凝縮器２０からの液冷媒を蒸発させることで、パネル他面側から蒸発熱を奪って冷却効果を作用させるものである。この蒸発器３０内は、例えば真空状態とされており、液冷媒が常温であっても蒸発可能とされている。このため、凝縮器２０からの液冷媒は蒸発器３０において蒸発することとなり、他面側を冷却することとなる。
　第２蒸気冷媒流路（蒸気冷媒流路）Ｒ３は、蒸発器３０と再生吸収器１０とを接続する流路である。図１に示す例において第２蒸気冷媒流路Ｒ３はパネル状の本体部１ａから外部にむき出しとなるようにして設けられているが、これに限らず、本体部１ａの内部に収納されて設けられてもよい。
　第２温度制御弁ＨＶ２は、周囲温度に応じて開閉する弁であって、第２蒸気冷媒流路Ｒ３に設けられている。第２温度制御弁ＨＶ２は、第１温度制御弁ＨＶ１と同様であって、例えば第２蒸気冷媒流路Ｒ３の始端部を開閉可能に設けられ、２枚のベース材と、温度磁石と、動作板とを備えている。２枚のベース材、温度磁石、及び動作板についても第１温度制御弁ＨＶ１と同様であるが、感温性フェライトのキュリー温度と永久磁石、感温性フェライト、軟鉄ヨークの組み合わせ方が異なっている。すなわち、第２温度制御弁ＨＶ２において感温性フェライトのキュリー温度は２３℃（規定温度）程度とされており、第２温度制御弁ＨＶ２は、周囲温度が２３℃以上で第２蒸気冷媒流路Ｒ３を開放状態とし、周囲温度が２３℃未満で第２蒸気冷媒流路Ｒ３を閉塞状態とする。
　第３逆止弁（第２蒸気冷媒逆止弁）Ｖ３は、第２蒸気冷媒流路Ｒ３に設けられ、再生吸収器１０から蒸発器３０への蒸気冷媒の逆流を防止するものである。この第３逆止弁Ｖ３は、第１逆止弁Ｖ１と同様であって、第２蒸気冷媒流路Ｒ３の終端部を開閉可能に設けられており、２枚のベース材と動作板とを有し、圧力差によって開閉を行う構成とされている。
　なお、上記では管状の流路Ｒ１～Ｒ３を想定して説明したが、流路Ｒ１～Ｒ３のいずれか１つ以上は管状でなくともよく、単に蒸気冷媒や液冷媒の通り道を確保したものであってもよい。
　潜熱蓄熱材４０は、特定温度範囲（例えば２３℃付近）に相変化温度（融点及び凝固点）を有するものである。本実施形態において潜熱蓄熱材４０は、蒸発器３０よりもパネル他面側に設けられている。このため、例えば空調パネル１が建築材として用いられる場合、室内温度が特定温度範囲以上であれば、室内は潜熱蓄熱材４０によって冷却されることとなり、蒸発器３０は潜熱蓄熱材４０の熱を奪って固化させるものとして機能することとなる。
　断熱カバー５０は、第１部位Ｐ１を覆う光透過性の膜材であって、例えばＥＴＦＥ（Ethylene Tetra Fluoro Ethylene）膜が該当する。この断熱カバー５０が設けられることによって、第１部位Ｐ１は高熱状態を維持し易くなり、再生吸収器１０による再生を効率良く行うことができることとなる。
　次に、本実施形態に係る空調パネル１の日中から夕方の動作を説明する。
　まず、日中において空調パネル１のパネル一面側が太陽光に晒されているものとする。本実施形態において再生吸収器１０に対応する第１部位Ｐ１には黒色ホーローが施され、日射吸収率が８０％以上とされている。加えて、第１部位Ｐ１には、断熱カバー５０が設けられていることから、再生吸収器１０は例えば１００℃以上に加熱され、再生吸収器１０内の吸収液や吸着剤は蒸気冷媒を放出する。蒸気冷媒の放出により再生吸収器１０内の圧力が高まり、再生吸収器１０と凝縮器２０との間に圧力差が発生する。圧力差が発生すると、第１蒸気冷媒流路Ｒ１に設けられた第１逆止弁Ｖ１が開放状態となり、蒸気冷媒は第１蒸気冷媒流路Ｒ１を通過して凝縮器２０に至る。
　凝縮器２０は、日中において空調パネル１のパネル一面側が太陽光に晒されていていたとしても、第２部位Ｐ２には白色ホーローが施されて日射反射率が８０％以上かつ遠赤外線放射率８０％以上とされている。このため、凝縮器２０内は４０℃～５０℃程度に維持される。よって、再生吸収器１０からの蒸気冷媒は凝縮器２０において液化して液冷媒とされる。
　ここで、日中においては凝縮器２０内が４０℃未満とならないことから、第１温度制御弁ＨＶ１は閉塞状態を維持する。このため、液冷媒は蒸発器３０には向かうことなく凝縮器２０内に溜まっていくこととなる。また、日中においては、再生吸収器１０において再生が行われていることから、再生吸収器１０内の圧力が高く第３逆止弁Ｖ３は閉じており、蒸発器３０は機能しない状態となる。
　以上のように、日中においては再生吸収器１０において再生が行われ、凝縮器２０内に液冷媒が溜まっていくこととなる。なお、日中において室温が２３℃以上になっているとすると、潜熱蓄熱材４０によって室内が冷却されていくこととなる。
　また、夕方になり、太陽光が差さなくなると吸収再生器１０での再生が止まり、高温の蒸気冷媒が凝縮器２０に流入しなくなる。これにより、凝縮器２０の温度が下がる。凝縮器２０の温度が４０℃まで下がると液冷媒流路Ｒ２の第１温度制御弁ＨＶ１が開く。また、この時点においては、蒸発器３０の温度の方が低いので圧力も低い。よって第２逆止弁Ｖ２も開き、液冷媒が蒸発器３０に移動する。
　次に、本実施形態に係る空調パネル１の夜間の動作を説明する。
　まず、蒸発器３０内は真空状態とされている。このため、夜間においては蒸発器３０内の液冷媒が蒸発する。ここで、夜間において潜熱蓄熱材４０が溶解状態となっているとすると、第２温度制御弁ＨＶ２は開放状態となる。また、夜間においてはパネル一面側が太陽光に晒されないことから、再生吸収器１０における蒸発がなく、再生吸収器１０よりも蒸発器３０の方が圧力が高い状態にある。よって、第３逆止弁Ｖ３も開放状態となり、蒸発器３０にて発生した蒸気冷媒は再生吸収器１０に至る。
　再生吸収器１０に至った蒸気冷媒は、再生吸収器１０内の吸収液又は吸着剤に吸収・吸着される。ここで、第１部位Ｐ１には黒色ホーローが施され、遠赤外線放射率が８０％以上とされている。このため、吸収・吸着熱は、好適に放出されることとなる。
　特に夜間においては蒸発器３０における蒸発によって潜熱蓄熱材４０が冷却されることとなる。このため、潜熱蓄熱材４０は日中に溶解状態となっていたとしても再度凝固状態に至り、室内側への冷却効果を回復することとなる。
　なお、夜間においては蒸発器３０による蒸発によって蒸発器３０の圧力が凝縮器２０よりも高い状態にある。このため、第２逆止弁Ｖ２は閉塞状態となっており、蒸発器３０から凝縮器２０への蒸気冷媒の逆流が防止されることとなる。
　特に、潜熱蓄熱材４０から液体である液冷媒への熱伝導は、室内空気から潜熱蓄熱材４０への熱伝導に比べると非常に速い。このため、室内を数日冷却可能な量の潜熱蓄熱材４０が空調パネル１に搭載されていたとしても、夜間に数時間だけ蒸発器３０における蒸発が行われれば、潜熱蓄熱材４０は略全てが固体に戻ることとなる。
　このようにして、本実施形態に係る空調パネル１によれば、蒸気冷媒を吸収・吸着する吸収液又は吸着剤を有し、太陽光に晒されることで蒸気冷媒を放出する再生吸収器１０を備えるため、太陽光に晒されることで再生を行うと共に、太陽光に晒されていないときには吸収・吸着を行うことができ、再生器と吸収器とを別々に設けることなく、限られた面積を有効活用することができる。また、再生吸収器１０と凝縮器２０とは太陽光に晒される側となるパネル一面側に形成され、蒸発器３０はパネル一面とは反対面となるパネル他面側に形成されるため、蒸発器３０の面積が凝縮器２０の存在によって小さくなってしまうこと、及び、凝縮熱の破棄による空調効果の低減を防止することができる。また、再生吸収器１０と凝縮器２０とが太陽光に晒される側となるパネル一面側に形成されるものの、再生吸収器１０に対応する第１部位Ｐ１には日射吸収率８０％以上であって遠赤外線放射率が８０％以上となる処理が施され、凝縮器２０に対応する第２部位Ｐ２には日射反射率８０％以上となる処理が施されていることから、再生吸収器１０における再生及び吸収を行うと共に、凝縮器２０における凝縮効率の低下を抑えた構成とすることができる。従って、面積の取り合いによる問題の解消を図ると共に、より充分な性能を発揮することができる。
　また、第１部位Ｐ１には、黒色ホーローが形成されているため、日射吸収率８０％以上と遠赤外線放射率が８０％以上とをホーロー加工によって実現することができる。
　また、第２部位Ｐ２には、白色ホーローが形成されているため、日射反射率８０％以上をホーロー加工によって実現することができる。
　特に、第１部位Ｐ１と第２部位Ｐ２の双方に対して黒色と白色とのホーロー釉薬を塗布した後、同時焼成によって双方を形成することができ、製造工程の簡略化にも寄与することができる。
　また、蒸発器３０から凝縮器２０に向かう蒸気冷媒の逆流を防止する第２逆止弁Ｖ２を備えるため、夜間において蒸発器３０にて生じた蒸気冷媒が凝縮器２０に戻ってしまうことを防止して再生吸収器１０に適切に蒸気冷媒を送りこむことができる。従って、適切な空調動作を行うことに寄与することができる。
　また、再生吸収器１０から蒸発器３０に向かう蒸気冷媒の逆流を防止する第３逆止弁Ｖ３を備えるため、昼間の日光に晒される時間帯において再生吸収器１０にて生じた蒸気冷媒が蒸発器３０に向かうことを防止して凝縮器２０に適切に蒸気冷媒を送りこむことができる。従って、適切な空調動作を行うことに寄与することができる。
　以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、可能な範囲で公知又は周知の技術を組み合わせてもよい。
　例えば、上記実施形態においては潜熱蓄熱材４０を備えているが、特にこれに限らず、夜間のみに冷房効果を得たい場合には潜熱蓄熱材４０を備えていなくともよい。
　また、本実施形態においては温度磁石ＴＭを利用した第１及び第２温度制御弁ＨＶ１，ＨＶ２を備えているが、これに限らず、温度センサと制御部とをさらに備え、第１及び第２温度制御弁ＨＶ１，ＨＶ２は、温度センサにより検出された温度に応じて制御部によって開閉されるものであってもよい。
　以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。また、開示の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
　なお、本出願は、２０２１年４月２８日出願の日本特許出願（特願２０２１－０７６０５３）に基づくものであり、その内容は本出願の中に参照として援用される。
１　　　：空調パネル
１ａ　　：本体部
１０　　：再生吸収器
２０　　：凝縮器
３０　　：蒸発器
４０　　：潜熱蓄熱材
５０　　：断熱カバー
Ｂ１　　：第１ベース材
Ｏ１　　：開口部
Ｂ２　　：第２ベース材
ＭＰ　　：動作板
ＨＢ１　：第１ベース材
Ｏ２　　：開口部
ＨＢ２　：第２ベース材
ＨＭＰ　：動作板
ＨＶ１　：第１温度制御弁
ＨＶ２　：第２温度制御弁
Ｐ１　　：第１部位
Ｐ２　　：第２部位
Ｒ１　　：第１蒸気冷媒流路
Ｒ２　　：液冷媒流路
Ｒ３　　：第２蒸気冷媒流路（蒸気冷媒流路）
Ｓ　　　：始端部
Ｅ　　　：終端部
ＴＭ　　：温度磁石
ＴＭ１　：永久磁石
ＴＭ２　：感温性フェライト
ＴＭ３　：軟鉄ヨーク
Ｖ１　　：第１逆止弁
Ｖ２　　：第２逆止弁（第１蒸気冷媒逆止弁）
Ｖ３　　：第３逆止弁（第２蒸気冷媒逆止弁）

Claims (5)

  1. 　パネル状に形成され空調効果を得る空調パネルであって、
    　蒸気冷媒を吸収する吸収液又は蒸気冷媒を吸着する吸着剤を有し、太陽光による加熱によって吸収又は吸着した蒸気冷媒を放出する再生吸収器と、
    　前記再生吸収器において放出された蒸気冷媒を液化して液冷媒とする凝縮器と、
    　前記凝縮器からの液冷媒を蒸発させる蒸発器と、を備え、
    　前記再生吸収器と前記凝縮器とは、太陽光に晒される側となるパネル一面側に形成され、
    　前記蒸発器は、前記パネル一面とは反対面となるパネル他面側に形成され、
    　前記再生吸収器に対応するパネル一面側の第１部位には、日射吸収率８０％以上であって、遠赤外線放射率が８０％以上となる処理が施され、
    　前記凝縮器に対応するパネル一面側の第２部位には、日射反射率８０％以上となる処理が施されている
    　空調パネル。
  2. 　前記第１部位には、黒色ホーローが形成されている
    　請求項１に記載の空調パネル。
  3. 　前記第２部位には、白色ホーローが形成されている
    　請求項１又は請求項２に記載の空調パネル。
  4. 　前記凝縮器において液化した液冷媒を前記蒸発器に送り込むための液冷媒流路と、
    　前記液冷媒流路に設けられ、前記蒸発器から前記凝縮器に向かう蒸気冷媒の逆流を防止する第１蒸気冷媒逆止弁と、
    　をさらに備える請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の空調パネル。
  5. 　前記蒸発器において蒸発した蒸気冷媒を前記再生吸収器に送り込むための蒸気冷媒流路と、
    　前記蒸気冷媒流路に設けられ、前記再生吸収器から前記蒸発器に向かう蒸気冷媒の逆流を防止する第２蒸気冷媒逆止弁と、
    　をさらに備える請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の空調パネル。
PCT/JP2022/014718 2021-04-28 2022-03-25 空調パネル Ceased WO2022230515A1 (ja)

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