CN111527350A - 潜热蓄热建筑元件 - Google Patents

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Abstract

潜热蓄热窗(1)包括多个单元格(S)、操作机构(40)和磁性材料(M)。封装包括两种或多种成分的潜热蓄热材料(PCM)形成多个单元格(S)。用户可操控操作机构(40)。在操控操作机构(40)时,磁性材料(M)使得潜热蓄热材料(PCM)中两种或多种特定成分不均匀分布。

Description

潜热蓄热建筑元件
技术领域
本发明涉及一种包括能够调节相变温度的潜热蓄热材料的潜热蓄热建筑元件。
背景技术
在现有技术中,提出了调节室内温度的应用于建筑顶楼、地面材料、墙体材料和室内装饰的潜热蓄热材料的多种技术。在中纬度地区,冬天需要制冷而夏天需要制热。调节室内温度的目标温度标准在制冷和制热时大致不变,大约18℃到26℃,在20℃到24℃之间更为理想。为了通过蓄热材料的热辐射和热吸收调节室内温度至此温度范围,需要室温和蓄热材料之间有一定温度差,制冷的理想蓄热温度低于20℃到24℃,制热的理想蓄热温度高于20℃到24℃。
但是,当具有相变温度的蓄热材料应用于上述温度范围时,当室内温度在一定程度上被调节至接近舒适区域时,存在快速衰败的问题。因此,提出一种包括蓄热材料的温度调节装置,其中为制冷的蓄热材料的相变温度大约26℃或更高,为制热的蓄热材料的相变温度大约18℃或更低,根据季节应用上述蓄热材料进行控温(例如参考专利文献1)。
引文清单
专利文献
[专利文件1]JP-A-2011-174656
发明内容
技术问题
在专利文献1所记载的温度调节装置中,虽提供了制冷的蓄热材料和制热的蓄热材料,但是,总重和体积过大。
本发明正是为了解决上述问题而做出,并且本发明的目的是提供一种不需要包括制冷潜热蓄热材料和制热潜热蓄热材料的能够自适应调节相变温度的潜热蓄热建筑元件。
解决方案
本发明的潜热蓄热建筑元件包括多个单元格、操作元件和非均匀分布元件。多个单元格由包括两个或多个成分的潜热蓄热材料封装形成。操作元件可由用户操作。非均匀分布元件使得运行操作元件时,包括在潜热蓄热材料中的两个或多个成分中的一种特定的成分不均匀分布。
发明的有益效果
根据本发明,响应于用户操作,由于一种特定成分不均匀分布,在执行不均匀分布时不仅可以降低特定成分在除不均匀分布部分以外的其它部分的比率,还可以改变潜热蓄热材料的相变温度。
附图说明
图1A和1B是本发明第一实施例的描述潜热蓄热建筑元件的结构图,其中图1A是整体结构图,图1B是局部结构图。
图2A和2B是第一实施例的说明潜热蓄热窗功能的主要部分结构图,其中图2A示出了磁体靠近潜热蓄热材料的状态,图2B示出了磁体远离潜热蓄热材料的状态。
图3是第二实施例的潜热蓄热窗的结构图。
图4是第二实施例的潜热蓄热窗和旋转机构的立体图。
图5A和5B是第二实施例的多个单元格的第一放大图,其中图5A示出非旋转状态,图5B示出旋转状态。
图6A和6B是第二实施例的多个单元格的第二放大图,其中图6A示出非旋转状态,图6B示出旋转状态。
图7A和7B是第三实施例的多个单元格的第一放大图,其中图7A示出非旋转状态,图7B示出旋转状态。
图8A和8B是第三实施例的多个单元格的第二放大图,其中图8A示出非旋转状态,图8B示出旋转状态。
图9A和9B是第四实施例的多个单元格的第一放大图,其中图9A示出了非旋转状态,图9B示出了旋转状态。
图10A和10B是第四实施例的多个单元格的第二放大图,其中图10A示出非旋转状态,图10B示出旋转状态。
图11是第五实施例的潜热蓄热窗的截面图。
图12是示出图11中倾斜部细节的立体图。
图13是第五实施例的潜热蓄热窗和旋转机构的立体图。
图14是第六实施例的潜热蓄热窗的结构图。
图15是变形例的潜热蓄热窗的结构图。
具体实施方式
在下文中,将参考优选实施例描述本发明。本发明不限于下面描述的实施例,并且可以在不脱离本发明的精神的范围内适当地修改。在以下描述的实施例中,可能存在其中一部分配置未示出并且其描述将被省略的部分,但是关于被省略的技术的细节,不言而喻,在不引起与下述内容不一致的范围内适当地应用公知技术或公知技术。
图1A和1B是本发明的第一实施例的潜热蓄热建筑元件的结构图,其中图1A是整体结构图,图1B是局部结构图。下面以可作为窗户(无论窗户的开关状态)的潜热蓄热窗作为潜热蓄热建筑元件为例进行说明,潜热蓄热建筑元件不限于上述应用于潜热蓄热窗的例子,也可能是不具有窗口功能的外墙材料。潜热蓄热建筑元件可用于天花板及地板下。
图1A所示的示例的潜热蓄热窗1包括大致为两片板材10——第一板材10a和第二板材10b、端口密封件20、单元格阵列板材30、操作机构/单元40和磁柱体50。
两片板材10是透明且大致互相平行设置的板材。这些板材10例如由用玻璃材料构成。端口密封件20在两片板材10的外部末端部插在两片板材10之间。通过在两片板材10的外部末端部设置端口密封件20,使两片板材10和两个端口密封件20之间封闭形成内部空间。
单元格阵列板材30位于由两片板材10和端口密封件20构成的内部空间内。单元格阵列板材30是其中沿垂直方向排列作为多个单元格S的多个空隙部的板材。透明潜热蓄热材料PCM封装于每个单元格S中。
潜热蓄热材料PCM有两种或多种成分,例如,潜热蓄热材料PCM由Na2SO410H2O和凝固点抑制剂的两种成分组成。在本实施例中,凝固点抑制剂是具有磁性并分散的成分,例如包括记录在JP-A-2007-131608中的以四氯二磺酸作为阴离子的水溶性的磁性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氯二磺酸(1-butyl-3-methylimidazolium tetrachlorodisprosate)。尽管此种水溶性离子液体在水中分散为电离离子,可知阴离子(DyCl4 -)和阳离子(BMIM+)彼此靠近,为方便起见,具有磁性的DyCl4 -将在下文中说明。
在本实施例中,单元格阵列板材30是梯形截面材料,单元格S以直线形式排列在其中的垂直方向上,但不限于此,还可以是蜂巢状截面材料,以作为单元格的空隙部竖直及水平地排列为蜂巢形。即,只要能保持潜热蓄热材料,单元格阵列板材30不限于上述材料。
操作机构40操作磁柱体50,如图1A和1B所示,包括上滑轮41、下滑轮42、梯索(绳索元件)43、内磁体44和外磁体45。上滑轮41和下滑轮42为分别位于潜热蓄热窗1上侧和下侧的滑轮。梯索43为缠绕上滑轮41和下滑轮42的环状线材。梯索43连接到磁柱体50的相反侧(第一板材10a和第二板材10b的两侧),且处于与下文将要说明的磁体M不直接相连的状态。
内磁体44是位于由两片板材10和端口密封件20形成的内部空间的磁体,与梯索43相连。外磁体45通过一板材10a(图1B中仅示出了板材10的一部分)吸引内磁体44。例如,内磁体44和外磁体45由强磁体例如钕磁体构成。
磁柱体50是磁体M附着在内壁上的柱体。如图1A所示,磁柱体50设置于单元格S的上端。单元格S的上部为气相。因此,当潜热蓄热材料PCM为液态时,磁柱体50的下半部浸在潜热蓄热材料PCM中,其上半部分未浸入潜热蓄热材料PCM中。
在上述潜热蓄热窗1中,当用户向上移动外磁体45时,被外磁体45吸引的内磁体44也向上移动。由于内磁体44连接于梯索43,梯索43随上滑轮41和下滑轮42旋转,并通过水平隐藏系统使磁柱体50旋转。因此,磁柱体50中的磁体M能够浸入(接近)潜热蓄热材料PCM或者能够防止浸入(与之分离)。
下面将要介绍第一实施例的潜热蓄热窗1的功能。图2A和2B是第一实施例说明潜热蓄热窗功能的主要部分结构图,其中图2A示出了磁体M靠近潜热蓄热材料PCM的状态,图2B示出了磁体M远离潜热蓄热材料PCM的状态。
首先,如图2A所示,假设操控操作机构40的外磁体45(参见图1),磁柱体50的磁体M低于潜热蓄热材料PCM的液面LS。在这种情况下,磁体M靠近潜热蓄热材料PCM,且其磁力作用于在潜热蓄热材料PCM中具有磁性的四氯化镝离子(DyCl4 -)。因此,四氯化镝离子(DyCl4 -)处于不均匀分布在磁体M的侧边的状态,且凝固点抑制剂的浓度在潜热蓄热材料PCM中除磁体M附近处以外的部分降低。因此,潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点(相变温度)例如能够被提升至大约26℃,所以潜热蓄热窗1能在冬季起作用。
如图2B所示,假设操控操作机构40(参见图1)的外磁体45,磁柱体50的磁体M高于潜热蓄热材料PCM的液面LS。在这种情况下,磁体M与潜热蓄热材料PCM分离,其磁力不能作用于四氯化镝离子(DyCl4 -)。因此,四氯化镝离子(DyCl4 -)在潜热蓄热材料PCM中处于分散状态。因此,凝固点抑制剂作用如常,潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被降低至大约18℃,所以潜热蓄热窗1能在夏季起作用。
如上述,根据第一实施例的潜热蓄热窗1,响应于用户操作,特定成分四氯化镝离子(DyCl4 -)不均匀分布,在执行不均匀分布时不仅可以降低特定成分在除不均匀分布部分以外的其它部分的比率,还可以改变潜热蓄热材料的熔点和凝固点。
提供磁体M,潜热蓄热材料PCM包括例如四氯化镝等具有磁性且分散的成分,响应于用户操作,可以在磁体M与潜热蓄热材料PCM靠近的状态和磁体M与潜热蓄热材料PCM分离的状态之间转换。因此,在磁体M靠近、磁力发生作用的状态下,磁性成分被吸引至磁体M,因而能够调节潜热蓄热材料PCM在除靠近磁体M以外的区域的成分比例。因此,可以改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
提供响应于用户操作而运转的梯索43,且响应于梯索43的操作,磁体M在接近和远离潜热蓄热材料PCM的状态之间转换。因此,能够通过甚至可以在狭缝中转动的梯索43改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
在第一实施例中,潜热蓄热材料PCM可以不包括具有磁性且分散的成分作为凝固点抑制剂,该成分可作为潜热蓄热材料的一种成分。潜热蓄热材料PCM不限于两种成分,还可由三种或更多成分组成。
下面,将介绍本发明第二实施例。第二实施例的潜热蓄热窗具有如下结构。在下文中,在描述第二实施例时,与第一实施例相同或相似的元件具有相同的标号。
图3是第二实施例的潜热蓄热窗2的结构图。如图3所示,第二实施例的潜热蓄热窗2包括两片板材10、端口密封件20和单元格阵列板材30。与第一实施例相同。
在第二实施例中,多个单元格S中的潜热蓄热材料PCM可不包括具有磁性且分散的成分。
图4是第二实施例的潜热蓄热窗2和旋转机构的立体图。在以下描述中,不包括旋转机构(操作元件)60的潜热蓄热窗2的结构(两片板材10、端口密封件20和单元格阵列板材30)被称作层叠体L。
如图4所述,潜热蓄热窗2层叠体L的外侧包括也可称作百叶窗的透明百叶窗TL1层叠体。潜热蓄热窗2在层叠体L内侧包括室内百叶窗TL2。第二实施例的潜热蓄热窗2包括旋转机构60。旋转机构60能够执行用户的操作(旋转操作),包括枢轴61、窗框62和未示出的锁定单元,层叠体L能够不接触百叶窗TL1和TL2半旋转。
更具体地,枢轴61是位于层叠体L上端或下端中一端部LT2的旋转杆。上述枢轴61分别设置于层叠体L的左右两边。层叠体L嵌入窗框62,嵌入窗框62的层叠体L处于由未示出的锁定单元维持嵌入状态的锁定状态。枢轴61相对于窗框62的左右部件62a可滑动。在朝内的方向上可打开及关闭室内百叶窗TL2。
根据上述结构,可如下执行旋转操作。首先,假设枢轴61位于窗框62的底端。从此状态,室内百叶窗TL2打开。然后,释放锁定单元,将层叠体L未设置枢轴的一侧的部分LT1推出室外。下面,层叠体L的在枢轴61一侧的LT2部分相对于窗框62向上滑动。之后,当层叠体L的端部LT2到达窗框62的上端,层叠体L嵌入窗框62并被锁定单元锁定。最后,室内百叶窗TL2关闭。
图5A、5B、6A和6B是第二实施例的多个单元格S中的一个的放大图,其中图5A和6A示出非旋转状态,图5B和6B示出旋转状态。如图5A所示,第二实施例的潜热蓄热窗2包括在单元格S内的膜组件(非均匀分布单元)S1。膜组件S1为离子交换膜(非均匀分布单元,膜组件)IEM1,引起特定离子的渗透速度与其它离子的渗透速度不同。如图6A所示,膜组件S1可由半渗透膜(非均匀分布单元,膜组件)SPM1组成,引起离子的渗透速度与水的渗透速度不同。
在此,膜组件S1在单元格S,设置在高度方向上分隔的位置。更具体地,膜组件S1设置在靠近单元格S的上表面US(或下表面BS)的位置,将单元格S内部分隔为小空间SS和主空间MS。如图5B和6B所示,尽管层叠体L通过旋转机构60在竖直方向上半旋转,膜组件S1位于当潜热蓄热材料PCM为液态时膜组件S1浸入处。
下面将参考图5A和5B描述第二实施例的潜热蓄热窗2的功能。在图5A和5B的例子中,潜热蓄热材料PCM有Na2SO4、NaCl和水三种成分,具体为共晶型·共熔型蓄热材料,其中NaCl作为凝固点抑制剂加入到Na2SO4·10H2O中。
首先,在冬季,单元格S的朝向如图5A所示。即,离子交换膜IEM1位于下侧。这里,离子交换膜IEM1例如是一价的离子选择性渗透阴离子交换膜。因此,氯离子和水能渗透离子交换膜IEM1,且氯离子和水位于小空间SS内。所以,硫酸钠(特定成分)被不均匀分布在主空间MS内,因而在主空间MS内,凝固点抑制剂的浓度相对于潜热蓄热材料PCM变低。这里,在被称作共晶型·共熔型蓄热材料的蓄热材料中,凝固点抑制程度受凝固点抑制剂(共晶型·共熔型的第二成分)相对于蓄热材料(共晶型·共熔型的第一成分)的浓度的影响。有鉴于此,单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被升至大约26℃,从而可以使得潜热蓄热窗2在冬季提供为室内制热的控温效果。
另一方面,例如,在夏季,层叠体L通过如图4所示的旋转机构60在竖直方向上保持层叠体L的左右位置不变的同时半旋转。在此种情况下,结果如图5B所示。即,大多数小空间SS变为气相GP。大部分存在于图5A所示的小空间SS内的氯离子和水转入主空间MS内。因此,主空间MS中的凝固点抑制剂的浓度相对于潜热蓄热材料PCM变高。这里,在被称作共晶型·共熔型蓄热材料的蓄热材料中,凝固点抑制程度受凝固点抑制剂相对于蓄热材料的浓度的影响,单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被降至大约18℃,从而可以使得潜热蓄热窗2在夏季提供为室内制冷的控温效果。
将参考图6A和6B描述第二实施例的潜热蓄热窗2的功能。在图6A和6B的例子中,潜热蓄热材料PCM有Na2SO4·10H2O和过量的水两种成分,更具体地,是Na2SO4·10H2O的水溶液(溶解析出型蓄热材料)。此外,NaCl可作为凝固点抑制剂加入其中。
首先,在冬季,单元格S的朝向如图6A所示。即,半透膜SPM1位于下侧。这里,由于半透膜SPM1的离子渗透速度极低,水位于小空间SS内,硫酸钠被不均匀分布在主空间MS内,因而硫酸钠浓度升高。这里,水浓度升高,溶解析出型蓄热材料的凝固点也升高,单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被升至大约26℃,从而可以使得潜热蓄热窗2在冬季提供为室内制热的控温效果。
另一方面,在夏季,层叠体L通过如图4所示的旋转机构60在竖直方向上保持层叠体L的左右位置不变的同时半旋转。在此种情况下,结果如图6B所示。即,大多数小空间SS变为气相GP。大部分存在于图6A所示的小空间SS内的水转入主空间MS内。因此,主空间MS中水的容量增加,从而硫酸钠的浓度变低。这里,水浓度降低,溶解析出型蓄热材料的凝固点也变低,因此单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被降至大约18℃,因而可以使得潜热蓄热窗2在夏季为室内提供制冷的控温效果。
如上所述,根据第二实施例的潜热蓄热窗2,以第一实施例的方式,能改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
当潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点改变时,执行旋转操作,即使由于长时间使用潜热蓄热材料PCM生成沉淀并因此破坏蓄热能力,旋转操作可破除沉淀,从而可以恢复蓄热能力。
第二实施例的潜热蓄热窗2包括在多个单元格S内在高度方向上偏置且将内部分隔为小空间SS和主空间MS的膜组件S1。因此,在膜组件S1的上侧和下侧的凝固点和潜热蓄热材料PCM的浓度通过竖直方向旋转而改变,因而可以改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
下面将描述本发明第三实施例。第三实施例的潜热蓄热窗具有如下结构。在下文中,在描述第三实施例时,与第二实施例相同或相似的元件具有相同的标号。
图7A、7B、8A和8B是第三实施例的多个单元格S中一个的放大图,其中图7A和8A示出非旋转状态,图7B和8B示出旋转状态。如图7A所示,第二膜组件(非均匀分布单元)S2位于单元格S内。第二膜组件S2与膜组件S1相同,是图7A和7B所示例子中的离子交换膜(非均匀分布单元,第二膜组件)IEM2,也是图8A和8B所示例子中的第二半透膜(非均匀分布单元,第二膜组件)SPM2。
第二膜组件S2形成在高度方向与由膜组件S1组成的小空间SS大致对称第二小空间SS2。即,当小空间SS被设置在靠近单元格S的底面BS的位置时,第二膜组件S2被设置在靠近单元格S的顶面的位置,且小空间SS的容量与第二小空间SS2的容量大致相同。因此,采用与膜组件S1相同的方式,当潜热蓄热材料PCM为液体状态时,即使层叠体L通过旋转机构60在竖直方向上半旋转,第二膜组件S2也保持浸入。
下面将参考图7A和7B描述第三实施例的潜热蓄热窗2的功能。在图7A和7B的例子中,潜热蓄热材料PCM有Na2SO4、NaCl和水三种成分,具体为共晶型·共熔型蓄热材料,其中NaCl作为凝固点抑制剂加入到Na2SO4·10H2O中。在图7A和7B所示的例子中,膜组件S1和第二膜组件S2是引起特定离子和另一离子的渗透速度不同的离子交换膜IEM1和IEM2(一价的离子选择性渗透阴离子交换膜)。
首先,如图7A所示,假设离子交换膜IEM1位于第二离子交换膜IEM2下方。在此情况下,氯离子存在于主空间MS和小空间SS中,硫酸根离子仅存在于主空间MS内。但是,当硫酸根离子长时间处于如图7A所示的状态时,硫酸根离子穿过离子交换膜IEM1移动至小空间SS。因此,主空间MS与小空间SS具有大致相同的组成成分。
然后,当操控旋转机构60在竖直方向上半旋转时,结果如图7B所示。在此情况下,氯离子和水透过离子交换膜IEM1移动至主空间MS。另一方面,硫酸根离子大体很难透过离子交换膜IEM1,但是由于小空间SS内的水溶液的体积大幅度减少,小空间SS内硫酸根离子的浓度会意外出现并上升,因而硫酸根离子也会以合适的速度流入主空间MS。
水和氯离子从主空间MS流至第二小空间SS2。至于主空间MS内的硫酸根离子,由于主空间MS和第二小空间SS2中的硫酸根离子的浓度差不明显,硫酸根离子很难透过第二离子交换膜IEM2。因此,硫酸钠处于被不均匀分布在主空间MS内的状态,因而主空间MS中的凝固点抑制剂浓度相对于潜热蓄热材料PCM较高。
在此,在被称作共晶型·共熔型蓄热材料的蓄热材料中,凝固点抑制程度受凝固点抑制剂相对于蓄热材料的浓度的影响,以图5A所示状态的同种方式,图7B所示状态可以用作在冬季为室内提供制热的控温效果的潜热蓄热窗2。
下面,将参考图8A和8B描述第三实施例的潜热蓄热窗2的功能。在图8A和8B所示的例子中,潜热蓄热材料PCM有Na2SO4、NaCl和水三种成分,具体通过将凝固点抑制剂NaCl加入到Na2SO4·10H2O(溶解析出型蓄热材料)中。
首先,如图8A所示,假设半透膜SPM1位于第二渗透膜SPM2下方。在此情况下,水存在于小空间SS中,氯离子和硫酸根离子仅存在于主空间MS内。但是,当氯离子和硫酸根离子长时间处于如图8A所示的状态时,氯离子和硫酸根离子也会透过半透膜SPM1移动至小空间SS。因此,主空间MS与小空间SS具有大致相同的组成成分。
然后,当操控旋转机构60在竖直方向上半旋转时,结果如图8B所示。在此情况下,水透过半透膜SPM1移动至主空间MS。另一方面,氯离子和硫酸根离子大体上很难透过半透膜SPM1,但是由于小空间SS内的水溶液的体积大幅度减少,小空间SS内氯离子和硫酸根离子的浓度会显著上升,因而氯离子和硫酸根离子会以合适的速度流入主空间MS内。
水从主空间MS流至第二小空间SS2。至于主空间MS内的氯离子和硫酸根离子,由于主空间MS和第二小空间SS2中氯离子的浓度差和硫酸根离子的浓度差均不明显,氯离子和硫酸根离子很难透过第二半透膜SPM2。因此,硫酸钠被不均匀分布在主空间MS内。
在此,水的浓度上升,溶解析出型蓄热材料的凝固点上升,以图6A所示状态的同种方式,图8B所示状态可以用作在冬季为室内提供制热的控温效果的潜热蓄热窗2。
如上述,根据第三实施例的潜热蓄热窗2,以第二实施例的方式,可以改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。旋转操作可破除沉淀,蓄热容量可以恢复。膜组件S1上下两侧的凝固点抑制剂和潜热蓄热材料PCM的浓度改变,因而可以改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
第三实施例的潜热蓄热窗2还包括形成在高度方向上大致与小空间SS对称的第二小空间的第二膜组件S2,第二膜组件S2与膜组件S1由相同材料构成。因此,例如,即使当在长时间放置单元格S后单元格S内部横穿膜组件S1的组分相同,第二膜组件S2上下两边的凝固点抑制剂和潜热蓄热材料的浓度通过竖直旋转而改变,因而可以改变潜热蓄热材料的熔点和凝固点。
下面将描述本发明第四实施例。第四实施例的潜热蓄热窗具有如下结构。在下文中,在描述第四实施例时,与第一实施例相同或相似的元件具有相同的标号。
图9A、9B、10A和10B是第四实施例的多个单元格S中一个的放大图,其中图9A和10A示出非旋转状态,图9B和10B示出旋转状态。如图9A所示,磁体(非均匀分布单元和磁性材料)M位于单元格S内。磁体M封装于磁性罩MC内。磁性罩MC位于单元格S内高度方向上偏置的位置(图9A和9B中的上表面US),且位于图9A所示的非旋转状态的气相GP内。另一方面,如图9B所示的旋转状态,磁性罩MC(磁体M)浸入液相LP中。
如图10A所示,单元格S内部可能没有气相GP。在本例中,磁体M封装于磁性盒MB内。磁性盒MB内部有空间可以防止潜热蓄热材料PCM进入其内部。磁性盒MB附着于底面BS。磁体M位于如图10A所示的非旋转状态的磁性盒MB的底面BS一侧,且位于图10B所示的旋转状态的磁性盒MB的上表面US一侧。磁性盒MB可以附着在上表面US上。
在第四实施例中,潜热蓄热材料PCM具有包括磁性且分散的成分作为凝固点抑制剂。上述凝固点抑制剂与第一实施例中所述的相同。在下文中,将介绍具有与第一实施例相同磁性的DyCl4 -
下面将参考图9A和9B描述第四实施例的潜热蓄热窗2的功能。在图9A和9B的例子中,假设潜热蓄热材料PCM是磁吸式蓄热材料,其是将凝固点抑制剂四氯化镝离子(DyCl4 -)加入至Na2SO4·10H2O内。
首先,在夏季,单元格S的朝向如图9A所示。即,磁体M处于位于气相GP中的状态。这里,由于磁体M位于气相GP内,四氯化镝离子(DyCl4 -)处于分散在液相LP中的状态。由此,凝固点抑制剂适当作用,因而单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被降至大约18℃,因而可以获得在夏季为室内提供制冷的控温效果的潜热蓄热窗2。
另一方面,例如,在冬季,层叠体L通过如图4所示的旋转机构60在竖直方向上保持层叠体L的左右位置不变的同时半旋转。在此种情况下,结果如图9B所示。即,因为磁体M位于液相LP中,四氯化镝离子(DyCl4 -)被吸引至磁体M并在磁体M附近集中。因此,凝固点抑制剂在除磁体M附近外的部分浓度降低。因此,单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被升至大约26℃,因而可以获得在冬季为室内提供制冷的控温效果的潜热蓄热窗2。
将参考图10A和10B描述第四实施例的潜热蓄热窗2的功能。即使在图10A和10B所示的例子中,假设潜热蓄热材料PCM为磁吸式蓄热材料,其是将凝固点抑制剂四氯化镝离子(DyCl4 -)加入至Na2SO4·10H2O中。
首先,在夏季,单元格S的朝向如图10A所示。即,磁性盒MB位于单元格S下侧,磁体M位于磁性盒MB的下侧。此时,磁体M和潜热蓄热材料PCM处于被磁性盒MB内的空间分隔出一段距离的状态,磁体M的磁力很难到达潜热蓄热材料PCM。因此,四氯化镝离子(DyCl4 -)分散在液相LP中。所以,凝固点抑制剂适当起作用,因而单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被降至大约18℃,从而可以获得在夏季为室内提供制冷的控温效果的潜热蓄热窗2。
另一方面,在冬季,层叠体L通过如图4所示的旋转机构60在竖直方向上保持层叠体L的左右位置不变的同时半旋转。在此种情况下,结果如图10B所示。即,磁性盒MB位于单元格S内的上侧,磁体M位于磁性盒MB的下侧。此时,磁体M与潜热蓄热材料PCM之间的距离等于磁性盒MB的厚度,磁体M的磁力易到达潜热蓄热材料PCM。相应地,四氯化镝离子(DyCl4 -)被吸引至磁体M并在磁体M附近集中。因此,凝固点抑制剂的浓度在除磁体M附近以外的部分降低。所以,单元格S中的潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被升至大约26℃,从而可以获得在冬季为室内提供制热的控温效果的潜热蓄热窗2。
如上所述,根据第四实施例的潜热蓄热窗2,以第二实施例的方式,能改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。旋转操作可破除沉淀,从而可以恢复蓄热能力。
根据第四实施例,因有磁体M及潜热蓄热材料PCM包括具有磁性并分散的成分例如四氯化镝,可以将分散的具有磁性的成分集中于磁体M处,从而可以改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
下面将描述本发明第五实施例。第五实施例的潜热蓄热窗具有如下结构。在下文中,在描述第五实施例时,与第一实施例相同或相似的元件标有相同的标号。
图11是第五实施例的潜热蓄热窗的截面图。如图11所示,第五实施例的潜热蓄热窗3具有第二实施例中所说明的的单元格阵列板材30和端口密封件20夹在第一和第二结构ST1和ST2之间的构型。
第一和第二结构ST1和ST2大致分别包括两片板材10、真空端口密封件70、倾斜部80和液压流体(液体)HF。
两片板材10为大致互相平行设置的透明板材。这些板材10例如可以由阻断水蒸气的玻璃材料构成。真空端口密封件70插在两片板材10之间且位于两片板材10的外部末端。由两片板材10和真空端口密封件70形成的内部空间从隔热的角度来看是真空状态。内部空间不限于真空状态,也能充满预置的气体。
倾斜部80是插在两片板材10之间的透明件,在图10所示的剖面图中,经两次折叠形成大约呈N形截面的弯折体。在倾斜部80中,一末端部80a(将在后文说明,可参见图12)与第一板材(一板材)10a的内壁接触,另一末端部80b(将在后文说明,可参见图12)与第二板材(另一板材)10b的内壁接触。上述在一末端部的第一板材10a与倾斜部80组成能共同存储液压流体HF的存储部Res。
图12是示出图11中倾斜部80细节的立体图。如图12所示,倾斜部80包括底板81、与底板81平行设置的顶板82,以及连接底板81和顶板82的连接板83。
底板81具有上述末端部80a,且在末端部80a的对面形成突出为梳齿形状的梳齿部81a。梳齿部81a的各端面EF为与第二板材10b内壁接触的部分。顶板82与底板81为点对称结构,中间插有连接板83。即,顶板82形成为在末端部80b的对面形成突出的梳齿形状的梳齿部82a,且梳齿部82a的各端面EF为与第一板材10a内壁接触的部分。以这种方式,倾斜部80的底面81的相反端部(末端部80a和端面EF)和其顶面82的相反端部(末端部80b和端面EF)分别接触两片板材10。相应地,倾斜部80在真空状态下在两片板材10的内部提供支撑。
请再参见图11。在本实施例中,液压流体HF是例如水等的透明液体。液压流体HF不限于水。上述液压流体HF保存于存储部Res。存储部Res中的液压流体HF能被第一板材10a的热量蒸发。蒸发的液压流体HF变成蒸汽到达第二板材10b。变成蒸汽的液压流体HF在第二板材10b上冷凝液化。液化的液压流体HF沿第二板材10b的内壁流下并在倾斜部80的顶板82(见图12)聚积。当顶板82累积了一定量或更多的液压流体HF时,液压流体HF从顶板82的梳齿部82a之间的缝隙流入存储部Res。这里,第一板材10a因蒸发液压流体HF而作为蒸发器,第二板材10b因冷凝液压流体HF而作为冷凝器。相应地,第一板材10a一侧因失去蒸发热而冷却,且第二板材10b一侧的冷凝热被释放。
在上述潜热蓄热窗3中,水(液压流体HF)在例如21℃或更高温度时在第二结构ST2的第一板材10a上蒸发。当被蒸发的水(蒸汽)接触第二板材10b时,被蒸发的水冷却液化,通过倾斜部80的顶板82返回存储部Res。在此过程中,第一板材10a一侧通过失去蒸发热而冷却,第二板材10b一侧的冷凝热被释放。第二板材10b一侧释放的冷凝热存储于潜热蓄热材料PCM中。
当第一结构ST1的第二板材10b一侧的温度低于21℃时,通过存储于潜热蓄热材料PCM中的热量蒸发存储部Res第一结构体ST1一侧的液压流体HF,冷凝热由第二板材10b一侧释放。
因此,以潜热蓄热材料PCM为缓冲,第二结构ST2一侧的热量穿过第一结构ST1一侧。相应地,例如,在夏季,第二结构ST2变为内侧,从而可以不带入水分地获得冷却室内的控温效果。
特别地,即使外部温度很高,当室温例如为21℃或更高时,第五实施例的潜热蓄热窗3能通过使用潜热蓄热材料PCM获得冷却效果。即,因潜热蓄热材料PCM固定在21℃,当室温等于或高于21℃时,室内热量可被传递至潜热蓄热材料PCM,从而室内可获得制冷效果。例如,当夜晚外部温度等于或低于21℃时,释放潜热蓄热材料PCM中储存的热量。相应地,潜热蓄热窗3以潜热蓄热材料PCM为缓冲,从而可以增加调节室内舒适度的频度。
在潜热蓄热窗3中,倾斜部80和第一板材10a一起形成存储部Res,但导热部可附着于第一板材10a的内表面,与导热部一起形成存储部Res。即,倾斜部80在第一板材10a一侧可与其它部件一起形成存储部Res。在本实施例中,液压流体HF到达第二板材10b并冷凝液化,但是本发明不限于此,第二板材10b的内表面上可附着有导热部,从而液压流体HF可到达导热部并冷凝液化。
当倾斜部80具有循环液压流体HF的液体循环结构时,结构不限于图11和12所示,例如,可以是基本的倾斜结构(末端部80a向末端部80b倾斜的倾斜结构)。
为提升蒸发能力,第一板材10a可为吸热玻璃(包括有金属的玻璃例如包括铁的玻璃组成)。两片板材10的至少一内表面经红外线反射处理以在隔热时增强隔热性能。
第五实施例的潜热蓄热窗3包括如图13所示的旋转机构60,在竖直方向上和正交于竖直方向的水平方向上都可以旋转。
图13是第五实施例的潜热蓄热窗3和旋转机构60的立体图。在图13所示的例子中,除旋转机构60外的潜热蓄热窗3的结构(第一和第二结构ST1和ST2、端口密封件20和单元格阵列板材30)被称作复合层叠体(扁平体)CL。
如图13所示,第五实施例的潜热蓄热窗3还包括外侧的固定玻璃FG。因此,图13所示的潜热蓄热窗3能在竖直和水平方向上半旋转且不引起复合层叠体CL接触固定玻璃FG。
在图13所示的例子中,旋转机构60包括第一枢轴63a、第二枢轴63b、第一窗框64a、第二窗框64b及未示出的第一和第二锁定单元。
第一窗框64a是固定在建筑物一侧的矩形框架。第二窗框64b包括在左右末端部LW1中任一处的第一枢轴63a,第一枢轴63a相对于第一窗框64a的上下部件62b可滑动。第二枢轴63b附着于复合层叠体CL在高度方向上的中间部,在矩形的第二窗框64b的左右部件62a2的中心部可转动。
因此,可如下执行旋转操作。首先,假设第二窗框64b的第一枢轴63a一侧的末端部LW1位于第一窗框64a的左右部件62a1之一处。在此状态下,打开第一锁定单元,第二窗框64b的不设有第一枢轴63a的一侧的末端部LW2被推至室内侧。接着,打开第二锁定单元,复合层叠体CL以第二枢轴63b为中心在竖直方向上半旋转。下面,复合层叠体CL被第二锁定单元锁定。接着,第二窗框64b在第一枢轴63a一侧的末端部LW1滑至第一窗框64a的左右部件62a1的另一边。之后,第二窗框64b嵌入第一窗框64a之内以使第二窗框64b的末端部LW2变为左右部件62a1一侧,并被第一锁定单元锁定。
如上述,在室外侧包括固定玻璃FG的潜热蓄热窗3中,复合层叠体CL在竖直和水平方向都可旋转。
如图12所示,在倾斜部80中,因底板81和顶板82的形状为点对称结构,其中插有连接板83,即使复合层叠体CL在竖直方向上半旋转,倾斜部80形成存储部Res。即,当复合层叠体CL在竖直方向上半旋转时,存储部Res由顶板82和第二板材10b形成。
下面将介绍第五实施例的潜热蓄热窗3的功能。首先,如图11所示,第二结构ST2的第一板材10a变为室内侧,第一结构ST1的第二板材10b变为室外侧。
在此状态下,例如,当室温等于或高于21℃时,存储部Res中的液压流体HF会被蒸发。蒸发的液压流体HF到达室外侧的第二板材10b并液化,沿第二板材10b的内表面流下。流下的液压流体HF通过倾斜部80的顶板82再次回到存储部Res。在此过程中,第一板材10a通过蒸发液压流体HF产生的蒸发热冷却,液压流体HF的冷凝热通过第二板材10b释放。释放的热量由潜热蓄热材料PCM储存。相应地,室内热量可被传递至潜热蓄热材料PCM,从而可提供冷却室内的空调效果。
关于第一结构ST1,当外侧温度等于或低于21℃时,液压流体HF以如上所述相同的方式重复蒸发和冷凝,从而将存储于潜热蓄热材料PCM中的热量释放至外界。
当复合层叠体CL在通过如图13所示的旋转机构60保持复合层叠体CL在竖直位置的同时在水平方向上旋转时,操纵与上述相反,可在冬季获得为室内制热的空调效果。当通过旋转机构60在竖直和水平方向上旋转复合层叠体CL时,获得破坏潜热蓄热材料PCM的沉淀PR的作用,从而恢复储热量。
如上述,根据第五实施例的潜热蓄热窗3,以第二实施例的方式,可改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。旋转操作可破除沉淀,从而可恢复蓄热能力。改变膜组件S1上下两侧的凝固点抑制剂和潜热蓄热材料PCM的浓度,从而可以改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
第五实施例的潜热蓄热窗3包括具有两片板材10、液压流体HF的存储部Res和倾斜部80的第一和第二结构ST1和ST2,且单元格阵列板30插在其之间。因此,首先,当液压流体HF因第二结构ST2的第一板材10a一侧的热量而蒸发时,第一板材10a一侧通过提供蒸发热冷却。另一方面,当蒸发的液压流体HF到达第二板材10b一侧时,冷却被蒸发的液压流体HF至冷凝液化,冷凝热从第二板材10b一侧释放。第一结构ST1同上。因此,室内可获得冷却效果。
这里,当一结构用作建筑元件时,只要未调节结构的板材10a侧和另一板材10b侧这两侧的温度,热量不会从板材10a侧流向板材10b侧。但是,由于第五实施例的潜热蓄热窗3包括在第一和第二结构ST1和ST2之间的单元格阵列板材30,可考虑将潜热蓄热材料PCM作为缓冲,潜热蓄热材料PCM的温度保持不变。因此,例如,尽管室外温度高于室温,当室温等于或高于特定温度范围时,室内热量可被转移至潜热蓄热材料PCM中,且当外侧例如在夜晚时低于特定温度范围时,潜热蓄热材料PCM的热量能够释放至外侧。如上述,潜热蓄热材料PCM作为缓冲,从而可加快调节室内舒适度。
由于旋转机构60可在水平方向上半旋转,当在需要变换热流方向例如夏季和冬季及日夜时,转动旋转机构,从而可以选择冷却或加热室内。
下面将描述本发明第六实施例。第六实施例的潜热蓄热窗具有如下结构。在下文中,在描述第六实施例时,与第一实施例相同或相似的元件标有相同的标号。
图14是第六实施例的潜热蓄热窗4的结构图。如图14所示,第六实施例的潜热蓄热窗4包括如第一实施例所述的两片板材10、端口密封件20和单元格阵列板材30,以及第一实施例中位于单元格S内部上方的磁柱体50。电磁体EM位于磁柱体50的下侧,成为潜热蓄热材料PCM一侧。
第六实施例的潜热蓄热材料PCM包括用于转换电磁体EM通电状态和断电状态的通电部(操作单元)90。用户可以通过旋转通电部90的开(ON)和关(OFF)在电磁体EM的通电状态和电磁体EM的断电状态之间切换。在通过通电部90进行通电时,电磁体EM的磁力可作用于潜热蓄热材料PCM,在不通电(断电)时,无磁力作用。
在上述的潜热蓄热窗4中,在通过通电部90通电时,磁性成分四氯化镝离子(DyCl4 -)被不均匀分布在电磁体EM一侧,从而在除电磁体EM附近以外的部分降低凝固点抑制剂的浓度。因此,潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点(相变温度)例如能够被升至大约26℃,从而潜热蓄热窗4可在冬季起作用。
另一方面,当通电部90断电时,四氯化镝离子(DyCl4 -)分散于潜热蓄热材料PCM中。相应地,凝固点抑制剂作用如常,潜热蓄热材料PCM的凝固点例如能够被降至大约18℃,从而潜热蓄热窗4可在夏季起作用。
以此种方式,根据第六实施例的潜热蓄热窗4,响应于用户操作,特定成分四氯化镝离子(DyCl4 -)不均匀分布,因此当进行不均匀分布时,不仅可以降低除不均匀分布区域外的其它区域的特定成分比例,还能改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
根据第六实施例,通电部90可转换电磁体EM的通电状态和电磁体EM的断电状态。因此,在两片板材10和端口密封件20之间的内部空间内无需安装复杂的机构,也不需要旋转例如两片板材10等的大型部件,从而可以很容易改变潜热蓄热材料PCM的熔点和凝固点。
如上所述,虽然基于实施例描述了本发明,但是本发明不限于上述实施例,可以在不脱离本发明的精神的范围内添加修改,并且可以在可能的范围内适当地组合其他技术。此外,可以在可能的范围内组合公知或众所周知的技术。
例如,在以上实施例中描述了图4和13中所示的旋转机构60,旋转机构60不限于如图所示。第二至第四实施例中的潜热蓄热窗2能够在水平方向上执行半旋转。
第五实施例的潜热蓄热窗2可以设置有用于喷射雾状湿气的喷射单元。例如,当雾状湿气喷到如图11所示的第一结构ST1的第二板材10b上时,即使外部空气温度高,也可以获得将第二板材10b降低至接近露点的效果。因此产生与人为地降低室外空气温度时相似的状态,从而可以使潜热蓄热材料PCM侧的热量流出室外。可以当通过旋转机构60的水平旋转使第一结构ST1位于室内侧时,执行喷洒。
在第五实施例的潜热蓄热窗3中,尽管描述了结构ST1和ST2位于单元格阵列板材30相对两侧的结构,但是本发明不限于此,可仅在一侧设置有结构ST1或ST2。
在以上描述中,潜热蓄热材料PCM的组成(磁性组成)可以不仅是生成潜热的组成和熔点凝固点调节器,还可以是分散剂和成核剂。
在上述实施例中,响应于用户操作,潜热蓄热材料PCM的相变温度改变,但本发明不限于此,例如,潜热蓄热材料PCM的相变温度可自动改变。
图15是变形例的潜热蓄热窗的结构图。变形例的潜热蓄热窗5与第六实施例的潜热蓄热窗4大体相同,不同之处在于还包括控制部100,且控制部100自动控制通电部90。控制部100可由CPU构成。
变形例中,控制部100例如包括日历信息,并能抓取当前月份和日期。因此,控制部100可基于当前月份和日期确定季节,且当确定潜热蓄热材料PCM的相变温度应升高时,控制部100设置通电部90为通电状态。相应地,电磁体EM的磁力作用于潜热蓄热材料PCM,作为凝固点抑制剂的具有磁性的成分被吸引至电磁体EM,从而升高潜热蓄热材料PCM的相变温度。另一方面,当确定潜热蓄热材料PCM的相变温度应降低时,控制部100设置通电部90为断电状态。因此,电磁体EM的磁力不会作用于潜热蓄热材料PCM,具有磁性的成分分散在潜热蓄热材料PCM中,从而降低潜热蓄热材料PCM的相变温度。如上述,无需用户操作即可优化潜热蓄热材料PCM的相变温度。
变形例中,例如,基于日历信息控制通电部90,但是控制不仅限于此,例如,控制部100可连接控温装置,可在制冷时将通电部90设为断电状态。潜热蓄热窗5可包括照度传感器,控制部100可基于照度传感器的信号计算日照小时数以确定季节,还可基于确定的季节控制通电部90。以同样的方式,控制部100可输入季节信息(尽管预测信息可用),还可控制通电部90基于输入的天气信息确定将潜热蓄热材料PCM设置为高温还是低温。
控制部100不限于控制通电部90,也可控制操作机构40。在此情况下,控制部100可控制操作机构40的外磁体45的运动,可不包括外磁体45而控制上下滑轮41和42的旋转,也可直接控制磁柱体50的旋转。
本申请基于2017年12月26日提交的日本专利申请(申请号2017-248820),其全部内容通过引用合并于此。
参考标志列表
1至5:潜热蓄热窗(潜热蓄热建筑元件)
10:两片板材
10a:第一板材(一个板材)
10b:第二板材(另一板材)
30:单元格阵列板材
40:操作机构(操作单元)
43:梯索(绳索元件)
60:旋转机构(操作单元)
80:倾斜部
90:通电部(操作单元)
S:多个单元格
S1:膜组件(非均匀分布单元)
S2:第二膜组件(非均匀分布单元)
IEM1:离子交换膜(非均匀分布单元,膜组件)
IEM2:第二离子交换膜(非均匀分布单元,第二膜组件)
SPM1:半透膜(非均匀分布单元,膜组件)
SPM2:第二半透膜(非均匀分布单元,第二膜组件)
PCM:潜热蓄热材料
MS:主空间
SS:小空间
SS2:第二小空间
M:磁体(非均匀分布单元,磁性材料)
HF:液压流体(液体)
Res:存储部
ST1:第一结构
ST2:第二结构
EM:电磁体(非均匀分布单元)

Claims (10)

1.一种潜热蓄热建筑元件,包括:
封装包括两种或多种成分的潜热蓄热材料的多个单元格;
能够由用户操控的操作单元;及
当在所述操作单元上进行操作时,使所述潜热蓄热材料的所述两种或多种成分的特定成分不均匀分布的非均匀分布单元。
2.根据权利要求1所述的潜热蓄热建筑元件,其中,所述潜热蓄热材料包括具有磁性并分散的成分;
所述非均匀分布单元是磁性材料;及
所述操作单元能够通过所述用户的操控,在所述磁性材料与所述潜热蓄热材料靠近的状态和所述磁性材料与所述潜热蓄热材料分离的状态之间转换。
3.根据权利要求2所述的潜热蓄热建筑元件,其中,所述操作单元包括响应于所述用户操作而操作的绳索元件;及
所述磁性材料连接于所述绳索元件,并响应于所述绳索元件的操作在靠近所述潜热蓄热材料的状态和远离所述潜热蓄热材料的状态之间转换。
4.根据权利要求2所述的潜热蓄热建筑元件,包括:
包括多个单元格的单元格阵列板材;
其中,所述操作单元使所述单元格阵列板材在竖直方向上至少进行半旋转;及
在所述单元格阵列板材在所述竖直方向上半旋转之前,所述磁性材料变为所述远离所述潜热蓄热材料的状态,且在所述单元格阵列板材在所述竖直方向上半旋转之后,所述磁性材料变为所述靠近所述潜热蓄热材料的状态。
5.根据权利要求1所述的潜热蓄热建筑元件,其中,所述潜热蓄热材料包括具有磁性并分散的成分;
所述非均匀分布单元是设置为靠近或接触所述潜热蓄热材料的电磁体;及
所述操作单元能够通过所述用户的操控,在所述电磁体的通电状态和所述电磁体的断电状态之间转换。
6.根据权利要求1所述的潜热蓄热建筑元件,包括:
包括多个单元格的单元格阵列板材;
其中,所述操作单元使所述单元格阵列板材在竖直方向上至少进行半旋转;
所述非均匀分布单元是膜组件,其位于所述多个单元格的一个单元格中的在高度方向上偏置的位置,且将所述单元格内部分隔为小空间和主空间;及
所述膜组件由特定离子的渗透速度不同于另一离子的渗透速度的组件组成,或由离子的渗透速度不同于水的渗透速度的组件组成,且在所述单元格阵列板材在所述竖直方向上半旋转时使所述两种或多种成分中的特定成分不均匀分布。
7.根据权利要求6所述的潜热蓄热建筑元件,其中,所述非均匀分布单元还包括第二膜组件,其在所述多个单元格中的所述主空间中,形成在所述高度方向上与所述小空间大致对称的第二小空间;及
所述第二膜组件与所述膜组件由相同的材料组成。
8.根据权利要求6或7所述的潜热蓄热建筑元件,还包括:
第一结构和第二结构,分别包括:
两片板材,形成夹在该两片板材之间的空间;
封装在所述两片板材之间的液体;及
形成液体循环结构的倾斜部,其中,所述液体的存储部形成于所述两片板材的一个板材侧,被所述一个板材侧的热量蒸发的所述存储部中的所述液体到达另一板材侧,冷凝在所述另一板材侧的所述液体再次返回所述存储部;
其中,所述单元格阵列板材插在所述第一结构和第二结构之间;及
所述第一结构的所述一个板材和所述第二结构的所述另一板材相对。
9.根据权利要求8所述的潜热蓄热建筑元件,其中,所述操作单元被构造为能够使所述单元格阵列板材与所述第一结构和第二结构一同在正交于所述竖直方向的水平方向上至少进行半旋转。
10.一种潜热蓄热建筑元件,包括:
具有磁性并分散的成分的潜热蓄热材料;及
能够在磁力作用于所述潜热蓄热材料的状态和所述磁力实质上不作用于所述潜热蓄热材料的状态之间切换的磁性材料;
其中,所述成分在所述磁性材料导致所述磁力作用于所述潜热蓄热材料的状态时被吸引至所述磁性材料一侧,并在所述磁性材料使所述磁力实质上不作用于所述潜热蓄热材料的状态时分散在所述潜热蓄热材料中。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009035708A1 (de) * 2009-07-31 2011-02-03 Frank Trenkner Latent-Hybridwärmespeicher mit verbesserter Wärmeübertragung, sowie Verfahren zum Betreiben eines Latent-Hybridwärmespeichers
CN102084206A (zh) * 2008-07-09 2011-06-01 罗伯特·博世有限公司 用于借助于可磁化相变材料来冷却部件的装置和方法
CN103954160A (zh) * 2014-05-05 2014-07-30 山东省能源与环境研究院 一种双管束余热利用换热器
CN105021076A (zh) * 2015-07-31 2015-11-04 江苏启能新能源材料有限公司 一种新型相变式储热装置
JP2016006370A (ja) * 2014-05-29 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 潜熱蓄熱材における結晶核形成方法及び蓄熱装置
CN107202513A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 松下电器产业株式会社 蓄热装置以及使蓄热材料的结晶化完成的方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6319599B1 (en) * 1992-07-14 2001-11-20 Theresa M. Buckley Phase change thermal control materials, method and apparatus
EP2284626B1 (en) * 1999-03-02 2013-03-20 Panasonic Corporation Image heating device and image forming apparatus using the same
JP2002130739A (ja) * 2000-10-18 2002-05-09 Emoto Kogyo Kk 蓄熱用パネル
JP4276902B2 (ja) * 2003-07-31 2009-06-10 株式会社アビー 蓄熱構造体および冷蔵保管庫
JP2006183970A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Honda Motor Co Ltd 蓄熱装置
JP2007131608A (ja) 2005-11-10 2007-05-31 Univ Of Tokyo 新規ジスプロシウム誘導体
JP4533838B2 (ja) * 2005-12-06 2010-09-01 株式会社東芝 熱輸送装置、冷凍機及びヒートポンプ
JP5349951B2 (ja) * 2008-12-30 2013-11-20 日本デジタルソフト株式会社 省エネ建物構造
JP2011174656A (ja) * 2010-02-24 2011-09-08 Daiken Corp 床冷暖房装置及び床冷暖房装置の制御方法
JP2013023977A (ja) * 2011-07-25 2013-02-04 Sumitomo Forestry Co Ltd 太陽熱蓄熱装置
JP2014016060A (ja) * 2012-07-06 2014-01-30 Daiwa House Industry Co Ltd 熱回収システム
US20150256119A1 (en) * 2014-03-05 2015-09-10 Universidad Politécnica de Madrid Electric energy storage system
JP6172860B2 (ja) * 2014-07-29 2017-08-02 積水ハウス株式会社 蓄熱機能を備える建具
JP2017048943A (ja) * 2015-08-31 2017-03-09 イビデン株式会社 蓄熱器および太陽熱発電システム
EP3528252A1 (en) * 2018-02-20 2019-08-21 Fujifilm Corporation Magnetic tape cartridge

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102084206A (zh) * 2008-07-09 2011-06-01 罗伯特·博世有限公司 用于借助于可磁化相变材料来冷却部件的装置和方法
DE102009035708A1 (de) * 2009-07-31 2011-02-03 Frank Trenkner Latent-Hybridwärmespeicher mit verbesserter Wärmeübertragung, sowie Verfahren zum Betreiben eines Latent-Hybridwärmespeichers
CN103954160A (zh) * 2014-05-05 2014-07-30 山东省能源与环境研究院 一种双管束余热利用换热器
JP2016006370A (ja) * 2014-05-29 2016-01-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 潜熱蓄熱材における結晶核形成方法及び蓄熱装置
CN105021076A (zh) * 2015-07-31 2015-11-04 江苏启能新能源材料有限公司 一种新型相变式储热装置
CN107202513A (zh) * 2016-03-18 2017-09-26 松下电器产业株式会社 蓄热装置以及使蓄热材料的结晶化完成的方法

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