JP2001248885A - 蓄熱式暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 夜間の電力を利用して昼間の暖房を行うこと
ができると共に、十分大きな暖房効果が得られ、かつ、
ペリメータゾーンのコールドドラフトを防止できる蓄熱
式暖房装置を提供することにある。 【解決手段】 建物室内の窓際に設けられると共に側壁
３下部に形成された吸気孔10と上壁５に形成された吹出
孔11とを有するカウンター部材１と、カウンター部材１
に内設されると共に吸気孔10からの空気を温めて自然対
流による温風Ｈを吹出孔11に送る上下方向の通気路13を
有する蓄熱ユニット体２と、を備える。さらに、通気路
13上部の温風吹出開口部19を開閉して温風Ｈの放出と停
止を制御する開口部開閉手段26と、カウンター部材１の
上壁温度を検出して検出信号を開口部開閉手段26へ出力
する温度検出手段27と、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、蓄熱式暖房装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、建物の窓際（以下「ペリメータゾ
ーン」と言うことがある）を暖房する暖房装置として
は、次の〜のような構成のものが公知であった。 コンクリートパネルと発熱体にて蓄熱体を挾み込
み、コンクリートパネルを室内側に配置して室内に輻射
熱を放射するように構成された暖房装置。 波板の多数の溝部に蓄熱材が充填され、その蓄熱材
の表面を発熱体で覆うと共にその発熱体を室内側へ露出
状とした暖房装置。 筐体の上部に吸気孔と温風吹出孔が設けられ、温風
吹出孔の下方に配設された発熱体にて筐体内の空気を直
接加熱して自然対流により吹出孔から温風を吹出すよう
に構成された暖房装置。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
の暖房装置では、夜間電力を利用して蓄熱体への蓄熱
を行う場合のロスが少なくなる反面、発熱体からコンク
リートパネル表面までの熱抵抗が大きく、負荷にあわせ
て放射熱をコントロールすることが困難であり、かつ、
主として輻射熱による暖房であるため暖気の上昇流がほ
とんど発生せず、建物の窓ガラスにて冷やされた低温の
下降流（以下「コールドドラフト」と言うことがある）
を防止することができないという欠点があった。

【０００４】また、の暖房装置は、蓄熱時に、発熱体
の熱が室内側へ逃げると共に蓄熱材に蓄えられた熱も室
内側へ逃げ易いので、蓄熱材を十分に蓄熱することがで
きなかった。しかも、蓄熱材の温度が低いので放熱時に
室内に暖気の上昇流が生じ難く、コールドドラフトを防
止することができなかった。

【０００５】また、の暖房装置は、発熱体にて空気を
直接加熱するので、昼間の電力を使用することとなり、
電力負荷の平準化ができず、ビルの電力設備容量が多大
なものとなる欠点があった。

【０００６】そこで、本発明は上述の問題を解決して、
夜間の電力を利用して昼間の暖房を行うことができると
共に、十分大きな暖房効果が得られ、かつ、ペリメータ
ゾーンのコールドドラフトを防止できる蓄熱式暖房装置
を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明に係る蓄熱式暖房装置は、建物室内の窓際
に設けられると共に側壁下部に形成された吸気孔と上壁
に形成された吹出孔とを有するカウンター部材と、該カ
ウンター部材に内設されると共に上記吸気孔からの空気
を温めて自然対流による温風を上記吹出孔に送る上下方
向の通気路を有する蓄熱ユニット体と、上記通気路上部
の温風吹出開口部を開閉して温風の放出と停止を制御す
る開口部開閉手段と、上記カウンター部材の上壁温度を
検出して検出信号を上記開口部開閉手段へ出力する温度
検出手段と、を備え、日射によりカウンター部材の上記
上壁温度が設定温度以上となると上記開口部開閉手段に
て上記蓄熱ユニット体の温風吹出開口部を閉じるように
構成したものである。

【０００８】このとき、蓄熱ユニット体とカウンター部
材の側壁内面との間、及び、蓄熱ユニット体と建物の内
壁面との間に、断熱材を介装している。また、温度検出
手段が、カウンター部材の上壁内面に付設される温度セ
ンサであり、さらに、該温度センサを温風から遮断する
断熱材を上記上壁内面に付設している。

【０００９】また、開口部開閉手段が、温風吹出開口部
に配設された複数の孔を有する固定板部と、該固定板部
にスライド可能に設けられた複数の孔を有する開閉用ス
ライド板部と、該スライド板部を作動させるアクチュエ
ータと、温度検出手段からの検出信号に基づいて上記ア
クチュエータを制御する制御回路と、を備えたものであ
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を示す図面に基
づき、本発明を詳説する。

【００１１】図１に於て、Ａは本発明の蓄熱式暖房装
置、Ｂは建物の窓、Ｃは外壁、Ｄは床壁を示し、蓄熱式
暖房装置Ａは、建物室内の窓際（ペリメータゾーンＰ）
に設置されるものである。しかして、この蓄熱式暖房装
置Ａは、建物室内の窓際に設けられるカウンター部材１
と、カウンター部材１に内設される蓄熱ユニット体２
と、を備える。

【００１２】具体的に説明すると、カウンター部材１
は、前側壁３ａと左右側壁３ｂ，３ｂ（図例では一方の
み示す）とから成る側壁３と、上壁５とを有し、後方及
び下方へ開口している。そして、カウンター部材１は、
上壁５及び左右側壁３ｂ，３ｂの各々の後端縁が外壁Ｃ
の内壁面６に当接し、かつ、前側壁３ａ及び左右側壁３
ｂ，３ｂの各々の下端縁が床壁Ｄの床面７に当接して窓
際に設置される。

【００１３】また、カウンター部材１の側壁３下部には
吸気孔10が形成されると共に、上壁５には吹出孔11が形
成されている。例えば、吸気孔10は前側壁３ａの下端縁
に沿って切欠形成され、吹出孔11は上壁５に長手方向ス
リット状に複数本形成される。なお、カウンター部材１
の高さ寸法を窓枠８の高さ寸法と略等しく設定し、日射
による窓枠８や外壁Ｃの影が上壁５の上面９に映らない
ようにするのが好ましいが、これについて詳しくは後述
する。

【００１４】図１〜図３に示すように、蓄熱ユニット体
２は、上下方向の通気路13を有し、この通気路13を介し
て対面状に複数の蓄熱サブユニット12…が配設され、か
つ、保持部材14にて複数の蓄熱サブユニット12…が保持
されている。

【００１５】蓄熱サブユニット12は、伝熱性ケーシング
15及びこのケーシング15内に設けられた有機潜熱蓄熱材
16とから成る厚肉板片状の蓄熱ブロック17と、蓄熱ブロ
ック17の表面に付設される発熱体18と、を備えている。

【００１６】有機潜熱蓄熱材16としては、パラフィン系
潜熱蓄熱材が使用される。そのパラフィン系潜熱蓄熱材
としては、蓄熱温度が40℃〜 100℃のものが好ましい。
これは、蓄熱温度が40℃未満であると、コールドドラフ
トを防止することができなくなるからであり、 100℃を
越えると、通気路13上部の（後述する）温風吹出開口部
19から上方へ吹出す空気の温度が高くなり過ぎて防災性
や安全性の点で問題が生じるからである。また、さらに
望ましくは蓄熱温度は60℃〜80℃であり、そのようにす
ればコールドドラフトの防止と安全性の確保に一層有効
である。

【００１７】また、保持部材14は、例えば上下に開口部
を有する筐体であり、通気路13を挟んで対面状にかつ上
下２段に二対の蓄熱ブロック17…を収納保持する。ある
いは、保持部材14は複数本の帯板材を枠状に組んだもの
であっても良く、ボルト・ナット結合にて二対の蓄熱ブ
ロック17…を保持部材14に取付ける。そして、対面する
蓄熱ブロック17…の間の通気路13の上部が上記温風吹出
開口部19とされると共に、通気路13の下部がエアー吸入
部20とされている。また、保持部材14の下端には、エア
ー吸入部20を床面７から浮上り状とする複数の筒状支持
脚23…が付設されている。なお、保持部材14の外周面側
から蓄熱ユニット体２を被覆する薄い断熱材を付設する
も良い。

【００１８】発熱体18は、通電により発熱する線状乃至
帯状の部材から成る。そして、例えば１本の共通の発熱
体18が、上下の蓄熱ブロック17，17の外側表面（通気路
13の反対側）に付設され、その両端にはリード線22，22
が接続される。なお図示省略するが、上下の蓄熱ブロッ
ク17，17の内側表面にも１本の共通の発熱体18を付設す
るのも、好ましい。また、発熱体18の途中には安全回路
24が設けられており、この安全回路24は、所定温度未満
でオン状態となり所定温度以上でオフ状態となるオン・
オフ自動切換可能なサーモスタットと、異常加熱時にオ
フ状態となり温度が低下しても復帰しない温度ヒューズ
とを有する。

【００１９】このように構成された蓄熱ユニット体２は
カウンター部材１の内部に設けられるが、このとき、蓄
熱ユニット体２とカウンター部材１の側壁３内面（前側
壁３ａ及び左右側壁３ｂ，３ｂの各内面）との間、及
び、蓄熱ユニット体２と建物の内壁面６との間に、断熱
材25，25が介装される。このとき、カウンター部材１の
吸気孔10の部分には断熱材25を設けない。つまり、蓄熱
ユニット体２の周囲の隙間を断熱材25にて埋めて塞ぎ、
蓄熱効率を上げると共に、カウンター部材１の吸気孔10
からの空気が全て蓄熱ユニット体２のエアー吸入部20に
流入するようにしている。

【００２０】さらに、この蓄熱式暖房装置Ａは、図１〜
図５に示すように、蓄熱ユニット体２の通気路13の上部
の温風吹出開口部19を開閉して温風の放出と停止を制御
する開口部開閉手段26と、カウンター部材１の上壁温度
を検出して検出信号を開口部開閉手段26へ出力する温度
検出手段27と、を備えている。

【００２１】温度検出手段27は、カウンター部材１の上
壁５の内面（下面）に付設された温度センサ28である。
そして、この温度センサ28を温風Ｈから遮断するよう
に、上方開口箱型の断熱材29が上壁５の内面に付設され
ている。

【００２２】また、開口部開閉手段26は、温風吹出開口
部19に配設された複数の孔21…を有する固定板部30と、
固定板部30にスライド可能に設けられた複数の孔32…を
有する開閉用スライド板部31と、スライド板部31を作動
させるアクチュエータ33と、温度検出手段27（温度セン
サ28）からの検出信号に基づいてアクチュエータ33を制
御する制御回路34と、を備えている。

【００２３】固定板部30は横断面が上方開口コの字型の
部材であって、蓄熱ユニット体２の温風吹出開口部19対
応位置に、かつ、保持部材14の上壁と一体状に設けられ
ており、長手方向に等ピッチで複数個の孔21…が形成さ
れている。また、スライド板部31は、固定板部30の上面
凹所にスライド自在に嵌合する帯板形状であり、固定板
部30の複数個の孔21…に夫々対応する複数個の孔32…を
有し、その端部には折曲部が形成されている。アクチュ
エータ33は、その固定部が保持部材14に固着され、軸部
33ａは保持部材14を貫通してスライド板部31の上記折曲
部に連結されている。

【００２４】図１〜図３は、蓄熱ユニット体２の温風吹
出開口部19の開状態を示し、このとき、開口部開閉手段
26の固定板部30の各孔21…にスライド板部31の各孔32…
が一致して重なっている。そして、この状態からアクチ
ュエータ33が作動すると、図４に示すように、スライド
板部31が所定小寸法だけ移動し、スライド板部31の各孔
32…が固定板部30の各孔21…から位置ずれし、温風吹出
開口部19が閉状態となる。

【００２５】ところで、図３と図６に示すように、この
蓄熱式暖房装置Ａに於て、蓄熱ブロック17の温度変化に
応じて発熱体18の発熱と停止を制御するように構成する
も、好ましい。つまり、蓄熱サブユニット12の蓄熱ブロ
ック17表面に温度センサ36を付設すると共に、この温度
センサ36と電気的に接続される発熱体制御手段35を設
け、温度センサ36にて蓄熱ブロック17の表面温度を検知
し、その検出信号に基づいて発熱体制御手段35が発熱体
18の発熱と停止を制御するように構成する。

【００２６】さらに、図５と図６に示すように、開口部
開閉手段26の制御回路34と発熱体制御手段35は、共有の
タイマーを備え、制御回路34と発熱体制御手段35は、そ
のタイマーにて時間を判断して作動するように回路構成
したり、昼間の運転時に、温度センサ36にて蓄熱ブロッ
ク17の温度を検出し、その温度が所定温度未満となると
発熱体制御手段35が発熱体18を発熱させるように回路構
成するのが、好ましい。

【００２７】次に、図１〜図８を参照しつつ本発明の蓄
熱式暖房装置Ａの作用について説明する。夜間は、図４
〜図７に示すように開口部開閉手段26にて蓄熱ユニット
体２の温風吹出開口部19が閉状態に維持されると共に、
各発熱体18…から熱が発せられ、その熱が各蓄熱ブロッ
ク17…に蓄えられる。

【００２８】このとき、蓄熱ユニット体２の蓄熱ブロッ
ク17に発熱体18が直接接触しているため、効率良く蓄熱
することができる。しかも、蓄熱ユニット体２は断熱材
25，25（図１参照）にて包囲されているため、熱が室内
に逃げ難く、一層効率良く蓄熱できる。かつ、カウンタ
ー部材１が高温とならず、安全性が高い。

【００２９】次に、蓄熱ユニット体２の温風吹出開口部
19を開ける第１タイマー設定時刻（例えば朝の７時）に
なると、図１〜図３に示す如く、発熱体制御手段35によ
り各発熱体18…の発熱が停止すると共に、開口部開閉手
段26の制御回路34によりアクチュエータ33が作動しスラ
イド板部31がスライドして、蓄熱ユニット体２の温風吹
出開口部19が開く。

【００３０】これにより、複数の蓄熱サブユニット12…
の放熱にて通気路13内の空気が加熱されて上昇気流とな
り、温風吹出開口部19から温風Ｈがカウンター部材１内
に吹出し、さらにカウンター部材１の吹出孔11…から温
風Ｈが室内へ吹出す。一方、室内の空気はカウンター部
材１下部の吸気孔10から蓄熱ユニット体２下部のエアー
吸入部20を通って通気路13内に流入する。即ち、自然対
流により温風Ｈがカウンター部材１の吹出孔11…から窓
Ｂに沿って上方へ吹出し、それによりコールドドラフト
を防止することができる。

【００３１】また、第１タイマー設定時刻以後は、カウ
ンター部材１の上壁５に設けられた温度センサ28にて上
壁５の温度が測定されており、温度センサ28からの検出
信号が開口部開閉手段26の制御回路34へ送信されてい
る。この温度センサ28は、日射Ｓ（図８参照）によって
温められるカウンター部材１の上壁５の温度を検出する
役割を担っており、そのため温度センサ28が温風Ｈにて
温められないよう（影響されないよう）断熱材29にて遮
蔽している。

【００３２】その後、図８に示すように、ガラス窓Ｂか
ら射し込む日射Ｓが強まってカウンター部材１の上壁温
度が上昇し、例えば11時頃に温度センサ28のセンサ検出
温度が設定温度以上となると、検出信号に基づいて開口
部開閉手段26の制御回路34がアクチュエータ33を作動
し、それによってスライド板部31がスライドして蓄熱ユ
ニット体２の温風吹出開口部19が閉じる。つまり、昼間
日射Ｓがある場合、日射Ｓによって建物の窓Ｂやペリメ
ータゾーンＰは温められコールドドラフトも生じ難いた
め、蓄熱式暖房装置Ａから温風Ｈを吹出し続けていると
窓際に居る人Ｇが暑く不快となり易く、このような不快
感を与えないようにカウンター部材１の上壁温度を測定
することにより日射Ｓの強弱を判断し、温風吹出開口部
19からの温風Ｈの吹出しを制御している。

【００３３】また、太陽が雲やビルなどで遮られて日射
Ｓが弱まり、（例えば14時頃に）センサ検出温度が設定
温度よりも低下すると、開口部開閉手段26にて温風吹出
開口部19が再び開き、温風吹出開口部19からの温風Ｈが
カウンター部材１の吹出孔11…を通って室内へ吹出され
る。このように、設定温度を基準にセンサ検出温度が上
昇・低下を繰り返す度に、温風吹出開口部19を閉状態・
開状態に切換えるよう開口部開閉手段26が作動する。こ
の間、温度センサ36により蓄熱ブロック17の温度が検出
されており、長時間の室内暖房により蓄熱ブロック17の
温度が所定温度未満となると発熱体制御手段35が発熱体
18を発熱させ、室内暖房を維持するようにしている。な
お、蓄熱ブロック17が所定温度以上まで上昇したところ
で、発熱体18の発熱が停止する。

【００３４】その後、夜間の第２タイマー設定時刻（例
えば19時）になると、開口部開閉手段26により蓄熱ユニ
ット体２の温風吹出開口部19が閉じると共に、発熱体制
御手段35により各発熱体18…が発熱し、各蓄熱ブロック
17…が蓄熱される。

【００３５】なお、本発明は上述の実施の形態に限定さ
れず、例えば、蓄熱サブユニット12の数は自由であり、
また、各蓄熱ブロック17…に通気路13側へ突出する上下
方向の放熱フィンを複数枚設け、放熱効率を上げるよう
にしても良い。また、開口部開閉手段26としては、帯板
状の蓋部材が水平枢軸廻りに揺動し、それによって温風
吹出開口部19を開閉する構造（開閉扉方式）であっても
良い。さらに、カウンター部材１の側壁３下部に設ける
吸気孔10は、左右側壁３ｂ，３ｂ側に形成するも良く、
この場合、蓄熱ユニット体２の支持脚23…が、蓄熱ユニ
ット体２内への空気の流入に邪魔とならないよう配置す
る。

【００３６】

【発明の効果】本発明は上述の如く構成されるので、次
に記載する効果を奏する。

【００３７】（請求項１によれば）夜間の安価な電力を
利用して昼間に暖房を行うことができる。このとき、ペ
リメータゾーンＰのコールドドラフトを有効に防止する
ことができる。また、昼間の運転時に於て、建物の窓Ｂ
から室内へ射し込む日射Ｓの強弱に応じて、室内へ吹出
す温風Ｈの放出と停止を制御することができる。つま
り、日射Ｓが強くなれば、窓際に居る人Ｇが暑く不快と
ならないように温風Ｈを停止し、日射Ｓが弱まれば温風
Ｈを放出して暖房を維持することができる。さらに、カ
ウンター部材１によって蓄熱ユニット体２が隠れるので
室内の美観を損なわず、かつ、蓄熱ユニット体２を直接
触れることができず安全性も確保できる。

【００３８】（請求項２によれば）建物室内の窓際に設
置されたカウンター部材１に蓄熱ユニット体２を内設
し、かつ、この蓄熱ユニット体２の周囲の隙間を断熱材
25にて埋めるため、蓄熱ユニット体２に蓄熱された熱が
室内や建物の外壁Ｃ側へ逃げず、蓄熱効率が向上し、か
つ、カウンター部材１の吸気孔10からの空気を漏らさず
蓄熱ユニット体２の通気路13へ流入させることができ、
自然対流が促進して温風Ｈの吹出しを促進させることが
できる。また、断熱材25により蓄熱ユニット体２との隙
間を埋めるので、カウンター部材１の形状・寸法には厳
密な精度が要求されず製作が容易であり、室内に応じた
設計の自由度も高い。

【００３９】（請求項３によれば）蓄熱ユニット体２の
温風吹出開口部19から吹出した温風Ｈが温度センサ28に
当たらないよう断熱材29にて遮蔽しているため、温度セ
ンサ28が温風Ｈの影響を受けずにカウンター部材１の上
壁温度を正確に検出することができる。

【００４０】（請求項４によれば）開口部開閉手段26
は、スライド板部31を小寸法往復動させるだけで蓄熱ユ
ニット体２の温風吹出開口部19を開閉できる比較的簡単
な構造であり、容易に作製することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る蓄熱式暖房装置の実施の一形態を
示す使用状態説明図である。

【図２】蓄熱ユニット体を横から見た縦断面図である。

【図３】蓄熱ユニット体を正面から見た縦断面図であ
る。

【図４】温風吹出開口部の閉状態を示す要部断面図であ
る。

【図５】ブロック図である。

【図６】ブロック図である。

【図７】日射と温風吹出開口部の開閉状態の関係を示す
タイムチャートである。

【図８】昼間の運転時に温風吹出開口部が閉じた状態を
示す説明図である。

【符号の説明】

１ カウンター部材 ２ 蓄熱ユニット体 ３ 側壁 ５ 上壁 ６ 内壁面 10 吸気孔 11 吹出孔 13 通気路 19 温風吹出開口部 21 孔 25 断熱材 26 開口部開閉手段 27 温度検出手段 28 温度センサ 29 断熱材 30 固定板部 31 スライド板部 32 孔 33 アクチュエータ 34 制御回路 Ｈ 温風 Ｓ 日射

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 冨田 知己 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 (72)発明者 大角 勝美 兵庫県伊丹市池尻４丁目３番地 三菱電線 工業株式会社伊丹製作所内 Ｆターム(参考） 3L060 AA06 CC02 DD08 EE41 3L061 BF03 3L081 AA03 AB01 EA03 HA01 HB00

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 建物室内の窓際に設けられると共に側壁
   下部に形成された吸気孔と上壁に形成された吹出孔とを
   有するカウンター部材と、該カウンター部材に内設され
   ると共に上記吸気孔からの空気を温めて自然対流による
   温風を上記吹出孔に送る上下方向の通気路を有する蓄熱
   ユニット体と、上記通気路上部の温風吹出開口部を開閉
   して温風の放出と停止を制御する開口部開閉手段と、上
   記カウンター部材の上壁温度を検出して検出信号を上記
   開口部開閉手段へ出力する温度検出手段と、を備え、日
   射によりカウンター部材の上記上壁温度が設定温度以上
   となると上記開口部開閉手段にて上記蓄熱ユニット体の
   温風吹出開口部を閉じるように構成したことを特徴とす
   る蓄熱式暖房装置。
2. 【請求項２】 蓄熱ユニット体とカウンター部材の側壁
   内面との間、及び、蓄熱ユニット体と建物の内壁面との
   間に、断熱材を介装した請求項１記載の蓄熱式暖房装
   置。
3. 【請求項３】 温度検出手段が、カウンター部材の上壁
   内面に付設される温度センサであり、さらに、該温度セ
   ンサを温風から遮断する断熱材を上記上壁内面に付設し
   た請求項１又は２記載の蓄熱式暖房装置。
4. 【請求項４】 開口部開閉手段が、温風吹出開口部に配
   設された複数の孔を有する固定板部と、該固定板部にス
   ライド可能に設けられた複数の孔を有する開閉用スライ
   ド板部と、該スライド板部を作動させるアクチュエータ
   と、温度検出手段からの検出信号に基づいて上記アクチ
   ュエータを制御する制御回路と、を備えた請求項１、２
   又は３記載の蓄熱式暖房装置。