JP2007240135A

JP2007240135A - 蓄熱蓄冷システム及び該システムを利用した温風・冷風連続送風装置

Info

Publication number: JP2007240135A
Application number: JP2006106900A
Authority: JP
Inventors: Tatsumi Akamine; 辰実赤嶺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2006-03-10
Filing date: 2006-03-10
Publication date: 2007-09-20
Also published as: CN101033904A; TWI297764B; TW200734592A

Abstract

【課題】市販の暖房器の一種であるハロゲンランプ、赤外線ランプ、ニクロム線ランプ等を利用する暖房器具は、相当数の電流を必要とするのみでなく、スイッチオンの状態でのみ稼働し、スイッチを切ると稼働を中止するのが当然であり、また、暖房器具自体が大型化されると、装置内部にコンプレッサー等を付帯しなければならなく、高温度を維持するために発熱部等にコストをかけなければならないという課題があった。
【解決手段】本発明は、冷媒液を用いて巡回パイプ内を循環させながら、発熱体部で加熱すると温風が得られ、一方、リーザーブタンク部内で蓄冷材を保持して冷媒液を通過させると液温が下がることを見いだし、新規な蓄温・蓄冷システムを見いだし、このシステムを利用して装置１台でフルシーズン稼働可能な新規の温風・冷風連続連続送風装置を提供するものである。
【選択図】図１

Description

本発明は、１シーズン稼働可能な蓄熱蓄冷システムに関し、更に詳しくは、暖房器具として用いる場合には、熱交換部本体内の発熱部で加熱して得た温風をファンで室内循環させ、一方、冷房装置として用いる場合には、リーザーブタンク部内に挿入する蓄冷材で冷却して得た冷風をファンで室内循環させる新規な蓄熱蓄冷システムである。

従来、水循環液を熱交換器に通して加熱して温風を得ることや、逆に、熱交換部を通して冷却して電子機器を冷やすことは公知である。

特開２００４−１７７０９２号「電気式瞬間湯わかし用ヒーターユニット」には、「炭素系カーボンヒーターがガラス管内に配設され、前記ガラス管に併合する水管が位置し、水管の一方の端部には吸水口を有し、吸水口と反対端部には排水口を有するとともに、水管内にはらせん型フィンがガラス管側に接する壁面に固定されたことを特徴とする電気式瞬間湯沸用ヒーターユニット」が開示され、炭素系カーボンヒーターを用いてらせん型フィン内を通過する水道水を、短時間で熱効率良く水道水等を適温にする技術が示されている。

一方で、空気冷却器の氷結する部分を効率的に加熱するものとして、特開２０００−２４５４５２号「冷凍庫用冷風装置」には、「本体の内部に熱交換部と送風ファンを内蔵すると共に、この本体の一側に冷風噴出筒を設けた空気冷却機において、少なくとも前記冷風噴出筒の周囲に面状加熱電熱ヒーターを設けたことを特徴とする冷凍庫用冷風装置」が開示され、業務用大型冷凍庫に設置される大型冷風装置（空気調和器）の冷風噴出口に付着する霜ないし氷層を解凍して排出する装置が示されている。
特開２００４−１７７０９２号公報特開２０００−２４５４５２号公報

市販の暖房器の一種であるハロゲンランプや赤外線ランプ等を利用する暖房器具は、相当数の電流を必要とするのみでなく、スイッチオンの状態でのみ稼働し、スイッチを切ると稼働を中止する。

さらに、冷房装置では器具自体が大型化されると、装置内部にコンプレッサーを付帯しなければならなく、高温度を維持するために発熱部等にコストをかけなければならないという課題があった。

上記のように、従来の暖房器具、又は冷房器具は、暖房や冷房を求めるために単独の器具がほとんどであり、１台の器具で冷・暖房可能なエアコンは冷バスガスを必要とし、さらに壁等に固定しなければならないという制限があり、任意な個所へ移動可能な小型装置の新規な開発が望まれていた。

本発明者は、係る課題を解決するために鋭意研究したところ、冷媒液を巡回パイプ内を循環させながら、発熱体部で加熱すると温風が得られ、リーザーブタンク部内で蓄冷材を保持して冷媒液を通過させると液温が下がることを見いだし、新規な蓄温・蓄冷システムを見いだし、このシステムを利用して１台でフルシーズン稼働可能な新規の温風・冷風連続連続送風装置を提供するものである。

すなわち本発明の第一は、熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されてなる蓄熱蓄冷システムであって、前記熱交換部は、熱交換部本体内おいて配置された循環パイプの周囲を面状発熱体で巻回した発熱部と、該発熱部の近傍に配置するファン体とからなり、熱交換部の発熱部で蓄熱させた温熱又はリザーブタンク部で蓄冷させた冷熱を前記熱交換部に接続する温度制御部で制御しながら、温風又は冷風を外部に排出することを特徴とする蓄熱蓄冷システムである。

本発明の第二は、前記熱交換部本体内に設けられた循環パイプは、蛇行状又は螺旋状に配管されてなることを特徴とする請求項１記載の蓄熱蓄冷システムである。

本発明の第三は、前記リザーブタンク部は、内部に板状蓄冷材を斜めに保持して冷媒水を冷却することを特徴とする請求項１記載の蓄熱蓄冷システムである。

本発明の第四は、前記リザーブタンク部は、内部に多数の孔部を有する板状蓄冷材を斜めに保持して冷媒水を冷却することを特徴とする請求項１及び請求項３記載の蓄熱蓄冷システムである。

本発明の第五は、前記冷媒水は、クーラント水であることを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４記載の蓄熱蓄冷システムである。

本発明の第六は、底部に移動用車輪を有する躯体であって、該躯体内部に熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されて配置されてなり、前記熱交換部に接続する温度制御部で温度制御しながら、スイッチ操作により温風又は冷風を送風することを特徴とする温風・冷風連続送風装置である。

本発明の第七は、底部に移動用車輪を有する躯体であって、該躯体内部に熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されて配置されてなり、前記熱交換部に接続する温度制御部で温度制御しながら、スイッチ操作により温風又は冷風を送風すると共に、経路に除湿対象空間の湿度を検出する湿度センサーと、この湿度センサーの検出する湿度の工程に応じて送風量を増減する送風制御装置をからなる除湿機能を付与したことを特徴とする温風・冷風連続送風装置である。

本発明装置は、一年中利用できるため室内気温に合わせて温風・冷風を事務所又は過程内で得ることができるほか、任意の個所に移動可能であるので室内での温度調整に優れている器具である。

発熱体として、面状体のカーボンヒータやゲルマニウムヒーターを用いて発熱部の循環パイプに巻回しているために、任意の温度設定に短い時間で到達で来るために消費電量も約１アンペア以下であり、従来器具に比較しても相当な省エネルギーとなっている。

温風を送風する場合には、装置を可動させるためにスイッチをオン操作すると、サーモスタットからなる制御部で所定温度に維持するように制御され、センサーを介して自動切替スイッチでオン・オフ操作を行うように設計されているので、所定温度以上なると自動オフ状態で送風を継続し、所定温度以下になると自動オン状態で発熱部が稼働して蓄熱を始めて温度を高めて再度所定温度に上げるように設計されている。

逆に冷風を送風する場合には、予めリザーブタンク部の保持部に冷媒材を保持した後に、送風装置を可動させるスイッチをオン操作すると、サーモスタットからなる制御部で約１０℃前後に維持するように制御されており、温風時と同様にセンサーを介して自動切替スイッチでオン・オフ操作を行うように設計されているので、所定温度以下なると自動オン状態で送風を継続し、所定温度以上になると自動オフ状態でザーブタンク部からの冷媒液を循環させて蓄冷を始めて温度を下げて再度所定温度に下げるように設計されている。

図１は、本発明の蓄熱蓄冷システムの全体を示す説明図である。本発明のシステムは、熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されてなり、前記熱交換部は、熱交換部本体内おいて配置された循環パイプの周囲を面状発熱体で巻回した発熱部と、該発熱部の近傍に配置するファン体とからなり、熱交換部の発熱部で蓄熱させた温熱又はリザーブタンク部で蓄冷させた冷熱を前記熱交換部に接続する温度制御部で制御しながら、温風又は冷風を外部に排出するように設計されている。

この場合、前記熱交換部本体内に設けられた循環パイプは、蛇行状又は螺旋状に配管されてなり、熱交換部本体内を緩やかに冷媒水が移動できるように設計され、また、循環パイプの周囲を面状体のカーボンヒータやゲルマニウムヒーターをテープ状に巻回した発熱部を設けることによって、少ない電流で所定温度の約４０℃に短時間で到達可能としている。

一方、冷媒液を冷却するために、本発明システムではリザーブタンクを用いるが、該タンク内部に板状蓄冷材を斜めに保持して冷媒水を冷却するが、この場合、前記板状蓄冷材は、内部に多数の多面体形状の孔部を有する板状蓄冷材を用いるとよい。

孔部の形状を多面体形状とする理由は、通常の円形や楕円形状に比較して、孔部を通過する冷媒液との接触面を増やして冷媒効率を高めることにある。

本発明システムで用いる冷媒水の代表的なものはクーラント水であるが、配管内で酸化付着をしない冷媒水であれば当然に本発明システムで使用可能なものである。

図２は、本発明システムを利用した温風・冷風連続送風装置の斜視図である。本発明装置は、縦型形状の４個の車輪１１を底部に有する装置躯体６の内部に、図３に示すように熱交換部１とリザーブタンク部２とモーターポンプ３とが冷媒水循環パイプ５とで連結されて配置されている。

この場合、前記熱交換部１は、図３に示すように熱交換部本体１２内おいて配置された循環パイプ５の周囲を面状発熱体１３で巻回した発熱部１４と、該発熱部の近傍に配置するファン体とからなり、加熱スイッチ９をオン操作すると面上発熱体１３が加熱され約４０℃前後でサーモスタットからなる制御部の制御を受け一定温度に維持する。

装置全面に配置された送風スイッチをオン操作すると、約４０℃前後に温められた発熱体部の空気が、発熱部の後側に設置され手いるファン体４を回転させて温風を装置躯体６の前面に設けた送風口１０から緩やかな温風を送風する。

温風送風時におけるリザーブタンク部２は、タンク内部に蓄冷材を保持せずにタンク部２内を冷媒水循環パイプ５の水平位置で循環するようになっている。

逆に、図１に示す本発明装置を冷風装置として用いる場合には、図６に示すように複数の多角形状の孔を複数有する蓄冷材１７をリザーブタンク２内の側壁の設けた斜め状窪み部（図示せず）に保持して、冷媒水がリザーブタンク２内の約２／３以上の位置まで上昇しながら配管内を移動するように設計され、このリザーブタンク２内で約１０℃前後に冷却されて配管内を循環するようになっている。

発熱部においては、冷風時には加熱スイッチ９を操作することなく、風量スイッチ８のみのオン操作で冷風がファン体４の回転で送風口１０から送風されるようになっている。

冷風温度を、当初設定温度より下げたい場合には、更に、リザーブタンク２内に蓄冷材を増やして保持すると冷媒液の温度が下がることを確認しているが、サーモスタットのからなる制御部を利用して設定温度を例えば１０℃前後、１℃前後と複数段階に設定することも可能である。

本発明装置には、移動可能な車輪がついているために部屋内を自由に移動でき、所望の位置で温風、あるいは冷風を送風できるために多用途に用いることのできる装置である。

特に加熱部に面上加熱体として、テープ状の面上加熱体を巻回しているために、１００℃前後に温度上昇させる電量として７５０ｍアンペア程度であり、従来の暖房器具に比較すると電流消費が格段に少なく省エネルギー対策に最適な装置である。

本発明の温風・冷風連続送風装置の経路には、除湿対象空間の湿度を検出する湿度センサーと、この湿度センサーの検出する湿度の工程に応じて送風量を増減する送風制御装置をからなる除湿機能（図示せず）を施して除湿器としても使用できるものである。

本発明の蓄熱蓄冷システムの全体を示す説明図である。本発明システムを利用した温風・冷風連続送風装置の斜視図である。図１の内部を説明する部分断面図である。発熱部における曲折成型された銅管製の水循環パイプを示す正面図である。リザーブタンクに配設した蓄冷材の保持状態を示す拡大断面図である。図５における蓄冷材の斜視図である。

符号の説明

１・・・熱交換部
２・・・リザーブタンク部
３・・・モーターポンプ
４・・・ファン体
５・・・冷媒水循環パイプ
６・・・装置躯体
７・・・リザーブタンク蓋部
８・・・送風スイッチ
９・・・加熱スイッチ
１０・・送風口
１１・・車輪
１２・・熱交換部本体
１３・・面上発熱体
１４・・発熱部
１５・・金属板
１６・・銅管製パイプ
１７・・蓄冷材
１８・・孔部
１９・・リザーブタンク本体部

Claims

熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されてなる蓄熱蓄冷システムであって、前記熱交換部は、熱交換部本体内おいて配置された循環パイプの周囲を面状発熱体で巻回した発熱部と、該発熱部の近傍に配置するファン体とからなり、熱交換部の発熱部で蓄熱させた温熱又はリザーブタンク部で蓄冷させた冷熱を前記熱交換部に接続する温度制御部で制御しながら、温風又は冷風を外部に排出することを特徴とする蓄熱蓄冷システム。
前記熱交換部本体内に設けられた循環パイプは、蛇行状又は螺旋状に配管されてなることを特徴とする請求項１記載の蓄熱蓄冷システム。
前記リザーブタンク部は、内部に板状蓄冷材を斜めに保持して冷媒水を冷却することを特徴とする請求項１記載の蓄熱蓄冷システム。
前記リザーブタンク部は、内部に多数の孔部を有する板状蓄冷材を斜めに保持して冷媒水を冷却することを特徴とする請求項１及び請求項３記載の蓄熱蓄冷システム。
前記冷媒水は、クーラント水であることを特徴とする請求項１、請求項３、請求項４記載の蓄熱蓄冷システム。
底部に移動用車輪を有する躯体であって、該躯体内部に熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されて配置されてなり、前記熱交換部に接続する温度制御部で温度制御しながら、スイッチ操作により温風又は冷風を送風することを特徴とする温風・冷風連続送風装置。
底部に移動用車輪を有する躯体であって、該躯体内部に熱交換部とリザーブタンク部とポンプとが冷媒水循環パイプとで連結されて配置されてなり、前記熱交換部に接続する温度制御部で温度制御しながら、スイッチ操作により温風又は冷風を送風すると共に、経路に除湿対象空間の湿度を検出する湿度センサーと、この湿度センサーの検出する湿度の工程に応じて送風量を増減する送風制御装置をからなる除湿機能を付与したことを特徴とする温風・冷風連続送風装置。