JP2816177B2 - 蓄熱装置 - Google Patents

蓄熱装置

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JP2816177B2 JP1113728A JP11372889A JP2816177B2 JP 2816177 B2 JP2816177 B2 JP 2816177B2 JP 1113728 A JP1113728 A JP 1113728A JP 11372889 A JP11372889 A JP 11372889A JP 2816177 B2 JP2816177 B2 JP 2816177B2
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/14Thermal energy storage

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、蓄熱装置に係わり、特に温風と温水が取り
出せる蓄熱装置及びその運転方法に関する。
〔従来の技術〕
従来の装置は、実公昭51−51576号、実公昭52−12360
号、実公昭52−18573号、実公昭52−22120号、実公昭52
−25020号に記載のように、蓄熱体より温風が取り出せ
る構造となっていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記従来技術は、蓄熱体より温風が取出せるのみで、
温水が取出せるようになっていない。本発明の目的は、
温風と温水の両方が必要な温度で取出せる蓄熱装置を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、周囲が蓄熱体により囲まれ夫々入口と出
口を有する複数の風路と、前記蓄熱体を加熱するヒータ
と、前記風路の入口から採風され出口から排風されるよ
うに送風する送風手段と、少なくとも1つの前記風路の
出口側に設けられ内部に水を流通させる熱交換器と、こ
の熱交換器が出口側に設けられている風路及び前記熱交
換器が出口側に設けられていない風路への送風量を調節
する送風量調節手段とを備えることにより達成される。
また、上記目的は、空気入口と出口を有し複数の蓄熱
体を収納する蓄熱体収納部と、前記蓄熱体を加熱するヒ
ータと、前記風路の入口から採風され出口から排風され
るように送風する送風手段と、前記蓄熱体収納部出口側
の一部に設けられ内部に水を流通させる熱交換器と、前
記蓄熱体収納部入口及び出口に設けられ、前記蓄熱体収
納部出口とこの熱交換器との間が開口したとき前記蓄熱
体収納部入口の一部が開口し、前記蓄熱体収納部出口側
であって前記熱交換器が存在しない領域が開口したとき
前記蓄熱体収納部入口の残部が開口する開閉手段とを備
えることにより達成される。
〔作 用〕
流体の流路を切換えることのできるダンパーにより、
蓄熱体内の風路を選択し、風路から排出する熱風をその
まま室内に排出して暖房すること、及び熱交換器を通し
て、その内部を通る水を温水に変えること、及び前記二
つの働きを同時に行なえるようになる。熱交換器に送風
する風路と温風を送風する風路とを異ならせることがで
きるため、熱容量の大きい水を温水に変換する熱交換器
へ送風する蓄熱体内の風路の蓄熱体の温度は、使用頻度
の高い温風の排風によって下がりにくく、このため、必
要なときに温度の高い温水を提供することができる。
〔実施例〕
第1図は参考例を示す図で温水取出操作時の状態を示
している。第2図はそれを温風取出操作に変えた状態を
示す図である。外囲器1内に蓄熱体(マグネツヤなど)
2及び4が収納してあり、蓄熱体2と4の間には、風路
6が設けてある。またそれら蓄熱体2と4には、それぞ
れヒーター3,5が設けてある。これは深夜電力などを利
用して蓄熱体2と4に蓄熱するためのものである。ファ
ン7によって送られる空気は、風路6内を通る熱風に変
る。この熱風は風路6の出口より、第1図に示す操作状
態では、熱交換器10へ導入される。これは熱交換器10の
出口側部に、2つのダンパー11,12が設けてあり、上部
のダンパー11が閉じてあり、下部のダンパー12が開いて
いるためである。熱風は熱交換器10を出る間に、その内
部に導入される水を温水に変え、その後下部のダンパー
12より室内に排出され、暖房に寄与する。風路6の出口
部より出る熱風の温度が低い時は、熱交換器10の前面に
設けてあるヒーター13、または熱交換器10内に設けてあ
るヒーター(図示せず)に通電して、それを昇温する。
温水を取出す必要のない時は、第2図に示すように、上
部のダンパー11を開き、下部のダンパー12を閉じる。こ
のようにすると、風路6の出口部における熱風は、熱交
換器10を通らず、直接ダンパー11より室内に排出され、
積極的に暖房を行うことができる。また熱交換器10には
熱風は通らないので、その内部の残湯の蒸発は起らな
い。このような操作において、ダンパー11より排出され
る空気温度が高過ぎることがある。この時には、中央部
の仕切壁8に設けてある温度調節用の風量を調節可能な
ように開度が可変なダンパー9を開き、ファン7からの
冷風の一部をダンパー9より導入して、前述の熱風に混
合し、室内への排出空気温度を適正に保つ。またファン
7の回転数を制御して風量を制御し、排出空気温度を変
えてもよい。
第3図は温風を作るための蓄熱体内の風路と、温水を
作るための蓄熱体内の風路とを分離した本発明に係る一
実施例を示す図で、温水取出操作時を示しており、第4
図はそれを温風取出操作に変えた状態を示す図である。
蓄熱体2と4との間に、もう一つの蓄熱体15が設けてあ
り、それにはヒーター16が取付けてある。このため風路
は6と17の2つ用意される。図示のように風路6の出口
部に熱交換器10が設けてあり、風路17の出口部には熱交
換器は設けていない。またファン7の排気側には風路変
更用のダンパー14が設けてある。ダンパー14によって、
風路17の入口側を閉じた時には、風路6内に空気が導入
された後、熱交換器10部へ送風され、それより温水を取
出すことができる。また第4図に示すようにダンパー14
によって、風路6を閉じた時には、風路17を介して熱風
が取出され、室内の暖房ができる。ダンパー9の機能は
第1図、第2図で示した参考例と同様の機能を有する。
以上は温水を作るための風路と温風を作るための風路
を明確に分けたものであったが、第5図から第14図に示
す実施形態の如く蓄熱体収納部にて明確に風路を分離し
なくても、内部では風路が交差するかもしれないが分離
しうる本発明の他の実施例を以下説明する。第5図はそ
の実施例を示す図で、温風取出操作時を示している。
第6図はそれを温水取出操作に変えた状態を示す図で
ある。蓄熱体2は小石状または小さなブロック状となっ
ていて、それらの間には、流体を通すことのできる間隙
部2bが設けてある。このため第1図、第3図に示す風路
6,17を新たに設ける必要はない。また蓄熱体2a部には、
ヒーター3が設けてある。この実施例においては、ファ
ン7と蓄熱体2aとの間にダンパー20と21、熱交換器10と
蓄熱体2との間にダンパー18と19が設けてある。温風取
出操作時には、第5図に示すように、ダンパー19と21を
閉じ、ダンパー18と20を開く。このようにすると、ファ
ン7から送られる空気は、蓄熱体2を通った後、そのま
まダンパー18を介して室内に送り返され、暖房が行なわ
れる。温水取出操作時には、第6図に示すようにダンパ
ー18と20を閉じ、ダンパー19と21を開く。蓄熱体2を通
って加熱された温風は、熱交換器10を通り、この際その
内部を通る水を温水に変える。この実施例において、外
囲器1の側面に対向させて側壁22を設け、風路23を構成
している。風路23の上部の入口部47より導入された空気
は、最終的に出口部48より室内に出て行く。
第7(a)(b)図は、第6図のダンパー18と19また
はダンパー20と21部の変形実施例を示す図である。第7
図(a)は左半分において流体が通り抜けられるように
した配置図、(b)は右半分において流体が通り抜けら
れるようにした配置図である。固定板24にはスリット2
5、移動板26にはスリット27が設けてある。第8図
(a)(b)に固定板24と移動板26の平面図を示してあ
る。第7図(a)に示すように、固定板24の左半分にあ
るスリット25と、移動板26の左半分にあるスリット27を
合致させた時、右半分においてはスリット25とスリット
27とが合致しないように、移動板26の右半分のスリット
27の位置をずらして設けてある。このため第7図(b)
に示すように、移動板26を右側へ移動すると、左半分で
は流体は通れなくなるが、右半分では流体が通れるよう
になる。
第9図は熱交換器10の上面図、第10図は第9図のA−
A′断面図である。熱交換器10はパイプ29とフィン30か
ら構成されている。フィン30またはパイプ29にヒーター
28を直接取付ける場合もある。
第11図は第5図、第6図で示した実施例の変形例で、
温風取出操作時を示す図、第12図はそれを温水取出操作
に変えた状態を示す図である。この実施例では、熱交換
器10、ファン7と蓄熱体2との間に、回転できる板31と
32から成るダンパーが設けてある。第13図(a)(b)
はそれら板31と32の平面図を示したものである。板31の
中央部にはボス41、板32の中央部にはボス42が設けてあ
り、ボス41と42を中心として板31と32と回転するように
なっている。板31の外周側には穴33と34が設けてあり、
また板32の外周側には穴35と36が設けてある。穴33と35
及び穴34と36とが合致した時には、蓄熱体2を通った熱
風は、第11図に示すように、熱交換器10を通らず、その
まま室内へ排出される。このような操作ができるよう
に、穴33と35及び穴34と36が合致した時、板31の内周側
に設けてある穴37と38に対して、板32の内周側に設けて
ある穴39と40は、合致しないように配置されている。こ
れら内周側の穴37,38と39,40が合致した時には、第12図
に示すように、蓄熱体2を通った熱風は、熱交換器10を
通り、温水が取出させるようになる。この時には外周側
の穴33,34に対して35,36は合致していない。板31と32を
回転すれば、熱風が通る蓄熱体2の場所を選択できる。
また穴33,34に対して穴35,36、または穴37,38に対して
穴39,40の位置を完全に合致さず、ずらして合わせれ
ば、風量を絞ることができる。
また前記の穴33,34と35,36及び穴37,38と39,40の数を
増加すれば風量を増加することができる。
第14図はさらに他の実施例を示す図である。本実施例
は流体の入口部47にダンパー44、出口部48にダンパー43
を設け、二つのダンパー43,44を閉じた時、熱風を熱交
換器10を通した後、内部循環して温水取出効果を向上さ
せることができるようにしたものである。
第15図は第1図で示す参考例の変形例を示す図であ
る。流体出口部48には、流体の流れ方向を変えるダンパ
ー11を取り付けてなく、温水の取出しを主体に考えた装
置である。温水温度の調節は、ファン7の風量制御とヒ
ーター13への通電量の制御によって行なう。
第16図は第15図で示した参考例の変形例を示す図であ
る。本参考例では熱交換器10の下部に仕切板49を設け、
流体の入口部47と風路23を設けたものである。流体はこ
の下側の風路よりファン7に導入される。
第3図及び第4図に示した実施例の風路を3つ設けた
実施例を第17図から第20図を用いて説明する。第17図は
他の実施例を示す図であり、温水取出操作時を示す図、
第18図はそれを温風取出操作に変えた時の図である。今
までの実施例においては、蓄熱体2内の風路6,17は反転
して、流体はV型に曲げられる部分があったが、この実
施例では、直線状に流体は蓄熱体2内を移動し、反転し
ないように構成されている。またファン7の周りにはケ
ーシング45,46が設けてあり、これを回転させることに
よって風路6あるいは風路17を選択するものである。
第19図は、第17図で示す実施例の変形例である。本実
施例では外囲器1と蓄熱体15との間に風路50を設け、そ
の入口部にダンパー9を設けたものである。また風路6
の入口部にはダンパー18、風路17の入口部にはダンパー
19が設けてあり、それぞれの風路6,17への風量調節がで
きるようになっている。また流体の出口部48にはヒータ
ー51が設けてある。これらダンパー19,9、ヒーター48に
よって、室内への温風の温度調節を容易にしている。
第20図は第19図で示す実施例の変形例である。本実施
例では蓄熱体2,4,15が小石状の小片でできており、小片
間には粒体の通れる間隙部2bを持たせたものである。各
蓄熱体2,4,15に対応させて、ダンパー18,19,20が設けて
ある。熱交換器10、ヒーター13の他、熱交換器53、ヒー
ター52が図示のように設けてあり、温水の取出しが容易
となっている。
〔発明の効果〕
本発明によれば、一つの蓄熱装置によって温風と温水
の取出しの選択ができ、また温風と温水の同時取出しも
可能となり、独自のダンパーによって風量の制御、風向
の制御および温度の制御が容易となり、もって多機能な
蓄熱装置を作ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の参考例の温水取出操作状態を閉す縦断
面図、第2図は第1図を温風取出操作に変えた状態を示
す縦断面図、第3図は他の実施例の温水取出操作を示す
縦断面図、第4図は温風取出操作に変えた状態を示す縦
断面図、第5図は他の実施例の温風取出操作状態を示す
図、第6図は温水取出操作に変えた状態を示す縦断面
図、第7図(a),(b)は、第6図のダンパーの変形
例を示す縦断面図、第8図(a),(b)は第7図の平
面図、第9図は熱交換器の上面図、第10図は第9図のA
−A′断面図、第11図は変形実施例で、温風取出操作状
態を示す縦断面図、第12図は温水取出操作に変えた状態
を示す縦断面図、第13図(a),(b)は第11図のダン
パーに相当する板31と32の平面図、第14図は他の実施例
を示す縦断面図、第15図は第1図で示す参考例の変形例
を示す縦断面図、第16図は第15図の変形例を示す縦断面
図、第17図は他の実施例の温水取出操作状態を示す縦断
面図、第18図は温風取出操作に変えた状態を示す縦断面
図、第19図は第17図で示す実施例の変形例を示す縦断面
図、第20図は第19図の変形例を示す縦断面図である。 1……外囲器、2,4,15……蓄熱体、3,5,16……ヒータ
ー、6,17……風路、7……ファン(送風機)、8……仕
切壁、9,14,11,12,18,19,20,21……ダンパー、10,53…
…熱交換器、13,51,52……ヒーター、22……側壁、23…
…風路、24……固定板、26……移動板、25,27……スリ
ット、29……パイプ、30……フィン、31,32……板、33,
34,35,36,37,38,39,40……穴、41,42……ボス、43,44…
…ダンパー、47……入口部、48……出口部、49……仕切
板、50……風路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F24H 7/02 602 F24H 7/02 603 F24H 7/04

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】周囲が蓄熱体により囲まれ夫々入口と出口
    を有する複数の風路と、前記蓄熱体を加熱するヒータ
    と、前記風路の入口から採風され出口から排風されるよ
    うに送風する送風手段と、少なくとも1つの前記風路の
    出口側に設けられ内部に水を流通させる熱交換器と、こ
    の熱交換器が出口側に設けられている風路及び前記熱交
    換器が出口側に設けられていない風路への送風量を調節
    する送風量調節手段とを備えた蓄熱装置。
  2. 【請求項2】請求項1において、前記送風量調節手段
    は、前記風路の入口側に設けられたダンパーである蓄熱
    装置。
  3. 【請求項3】請求項1において、前記送風手段は、前記
    風路の入口側に設けられているものであり、前記送風量
    調節手段は、この送風手段の風向を変更する手段である
    蓄熱装置。
  4. 【請求項4】空気入口と出口を有し複数の蓄熱体を収納
    する蓄熱体収納部と、前記蓄熱体を加熱するヒータと、
    前記風路の入口から採風され出口から排風されるように
    送風する送風手段と、前記蓄熱体収納部出口側の一部に
    設けられ内部に水を流通させる熱交換器と、前記蓄熱体
    収納部入口及び出口に設けられ、前記蓄熱体収納部出口
    とこの熱交換器との間が開口したとき前記蓄熱体収納部
    入口の一部が開口し、前記蓄熱体収納部出口側であって
    前記熱交換器が存在しない領域が開口したとき前記蓄熱
    体収納部入口の残部が開口する開閉手段とを備えた蓄熱
    装置。
  5. 【請求項5】請求項4において、前記開閉手段は、複数
    枚の板から成り、これらの板面が同一面に存するときに
    閉状態となり、これらの板面が同一面にないとき開状態
    となるダンパーである蓄熱装置。
  6. 【請求項6】請求項4において、前記開閉手段は、夫々
    スリットを有する二枚の板であって、この板の一方を面
    方向に移動させることにより開閉を行うものである蓄熱
    装置。
  7. 【請求項7】請求項4において、前記開閉手段は、夫々
    穴を有する二枚の板であって、これらの板を相対的に回
    転させることによって開閉するものである蓄熱装置。
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