JP3171788B2

JP3171788B2 - 蓄熱壁構造、及び、蓄熱体

Info

Publication number: JP3171788B2
Application number: JP19312896A
Authority: JP
Inventors: 直達矢野
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1996-07-23
Filing date: 1996-07-23
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-07-23
Also published as: JPH1037335A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外壁体と、内壁体
との隙間に、接触流体との熱交換によって蓄熱・放熱自
在な蓄熱部を備えた蓄熱体を設け、室内から前記隙間に
前記接触流体を取り入れ自在な取入口と、前記蓄熱部に
前記接触流体を接触させる接触流路と、前記接触流路に
取り入れられて前記蓄熱部に接触した前記接触流体を前
記室内へ吐き出し自在な吐出口とを設け、前記接触流体
を前記取入口から前記接触流路へ取り入れて前記吐出口
から室内へ吐き出すためのファンを設けてある蓄熱壁構
造に関し、また、外壁体と、内壁体との隙間に設置自在
で、且つ、接触流体との熱交換によって蓄熱・放熱自在
な蓄熱部を備えた蓄熱体に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の蓄熱壁構造としては、図
１２に示すように、同じ形状の複数の蓄熱部Ｖを、壁体
に沿って縦横に等間隔に配置してあった。また、従来の
蓄熱体としては、接触流体Ｒの接触流路の上流側、及
び、下流側を通じて、蓄熱部Ｖの単位容量あたりの接触
表面積は、ほぼ同一に設定してあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種の蓄熱壁は、例
えば、昼間の室内の余剰熱を、蓄熱体に蓄熱しておき、
夜間にその熱を（室内又は室外へ）放熱することで、昼
夜の室内温度の変動を少なくし、暖房や冷房に用いるこ
とができる。また、蓄熱体への蓄熱は、昼間の限られた
時間内に行われるが、その蓄熱をロスの少ない状態で夜
間の放熱暖房に有効に利用するには、昼間の蓄熱時から
夜間の暖房運転を開始するまでの待機時間に、蓄熱体か
らの放熱を、極力少なくすることが望まれる。上述した
従来の蓄熱壁構造、及び、蓄熱体によれば、接触流体の
接触流路の上流側、及び、下流側を通じて、蓄熱部の単
位容量あたりの接触表面積は、ほぼ同一に設定してある
から、接触流体の温度に対応して蓄熱量がきまり、昼間
の蓄熱サイクル時には、流路上手側に位置する蓄熱部
は、常に高温度の接触流体に接触することにより、蓄熱
量が多くなって高温になるのに対して、流路下手側に位
置する蓄熱部は、上手側で熱を奪われた接触流体が接触
するから、流路上手側に位置する蓄熱部に比べて、蓄熱
量が少なくなって低い温度になり易い。即ち、接触流路
の上手側の蓄熱部と、下手側の蓄熱部との温度差及び蓄
熱量の差が大きくなる危険性がある。その結果、上述の
夜間の暖房を始めるまでの間において、高温である前記
接触流路上手側の蓄熱体からの放熱が始まってしまい、
夜間の暖房運転時に蓄熱体の蓄熱量が充分でなくなるこ
とになりかねない。言い替えれば、昼間の蓄熱サイクル
と、夜間の放熱サイクルとの間の待機サイクルに放熱量
を抑え難く、蓄熱の利用効率が低くなり易いという問題
点がある。

【０００４】従って、本発明の目的は、上記各問題点を
解消し、蓄熱の利用効率の高い蓄熱壁技術を提供すると
ころにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構成〕請求項１の発明の特徴構成は、接触流体との熱交換によ
って蓄熱・放熱自在な状態に外壁体と内壁体との隙間に
設けられた蓄熱体の蓄熱部の内、前記接触流体を接触さ
せる接触流路の上流側の蓄熱部では、前記接触流体に対
する単位容量あたりの接触表面積を小さく設定し、下流
側の蓄熱部では、前記接触流体に対する単位容量あたり
の接触表面積を大きく設定してあるところにある。

【０００６】請求項２の発明の特徴構成は、外壁体と内
壁体との隙間に設置自在で、且つ、接触流体との熱交換
によって蓄熱・放熱自在な蓄熱部の内、前記接触流体の
接触流路の上流側の蓄熱部では、前記接触流体に対する
単位容量あたりの接触表面積を小さく設定し、下流側の
蓄熱部では、前記接触流体に対する単位容量あたりの接
触表面積を大きく設定してあるところにある。

【０００７】〔作用及び効果〕請求項１の発明の特徴構成によれば、接触流路の上流側
の蓄熱部では、接触流体に対する単位容量あたりの接触
表面積を小さく設定し、下流側の蓄熱部では、接触流体
に対する単位容量あたりの接触表面積を大きく設定して
あるから、前記下流側の蓄熱部の蓄熱効率が、上流側の
蓄熱部の蓄熱効率に比べて向上し、前記上流側の蓄熱部
と、下流側の蓄熱部との温度差及び蓄熱量の差を小さく
することができる。その結果、蓄熱体全般的な蓄熱状態
に、バラツキが少なくなり、従来のように、バラツキの
大きな蓄熱状態において特に高温になった上流側の蓄熱
体部分から、前記待機サイクル時に大量に放熱し始める
といったことを防止しやすくなる。即ち、蓄熱した熱を
無駄なく有効に使用することが可能となる。

【０００８】請求項２の発明の特徴構成によれば、請求
項１の蓄熱壁構造を容易に形成することが可能となり、
蓄熱状態にバラツキが少なく、効率よく蓄熱できると共
に、その蓄熱を無駄なく有効に使用することが可能とな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００１０】本実施形態は、図１・１０・１１に示すよ
うに、建物の壁体に蓄熱ユニットＴを内装して、その蓄
熱ユニットＴの熱交換によって、室内温度をコントロー
ルできるように形成した蓄熱壁Ｗである。

【００１１】前記蓄熱壁Ｗは、外壁体１と、内壁体２と
の間に、接触する空気（接触流体の一例）Ｒとの熱交換
によって蓄熱・放熱自在な蓄熱ユニットＴを設けて構成
してある。

【００１２】前記外壁体１は、厚み内に多数の断熱用中
空部を形成したセメント板状体で、外壁としての一般的
な機能に加えて断熱効果を強化してある。前記内壁体２
は、石膏ボードで構成してあり、前記外壁体１を設置し
た後その室内側に前記蓄熱ユニットＴを沿わせて配置
し、さらにその室内側に内壁体２を設置して室内空間を
確保するものである。また、内壁体２の上端部及び下端
部には、前記蓄熱ユニットＴに備えた後述の取入口４と
吐出口５に対向する部分に、前記空気Ｒを流通自在な開
口部２ａを各別に設けてある。

【００１３】前記蓄熱ユニットＴは、図２・３・４・５
に示すように、前記空気Ｒとの熱交換によって蓄熱・放
熱自在な複数の蓄熱カプセル（蓄熱体の一例）３を内空
部に収容し、且つ、前記内空部に前記空気Ｒを取り入れ
自在な取入口４と（図２・５参照）、前記内空部に取り
入れた前記空気Ｒを外部へ吐き出し自在な吐出口５とを
備えたユニット容器６を設け（図３参照）、前記取入口
４と吐出口５とをそれぞれ開閉操作自在な複数のダンパ
ー７と、前記空気Ｒを前記取入口４から前記内空部に吸
い込んで前記吐出口５から吐き出すためのファンＦと
を、前記ユニット容器６に対して一体的に取り付けて構
成してある。但し、通常は、前記取入口４は、ユニット
容器６の上端部に形成してあり、前記吐出口５は、ユニ
ット容器６の下端部に形成してある。また、ファンＦ
は、ユニット容器６の上端部に設けることに替えて、ユ
ニット容器６の中間部や下端部に設けることも可能であ
る。前記ユニット容器６は、図１・５に示すように、発
泡樹脂からなる中間層を一対の板状体（金属または合成
樹脂製）からなる表面層で挟み込む状態に形成してある
パネル体を、前記外壁体１と内壁体２との隙間に収納で
きる寸法の箱形状に成形して構成してある。そして、ユ
ニット容器６の内空部は、縦長形状に形成してあり、複
数の連通空間に仕切ってある。又、ユニット容器６の室
内側のパネル体部分には、前記蓄熱カプセル３を前記ユ
ニット容器６の内空部に出し入れ自在な蓋付きの出入口
６ａを設けてあり、蓄熱カプセル３のメンテナンス時に
は、内壁体２のみを取り外すだけで、前記出入口６ａか
ら、蓄熱カプセル３を簡単に出し入れして効率的なメン
テナンス作業を実施することができるように構成してあ
る。更に、ユニット容器６の上下端部には、ユニット容
器６の内空部と室外空間とを連通させる連通状態と、遮
断する遮断状態とに切替操作自在な連通管８を各別に接
続してある。

【００１４】前記蓄熱カプセル３は、図４・６・７・８
に示すように、熱交換によって蓄熱・放熱自在な蓄熱剤
９を収容自在な密閉容器１０を設け、前記密閉容器１０
の内空部に、前記蓄熱剤９を充填して構成してある。前
記蓄熱剤９としては、熱交換温度、及び、その範囲によ
って、種々のものを使用することができるが、その一例
としては、塩化カルシウム６水塩（ＣａＣｌ ₂・６Ｈ
₂Ｏ）を上げることができる。前記密閉容器１０は、高
密度ポリエチレン製の一対のフィルム材１１を積層し、
両フィルム材１１間に前記蓄熱剤９を収容する複数の蓄
熱部Ｖを形成できるように両フィルム材１１の外周部及
び室仕切部に該当する所定部分を圧着して構成してあ
る。また、密閉容器１０の上辺・下辺部分には、断面形
状「Ｈ」字形の嵌合部材１３を外嵌させてあり、上下に
隣接する別の蓄熱カプセル３との連結や、前記ユニット
容器６への接当部の補強を図ってある。また、このよう
に形成してある蓄熱カプセル３は、ユニット容器６内に
積層させて複数配置してあり、壁内の狭い空間に、効率
よく蓄熱剤９を配置でき、高い蓄熱性・熱交換性を確保
できるように構成してある。因に、積層させた蓄熱カプ
セル３どうしの隙間は、前記取入口４及び吐出口５と連
通しており、前記蓄熱カプセル３に対して前記空気Ｒを
接触させる複数の接触流路Ｓにあたる。

【００１５】そして、前記蓄熱カプセル３の各蓄熱部Ｖ
の内、接触流路Ｓの上流側の蓄熱部Ｖ１より、下流側の
蓄熱部Ｖ２の方を、空気Ｒの接触表面積が大きくなるよ
うに前記フィルム材１１を加工してある。換言すると、
蓄熱部Ｖの内、接触流路Ｓの上流側の蓄熱部Ｖ１では、
空気Ｒに対する単位容量あたりの接触表面積を小さく設
定し、下流側の蓄熱部Ｖ２では、空気Ｒに対する単位容
量あたりの接触表面積を大きく設定してあり、具体的に
は、図４・５に示すように、フィルム材１１に凹凸加工
をし、その凹凸の数を、前記下流側の蓄熱部Ｖ２ほど多
くなるように構成してある。

【００１６】前記蓄熱壁Ｗによる室内温コントロールの
一例を説明すると、図１０に示すように、昼間、前記連
通管８を閉塞した状態で、各ダンパー７を開いてファン
Ｆを駆動させることによって、室内の余分な熱を蓄熱剤
９に蓄熱し、暑い時期においては室温低下効果を発揮
し、寒い時期においては、蓄熱した熱を夜間に放出して
室温増大効果を発揮することができる。但し、暑い時期
の使用に関しては、図１１に示すように、夜間に、吐出
口５を閉めて連通管８を開けた状態でファンＦを駆動す
ることによって、蓄熱した熱を外部に排熱して翌日の蓄
熱に備えることができる。

【００１７】〔別実施形態〕以下に他の実施の形態を説
明する。

【００１８】〈１〉前記蓄熱剤は、先の実施形態で説
明した塩化カルシウム６水塩（ＣａＣｌ₂・６Ｈ₂Ｏ）に
限るものではなく、例えば、硫酸ナトリウム１０水塩
（ＮａＳＯ₄・１０Ｈ₂Ｏ）であってもよく、他にも室温
付近で相変化する潜熱蓄熱剤を用いることが可能であ
り、それらを総称して蓄熱剤という。〈２〉前記蓄熱体は、先の実施形態で説明した薄型の
蓄熱部材を内挿してあるものに限るものではなく、例え
ば、塊状の蓄熱部材を収納して形成してあってもよく、
壁体の有効寸法にあわせて適宜選択することが可能であ
る。〈３〉本発明に係わる蓄熱壁は、一般住宅をはじめ、
工場設備やオフィースビル等種々の構造物の壁体に適応
することが可能である。〈４〉前記ファンＦは、例えば、アクシャルファン、
クロスフローファン、シロッコファン等、種々の形式の
ファンを採用することが可能である。〈５〉前記蓄熱部Ｖは、先の実施形態で説明したよう
に、その単位容量あたりの接触表面積を、接触流路Ｓの
上流側の蓄熱部Ｖ１より下流側の蓄熱部Ｖ２の方を大き
くするについて、フィルム材１１に加工した凹凸の数を
前記下流側の蓄熱部Ｖ２ほど多くなるように構成するも
のに限るものではなく、例えば、図９に示すように、下
流側の蓄熱部Ｖ２を、上流側の蓄熱部Ｖ１に比べて細分
化した構成とすることも可能である。

【００１９】尚、特許請求の範囲の項に、図面との対照
を便利にするために符号を記すが、該記入により本発明
は添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】蓄熱壁を示す断面図

【図２】蓄熱壁の上端部の詳細を示す断面図

【図３】蓄熱壁の下端部の詳細を示す断面図

【図４】蓄熱カプセルを示す斜視図

【図５】蓄熱ユニットを示す一部切欠正面図

【図６】接触流路上流側の蓄熱カプセルを示す縦断面図

【図７】蓄熱カプセルを示す上面視断面図

【図８】接触流路下流側の蓄熱カプセルを示す縦断面図

【図９】別実施形態の蓄熱壁構造を示す一部切欠正面図

【図１０】蓄熱壁の作用説明図

【図１１】蓄熱壁の作用説明図

【図１２】従来蓄熱壁構造を示す正面図

【符号の説明】

１外壁体２内壁体３蓄熱体４取入口５吐出口ＦファンＲ接触流体Ｓ接触流路Ｖ蓄熱部Ｖ１上流側の蓄熱部Ｖ２下流側の蓄熱部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】外壁体（１）と、内壁体（２）との隙間
に、接触流体（Ｒ）との熱交換によって蓄熱・放熱自在
な蓄熱部（Ｖ）を備えた蓄熱体（３）を設け、室内から
前記隙間に前記接触流体（Ｒ）を取り入れ自在な取入口
（４）と、前記蓄熱部（Ｖ）に前記接触流体（Ｒ）を接
触させる接触流路（Ｓ）と、前記接触流路（Ｓ）に取り
入れられて前記蓄熱部（Ｖ）に接触した前記接触流体
（Ｒ）を前記室内へ吐き出し自在な吐出口（５）とを設
け、前記接触流体（Ｒ）を前記取入口（４）から前記接
触流路（Ｓ）へ取り入れて前記吐出口（５）から室内へ
吐き出すためのファン（Ｆ）を設けてある蓄熱壁構造で
あって、前記蓄熱部（Ｖ）の内、接触流路（Ｓ）の上流側の蓄熱
部（Ｖ１）では、前記接触流体（Ｒ）に対する単位容量
あたりの接触表面積を小さく設定し、下流側の蓄熱部
（Ｖ２）では、前記接触流体（Ｒ）に対する単位容量あ
たりの接触表面積を大きく設定してある蓄熱壁構造。
【請求項２】外壁体（１）と、内壁体（２）との隙間
に設置自在で、且つ、接触流体（Ｒ）との熱交換によっ
て蓄熱・放熱自在な蓄熱部（Ｖ）を備えた蓄熱体であっ
て、前記蓄熱部（Ｖ）の内、前記接触流体（Ｒ）の接触流路
（Ｓ）の上流側の蓄熱部（Ｖ１）では、前記接触流体
（Ｒ）に対する単位容量あたりの接触表面積を小さく設
定し、下流側の蓄熱部（Ｖ２）では、前記接触流体
（Ｒ）に対する単位容量あたりの接触表面積を大きく設
定してある蓄熱体。