JP7280595B2 - Performance change prediction system and program for vacuum insulation materials - Google Patents

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JP7280595B2 JP2019030516A JP2019030516A JP7280595B2 JP 7280595 B2 JP7280595 B2 JP 7280595B2 JP 2019030516 A JP2019030516 A JP 2019030516A JP 2019030516 A JP2019030516 A JP 2019030516A JP 7280595 B2 JP7280595 B2 JP 7280595B2
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本発明は、住宅やプラントの外壁等に使用される真空断熱材の長期的な内圧計測から測定データを取得して、一定期間の測定データから熱伝導率、内圧についての長期性能変化を表す性能評価値を算出して、当該性能評価値に基づいて住宅やプラントの外壁等に施工した真空断熱材の数年後の断熱性能変化を予測するシステム及びプログラム(以下、「断熱性能変化予測システム等」)に関する。具体的には、真空断熱材の現在の断熱性能や交換タイミングをアラート等で顧客や施工業者等に通知することに適した、真空断熱材の断熱性能変化予測システム等に関する。 The present invention obtains measurement data from long-term internal pressure measurement of vacuum insulation materials used for exterior walls of houses and plants, etc., and uses the measurement data for a certain period to express long-term performance changes in thermal conductivity and internal pressure. A system and program that calculates an evaluation value and predicts changes in insulation performance after several years of vacuum insulation installed on the outer wall of a house or plant based on the performance evaluation value (hereinafter referred to as "insulation performance change prediction system, etc. ”). Specifically, the present invention relates to a vacuum insulation performance change prediction system suitable for notifying customers, construction companies, etc. of the current insulation performance and replacement timing of vacuum insulation materials by alerts or the like.

真空断熱材は、発泡スチロールよりも断熱性能の高い断熱材として冷蔵庫、魔法瓶、住宅やプラントの外壁等の様々な分野に多用されている。この真空断熱材は、例えば、内部に多くの空隙をもつ多孔体からなる芯材に、芯材を封入する袋状のガスバリア性フィルムを被せて減圧し、ガスバリア性フィルムの開口部を熱溶着(ヒートシール)し、ガスバリア性フィルムの外側に外層を設けて構成することができる。 Vacuum insulation materials are widely used in various fields such as refrigerators, thermos flasks, outer walls of houses and plants, etc., as insulation materials with higher insulation performance than styrofoam. This vacuum insulation material is produced, for example, by covering a porous core material having many voids inside with a bag-shaped gas barrier film that encloses the core material, reducing the pressure, and heat-sealing the openings of the gas barrier film ( heat sealing), and an outer layer is provided on the outside of the gas barrier film.

一般に、住宅やプラントの外壁等に施工した真空断熱材は、長期的に運用することで経年劣化が進行し、外部から空気等のガスが長い時間をかけて徐々に内部に流入して、ガスの流入による断熱性能が低下する。そのため、真空断熱材内に温度センサ、真空センサ等を設けて、長期に渡って真空断熱材の性能をモニタリングして、真空断熱材の性能変化を検出する装置等が従来技術として提案されている。 In general, vacuum insulation materials installed on the outer walls of houses and plants deteriorate over time as they are used for a long period of time. The heat insulation performance is lowered due to the inflow of For this reason, there has been proposed a device or the like in which a temperature sensor, a vacuum sensor, or the like is provided in the vacuum insulation material to monitor the performance of the vacuum insulation material over a long period of time and detect changes in the performance of the vacuum insulation material. .

例えば、特許第4641565号公報(特許文献1)に記載の真空断熱パネルは、芯材にガスバリア性の外皮材を被せ、周辺の温度の計測が可能な温度センサ部、温度センサ部による計測結果を無線通信可能な通信部、及びバッテリーが外皮材の内側に配置されるように構成されている。また、特開2012-136254号公報(特許文献2)に記載の真空断熱パネルは、断熱材をガスバリア性フィルムで覆い、内部を真空にした断熱パネルにおいて、外皮材の内側に少なくとも真空センサと、真空センサで検知した真空データを外部に送信可能な通信部と、バッテリーを設けられている。 For example, in the vacuum insulation panel described in Japanese Patent No. 4641565 (Patent Document 1), a core material is covered with a gas barrier outer skin material, a temperature sensor unit capable of measuring the ambient temperature, and the measurement result of the temperature sensor unit are collected. A communication unit capable of wireless communication and a battery are arranged inside the outer skin material. In addition, the vacuum insulation panel described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-136254 (Patent Document 2) is a heat insulation panel in which a heat insulating material is covered with a gas barrier film and the inside is evacuated, at least a vacuum sensor inside the outer skin material, A communication unit capable of transmitting the vacuum data detected by the vacuum sensor to the outside and a battery are provided.

これら従来技術の真空断熱材(真空断熱パネル)は、内蔵されたセンサによって、真空断熱材の真空度や、周辺の温度を計測することができ、無線通信によって測定データを外部機器に送信し、当該測定データを受信した外部機器において真空断熱材の断熱性能をモニタリングすることができる。それによって、当該外部機器を使用する顧客や施工業者等が、センサによる計測時点での真空断熱材の性能を知ることができる。 These conventional vacuum insulation panels (vacuum insulation panels) can measure the degree of vacuum of the vacuum insulation materials and the ambient temperature by built-in sensors, and transmit the measured data to external devices by wireless communication. The heat insulating performance of the vacuum heat insulating material can be monitored by the external device that receives the measurement data. As a result, a customer, a contractor, or the like who uses the external device can know the performance of the vacuum insulation material at the time of measurement by the sensor.

特許第4641565号公報Japanese Patent No. 4641565 特開2012-136254号公報JP 2012-136254 A

しかしながら、上記従来例による真空断熱材のモニタリングでは、センサから得られる温度、真空(内圧)等の各種計測値に基づいて、単に計測時点での真空断熱材の断熱性能が低下しているか否かを判断できるに過ぎず、真空断熱材から得られる計測値の変化を時系列的に考慮して、数年後の真空断熱材の断熱性能変化を予測することは困難であった。 However, in the monitoring of the vacuum insulation material according to the above-described conventional example, it is simply determined whether the insulation performance of the vacuum insulation material at the time of measurement has deteriorated based on various measurement values such as temperature and vacuum (internal pressure) obtained from the sensor. However, it is difficult to predict changes in the insulation performance of the vacuum insulation material after a few years by considering changes in measured values obtained from the vacuum insulation material in a time series manner.

そこで、本発明では、定期的に真空断熱材の内蔵センサから測定データを取得し、測定日時と共に時系列的に記憶装置に蓄積し、蓄積された測定データから内部の圧力値(内圧値)を算出して、最新の内圧値と、過去の内圧値との差分を、それらの内圧値に対応する測定データの計測間隔(例えば、最新の測定データを蓄積した日と過去の測定データを蓄積した日との差分である日数)で割って、性能評価値の一例である圧力勾配を算出することで、算出した圧力勾配に基づいて、真空断熱材の数年後又はそれ以降の断熱性能の変化を予測して、真空断熱材の交換タイミングや現在の断熱性に関するアラートを、真空断熱材の長期的な断熱性能の変化を監視する者(施工業者、製造メーカー等)へ提示することが可能な断熱性能変化予測システム等を提供する。 Therefore, in the present invention, the measurement data is periodically acquired from the built-in sensor of the vacuum insulation material, stored in a storage device in chronological order together with the measurement date, and the internal pressure value (internal pressure value) is calculated from the stored measurement data. The difference between the latest internal pressure value and the past internal pressure value is calculated, and the measurement interval of the measurement data corresponding to those internal pressure values (for example, the date when the latest measurement data was accumulated and the past measurement data was accumulated) By dividing by the number of days, which is the difference from the day, to calculate the pressure gradient, which is an example of the performance evaluation value, the change in the insulation performance of the vacuum insulation material after several years or later based on the calculated pressure gradient It is possible to predict the replacement timing of the vacuum insulation material and present an alert regarding the current insulation performance to those who monitor the long-term change in the insulation performance of the vacuum insulation material (construction contractors, manufacturers, etc.). Provide a thermal insulation performance change prediction system.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの1つの実施形態として、芯材と、前記芯材を覆うガスバリア性フィルムと、前記ガスバリア性フィルムの外側に設けられた外層とを含み、内部を減圧密封した真空断熱材の前記外層よりも内側に設けられた小型無線真空計であって、圧力センサと、前記圧力センサにより計測された測定データを送信する送信ユニットとを少なくとも含む小型無線真空計から取得した測定データを記憶する記憶部と、
前記測定データから、前記圧力センサによる計測時点での前記真空断熱材の内部圧力を示す内圧値を求め、前記内圧値と、前記真空断熱材の過去の内部圧力を表す過去内圧値との内圧差分を算出し、単位時間当たりの前記内圧差分の変化量を表す圧力勾配値を取得する圧力勾配計算部と、
予め指定された指定期間が経過した場合の前記真空断熱材の断熱性能を、前記圧力勾配値から換算された熱伝導率に基づいて判定する性能判定部と、
前記性能判定部による判定結果に応じた通知を行う通知部と
を含み、
前記性能判定部は、前記熱伝導率が予め指定された指定熱伝導率以上となるか否かを判定し、
前記通知部は、前記性能判定部において前記熱伝導率が前記指定熱伝導率以上と判定された場合に、前記真空断熱材の交換を促す通知を行うこと
を特徴とする。
As one embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention, it includes a core material, a gas barrier film covering the core material, and an outer layer provided outside the gas barrier film, and the inside is sealed under reduced pressure. A small wireless vacuum gauge provided inside the outer layer of the vacuum insulation material, the compact wireless vacuum gauge including at least a pressure sensor and a transmission unit for transmitting measurement data measured by the pressure sensor. a storage unit that stores measurement data;
An internal pressure value indicating the internal pressure of the vacuum insulation material at the time of measurement by the pressure sensor is obtained from the measurement data, and an internal pressure difference between the internal pressure value and a past internal pressure value representing the past internal pressure of the vacuum insulation material. and a pressure gradient calculation unit that obtains a pressure gradient value representing the amount of change in the internal pressure difference per unit time;
a performance determination unit that determines the thermal insulation performance of the vacuum insulation material after a specified period of time has elapsed based on the thermal conductivity converted from the pressure gradient value;
a notification unit that notifies according to the determination result of the performance determination unit;
The performance determination unit determines whether the thermal conductivity is equal to or higher than a predetermined thermal conductivity,
The notification unit is characterized in that, when the performance determination unit determines that the thermal conductivity is equal to or higher than the specified thermal conductivity, the notification unit issues a notification to prompt replacement of the vacuum heat insulating material.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、前記圧力勾配値は、後述する数式(1)によって算出されることを特徴とする。 A preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention is characterized in that the pressure gradient value is calculated by Equation (1) described later.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、前記熱伝導率は、後述する数式(2)によって算出されることを特徴とする。 A preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention is characterized in that the thermal conductivity is calculated by Equation (2) described later.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、後述する数式(2)中の前記交換時期を表す値 t は、前記予め指定された指定期間の値であることを特徴とする。 A preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention is characterized in that the value t representing the replacement timing in Equation (2) described later is the value of the previously specified specified period.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、交換時期は、後述する数式(3)によって算出されることを特徴とする。 A preferable embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention is characterized in that the replacement time is calculated by Equation (3) described later.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、後述する数式(3)中の λcop は、前記予め指定された指定熱伝導率の値であることを特徴とする。 A preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention is characterized in that λ cop in Equation (3), which will be described later, is the previously specified thermal conductivity value.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、前記通知部は、前記真空断熱材の熱伝導率が前記指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を通知することを特徴とする。 As a preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention, the notification unit notifies the period or time until the thermal conductivity of the vacuum insulation material reaches the specified thermal conductivity. .

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、前記通知部は、前記性能判定部において前記熱伝導率が前記指定熱伝導率未満と判定された場合に、前記指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を通知することを特徴とする。 As a preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention, the notification unit reaches the specified thermal conductivity when the performance determination unit determines that the thermal conductivity is less than the specified thermal conductivity. It is characterized by notifying the period or time until it is completed.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、前記性能判定部は、さらに、前記熱伝導率λcopの現在値と、前記性能判定部により過去に取得された1以上の過去値との相関係数が、予め指定された指定相関係数以上となるか否かを判定し、
前記通知部は、前記性能判定部において前記相関係数が前記指定相関係数未満と判定された場合に、前記真空断熱材の交換を促す通知又は異常を知らせる警告の通知を行うことを特徴とする。
As a preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention, the performance determination unit further includes a current value of the thermal conductivity λ cop and one or more past values obtained in the past by the performance determination unit. Determines whether or not the correlation coefficient of is equal to or greater than a predetermined correlation coefficient,
The notification unit is characterized in that, when the performance determination unit determines that the correlation coefficient is less than the specified correlation coefficient, the notification unit issues a notification prompting replacement of the vacuum insulation material or a warning notification of an abnormality. do.

本発明に係る断熱性能変化予測システムの好ましい実施形態として、前記相関係数は、前記熱伝導率λcopの前記現在値をXとし、前記過去値をYとして、後述する数式(4)によって算出されることを特徴とする。 As a preferred embodiment of the thermal insulation performance change prediction system according to the present invention, the correlation coefficient is calculated by Equation (4) described later, where X is the current value of the thermal conductivity λ cop and Y is the past value. characterized by being

本発明に係る断熱性能変化予測プログラムの1つの実施形態として、コンピュータを前記断熱性能変化予測システムとして機能させることを特徴とする。 An embodiment of the insulation performance change prediction program according to the present invention is characterized by causing a computer to function as the insulation performance change prediction system.

本発明の1つの実施形態に係る断熱性能変化予測システムは、真空断熱材の内蔵センサを用いた定期的なモニタリングにより、真空断熱材の最新の内圧値と過去の内圧値との差分を、過去から最新に至るまでのモニタリング日数で割って圧力勾配を算出する圧力勾配計算部を備えたことで、算出した圧力勾配に基づいて、真空断熱材の数年後又はそれ以降の断熱性能の変化を予測することが可能となる。また、本発明の1つの実施形態に係る断熱性能変化予測システムは、予測された断熱性能の変化に基づいて、真空断熱材の交換タイミングや現在の断熱性に関するアラートを、真空断熱材の長期的な断熱性能の変化を監視する者(施工業者、製造メーカー等)へ提示することも可能となる。 A thermal insulation performance change prediction system according to one embodiment of the present invention detects the difference between the latest internal pressure value and the past internal pressure value of the vacuum insulation material by periodical monitoring using the built-in sensor of the vacuum insulation material. Equipped with a pressure gradient calculation unit that calculates the pressure gradient by dividing the number of monitoring days from the latest to the latest. Prediction becomes possible. In addition, the insulation performance change prediction system according to one embodiment of the present invention provides an alert regarding the replacement timing of the vacuum insulation material and the current insulation performance based on the predicted change in insulation performance. It is also possible to present it to a person (construction contractor, manufacturer, etc.) who monitors changes in thermal insulation performance.

真空断熱材をモニタリングするためのシステム構成例を示す図である。It is a figure which shows the system configuration example for monitoring a vacuum insulation material. モニタリングの対象となる真空断熱材に含まれる小型無線真空計の部品構成を示すブロック図である。FIG. 4 is a block diagram showing the component configuration of a small wireless vacuum gauge included in the vacuum insulation material to be monitored; 断熱性能変化予測システムとして機能するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structural example of the hardware of the computer which functions as an insulation performance change prediction system. 本発明の一実施形態に係る断熱性能変化予測システムの機能的構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram showing an example of functional composition of a thermal insulation performance change prediction system concerning one embodiment of the present invention. 断熱性能変化予測システムの表示画面の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the display screen of an insulation performance change prediction system. 小型無線真空計内の圧力センサから取得した出力値を圧力の値に換算する処理の流れを示すフローチャートである。4 is a flow chart showing the flow of processing for converting an output value acquired from a pressure sensor in a compact wireless vacuum gauge into a pressure value; 小型無線真空計内の圧力センサと真空断熱材の内部圧力との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the pressure sensor in the small wireless vacuum gauge and the internal pressure of the vacuum insulator. グラスウール芯材を含む真空断熱材の熱伝導率と真空断熱材との内部圧力との関係を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship between the thermal conductivity of a vacuum heat insulating material containing a glass wool core material and the internal pressure of the vacuum heat insulating material. 図8及び図9に示すグラフを重ねて示したグラフである。FIG. 10 is a graph in which the graphs shown in FIGS. 8 and 9 are superimposed; FIG. 指定期間が経過した場合の真空断熱材の断熱性能を圧力勾配値から換算された熱伝導率に基づいて判定する処理の流れを示すフローチャートである。10 is a flow chart showing the flow of processing for determining the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material after a specified period has elapsed, based on the thermal conductivity converted from the pressure gradient value. 真空断熱材の内部圧力と期間(日数)との関係(圧力勾配)を示すグラフである。4 is a graph showing the relationship (pressure gradient) between the internal pressure of the vacuum heat insulating material and the period (days).

以下に図面を参照して、本発明の一実施形態について説明する。なお、実施の形態を説明するための全ての図において、同一部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In principle, the same members are denoted by the same reference numerals in all the drawings for describing the embodiments, and repeated description thereof will be omitted.

図1は、真空断熱材をモニタリングするためのシステム構成例を示す図である。小型無線真空計10は、真空断熱材20の中に設けられ、真空断熱材20の内部圧力を示す内圧値を算出するための測定データを、インターネット等のネットワークNを介してサーバ30に送信することができる。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a system for monitoring vacuum insulation. The compact wireless vacuum gauge 10 is provided in the vacuum insulation material 20, and transmits measurement data for calculating an internal pressure value indicating the internal pressure of the vacuum insulation material 20 to the server 30 via a network N such as the Internet. be able to.

小型無線真空計10は、携帯端末(外部の受信ユニット)(図示せず)に無線通信で測定データを送信して、携帯端末がネットワークNを介して測定データをサーバ30に送信することができる。また、小型無線真空計10は、Wi-Fi等で直接ネットワークに接続して、測定データの送信先として予め設定されたサーバ30に測定データを送信することもできる。端末40は、ネットワークNを介してサーバ30に接続し、真空断熱材の数年後又はそれ以降の断熱性能の変化の予測結果に基づいて真空断熱材の交換タイミングや現在の断熱性に関する通知(アラート)等を受け取り、画面に表示することができる。 The compact wireless vacuum gauge 10 can transmit measurement data to a mobile terminal (external receiving unit) (not shown) by wireless communication, and the mobile terminal can transmit the measurement data to the server 30 via the network N. . Also, the compact wireless vacuum gauge 10 can be directly connected to a network via Wi-Fi or the like to transmit measurement data to the server 30 preset as a transmission destination of the measurement data. The terminal 40 is connected to the server 30 via the network N, and notifies ( Alerts), etc. can be received and displayed on the screen.

図2は、本発明の一実施形態に係る真空断熱材に含まれる小型無線真空計の部品構成を示すブロック図である。小型無線真空計10は、圧力センサ1と、オペアンプ2と、A/Dコンバータ3と、CPU・無線送信ユニット4と、温湿度センサ・内部時計5と、充電ユニット6と、DC/DCコンバータ7と、バッテリー8とを含むことができる。 FIG. 2 is a block diagram showing the component configuration of a compact wireless vacuum gauge included in the vacuum insulation material according to one embodiment of the present invention. The compact wireless vacuum gauge 10 includes a pressure sensor 1, an operational amplifier 2, an A/D converter 3, a CPU/wireless transmission unit 4, a temperature/humidity sensor/internal clock 5, a charging unit 6, and a DC/DC converter 7. and a battery 8 .

圧力センサ1は、真空断熱材内部の圧力を測定し、圧力センサ1に接続されたオペアンプ2は、測定された圧力値のアナログ信号を増幅することができる。オペアンプ2に接続されたA/Dコンバータ3は、増幅されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、A/Dコンバータ3に接続されたCPU・無線送信ユニット4は、デジタル信号を受け取り、受け取ったデジタル信号を測定データとして、1GHz未満のサブギガ帯無線又は2.4GHz帯無線又は5GHz帯無線によって外部の受信ユニット(図示せず)に送信することができる。 A pressure sensor 1 measures the pressure inside the vacuum insulation material, and an operational amplifier 2 connected to the pressure sensor 1 can amplify an analog signal of the measured pressure value. The A/D converter 3 connected to the operational amplifier 2 converts the amplified analog signal into a digital signal, and the CPU/radio transmission unit 4 connected to the A/D converter 3 receives the digital signal, The signal can be transmitted as measurement data to an external receiving unit (not shown) by sub-giga band radio below 1 GHz or by 2.4 GHz band radio or by 5 GHz band radio.

CPU・無線送信ユニット4の周波数帯は、無線送信可能な周波数帯であれば、どれでも選択が可能であるが、送信距離の問題から1GHz以下範囲が好ましい。920MHz帯はISMバンド帯を利用しており、1回の送信にかかる消費電力も大きい。しかしながら、920MHz帯は2.4GHz帯に比べて、回折性が高いので障害物を回りこんで通信することができ、電波の到達距離も長いことから、真空断熱材の外層表面から数mの送信が可能である。 The frequency band of the CPU/radio transmission unit 4 can be selected as long as it is a frequency band that allows radio transmission. The 920 MHz band uses the ISM band and consumes a large amount of power per transmission. However, compared to the 2.4 GHz band, the 920 MHz band is more diffractive, so it is possible to communicate around obstacles. is possible.

一方、BLE(Bluetooth Low Energy)通信を含む2.4GHz帯の通信方法では、消費電力は少ないが、電波の到達距離は、一般的な真空断熱材の外層表面から5cm程度である。壁内部に真空断熱材を設置した場合の計測が難しいが、壁厚の薄い所や、壁から真空断熱材の表面が剥き出しである場合に用いることができる。 On the other hand, in the 2.4 GHz band communication method including BLE (Bluetooth Low Energy) communication, power consumption is small, but the reach of radio waves is about 5 cm from the surface of the outer layer of a general vacuum insulation material. It is difficult to measure when the vacuum insulation material is installed inside the wall, but it can be used when the wall thickness is thin or when the surface of the vacuum insulation material is exposed from the wall.

外部の受信ユニットは、測定データの受信時に測定電圧を記録し、既知の校正値(電圧/圧力)の変換値から圧力値に変換することができ、変換で出力される圧力値は、例えば、受信ユニット(サーバ)で実行されるプログラムによって計算される。 The external receiving unit records the measured voltage when the measured data is received, and can be converted from a known calibration value (voltage/pressure) to a pressure value, and the pressure value output in the conversion is, for example, It is calculated by a program running on the receiving unit (server).

圧力センサ1は、微小電気機械システム(MEMS)で形成された熱電対型真空センサを用いることができる。また、圧力センサ1は、MEMSで形成された熱電対型真空センサを用いることもできる。 The pressure sensor 1 can use a thermocouple type vacuum sensor formed by a micro-electro-mechanical system (MEMS). Also, the pressure sensor 1 may be a thermocouple type vacuum sensor made of MEMS.

CPU・無線送信ユニット4に接続された温湿度センサ・内部時計5は、例えば、I2C通信等のシリアル通信で直接CPUに信号を送信することができる。CPU・無線送信ユニット4は、温湿度センサ・内部時計5からの信号を無線で外部の受信ユニットに送信することができる。なお、温湿度センサについては無くても、圧力センサ1により真空断熱材の内側の圧力を測定することが可能な為、必要がない場合には、小型無線真空計10の構成に含めなくてもよい。つまり、温湿度センサは、真空断熱材の内部に侵入する水蒸気圧の問題を確認する等の必要な場合に応じて、小型無線真空計10に含めることができる。さらに、各種分子種(二酸化炭素、一酸化炭素、酸素、VOC等)を計測するセンサも小型無線真空計10に含めることができる。すなわち、小型無線真空計10は、温度センサ、湿度センサ、各種分子種を計測するセンサ及び内部時計のうち少なくとも1つをさらに含むことができる。 The temperature/humidity sensor/internal clock 5 connected to the CPU/wireless transmission unit 4 can directly transmit a signal to the CPU through serial communication such as I2C communication. The CPU/wireless transmission unit 4 can wirelessly transmit a signal from the temperature/humidity sensor/internal clock 5 to an external reception unit. Even without the temperature and humidity sensor, the pressure sensor 1 can measure the pressure inside the vacuum insulation material. good. That is, a temperature and humidity sensor can be included in the compact wireless vacuum gauge 10 as needed, such as to check for water vapor pressure problems entering the interior of the vacuum insulation. Furthermore, the compact wireless vacuum gauge 10 can also include sensors for measuring various molecular species (carbon dioxide, carbon monoxide, oxygen, VOCs, etc.). That is, the compact wireless vacuum gauge 10 can further include at least one of a temperature sensor, a humidity sensor, sensors for measuring various molecular species, and an internal clock.

CPU・無線送信ユニット4に接続されたバッテリー8は、CPU・無線送信ユニット4及び該ユニットに電気的に接続されたその他の部品(素子)に電力を供給することができる。また、バッテリー8は、DC/DCコンバータ7を介して充電ユニット6に接続され、充電ユニット6は、バッテリー8を充電するための電力を供給することができる。DC/DCコンバータ7は、充電ユニット6から得られる電圧を、バッテリー8の充電に必要な電圧に変換することができる。 A battery 8 connected to the CPU and wireless transmission unit 4 can supply power to the CPU and wireless transmission unit 4 and other components (elements) electrically connected thereto. Also, the battery 8 is connected to the charging unit 6 via the DC/DC converter 7 , and the charging unit 6 can supply power for charging the battery 8 . The DC/DC converter 7 can convert the voltage obtained from the charging unit 6 into the voltage required for charging the battery 8 .

なお、DC/DCコンバータ7は、本来、小型無線真空計10のバッテリー8の充電に必須ではない。DC/DCコンバータ7は、真空断熱材の金属性ガスバリア性フィルムを介して充電を行う際に、誘電加熱が引き起こされることが原因で生じ得る誘電損失の影響を最小限にするための構成である。つまり、このような誘電加熱が引き起こされると、必要な電力を供給することが困難となるため、DC/DCコンバータ7を用いることで、必要な電圧まで昇圧することが可能となる。 Note that the DC/DC converter 7 is essentially not essential for charging the battery 8 of the compact wireless vacuum gauge 10 . The DC/DC converter 7 is configured to minimize the effect of dielectric loss that may occur due to dielectric heating when charging is performed through the metallic gas barrier film of the vacuum heat insulating material. . In other words, when such dielectric heating is caused, it becomes difficult to supply the required power, so using the DC/DC converter 7 makes it possible to boost the voltage to the required level.

より高電圧をかけると真空断熱材表面での発熱が大きくなり、樹脂と金属層から成るガスバリア性フィルムを破損又は樹脂膜を溶解してしまう可能性がある。そうした場合、真空断熱材は、真空を維持できなくなり、断熱性が大きく損なわれてしまう。よって、DC/DCコンバータ7を介してセンサを駆動させることは、真空断熱材の内部で運用する際により好ましい構成である。 When a higher voltage is applied, heat generation on the surface of the vacuum heat insulating material increases, which may damage the gas barrier film made up of the resin and metal layers or dissolve the resin film. In such a case, the vacuum heat insulating material cannot maintain the vacuum, and the heat insulating property is greatly impaired. Therefore, driving the sensor via the DC/DC converter 7 is a more preferable configuration when operating inside the vacuum heat insulating material.

充電ユニット6は、充電機構としてペルチェ素子又は非接触給電用のコイルを採用することができる。充電ユニット6の充電機構としてペルチェ素子を用いた場合には、ペルチェ素子に熱が加えられることで、ゼーベック効果により生じた電力を、DC/DCコンバータ7を介してバッテリー8に供給することができる。例えば、バッテリー8として、85mAhの小型リチウムイオンポリマー(LiPo)バッテリーを採用した場合には、充電ユニット6のペルチェ素子に80℃の熱を約5分間加えることで、当該小型LiPoバッテリーの充電を完了することができる。80℃の熱を約5分間加える程度であれば、真空断熱材にはほぼダメージを与えずに充電することができる。 The charging unit 6 can employ a Peltier element or a coil for contactless power supply as a charging mechanism. When a Peltier element is used as the charging mechanism of the charging unit 6, power generated by the Seebeck effect can be supplied to the battery 8 via the DC/DC converter 7 by applying heat to the Peltier element. . For example, when a small lithium ion polymer (LiPo) battery of 85 mAh is adopted as the battery 8, the charging of the small LiPo battery is completed by applying heat of 80° C. to the Peltier element of the charging unit 6 for about 5 minutes. can do. If heat of 80° C. is applied for about 5 minutes, charging can be performed without causing damage to the vacuum insulation material.

充電ユニット6は、充電機構として非接触給電用のコイルを用いた場合、電磁誘導方式又は磁界共鳴方式によって生じた電力を、DC/DCコンバータ7を介してバッテリー8に供給することができる。例えば、電磁誘導方式の場合、充電ユニット6には受電側コイルが含まれ、真空断熱材の外部の充電器等に含まれる送電側コイルと、受電側コイルとの間で発生する誘電磁束を利用して生じた電力を充電ユニット6で受け取ることができる。 The charging unit 6 can supply power generated by an electromagnetic induction method or a magnetic resonance method to the battery 8 via the DC/DC converter 7 when a coil for contactless power supply is used as the charging mechanism. For example, in the case of the electromagnetic induction method, the charging unit 6 includes a power receiving side coil, and the dielectric flux generated between the power transmitting side coil and the power receiving side coil included in the charger outside the vacuum insulation material is used. The generated power can be received by the charging unit 6 .

また、電界共鳴方式の場合、受電側コイルは受電側共振回路に含まれ、送電側コイルは送電側共振回路に含まれる。充電器送電側共振回路に含まれる送信側コイルに電流が流れることにより発生した磁場の振動が、同じ周波数で共振する受電側共振回路に含まれる受信側コイルに伝わることで、磁界共鳴させて生じた電力を充電ユニット6で受け取ることができる。 In the case of the electric field resonance method, the power receiving side coil is included in the power receiving side resonance circuit, and the power transmission side coil is included in the power transmission side resonance circuit. The vibration of the magnetic field generated by the current flowing through the transmitting coil included in the charger's power transmitting side resonance circuit is transmitted to the receiving side coil included in the power receiving side resonant circuit that resonates at the same frequency, causing magnetic field resonance. The charged power can be received by the charging unit 6 .

小型無線真空計10は、真空断熱材の減圧密閉された内部に設けられる。真空断熱材は、芯材と、該芯材を覆うガスバリア性フィルムと、該ガスバリア性フィルムの外側に設けられた外層とを含み、小型無線真空計10は、真空断熱材の外層よりも内側、好ましくは、ガスバリア性フィルムの内側に含まれる。 A small wireless vacuum gauge 10 is provided inside a vacuum insulation material sealed under reduced pressure. The vacuum insulation material includes a core material, a gas barrier film covering the core material, and an outer layer provided outside the gas barrier film. Preferably, it is contained inside the gas barrier film.

このように、小型無線真空計10は、外部電源との電気的な接続なしにバッテリーを充電できる充電機構を含む充電ユニットを設けたことで、小型無線真空計10が真空断熱材に内蔵されても、長期的な運用に耐え得る十分な電力を継続して供給することができる。 As described above, the compact wireless vacuum gauge 10 is provided with a charging unit including a charging mechanism capable of charging the battery without electrical connection to an external power source, so that the compact wireless vacuum gauge 10 is built in the vacuum insulation material. can continuously supply sufficient power to withstand long-term operation.

真空断熱材の芯材としては、真空断熱材分野で用いられているものを特に制限なく用いることができる。具体例としては、連続気泡硬質ポリウレタンフォーム、無機繊維、有機繊維、無機粉体、エアロゲル等を使用することができる。ハンドリング、断熱性の観点から、シート状に形成された無機繊維が好ましい。無機繊維としては、ガラス繊維、アルミナやシリカ等のセラミック繊維、スラグウール繊維、ロックウール繊維等が挙げられる。これらの中では、断熱性、成形加工性等の観点から、ガラス繊維が好ましい。なお、芯材の耐熱性を向上させるため、ステンレス鋼、クロム-ニッケル系合金、高ニッケル合金、高コバルト合金等の耐熱性金属繊維を少量混合することもできる。芯材は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 As the core material of the vacuum heat insulating material, those used in the vacuum heat insulating material field can be used without particular limitation. Specific examples that can be used include open-cell rigid polyurethane foam, inorganic fibers, organic fibers, inorganic powders, and aerogels. From the viewpoints of handling and heat insulation, sheet-shaped inorganic fibers are preferred. Examples of inorganic fibers include glass fibers, ceramic fibers such as alumina and silica, slag wool fibers, rock wool fibers, and the like. Among these, glass fiber is preferable from the viewpoint of heat insulation, moldability, and the like. In order to improve the heat resistance of the core material, a small amount of heat-resistant metal fibers such as stainless steel, chromium-nickel alloys, high-nickel alloys, and high-cobalt alloys can be mixed. Core materials are known and readily available on the market or can be prepared.

本発明の一実施形態に係る真空断熱材において、吸着剤が芯材と共に袋状のガスバリア性フィルムに封入されてもよい。吸着剤は、例えば、窒素、酸素、二酸化炭素等のガス、及び/又は水分を吸着する物質である。吸着剤としては、酸化カルシウム、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、酸化バリウム、バリウム-リチウム合金又はこれらの混合物等が挙げられる。ガス吸着性能及び生産性の観点から、酸化カルシウムが好ましい。吸着剤は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 In the vacuum heat insulating material according to one embodiment of the present invention, the adsorbent may be enclosed in a bag-shaped gas barrier film together with the core material. The adsorbent is, for example, a substance that adsorbs gases such as nitrogen, oxygen, carbon dioxide, and/or moisture. Adsorbents include calcium oxide, silica gel, zeolite, activated carbon, barium oxide, barium-lithium alloys, and mixtures thereof. From the viewpoint of gas adsorption performance and productivity, calcium oxide is preferred. Adsorbents are known and readily available on the market or can be prepared.

本発明に用いられるガスバリア性フィルムは、ガスバリア性を有するフィルムであれば特に制限はないが、シール層及びガスバリア層を積層したものが好ましく、芯材に接する側から順にシール層、ガスバリア層及び1層以上の樹脂フィルム層を積層したものがより好ましい。ガスバリア性フィルムの厚さは、特に制限はないが、通常50~200μmであり、好ましくは60~180μmである。 The gas barrier film used in the present invention is not particularly limited as long as it is a film having gas barrier properties. More preferably, more than one resin film layer is laminated. The thickness of the gas barrier film is not particularly limited, but is usually 50-200 μm, preferably 60-180 μm.

ガスバリア層は、ガスを透過しない層であり、真空断熱材の真空度の低下を防ぐ観点から用いられる。ガスバリア層としては、金属箔や、樹脂フィルム上に蒸着膜を形成した蒸着フィルム等が挙げられる。蒸着フィルムは、蒸着法、スパッタ法等により、基材上に蒸着膜を形成することにより得られる。ガスバリア性及び経済的観点から、金属箔及び蒸着材料のいずれにおいても、好ましくは、アルミニウムが用いられる。 The gas barrier layer is a layer impermeable to gas, and is used from the viewpoint of preventing a decrease in the degree of vacuum of the vacuum heat insulating material. Examples of the gas barrier layer include a metal foil and a vapor-deposited film obtained by forming a vapor-deposited film on a resin film. A vapor deposition film is obtained by forming a vapor deposition film on a substrate by a vapor deposition method, a sputtering method, or the like. From the viewpoint of gas barrier properties and economy, aluminum is preferably used for both the metal foil and the vapor deposition material.

蒸着フィルムの基材となる樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の芳香族ポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、メタキシリレンジアミン・アジピン酸縮合体等のポリアミド樹脂;アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレート、アクリル酸エステルとメチルメタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール及びポリ酢酸ビニルを部分ケン化した物等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂から製造されるフィルムが用いられる。 Examples of the resin film that serves as a base material for vapor deposition films include aromatic polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT); polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and olefin copolymers; Vinyl chloride resins such as vinyl chloride copolymers; polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, metaxylylenediamine/adipic acid condensate; styrenes such as acrylonitrile/butadiene/styrene copolymers and acrylonitrile/styrene copolymers -based resin; acrylic resin such as polymethyl methacrylate, acrylic acid ester and methyl methacrylic acid ester copolymer, ethylene-vinyl alcohol copolymer, thermoplastic resin such as partially saponified polyvinyl alcohol and polyvinyl acetate, Films made from thermosetting resins such as phenolic resins and urea resins are used.

ガスバリア層の厚さは特に制限はないが、金属箔の場合は、1~60μmであり、好ましくは5~30μmである。厚さが1μm以上であれば、金属箔の強度が高く、ピンホールの形成等が抑えられる。蒸着フィルムの場合は、ガスバリア層の厚さは、10~60μm、好ましくは12~30μmであり、そのうち蒸着膜の厚さは、0.2~3.0μm、好ましくは0.5~2.0μmである。蒸着膜の厚さが0.2μm以上であればガスバリア性を発揮でき、3.0μm以下であれば蒸着膜形成の技術的な困難さは大きくはない。ガスバリア層に用いられる金属箔や蒸着フィルムは公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The thickness of the gas barrier layer is not particularly limited, but in the case of metal foil, it is 1 to 60 μm, preferably 5 to 30 μm. If the thickness is 1 μm or more, the strength of the metal foil is high, and the formation of pinholes and the like can be suppressed. In the case of a vapor deposited film, the gas barrier layer has a thickness of 10 to 60 μm, preferably 12 to 30 μm, of which the vapor deposited film has a thickness of 0.2 to 3.0 μm, preferably 0.5 to 2.0 μm. is. If the vapor-deposited film has a thickness of 0.2 μm or more, gas barrier properties can be exhibited, and if it is 3.0 μm or less, technical difficulty in forming the vapor-deposited film is not so great. Metal foils and vapor-deposited films used for the gas barrier layer are well known and can be easily obtained on the market or can be prepared.

シール層は、加熱により融着可能な樹脂である。熱融着可能な樹脂であれば、特に制限はない。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、ポリアクリロニトリル、PET、エチレン-ビニルアルコール共重合体、又はそれらの混合体からなるフィルム等を用いることができる。好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン-ビニルアルコール共重合体が用いられる。ポリエチレンは、0.90~0.98g/cm3の密度のものが好ましい。ポリプロピレンは、0.85~0.95g/cm3の密度のものが好ましい。シール層の厚さは特に制限はないが、通常10~100μmであり、好ましくは25~60μmである。シール層に用いられる樹脂は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The seal layer is a resin that can be fused by heating. There is no particular limitation as long as it is a heat-sealable resin. Specifically, films made of polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyacrylonitrile, PET, ethylene-vinyl alcohol copolymers, or mixtures thereof can be used. Polyethylene, polypropylene, and ethylene-vinyl alcohol copolymer are preferably used. The polyethylene preferably has a density of 0.90-0.98 g/cm 3 . Polypropylene preferably has a density of 0.85 to 0.95 g/cm 3 . The thickness of the sealing layer is not particularly limited, but is usually 10-100 μm, preferably 25-60 μm. Resins used in sealing layers are well known and readily available on the market or can be prepared.

樹脂フィルム層は、ガスバリア層を保護する目的で、ガスバリア層上に任意に設けられる層である。樹脂フィルム層としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)等の芳香族ポリエステル系樹脂;ポリエチレン、ポリプロピレン、オレフィン共重合体等のポリオレフィン系樹脂;ポリ塩化ビニル、塩化ビニル共重合体等の塩化ビニル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、メタキシリレンジアミン・アジピン酸縮合体等のポリアミド樹脂;ポリビニルアルコール、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合体、アクリロニトリル・スチレン共重合体等のスチレン系樹脂;ポリメチルメタクリレート、アクリル酸エステルとメチルメタクリル酸エステル共重合体等のアクリル系樹脂等の熱可塑性樹脂、フェノール樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂から製造されるフィルムが用いられる。好ましくは、PET、ナイロン6又はナイロン66である。これらの樹脂フィルムには、有機質、無機質のフィラーを添加することもできる。これらの樹脂は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。樹脂フィルム層には、ガスバリア性フィルムのガスバリア性能を更に向上させるために、塩化ビニリデン、アクリロニトリル、ビニルアルコール等のビニルモノマーを重合、共重合させて得られるガスバリア性樹脂を塗布したり、積層したり、それらの粒子を樹脂フィルム層中に混合分散させることもできる。樹脂フィルム層の厚さは特に制限はないが、通常5~40μmであり、好ましくは10~30μmである。樹脂フィルム層に用いられる樹脂は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 The resin film layer is a layer optionally provided on the gas barrier layer for the purpose of protecting the gas barrier layer. As the resin film layer, aromatic polyester resins such as polyethylene terephthalate (PET) and polybutylene terephthalate (PBT); polyolefin resins such as polyethylene, polypropylene, and olefin copolymers; polyvinyl chloride, vinyl chloride copolymers, and the like. vinyl chloride resins; polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, metaxylylenediamine-adipic acid condensate; polyvinyl alcohol, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer, styrene-based resins such as acrylonitrile-styrene copolymer; Films made from thermoplastic resins such as acrylic resins such as polymethyl methacrylate, acrylate and methyl methacrylate copolymers, etc., and thermosetting resins such as phenol resins and urea resins are used. PET, nylon 6 or nylon 66 is preferred. Organic or inorganic fillers may be added to these resin films. These resins can be used alone or in combination of two or more. In order to further improve the gas barrier performance of the gas barrier film, the resin film layer is coated or laminated with a gas barrier resin obtained by polymerizing or copolymerizing a vinyl monomer such as vinylidene chloride, acrylonitrile, or vinyl alcohol. , the particles can also be mixed and dispersed in the resin film layer. Although the thickness of the resin film layer is not particularly limited, it is usually 5 to 40 μm, preferably 10 to 30 μm. The resins used in the resin film layer are well known and readily available commercially or can be prepared.

ガスバリア性フィルムは、袋状に形成される。袋状とは、中に芯材及び吸着剤を入れられる形状である。ガスバリア性フィルムを袋状に形成する工程には、特に制限はない。例えば、ガスバリア性フィルムがシール層有する場合に、互いのシール層が接するように2枚のガスバリア性フィルムを重ねて、芯材及び吸着剤を納める部位の周りを、芯材及び吸着剤の挿入のための開口部を残して熱融着することにより、ガスバリア性フィルムを袋状に形成してもよい。 A gas barrier film is formed in a bag shape. The bag shape is a shape in which a core material and an adsorbent can be put. There are no particular restrictions on the process of forming the gas barrier film into a bag shape. For example, when the gas barrier film has a seal layer, two sheets of the gas barrier film are stacked so that the seal layers are in contact with each other, and the core material and adsorbent are inserted around the portion where the core material and adsorbent are placed. The gas barrier film may be formed into a bag shape by heat-sealing while leaving an opening for the gas barrier.

本発明に用いられる真空断熱材用ガスバリア性フィルムの外層には紙及び/又は不織布を積層することができる。紙とは、植物繊維その他の繊維を膠着させて製造した物である。有機繊維及び無機繊維のいずれも紙の材料として使用し得る。紙の材料となる有機繊維としては、例えば、植物由来の繊維、合成繊維等があり、紙の材料となる無機繊維は、例えば、鉱物、金属からなる繊維、合成繊維等がある。不織布とは、繊維シート、ウェブまたはバットで、線が一方向またはランダムに配向しており、交流、及び/又は融着、及び/又は接着によって繊維間が結合されたものである。有機繊維及び無機繊維のいずれも不織布の材料として使用し得る。 Paper and/or non-woven fabric can be laminated on the outer layer of the gas barrier film for vacuum insulation material used in the present invention. Paper is a product made by agglutinating plant fibers and other fibers. Both organic and inorganic fibers can be used as paper material. Organic fibers used as paper materials include, for example, plant-derived fibers and synthetic fibers, and inorganic fibers used as paper materials include, for example, minerals, metal fibers, synthetic fibers, and the like. Nonwovens are fibrous sheets, webs or batts having unidirectional or randomly oriented lines and interfiber bonds by alternating and/or fusion and/or adhesion. Both organic and inorganic fibers can be used as the nonwoven material.

不織布の材料となる有機繊維は天然繊維及び化学繊維を含み、天然繊維としては綿、羊毛、フェルト、麻、パルプ、絹等があり、化学繊維としてはレーヨン、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレン、アクリル繊維、ビニロン、アラミド繊維、アセテート等がある。不織布の原料となる無機繊維としては、ガラス繊維、炭素繊維、鉱物繊維等がある。好ましい材料は、ポリアミド、ポリエステル、ポリプロピレンである。紙及び不織布は公知であり、市場において容易に入手することができるか、又は調製可能である。 Organic fibers used as materials for non-woven fabrics include natural fibers and chemical fibers. Natural fibers include cotton, wool, felt, hemp, pulp, silk, etc. Chemical fibers include rayon, polyamide, polyester, polypropylene, acrylic fibers, Examples include vinylon, aramid fiber, and acetate. Glass fibers, carbon fibers, mineral fibers, and the like are examples of inorganic fibers used as raw materials for nonwoven fabrics. Preferred materials are polyamide, polyester, polypropylene. Paper and nonwovens are well known and readily available on the market or can be prepared.

外層の厚さは、0.01mm~3mmであり、好ましくは0.03~0.5mmである。外層の目付は特に制限はないが、好ましくは10~200g/m2であり、より好ましくは20~100g/m2である。 The thickness of the outer layer is 0.01 mm to 3 mm, preferably 0.03 to 0.5 mm. Although the basis weight of the outer layer is not particularly limited, it is preferably 10 to 200 g/m 2 , more preferably 20 to 100 g/m 2 .

外層は、例えば、ラミネートによって、ガスバリア性フィルムの、芯材と接しない側(真空断熱材の外側)に接着される。ラミネートの方法としては、ドライラミネート、押し出しラミネート、ホットメルトラミネート、ウェットラミネート、サーマルラミネート等が挙げられる。 The outer layer is adhered to the side of the gas barrier film that is not in contact with the core (outer side of the vacuum heat insulating material), for example, by lamination. Lamination methods include dry lamination, extrusion lamination, hot-melt lamination, wet lamination, and thermal lamination.

真空断熱材の形状は、例えば、板状である。板状とは、薄く平たい形状を言い、対向する2つの面及びこれら2つの面を接続する側周面を有する。外層は、板状の真空断熱材の少なくとも片面の一部を覆っており、好ましくは、使用する際に熱源側に配置される面の縁を枠状に覆っている。外層は、好ましくは真空断熱材の側周面も覆っており、より好ましくは真空断熱材の全面(すなわち、両面及び側周面)を覆っている。また、複数の真空断熱材を組み合わせて用いる場合には、真空断熱材同士の継ぎ目部分における熱の漏洩を防ぐために、側周面を外層で覆うことが有利である。 The shape of the vacuum heat insulating material is, for example, a plate shape. A plate shape means a thin and flat shape, and has two opposing surfaces and side peripheral surfaces connecting these two surfaces. The outer layer covers part of at least one side of the plate-shaped vacuum heat insulating material, and preferably covers the edge of the side facing the heat source in use in a frame shape. The outer layer preferably covers the side peripheral surfaces of the vacuum heat insulating material, and more preferably covers the entire surface (that is, both sides and the side peripheral surfaces) of the vacuum heat insulating material. Also, when a plurality of vacuum heat insulating materials are used in combination, it is advantageous to cover the side peripheral surface with an outer layer in order to prevent heat leakage at joints between the vacuum heat insulating materials.

図3は、断熱性能変化予測システムとして機能するコンピュータのハードウェアの構成例を示すブロック図である。なお、図中では、サーバ30のハードウェアに対応する符号には括弧を付すことなく記載し、端末40のハードウェアに対応する符号には括弧を付して記載する。 FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of computer hardware that functions as a thermal insulation performance change prediction system. In the drawing, the reference numerals corresponding to the hardware of the server 30 are written without parentheses, and the reference numerals corresponding to the hardware of the terminal 40 are written with parentheses.

サーバ30は、例示的に、CPU(Central Processing Unit)31と、ROM(Read Only Memory)及びRAM(Random Access Memory)等からなるメモリ33と、バス34と、入出力インターフェース35と、入力部36と、出力部37と、記憶部38と、通信部39と、を備えている。 The server 30 illustratively includes a CPU (Central Processing Unit) 31, a memory 33 including a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), etc., a bus 34, an input/output interface 35, and an input unit 36. , an output unit 37 , a storage unit 38 , and a communication unit 39 .

CPU31は、メモリ33に記録されているプログラム、又は、記憶部38からメモリ33にロードされたプログラムにしたがって各種の処理を実行する。CPU31は、例えば、サーバ30を本発明の断熱性能変化予測システムとして機能させるためのプログラムを実行することができる。また、断熱性能変化予測システムの少なくとも一部の機能を、特定用途向け集積回路(ASIC)等でハードウェア的に実装することも可能である。 The CPU 31 executes various processes according to programs recorded in the memory 33 or programs loaded from the storage unit 38 to the memory 33 . The CPU 31 can execute, for example, a program for causing the server 30 to function as the thermal insulation performance change prediction system of the present invention. It is also possible to implement at least part of the functions of the thermal insulation performance change prediction system in the form of hardware such as an application specific integrated circuit (ASIC).

メモリ33には、CPU31が各種の処理を実行する上において必要なデータ等も適宜記憶される。CPU31及びメモリ33は、バス34を介して相互に接続されている。このバス34には、入出力インターフェース35も接続されている。入出力インターフェース35には、入力部36と、出力部37と、記憶部38と、通信部39と、が接続されている。 The memory 33 also stores data necessary for the CPU 31 to execute various processes. The CPU 31 and memory 33 are interconnected via a bus 34 . An input/output interface 35 is also connected to the bus 34 . An input unit 36 , an output unit 37 , a storage unit 38 and a communication unit 39 are connected to the input/output interface 35 .

入力部36は、各種ボタン、タッチパネルあるいはマイク等で構成され、サーバ30の管理者等の指示操作に応じて各種情報を入力する。なお、入力部36は、サーバ30の他の各部を収容する本体とは独立した、キーボードやマウス等の入力装置により実現されてもよい。 The input unit 36 is composed of various buttons, a touch panel, a microphone, or the like, and inputs various kinds of information according to instruction operations of the administrator of the server 30 or the like. Note that the input unit 36 may be realized by an input device such as a keyboard and a mouse that is independent of the main body that accommodates other units of the server 30 .

出力部37は、ディスプレイやスピーカ等で構成されており、画像データや音楽データを出力する。出力部37が出力した画像データや音楽データは、ディスプレイやスピーカ等から、画像や音楽としてプレイヤが認識可能に出力される。 The output unit 37 is composed of a display, a speaker, etc., and outputs image data and music data. The image data and music data output by the output unit 37 are output from a display, a speaker, or the like so that the player can recognize them as images or music.

記憶部38は、DRAM(Dynamic Random Access Memory)等の半導体メモリで構成され、各種データを記憶する。 The storage unit 38 is composed of a semiconductor memory such as a DRAM (Dynamic Random Access Memory) and stores various data.

通信部39は、他の装置との間で行う通信を実現する。例えば、通信部39は、ネットワークNを介して、端末40との間で相互に通信を行う。 The communication unit 39 implements communication with other devices. For example, the communication unit 39 communicates with the terminal 40 via the network N. FIG.

なお、サーバ30には、不図示であるがドライブを必要に応じて適宜設けられる。ドライブには、例えば、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、あるいは半導体メモリ等から構成されるリムーバブルメディアが適宜装着される。リムーバブルメディアには、ゲーム実行するためのプログラムや、画像データ等の各種データが格納される。ドライブによってリムーバブルメディアから読み出されたプログラムや、画像データ等の各種のデータは、必要に応じて記憶部38にインストールされる。 The server 30 is appropriately provided with a drive (not shown) as necessary. Removable media such as magnetic disks, optical disks, magneto-optical disks, or semiconductor memories are installed in the drives as appropriate. The removable media stores a program for executing the game and various data such as image data. Programs and various data such as image data read from the removable media by the drive are installed in the storage unit 38 as necessary.

次に、端末40のハードウェアの構成について説明する。端末40は、図2に示すように、例示的に、CPU41と、メモリ43と、バス44と、入出力インターフェース45と、入力部46と、出力部47と、記憶部48と、通信部49と、を備えている。これら各部は、上述のサーバ30が備える、符号のみが異なる同名の各部と同等の機能を有している。従って、重複する説明を省略する。なお、端末40を、携帯型の装置として構成する場合には、端末40が備える各ハードウェアと、ディスプレイやスピーカとを一体の装置として実現するようにしてもよい。 Next, the hardware configuration of the terminal 40 will be described. Terminal 40, as shown in FIG. and have. Each of these units has the same functions as those of the same-named units provided in the above-described server 30 with different symbols. Therefore, redundant description is omitted. When the terminal 40 is configured as a portable device, each piece of hardware included in the terminal 40, the display, and the speaker may be realized as an integrated device.

(機能的構成)
図4は、本発明の一実施形態に係る断熱性能変化予測システムの機能的構成の一例を示すブロック図である。図4は、図3に示したサーバ30の機能的構成及び端末40の機能的構成のうち、断熱性能変化予測処理といった処理を実行するための機能的構成を示すブロック図である。
(Functional configuration)
FIG. 4 is a block diagram showing an example of a functional configuration of a thermal insulation performance change prediction system according to one embodiment of the present invention. FIG. 4 is a block diagram showing a functional configuration for executing a process such as a thermal insulation performance change prediction process among the functional configurations of the server 30 and the terminal 40 shown in FIG.

ここで、断熱性能変化予測処理とは、モニタリング対象の真空断熱材から時間的な間隔を空けて繰り返し取得した測定データを換算して得られた内部圧力の値(内圧値)の時系列的な変化に基づく指標(圧力勾配)を用いて、当該真空断熱材の長期的な断熱性能の変化を予測する処理である。具体的な処理の内容は、図5及び図6に記載のフローチャートの説明で後述する。 Here, the thermal insulation performance change prediction processing refers to the time-series internal pressure value (internal pressure value) obtained by converting the measurement data repeatedly acquired at time intervals from the vacuum insulation material to be monitored. This is a process for predicting long-term changes in the insulation performance of the vacuum insulation material using an index (pressure gradient) based on changes. The specific contents of the processing will be described later with reference to the flowcharts shown in FIGS. 5 and 6. FIG.

サーバ30は、断熱性能変化予測処理を実現するプログラムが実行される場合、図4に示すように、CPU31において、圧力勾配計算部311と、性能判定部312と、通知部313とが機能する。また、記憶部38の一部の記憶領域には、モニタリング対象の真空断熱材から取得した測定データを記憶する測定データ記憶部381と、測定データの値を真空断熱材の内部圧力の値(内圧値)に換算した内圧値記憶部382とが含まれる。 When the server 30 executes a program that realizes the heat insulation performance change prediction process, as shown in FIG. In addition, in a partial storage area of the storage unit 38, a measurement data storage unit 381 for storing measurement data acquired from the vacuum insulation material to be monitored, and a value of the internal pressure of the vacuum insulation material (internal pressure value) and an internal pressure value storage unit 382 converted into a value).

断熱性能変化予測処理による、端末40との通信は、サーバ30の通信部39と端末40の通信部49を利用して行われる。なお、図1に示されるように、サーバ30と端末40との間には、通信を実現するためのネットワークNが存在するが、図4ではこのネットワークNの図示を省略する。 Communication with the terminal 40 by the heat insulation performance change prediction process is performed using the communication unit 39 of the server 30 and the communication unit 49 of the terminal 40 . As shown in FIG. 1, there is a network N for realizing communication between the server 30 and the terminal 40, but illustration of this network N is omitted in FIG.

測定データ記憶部381には、図1に示すように真空断熱材20の内部状態をモニタリングするために設けられた小型無線真空計10から取得した、圧力センサ1(図2参照)で計測された測定データを計測時刻と関連付けて蓄積される。圧力勾配計算部311は、圧力センサ1で計測された測定データから、圧力センサ1による計測時点での真空断熱材20の内部圧力を示す内圧値を求め、求めた内圧値を測定データ(及び/又は、計測時刻)と関連付けて内圧値記憶部382に格納することができる。 In the measurement data storage unit 381, the pressure sensor 1 (see FIG. 2) obtained from the small wireless vacuum gauge 10 provided for monitoring the internal state of the vacuum insulation material 20 as shown in FIG. Measurement data is stored in association with measurement time. The pressure gradient calculation unit 311 obtains an internal pressure value indicating the internal pressure of the vacuum heat insulating material 20 at the time of measurement by the pressure sensor 1 from the measurement data measured by the pressure sensor 1, and converts the obtained internal pressure value into the measurement data (and/or Alternatively, it can be stored in the internal pressure value storage unit 382 in association with the measurement time).

また、圧力勾配計算部311は、内圧値記憶部382を参照して、所定の計測時点での内圧値と、それよりも過去の真空断熱材の内部圧力の値を表す過去内圧値との内圧差分を算出し、単位時間当たりの内圧差分の変化量を表す圧力勾配値を取得する。圧力勾配値は、下記数式(1)によって算出される。

Figure 0007280595000001
ただし、ΔPa は、前記圧力勾配値であり、Pac は計測時点での前記真空断熱材の前記内圧値であり、Paa は Pac よりも過去に計測された前記過去内圧値であり、Day は Paa の計測時点から Pac の計測時点までの測定間隔を表す日数である。 In addition, the pressure gradient calculation unit 311 refers to the internal pressure value storage unit 382, and compares the internal pressure value at a predetermined measurement time and the past internal pressure value representing the internal pressure value of the vacuum insulation material in the past. A difference is calculated to obtain a pressure gradient value representing the amount of change in the internal pressure difference per unit time. The pressure gradient value is calculated by the following formula (1).
Figure 0007280595000001
However, ΔPa is the pressure gradient value, Pac is the internal pressure value of the vacuum insulation material at the time of measurement, Pa a is the past internal pressure value measured earlier than Pac , and Day is the number of days between the measurement of Paa and the measurement of Pac .

性能判定部312は、予め指定された指定期間が経過した場合の真空断熱材の断熱性能を、圧力勾配値から換算された熱伝導率に基づいて判定することができる。熱導電率は、下記数式(2)によって算出される。数式(2)は真空断熱材の製造に用いる材料個別に予め λsr、λga 、P1/2 を取得しておく必要がある。

Figure 0007280595000002
ただし、λcop は真空断熱材の中央部の熱伝導率であり、λsr は雰囲気圧力である Pa が 1Pa 以下の時の芯材の固体及び放射熱伝導率であり、λga は乾燥空気の熱伝導率であり、P1/2 は芯材の大気圧下での熱伝導率の値と、真空下(1Pa以下)での熱伝導率の値を足して2で割った熱伝導率の時の雰囲気圧力値、t は、交換時期を表す値である。なお、交換時期を表す値 t は、予め指定された指定期間の値とすることができる。 The performance determination unit 312 can determine the heat insulation performance of the vacuum heat insulating material after a specified period has elapsed based on the thermal conductivity converted from the pressure gradient value. Thermal conductivity is calculated by the following formula (2). Formula (2) requires obtaining λ sr , λ ga , and P 1/2 in advance for each material used to manufacture the vacuum insulation material.
Figure 0007280595000002
However, λ cop is the thermal conductivity of the central part of the vacuum insulation material, λ sr is the solid and radiant thermal conductivity of the core material when the atmospheric pressure Pa is 1 Pa or less, and λ ga is the dry air P 1/2 is the thermal conductivity value obtained by adding the value of thermal conductivity under atmospheric pressure of the core material and the value of thermal conductivity under vacuum (1 Pa or less) and dividing by 2. The atmospheric pressure value at time, t, is a value representing the replacement time. Note that the value t representing the replacement timing can be a value for a specified period specified in advance.

本発明に用いる真空断熱材は、製品にセンサを組み込む前に数式(2)によって熱伝導率と内部圧力の関係について把握しておく事が望ましい。測定の方法として、センサを組み込んだ真空断熱材の熱伝導率を熱流計法(JIS-1412 PartII)に基づいて計測し、その時の圧力から熱伝導率と圧力の関係式である数式(2)を取得する方法がある。 As for the vacuum heat insulating material used in the present invention, it is desirable to understand the relationship between the thermal conductivity and the internal pressure according to Equation (2) before incorporating the sensor into the product. As a method of measurement, the thermal conductivity of the vacuum insulation material incorporating the sensor is measured based on the heat flow meter method (JIS-1412 Part II), and the pressure at that time is used to calculate the relational expression between thermal conductivity and pressure (2). is there a way to get

交換時期 は、下記数式(3)によって算出される。

Figure 0007280595000003
ただし、t は、交換時期を表す値であり、λcop は真空断熱材の中央部の熱伝導率であり、λsr は雰囲気圧力である Pa が 1Pa 以下の時の芯材の固体及び放射熱伝導率であり、λga は乾燥空気の熱伝導率であり、P1/2 は芯材の大気圧下での熱伝導率の値と、真空下(1Pa以下)での熱伝導率の値を足して2で割った熱伝導率の時の雰囲気圧力値である。なお、 λcop は、予め指定された指定熱伝導率の値とすることができる。 The replacement time is calculated by the following formula (3).
Figure 0007280595000003
However, t is a value that represents the replacement time, λ cop is the thermal conductivity of the central part of the vacuum insulation material, and λ sr is the atmospheric pressure Pa, which is the solid and radiant heat of the core material when Pa is 1 Pa or less. λ ga is the thermal conductivity of dry air, P 1/2 is the thermal conductivity value of the core material under atmospheric pressure and the thermal conductivity value under vacuum (1 Pa or less) is the atmospheric pressure value at the time of thermal conductivity obtained by adding and dividing by 2. Note that λ cop can be a value of a specified thermal conductivity specified in advance.

通知部313は、真空断熱材の熱伝導率が予め指定された指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を通知することができる。また、通知部313は、性能判定部312において真空断熱材の熱伝導率が指定熱伝導率未満と判定された場合に、指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を通知することもできる。さらに、通知部313は、性能判定部312において真空断熱材の熱伝導率が指定熱伝導率を超えていると判定された場合に、
アラートを通知することができる。例えば、通知部313は、通信部39を介して端末40のモニター等の出力部47に、性能判定部312の判定結果に応じて、真空断熱材の熱伝導率が指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を予測結果として表示すること、断熱性能の劣化を知らせるアラートを表示すること等ができる。
The notification unit 313 can notify the period or time until the thermal conductivity of the vacuum heat insulating material reaches a specified thermal conductivity specified in advance. In addition, when the performance determination unit 312 determines that the thermal conductivity of the vacuum insulation material is less than the specified thermal conductivity, the notification unit 313 can also notify the period or time until the specified thermal conductivity is reached. . Furthermore, when the performance determination unit 312 determines that the thermal conductivity of the vacuum insulation material exceeds the specified thermal conductivity, the notification unit 313
Alerts can be notified. For example, the notification unit 313 informs the output unit 47 such as the monitor of the terminal 40 via the communication unit 39 according to the determination result of the performance determination unit 312 that the thermal conductivity of the vacuum insulation material reaches the specified thermal conductivity. It is possible to display the period or time until the end of the period as a prediction result, display an alert notifying of deterioration of the insulation performance, and the like.

性能判定部312は、さらに、上述した数式(2)で算出された熱伝導率λcopの現在値と、性能判定部312により過去に取得された1以上の過去値との相関係数が、予め指定された指定相関係数以上となるか否かを判定することができる。相関係数は、熱伝導率λcopの現在値をXとし、過去値をYとして、下記数式(4)によって算出される。

Figure 0007280595000004
The performance determination unit 312 further determines that the correlation coefficient between the current value of the thermal conductivity λ cop calculated by the above-described formula (2) and one or more past values obtained in the past by the performance determination unit 312 is It can be determined whether or not the correlation coefficient is equal to or greater than a specified correlation coefficient specified in advance. The correlation coefficient is calculated by the following formula (4), where X is the current value of the thermal conductivity λ cop and Y is the past value.
Figure 0007280595000004

通知部313は、性能判定部312において相関係数が予め指定された指定相関係数未満と判定された場合に、真空断熱材の交換を促す通知又は異常を知らせる警告の通知を行うことができる。 When the performance determination unit 312 determines that the correlation coefficient is less than a predetermined correlation coefficient, the notification unit 313 can issue a notification prompting replacement of the vacuum insulation material or a warning notification of an abnormality. .

端末40は、ブラウザプログラム411をCPU41によって実行することで、図5に示すような表示画面を出力部47に表示することができる。図5は、断熱性能変化予測システムの表示画面の一例を示す図である。例えば、校正結果代入欄では、小型無線真空計10の圧力センサ1の各種パラメータ(To:大気圧でのセンサ出力値、Tmax:真空状態でのセンサ出力値、P1/2:センサ出力値が半分になる時の圧力)の入力を受け付け、さらに、芯材の各種パラメータ(λsr:乾燥空気の熱伝導率、λga:大気圧下での熱伝導率、P1/2:真空下(1Pa以下)での熱伝導率の値を足して2で割った熱伝導率の時の雰囲気圧力値)の入力を受け付けることができる。このように圧力センサと芯材の校正結果の値を予め設定することができる。 The terminal 40 can display a display screen as shown in FIG. FIG. 5 is a diagram showing an example of a display screen of the insulation performance change prediction system. For example, in the calibration result substitution column, various parameters of the pressure sensor 1 of the small wireless vacuum gauge 10 (To: sensor output value at atmospheric pressure, Tmax: sensor output value in vacuum state, P 1/2 : sensor output value In addition, various parameters of the core material (λsr: thermal conductivity of dry air, λga: thermal conductivity under atmospheric pressure, P 1/2 : under vacuum (1 Pa or less ) can be received by adding the thermal conductivity values and dividing by two. In this way, the value of the calibration result of the pressure sensor and the core material can be set in advance.

図5に示す表示画面中の閾値入力欄では、真空断熱材の製造日の入力を受け付け、閾値として真空断熱材内部の熱伝導率、耐久年数の入力を受け付けることができる。端末40は、サーバ30で計算された断熱性能変化の予測した結果を、長期性能予測結果と判定として、表示画面上に、グラフ等の表示を行うことができる。予測結果が、閾値として予め指定した熱伝導率及び年数を超えていなければ、判定は良好(〇)を表示し、加えて交換時期(例えば、3年目以降)と表示することができる。 In the threshold input field in the display screen shown in FIG. 5, it is possible to receive the input of the manufacturing date of the vacuum insulation material, and the input of the thermal conductivity inside the vacuum insulation material and the service life as the threshold. The terminal 40 can display a graph or the like on the display screen as a long-term performance prediction result and determination, based on the prediction result of the thermal insulation performance change calculated by the server 30 . If the prediction result does not exceed the thermal conductivity and the number of years specified in advance as thresholds, the judgment is displayed as good (o), and in addition, the replacement time (for example, after the third year) can be displayed.

図6は、小型無線真空計内の圧力センサから取得した出力値を圧力の値に換算する処理の流れを示すフローチャートである。当該処理は、サーバ30の圧力勾配計算部311で実行される。まず、サーバ30の測定データ記憶部381に蓄積された、小型無線真空計10から取得した、圧力センサ1(図2参照)で計測された測定データを取得する(ステップS100)。次に、芯材のパラメータを取得する(ステップS101)。芯材のパラメータは図5に示した表示画面を介してユーザに入力させることができる。最後に、芯材のパラメータ及び測定データを圧力値に換算する(S102)。 FIG. 6 is a flow chart showing the flow of processing for converting the output value obtained from the pressure sensor in the compact wireless vacuum gauge into a pressure value. The processing is executed by the pressure gradient calculation unit 311 of the server 30 . First, the measurement data measured by the pressure sensor 1 (see FIG. 2) acquired from the compact wireless vacuum gauge 10 and accumulated in the measurement data storage unit 381 of the server 30 is obtained (step S100). Next, the parameters of the core material are obtained (step S101). The parameters of the core material can be input by the user through the display screen shown in FIG. Finally, the core material parameters and measurement data are converted into pressure values (S102).

測定データから圧力値への換算は、例えば、図5に示した表示画面を介してユーザによって入力された圧力センサ1の各種パラメータ(To:大気圧でのセンサ出力値、Tmax:真空状態でのセンサ出力値、P1/2:センサ出力値が半分になる時の圧力)を、理論計算式 y = Tmax/(1+x/(P1/2))-To に代入することで、換算することができる。理論計算式中のxは、内部圧力(Pa)であり、yは小型無線真空計10の圧力センサ1の測定データの出力値である。x軸を内部圧力(Pa)とし、y軸を圧力センサ1の出力値(マイクロ真空センサ出力値)として、グラフにプロットした結果を図7に示す。 The conversion from the measured data to the pressure value is, for example, various parameters of the pressure sensor 1 input by the user via the display screen shown in FIG. 5 (To: sensor output value at atmospheric pressure, Tmax: By substituting the sensor output value, P 1/2 : the pressure when the sensor output value is halved) into the theoretical formula y = Tmax/(1+x/(P 1/2 ))-To, the conversion is can do. x in the theoretical calculation formula is the internal pressure (Pa), and y is the output value of the measurement data of the pressure sensor 1 of the small wireless vacuum gauge 10 . FIG. 7 shows the results plotted on a graph with the internal pressure (Pa) on the x-axis and the output value of the pressure sensor 1 (micro vacuum sensor output value) on the y-axis.

また、図5に示した表示画面を介してユーザによって入力された芯材の各種パラメータ(λsr:乾燥空気の熱伝導率、λga:大気圧下での熱伝導率、P1/2:真空下(1Pa以下)、理論計算式 y = λsr + λga/(1+(P1/2)/x) に代入することで、換算することができる。理論計算式中のxは、内部圧力(Pa)であり、yは真空断熱材20の芯材(グラスウール)の熱導電率(mW/mK)である。x軸を内部圧力(Pa)とし、y軸を芯材の熱伝導率として、グラフにプロットした結果を図8に示す。図9は、図7及び図8に示すグラフを重ねて示したグラフである。 Various parameters of the core material (λsr: thermal conductivity of dry air, λga: thermal conductivity under atmospheric pressure, P 1/2 : under vacuum (1 Pa or less) can be converted by substituting into the theoretical formula y = λsr + λga/(1+(P 1/2 )/x) x in the theoretical formula is the internal pressure (Pa ), and y is the thermal conductivity (mW/mK) of the core material (glass wool) of the vacuum insulation material 20. With the x-axis as the internal pressure (Pa) and the y-axis as the thermal conductivity of the core material, the graph is shown in Figure 8. Figure 9 is a graph in which the graphs shown in Figures 7 and 8 are superimposed.

図10は、指定期間が経過した場合の真空断熱材の断熱性能を圧力勾配値から換算された熱伝導率に基づいて判定する処理の流れを示すフローチャートである。ステップS110では、サーバ30の圧力勾配計算部311が、記憶部38(測定データ記憶部381、内圧値記憶部382)に蓄積されたデータからΔPa(内圧-過去(初期)内圧/測定日数)を計算する。ΔPaの計算式は、上述した数式(1)に基づくものである。 FIG. 10 is a flow chart showing the flow of processing for determining the heat insulating performance of the vacuum heat insulating material after a specified period has elapsed, based on the thermal conductivity converted from the pressure gradient value. In step S110, the pressure gradient calculation unit 311 of the server 30 calculates ΔPa (internal pressure−past (initial) internal pressure/number of days of measurement) from the data accumulated in the storage unit 38 (measurement data storage unit 381, internal pressure value storage unit 382). calculate. A formula for calculating ΔPa is based on the above-described formula (1).

ステップS111では、サーバ30の性能判定部312が、内圧と熱伝導率との関係式に基づいて指定期間の長期性能を計算する。具体的には、上述した数式(2)から(4)に基づいて、真空断熱材の交換時期、真空断熱材内部の熱伝導率を計算する。ステップS112では、性能判定部312は、計算された結果が、図5に示した表示画面を介して閾値としてユーザによって指定された熱伝導率(指定熱伝導率)を超えるか否かを判定する。指定熱伝導率を超える場合(S112の「はい」)、通知部313は、真空断熱材の交換を促す通知を行い(S113)、指定熱伝導率を超えない場合(S112の「いいえ」)、通知部313は予測される交換時期を端末40の画面(出力部47)に表示することができる。真空断熱材の交換時期の予測は、例えば、圧力勾配値の現在値と過去値との相関係数に基づいて判断することができる(上述した数式(3)及び(4))。 In step S111, the performance determination unit 312 of the server 30 calculates long-term performance for a specified period based on the relational expression between internal pressure and thermal conductivity. Specifically, based on the above-described formulas (2) to (4), the replacement timing of the vacuum heat insulating material and the thermal conductivity inside the vacuum heat insulating material are calculated. In step S112, the performance determination unit 312 determines whether or not the calculated result exceeds the thermal conductivity (specified thermal conductivity) specified by the user as a threshold via the display screen shown in FIG. . If the specified thermal conductivity is exceeded (“Yes” in S112), the notification unit 313 notifies the user to replace the vacuum insulation material (S113), and if the specified thermal conductivity is not exceeded (“No” in S112), The notification unit 313 can display the predicted replacement time on the screen of the terminal 40 (output unit 47). Prediction of the time to replace the vacuum heat insulating material can be determined, for example, based on the correlation coefficient between the current value and the past value of the pressure gradient value (Formulas (3) and (4) described above).

マイクロ真空センサを搭載した真空断熱材を、下記の表に示す環境下に静置させ、長期性能(熱伝導率の時間変化)を測定し、内部圧力から換算した性能と比較した。

Figure 0007280595000005
A vacuum insulation material equipped with a micro vacuum sensor was allowed to stand in the environment shown in the table below, and the long-term performance (change in thermal conductivity over time) was measured and compared with the performance converted from the internal pressure.
Figure 0007280595000005

芯材の各種パラメータ(λsr:雰囲気圧力であるPaが1Pa以下の時の芯材の固体及び放射熱伝導率、λga:大気圧下での熱伝導率、P1/2:真空下(1Pa以下)での熱伝導率の値を足して2で割った熱伝導率の時の雰囲気圧力値)は、下記の表に示すとおりである。

Figure 0007280595000006
Various parameters of the core material (λsr: Solid and radiant thermal conductivity of the core material when the atmospheric pressure Pa is 1 Pa or less, λga: Thermal conductivity under atmospheric pressure, P 1/2 : Under vacuum (1 Pa or less ) and divided by 2, the atmospheric pressure value at the time of thermal conductivity) is as shown in the table below.
Figure 0007280595000006

上述した数式(2)に基づいて計算された熱伝導率λcop(「計算熱伝導率」ともいう)を求め、求められた熱伝導率λcopの値(現在値)と、過去に求めた値(過去値)との相関係数を上述した数式(4)に基づいて計算した。その結果を下記の表に示す。190日目に針孔で真空断熱材に穴をあけ、養生テープで穴をふさぎ、意図的に性能低下を引き起こした。

Figure 0007280595000007
The thermal conductivity λ cop (also referred to as “calculated thermal conductivity”) calculated based on the above formula (2) is obtained, and the value (current value) of the calculated thermal conductivity λ cop and the value obtained in the past A correlation coefficient with a value (past value) was calculated based on Equation (4) described above. The results are shown in the table below. On the 190th day, a hole was made in the vacuum insulation material with a needle hole, and the hole was closed with a curing tape to intentionally cause a decrease in performance.
Figure 0007280595000007

図11は、真空断熱材の内部圧力と期間(日数)との関係(圧力勾配)を示すグラフである。このようなグラフは、長期性能予測結果として、図5に示した表示画面に表示することができる。図11に示すグラフから分かるとおり、内圧の時間変化は基本的には一定の割合で増加する。大きく性能が低下すると、上記表に示すとおり相関係数が大きく下がるため、次のような条件の際にアラートを出すようにすることができる。(1)過去4回の圧力測定結果から推定した性能が、ユーザの指示した性能(年数と熱伝導率)を超える場合、アラートを表示する。また、(2)相関係数が0.7を下回って、製品性能に問題が起きていると推定される場合、アラートを表示する。 FIG. 11 is a graph showing the relationship (pressure gradient) between the internal pressure of the vacuum heat insulating material and the period (days). Such a graph can be displayed on the display screen shown in FIG. 5 as the long-term performance prediction result. As can be seen from the graph shown in FIG. 11, the internal pressure basically increases at a constant rate over time. If the performance drops significantly, the correlation coefficient drops significantly as shown in the table above, so an alert can be issued under the following conditions. (1) Display an alert when the performance estimated from the past four pressure measurement results exceeds the performance (age and thermal conductivity) specified by the user. (2) If the correlation coefficient is less than 0.7 and it is estimated that there is a problem with product performance, an alert is displayed.

(1)については、製品が自然と性能変化する過程で、「〇年後に性能が〇mW/mKになります」という通知を表示しますが、性能変化がユーザ(顧客)要求を超える場合にアラートを表示することができる。一方、(2)のように突発的に性能が変わる場合は、何らかしら製品に問題が起こっていると想定されるため、こちらも同様にアラートを出し、交換を示唆する指示を、断熱性能変化予測システムから提供することが可能となる。 As for (1), a notification is displayed in the process of the product's performance naturally changing, saying that "the performance will be 〇mW/mK after 〇years." Alerts can be displayed. On the other hand, if the performance suddenly changes as in (2), it is assumed that there is some kind of problem with the product. It will be possible to provide from the prediction system.

以上のような構成により、本発明の1つの実施形態に係る断熱性能変化予測システムは、算出した圧力勾配に基づいて、真空断熱材の数年後又はそれ以降の断熱性能の変化を予測することが可能となり、また、予測された断熱性能の変化に基づいて、真空断熱材の交換タイミングや現在の断熱性に関するアラートを、真空断熱材の長期的な断熱性能の変化を監視する者(施工業者、製造メーカー等)へ提示することも可能となる。 With the above configuration, the thermal insulation performance change prediction system according to one embodiment of the present invention predicts changes in the thermal insulation performance of the vacuum insulation material after several years or later based on the calculated pressure gradient. In addition, based on predicted changes in insulation performance, alerts regarding the replacement timing and current insulation performance of vacuum insulation materials can be sent to those who monitor long-term changes in insulation performance of vacuum insulation materials (construction contractors). , manufacturers, etc.).

本発明に係る真空断熱材は、熱エネルギーを効率的に利用するために住宅やプラントの外壁等に利用することができる。特に、真空断熱材の施工後に断熱性能を計測して、真空断熱材の長期的な運用・性能予測を行うことなどに利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The vacuum insulation material according to the present invention can be used for the outer walls of houses, plants, etc., in order to efficiently utilize thermal energy. In particular, it can be used for long-term operation and performance prediction of the vacuum insulation material by measuring the insulation performance after construction of the vacuum insulation material.

1 圧力センサ
2 オペアンプ
3 A/Dコンバータ
4 CPU・無線送信ユニット
5 温湿度センサ・内部時計
6 充電ユニット
7 DC/DCコンバータ
8 バッテリー
10 小型無線真空計
20 真空断熱材
30 サーバ
31 CPU
311 圧力勾配計算部
312 性能判定部
313 通知部
33 メモリ
34 バス
35 入出力インターフェース
36 入力部
37 出力部
38 記憶部
381 測定データ記憶部
382 内圧値記憶部
39 通信部
40 端末
41 CPU
411 ブラウザプログラム
43 メモリ
44 バス
45 入出力インターフェース
46 入力部
47 出力部
48 記憶部
49 通信部
N ネットワーク
1 pressure sensor 2 operational amplifier 3 A/D converter 4 CPU/wireless transmission unit 5 temperature/humidity sensor/internal clock 6 charging unit 7 DC/DC converter 8 battery 10 small wireless vacuum gauge 20 vacuum insulation material 30 server 31 CPU
311 pressure gradient calculation unit 312 performance determination unit 313 notification unit 33 memory 34 bus 35 input/output interface 36 input unit 37 output unit 38 storage unit 381 measurement data storage unit 382 internal pressure value storage unit 39 communication unit 40 terminal 41 CPU
411 browser program 43 memory 44 bus 45 input/output interface 46 input unit 47 output unit 48 storage unit 49 communication unit N network

Claims (8)

芯材と、前記芯材を覆うガスバリア性フィルムと、前記ガスバリア性フィルムの外側に設けられた外層とを含み、内部を減圧密封した真空断熱材の前記外層よりも内側に設けられた小型無線真空計であって、圧力センサと、前記圧力センサにより計測された測定データを送信する送信ユニットとを少なくとも含む小型無線真空計から取得した測定データを記憶する記憶部と、
前記測定データから、前記圧力センサによる計測時点での前記真空断熱材の内部圧力を示す内圧値を求め、前記内圧値と、前記真空断熱材の過去の内部圧力を表す過去内圧値との内圧差分を算出し、単位時間当たりの前記内圧差分の変化量を表す圧力勾配値を取得する圧力勾配計算部と、
予め指定された指定期間が経過した場合の前記真空断熱材の断熱性能を、前記圧力勾配値から換算された熱伝導率に基づいて判定する性能判定部と、
前記性能判定部による判定結果に応じた通知を行う通知部と
を含み、
前記性能判定部は、前記熱伝導率が予め指定された指定熱伝導率以上となるか否かを判定し、
前記通知部は、前記性能判定部において前記熱伝導率が前記指定熱伝導率以上と判定された場合に、前記真空断熱材の交換を促す通知を行うこと
を特徴とする断熱性能変化予測システム。
A compact wireless vacuum provided inside the outer layer of a vacuum insulation material that includes a core material, a gas barrier film covering the core material, and an outer layer provided outside the gas barrier film, the inside of which is vacuum-sealed. a storage unit for storing measurement data obtained from a compact wireless vacuum gauge, which includes at least a pressure sensor and a transmission unit for transmitting measurement data measured by the pressure sensor;
An internal pressure value indicating the internal pressure of the vacuum insulation material at the time of measurement by the pressure sensor is obtained from the measurement data, and an internal pressure difference between the internal pressure value and a past internal pressure value representing the past internal pressure of the vacuum insulation material. and a pressure gradient calculation unit that obtains a pressure gradient value representing the amount of change in the internal pressure difference per unit time;
a performance determination unit that determines the thermal insulation performance of the vacuum insulation material after a specified period of time has elapsed based on the thermal conductivity converted from the pressure gradient value;
a notification unit that notifies according to the determination result of the performance determination unit;
The performance determination unit determines whether the thermal conductivity is equal to or higher than a predetermined thermal conductivity,
The thermal insulation performance change prediction system, wherein the notification unit issues a notification to prompt replacement of the vacuum insulation material when the performance determination unit determines that the thermal conductivity is equal to or higher than the specified thermal conductivity.
前記圧力勾配値は、下記数式(1)によって算出されることを特徴とする請求項1に記載の断熱性能変化予測システム。
Figure 0007280595000008
ただし、ΔPa は、前記圧力勾配値であり、Pac は計測時点での前記真空断熱材の前記内圧値であり、Paa は Pac よりも過去に計測された前記過去内圧値であり、Day は Paa の計測時点から Pac の計測時点までの測定間隔を表す日数である。
2. The thermal insulation performance change prediction system according to claim 1, wherein the pressure gradient value is calculated by the following formula (1).
Figure 0007280595000008
However, ΔPa is the pressure gradient value, Pac is the internal pressure value of the vacuum insulation material at the time of measurement, Pa a is the past internal pressure value measured earlier than Pac , and Day is the number of days between the measurement of Paa and the measurement of Pac .
前記熱伝導率は、下記数式(2)によって算出されることを特徴とする請求項2に記載の断熱性能変化予測システム。
Figure 0007280595000009
ただし、λcop は真空断熱材の中央部の熱伝導率であり、λsr は芯材の固体及び放射熱伝導率であり、λga は乾燥空気の熱伝導率であり、P1/2 は芯材の大気圧下での熱伝導率の値と、真空下(1Pa以下)での熱伝導率の値を足して2で割った熱伝導率の時の雰囲気圧力値、t は、交換時期を表す値であり、前記交換時期を表す値 t は、前記予め指定された指定期間の値である。
3. The thermal insulation performance change prediction system according to claim 2, wherein the thermal conductivity is calculated by the following formula (2).
Figure 0007280595000009
where λ cop is the thermal conductivity of the central part of the vacuum insulation, λ sr is the solid and radiant thermal conductivity of the core material, λ ga is the thermal conductivity of dry air, and P 1/2 is Add the thermal conductivity value of the core material under atmospheric pressure and the value of thermal conductivity under vacuum (1 Pa or less) and divide by 2. Atmospheric pressure value at the time of thermal conductivity, t is the replacement time and the value t representing the replacement timing is the value of the previously specified specified period .
前記通知部は、前記真空断熱材の熱伝導率が前記指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を通知すること
を特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の断熱性能変化予測システム。
The thermal insulation performance according to any one of claims 1 to 3 , wherein the notification unit notifies the period or time until the thermal conductivity of the vacuum insulation material reaches the specified thermal conductivity. Change prediction system.
前記通知部は、前記性能判定部において前記熱伝導率が前記指定熱伝導率未満と判定された場合に、前記指定熱伝導率に到達するまでの期間又は時間を通知すること
を特徴とする請求項に記載の断熱性能変化予測システム。
The notification unit notifies the period or time until the specified thermal conductivity is reached when the performance determination unit determines that the thermal conductivity is less than the specified thermal conductivity. Item 5. The thermal insulation performance change prediction system according to item 4 .
前記性能判定部は、さらに、前記熱伝導率λcopの現在値と、前記性能判定部により過去に取得された1以上の過去値との相関係数が、予め指定された指定相関係数以上となるか否かを判定し、
前記通知部は、前記性能判定部において前記相関係数が前記指定相関係数未満と判定された場合に、前記真空断熱材の交換を促す通知又は異常を知らせる警告の通知を行うこと
を特徴とする請求項1からのいずれか1項に記載の断熱性能変化予測システム。
The performance determination unit further determines that a correlation coefficient between the current value of the thermal conductivity λ cop and one or more past values obtained in the past by the performance determination unit is equal to or greater than a predetermined correlation coefficient. and determine whether or not
The notification unit is characterized in that, when the performance determination unit determines that the correlation coefficient is less than the specified correlation coefficient, the notification unit issues a notification prompting replacement of the vacuum insulation material or a warning notification of an abnormality. The thermal insulation performance change prediction system according to any one of claims 1 to 5 .
前記相関係数は、前記熱伝導率λcopの前記現在値をXとし、前記過去値をYとして、下記数式(4)によって算出されることを特徴とする請求項に記載の断熱性能変化予測システム。
Figure 0007280595000010
7. The thermal insulation performance change according to claim 6 , wherein the correlation coefficient is calculated by the following formula (4), where X is the current value of the thermal conductivity λ cop and Y is the past value. prediction system.
Figure 0007280595000010
コンピュータを請求項1から7のいずれか1項に記載の断熱性能変化予測システムとして機能させることを特徴とする断熱性能変化予測プログラム。 A thermal insulation performance change prediction program that causes a computer to function as the thermal insulation performance change prediction system according to any one of claims 1 to 7 .
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