JPH01118078A

JPH01118078A - 太陽熱利用暖房壁体

Info

Publication number: JPH01118078A
Application number: JP63228838A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Suda; 須田　勝之; Masataka Sato; 正隆佐藤
Original assignee: Agency of Industrial Science and Technology
Current assignee: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology AIST
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1989-05-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野この発明は、太陽熱利用暖房壁体に関する。

従来の技術および問題点従来、建物の壁から太陽熱を吸収して暖房に利用するも
のとして、第１図のようにコンクリート製蓄熱壁（Ｉ）
の屋外（Ｏ）側の面（外面）に集熱面（２）が形成され
るとともに屋内（Ｉ）側の面（内面）に放熱面（３）が
形成され、集熱面（２）が透明ガラス板（４）で覆われ
ているトロンブウォール、第２図のように壁（５）の外
面に形成された集熱面（６）の外側に透明ガラス板（７
）で覆われた空気通路（８）が設けられ、壁（５）の上
部および下部に空気通路（８）と屋内（Ｉ）とを通じる
連通口（９）　（Ｉ０）が設けられている空気集熱壁、
およびこれらを組合わせたものが知られている。

ところが、トロンブウォールの場合には、夜間に屋内（
Ｉ）の熱が璧（Ｉ）を通して屋外（Ｏ）に放熱され、空
気集熱壁の場合には、ファンなどの動力を用いないと太
陽熱を十分に屋内（Ｉ）に取入れることができない。

この発明の目的は、上記の問題を解決し、建物の壁の一
部を構成するとともに太陽熱を利用して屋内を暖房する
ことができ、しかも動力なしに太陽熱を屋内に十分取入
れることができるとともに、屋外への放熱を防止するこ
とができる効率の良い太陽熱利用暖房壁体を提供するこ
とにある。

問題点を解決するための手段この発明による太陽熱利用暖房壁体は、集熱部が屋外側
に、放熱部が屋内側にくるように配置される複数のヒー
トパイプと、これらのヒートパイプの集熱部と放熱部の
間に挾まれている断熱材とを備えており、ヒートパイプ
が、ロールボンド法によって集熱部が形成された太陽熱
集熱板、ロールボンド法によって放熱部が形成された放
熱板、および集熱部と放熱部を連結する接続パイプより
なることを特徴とするものである。

ヒートパイプには一般に銅また番ｊステンレス鋼が用い
られ、ヒートパイプ内の作動流体は使用温度によって選
定されるが、一般にはフロン１２が用いられる。ヒート
パイプとしては、ウィックを使用しない重力型のものが
望ましく、重力型ヒートパイプの場合には、放熱部が集
熱部より上方に配置される。

ヒートパイプの太陽熱集熱板の集熱面からの放射損失を
より小さくして太陽熱を効率良く吸収するように太陽熱
集熱板の屋外側の面に太陽熱選択吸収膜を形成するのが
望ましいが、この面に黒色塗装を施すことによっても十
分に効果を発揮しうる。太陽熱選択吸収膜は、太陽熱集
熱板に直接太陽熱選択吸収塗料を塗装するか太陽熱選択
吸収膜生成処理を施すことによっても、また太陽熱選択
吸収膜を形成したアルミニウム箔を太陽熱集熱板に貼付
けることによってもえられる。

放熱板には、屋内への放熱をより良くするため、屋内側
の面に適当な色の塗装を施すのが望ましい。また、放熱
板の屋内側の面に、蓄熱体を設けることもできる。蓄熱
体としては、金属製または合成樹脂製の容器に潜熱蓄熱
材が密封されたものが望ましい。潜熱蓄熱材としては、
塩化カルシウム６水塩、パラフィン、ポリエチレングリ
コールなどが用いられる。

断熱材としては、一般に断熱材として用いられるあらゆ
るものが使用可能であるが、たとえば発泡ウレタン、発
泡スチロール、グラスウール、コンクリート、れんがな
どが挙げられる。

断熱材は、たとえば、ヒートパイプの太陽熱集熱板と放
熱板の間に注入発泡などによって充填される。

作　　　用日中、屋外からの太陽光線はヒートパイプの太陽熱集熱
板に当たり、集熱部が加熱される。

これにより作動流体が蒸発してヒートパイプの放熱部に
移動し、放熱部においてガス状の作動流体が放熱して凝
縮し、この熱が放熱板に伝えられる。放熱部において凝
縮した作動流体は、集熱部に戻り、再び加熱されて上記
同様に循環し、このようにして、集熱板から放熱板に速
やかにかつ十分に熱が移動する。放熱板に伝えられた熱
は屋内に放射され、これにより屋内が暖房される。ヒー
トパイプは放熱部から集熱部に熱が逆流することがなく
、しかも集熱板と放熱板の間に断熱材が設けられている
ので、屋内から屋外への放熱が防止され、屋内を効率良
く暖房することができ、る。

ヒートパイプの太陽熱集熱板および放熱板がロールボン
ド法によって集熱部および放熱部が形成されたものであ
るから、集熱部および放熱部を構成する複数の通路を小
さな隙間をあけて配置することができる。このため、太
陽熱集熱板においては、集熱部の広い面積の部分で太陽
熱を効率良く集熱することができ、放熱板においては、
伝えられた熱を均一に放熱することができる。そして、
ロールボンド法によって太陽熱集熱板および放熱板自体
に集熱部および放熱部が形成されているので、集熱部お
よび放熱部を太陽熱集熱板および放熱板に溶接などによ
って接合する必要がなく、接合による伝熱ロスがない。

実　　施　　例以下、第３図〜第６図を参照して、この発明の実施例を
説明する。

第３図および第４図に示されているように、太陽熱利用
暖房壁体（２０）は、額縁状の枠（２１）、ならびに枠
（２１）内に収め止められた透明表板（２２）および後
壁（２３）よりなり、建物壁（２４）にあけられた開口
部（２５）にはめ止められて建物壁（２４）の一部を構
成している。後壁（２３）は透明表板（２２）より屋内
（＋）側にあり、その外周部が適宜な手段によって枠（
２１）に密閉状に固定されている。

そして、透明表板（２２）が建物壁（２４）の屋外（Ｏ
）側壁面を構成し、後壁（２３）の後面が建物壁（２４
）の屋内（Ｉ）側壁面を構成している。

枠（２１）は金属または木などよりなり、適宜な手段に
よって開口部（２５）にはめ止められている。

透明表板（２２）は、太陽光を透過して後壁（２３）が
太陽光を多く受けるようにするとともに後壁（２３）前
面からの熱損失を抑制するものであり、その外周部が適
宜な手段によって枠（２１）に密閉状に固定され、透明
表板（２２）と後壁（２３）との間に密閉空間が形成さ
れている。透明表板（２２）としては、透明ガラス板が
一般的であるが、アクリル樹脂などの透明合成樹脂も使
用可能である。

後壁（２３）は、たとえば第５図および第６図のような
ヒートパイプ（３５）を複数個使用して次のように構成
される。すなわち、各ヒートパイプ（３５）は、ロール
ボンド法によって集熱部（３６）が形成された太陽熱集
熱板（３７）、同様に放熱部（３８）が形成された放熱
板（３９）、および集熱部（３６）と放熱部（３８）を
連結する接続パイプ（４０）よりなる。集熱板（３７）
および放熱板（３９）は同じ大きさを有する細長い方形
状をなし、集熱板（３７）は水平方向に長く伸びるよう
に垂直に配置され、放熱板（３９）は集熱板（３７）の
片面側の斜め上方に平行に配置される。そして、これら
の複数のヒートパイプ（３５）が上下方向に積重ねられ
て、集熱板（３７）および放熱板（３９）がそれぞれ上
下方向に隙間なく並べられ、この集熱板（３７）と放熱
板（３９）の間に注入発泡などの適宜な手段で断熱材（
２８）を充填することにより、後壁（２３）が構成され
る。

次に、上記暖房壁体（２ｏ）の作用を説明する。

日中、屋外（Ｏ）からの太陽光線は透明表板（２２）を
通過してヒートパイプ（３５）の集熱板（３７）に当た
り、集熱部（３６）が加熱される。これにより作動流体
が蒸発して接続パイプ（４ｏ）を通って放熱部（３８）
に移動し、放熱部（３８）においてガス状の作動流体が
放熱して凝縮し、この熱が放熱板（３９）に伝えられる
。放熱部（３８）において凝縮した作動流体は、接続パ
イプ（４ｏ）を通って集熱部（３６）に戻り、再び加熱
されて上記同様に循環し、このようにして、集熱板（３
７）から放熱板（３９）に速やかにかつ十分に熱が移動
する。放熱板（３９）に伝えられた熱は屋内（Ｉ）に放
射され、これにより屋内（Ｉ）が暖房される。ヒートパ
イプ（３５）の放熱部（３８）が集熱部（３６）より上
方にあるため放熱部（３８）から集熱部（３６）に熱が
逆流することがなく、しかも集熱板（３７）と放熱板（
３９）の間に断熱材（２８）が設けられているので、屋
内（Ｉ）がら屋外（Ｏ）への放熱が防止され、屋内（Ｉ
）を効率良く暖房することができる。

ヒートパイプ（３５）の集熱板（３７）および放熱板（
３９）がロールボンド法によって集熱部（３６）および
放熱部（３８）が形成されたものであるから、集熱部（
３６）および放熱部（３６）を構成する複数の通路を小
さな隙間をあけて配置することができる。

このため、集熱板（３７）においては、集熱部（３６）
の広い面積の部分で太陽熱を効率良く集熱することがで
き、放熱板（３９）においては、伝えられた熱を均一に
放熱することができる。そして、ロールボンド法によっ
て集熱板（３７）および放熱板（３９）自体に集熱部（
３６）および放熱部（３８）が形成されているので、集
熱部（３６）および放熱部（３８）を集熱板および放熱
板に溶接などによって接合する必要がなく、接合による
伝熱ロスがない。

ヒートパイプの構成などは、上記実施例のものに限らず
、適宜変更可能である。

発明の効果この発明による太陽熱利用暖房壁体は、上述の構成を有
するので、建物の壁の一部を構成する。ことができ、壁
としての機能を損なうことなく太陽熱を利用して屋内を
暖房することができる。そして、ヒートパイプにより、
ファンなどの動力を用いることなく、太陽熱を速やかに
かつ十分に屋内に取入れることができ、経済的である。

また、ヒートパイプの太陽熱集熱板と放熱板との間に断
熱材が設けられているので、屋内から屋外への放熱を防
止して、屋内を効率良く暖房することができる。

さらに、ヒートパイプの太陽熱集熱板および放熱板がロ
ールボンド法によって集熱部および放熱部が形成された
ものであるから、太陽熱を効率良く集熱して、均一に放
熱することができ、接合による伝熱ロスもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例を示す垂直断面図、第２図は他の従来例
を示す垂直断面図、第３図はこの発明の実施例を示す部
分省略垂直断面図、第４図は同水平断面図、第５図はヒ
ートパイプの正面図、第６図は同側面図である。（２０）・・・太陽熱利用暖房壁体、（２８）・・・断
熱材、（３５）・・・ヒートパイプ、（３６）・・・集
熱部、（３７）・・・太陽熱集熱板、（３８）・・・放
熱部、（３９）・・・放熱板、（４０）・・・接続パイ
プ、（Ｉ）・・・屋内、（Ｏ）・・・屋外。以　　上特許出願人　　工業技術院長　飯　塚　幸　三筒２図第６図

Claims

【特許請求の範囲】

集熱部（３６）が屋外（Ｏ）側に、放熱部（３８）が屋
内（Ｉ）側にくるように配置される複数のヒートパイプ
（３５）と、これらのヒートパイプ（３５）の集熱部（
３６）と放熱部（３８）の間に挾まれている断熱材（２
８）とを備えており、ヒートパイプ（３５）が、ロール
ボンド法によって集熱部（３６）が形成された太陽熱集
熱板（３７）、ロールボンド法によって放熱部（３８）
が形成された放熱板（３９）、および集熱部（３６）と
放熱部（３８）を連結する接続パイプ（４０）よりなる
ことを特徴とする太陽熱利用暖房壁体。