JPH0424315Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の技術分野〕 本考案は、たとえば一般家屋用として配設され
るヒートポンプ式空気調和機等を利用した蓄熱装
置に関する。

〔考案の技術的背景とその問題点〕

従来より用いられる蓄熱装置は、たとえば大規
模な排熱回収システムの一部として採用されてい
るものから、いわゆるソーラハウスの一部として
採用される砕石蓄熱式のもの、砕石と水タンク併
用蓄熱式のもの、水蓄熱式のもの、あるいは氷
（潜熱蓄熱材）蓄熱式のもの等、多種に亘る。

ところで、ソーラハウスになつていない一般家
屋においても、何等かの手段で蓄熱ができれば、
省エネ効果およびランニングコストの点から有利
であること言う迄もない。その点、上記大規模排
熱回収システムの蓄熱装置は論外であるが、砕石
蓄熱式以下のものが、注目されている。

上記砕石式の蓄熱装置は、安価に構成でき、加
熱性能が良く優れた装置ではあるが、温度再生効
率が低いとともに空気抵抗が大であり、かつ抵抗
値が設計段階で正確に把握できない。しかも、装
置自体大形化して、必要な専有スペースが大とな
るなどの欠点がある。また、水を使用する蓄熱装
置においては、かなり大型の水タンクおよび熱交
換水を導く配管類が必要となり、一般家庭では保
守管理に手間がかかつて面倒である。氷を用いた
蓄熱装置では、さらに複雑な構成となり、一般的
でない。

ところで一般家屋においては、冷房運転と暖房
運転とを切換可能としたヒートポンプ式空気調和
機が多用される傾向にあり、これに接続するのに
最適な蓄熱装置の開発が要望されている。すなわ
ち、蓄熱装置を併用できれば、空気調和機の熱出
力の調整範囲が拡大し、ヒートポンプ単体の熱出
力よりも大なる熱出力の取出が可能になつて、多
室冷暖房運転ができる。換言すれば、より小さい
出力の空気調和機ですむこととなる。さらに、ヒ
ートポンプ式空気調和機の性質上、深夜電力を利
用でき、特に夏期におけるピーク電力の緩和を図
れ、かつ朝の立上がり負荷に素早く対応できるこ
ととなる。

このような種々の利点がありながら、普及に至
つていない理由は、小型で低コストでありなが
ら、熱的特性に優れた高性能の蓄熱装置が開発さ
れていないところにある。

〔考案の目的〕

本考案は、上記事情に着目してなされたもので
あり、その目的とするよころは、組立構成が簡単
で、熱的特性に優れて小型で高性能であり、ヒー
トポンプ式空気調和機等との適合性がよく、特に
一般家屋や小規模建築物の空気調和をコンパクト
なシステムで構成できる蓄熱装置を提供しようと
するものである。

〔考案の概要〕

すなわち本考案は、多数枚の蓄熱板を鉛直方向
に立て互いの側面を重ね合わせるとともに上記蓄
熱板相互間に熱交換空気を水平方向に沿つて導通
する空気通路を形成した複数の蓄熱体を備え、こ
れら蓄熱体相互を上記空気通路の流通方向に隣接
するよう連結部材で連結し互いの空気通路を連通
して熱交換空気を蓄熱体相互に亘つて導通させる
ことを特徴とする蓄熱装置である。

〔考案の実施例〕

以下、本考案の一実施例を図面にもとづいて説
明する。第１図は、たとえば一般家屋における空
気調和システムを概略的に示す。１は被熱交換室
であり、この床下には後述する蓄熱装置Ｓが設け
られる。蓄熱装置Ｓの一端部側にはたとえば壁な
どを利用したメーンダクト２、他端部側には補助
ダクト３が連通する。上記メーンダクト２は被熱
交換室１の天井にまで延出されていて、中途部に
は送風ダンパ４により開閉される導通口５が設け
られる。この上部には、空調用フアン６とプレナ
ム室７とが設けられる。プレナム室７からは複数
本の天井ダクト８……が接続され、被熱交換室１
の天井に設けられる吹出口９……にそれぞれ連通
する。なお、上記天井ダクト８……のそれぞれ中
途部には空調用ダンパ１０……が設けられる。一
方、上記導通口５には吸込フアン１１を収容する
吸込ダクト１２が連通していて、端部には一般的
なヒートポンプ式空気調和機Ｈの室内側熱交換器
１３が配設される。この室内側熱交換器１３に上
記補助ダクト３の開口部が対向する。被熱交換室
１の外部には、上記ヒートポンプ式空気調和機Ｈ
の室外ユニツト１４が配設される。この室外ユニ
ツト１４は、圧縮機１５、四方切換弁１６、室外
側熱交換器１７および送風フアン１８などがユニ
ツト化されたものであり、上記室内側熱交換器１
３とは冷媒管１９を介して連通される。２０はソ
ーラシステムであり、家屋の屋根には太陽熱集熱
器２１が配設される。この太陽熱集熱器２１の傾
斜上部と上記メーンダクト２の下端部とは集熱ダ
クト２２によつて連通され、かつメーンダクト２
との連通部はソーラ用ダンパ２３によつて開閉自
在となつている。上記太陽熱集熱器２１の傾斜下
部と被熱交換室１内とは戻りダクト２４によつて
連通されてなる。

つぎに、上記蓄熱装置Ｓについて説明する。第
２図に示すように、２５は断熱材からなり密閉さ
れた装置本体であり、この両側部を空間室２６，
２６とし、残りのスペースに複数の蓄熱体２７…
…が充填される。一方の空間室２６には、上記メ
ーンダクト２が接続する開口部２６ａが設けら
れ、他方の空間室２６には上記補助ダクト３が接
続される図示しない開口部が設けられる。

上記蓄熱体２７は、第３図に示すように多数枚
の鉛直方向に立てられた蓄熱板２８……と、これ
ら蓄熱板２８……の上端部および下端部に嵌め込
まれる上部スペーサ２９ａおよび下部スペーサ２
９ｂと、これら上下部のスペーサ２９ａ，２９ｂ
に掛け渡され、かつ蓄熱板２８……を締結する梱
包バンド３０とからなり、ユニツト化されたもの
である。

なお説明すれば、第４図に示すように、上記蓄
熱板２８はアスベストを含まない特殊セメント材
や、プレスモルタル材もしくは特殊石膏材などか
ら形成され、かつ素材の比熱を上げるべく略矩形
の平板状にプレス加工される。上部スペーサ２９
ａは、蓄熱板２８の長手方向長さよりもある程度
短く形成するとともに蓄熱板２８の肉厚に相当す
る幅寸法の複数の凹部３１……を有する。下部ス
ペーサ２９ｂは複数個用意され、それぞれ極く短
い長さで、かつ上記凹部３１と同一幅の複数の凹
部３２……を有する。そして、それぞれの蓄熱板
２８……の上端部を上部スペーサ２９ａの凹部３
１……に嵌め込むとともに、下端部を下部スペー
サ２９ｂの凹部３２……に嵌め込む。各凹部３１
……，３２……相互間にはこれを形成するスペー
サ板厚が介在するところから、各蓄熱板２８……
相互間に間隙が形成される。これら間隙は後述す
るように空気が導通する空気通路３３となる。

第５図に示すように、上述のようにして構成さ
れるユニツト化された蓄熱体２７，２７を連結部
材３４，３４で連結する。上記連結部材３４は上
記下部スペーサ２９ｂと同一のものを用いる。す
なわち、下部側の連結部材３４を隣接する蓄熱体
２７，２７相互の下端隅部に嵌めこみ、同様にし
て上部側の連結部材３４を上端隅部に嵌め込めば
よい。したがつて、互いの空気通路３３，３３は
水平方向に連通することになる。

再び第２図に示すように、各空気通路３３が両
側の空間室２６，２６と対向するようにして上記
連結部材３４にて連結した蓄熱体２７……を配設
する。このように上記蓄熱板２８は、要求性能に
合せて工場生産されるので、品質、施工管理が安
定する。

しかして、深夜電力を利用して蓄熱を行うに
は、ヒートポンプ式空気調和機Ｈを駆動するとと
もに吸込フアン１１を駆動し、送風ダンパ４を開
放する。室内側熱交換器１３を導通して熱交換さ
れた空気（冷気もしくは暖気）はメーンダクト２
を介して蓄熱装置Ｓに導かれ、空気通路３３を導
通する間に蓄熱体２７と熱交換する。したがつ
て、冷気または暖気の熱は蓄熱体２７に蓄えられ
る。補助ダクト３を介して蓄熱装置Ｓから排出さ
れる熱交換後の空気は、再び室内側熱交換器１３
に吸込まれ、上述の経路を循環して蓄熱作用がな
される。

また、ソーラシステム２０を利用して蓄熱する
には、ソーラ用ダンパ２３を開放すればよい。太
陽熱集熱器２１と熱交換して暖められた暖気は、
集熱ダクト２２を介して蓄熱装置Ｓに導かれ、蓄
熱される。

なお、それぞれの冷気もしくは暖気などの熱交
換空気が蓄熱体２７に設けられる空気通路３３を
導通する際、これは各蓄熱板２８……の表裏面に
接触して全面的に熱交換されるので、蓄熱特性が
よい。空気通路３３は上記連結部材３４によつて
一方向に沿つて整然と連通するので、通風抵抗が
小さくてすむ。また、蓄熱体２７および空気通路
３３の容積など予め設定できるので、蓄熱量およ
び通風抵抗値の算出が容易である。

必要に応じて被熱交換室１を空気調和するに
は、送風ダンパ４を閉成して空調用フアン６を駆
動する。すると、蓄熱装置Ｓに蓄えられた冷気も
しくは暖気はメーンダクト２を上昇し、プレナム
室７で整圧され吹出口９……から被熱交換室１に
吹出される。すなわち、被熱交換室１で熱交換し
て、空気調和がなされることになる。熱交換後の
被熱交換室１からの戻りの空気は補助ダクト３に
吸込まれ、再び蓄熱装置Ｓと熱交換して上述の経
路を循環する。蓄熱装置Ｓには、図示しない蓄熱
センサが設けられていて、蓄熱体２７の蓄熱がな
くなり温度変化が大になるとヒートポンプ式空気
調和機Ｈに信号を送り、これを駆動する。空気調
和機Ｈは、直接被熱交換室１の空気調和をなす。
この際、空気調和が各被熱交換室１……同時に行
われず、余分なエネルギがあれば、それを蓄熱装
置Ｓに蓄熱すること言う迄もない。

上記ヒートポンプ式空気調和機Ｈは成績係数を
高く維持しなければならず、そのため蓄熱体２７
の熱交換作用によるわずかの温度降下でも影響が
大となる。換言すれば、蓄熱装置Ｓは温度の再生
効率が高くなければならない。蓄熱体２７から外
部に熱が逃げないように断熱が完全であるとする
と、温度再生効率はつぎの要素から決定される。
すなわち、蓄熱体２７の単位体積当りの流体との
伝熱面積および熱伝達率、蓄熱装置Ｓの奥行き深
さと熱の出入れ切換時間などである。蓄熱体２７
の表面積が広く、かつ奥行きが長いほど流体の流
れ抵抗が大になる。したがつて、上述のように構
成すれば、流体である空気の流れ抵抗が小さくて
すみ、かつ伝熱面積も大きくとれることとなる。

なお上記実施例においては、上部スペーサ２８
ａと下部スペーサ２８ｂとは異なる形状のものを
採用したが、これに限定されるものではなく、た
とえば第６図に示すように、上部スペーサ２８ｂ
は下部スペーサ２８ｂと同一のものを用いた蓄熱
体２７Ａであつてもよい。さらに、ここに用いら
れる連結部材３４Ａは上記連結部材３４とは異な
るものを用いてもよい。すなわち、第７図にも示
すように連結部材３４Ａは、蓄熱体２７の幅方向
に亘つて設けられる仕切板３５の両側に蓄熱板２
８の間隙に相当する板厚の挿入片３６……を一体
に突設してなるものである。各挿入片３６……の
相互間隔は蓄熱板２８の板厚に相当する。一対の
蓄熱体２７Ａ，２７Ａに対して同様形状の連結部
材３４Ａを２個用意し、上端隅部の間隙にそれぞ
れ挿入片３６……を嵌め込むこと、上記実施例と
同様である。この場合は各蓄熱体２７Ａの側端部
を連結部材３４Ａの仕切板３５に当接するように
嵌め込めばよいから、作業が容易、かつ確実とな
る。

この他、各構成部材は本考案の要旨を越えない
範囲内で種々変形実施可能なこと、勿論である。

〔考案の効果〕

以上説明したように本考案によれば、組立構成
が簡単で、熱的特性に優れ、廉価で、コンパクト
であり、立ち上がり、操作メンテナンス、ランニ
ングコストなどの点で著しい効果を奏し、かつヒ
ートポンプ式空気調和機との組み合せに最適な蓄
熱特性を得られる蓄熱装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案の一実施例を示
し、第１図は一般家屋における空調設備の概略的
構成図、第２図は蓄熱装置の一部切欠した斜視
図、第３図は蓄熱体の斜視図、第４図は蓄熱体の
分解した斜視図、第５図は隣接する蓄熱体相互の
連結状態を説明する図、第６図および第７図は本
考案の他の実施例を示し、第６図は隣接する蓄熱
体相互の連結状態を説明する図、第７図はその連
結部材の一部省略した斜視図である。 ２８……蓄熱板、３３……空気通路、２７……
蓄熱体、３４……連結部材。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 多数枚の蓄熱板を鉛直方向に立て互いの側面を
   重ね合わせるとともに上記蓄熱板相互間に熱交換
   空気を水平方向に沿つて導通する空気通路を形成
   した複数の蓄熱体と、これら蓄熱体相互を上記空
   気通路の流通方向に隣接するよう連結し互いの空
   気通路を連通して熱交換空気を蓄熱体相互に亘つ
   て導通させる連結部材とを具備したことを特徴と
   する蓄熱装置。