JPH0560424A - 冷暖房装置、及び冷房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は構造が簡単でしかもコンパクトな水
素吸蔵合金利用の冷暖房装置を提供することを目的とす
るものである。 【構成】 水素吸蔵合金を夫々内蔵した２つの熱交換可
能な低温側容器４及び高温側容器５と、冷房運転時の低
温側容器４から高温側容器５で水素が移動する運転モー
ドにおいて低温側容器４で発生した冷熱を蓄熱する蓄冷
器３と、冷房運転時の再生モードにおいて高温側容器５
に移動した水素を低温側容器４へ戻すとともに暖房運転
時の温熱を発生させるため前記高温側容器５に設けられ
た加熱手段９と、前記低温側容器４で発生した冷熱及び
前記蓄冷器３からの冷熱あるいは前記加熱手段９で発生
する温熱が供給される冷暖房庫２とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水素吸蔵合金の吸熱量
と他の加熱手段による発熱量とを利用した冷暖房装置、
及び冷房装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば特公昭５８−１９９５５号公報に
は水素平衡圧力の異なる２種類の金属水素化物を夫々内
蔵した２つの熱交換可能な容器を連通させて組とした冷
暖房ブロックを２組設け、各容器相互の水素の移動、再
生を利用して連続冷房、暖房運転を行う冷暖房装置が示
されている。このような冷暖房装置では容量及び重量の
大きい容器及び金属水素化物を多数使うことになり、装
置の大型化、及び重量化を招く恐れがあり、装置の小型
化には不向きであった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の問題点に鑑みてなされたものであって、構造が簡単で
しかもコンパクトな水素吸蔵合金利用の冷暖房装置、及
び冷房装置を提供することを目的とするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】第１の本発明は、水素平
衡圧力の異なる２種類の水素吸蔵合金を夫々内蔵した２
つの熱交換可能な低温側容器及び高温側容器と、冷房運
転時の低温側容器から高温側容器へ水素が移動する運転
モードにおいて低温側容器で発生した冷熱を蓄熱する蓄
冷器と、冷房運転時の再生モードにおいて高温側容器に
移動した水素を低温側容器へ戻すとともに暖房運転時の
温熱を発生させるため前記高温側容器に設けられた加熱
手段と、前記低温側容器で発生した冷熱及び前記蓄冷器
からの冷熱あるいは前記加熱手段で発生する温熱が供給
される冷暖房庫とよりなるものである。

【０００５】第２の発明は、水素平衡圧力の異なる２種
類の水素吸蔵合金を夫々内蔵した２つの熱交換可能な低
温側容器及び高温側容器と、低温側容器から高温側容器
へ水素が移動する運転モードにおいて低温側容器で発生
した冷熱を蓄熱する蓄冷器と、再生モードにおいて高温
側容器に移動した水素を低温側容器へ戻すため前記高温
側容器に設けられた加熱手段と、前記低温側容器で発生
した冷熱及び前記蓄冷器からの冷熱が供給される冷房庫
とよりなる冷房装置であって、前記冷房庫の下方に、前
記蓄冷器、低温側容器、及び高温側容器を順次配置させ
たものである。

【０００６】

【作用】第１の発明によれば、冷房運転時には水素が低
温側容器から高温側容器へ移動し、その時に発生する低
温側容器の冷熱は冷暖房庫及び蓄冷器へ供給され、該冷
暖房庫を冷房するとともに蓄冷器を冷凍して冷熱を蓄積
させておく。

【０００７】水素の移動が行われなくなると蓄冷器の冷
熱を前記ダクトを介して冷暖房庫に供給する。この間に
高温側容器を加熱手段によって温め前記移動した水素を
再び低温側容器に戻し各容器内の水素吸蔵合金を初期状
態に再生する。

【０００８】一方暖房運転時には前記高温側容器の加熱
手段を用いて温熱を発生させ、この温熱を冷暖房庫に供
給し該冷暖房庫を暖房する。

【０００９】第２の発明によれば、低温側容器で発生し
た冷熱、及び蓄冷器からの冷熱が簡易な経路で供給可能
となる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明を花卉育成システムに適用した
実施例について図面に基づいて詳細に説明する。ここ
で、花卉育成システムとは花にとって最も適した温度、
湿度を供給し、開花時期を調節したり、寿命を伸ばした
りするため、花を収納するショーケースに冷熱や温熱を
供給する熱源を搭載したものである。

【００１１】図１は花卉育成システムの概念図であり、
１は花卉育成システムの外形を構成する筐体、２は筐体
１の上部を占有し花を収納する冷暖房庫、３は冷暖房庫
２の下方に位置しノルマデルテトラデカン

【００１２】

【化１】

【００１３】を主成分とするパラフィン系蓄冷材を４kg
充填した蓄冷器、４は前記蓄冷器３の下方に位置し水素
吸蔵合金Ａ

【００１４】

【化２】

【００１５】を９kg充填した低温側容器、５は低温側容
器４の下方に位置し水素吸蔵合金Ｂ

【００１６】

【化３】

【００１７】を９kg充填した高温側容器、６、７、８は
夫々蓄冷器３、低温側容器４、高温側容器５の近傍に設
けられ冷暖房庫２に送る空気流を形成するためのファ
ン、９は高温側容器５内に設けられ低温側容器４再生時
及び暖房時に発熱する加熱手段、１０〜１６は冷暖房庫
２と、蓄冷器３、低温側容器４及び高温側容器５との連
通状態を切り換えて冷暖房庫２に冷熱あるいは温熱を供
給するためのダンパである。そして低温側容器４と高温
側容器５よはバルブを途中に有する図示しない水素配管
にて連結され両者の間を水素が移動可能になされてい
る。

【００１８】また、蓄冷器３、及び低温側容器４の間に
は発泡ウレタン樹脂からなる断熱材２１が設けられ、低
温側容器４、及び高温側容器５の間には耐熱性に優れた
セラミック系樹脂からなる断熱材２２が設けられてい
る。

【００１９】図２は筐体１の冷暖房庫２を除く部分の外
観を示す斜視図であり、図３はダクトの位置関係を示し
た図である。これらの図において２つのダクト１７、１
８は交差することなく互いに直交したねじれの関係にあ
り、両ダクト１７、１８によって夫々蓄冷器３及び低温
側容器４と、高温側容器５とが独立して空気流の流れ
（図２の太線の矢印Ａ、Ｂで示す）を形成するように配
置されている。そしてダクト１７、１８は夫々外気に通
じる排気孔１９、２０が設けられている。尚、上記図１
はこれらのねじれ位置にあるダクト１７、１８を同一平
面上にあるとして表している。即ち、図１におけるダク
ト１８は実際には紙面の表裏方向に延びており、後述す
る図４、図６、図８、図１０も同様である。

【００２０】このようなねじれの関係にあるダクト１
７、１８は両ダクト１７、１８を通る温熱あるいは冷熱
が混合することなく、且つダクトの占有体積を小さくす
ることに貢献する。

【００２１】次に、上記構成を有する花卉育成システム
に於て図４、図６、図８、図１０の上記図１対応図と図
５、図７、図９、図１１の温冷熱流れ図に沿って動作を
説明する。 ［冷房運転時］初期状態では低温側容器４内の水素吸蔵
合金は水素と結合した金属水素化物の状態にあるものと
する。低温側容器４ないの水素吸蔵合金は水素平衡圧が
高温側容器５の水素吸蔵合金より高く、水素配管のバル
ブを開くと水素吸蔵合金Ａから水素が解離して水素吸蔵
合金Ｂへ移動する。この運転モードでは低温側容器４で
波及熱反応となり、一方の高温側容器５では発熱反応と
なるので、低温側容器４にて冷熱が発生し、高温側容器
５にて温熱が発生する。このときのダンパ１０〜１６の
状態はダンパ１０が斜め、ダンパ１１、１２が垂直、ダ
ンパ１３〜１６は水平であって、低温側容器４と高温側
容器５とは熱的に分離されている。また、ファン６〜８
は全て回転起動せしめられている。

【００２２】このとき低温側容器４で発生した冷熱は図
４及び図５に示すようにダクト１７を介して冷暖房庫２
（矢印ａで示す、速度６ｍ³／ｍｉｎ） 、及び蓄冷器３
（矢印ｂで示す、速度４ｍ³／ｍｉｎ）、供給され、冷
暖房庫２を冷やすとともに、余った冷熱を蓄冷器３に蓄
積する。また高温側容器５で生じた温熱はダクト１８を
通り排気孔２０より外気に放出される。

【００２３】一方連続して冷房運転するために一旦高温
側容器５に移動した水素を再び低温側容器４に戻し初期
状態に再生する必要がある。この再生モードでは図６及
び図７に示すようにダンパ１１、１２を水平に切り換え
ることによって冷暖房庫２から低温側容器４を熱的に切
り離し、加熱手段９を起動して高温側容器５を温め、水
素吸蔵合金Ｂから水素を解離して、この水素を低温側容
器４に戻す。この時冷暖房庫２には蓄冷器３からの冷熱
が供給されて（矢印ｃで示す、速度６ｍ³／ｍｉｎ）引
き続き冷暖房庫２内の冷房を行う一方、水素が復帰した
低温側容器４での発熱による温熱ダクト１７の排気孔１
９を介して外気に放出される。尚ファン６〜８は全て運
転状態にある。

【００２４】上述したように冷暖房庫２の下方に蓄冷器
３、低温側容器４、及び高温側容器５を順次配置させた
ので、冷房運転モード時には低温側容器４からの冷熱が
冷暖房庫２、及び蓄冷器３に簡易な経路で供給可能とな
ると共に、再生モード時には蓄冷器３からの冷熱が冷暖
房庫２に簡易な経路で供給可能となる。また、蓄冷器３
と高温側容器５とを隣接配置していないので、再生モー
ド時での蓄冷器３の熱損失を小さくすることができ、蓄
冷器３、低温側容器４、及び高温側容器５の相互間の断
熱材２１，２２の構造を簡略化することができる。従っ
て、システムの小型化を図ることが可能となる。 ［暖房運転時］暖房は原則として加熱手段９の発熱を利
用する。即ち図８及び図９に示すように、ダンパ１０〜
１６全てを垂直にして冷暖房庫２と高温側容器５との温
熱経路から蓄冷器３及び低温側容器４を切り離す。こう
しておいて加熱手段２に送り（矢印ｄで示す、速度６ｍ
³／ｍｉｎ）、冷暖房庫２内の暖房を行う。

【００２５】また低温側容器４に外気を取り込む上記図
６の状態で、蓄冷器３のダンパ１０を閉じ、外気気温が
低いことによる低温側容器４から高温側容器５への水素
の移動によって高温側容器５を発熱させ、この熱を冷暖
房庫２へダクト１８を介して供給し、冷暖房庫２内の暖
房を行うこともできる。

【００２６】更に、図１０及び図１１に示すように上記
冷房時の再生モードにおける水素の低温側容器４への移
動時に発生する温熱（矢印ｅで示す）を冷暖房庫２の暖
房に利用することも可能である。

【００２７】

【発明の効果】以上述べたとおり第１の発明によれば、
２組以上の金属水素化物を用いた冷暖房装置に比べて格
段に構造がコンパクトな冷暖房装置を提供できる効果が
期待できるものとなる。

【００２８】第２の発明によれば、低温側容器で発生し
た冷熱、及び蓄冷器からの冷熱が簡易な経路で供給可能
となる。また、蓄冷器と高温側容器は低温側容器を介在
させて配置されているので、冷房運転時の再生モードに
おける蓄冷器の熱損失を小さくすることができる。

【００２９】従って、１組の金属水素化物と蓄冷器を組
み合わせた冷房装置において装置の冷却効率を低下させ
ずに、構造を簡略化、及び小型化した冷房装置を提供す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の冷暖房装置を利用した花卉育成システ
ムの一実施例を示すシステム概略図である。

【図２】図１実施例の花卉育成システムの概略斜視図で
ある。

【図３】図２のダクトの位置関係を示す図である。

【図４】冷房時の運転モードを示すシステム概略図であ
る。

【図５】冷房時の運転モードにおける冷熱の流れを示す
概略斜視図である。

【図６】冷房時の再生モードを示すシステム概略図であ
る。

【図７】冷房時の再生モードにおける冷熱の流れを示す
概略斜視図である。

【図８】加熱手段を用いた暖房時のシステム概略図であ
る。

【図９】加熱手段を用いた暖房時の温熱の流れを示す概
略斜視図である。

【図１０】低温側容器の発熱を用いた暖房時のシステム
概略図である。

【図１１】低温側容器の発熱を用いた暖房時の温熱の流
れを示す外観斜視図である。

【符号の説明】

１ 筐体 ２ 冷暖房庫 ３ 蓄冷器 ４ 低温側容器 ５ 高温側容器 ６〜８ ファン ９ 加熱手段 １０〜１６ ダンパ １７、１８ ダクト ２１、２２ 断熱材

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】水素平衡圧力の異なる２種類の水素吸蔵合
   金を夫々内蔵した２つの熱交換可能な低温側容器及び高
   温側容器と、冷房運転時の低温側容器から高温側容器へ
   水素が移動する運転モードにおいて低温側容器で発生し
   た冷熱を蓄熱する蓄冷器と、冷房運転時の再生モードに
   おいて高温側容器に移動した水素を低温側容器へ戻すと
   ともに暖房運転時の温熱を発生させるため前記高温側容
   器に設けられた加熱手段と、前記低温側容器で発生した
   冷熱及び前記蓄冷器からの冷熱あるいは前記加熱手段で
   発生する温熱が供給される冷暖房庫とよりなる冷暖房装
   置。
2. 【請求項２】前記冷暖房庫と前記蓄冷器及び低温側また
   は高温側容器とは夫々ダクトによって冷熱あるいは温熱
   が移動可能に連通されており、冷暖房庫と蓄冷器及び低
   温側容器とをつなぐダクトに対してお互いにねじれの関
   係を存することを特徴とする請求項１記載の冷暖房装
   置。
3. 【請求項３】前記冷暖房庫の下方に、前記蓄冷器、低温
   側容器、及び高温側容器を順次配置させたことを特徴と
   する請求項１または２記載の冷暖房装置。
4. 【請求項４】水素平衡圧力の異なる２種類の水素吸蔵合
   金を夫々内蔵した２つの熱交換可能な低温側容器及び高
   温側容器と、低温側容器から高温側容器へ水素が移動す
   る運転モードにおいて低温側容器で発生した冷熱を蓄熱
   する蓄冷器と、再生モードにおいて高温側容器に移動し
   た水素を低温側容器へ戻すため前記高温側容器に設けら
   れた加熱手段と、前記低温側容器で発生した冷熱及び前
   記蓄冷器からの冷熱が供給される冷房庫とよりなる冷房
   装置であって、 前記冷房庫の下方に、前記蓄冷器、低温側容器、及び高
   温側容器を順次配置させたことを特徴とする冷房装置。