JPH0633633B2 - 蓄熱建材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 この発明は、住宅の床面暖房などとして使用する蓄熱建
材に関する。

〔背景技術〕

輻射熱を利用した面暖房装置は、室内をムラなく加温し
て人体の温点を快く刺激するため、快適な暖房システム
を構成する。このような面暖房装置に、主として省エネ
ルギーを図るなどのため、蓄熱構造を備えた蓄熱建材が
使用されるようになっている。すなわち、安価な深夜電
力を用いて発生させた熱や、太陽熱あるいは他の熱源の
廃熱を蓄熱材に蓄熱しておき、暖房時にその熱を利用す
るようにするのである。

蓄熱材としては、これまで、コンクリートや水などが用
いられていた。しかし、最近では、これらの蓄熱材より
も体積当たりの蓄熱量が大きく、しかも、一定温度で蓄
放熱が行われる潜熱蓄熱材が用いられるようになってい
る。このような蓄熱材は、物質の相変化に伴う潜熱を蓄
放熱に利用するものである。そのような物質として、た
とえば、塩化カルシウム、硫酸ナトリウムなどの水和塩
などが知られている。

ところで、このようなものにおいては、蓄熱量を増やそ
うとして蓄熱材の厚みを増すと、これらの物質は、一般
に、熱伝導率が小さいため、蓄放熱特性が悪くなるとい
う欠点があった。そのため、第２図にみるように、潜熱
蓄熱材１３をミニカプセル化し、その表面積を大きくす
るようにして、このカプセル１３を基材１２中に多数混
入した蓄熱建材１１が考えられた。この蓄熱建材１１
は、基材１２の室外側に、蓄熱する熱を供給するための
発熱体１４を備えているとともに、発熱体１４の他方の
側は断熱材１５で被覆されるようになっている。発熱体
１４としては、電気ヒータ、温水パイプ、温風ダクトな
ど種々のものが考えられている。そして、蓄熱建材の室
内側最表面には、仕上材１６が貼着されている。

このような蓄熱建材１１には、さらに、つぎのような問
題もあった。すなわち、カプセル化した潜熱蓄熱材１３
が同一変態点を有するものからなっているので、基材１
２の厚みが厚くなるほど放熱温度を一定に保つことがで
きなくなるという問題点である。すなわち、建材１１に
は、厚み方向に温度勾配が生じるため、室温が低下した
とき、基材１２のうち、全体で放熱が起きるのではな
く、温度の低い室内側に近い部分から順次放熱が行わ
れ、基材１２の内部では部分的にのみ放熱が行われるよ
うになる。そして、室内側に近い部分の放熱が終わり室
温がさらに低下して始めて、より内部蓄熱材が放熱する
ようになるので、放熱面温度は実質的に低下傾向にあ
り、結局、放熱面温度を一定に維持することができない
こととなるのである。

〔発明の目的〕

以上の点に鑑み、この発明は、放熱時に放熱面温度をほ
ぼ一定に保つことができる蓄熱建材を提供することを第
１の目的とし、これに加えて、潜熱蓄熱材による蓄熱機
能が十分に発揮させられる蓄熱建材を提供することを第
２の目的とする。

〔発明の開示〕

上記第１の目的を達成するため、請求項１記載の発明に
かかる蓄熱建材は、基材中に相転移温度の異なる潜熱蓄
熱材が分散されている蓄熱建材であって、前記潜熱蓄熱
材は、室内側は相転移温度が低く、室外側は相転移温度
が高くなるように分散され、基材内部の温度分布と蓄熱
材の相転移温度の分布がほぼ一致するようになっている
構成を要旨とし、上記第２の目的を達成するため、請求
項２記載の発明にかかる蓄熱建材は、基材中に相転移温
度の異なる潜熱蓄熱材が分散されている蓄熱建材であっ
て、前記潜熱蓄熱材は、室内側は相転移温度が低く、室
外側は相転移温度が高くなるように分散され、基材内部
の温度分布と蓄熱材の相転移温度の分布がほぼ一致する
ようになっており、かつ、基材の室外側には発熱体が備
えられてなる構成を要旨とする。

以下にこれを、その一実施例をあらわす図面を参照しつ
つ詳しく説明する。

第１図は、この発明にかかる蓄熱建材の断面構造を模式
的にあらわしたものである。この蓄熱建材１は、床材と
して用いられるものであって、その室内側表面に仕上げ
材６が貼着されており、その内部に、カプセル化した潜
熱蓄熱材を含む基材２が配置され、室外側（床下側）と
なる下面に発熱体４および断熱材５がそれぞれ積層され
た構造となっている。基材２には、その室内側に相転移
温度の低い潜熱蓄熱材３ａが分散されていて、室外側は
相転移温度の高い潜熱蓄熱材３ｂが分散されている。こ
のようになっていると、室温が低下して蓄熱材が放熱を
開始する際、基材内部の温度分布と蓄熱材の相転移温度
の分布とがほぼ一致するようになって都合がよい。蓄熱
材による放熱が基材の厚み全体で、すなわち、基材の厚
み方向でムラなく行われるようになるので、室内側に近
い部分の蓄熱材のみが放熱し内部の蓄熱材は蓄熱状態の
ままといった効率の悪い状態を避けることができるので
ある。したがって、この発明にかかる蓄熱建材が放熱す
るときには、その有する潜熱を喪失するまで、放熱面温
度をほぼ一定に維持することができることとなる。

一方、蓄熱時においても、発熱体４に近い部分に相転移
温度の高い蓄熱材３ｂが配置されるようになっており、
基材内部の温度分布と蓄熱材の相転移温度の分布がほぼ
一致するようになっているので、基材に分散された蓄熱
材に対する蓄熱は円滑に、かつ、効果的に行われること
となる。したがって、この発明にかかる蓄熱建材は、基
材に厚みの厚いものを使用した場合であっても、その蓄
放熱はいずれも円滑に行われるようになる。

なお、同図では、基材に分散される潜熱蓄熱材の相転移
温度が高低２種類の蓄熱建材の例をあらわしているが、
蓄熱材間の相転移温度の差がより少ない多種類の蓄熱材
を、基材の厚み方向に順次配置するようにして、多層構
造になるよう蓄熱建材を構成すればより好ましいものと
なる。

潜熱蓄熱材としては、有機系、無機系の種々のものが考
えられるが、とくに限定されるものではなく、相転移温
度の異なる蓄熱材を適宜選択するようにすればよい。基
材についても、とくに限定されるものではないが、一般
的には、カプセル化した潜熱蓄熱材を分散しやすい石
膏、セメントなどが好ましい。発熱体については、安価
な深夜電力を利用するようにした電気ヒータであっても
よいし、太陽熱や廃熱を利用した温水パイプ、温水ダク
トなどであってもよい。

なお、この発明にかかる蓄熱建材は、住宅などの床面、
壁面などに広く応用することができる。

〔発明の効果〕 請求項１の発明にかかる蓄熱建材は、潜熱蓄熱材が、室
内側は相転移温度が低く、室外側は相転移温度が高くな
るように分散され、基材内部の温度分布と蓄熱材の相転
移温度の分布がほぼ一致するようになっているので、放
熱時には、放熱面温度をほぼ一定に保つことができるよ
うになって、快適な暖房を実現し、しかも、基材の厚み
が厚い場合であっても、放熱を効果的に行うことができ
るので、都合がよい。

請求項２の発明にかかる蓄熱建材は、上に加えて、基材
の室外側には発熱体が備えられており、潜熱蓄熱材によ
る蓄熱機能を十分に発揮させられるので、より都合がよ
い。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる蓄熱建材の一実施例をあらわ
す断面図、第２図は従来の蓄熱建材をあらわす断面図で
ある。 １……蓄熱建材、２……基材、３ａ……相転移温度の低
い潜熱蓄熱材、３ｂ……相転移温度の高い潜熱蓄熱材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材中に相転移温度の異なる潜熱蓄熱材が
   分散されている蓄熱建材であって、前記潜熱蓄熱材は、
   室内側は相転移温度が低く、室外側は相転移温度が高く
   なるように分散され、基材内部の温度分布と蓄熱材の相
   転移温度の分布がほぼ一致するようになっていることを
   特徴とする蓄熱建材。
2. 【請求項２】基材中に相転移温度の異なる潜熱蓄熱材が
   分散されている蓄熱建材であって、前記潜熱蓄熱材は、
   室内側は相転移温度が低く、室外側は相転移温度が高く
   なるように分散され、基材内部の温度分布と蓄熱材の相
   転移温度の分布がほぼ一致するようになっており、か
   つ、基材の室外側には発熱体が備えられてなることを特
   徴とする蓄熱建材。