JPS59164847A - 吸放熱器 - Google Patents

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】 本発明は自然エネルギー′全利用して、熱を吸収又は放
出する吸放熱器に関する。

・近年、生、活の安定化にともなって各家庭におい′て
、一定の温度にセ゛ットできる暖房又は冷房、設備が配
置され、乎節を問わず快適な生活をおくれるようになっ
てきた。

例えば冬期において（ハ９石油又は−電気エネルギーを
利用して燃焼又は発熱による熱エネルギー全家庭内の各
部屋に循環式せ適度な室ｉＭＬＫ維持することにより、
また、夏期においては蒸膵の凝縮。

膨張を利用したランキンサイクル型の冷房装置のものを
用いて各部屋に冷気ヲ錆環させることにより快適な生活
をおくれるべくしている。

しかしながら、上述した暖房又は冷房装置の燃焼又は発
熱による熱エネルギーはその熱エネルギー源となる石油
又は電気エネルギーの消′ＩＲ量が膨大なものとなる。

特に上記した冷房装置においては、電気工ネルキー等の
利用効率が悪く、運転には多大のエネルギーを必要とす
ることから冷房に要する費用が、Ｂ：５　くなる欠点が
ある。

本発明は自然エネルギーを利用して漏謀体の加熱、冷却
を一台で行うことができる小型の装置全提供しようとす
るものである。

すなわち９本発明の吸放ｆＡ器は、内部に保持した熱媒
体全外部から断熱する断熱容器と、前記断熱容器の内部
において上記熱媒体ヲ覆う吸放熱体とから成す、核吸放
熱体は前記熱し体と伝導接触し太陽光に対して吸収率が
高くかつ熱伝導率の高い材料からなる熱吸収体と、該熱
吸収体を被覆し熱媒体がその温度に応じて放射する熱エ
ネルギーの内大気の窓の波長域（約８〜１３１ｉ／ｎ）
において特に高い放電率を有する熱放射体とからなるこ
とｋ　％徴とするものである。

本発明によれは１台で、Ｅｌ中においては前記熱吸収体
によって熱に体ケ加熱し、夜間においては前記熱放射体
によって熱媒体の熱を放出しこれを゛冷却することがで
きる装置を提供することができ（る。

また一台の装置に前記熱吸収体と熱放射体と全設置しで
あるので小型の吸放熱器を提供できる。

し７１）シて９本発明の吸放熱器においては前記熱吸収
体が太陽光に対して、熱吸収率を高くしであるため、暖
房時９日中において太陽光の有する熱エネルギーを効率
よく吸収できる。しかも熱吸収体は熱伝導の高い金属を
使用しているので、該吸収熱を熱媒体に効率良く伝達す
ることができる、一方、外部からの放射による熱エネル
ギーの供給の少ない夜間においては、吸放熱器に対して
外界より供給され・る熱エネルギーは大気からの熱輻射
が主要なものとなシ、該吸放熱益から出射される熱エネ
ルギーは熱媒体が保有している温度に応じた熱放射であ
る。しかして、熱媒体が保當している熱エネルギーは熱
伝導のよい金属を介して熱伝導し熱放射体に導かれる。

該熱放射体は熱媒体が有する温度に応じた特定め波長域
のみ外気に対して熱放出をし、上記以外の波長域は放射
しない性質會有する。それ故、該熱放射体からは該波艮
に相応する熱エイ・ルギーが熱放射体を介して熱媒体よ
り外気に放出される。したがって、熱媒体は徐々に冷却
されることになる。

本発明において、前記熱吸収体は、熱伝導層と煎択吸収
層とよりなシ該熱伝導層は熱媒体と伝導Ｍ　ｇｈＥし、
熱伝導率の高い金属からなる。例えば。

銅板、ニッケル、°アルジニウム板、アルミニウム板、
ステンレス板等を用いる。また前記選択吸収層は熱吸収
率の晶い材料で構成し該伝導層の上面に被覆するように
形成する。該選択吸収層は外光に含まれる光エネルギー
の短かい波長域において。

尚い吸収′＄ボラし、かつその他の波長域において高い
反則率を有するものである。かかる材料としては９例え
ば銅ブラック（’　ＣｕＯ１０ｕＣｈ　）　、　Ｎｉブ
ラック、　Ｃｒフラック等の黒色酸化物がめる。、該熱
吸収体は、外部の光エネルギー（０６〜３μｍの波長域
）鞘よく吸収するとともに吸収した熱エネルギーを熱媒
体に効率長く伝導すべくすることを特徴とする。

また９本発明の熱放射体は前記熱吸収体の選択吸収層の
上面に形成し、熱媒体がその温度に応じて放射する熱エ
イ、ルギーの内大気の弐〇波長域（８〜１３μ７ｎ　）
において商い放射率（吸収率）を有し、かつその他の波
長域において高い透過率を有する材料を用いる。この性
質を有する材料としてはＣ０Ｃｒ２Ｏ７／に２．ＳＯ４
，８ｉｓ　Ｎ４／に２８０４’、または。

Ｋ＊　Ｓｏｗ　／に２８０４等の２層構造の無機材料若
しくはビニールフロライド−ビニリデンフロライドコポ
リマ、ポリ本キシプロヒレン、二沸化ビニリデン。

ポリプロピレンまたは四沸化コポリマ等の単層構造の有
機材料がある。該熱放射体は前記特定波長域（例えば８
〜１３μ／７２　）において熱媒体からの熱放射を行な
うとともに、４−Ｆ定波畏域以外の波長域においては外
光を反射させてしまうことがら熱媒体を徐々に冷却でき
る。

さらに１本発明の吸放熱器に配しである熱媒体は水その
他不凍故（プロヒレンク゛リコール）等の熱エネルギー
を充分に保持でさるものでよくその配置は、上述した熱
吸収体及び熱放射体と！熱変換効率の高い位置に配置す
る。

また９本発明の吸放熱器の断熱容器は熱媒体の有する熱
エネルギーが外界雰囲気に対して影響を受けないような
断熱１イ４造とする。これは熱媒体の有する熱エイ・ル
ギーを一定に維持する必要があり。

熱媒体が外界雰囲気の影響を受けると熱吸収とが熱放射
時の熱変稙効率が低下してしまうからである。

ｗ下９本発明の実施例を図面と共に詳■に説明する。本
発明にがかる吠放熱ｉ％＋ｖ　Ａのｔｊｊｉ成分第１図
及び第２図に示す。

熱媒体全外部から断熱する断熱容器１は、直方体でその
断面は凹形を有し、鉄製枠１αにて形成する。該断熱容
器１の凹形部２には断熱効果を充分にするために厚略２
５間のグラスウール２ｒを充填する。また、該断熱容器
゛１の内側部分６の下部及び側壁にはアルミｌｆ’７３
．４をはり断熱容器から熱吸収体、熱放射体への輻射伝
熱を防止している。

該内側部分５の底面には熱媒体としての水４ａ全ｆ１６
環させる内径１０羽φの銅製の＃ｉ環パイプ′４を配置
する。

該循環パイプ４の上面には熱吸収体７を載置する。該熱
吸収体７ば、前記循環パイプに接して。

上面全鏡面とするとともに熱伝導性のよい銅板５で形成
した伝２１４層と該伝導層の上面に約１０μ２ｎの厚さ
の銅ブラック（Ｏｕ’０１０ｕＯ２）膜６で形成した選
択吸収層とよりなる。

上述した銅板５と銅ブラック６よりなる熱吸収において
は低反射率（即ち、高吸収率）？有し。

該波長範囲以外では反射率が高い（即ち、放射率が低い
）特性を有する。

それ故、熱吸収体７は大陽光の熱エネルギーを充分に啜
収することができる。

さらに、該熱吸収体７の上面には、熱放射体としての二
沸化ビニリデンを主成分とする厚さ９μｍの薄膜（以下
ＫＦフィルムという）を熱溶着にて同所する。

該熱放射体として使用するＫＦフィルム８の分光透過特
性は、第４暦に曲線りで示す如く、８〜１５　ｌｔｍの
波長域においては透過率が低く（放射率が高い）、該波
長域以外では透過率が高い特性を有する。一般に１００
°Ｃ前後の物体より放射される熱エネルギーはピーク波
長が約１０μツノｚで、大部分が３〜５０μ２７ｚの波
長範囲に入る。したがって本実施例において用いた熱媒
体の水４αより放出される熱エネルギーの大部分は、熱
放射体８としたＫＦフィルム８の有する選択波畏域（８
〜１３／／７７２　）とオーバラップする。該ＫＦフィ
ルム８は。

特に外部からの熱エネルギーの供給のない夜間において
、熱媒体の有する熱エネルギーを放射冷却効果により天
孕に放射できることから、熱媒体を冷却することができ
るのである。

断熱容器１の上面には紫外から赤外の広いｇｌ畏域の光
に対して透明である厚さ５０　ｐ７？１のポリエチレン
フィルムで形成したカバー９を配する。こ本実施例は上
記構成としたことによυ以下の作用効果を奏する。

本実施例の吸放熱器Ａにおいては９日中下では。

太陽光が断熱容器１のカバー９を介して内側部６に入射
する。そして吸放熱体７に到達する。

光は熱吸収体７としての銅板５及び銅ブラック６によシ
効率よく熱に変換され、該銅板下に配置した循環パイプ
４ｔ−介して熱媒体である水４αに熱伝達する。そして
、原水を加熱水とする。

一方、外部からの放射による熱エネルギーの供給の少な
い夜間において−は吸放熱器Ａに対して外界よシ供給さ
れる熱エネルギーは大気からの熱輻射が主要なものとな
り、該吸放熱器Ａから出射さ体が保有している熱エネル
ギーは【盾環バイブ４より銅板５．銅ブラック６を介し
て、ＫＦフィルム８に熱伝達される。熱放射体であるＫ
Ｆフィルム８は、前記のととく熱エネルギーの有する特
定の波長域のみの熱エネルギーを外部に放射する性質を
有する。したがって、循環バイブ４より熱吸収体７を介
して熱伝導してきた熱エネルギーは、遂次ＫＦフィルム
８を介して外界に熱放出され、よって熱媒体の有する熱
エネルギーは徐々に減少する。このようにして熱媒体で
ある水を冷却することができる。

つぎに本発明の吸放熱器を利用し、夏には冷房。

冬期には暖房ができる具体的な例全第５図を用いて説明
する。

吸放熱器Ａは、熱媒体を高温に維持できる高温蓄熱槽１
０と、管路１１．三方コック１２．１３及び循環ポンプ
１４を介して接続する。

該高温蓄熱槽１０の一方の管路１５は三方コック１６及
び供給ポンプ１７を介し、他方の管路１８は三方コック
１９を介して、それぞれ熱水を供給することによシ冷却
作用を行なう吸収冷凍機２０に接続する。なお、必要に
応じて三方コック１６゜１９との間に補助熱源２１を配
置することも可能でるる、。

仄に上記吸収冷凍機２０の一方の管路２２は循環ポンプ
２３．二方コック２４を介し、他方の管路２５は三方コ
ック２６を介して各４水全一定の温度に°維持すること
ができる巨温槽２７に従続する。

該恒温槽２７め第１の管路２８は前記三方コツ、り１２
に、第２の管路２９は前記三方コック１３に、第６の管
路６゛０はファンコイル６１の熱交換部、循環ボン７３
２を介して閉路接続とする。

該ファンコイル５１には電動機で駆動する送風坐栃室、
会醸室、居間等に送出すべくしである。

本実施例において上記の構成としたことにより以下の作
用効果を奏する。

そして、該高温蓄熱槽１０はその保有する熱水を管路１
５全介して吸収冷凍機２０に供給し、該吸収冷凍機２０
においては上記温水を利用して冷凍機２０内の水音冷却
する。

そして、該冷水は恒温槽２７に一旦、保持し。

循環ポンプ３０によりファンコイル６１の熱交換部に送
水する。そして、冷風として会虐室等へ送る。

夜間においては、吸放熱ｄ、　Ａより直接冷水が得られ
ることから三方コック１２．１３ｉ切り、この冷水全曲
“従１亘ｌ晶槽２７へ供給し、ここで冷水全保持する。

この冷水をファンコイル３１に供給して、冷風として会
−室等に送る。

冬期には会噛室等′ｔｌ−暖める必要がある関係で。

日中では吸放熱器Ａより供給できる熱水全直接１ぼ温槽
２７に保持し、ファンコイル３１に熱水を送水し、、会
、室等に霞風ｉ送出うニる。−また過剰′な熱水は高温
畜熱所１０に保管し、必要に応じて恒温槽２７へ供給す
る。夜間においては吸放熱器Ａの熱媒体の循環全停止し
ておくことになる。

【図面の簡単な説明】

＠１図ないし＋ｃＪＡ図は本発明の実施例を示し。 第１図は吸放熱器の断面図、第２図は吸放熱器の一部欠
載斜硯図、第６図は熱吸収体の分光波長と反射率との関
係全示した嶽図、第４図は熱放射体の分光波長と透過率
との関係を示す線図、第５図は暖、冷房システムの具体
例を示す図である。 Ａ・・・吸放熱器、１・・・断熱容器、４・・・循環。 ポンプ、７・・・熱吸収体、８・・・熱放射体、９・・
・カバー、１０・・・高温蓄熱槽、２０・・・吸収冷凍
機、２７・・・１亘ｔｌＦｎ’？Ｎ　、　５１・・・フ
ァンコイル　−出願人 株式会社　豊口３中央研究所 箒７図 Ａ ηξ３日 ？ｊ′４０ 波　長□Ｊｍ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 内部に保持した熱好体を外部から断熱する断熱容器と。 該断熱容器の内部において、上記熱媒体ｔｌ−覆う吸放
   熱体と。 該吸放熱体は熱媒体と伝棉接触し、太陽光に対。 して吸収率が晶〈、かつ熱伝導率の制い林料からなる熱
   吸収体と。 核熱吸収体を被覆し、熱媒体がその温度に応じて放射す
   る熱エネルギーの内大気の窓の仮畏域（、約８〜１３　
   ／Ｚ７ｎ　）において特に高い放射率を有する熱放射体
   とから形成され。 日中においては太陽熱を吸収することにより熱媒体ケ加
   熱し、夜間においては熱媒体の有する熱を熱放則するこ
   とによシ熱媒体を冷論１することを特徴とする吸放熱器
   。