JPS6252348A - 蓄熱式ダクト装置 - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、冷・温蔵庫、冷凍庫、凍結乾燥室、恒温室、
室内冷暖房システム等に用いられる、冷・温気流を所定
空間内（室内又は庫内）に送気するダクト装置に係り、
更に詳細にはダクト自体に、又はダクトの入口側又は途
中に前記蓄熱効果をもたせた、蓄熱式ダクト装置に関す
る「従来技術とその問題点」 冷・温蔵庫、冷凍庫、凍結乾燥室、恒温室、室内冷暖房
システム等の所定空間内（以下被冷却加熱室という）を
冷却又は加熱するシステムは一般に、被冷却加熱室より
冷源又は熱源装置内に吸引された空気を熱交換する空気
式熱交換器と、該熱交換器により熱交換された空気を被
冷却加熱室内に分配するダクトより構成されている。

一方、かかる冷源又は熱源装置を構成する冷凍機又はヒ
ートポンプ装置のの動力源たる電力は。

昼間電力に比較して夜間電力は安価であり、従って昼間
電力を使用するよりは夜間電力を使用した方がランニン
グコストが大幅に低減出来、有利である。又、夜間電力
を出来るだけ使用することは産業全体としての電力消費
の平準化を図ることになり、社会的にも夜間電力の利用
が奨励されている。

従って夜間電力で昼間運転分の熱が蓄熱されて容易に簡
便に供給することが出来るなら大なる省エネルギーにつ
ながり、且つランニングコストの大幅低減が可能となる
ことは自明である。

この為例えばビル冷暖房システムにおいては、夜間電力
を利用して地下水槽に氷を作り、昼間その氷の溶融潜熱
を使って冷房を行い、昼間の電力負荷を軽減する方法が
存在し、一方冬期においても夜間電力で温水として蓄熱
し、温水槽に貯えた温水を利用して暖房を行う方法が存
在するが、このような方法はいずれも独立した蓄冷熱槽
を必要とし、且つ冬期においては顕然蓄熱を行う為に、
相当大なる温水槽が必要となり設備費、スペース等で経
済的に問題が大きい。

又、魚体、獣肉等の冷蔵・冷凍保管を行う冷蔵・冷凍庫
に於いても前記夜間電力運転によりマイナス−２０〜−
３０℃前後の冷熱を蓄熱し、昼間該蓄熱した冷熱を利用
出来るように構成すれば省電力コストの面から極めて好
ましいが、このような冷蔵・冷凍庫に於いてはその構成
上独立した蓄熱槽を設けるのが困難であり、前記夜間電
力を利用する適切な手段がないのが実状であった。

これは冷蔵・冷凍庫の他に、温蔵庫、凍結乾燥室、恒温
室、各種温室栽培室についても同様な事が言える。

本発明はかかる従来技術の欠点に鑑み、熱交換器により
熱交換された空気を被冷却加熱室内に分配するダクトが
前記冷却又は加熱システム生鰻も大なる容積を占める点
に着目し、該ダクトを効果的に利用する事により、独立
した蓄熱槽を設ける事なく夜間電力の効果的利用を可能
にした蓄熱式ダクト装置を提供する事を目的とする。

「問題点を解決しようとする手段」 先づ、本第１発明はかかる技術的課題を達成する為に、
熱源又は冷源により熱交換された気流を送気するダクト
装置において、所定形状に形成された潜熱蓄熱体を前記
気流の流れに沿って配設し、該潜熱蓄熱体と熱交換され
ながら前記気流がダクト外の被冷却加熱室に排気される
ように構成した技術手段が提案する。

ここで、「前記所定形状に形成された潜熱蓄熱体」とは
、例えば後記実施例に示すように、融解によりゲル化す
るプリン状潜熱蓄熱剤（例えば−２０〜−３０℃の融解
点を）を平板状に形成するとともに、該平板状部材を樹
脂フィルム゛で被覆して構成してもよく、又良熱伝導性
の金属材料で形成した平板状筒体内にプリン又は液状潜
熱蓄熱剤を封入して形成してもよい。

尚、前記プリン状潜熱蓄熱剤とは、酢酸、尿素、荷性カ
リ等の無機又は有機混合体により所定の温度域の融点を
有するゲル状物質、例えば融点が−２０〜−３０℃の場
合は、エスレン加工（株）よりＡＣＥなる商品名で発売
されているもの、融点が２０〜３０℃の場合はＣａＣｌ
　２　ｍ　６Ｈ２０を主成分とするゲル状物質、又、融
点が５０〜６０℃の場合はＮａＣＨ３Ｃｏｏ　３Ｈ２０
を主成分とするゲル状物質等が挙げられ、これらの潜熱
蓄熱剤は対応する被冷却加熱室の室内保持温度に応じて
選択され、特に前記潜熱蓄熱剤の融点を室内保持温度付
近に設定する事により最も好ましい潜熱蓄熱が可能とな
る。

又、前記「潜熱蓄熱体を気流の流れに沿って配設」する
ことは、潜熱蓄熱剤を封入して形成された板状潜熱蓄熱
体がダクト枠体の内周面に囲設して形成してもよく、又
気流流れ方向に沿って前記板状潜熱蓄熱体複数平行に設
立配置してもよい。

尚、前記板状潜熱蓄熱体をダクト枠体の内周面に囲設し
て形成した場合においては、前記ダクト枠体を穿孔板或
いは網状体で形成する事により。

該潜熱蓄熱体に蓄熱された冷熱源の放熱が、ダクト内を
通過する送気流の他に、ダクト外の被冷却加熱室内空気
と接触し、強制送風を停止しても、自然対流により熱交
換を行う事が出来、目減り乾燥がなくなり、合わせて放
熱効果がより一層増す。

さて、かかる第１発明においてはダクト内に潜熱蓄熱体
を配設する構成を取る為、ダクトの重量及び容積が大に
なり特定場所には取付られない場合があり、又既存のダ
クトが装着されている冷凍庫その他のシステムに使用す
る場合その改造費用が大になる場合がある。

そこで本第２発明においては熱源又は冷源により熱交換
された気流を送気するダクト装置において、潜８蓄熱剤
を封入して形成された複数の板状部材を所定間隔存して
気流流れ方向に沿って配置して蓄熱式熱交換器を形成し
、該熱交換器をダクト入口側又はダクト中の任意個所に
配置した技術手段を提案する。

尚９前記第１発明に本第２発明に係る蓄熱ダクトを併設
増加して、両者を並存してもよい。

ここで「複数の板状部材を所定間隔存して気流流れ方向
に沿って配置して」とは後記実施例に示すように前記複
数の板状部材を気流流れ方向に沿って平行に配置しても
よく、又Ｖ字状に連続して形成してもよい。

又、前記複数の板状部材を通気体を介して一体的に積層
する事により気熱接触面積が増大し、特に前記通気体を
良熱伝導性の材料で形成する事により蓄熱及び放熱効果
が急速に増大する。

「作用」 本第１発・明によれば、前記冷却又は加熱システム中級
も大なる容積を占めるダクト中に潜熱蓄熱体を配し、そ
の融解潜熱として多量の冷熱源を蓄冷・蓄熱出来る為に
、十分実用に酎え得る蓄熱層になり得、この結果独立し
た蓄熱槽を設ける事なく夜間電力の効果的利用を可能に
する事が出来、ランニングコストの大幅低減及び電力利
用の平準化が達成される。

特に前記潜熱蓄熱体はダクト内の気流の流れに沿って、
特にダクト枠体内壁に沿って配設されている為に、該ダ
クトの送気を妨げる事がない。

即ち本第１発明は、ｆｆｉ熱蓄熱体熱体風循環ダクト構
造体として又はダクト内に構成したので特別に蓄熱槽等
を設けずに送風工程中に蓄熱熱交換器がダクトと兼用に
ケリ、前記ランニングコストの低減と共に、蓄熱槽等の
設置コストが不要になる。

本発明は空間スペースの効果的な利用と共に、ダクト内
を流れる送気流に温度変動が生じても前記潜熱蓄熱体に
よりこれを抑える事が出来、常に一定した温度の送気流
が被冷却加熱室内に送気され、好ましい冷却、加熱及び
温度維持を行う事が出来る。これにより庫内の天井敷設
コイルを施設した場合と同様の熱交換効率が得られる。

又前記蓄熱体がダクト内に配設されている為に、特別な
制御機構を付設する事なく自動的に冷却、加熱が送風や
配管の切換え操作なしに行なう事が出来る。

又、本発明はダクト枠体を穿孔板又は網状体で構成する
車により自然対流による冷却（加熱）効果がある。

一方、第２発明によれば前記ＰｉＩ、１発明の効果に加
えて、潜熱蓄熱剤を封入して形成された複数の板状部材
により形成された蓄熱式熱交換器を、ダクト入口側又は
ダクト中の任意個所に配置するよう構成した為、既存の
ダクトをそのまま使用出来る為に既存施設の改造が極め
て容易になるのみならず、前記第１発明と共用して適用
する事により一層の蓄熱効果が増す。

特に本発明は、隣接する板状部材間に通気体を介在させ
る事により気熱接触葡積が増大し、且つ前記通気体を良
熱伝導性の材料で形成する事により蓄熱及び放熱効果が
急速に増大し、この結果、蓄熱式熱交換器の省スペース
化が可能となる。

「実施例」 以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に
詳しく説明する。ただしこの実施例に記載されている構
成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特
定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに
限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

第１図乃至第３図は本第１発明の実施例に係る低温冷蔵
室を示し、第２図は正面全体概略図、第３図はその平面
図、第１図はダクトの切断構造を示す要部拡大斜視図で
ある。

低温冷蔵室１には、該冷蔵室ｌ内壁に沿って略逆り字状
に、室内空気を空気冷却装置内に吸引する空気吸入ルー
バ１１、冷媒圧縮機及び熱交換器で構成される空気冷却
装置１２、該冷却装置１２内で熱交換された冷気をダク
ト２内に送風する冷風ファン１３、冷蔵室１天井に沿っ
てコの字状に配置されたダクト２が夫々配設されている
。

ダクト２は、第３図に示すように冷蔵室ｌ内天井に平行
に敷設され、側壁面の気流流れ方向に沿って形成された
スリット状の複数の冷風吹出孔２１より冷蔵室ｌ内全域
に亙って冷風が流れるよう構成する。

次にかかるダクト２の要部構成について第１図に基づい
て説明するに、２２は潜熱蓄熱体で、燐酸、尿素、苛性
カリ等の混合寒剤を用いてプリン状平面体に形成すると
共に、該平面体周囲に樹脂系膜２３が被覆包装されてい
る。そしてかかる潜熱蓄熱体２２は、スリット状の冷風
吹出孔２１が形成しである平面体を両側壁面側に、又他
の平面体を上下に配設して方形に囲設されたダクト本体
２０を構成する。

尚、前記樹脂系膜２３は低温度系の塩ビクロラミネート
状ナイロンポリパック、又はナイロンポリバック等を用
い　これを−重又は二重包装にて形成する。又前記潜熱
蓄熱体２２の融点は、冷蔵室１内の保持温度とほぼ同等
程度に設定するのが好ましく、この場合例えば燐酸、尿
素、苛性カリ等の混合寒剤を使用した場合においては約
７０ＫＣａｌ　７Ｋｇの融解潜熱を持つ事が出来る。

この結果、かかるダクト本体２０中の空間内に例えば−
３０°Ｃの冷風を送気する爪により、該冷熱がダクト本
体２０を構成する潜熱蓄熱体２２に伝達され、該潜熱蓄
熱体２２を凝固させて一２０°Ｃ前後の融点を持つ潜熱
が貯溜される。

又、前記ダクト本体２０の外周には表面に多数の小孔２
５ａが穿孔されたベニヤ板又はパンチングメタル板等で
形成されたダクト枠体２５が囲設されており、該ダクト
枠体２５とダクト本体２０は接着剤を用いて強固に固定
し、前記ダクト本体２０の有する非強度性、軟質性を補
完している。

尚、前記ダクト枠体２５はこのような穿孔板で形成する
必要はなく、第４図に示すように金網メツシュ板、メタ
ルラス等の網状体２Ｂで形成してもよい。このように構
成すればダクト本体２０と冷蔵室１内空気との接触面積
がより一層増す事になる。

かかる実施例によれば、夜間の低料金時間帯中に冷却装
置１２を稼動し、冷風吹出孔２１より冷蔵室ｌ内の冷却
を行うと共に、ダクト本体２０を構成する潜熱蓄熱体２
２に冷熱を蓄熱しておき、昼間時この蓄熱を冷却装置１
を停止してダクト２に空気循環だけすることにより潜熱
蓄熱体２２に蓄熱した冷熱を放冷し、夜間料金内で昼間
の冷却が可能となる。

又前記潜熱蓄熱体２２と冷蔵室ｌ内空気量は穿孔板又は
網状体２Ｂを介して通気接触している為に、前記冷気流
よりの放熱のみならず潜熱蓄熱体２２との接触しながら
行われる自然対流にても放熱が行われる。

又前記潜熱蓄熱体２２自体が常に一２０℃前後に維持さ
れている為に、該潜熱蓄熱体２２内を流れる冷気流の一
定温度維持が可能となり、この結果、冷蔵庫室内の温度
変動を極力抑える事も出来る。

第５図及び第６図は第２発明の実施例に係る低温冷蔵室
を示し、第５図は正面全体概略図、第６図はダクトの切
断構造を示す要部拡大斜視図である。

先ず前記実施例との差異を中心に説明すると、冷却装置
１２内で熱交換された冷気をダクト２内に送風する冷風
ファン１３とダクト２人口側に、後記する構成の蓄熱式
熱交換器３０が介在している。

蓄熱式熱交換器３０は、平面体に形成したプリン状潜熱
蓄熱剤３２の周囲に樹脂系膜３３が被覆包装して形成さ
れた複数の板状部材３１を、アルミ、銅、鋼板その他の
熱伝導性のよい波状板又はワイヤメツシュディミスタ−
で形成される通気板３４を介してサンドイッチ状に積層
して形成し、前記通気板３４により形成される空隙間隔
３５に沿って気流が一方向にのみ流れるよう構成したも
のである。

そしてかかる熱交換器３０を、冷風２アン１３とダクト
２人口側間に、前記通気板３４内を冷気流が通過可能な
如く配置する。尚、該蓄熱式熱交換器３０の下流側に配
したダクト２は従来公知のものを用いてもよく、又前記
実施例に記載したダクト２を用いてもよい。

かかる実施例によれば、前記実施例と同様に夜間の低料
金時間帯中に冷却装置ｌを稼動し、通気板３４を通過す
る冷気流により該通気板３４を介して潜熱蓄熱体を構成
する板状部材３１に冷熱を蓄熱しておき、昼間時この蓄
熱を冷却装５１ｔを停止して空気循°環を行う事により
前記板状部材３１に蓄熱した冷熱を放冷し、ダクト２内
に常に冷風を送気する事が可能となる。

かかる実施例によれば既存の装置内に容易に取り付けが
可能になると共に、潜熱蓄熱体を構成する板状部材３１
を積層して多数枚配列する事が可能な為に、省スペース
化が達成される。

「発明の効果」 以上記載した如く、本第１発明及び第２発明のいずれも
、独立した蓄熱槽を設ける事なくダクト内又は他の余裕
空間を効果的に利用して、而も省スペースによる蓄冷蓄
熱を可能にし、この結果夜間電力の有効利用を図る事が
出来る。

又、本発明によれば冷却及び加熱が送風′や配管の切換
え操作なしに行なわれる為に制御機構や配管系が単純化
し、製造コスト低減と保守作業が簡単化する。

更に本発明は既設、新設にも容易に改造、取付が【Ｆ（
能である。等の種々の著効を有す。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本第１発明の実施例に係る低温冷蔵
室を示し、第２図は正面全体概略図、第３図はその平面
図、第１図はダクトの切断構造を示す要部拡大斜視図で
ある。第４図は第１図に示すダク！・の変形例を示す要
部拡大斜視図である。 第５図及び第６図は第２発明の実施例に係る低温冷蔵室
を示し、第５図は正面全体概略図、第６図はダクトの切
断構造を示す要部拡大斜視図である。 代理人　　・・・・・・　弁理士　高橋昌久　゛・−）
第１図 第２図 １ｉＢ図 第４図 第５１！ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）熱源又は冷源により熱交換された気流を送気するダ
   クト装置において、所定形状に形成された潜熱蓄熱体を
   前記気流の流れに沿って配設し、該潜熱蓄熱体と熱交換
   されながら前記気流がダクト外の被冷却加熱室に排気さ
   れるように構成した事を特徴とする蓄熱式ダクト装置 ２）潜熱蓄熱剤を封入して形成された板状潜熱蓄熱体が
   ダクト枠体の内周面に囲設された特許請求範囲第１項記
   載の蓄熱式ダクト装置 ３）前記ダクト枠体が穿孔板である特許請求の範囲第２
   項に記載の蓄熱式ダクト装置 ４）前記ダクト枠体を網状体で形成した特許請求の範囲
   第２項記載の蓄熱式ダクト装置 ５）熱源又は冷源により熱交換された気流を送気するダ
   クト装置において、潜熱蓄熱剤を封入して形成された複
   数の板状部材を所定間隔存して気流流れ方向に沿って配
   置して蓄熱式熱交換器を形成し、該熱交換器をダクト入
   口側又はダクト中の任意個所に配置した事を特徴とする
   蓄熱式ダクト装置 ６）前記複数の板状部材が通気体を介して一体的に積層
   された特許請求範囲第５項記載の蓄熱式ダクト装置 ７）前記通気体を良熱伝導性の材料で形成した特許請求
   範囲第６項記載の蓄熱式ダクト装置 ８）前記潜熱蓄熱剤の融点が室内保持温度付近にあるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項乃至第７項のいず
   れか１項に記載の蓄熱式ダクト装置