JPH01207546A - 蓄熱ボード - 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〕 この発明は、床暖房や住宅等の蓄熱構造などに用いられ
る蓄熱ボードに関する。

〔従来の技術〕

従来から、物質の相変化に伴う潜熱を蓄放熱に利用する
蓄熱ボードが提供されている。このような蓄熱ボードに
は、潜熱蓄熱材が使用されている。潜熱蓄熱材としては
、塩化カルシウム６水塩。

硫酸ナトリウム１０水塩、酢酸ナトリウム３水和塩等の
水和塩、パラフィン類、脂肪酸エステル等が知られてい
る。これらの潜熱蓄熱材は、変態点（または転移点）以
上の温度では液状になる。このため、従来は、ブロー成
形や真空成形でコンテナを形成し、袋状密封容器中に潜
熱蓄熱材を封入した状態で使用することが多かった。

第６図は従来の蓄熱ボードを床暖房パネルと組み合わせ
て使用した場合の１例を表す。この蓄熱ボード３１は、
仕切板３２で仕切られ、平面的に隣り合うように多数並
べられた密封室３４・・・を有する。これらの密封室３
４に、潜熱蓄熱材３３が封入されている。蓄熱ボード３
１は床暖房パネル３５の上面に設置されている。

この床暖房パネル３５は、表面板８の裏面に伝熱板７な
どで取り付けられた熱媒管６が断熱材９で覆われ、この
断熱材９が表面板８と裏面板１０とで挟み込まれてなっ
ている。熱媒管６は、暖房用の熱媒、たとえば、温水、
スチーム、ヒートポンプ熱媒などが通る管である。表面
板８は、熱媒管の熱を床暖房パネル３５上面に均等に拡
げるためのものである。熱媒管６を覆う断熱材９は、熱
媒管６の熱が床暖房パネル３５下面から放散しないよう
にするためのものである。表面板ｌＯは、床下地材１１
に合わされるようになっている。床下地材１１の下には
、根太１２が設けられており、根太１２．１２同士の間
には床暖房パネル３５からの熱放散を防止する断熱材１
３が充填されている。

〔発明が解決しようとする課題〕 ところで、潜熱蓄熱材を密封容器中に充填し、封入して
使用すると、潜熱蓄熱材が相変化の際に体積変化を生じ
、密封容器の破損を招く。これにより、潜熱蓄熱材が流
出して蓄熱作用の低下をきたすとともに、密封容器の周
辺を汚染する。

密封容器の破損を防止するためには、潜熱蓄熱材の膨張
収縮率を見越した空隙部を予め設計しておく必要がある
。相変化に伴う膨張収縮率は、前記の水和塩や有機系の
潜熱蓄熱材では、５〜２０％程度である。この膨張収縮
を許容するため、第６図に示すように、蓄熱ボード３１
の密封室３４の上部天井面と潜熱蓄熱材３３との間に、
空隙部３４ａが生しるように封入する必要がある。この
ため、潜Ｑ　ｆｊ　ｆｊ５材３３は気相を介して蓄放熱
することになり、熱伝達性が低下する。

このような蓄熱ボード３１を床暖房パネル３５の構成材
として使用すると、上記空隙部３４ａを設けているため
に、潜熱蓄熱材の膨張収縮に伴いクツション性に変動を
きたす。また、潜熱蓄熱材が液相であるときには、耐荷
重強度が確保しにくい。したがって、耐荷重性を確保す
るために、蓄熱ボード３１の上面に堅固な合板等の床材
３６を敷く必要がある。また、歩行感を良くするために
、カーペットなどの床仕上げ材３７を敷く必要がある。

蓄熱ボード３１の上に、これらの材料３６．３７を重ね
ると、熱伝達率がさらに悪くなる。

他方、Ｎ熱式床暖房システムは、床暖房パネル３５の上
に蓄熱ボード３１を重ね合わせているため、蓄熱ボード
３１の厚みの分だけ床仕上げ高さが高くなる。このため
、建築構造物の根太１２高さを低くして床仕上げ高さを
調整するなど施工上の考慮が必要であった。

この発明は、以上のことに鑑みて、表面に潜熱蓄熱材が
染み出さず、薄型でかつ熱伝達性に優れた蓄熱ボードを
提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決するため、請求項１．２および３にかか
る各発明の蓄熱ボードは、潜熱蓄熱材が骨材に含浸され
てなる蓄熱体をパネル状ケーシング中に充填し、封入す
るようにしている。

請求項２にかかる発明は、さらに、骨材とじて架橋ポリ
オレフィン樹脂を、潜熱蓄熱材として有機系潜熱蓄熱材
を使用し、その骨材の結晶融点以上に加熱した有機系潜
熱蓄熱材中に骨材を浸漬して膨〆閏させ、ペレット状蓄
熱体を形成するようにしている。

請求項３にかかる発明は、さらに、パネル状ケーシング
の外側面に同時成形により溝状の凹部を形成しておき、
この凹部に暖房用熱媒管を嵌め込みにより収容するよう
にしている。

〔作　　　用〕

請求項１．２および３にかかる各発明では、潜熱蓄熱材
を骨材に含浸させてなるＮ熱体をパネル状ケーシングに
充填封入しているので、蓄熱体同士が接触していて、し
かもそれらの間に空隙が生じている。このため、蓄熱体
の体積変化をこの空隙が吸収し、容器の破損を防ぐ。し
かも、蓄放熱が気相を介さずに行われるので、熱伝達性
もよい請求項２にかかる発明では、さらに、蓄熱体の潜
熱蓄熱材含有量を高くすることができ、また、蓄熱体の
強度を大きくすることができる。

請求項３にかかる発明では、さらに、熱媒管を収容して
使用することができるので、熱媒管と蓄熱体との熱交換
性能がより向上し、設置厚みを減少でき、また、暖房パ
ネルの構造を簡素化できる〔実　施　例〕 以下に、これらの発明を、実施例を表す図面を参照しな
がら詳しく説明する。

第１図は、請求項１または２にかかる蓄熱ボードの１実
施例を表す。この蓄熱ボード１は、蓄熱体３・・・がパ
ネル状ケーシング１４中に充填され、封入されてなって
いる。

第３図は、請求項３にかかる蓄熱ボードの１実施例を表
す。この蓄熱ボード２１は、蓄熱体３・・・がパネル状
ケーシング２４中に充填され、封入されてなっている。

このパネル状ケーシング２４は、外側面に同時成形など
で形成された溝状の凹部２５を有し、この凹部２５が暖
房用熱媒管６　（第４図参照）を嵌め込みにより収容で
きるようになっている。熱媒管６を伝熱板などで保持す
る場合には、これらをも収容できるように凹部２５を形
成しておくのがよい。

各パネル状ケーシング（パネル状容器）１４゜２４の中
は、補強、その他の必要に応じて、適宜仕切り板２など
で仕切られていてもよい。

蓄熱体３は、潜熱蓄熱材が骨材に含浸されてなっている
。骨材（含浸性の担体）は、特に限定はないが、たとえ
ば、木材、バーミキュライト活性炭のような連続多孔体
、架橋ポリオレフィン樹脂などが用いられる。潜熱蓄熱
材も、特に限定はないが、たとえば、塩化カルシウム６
水塩、硫酸ナトリウム１０水塩、酢酸ナトリウム３水和
塩等の水和塩、パラフィン類、脂肪酸エステルなどが用
いられる。

なお、ポリオレフィン樹脂からなる骨材をあらかじめゲ
ル分率３０〜７０％に架橋しておくことにより、潜熱蓄
熱材を含浸させても、骨材の耐圧縮荷重性により、強度
および形状保持の効果を大幅に改吾することができる。

ポリオレフィン樹脂としでは、たとえば、ポリエチレン
、ポリプロピレン、ポリブテンなどが使用されるが、こ
れらに限定されない。

潜熱蓄熱材として、パラフィン類、脂肪酸、脂肪酸エス
テル、脂肪族アルコールなどの有機系潜熱蓄熱材を用い
、骨材として、架橋ポリオレフィン樹脂を用いるのが好
ましい。そして架橋ポリオレフィン樹脂のペレットなど
を有機系潜熱蓄熱材中に入れて、その架橋ポリオレフィ
ン樹脂の結晶融点以上に加熱すると、架橋ポリオレフィ
ン樹脂のペレットがその有機系潜熱蓄熱材を吸収し、膨
潤する。これにより、潜熱蓄熱材を高い割合で含むペレ
ットを得ることができる。

パネル状ケーシングは、たとえば、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどで形成される。これらの合成樹脂を押出
成形またはプロー成形などにより、耐圧縮荷重強度を考
慮して、適宜の寸法間隔で仕切り坂を設けて成形する。

そして、蓄熱体を充填してから、端面などの開口を同一
の樹脂などで熱圧着したり、熱融着したりして適宜密封
処理をする。

パネル状ケーシングの密封室に蓄熱体を完全に充填した
場合、密封室内では、隣接する蓄熱体同士の間に隙間が
でき、その充填率は６０％程度に、空間率は４０％程度
になる。蓄放熱による潜熱蓄熱材の相変化に伴う膨張収
縮は、この空間率４０％の中で吸収され、パネル状ケー
シングの寸法変化を生じることがない。

したがって、この発明では、パネル状ケーシングの内面
と蓄熱体との間に、潜熱蓄熱材の膨張収縮のための空間
部を別に設ける必要がない。このため、この発明の蓄熱
ボードを床に用いる場合には、床表面材を簡素化し薄く
することが可能になり、施工コストの低減を図ることが
できる。しかも、蓄熱体の床表面材への熱伝達性の優れ
た蓄熱ボードとなる。

他方、Ｎ熱体は、これに含まれている潜熱蓄熱材が変態
点以上の液相の状態に転移しても、潜熱蓄熱材が蓄熱体
の表面にＩＳみ出す程度である。したがって、潜熱蓄熱
材を含浸させてなるＮ熱体は、潜熱蓄熱材をそのまま密
封容器に入れたものと対比すると、容器の破損がなく、
周辺を汚染したり蓄熱機能を低下させたりするというト
ラブルがないのである。

この発明の蓄熱ボードは、第２図および第５図に示すよ
うに、床暖房パネル３５の上に敷設して使用することが
できる。または、第４図に示すように、パネル状ケーシ
ング２４にあらかじめ形成した溝状の凹部２５に、床暖
房パネル４５の熱媒管６を収容して使用すれば、蓄熱体
３・・・が接しているパネル状ケーシング２４の壁と熱
媒管６とが直接に接触する熱交換面積が増加し、熱伝達
性を向上させることができ、蓄熱に要する時間を短縮で
きる。また、熱媒管６を蓄熱ボード２１側に内蔵させる
ことができるため、設置高さ寸法を小さ（することがで
きる。熱媒管がパネル状ケーシングの凹部に収容されて
いて、密封室を貫通していないため、パネル状ケーシン
グのシール性を考慮する必要がなく、信頼性が高い。床
暖房パネルは。

、たとえば、両端を所望の大きさで切断することにより
、寸法調節可能になっていてもよい。

第４図に示す実施例では、床暖房パネル４５が、熱媒管
６、これを保持する伝熱板７、および、断熱材９からな
っている。第６図に示す床暖房パネル３５に比べると、
構造が大幅に簡素化されているので、コストを大幅に低
減することができるとともに、薄型コンパクト化を実現
することができる。

熱媒管を法例に設置しておき、その上に蓄熱ボードを敷
設するようにしてもよいが、あらかじめ熱媒管を蓄熱ボ
ード側に内蔵させておき、この蓄熱ボードを設置するよ
うにした方が施工コストの削減、省力化を図ることがで
きる。

第１図〜第６図では、同じものに同じ番号を付している
。

なお、請求項１．２および３にかかる各発明はいずれも
上記実施例に限定されない。これらの蓄熱ボードはカー
ペットと必ず組み合わせて使用する必要はない。以上で
は、床暖房パネルと組み合わせた使用例を示して説明し
たが、床以外の暖房パネルと組み合わせたり、暖房パネ
ルと組み合わせずに蓄熱建材などとして使用してもよい
。熱媒管は、上述のように、温水、スチーム、温風、ヒ
ートポンプ熱媒などが通る管である。また、パネル状ケ
ーシング２４は、熱媒管にかえて電熱ヒータなどを収容
するようになっていてもよい。

〔発明の効果〕

請求項１．２および３にかかる各発明の蓄熱ボードは、
潜熱蓄熱材の相変化による膨張収縮を吸収できる構造で
あるため、表面材への熱伝達性が向上し、床材へ応用し
ても耐圧縮強度が確保しやすく、表面材の薄型化を図る
ことができる。

請求項２にかかる発明の蓄熱ボードは、蓄熱体の強度が
高いので、強度をより高くすることができる。

請求項３にかかる発明の蓄熱ボードは、着脱可能な状態
で熱媒管を内蔵できる構造であるので、熱媒管の潜熱蓄
熱材への熱交換性能を向上させ、設置厚みを軽減でき、
床暖房パネルの構造を簡素化することができ施工コスト
の低減化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項１または２にかかる発明の１実施例を表
す一部分の断面図、第２図はこれの１使用例を表す一部
分の断面図、第３図は請求項３にかかる発明の１実施例
を表す一部分の断面図、第４図はこれの１使用例を表す
一部分の断面図、第５図は床暖房パネルと蓄熱ボードと
を組み合わせた１例を表す平面図、第６図は従来の蓄熱
ボードの１例の１使用例を表す一部分の断面図である。 ■、２１・・・蓄熱ボード　３・・・蓄熱体　６・・・
熱媒管　１４，２４・・・パネル状ケーシング　２５・
・・凹部 代理人　弁理士　　松　本　武　彦 第１図 第３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　潜熱蓄熱材が骨材に含浸されてなる蓄熱体が、パネ
   ル状ケーシング中に充填され、封入されてなる蓄熱ボー
   ド。 ２　架橋ポリオレフィン樹脂からなる骨材の結晶融点以
   上に加熱された有機系潜熱蓄熱材中に前記骨材が浸漬さ
   れて前記潜熱蓄熱材で膨潤されることにより、前記潜熱
   蓄熱材が骨材に含浸されてなるペレット状蓄熱体が形成
   され、同蓄熱体が、パネル状ケーシング中に充填され、
   封入されてなる蓄熱ボード。 ３　パネル状ケーシングがその外側面に同時成形により
   形成された溝状の凹部を有し、同凹部が暖房用熱媒管を
   嵌め込みにより収容できるようになっており、潜熱蓄熱
   材が骨材に含浸されてなる蓄熱体が、前記パネル状ケー
   シング中に充填され、封入されてなる蓄熱ボード。