JPS6217597A

JPS6217597A - 蓄熱機能付きヒートポンプ式空気調和機

Info

Publication number: JPS6217597A
Application number: JP60155542A
Authority: JP
Inventors: Hisao Koizumi; 尚夫小泉; Kazunori Ishikawa; 和典石川
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Jutaku Sangyo KK
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Jutaku Sangyo KK
Priority date: 1985-07-15
Filing date: 1985-07-15
Publication date: 1987-01-26
Also published as: JPH0436306B2

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】〔発明の技術分野〕本発明は、たとえば一般家屋用として配設されるヒート
ポンプ式空気講和機を利用した蓄熱装置に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

従来より用いられる蓄熱装置は、たとえば大規模な排熱
回収システムの一部として採用されているものから、い
わゆるソーラハウスの一部として採用される砕石蓄熱式
のもの、砕石と水タンク併用蓄熱式のもの、水蓄熱式の
もの、あるいは氷（潜熱蓄熱材）蓄熱式のもの等、多種
に亘る。

ところで、ソーラハウスになっていない一般家屋におい
ても、何等かの手段で蓄熱ができれば、省エネ効果およ
びランニングコストの点から有利であること言う迄もな
い。その点、上記大規模排熱回収システムの蓄熱装置は
論外であるが、砕石蓄熱式以下のものが、注目されてい
る。

上記砕石式の蓄熱装置は、安価に構成でき、加熱性能が
良く優れた装置ではあるが、温度再生効率が低いととも
に空気抵抗が大であり、かつ抵抗値が設計段階で正確に
把握できない。しかも、装四自偉大形化して、必要な専
有スペースが大となるなどの欠点がある。また、水を使
用する蓄熱装置においては、かなり大型の水タンクおよ
び熱交換水を導く配管類が必要となり、一般家庭では保
守管理に手間がかかって面倒である。氷を用いた蓄熱装
置では、さらに複雑な構成となり、一般的でない。

ところで一般家屋においては、冷房運転と暖房運転とを
切換可能としたヒートポンプ式空気調和機が多用される
傾向にあり、これに接続するのに最適な蓄熱装置の開発
が要望されている。すなわち、蓄熱装置を併用できれば
、空気調和機の熱出力の調整鞘囲が拡大し、ヒートポン
プ単体の熱出力よりも大なる熱出力の取出が可能になっ
て、多室冷暖房運転ができる。換言すれば、より小さい
出力の空気調和機ですむこととなる。さらに、ヒートポ
ンプ式空気講和機の性質上、深夜電力を利用でき、特に
夏期におけるピーク電力の緩和を図れ、かつ朝の立上が
り負荷に素早く対応できることとなる。

このような種々の利点がありながら、普及に至っていな
い理由は、小型で低コストでありながら、熱的特性に優
れた高性能の蓄熱装置が開発されていないところにある
。

〔発明の目的〕

本発明は、上記事情に着目してなされたものであり、そ
の目的とするところは、通凰抵抗が小さく、かつ温度の
再生効率が高く、ヒートポンプ式空気調和機に最適な蓄
熱性を備えて、一般家亀や小規模建築物の空気講和をコ
ンパクトなシステムで構成できる蓄熱装置を提供しよう
とするものである。

〔発明の概要〕

すなわち本発明は、間隔子を介して蓄熱板を多数枚騰ね
合せて蓄熱体を構成し、上記蓄熱板間の間隙は熱交換空
気を導通する空気通路としたことを特徴とする蓄熱装置
である。

〔考案の実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面にもとづいて説明する。

第１図は、たとえば一般家屋における空気調和システム
を概略的に示す。１は被熱交換室であり、この床下には
後述する蓄熱装ＭＳが設けられる。蓄熱装置Ｓの一端部
側にはたとえば壁などを利用したソーラダクト２、他端
部側には補助ダクト３が連通する。上記ソーラダクト２
は被熱交換室１の天井にまで延出されていて、中途部に
は送風ダンパ４により開閉される導通口５が設けられる
。この上部には、空調用ファン６とブレナム室７とが設
けられる。ブレナム室７からは複数本の天井ダクト８・
・・がｒ＆続され、被熱交換ｆ１１の天井に設けられる
吹出口９・・・にそれぞれ連通する。

なお、上記天井ダクト８・・・のそれぞれ中途部には空
調用ダンパ１０・・・が設けられる。一方、上記導通口
５には吸込ファン１１を収容する吸込ダクト１２が連通
していて、端部には一般的なヒートポンプ式空気調和機
Ｈの室内側熱交換器１３が配設される。この室内側熱交
換器１３に上記補助ダクト３の開口部が対向する。被熱
交換室１の外部には、上記ヒートポンプ式空気調和機Ｈ
の室外ユニット１４が配設される。この室外ユニット１
４は、圧縮機１５、四方切換弁１６、室外側熱交換器１
７および送風ファン１８などがユニット化されたもので
あり、上記室内側熱交換器１３とは冷媒管１９を介して
連通される。２０はソーラシステムであり、家屋の屋根
には太陽熱集熱器２１が配設される。この太陽熱集熱器
２１の傾斜上部と上記ソーラダクト２の下端部とは集熱
ダクト２２によって連通され、かつソーラダクト２との
連通部はソーラ用ダンパ２３によって開閉自在となって
いる。上記太陽熱集熱器２１の傾斜下部と被熱交換室１
内とは戻りダクト２４によって連通されてなる。

つぎに、上記蓄熱装置ＩＳについて説明する。第２図に
示すように、２５は断熱材からなり密閉された装置本体
であり、この両側部を空間室２６゜２６とし、残りのス
ペースに蓄熱体２７が充填される。一方の空間室２６に
は、上記ソーラダクト２が接続する開口部２６ａが設け
られ、他方の空間室２６には上記補助ダクト３が接続さ
れる図示しない開口部が設けられる。上記蓄熱体２７は
、第４図に示すような蓄熱板２８を多数枚組み合せてな
る。この蓄熱板２８は、アスベストを含まない特殊セメ
ント材や、プレスモルタル材もしくは特殊石膏材などか
ら形成され　　　　　　゛礒１５、　　　　　、十−一
４→禰基条令÷嶋４、かつ素材の比熱を上げるべく略矩形板゛状に
プレス加工される。その−側面で、かつ両端部に沿って
間隔子であるところの突起部２９゜２９が一体に設けら
れる。

第３図に示すように、蓄熱板２８・・・を多数枚重ね合
せて蓄熱体２７を構成する。ただし、上記突起部２９．
２９の向きを全て同一方向に揃えて、蓄熱板２８・・・
相互間に間隙を形成する。再び第２図に示すように、上
記間隙が空間室２６．２６に向くようにして蓄熱体２７
を配設することにより、間隙は空気通路３０を形成する
。このように蓄熱板２８は、要求性能に合せて工場生産
されるので、品質、施工管理が安定する。

しかして、深夜電力を利用して蓄熱を行うには、ヒート
ポンプ式空気調和様Ｈを駆動するとともに吸込ファン１
１を駆動し、送風ダンパ４を開放する。室内側熱交換器
１３を導通して熱交換された空気（冷気もしくは暖気）
はソーンダクト２を介して蓄熱装置Ｓに導かれ、空気通
路３０を導通する間に蓄熱体２７と熱交換する。したが
って、冷気または暖気の熱は蓄熱体２７に蓄えられる。

補助ダクト３を介して蓄熱装置Ｓから排出される熱交換
後の空気は、再び室内側熱交換器１３に吸込まれ、上述
の経路を循環して蓄熱作用がなされる。

また、ソーラシステム２０を利用して蓄熱するには、ソ
ーラ用ダンパ２３を開放すればよい。太陽熱集熱器２１
と熱交換して暖められた暖気は、集熱ダクト２２を介し
て蓄熱ｉｒｍｓに導かれ、蓄熱される。

なお、それぞれの冷気もしくは暖気などの熱交換空気が
蓄熱体２８に設けられる空気通路３０を導通する際、こ
れは各蓄熱板２８・・・の表裏面に接触して全面的に熱
交換されるので、蓄熱特性がよい。空気通路３０は一方
向に沿って整然と設けられているので、通用抵抗が小さ
くてすむ。また、蓄熱体２７および空気通路３０の容積
など予め設定できるので、蓄熱ｌおよび通風抵抗値の算
出が容易である。

必要に応じて被熱交換室１を空気調和するには、送風ダ
ンパ４を閉成して空調用ファン６を駆動する。すると、
蓄熱装置Ｓに蓄えられた冷気もしくは暖気はソーンダク
ト２を上昇し、ブレナム室７で整圧され吹出口９・・・
から被熱交換室１に吹出される。すなわち、被熱交換室
１で熱交換して、空気調和がなされることになる。熱交
換後の被熱交換室１からの戻りの空気は補助ダクト３に
吸込まれ、再び蓄熱装ＭＳと熱交換して上述の経路を循
環する。蓄熱装置Ｓには、図示しない蓄熱センサが設け
られていて、蓄熱体２７の蓄熱がなくなり温度変化が大
になるとヒートポンプ式空気講和機Ｈに信号を送り、こ
れを駆動する。空気調和機Ｈは、直接被熱交換室１の空
気調和をなす。この際、空気調和が各被熱交換室１・・
・同時に行われず、余分なエネルギがあれば、それを蓄
熱装置Ｓに蓄熱すること言う迄もない。

上記ヒートポンプ式空気調和ｌ！ＩＨは成績係数を高く
維持しなければならず、そのため蓄熱体２７の熱交換作
用によるわずかの温度降下でも影響が大となる。換言す
れば、蓄熱装置Ｓは温度の再生効率が高くなければなら
ない。蓄熱体２７から外部に熱が逃げないよう断熱が完
全であるとすると、温度再生効率はつぎの要素から決定
される。すなわち、蓄熱体２７の単位体積当りの流体と
の伝熱面積および熱伝達率、蓄熱装置Ｓの奥行き深さと
熱の出入れ切換時間などである。蓄熱体２７の表面積が
広く、かつ奥行きが長いほど流体の流れ抵抗が大になる
。したがって、上述のように構成すれば、流体である空
気の流れ抵抗が小さくてすみ、かつ伝熱面積も大きくと
れることとなる。

なお上記実施例においては、蓄熱板２８の一側面両端部
に沿って間隔子であるところの突起部２９．２９を設け
たが、これに限定されるものではなく、たとえば第５図
ないし第１０図に示すようなものであってもよい。すな
わち、第５図に示す蓄熱板２８８は、両端部および略中
央部に沿って突起部２９ａ・・・を設けてなる。第６図
に示す蓄熱板２８ｂは、その−側面にさらに多数の突起
部２９ｂ・・・を設けてなる。第７図に示す蓄熱板２８
Ｃは、その両面側に多数の突起部２９Ｃ・・・を設けて
なる。第８図に示す蓄熱板２８ｄは、その−側面に複数
の円形状の突起部２９ｄ・・・を設けてなる。第９図に
示す蓄熱板２８ｅは、断面波型に折曲されてなり、その
両面に一体に突起部２９ｅ・・・が形成される。第１０
図に示す蓄熱板２８ｆ・・・は、さらに細かい波型に折
曲され、多数の突起部２９ｆ・・・が両面側に形成され
てなる。いずれの蓄熱板２８ａないし２８ｆも材質的に
は上記実施例と同一のものを使用し、かつこれらは同じ
向きに多数枚重ね合せて蓄熱体を構成するようになって
いる。上記突起部２９ａないし２９ｆがあることにより
空気通路が確保されること言う迄もない。

また、上記いずれの実施例においても間隔子を蓄熱板と
一体に設けたが、これに限定されるものではなく、蓄熱
板とは全く別体の間隔子を用意し、これを蓄熱板相互間
に介在されるようにしてもよい。

この他、本発明の要旨を越えない範囲内で種々変形実施
可能なこと、勿論である。

（発明の効果〕以上説明したように本発明によれば、＠価で、コンパク
トであり、立ち上がり、操作とメンテナンス、ランニン
グコストなどの点で著しい効果を奏し、かつヒートポン
プ式空気調和機との組み合せに最適な蓄熱特性を得られ
る蓄熱装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明の一実施例を示し、第１図
は一般家屋における空調設備の概略的構成図、第２図は
蓄熱ｉｕｔの一部切欠した斜視図、第３図は蓄熱体の斜
視図、第４因は蓄熱板の斜視図、第５図ないし第１０図
は本発明の他の実施例を示す互いに異なる形状の蓄熱板
の斜視図である。２つ・・・間隔子（突起部）、２８・・・蓄熱板、２７
・・・蓄熱体、３ｏ・・・空気通路。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦第１図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

間隔子を介して多数枚の蓄熱板を重ね合せた蓄熱体と、
この蓄熱体の上記蓄熱板間の間隙に形成され熱交換空気
を導通する空気通路とを具備したことを特徴とする蓄熱
装置。