JP2012127601A

JP2012127601A - 全熱交換素子

Info

Publication number: JP2012127601A
Application number: JP2010280938A
Authority: JP
Inventors: Takashi Fukumura; 貴司福村; Koichi Noda; 公一野田
Original assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp; Ebara Jitsugyo Co Ltd
Current assignee: Shimizu Construction Co Ltd; Shimizu Corp; Ebara Jitsugyo Co Ltd
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-07-05

Abstract

【課題】仕切板の表面における熱交換を促進できる全熱交換素子を提供すること。
【解決手段】仕切板２を境にして給気流路４と排気流路５とが隣接し、給気流路４に流れる空気と排気流路５に流れる空気との間で熱交換をする全熱交換素子１において、仕切板２の表面に凹凸２１を形成したので、仕切板２の表面を空気が流れると、仕切板２の表面に乱流が生成され、仕切板２の表面に薄い空気層が生成されるのを妨げる。これにより、仕切板２の表面における熱交換が促進され、全熱交換素子１の熱交換効率が向上する。
【選択図】図３

Description

本発明は、全熱交換器に内蔵され、温度および湿度の異なる給気と排気との間で温度と湿度とを交換する全熱交換素子に関する。

全熱交換器に内蔵され、温度および湿度の異なる空気の間で温度と湿度とを交換する全熱交換素子が広く知られている。図８に示すように、全熱交換素子２０１は、仕切板２０２と間隔板２０３とを交互に積層したもので、仕切板２０２と仕切板２０２との間隔は間隔板２０３によって確保される。そして、仕切板２０２を境にして給気流路と排気流路とが隣接し、給気流路を流れる空気と排気流路を流れる空気との間で温度と湿度とが交換される（たとえば、特許文献１参照）。

また、冷媒が流通する流路の表面に微少突起を設け、伝熱面積を増大させ、流路の表面に流れる冷媒の流れを乱流にする熱交換器が知られている（たとえば、特許文献２参照）。

特開２００９−２５０５８５号公報特開平６−１２３５７８号公報

しかしながら、上述した特許文献１に開示された仕切板２０２の表面は平滑であり、図９に示すように、仕切板２０２を境にして隣接した給気流路と排気流路とに流れる空気の流れはいずれも層流Ｓとなり、仕切板２０２の表面に薄い空気層が生成され、熱交換を妨げていた。

また、上述した特許文献２に開示された流路の表面は微少突起により凹凸を有するが、仕切板を境にして給気流路と排気流路とが隣接するように構成したものではない。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、仕切板の表面における熱交換を促進できる全熱交換素子を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、仕切板を境にして給気流路と排気流路とが隣接し、前記給気流路に流れる空気と前記排気流路に流れる空気との間で熱交換をする全熱交換素子において、前記仕切板の表面に凹凸を形成したことを特徴とする。

また、本発明は、上記全熱交換素子において、前記凹凸は、表面を盛り上げるとともに裏面を落とし入れた凹凸であることを特徴とする。

また、本発明は、上記全熱交換素子において、前記凹凸は、表面と裏面とを交互に盛り上げた凹凸であることを特徴とする。

本発明にかかる全熱交換素子は、仕切板の表面に凹凸を形成したので、仕切板の表面を空気が流れると、仕切板の表面に乱流が生成され、仕切板の表面に薄い空気層が生成されるのを妨げる。これにより、仕切板の表面における熱交換が促進され、全熱交換素子の熱交換効率が向上する。

図１は、本発明の実施の形態である全熱交換素子を内蔵した全熱交換器を示す概念図である。図２は、本発明の実施の形態である全熱交換素子を示す概念図である。図３は、図２に示した全熱交換素子の構造を説明するための概念図である。図４は、エンボス加工により仕切板の表面に形成した凹凸を示す図である。図５は、コルゲート加工により仕切板の表面に形成した凹凸を示す図である。図６は、仕切板と仕切板との間に画成された流路を示す断面図である。図７は、給気流路および排気流路を流れる空気流を示す概念図である。図８は、公知の直交流型の全熱交換素子を示す概念図である。図９は、給気流路および排気流路を流れる空気流を示す概念図である。

以下に、本発明にかかる全熱交換素子の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、本発明の実施の形態である全熱交換素子を内蔵した全熱交換器を示す概念図である。本発明の実施の形態である全熱交換素子１を内蔵した全熱交換器１００は、静止形の全熱交換器であって、温度および湿度の異なる空気と空気との間で温度と湿度とを交換する。

図１に示すように、全熱交換器１００は、屋外から室内に連通する給気流路１０１と、室内から屋外に連通する排気流路１０２とを有している。本発明の実施の形態である全熱交換素子１は、給気流路１０１と排気流路１０２とに跨いで設けられ、給気流路１０１を流れる空気と排気流路１０２を流れる空気との間で温度と湿度とが交換される。

給気流路１０１の途中には、ファンＦが設けてあり、屋外から外気ＯＡを導入し、全熱交換素子１に供給し、全熱交換素子１から室内に給気ＳＡを供給する。同様に、排気流路１０２の途中には、ファンＦが設けてあり、室内から還気ＲＡを導入し、全熱交換素子１に供給し、全熱交換素子１から屋外に排気ＥＡを排出する。

図２は、本発明の実施の形態である全熱交換素子の外観を示す概念図であり、図３は図２に示した全熱交換素子の構造を示す概念図である。図２および図３に示すように、本発明の実施の形態である全熱交換素子１は、対向流型の全熱交換素子であって、平面視六角形（ヘキサゴン）に形成してある。全熱交換素子１は、仕切板２と間隔板３とを交互に積層したもので、仕切板２と仕切板２との間隔は間隔板３によって確保されている。そして、仕切板２の積層方向に仕切板２を境にして給気流路４と排気流路５とが隣接するように、交互に画成され、給気流路４を流れる空気と排気流路５を流れる空気との間で温度と湿度とが交換される。

本発明の実施の形態である全熱交換素子１のように、対向流型の全熱交換素子１は、六角形の一辺に給気流路４の吸込口４１を有しており、吸込口４１と対向する他辺に給気流路４の吐出口４２を有している。また、給気流路４の吐出口４２を有する一辺と隣り合う辺に排気流路５の吸込口を有しており、吸込口と対向する他辺に排気流路５の吐出口５２を有している。また、対向流型の全熱交換素子１は、給気流路４と排気流路５とが平行となる部分を有しており、給気流路４を流れる空気と排気流路５を流れる空気とがすれ違うことにより、効率的な熱交換を可能にしている。

本発明の実施の形態である全熱交換素子１において、上述した仕切板２は、温度および湿度の交換に好適な熱交換紙により構成され、上述した間隔板３は、樹脂性のセパレータにより構成されている。

また、本発明の実施の形態である全熱交換素子１の仕切板２は、その表面に微細な凹凸２１が形成してある。この凹凸２１は、仕切板２の表面を流れる空気の接触面積を増大させること、仕切板２の表面に乱流を生成させることを目的としている。

凹凸２１は、浮き出し模様のように、表面を盛り上げるとともに裏面を落とし入れた凹凸（図４参照）、または、折り目のように、表面と裏面とを交互に盛り上げた凹凸（図５参照）のほか、任意の形状が想定される。

たとえば、図４に示すように、不規則的に表面を盛り上げるとともに裏面を落とし入れた凹凸は、仕切板２にエンボス加工を施すことにより、容易に作成できる。また、エンボス加工は、任意の位置に凹凸２１を形成できるので、間隔板３の配設位置を平滑なままにすることにより、仕切板２と間隔板３とを密着させれば、加工を施さない仕切板２と同程度の気密を得ることができる。

たとえば、図５に示すように、規則的に表面と裏面とを交互に盛り上げた凹凸２１は、仕切板２にコルゲート加工を施すことにより、容易に作成できる。なお、仕切板２にコルゲート加工を施すことにより、表面と裏面とを交互に盛り上げた凹凸２１を形成した仕切板２は、間隔板３との密着をどのように確保するかが課題となるが、図６に示すように、間隔板３の上端と下端とに仕切板２の凹凸２１と整合する凹凸３１を形成することにより、課題は解消され、仕切板２と間隔板３との間における気密が確保できる。

上述した本発明の実施の形態である全熱交換素子１を内蔵した全熱交換器１００は、屋外から外気ＯＡを導入し、全熱交換素子１に供給するとともに、室内から還気ＲＡを導入し、全熱交換素子１に供給する。

全熱交換素子１に導入された外気ＯＡは、給気流路４に流入する。図７に示すように、給気流路４に流入した空気は、仕切板２の表面に形成した凹凸２１により、仕切板２の表面に乱流を生成し、仕切板２の表面に薄い空気層が生成されるのを妨げる。

同様に、全熱交換素子１に導入された還気ＲＡは、排気流路５に流入する。給気流路に流入した空気は、仕切板２の表面に形成した凹凸２１により、仕切板２の表面に乱流Ｒを生成し、仕切板２の表面に薄い空気層が生成されるのを妨げる。

そして、給気流路４に流れる空気と排気流路５に流れる空気との間で温度と湿度が交換され、外気ＯＡは給気ＳＡとなり室内に供給され、還気ＲＡは排気となり屋外に排出される。

上述した本発明の実施の形態である全熱交換素子１は、仕切板２の表面に微細な凹凸２１を形成したので、仕切板２の表面を空気が流れると、仕切板２の表面に乱流が生成され、仕切板２の表面に空気層が生成されるのを妨げる。これにより、仕切板２の表面における熱交換が促進され、全熱交換素子１の熱交換効率が向上する。

なお、上述した本発明の実施の形態では、対向流型の全熱交換素子を例に説明したが、対向流型の全熱交換素子に限られるものではなく、直交流型の全熱交換素子としてもよい。

１全熱交換素子
２仕切板
２１凹凸
３間隔板
３１凹凸
４給気流路
４１吸込口
４２吐出口
５排気流路
５２吐出口
１００全熱交換器
１０１給気流路
１０２排気流路
Ｆファン
ＯＡ外気
ＳＡ給気
ＥＡ排気
ＲＡ還気

Claims

仕切板を境にして給気流路と排気流路とが隣接し、前記給気流路に流れる空気と前記排気流路に流れる空気との間で熱交換をする全熱交換素子において、
前記仕切板の表面に凹凸を形成したことを特徴とする全熱交換素子。
前記凹凸は、表面を盛り上げるとともに裏面を落とし入れた凹凸であることを特徴とする請求項１に記載の全熱交換素子。
前記凹凸は、表面と裏面とを交互に盛り上げた凹凸であることを特徴とする請求項１に記載の全熱交換素子。