JPH11182907A

JPH11182907A - 換気装置

Info

Publication number: JPH11182907A
Application number: JP35188097A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Yoda; 浩好余田; Keiichi Yamazaki; 圭一山崎; Noboru Hashimoto; 登橋本
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1997-12-22
Filing date: 1997-12-22
Publication date: 1999-07-06

Abstract

(57)【要約】【課題】熱交換の効率を向上することのできる換気装
置を提供する。【解決手段】空気を排出する排気通路８ｂと、空気を
導入する吸気通路８ａと、排気通路８ｂ内の空気と吸気
通路８ａ内の空気の間で熱交換させる複数個のペルチェ
モジュール２とを具備する。各ペルチェモジュール２を
それぞれ独立して制御するための制御部１０を各ペルチ
ェモジュール２に接続する。排気通路８ｂを通過する屋
内の空気と吸気通路８ａを通過する屋外の空気の間で熱
交換して、屋外の空気を屋内に導入することができ、そ
の際独立した制御部１０により、複数個のペルチェモジ
ュール２に異なる動作をさせることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、屋内の汚れた空気
を排出すると共に屋外の新鮮な空気を導入して換気を行
う換気装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】冷暖房中の屋内を長時間閉め切った状態
にしておくと、屋内の空気が徐々に汚染され、非健康的
な環境になる。このために屋内と屋外の間に吸排気口を
設け、ファンで屋内の汚れた空気を排出すると共に屋外
の新鮮な空気を屋内に導入する換気を行なって、屋内の
空気の汚染を防ぐようにしている。しかし単に、屋内の
空気を排出し、屋外の空気を導入するだけでは、例えば
夏場の冷房中においては、屋内の冷たい空気が排出され
ると同時に屋外の熱い空気が導入され、屋内の冷房の効
率が低下し、また冬場の暖房中においては、屋内の暖か
い空気が排出されると同時に屋外の冷たい空気が導入さ
れ、屋内の暖房の効率が低下する。

【０００３】そこで、屋内の空気を排出する排気通路
と、屋外の空気を導入する吸気通路をそれぞれ設けると
共に、排気通路と吸気通路の間に熱交換器を設けて換気
装置を形成し、この換気装置を屋内と屋外の間に取り付
け、熱交換器によって排気通路を通過する空気と吸気通
路を通過する空気の間で熱交換させるようにすること
が、特開昭６１−１９５２８６号公報等で提供されてい
る。

【０００４】このように熱交換器によって排気通路を通
過する空気と吸気通路を通過する空気の間で熱交換させ
ることによって、例えば夏場の冷房中のように、排出さ
れる屋内の空気が冷たく、導入される屋外の空気が熱い
場合には、排出される冷たい空気と温度交換されて冷や
された状態で屋外の空気が屋内に導入され、屋内の冷房
の効率が低下することを防ぐことができるものであり、
また冬場の暖房中のように、排出される屋内の空気が暖
かく、導入される屋外の空気が冷たい場合には、排出さ
れる暖かい空気と温度交換されて温められた状態で屋外
の空気が屋内に導入され、屋内の暖房の効率が低下する
ことを防ぐことができるのである。

【０００５】そして特開平２−２１９９３６号公報には
ペルチェモジュールからなる熱交換器を用いるようにし
た換気装置が提供されている。ペルチェモジュール２は
図２（ａ）、図２（ｂ）に示すように、ｎ型半導体のペ
ルチェ素子３ａとｐ型半導体のペルチェ素子３ｂを、電
極４で交互に接続して配列し、各電極４の表面間に渡し
てセラミックス等の電気絶縁体で作製される基板５を取
り付けることによって、形成するものである。

【０００６】このペルチェモジュール２にあって、通電
の向きに応じて、一方の電極４と基板５が吸熱部となる
ときには、他方の電極４と基板５が発熱部となり、一方
の電極４と基板５が発熱部となるときには、他方の電極
４と基板５が吸熱部となるものである。そしてこのペル
チェモジュール２を図３のように両側端が開口した熱交
換フィン６を両面の基板５にそれぞれ接続して熱交換器
１を形成することができるものであり、ペルチェモジュ
ール２の吸熱部と発熱部のいずれか一方が面する熱交換
フィン６の排気通路８ｂと、吸熱部と発熱部のいずれか
他方が面する熱交換フィン６の吸気通路８ａがそれぞれ
形成されるようにしてある。

【０００７】このペルチェモジュール２を用いた熱交換
器１は、図１８に示すように、外壁１４を貫通して設置
し、ファン１７により、屋外１３の空気が吸気通路８ａ
を通過して屋内１２に導入されると共に、屋内１２の空
気が排気通路８ｂを通過して屋外１３に排気されるもの
であり、排気通路８ｂと吸気通路８ａを空気が通過する
際に、ペルチェモジュール２の吸熱部に排気通路８ｂと
吸気通路８ａのいずれか一方を通過する空気から熱が奪
われると共にこの熱が発熱部から排気通路８ｂと吸気通
路８ａのいずれか他方を通過する空気に放熱されて加熱
され、排気通路８ｂと吸気通路８ａの空気の間で熱交換
が行なわれるものである。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
従来のペルチェモジュールを用いた換気装置では、熱交
換器１中のペルチェモジュール２は全領域においてペル
チェモジュール２に接続される１つの制御部１０にて一
律の動作をしていたため、例えば梅雨時期に、除湿され
た吸気空気を屋内１２に取り入れようとする場合は、排
気通路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の温度分布は図１
９に示すもののようになり、吸気通路８ａ側の吸熱部を
露点温度以下まで冷却して吸気通路８ｂを通過する空気
中の湿気を結露させて除去し、その後、この除湿された
空気を屋内１２に取り入れるものであるが、吸気空気は
除湿の際の冷却により、屋内１２を適温に保つために必
要とされる以上に冷たい風になって取り入れられてしま
っていた。ここで図１９の横軸は、吸気通路８ａ内及び
排気通路８ｂ内での位置を示し、左側が屋外１３側、右
側が屋内１２側を示す。

【０００９】また、このような換気装置では、冬場、梅
雨時期、夏場等における異なる動作において、ペルチェ
モジュール２の発熱部と吸熱部の、排気通路８ｂ及び吸
気通路８ａの屋内１２側から屋外１３側に亘るそれぞれ
の部位でのペルチェ素子に流す最適電流値があるにもか
かわらず、全て同一電流で動作してしまっていたため、
効率低下を招いていた。

【００１０】また上記のようにペルチェモジュール２と
熱交換フィン６はセラミックスの基板５等の電気絶縁性
材料を介して接続されていたために、ペルチェモジュー
ル２と熱交換フィン６間の熱抵抗が大きくなり、熱交換
動作を高効率に行なうことが困難であった。本発明は上
記の点に鑑みてなされたものであり、熱交換の効率を向
上することのできる換気装置を提供することを目的とす
るものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１に記載
の換気装置は、空気を排出する排気通路８ｂと、空気を
導入する吸気通路８ａと、排気通路８ｂ内の空気と吸気
通路８ａ内の空気の間で熱交換させる複数個のペルチェ
モジュール２とを具備し、各ペルチェモジュール２をそ
れぞれ独立して制御するための制御部１０を各ペルチェ
モジュール２に接続して成ることを特徴とするものであ
る。

【００１２】また本発明の請求項２に記載の換気装置
は、請求項１の構成に加えて、吸気通路８ａ内の空気を
露点以下に降温させるように上記の複数個のペルチェモ
ジュール２のうちの少なくとも一個を制御する制御部１
０と、吸気通路８ａ内の露点温度以下の空気を調温する
ように上記の複数個のペルチェモジュール２のうちの少
なくとも一個を制御する制御部１０とを具備して成るこ
とを特徴とするものである。

【００１３】また本発明の請求項３に記載の換気装置
は、請求項１又は２の構成に加えて、吸気通路８ａを傾
斜させて形成して成ることを特徴とするものである。ま
た本発明の請求項４に記載の換気装置は、請求項１乃至
３のいずれかの構成に加えて、排気通路８ｂと吸気通路
８ａの間で水分を移動させる水分移動手段１９を具備し
て成ることを特徴とするものである。

【００１４】また本発明の請求項５に記載の換気装置
は、請求項１乃至４のいずれかの構成に加えて、排気通
路８ｂ又は吸気通路８ａが形成された熱交換フィン６を
ペルチェモジュール２に設け、隣合う熱交換フィン６の
間に断熱部２２を設けて成ることを特徴とするものであ
る。また本発明の請求項６に記載の換気装置は、請求項
１乃至５のいずれかの構成に加えて、排気通路８ｂ又は
吸気通路８ａが形成された熱交換フィン６に電極４を埋
設し、この電極４にペルチェ素子３を配列してそれぞれ
のペルチェ素子３を電気的に直列に接続してペルチェモ
ジュール２を形成して成ることを特徴とするものであ
る。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図２はペルチェモジュール２の一例を示すもので
あり、まずペルチェ素子３を電極４にて直列に接続す
る。ここでペルチェ素子３としてはｎ型半導体のペルチ
ェ素子３ａとｐ型半導体のペルチェ素子３ｂを用い、ｎ
型半導体のペルチェ素子３ａとｐ型半導体のペルチェ素
子３ｂの上面及び下面を電極４で交互に接続して配列
し、セラミックス等の電気絶縁体で作製される基板５を
図２（ａ）に示すように上面の各電極４の表面間に渡し
て取り付けると共に、図２（ｂ）に示すように下面の各
電極４の表面間に渡して取り付けることによって、ペル
チェモジュール２が形成してある。このペルチェモジュ
ール２にあって、電極４への通電の向きによって、一方
の電極４と基板５が吸熱部となるときは、他方の電極４
と基板５が発熱部となり、一方の電極４と基板５が発熱
部となるときは、他方の電極４と基板５が吸熱部となる
ものである。

【００１６】また熱交換フィン６は両端が開口する箱状
に形成され、その内部は熱交換フィン６の一端から他端
に渡るフィン部７を複数設けることにより仕切られ、一
端の開口から他端の開口に連通する複数の空気通路８が
隣合うフィン部７の間に形成されたものを用いることが
できる。そしてペルチェモジュール２のそれぞれの基板
５に熱交換フィン６を接続することにより、ペルチェモ
ジュール２の上下両側に並列な空気通路８が形成され
て、図３に示すような熱交換器１が形成される。

【００１７】また図４、図５に示すように、電気絶縁体
で作製される基板５を用いずに、ペルチェ素子３ａ、３
ｂに接続された電極４を熱交換フィン６に直接接続して
熱交換器１を形成することもできる。このときは、熱交
換フィン６の材質として例えばアルミニウムを用いるこ
とができ、その表面にはアルマイト絶縁処理を施してア
ルマイトの絶縁層９を形成して絶縁性を確保するもので
ある。ここで絶縁層９は充分な絶縁性を確保することが
できるように、５μｍ〜６０μｍの厚みに形成すること
が好ましい。絶縁層９の厚みが５μｍ未満であると部分
的に電流の導通が生じる恐れがあり、かつ絶縁層９の形
成が困難である等取扱が非常に難しくなるものであり、
また６０μｍを超えると絶縁層９とアルミニウム相との
熱膨張率の差によるひび割れを生じたり、絶縁層９の熱
抵抗が大きくなって熱交換性が悪くなる恐れがある。ま
た電極４を熱交換フィン６に直接接続する際には、図５
（ａ）、５（ｂ）に示すように熱交換フィン６に凹部２
０を形成し、この凹部２０に電極４を埋設することが好
ましい。凹部２０に電極４を埋設する際には、凹部２０
内にシリコン樹脂を塗布した後凹部２０内に電極４を挿
入して、図５（ｂ）に示すように凹部２０の内面と電極
表面の間にシリコン樹脂層２１を形成することによって
行うことができる。このようにすることで、熱交換フィ
ン６と電極４の間にセラミックス等の電気絶縁体で作製
される基板５を設けて絶縁する必要がなく、電極４と熱
交換フィン６との間の熱抵抗を低下させることができる
と共に、熱交換フィン６の表面に電極４を設けるよりも
電極４と熱交換フィン６との接触面積が大きくなって電
極４と熱交換フィン６との間の熱伝導効率が向上するも
のである。

【００１８】図１は本発明の実施の形態の一例を示すも
のである。家屋１１の外壁１４を屋内１２から屋外１３
に貫通するようにして複数個（図１中では３個）の熱交
換器１が配置してある。ここで各熱交換器１は、外壁１
４に厚み方向に直列に並んで配置され、熱交換フィン６
の空気通路８を互いに連通させると共に、熱交換フィン
６の空気通路８を家屋１１の屋内１２側及び屋外１３側
に連通させるものである。ここで複数個のペルチェモジ
ュール２の下側に配置されている熱交換フィン６の空気
通路８を吸気通路８ａ、上側に配置されている熱交換フ
ィン６の空気通路８を排気通路８ｂとして形成してあ
り、吸気通路８ａ及び排気通路８ｂを通じて吸入排気さ
れる空気の流れ方向に沿って、ペルチェモジュール２が
並べられている。この空気通路８内には屋外１３側に臨
ませて、それぞれモーターによって回転駆動するファン
１７が設けてある。また各熱交換器１のペルチェモジュ
ール２には、ペルチェモジュール２に流す電流の方向及
び通電量を制御する独立した制御部１０がそれぞれ電気
的に接続してある。この制御部１０には電源と制御回路
が設けてあり、各ペルチェモジュール２に互いに独立し
た動作をさせることができるようになっている。

【００１９】このような換気装置を作動させる際は、排
気通路８ｂのファン１７を、排気通路８ｂを通じて屋内
１２の空気を屋外１３に排出するように稼働させると共
に、吸気通路８ａのファン１７を、吸気通路８ａを通じ
て屋外１３の空気を屋内１２に導入するように稼働さ
せ、また各熱交換器１のペルチェモジュール２には、制
御部１０から電流を供給し、各熱交換フィン６の空気路
を通過する空気を加熱し、あるいは冷却するものであ
る。以下にこの換気装置の動作を説明する。

【００２０】図６は、図１に示す換気装置の冬場の動作
を示すものである。このときは、複数個（図１及び図６
では３個）の熱交換器１のうちの全てのペルチェモジュ
ール２の排気通路８ｂに面する側が吸熱部となり、ペル
チェモジュール２の吸気通路８ａに面する側が発熱部と
なるように、各制御部１０にてペルチェモジュール２へ
の通電の方向を設定してある。そして暖房された屋内１
２の暖かい空気が熱交換器１の排気通路８ｂを通過する
際に、この空気の熱はペルチェモジュール２の吸熱部で
吸熱されると同時に、吸熱された熱はペルチェモジュー
ル２の発熱部から放熱され、屋外１３の冷たい空気が吸
気通路８ａを通過する際に、この空気は発熱部で加熱さ
れる。このときの排気通路８ｂ内及び吸気通路８ａ内の
空気の温度は、図１５に示すようになり、排気通路８ｂ
内を通る空気は、屋内１２側から屋外１３側に行くに従
って連続的に冷却され、吸気通路８ａ内を通る空気は屋
外１３側から屋内１２側に行くに従って連続的に加熱さ
れる。ここで図１５の横軸は排気通路８ｂ及び吸気通路
８ａ内の位置を示し、左側が屋外１３側、右側が屋内１
２側となっている。またａ、ｂ、ｃで示された領域は、
屋外１３側から屋内１２側に配置された３個の各熱交換
器１ａ、１ｂ、１ｃそれぞれの排気通路８ｂ内及び吸気
通路８ａ内であることを示す。

【００２１】このように熱交換器１によって、排気通路
８ｂを通る屋内１２の暖かい空気と吸気通路８ａを通る
屋外１３の冷たい空気の間で熱交換され、屋外１３の空
気は温められて屋内１２に導入され、屋外１３の新鮮な
空気で屋内１２の換気を行なうにあたって、屋内１２の
暖房の効率が低下することを防ぐことができるものであ
る。

【００２２】図７は、図１に示す換気装置の梅雨時期の
使用の様態を示すものである。このときは、屋外１３側
に取り付けてある熱交換器１（図７では屋外１３側の２
個の熱交換器１ａ、１ｂ）のペルチェモジュール２の排
気通路８ｂに面する側が発熱部となり、ペルチェモジュ
ール２の吸気通路８ａに面する側が吸熱部となると共
に、少なくとも１個の熱交換器１（図７では熱交換器１
ｂ）の吸気通路８ａを形成する熱交換フィン６の温度が
屋外１３の空気の露点以下に設定されるように、このペ
ルチェモジュール２に接続された各制御部１０にてペル
チェモジュール２への通電の方向及び通電量を設定して
あり、また屋内１２側に取り付けてある熱交換器１（図
７では屋内１３側の熱交換器１ｃ）のペルチェモジュー
ル２の排気通路８ｂに面する側が吸熱部となり、ペルチ
ェモジュール２の吸気通路８ａに面する側が発熱部とな
ると共に、この屋内１２側に取り付けてある熱交換器１
の吸気通路８ｂを通過した屋外１３の空気が屋内１２の
温度付近まで加熱されるように、このペルチェモジュー
ル２に接続された制御部１０にてペルチェモジュール２
への通電の方向及び通電量を設定してある。そして屋外
１３の空気が吸気通路８ａから屋外１３側の熱交換器１
ａ、１ｂの吸気通路８ａを通過する際に、この空気の熱
はペルチェモジュール２の吸熱部で吸熱されると同時
に、吸熱された熱はペルチェモジュール２の発熱部から
放熱され、屋内１２の空気が熱交換器１ｃの排気通路８
ｂから屋外１３側の熱交換器１ａ、１ｂの排気通路８ｂ
を通過する際に、この空気は発熱部で加熱され、屋外１
３の空気中の水分（湿気）は屋外１３側の熱交換器１
ａ、１ｂの吸気通路８ａ内で結露して水滴１８が生じ
る。また屋内１２の空気が熱交換器１ａ、１ｂの排気通
路８ｂから屋内１２側の熱交換器１ｃの排気通路８ｂを
通過する際に、この空気の熱はペルチェモジュール２の
吸熱部で吸熱されると同時に、吸熱された熱はペルチェ
モジュール２の発熱部から放熱され、屋外１３の空気が
熱交換器１ａ、１ｂの吸気通路８ａから屋内１２側の熱
交換器１ｃの吸気通路８ａを通過する際に、この空気は
発熱部で加熱される。このときの排気通路８ｂ及び吸気
通路８ａ内の空気の温度は、図１６に示すようになり、
吸気通路８ａ内を通る空気は、屋外１３側から熱交換器
１ｂを通過するまで連続的に露点以下まで冷却され、熱
交換器１ｃを通過する際に連続的にほぼ室温まで加熱さ
れる。また排気通路８ｂ内を通る空気は、屋内１２側か
ら熱交換器１ｃを通過するまで連続的に冷却され、熱交
換器１ｂ、１ａを通過する際は連続的に加熱される。

【００２３】梅雨時期は、屋外１３の空気中には多量の
水分（湿気）が含まれており、そのまま屋内１２に導入
されると屋内１２の湿度が高くなり、快適性が損なわれ
るが、このように屋外１３の空気を導入する際、複数個
のペルチェモジュール２のうちの少なくとも一個を吸気
通路８ａ内の空気を露点以下に降温させるように制御部
１０にて制御することにより、空気中の水分（湿気）を
屋外１３側の熱交換器１ａ、１ｂの吸気通路８ａ内で結
露させることにより除湿することができるものであり、
また露点以下に冷却された屋外１３の空気をそのまま屋
内１２に導入すると屋内１２に冷気が導入されることに
なるが、吸気通路８ａ内の露点温度以下の空気を加熱し
て屋内１３温度付近に調温するように複数個のペルチェ
モジュール２のうちの少なくと一個を制御部１０にて制
御することにより、屋外１３の空気を吸気通路８ａを通
過させて快適な温度に制御した後屋内１２に導入するこ
とができる。

【００２４】図８は、図１に示す換気装置の夏場の動作
を示すものである。このときは、複数個（図１及び図８
では３個）の熱交換器１の全てのペルチェモジュール２
の排気通路８ｂに面する側が発熱部となり、ペルチェモ
ジュール２の吸気通路８ａに面する側が吸熱部となるよ
うに、ペルチェモジュール２に接続された各制御部１０
にてペルチェモジュール２への通電の方向及び通電量を
設定してある。ここでこの図８に示す実施例では、屋外
１３側の熱交換器１（図８では熱交換器１ａ、１ｂ）の
うちの少なくとも一つの熱交換器１の吸気通路８ａを形
成する熱交換フィン６が屋外１３の空気の露点以下とな
るようにペルチェモジュール２の電極４に各制御部１０
にてペルチェモジュール２への通電量を設定すると共
に、屋内１２側の熱交換器１ｃの吸気通路８ａを形成す
る熱交換フィン６の温度を、露点まで達した屋外１３の
空気を、冷房されている屋内の温度近くまで更に冷却す
るように制御部１０にてペルチェモジュール２への通電
の通電量を設定するようにして、屋外１３側の熱交換器
１ａ、１ｂのペルチェモジュール２と屋内１２側の熱交
換器１ｃペルチェモジュール２が異なる動作をするよう
にしてある。そして屋外１３の熱い空気が吸気通路８ａ
から屋外１３側の熱交換器１ａ、１ｂの吸気通路８ａを
通過する際に、この空気の熱はペルチェモジュール２の
吸熱部で吸熱され、吸気通路８ａの空気は冷却されると
共に、吸気通路８ａの空気の水分（湿気）が吸気通路８
ａ内で結露して水滴１８が生じる。そして屋外１３の空
気は屋外１３側の熱交換器１ａ、１ｂの吸気通路８ａを
通過した後、屋内１２側の熱交換器１ｃの吸気通路８ａ
において、冷房されている屋内１２の温度付近まで更に
冷却される。また吸熱部から吸熱された熱はペルチェモ
ジュール２の発熱部から排気通路８ｂ内に放熱され、屋
内１２の冷たい空気が排気通路８ｂを通過する際にこの
熱を受け取って、屋外１３に排出される。このときの排
気通路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の温度は、図１７
に示すようになり、吸気通路８ａ内を通る空気は、屋外
１３側の２個の熱交換器１ａ、１ｂを通過するまで連続
的に露点以下まで冷却され、熱交換器１ｃを通る際に連
続的にほぼ冷房された屋内１２温度まで冷却される。ま
た排気通路８ｂを通る空気は、屋内１２側の熱交換器１
ｃを通る際に連続的に加熱され、屋外１３側の熱交換器
１ｂ、１ａを通過する際にさらに加熱される。

【００２５】このように熱交換器１によって、排気通路
８ｂを通る屋内１２の冷たい空気と吸気通路８ａを通る
屋外１３の熱い空気との間で熱交換され、屋外１３の空
気は冷却されて吸気通路１６ａから屋内１２に導入さ
れ、屋外１３の新鮮な空気で屋内１２の換気を行なうに
あたって、屋内１２の冷房の効率が低下することを防ぐ
ことができるものである。また夏場の屋外１３の空気中
には大量の水分（湿気）が含まれており、そのまま屋内
１２に導入されると屋内１２の湿度が高くなり、快適性
が損なわれるが、このように屋外１３の空気を導入する
際、空気中の水分（湿気）を熱交換器１の吸気通路８ａ
内で結露させることにより除湿することができるもので
ある。

【００２６】このように本発明の換気装置では、排気通
路８ｂを通過する屋内１２の空気と吸気通路８ａを通過
する屋外１３の空気の間で熱交換して、屋外１３の空気
を屋内１２に導入することができるものであって、冬場
には屋外１３の空気を温めて屋内１２に導入し、夏場に
は屋外１３の空気を冷やすと共に除湿して屋内１２に導
入することができ、屋内１２の暖房や冷房の効率が低下
することなく換気を行なうことできるものであり、また
ペルチェモジュール２を用いた熱交換器１では、ペルチ
ェモジュール２への通電量を調整することによって熱交
換量を調整することができ、屋内１２に導入される空気
の温度を調整して屋内１２の温度を調整することも可能
になるものであり、また排気通路８ｂまたは吸気通路８
ａを形成する熱交換フィン６の温度を露点以下に制御し
て、排気通路８ｂまたは吸気通路８ａを通過する空気中
の水分を結露させて除湿することができるものであり、
また独立した制御部１０により、複数個のペルチェモジ
ュール２に異なる動作をさせることにより、吸気通路８
ａ及び排気通路８ｂ内での発熱量及び吸熱量の分布を変
化させて、吸気通路８ａ及び排気通路８ｂ内の空気の温
度分布を、冬場、梅雨時期、夏場等の異なる時期におい
て、換気の際に屋内１２に導入される空気の温度及び湿
度を効率よく制御するために最適な温度分布となるよう
に制御することができるものである。

【００２７】またペルチェモジュール２を用いた独立し
た熱交換器１は、隣合う熱交換フィン６の間に隙間を設
けて断熱部２２を形成して配置されるものであり、その
ため複数個のペルチェモジュール２にそれぞれ異なる動
作をさせる際に、異なる動作をするペルチェモジュール
２及び熱交換フィン６が隣接する部分で発熱、吸熱の干
渉が生じることを抑制することができ、排気通路８ｂ及
び吸気通路８ａの内部の空気の温度分布を容易に制御す
ることができるものである。

【００２８】また図９乃至１１に示す換気装置は、熱交
換器１の一方の空気通路８を他方の空気通路８の上方に
配置すると共に、屋外１３側の熱交換器１（図９乃至１
１では熱交換器１ａ、１ｂ）を屋外１３側から屋内１２
側に向けて下方に傾斜させて設け、屋内１２側の熱交換
器１（図９乃至図１１では熱交換器１ｃ）を屋外１３側
から屋内１２側に向けて上方に傾斜させて設けたもので
あり、それに伴って屋外１３側の空気通路８は屋外１３
側から屋内１２側に向けて下方に傾斜させて配置され、
屋内１２側の空気通路８は屋外１３側から屋内１２側に
向けて上方に傾斜させて配置されている。また異なる傾
斜で配置された熱交換器１同士の間（図９乃至１１では
熱交換器１ｂと熱交換器１ｃの間）には、上方の空気通
路８の下部から下方の空気通路８の上部に渡って、不織
布、吸湿紙、スポンジ等の、毛管現象等で水分の移動が
可能な材料にて形成した水分移動手段１９が設けてあ
る。またファン１７の回転方向を制御することにより、
上方の空気通路８を排気通路８ｂ、下方の空気通路８を
吸気通路８ａとし、あるいは下方の空気通路８を排気通
路８ｂ、上方の空気通路８を吸気通路８ａとすることが
できるようにしてある。その他の構成は図１に示す換気
装置と同様である。

【００２９】図９は、上記の換気装置の冬場における動
作を示すものである。このときは、上方の空気通路８を
排気通路８ｂとすると共に下方の空気通路８を吸気通路
８ａとするようにファン１７の回転を制御し、各熱交換
器１のペルチェモジュール２を、図１に示す換気装置
の、図６に示す冬場における動作と同様に制御し、排気
通路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の温度は、図１に示
す換気装置の冬場における使用の様態と同様に図１５に
示すようになる。この場合、排気通路８ｂを形成する熱
交換フィン６の温度は露点以下まで冷却されて、排気通
路８ｂ内の空気中の水分が結露を起こして水滴１８が生
じるが、排気通路８ｂは上記のように傾斜しているの
で、この水滴１８は、排気通路８ｂの傾斜に沿って異な
る傾斜を有する排気通路８ｂ同士が交わる部分まで容易
に達し、この異なる傾斜を有する排気通路８ｂ同士が交
わる部分に配置されている水分移動手段１９を介して吸
気通路８ａに移動して吸気通路８ａ内で蒸発し、屋外１
３から吸気された空気が吸湿してその湿度が高められ
る。冬場の暖房中には屋内１２の空気は加湿して湿度が
高められており、また屋外１３の空気は乾燥しており、
屋外１３の空気の湿度は低いが、このように湿度を高め
た状態で屋外１３の新鮮な空気を屋内１２に導入するこ
とにより、屋内１２の湿度に大きな変化を生じさせるこ
となく換気を行なうことができるものである。

【００３０】図１０は、上記の換気装置の梅雨時期にお
ける動作を示すものである。このときは、上方の空気通
路８を吸気通路８ａとすると共に下方の空気通路８を排
気通路８ｂとするようにファン１７の回転を制御し、各
熱交換器１のペルチェモジュール２を、図１に示す換気
装置の、図７に示す梅雨時期における動作と同様に制御
し、排気通路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の温度は、
図１に示す換気装置の、図７に示す梅雨時期における動
作と同様に図１６に示すようになる。この場合、図１に
示す換気装置の場合と同様に、熱交換フィン６の吸気通
路８ａ内の空気中の水分が結露を起こして水滴１８が生
じるが、吸気通路８ａは上記のように傾斜しているの
で、この水滴１８は、吸気通路８ａの傾斜に沿って異な
る傾斜を有する吸気通路８ａ同士が交わる部分まで容易
に達し、この異なる傾斜を有する吸気通路８ａ同士が交
わる部分に配置されている水分移動手段１９を介して排
気通路８ｂに移動して排気通路８ｂ内で蒸発し、屋内１
２から排気された空気が吸湿してその湿度が高められ
る。このため屋外１３の空気を除湿した後屋内１２に導
入する際に熱交換フィン６の吸気通路８ａに生じた水滴
１８を、容易に屋外１３に除去することができるもので
ある。

【００３１】図１１は、上記の換気装置の夏場における
動作を示すものである。このときは、梅雨時期と同様に
上方の空気通路８を吸気通路８ａとすると共に下方の空
気通路８を排気通路８ｂとするようにファン１７の回転
を制御し、各熱交換器１のペルチェモジュール２を、図
１に示す換気装置の、図８に示す夏場における動作と同
様に制御し、排気通路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の
温度は、図１に示す換気装置の、図８に示す夏場におけ
る動作と同様に図１７に示すようになる。この場合、図
４に示す換気装置の場合と同様に、熱交換フィン６の吸
気通路８ａが結露を起こして水滴１８が生じるが、吸気
通路８ａは上記のように傾斜しているので、上記の図１
０に示す場合と同様にこの水滴１８は、吸気通路８ａの
傾斜に沿って異なる傾斜を有する吸気通路８ａ同士が交
わる部分まで容易に達し、この異なる傾斜を有する吸気
通路８ａ同士が交わる部分に配置されている水分移動手
段１９を介して排気通路８ｂに移動して排気通路８ｂ内
で蒸発し、屋内１２から排気された空気が吸湿してその
湿度が高められる。このため屋外１３の空気を除湿した
後屋内１２に導入する際に熱交換フィン６の吸気路８ａ
に生じた水滴を、容易に屋外１３に除去することができ
るものである。

【００３２】このように図９乃至図１１に示すような換
気装置では、排気通路８ｂ内の空気と吸気通路８ａ内の
空気の間で水分を移動させる水分移動手段を具備するた
め、排気通路８ｂを通過する屋内１２の空気と吸気通路
８ａを通過する屋外１３に空気との間で水分を湿度の高
い方から低い方へ移動させて、屋外１３の空気を屋内１
２に移動させることができるものであって、冬場には屋
外１３の空気の湿度を高めて屋内１２に導入し、屋内１
２の空気の湿度が大きく変動することなく換気を行なう
ことができるものであり、また梅雨時期や夏場には吸気
通路８ａ内に結露した水分を排気通路８ｂ内に移動して
屋外１３に排気される空気の湿度を高めて排気すること
ができ、吸気通路８ａ内の結露した水滴１８を屋外１３
に排出することができるものである。

【００３３】また排気通路８ｂと吸気通路８ａとが傾斜
を有する構造であるため、排気通路８ｂまたは吸気通路
８ａで結露した水滴を傾斜に沿って移動させて一か所に
集めることができるものであり、この水分を水分移動手
段１９に集めるようにすることにより、吸気通路８ａと
排気通路８ｂの間の水分の移動を効率良く行なうことが
できるものである。

【００３４】図１２乃至１４に示す換気装置は、複数個
（図１２乃至１４では３個）の熱交換器１を外壁１４内
に垂直方向に直列に配置したものであり、このうち最も
下方に配置した熱交換器１ａの各空気通路８は、屋外１
３に開口する通気通路１５に接続されている。また最も
上方に配置した熱交換器１ｃの各空気通路８は、屋内１
２に開口する通気通路１６に接続されている。すなわち
複数個の熱交換器１は、ペルチェモジュールが垂直方向
に直列に配置されていると共に、各空気通路８は互いに
垂直方向に連通し、屋外１３及び屋内１２に連通してい
る。また水分移動手段１９は、最も屋外１３側の開口側
に取り付けられた熱交換器１ａの下方に、一方の空気通
路８の側部から他方の空気通路８の側部に渡って、設け
てある。またその他の構成は図１に示す換気装置と同様
である。

【００３５】図１２は冬場の動作を示すものである。こ
のときは、各熱交換器１のぺルチェモジュール２を、図
１に示す換気装置の、図６に示す使用の動作と同様に制
御し、排気通路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の温度
は、図１に示す換気装置の、図８に示す冬場における使
用の様態と同様に図１５に示すようになる。この場合、
図１に示す換気装置の場合と同様に、熱交換フィン６の
排気通路８ｂ内の空気中の水分が結露して水滴１８が生
じるが、この結露した水滴１８は、垂直な排気通路８ｂ
内を下方に移動して水分移動手段１９まで容易に達し、
水分移動手段１９を介して吸気通路８ａに移動して、屋
外１３から吸気された空気が吸湿してその湿度が高めら
れる。冬場の暖房中には屋内１２の空気は加湿して湿度
が高められており、また屋外１３の空気は乾燥してお
り、屋外１３の空気の湿度は低いが、このように湿度を
高めた状態で屋外１３の新鮮な空気を屋内１２に導入す
ることにより、屋内１２の湿度に大きな変化を生じさせ
ることなく換気を行なうことができるものである。

【００３６】図１３は、上記の換気装置の梅雨時期にお
ける動作を示すものである。このときは、各熱交換器１
のペルチェモジュール２を、図１に示す換気装置の、図
７に示す梅雨時期における動作と同様に制御し、排気通
路８ｂ及び吸気通路８ａ内の空気の温度は、図１に示す
換気装置の梅雨時期における動作と同様に図１６に示す
ようになる。この場合、図１に示す換気装置の場合と同
様に、熱交換フィン６の吸気通路８ａ内の空気中の水分
が結露を起こして水滴１８を生じるものであるが、この
結露した水滴１８は、垂直な吸気通路８ａ内を下方に移
動して水分移動手段１９まで容易に達し、水分移動手段
１９を介して排気通路８ｂに移動して、屋内１２から排
気された空気が吸湿してその湿度が高められる。このた
め屋外１３の空気を除湿した後屋内１２に導入する際に
熱交換フィン６の吸気路８ａに結露１８した水分を、容
易に除去することができるものである。

【００３７】図１４は、上記の換気装置の夏場における
動作を示すものである。このときは、各熱交換器１のペ
ルチェモジュール２を、図１に示す換気装置の、図８に
示す夏場における動作と同様に制御し、排気通路８ｂ及
び吸気通路８ａ内の空気の温度は、図１に示す換気装置
の夏場における動作と同様に図１７に示すようになる。
この場合、図１に示す換気装置の場合と同様に、熱交換
フィン６の吸気通路８ａ内の空気中の水分が結露を起こ
して水滴１８を生じるものであるが、この結露した水滴
１８は、垂直な吸気通路８ａ内を下方に移動して水分移
動手段１９まで容易に達し、水分移動手段１９を介して
排気通路８ｂに移動して、屋内１２から排気された空気
が吸湿してその湿度が高められる。このため屋外１３の
空気を除湿した後屋内１２に導入する際に熱交換フィン
６の吸気通路８ａに結露１８した水分を、容易に除去す
ることができるものである。

【００３８】このように図１２乃至１４に示す換気装置
では、排気通路８ｂと吸気通路８ａとが垂直に配置され
ているため、排気通路８ｂまたは吸気通路８ａで結露し
た水滴１８を傾斜に沿って移動させて一か所に集めるこ
とができるものであり、この水分を水分移動手段１９に
集めるようにすることにより、吸気通路８ａと排気通路
８ｂの間の水分の移動を更に効率良く行なうことができ
るものである。

【００３９】

【発明の効果】上記のように本発明の請求項１に記載の
換気装置は、空気を排出する排気通路と、空気を導入す
る吸気通路と、排気通路内の空気と吸気通路内の空気の
間で熱交換させる複数個のペルチェモジュールとを具備
し、各ペルチェモジュールをそれぞれ独立して制御する
ための制御部を各ペルチェモジュールに接続しているた
め、排気通路を通過する屋内の空気と吸気通路を通過す
る屋外の空気の間で熱交換して、屋外の空気を屋内に導
入することができるものであって、冬場には屋外の空気
を温めて屋内に導入し、夏場には屋外の空気を冷やして
屋内に導入することができ、屋内の暖房や冷房の効率が
低下することなく換気を行なうことできるものであり、
またペルチェモジュールへの通電量を調整することによ
って熱交換量を調整することができ、屋内に導入される
空気の温度を調整して屋内温度を調整することも可能に
なるものであり、また排気通路または吸気通路内の温度
を露点以下に制御して、排気通路または吸気通路を通過
する空気中の水分を結露させて除湿することができるも
のであり、また独立した制御部により、複数個のペルチ
ェモジュールに異なる動作をさせることにより、吸気通
路及び排気通路内での発熱量及び吸熱量の分布を変化さ
せて、吸気通路及び排気通路内の空気の温度分布を、冬
場、梅雨時期、夏場等の異なる時期において、換気の際
に屋内に導入される空気の温度及び湿度を効率よく制御
するために最適な温度分布となるように制御することが
できるものである。

【００４０】また本発明の請求項２に記載の換気装置
は、吸気通路内の空気を露点以下に降温させるように上
記の複数個のペルチェモジュールのうちの少なくとも一
個を制御する制御部と、吸気通路内の露点温度以下の空
気を調温するように上記の複数個のペルチェモジュール
のうちの少なくとも一個を制御する制御部とを具備する
ため、夏場や梅雨時期には、吸気通路内に導入された湿
度の高い空気が露点以下に降温させることにより、空気
中の水分が結露して除湿され、その後適温に調温された
後屋内に導入することができ、特に梅雨時期に、吸気通
路内にて空気中の水分を結露して除湿した際に冷却され
た空気をそのまま屋内に導入して屋内が必要以上に冷却
されることを防ぐことができるものである。

【００４１】また本発明の請求項３に記載の換気装置
は、吸気通路を傾斜させて形成したため、吸気通路内の
空気中の水分が結露して生じた水滴を傾斜に沿って移動
させて一か所に集めることができるものである。また本
発明の請求項４に記載の換気装置は、排気通路と吸気通
路の間で水分を移動させる水分移動手段を具備するた
め、排気通路を通過する屋内の空気と吸気通路を通過す
る屋外の空気との間で水分を湿度の高い方から低い方へ
移動させて、屋外の空気を屋内に移動させることができ
るものであって、冬場には屋外の空気の湿度を高めて屋
内に導入し、屋内の空気の湿度が大きく変動することな
く換気を行なうことができるものであり、また梅雨時期
や夏場には吸気通路内の空気中の水分が結露して生じた
水滴を排気通路内に移動して屋外に排気される空気の湿
度を高めて排気することができ、吸気通路内で結露して
生じた水滴を屋外に排出することができるものである。

【００４２】また本発明の請求項５に記載の換気装置
は、排気通路又は吸気通路が形成された熱交換フィンを
ペルチェモジュールに設け、隣合う熱交換フィンの間に
断熱部を設けため、複数個のペルチェモジュールにそれ
ぞれ異なる動作をさせる際に、異なる動作をするペルチ
ェモジュールが隣接する部分で発熱、吸熱の干渉が生じ
ることを抑制することができ、排気通路及び吸気通路の
内部の空気の温度分布を容易に制御することができるも
のである。また本発明の請求項６に記載の換気装置は、
排気通路又は吸気通路が形成された熱交換フィンに電極
を埋設し、この電極にペルチェ素子を配列してそれぞれ
のペルチェ素子を電気的に直列に接続してペルチェモジ
ュールを形成したため、熱交換フィンと電極の間にセラ
ミックス等の電気絶縁体で作製される基板を設けて絶縁
する必要がなく、電極と熱交換フィンとの間の熱抵抗を
低下させることができると共に、電極と熱交換フィンと
の接触面積が大きくなって電極と熱交換フィンとの間の
熱伝導効率が向上するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例を示す断面図であ
る。

【図２】（ａ）は上面の基板を取り付けていない完成前
のペルチェモジュールの一例を示す斜視図、（ｂ）は上
面の基板を取り付けた完成後のペルチェモジュールを示
す斜視図である。

【図３】熱交換器の一例を示す斜視図である。

【図４】熱交換器の他の例を示す斜視図である。

【図５】（ａ）は同上の断面図、（ｂ）は（ａ）の一部
の拡大図である。

【図６】図１に示す本発明の実施の形態の一例の動作を
示す断面図である。

【図７】同上の他の動作を示す断面図である。

【図８】同上の更に他の動作を示す断面図である。

【図９】本発明の実施の形態の他の例の動作を示す断面
図である。

【図１０】同上の他の動作を示す断面図である。

【図１１】同上の更に他の動作を示す断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態の更に他の例の動作を示
す断面図である。

【図１３】同上の他の動作を示す断面図である。

【図１４】同上の更に他の動作を示す断面図である。

【図１５】本発明の換気装置の冬場での動作における、
排気通路内及び吸気通路内の空気の温度分布の一例を示
すグラフである。

【図１６】本発明の換気装置の梅雨時期での動作におけ
る、排気通路内及び吸気通路内の空気の温度分布の一例
を示すグラフである。

【図１７】本発明の換気装置の夏場での動作における、
排気通路内及び吸気通路内の空気の温度分布の一例を示
すグラフである。

【図１８】従来の換気装置の一例を示す断面図である。

【図１９】同上の換気装置の梅雨時期での動作におけ
る、排気通路内及び吸気通路内の空気の温度分布の一例
を示すグラフである。

【符号の説明】

１熱交換器２ペルチェモジュール３ペルチェ素子８ａ吸気通路８ｂ排気通路１０制御部１９水分移動手段２２断熱部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】空気を排出する排気通路と、空気を導入
する吸気通路と、排気通路内の空気と吸気通路内の空気
の間で熱交換させる複数個のペルチェモジュールとを具
備し、各ペルチェモジュールをそれぞれ独立して制御す
るための制御部を各ペルチェモジュールに接続して成る
ことを特徴とする換気装置。
【請求項２】吸気通路内の空気を露点以下に降温させ
るように上記の複数個のペルチェモジュールのうちの少
なくとも一個を制御する制御部と、吸気通路内の露点温
度以下の空気を調温するように上記の複数個のペルチェ
モジュールのうちの少なくとも一個を制御する制御部と
を具備して成ることを特徴とする請求項１に記載の換気
装置。
【請求項３】吸気通路を傾斜させて形成して成ること
を特徴とする請求項１又は２に記載の換気装置。
【請求項４】排気通路と吸気通路の間で水分を移動さ
せる水分移動手段を具備して成ることを特徴とする請求
項１乃至３のいずれかに記載の換気装置。
【請求項５】排気通路又は吸気通路が形成された熱交
換フィンをペルチェモジュールに設け、隣合う熱交換フ
ィンの間に断熱部を設けて成ることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載の換気装置。
【請求項６】排気通路又は吸気通路が形成された熱交
換フィンに電極を埋設し、この電極にペルチェ素子を配
列してそれぞれのペルチェ素子を電気的に直列に接続し
てペルチェモジュールを形成して成ることを特徴とする
請求項１乃至５のいずれかに記載の換気装置。