CN102016478B - 热交换器以及使用该热交换器的空调装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供热交换器以及使用该热交换器的空调装置。在流路部件内部流通载热体，通过与载热体的热交换来加热或冷却流路部件的外部，作为热交换部的流路部件的表面温度上升速度更快、热交换效率良好。热交换器(H)，是在流路部件(1)内部流通载热体，通过与载热体的热交换来加热或冷却流路部件(1)的外部的热交换器，具有管状的流路部件(1)，在其内部收容有棱柱状的中芯部件(2)。通过中芯部件(2)的表面(24)与流路部件(1)的内表面(14)形成流路(15)，使载热体与流路部件(1)的整个内表面(14)接触地在流路(15)中流通。

Description

热交换器以及使用该热交换器的空调装置

技术领域

本发明涉及热交换器以及使用该热交换器的空调装置。更详细地，关于在流路部件内部流通载热体、通过与载热体的热交换而进行流路部件外部的加热或冷却的热交换器以及使用该热交换器的空调装置，在该热交换器以及空调装置中，作为热交换部的流路部件的表面温度上升更快，热交换效率高，并且还赋予了吸散热性、吸散湿性、吸附分解性及抗菌性或产生负离子等各种功能性。 

背景技术

以往，作为在空调机以及地板部供暖装置等中使用的热交换器之一，存在连续的管状的流路管。一般的流路管呈圆管状，在其内部流通热水、冷水或者加热蒸汽(蒸汽)而表面被加热或者冷却、并与外部之间进行热交换，由此进行供暖或制冷(例如参照专利文献1)。 

这样的流路管，例如在其构造上与在配管的方向上有限制的热泵不同，在配管的方向上没有限制而能够在自由的方向上进行施工，构造也简单、且价格低廉，因而被广泛使用。 

专利文献1：JP特开2006-29416 

但是，在上述的流路管中存在以下的课题。 

即，在流路管内部流动的载热体之中、与流路管进行热交换的是与流路管的内表面接触或者在内表面极附近流动的载热体，在管的中心部或其附近流动的载热体，由于离开内表面，因此几乎不直接进行热交换。 

因此，如果将向流路管供给的热能的量作为基准，则通过流路管表面被热交换的热能并不多，而流路管表面温度上升较慢，不能说热交换效率高。 

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种热交换器和使用该热交换器的空调装置，在流路部件内部流通载热体，通过与载热体的热交换来进行流路部件外部的加热或冷却，其中，作为热交换部的流路部件的表面温度的上升更快，热交换效率高。 

此外，本发明的另外一个目的在于，在上述目的的基础上，提供还赋予了吸散热性、吸散湿性、吸附分解性及抗菌性或产生负离子等各种功能性的热交换器和空调装置。 

为了达到上述目的，本发明采用的手段如下所述。 

本发明为一种热交换器，使载热体在流路部件的内部流通，通过与载热体的热交换来进行流路部件的外部的加热或者冷却，其中，在流路部件的内部设置有中芯部件，通过中芯部件的表面与流路部件的内表面形成能够流通载热体的流路；中芯部件为多棱柱状，通过该中芯部件的各棱部与流路部件的内表面抵接，由此在该流路部件内部在圆周方向上形成多个流路；在中芯部件的各棱部，将棱部向轴圆周方向切口而形成流通槽。 

本发明的热交换器还能够构成为，中芯部件为多棱柱状，通过该中芯部件的各棱部与流路部件的内表面抵接，由此在该流路部件的内部在圆周方向上形成有多个流路，在所述流路部件的端部，设置有对从流通路径流入的载热体进行分配而送到各流路中的构件、或者使通过了各流路的载热体合流而送到流通路径的构件。 

本发明的热交换器，还能够使中芯部件具有绝热性。 

本发明的热交换器，还能够使中芯部件具有蓄热性。 

本发明的热交换器，还能够设置有使流路内流通的载热体成为紊流状态的构件。 

本发明的热交换器，还能够在流路部件的外表面上设置具有导热性、散热性或吸热性的覆盖层。 

本发明的热交换器，还能够在流路部件的外表面上设置具有亲水性、吸湿性以及散湿性的覆盖层。 

本发明的热交换器，还能够在流路部件的外表面上设置具有吸附分解性以及抗菌性的覆盖层。 

本发明的热交换器，还能够在流路部件的外表面上设置产生负离子的覆盖层。 

本发明为一种空调装置，将上述任意一种热交换器以单种或者以多种复合，而在铅垂方向、水平方向或者除此以外的方向上并列设置，使载热体在所述热交换器中循环。 

形成热交换器的流路部件，优选使用导热性、散热性或吸热性良好的材料，例如金属(不锈钢、铝等)、合成树脂(包括合成纤维)、碳纤维等。流路部件与中芯部件，可以将独立形成的部件组合，也能够通过各种成型方法而一体地形成。 

在将中芯部件收容到流路部件内的构造中，作为流路部件而采用各种管体，但是只要是通过与所收容的中芯部件的形状的组合而能够形成流路的管体，则并不特别限定形状，除了一般的圆管外，还能够采用棱管(三棱管、四棱管、五棱管、六棱管、八棱管等)。 

作为使中芯部件具有(赋予)绝热性的手段，例如存在如下的方法：使用绝热性良好的材料、例如发泡聚乙烯、发泡聚丙烯、硬质聚氨基甲酸乙酯泡沫、聚氯乙烯泡沫、橡胶(包括合成橡胶)、合成树脂、塑料等，来形成中芯部件本身，但不限于此。 

作为使中芯部件具有(赋予)蓄热性的手段，例如存在如下方法：使用具有蓄热性的材料或者是比热较大的材料来形成中芯部件本身，但不限于此。 

例如，能够使中芯部件构成为，通过各种具有蓄热性的材料或者导热性良好的材料来形成中空体(或管体)，并在中空部填充丙二醇等具有蓄热性的材料或者比热较大的材料。此外，还能够使中芯部件构成为，通过具有连续气泡的聚氨基甲酸乙酯泡沫等、具有吸液性的材料来形成，并使该吸液性材料对在流通路径内流通的液状的载热体进行吸收。 

中芯部件只要能够与流路部件配合而形成流路，则不特别限定其形状。例如为圆柱状、三棱柱状、四棱柱状、五棱柱状、六棱柱状、八棱柱状等。此外，中芯部件既可为实心体，也可以是内部具有空间部的部件、例如为管体。 

在流路部件的表面上能够设置覆盖层。作为覆盖层，例如能够采用涂料 或涂覆剂等。在流路部件为铝制时，优选使用使表面吸附了染料而着色(例如黑色、蓝色、绿色、红色、黄色、灰色、白色、金色、银色等)的铝的阳极氧化处理(氧化铝膜处理)等。 

作为覆盖层，为了提高热交换效率(热交换性)，优选设置具有良好的导热性、散热性以及吸热性的覆盖层。为了适当地调节流路部件外部的湿度，优选设置具有亲水性、吸湿性以及散湿性的覆盖层。此外，为了改善流路部件外部的VOC(挥发性有机化合物)或异味等、净化空气，优选设置具有良好的吸附分解性以及抗菌性的覆盖层。此外，为了在流路部件外部得到环境方面舒适的空间，优选设置具有良好的产生负离子的能力的覆盖层。 

作为具有亲水性、吸湿性、散湿性或者吸附分解性以及抗菌性的覆盖层，例如能够举出配合了活性炭等炭、活性氧化铝、硅胶、二氧化钛、交联聚丙烯酸钠、氧化钛、离子交换树脂、皂土、硅藻土等的覆盖层，但不限定于这些。 

作为产生负离子的覆盖层，例如能够举出使用配合了活性炭等炭、陶瓷、电气石等的覆盖层，但也不限定于这些。 

作为在流路部件的流路中流通的载热体，只要能充分蓄积热能，则不特定其种类，可以是液体也可以是气体。 

作为液体例如适合使用水(包括热水、冷水等)、不冻液(例如在丙二醇的37％溶液中配合防锈剂的液体：使用温度范围为-20℃～70℃)、油等。此外，作为气体例如适合使用能够加热、制冷的冷媒气体(加热时：二氧化碳；制冷时：氨；加热、制冷时：HFC(Hydrofluorocarbons：氟氯烃)系等新冷媒)。 

此外，对载热体赋予热能的手段并不特别限定。例如适合使用利用了太阳热、地热、风力、水力、电力等的加热装置、或者热泵、空气热源等。此外，排热等二次产物也可以不废弃而进行利用。由此，例如通过在蓄热部使用热容量较高的材料或者蓄热性较好的材料，能够在夜间使用白天所储存的热量、或者在白天使用夜间所储存的热量。在后者的情况下，通过使用深夜电力，还可使能源成本低廉。 

本发明的热交换器例如适合使用于如下用途：利用为住宅、店铺、事务所、工厂、体育馆、剧场、集会场、图书馆、演播室、医院、老人院、旅馆、宾馆、仪式厅、仓库(包括保冷库)、精密室、无尘室以及无菌室等建筑物的空调机和辐射冷暖装置；或者利用为鸡舍、猪舍、牛舍、塑料大棚等农业设施的空调机和辐射冷暖装置；或者利用为游泳池、水族馆、养殖场、温泉设施等的水温调节装置；或者利用为调湿装置、干燥装置、远红外线加温装置、融雪装置、热回收装置等。 

(作用) 

说明本发明的热交换器的作用。另外，此处对在说明中使用的各构成部件赋予的符号，与在后述的实施方式中对各部分赋予的符号相对应，该符号与专利请求的范围中各请求项中所记载的符号相同，这些符号仅用于容易理解发明的内容，而并非将各构成要素的含义限定为上述各部分。 

向热交换器(H)供给载热体。由于在流路部件(1)内部设置有中芯部件(2)，因而载热体不通过流路部件(1)的中心部分，而通过与内周面(14)相接的流路(15)，与流路部件(1)的壁部进行热交换。 

也就是说，载热体不在无法直接进行热交换的流路部件(1)的中心部分流动，而是在能够直接进行热交换的与内周面(14)相接的部分流动，由此与没有设置中芯部件(2)的情况相比较，载热体的每单位流量的热交换面积增加，因而可以有效地进行热交换。 

发明的效果： 

(a)本发明为，由于在流路部件的内部设置有中芯部件，因而载热体不通过流路部件的中心，而通过与内周面相接的流路，能够与流路部件的壁部进行热交换。即，使载热体不在不能够直接进行热交换的流路部件的中心部分流动，而在能够直接进行热交换的与内周面相接的部分流动，由此与没有设置中芯部件的情况相比较，载热体的每单位流量的热交换面积增大，因而能够有效地进行热交换。因此，作为热交换部的流路部件的表面温度上升较快，方便性良好。 

(b)中芯部件为多棱柱状，中芯部件的各棱部与流路部件的内表面抵接，由此在流路部件内部在圆周方向上形成多个流路，成为仅通过将中芯部件收容在流路部件中就能够形成流路的简单结构，并且仅通过改变多棱形的 棱数就能够简单地调节流路的数量。 

(c)在流路部件的端部，设置有分配从流通路径流入的载热体而将其送到各流路的构件、或使通过各流路后的载热体合流而送到流通路径的构件，在划分而设置有多个流路的情况下，能够使各流路的流量均匀化，能够防止热交换部产生功能的不平衡。 

(d)中芯部件具有绝热性，在流路中流通的载热体与中芯部件之间不进行热交换，而热交换几乎都在载热体与流路部件之间进行，因而进一步提高热交换效率。 

(e)中芯部件具有蓄热性，通过载热体在流路中流通，由此中芯部件被加热，在中芯部件中蓄热与载热体的温度相对应的所需的热量。通过中芯部件的蓄热，由此与中芯部件相接而在流路中流通的载热体难以冷却，从流路部件进行稳定的、有效的散热。此外，在进行间歇运行时，即使在停止供给载热体时，也供给中芯部件所蓄热的热量并利用于散热，因而来自热交换器的散热量稳定，能够进行温度变动较小的室温的控制。 

(f)设置有使在流路内流通的载热体成为紊流状态的构件，载热体内部难以产生温度不均，在载热体与流路部件之间热能更容易移动。由此进一步提高热交换效率。 

(g)在流路部件的外表面上设置有具有导热性、散热性或吸热性的覆盖层，能够提高热交换效率。即，导热性、散热性或吸热性良好，则包括远红外线在内的红外线的辐射性(散热性)良好，此外包括远红外线在内的红外线的吸收性(吸热性)良好。由此，通过覆盖层表面的热交换集积地进行，提高热交换效率。 

(h)在流路部件的外表面上设置有具有亲水性、吸湿性、散湿性的覆盖层，能够适当地调节流路部件外部的湿度。即，在热交换器中流路部件外部的空气通过与流路部件的温度差来促进对流，空气被快速替换，因而调节空气湿度的效果更良好。 

(i)在流路部件的外表面上设置有具有吸附分解性以及抗菌性的覆盖层，能够改善流路部件外部的VOC或异味、净化空气。即，在热交换器中流路部件外部的空气通过与流路部件的温度差来促进对流，空气被快速替换， 因而能够改善空气中的VOC和异味，从而净化空气的效果更良好。 

(j)在流路部件的外表面上设置有产生负离子的覆盖层，用于在流路部件外部得到环境上舒适的空间。即，在热交换器中流路部件外部的空气通过与流路部件的温度差来促进对流，空气被快速替换，因而通过覆盖层产生的负离子能有效地在空气中扩散的功能性良好。 

附图说明

图1为示出本发明的热交换器的一个实施方式的立体图。 

图2为示出图1所示的热交换器的两端部侧的构造的放大剖面图。 

图3为图1所示的热交换器的侧视的放大说明图。 

图4为示出端盖与流路部件的连结部的构造的分解立体说明图。 

图5为示出流路部件与中芯部件的立体说明图。 

图6为示出流路部件与中芯部件的其他例子的立体说明图。 

图7为示出流路部件与中芯部件的其他例子的立体说明图。 

图8为示出流路部件与中芯部件的其他例子的立体说明图。 

图9示出设置了本发明的空调装置的第一实施方式的状态，(a)为正视图，(b)为A-A放大剖面图。 

图10示出设置了本发明的空调装置的第二实施方式的状态，(a)为正视图，(b)为B-B放大剖面图。 

图11示出设置了本发明的空调装置的第三实施例的状态，(a)为正视图，(b)为C-C放大剖面图。 

符号说明： 

H热交换器、1流路部件、10被覆层、11、12加强体、13贯通孔、14内周面、15流路、2中芯部件、20棱部、21嵌合凹部、22流通槽、23凸部、2a中芯部件、2b中芯部件、2c中芯部件、3端盖、30止动端部、31嵌合部、32密封部件、33凹槽、34螺纹孔、35流通路、350螺纹部、36连通槽、37分配路、38嵌合凸部、39螺纹孔、4固定螺钉、5连接部件、6空调装置、60、60a支柱部件、61固定部件、62配管、 63落水管、630排水管、64蓄热体、68顶棚部、69地板部、7空调装置、70、70a支柱部件、71固定部件、72下部连结部件、73上部连结部件、74配管、77侧壁部、78顶棚部、79地板部、8空调装置、80基台、81下部连结盘、82上部连结盘、83配管、85支柱部件、89地板部 

具体实施方式

下面根据附图更详细地说明本发明的实施方式。 

图1为示出本发明的热交换器的一个实施方式的立体图，图2为示出图1所示的热交换器的两端部侧的构造的放大剖面图，图3为示出图1所示的热交换器的侧视的放大说明图，图4为示出端盖与流路部材的连结部的构造的分解立体说明图，图5为示出流路部材与中芯部材的立体说明图。 

热交换器H为，使载热体在具有需要长度的圆管状的流路部件1的内部设置的多个流路15(后述)中流通，该载热体具有的热能隔着流路部件1的周壁与外部进行热交换，由此能够对外部进行加热或冷却。 

(流路部件1) 

流路部件1为具有需要直径的圆管形状，由导热性良好的铝制成。在流路部件1的内部收容有由具有绝热性的发泡聚乙烯形成的正六棱棒(正六棱柱)状的中芯部件2。此外，流路部材1的两端能够装卸地固定有将内部密闭的合成树脂制的端盖3。关于中芯部件2和端盖3将在后面详述。 

在流路部材1的外周面上，在整面上设置基于铝的阳极氧化处理(氧化铝膜处理)的覆盖层10。覆盖层10在进行氧化铝膜处理时使表面吸附染料而着色。通过设置覆盖层10，能够进一步提高流路部材1的导热性、散热性或吸热性。 

此外，在流路部件1的外周面上，以竖立状态固定有带板状的加强体11、12。为了加强流路部件1，遍及长度方向的大致全长设置加强体11、12，并隔开需要间隔而平行地并列设置。另外，加强体11、12与流路部件1相同，由铝形成。 

在流路部件1的两端侧形成有贯通孔13，该贯通孔13用于通过固定端 盖3的固定螺钉4。贯通孔13以与后述端盖3的螺纹孔34相对应的方式在圆周方向上以等间隔形成在四个位置上。 

流路部件1的内周面14上设置有定位槽，该定位槽用于提高摩擦力以使收容于流路部件1的中芯部件2不向轴圆周方向回转，该定位槽遍及长度方向的全长、且在轴圆周方向上设置有多个。由于定位槽深度极小、数量也较多，因此省略图示以及符号。另外，也可以不设置定位槽，但是通过设置该定位槽具有容易定位的优点。 

(中芯部件2) 

中芯部件2为由发泡聚乙烯形成为正六棱柱状。中芯部件2形成为，略短于流路部件1的全长(参见图2：在图5中切除了流路部件1的端部而表示)的实心体，通过收容在流路部件1的内部，由此各棱部20遍及全长与流路部件1的内周面14相接触。 

在中芯部件2的两端面上形成有与后述的端盖3的嵌合凸部38相嵌合的嵌合凹部21。嵌合凹部21形成为在侧视中与中芯部件2的外部形状大致相同的正六棱形状，但只要该形状能够使中芯部件2不向轴圆周方向回转，则与上述嵌合凸部38的形状一起不进行限定。 

在中芯部件2的各棱部20，将棱部20以需要宽度向轴圆周方向切口而形成流通槽22。流通槽22在中芯部件2的长度方向上的相同的位置上设置6处，并且在长度方向上设置多处。各流通槽22使各流路15连通，由此能够在促进紊流的同时使各流路15中的压力平均化而进行顺畅的流通。另外，流通槽22在中芯部件2的轴圆周方向上设置的数量、在长度方向上设置的数量、位置以及总数都不特别限定。 

另外，所使用的发泡聚乙烯为独立气泡体、且耐药品性良好。因此载热体不会浸润于中芯部件2，而能够防止浸润导致的绝热性能下降。并且，还能够防止或减轻被化学地侵蚀而产生变质、变形或者溶解。 

中芯部件2在各棱部20与内周面14相接触的状态下收容于流路部件1的内部。如此，通过将中芯部件2收容于流路部件1中，由此通过流路部件1的内周面14和中芯部件2的外表面来形成载热体流通的流路15。由于中芯部件2为正六棱柱形状，因而流路15在相互被划分的状态下形成在圆 周方向的6处。各流路15能够载热体以与流路部件1的内表面14在本质上全面地接触的方式流通。 

(端盖3) 

具有相同构造的端盖3固定在流路部件1的两端部(流入侧和流出侧)。每个端盖3均通过后述的安装方法、构造被同样地固定。 

端盖3构成对从流通载热体的流通路径(热交换器H的外部)流入的载热体进行分配而送到各流路15的构件、以及使通过了各流路15的载热体合流而送到流通路径的构件。 

端盖3一体地形成有具有与流路部件1的外径相同的外径的止动端部30、以及直径略小于流路部件1的内径而内嵌的嵌合部31。在使嵌合部31内嵌而将端盖3安装于流路部件1的端部时，止动端部30成为限制器。 

在嵌合部31的外周面上，在嵌合部31的长度方向的2处以所需间隔并遍及整个外周而形成有凹槽33。在凹槽33中分别嵌入密封部件32，能够使流路部件1的内周面14与嵌合部31的外周面之间成为密闭状态。作为密封部件32例如适合使用橡胶制的O型密封圈等，但并不限定于此。 

在嵌合部31的外周面中靠近止动端部30的外周面上形成有螺纹孔34，该螺纹孔34用于旋入将端盖3固定到流路部件1上的固定螺钉4。螺纹孔34以与设置在流路部件1上的贯通孔13相对应的方式、在圆周方向上以等间隔形成在4处。 

在端盖3中，在中心轴线方向上设置有从止动端部30的外端面的中心部朝向内部的流通路35。流通路35的前端部(进深端部)位于端盖3的长度方向的大约2/3的深度。在流通路35上设置有螺纹部350，连接部件5螺合在螺纹部350中。连接部件5的另一端侧连接于成为载热体的流通路径的软管或流路管等公知部件上。 

另外，符号39为螺纹孔，该螺纹孔39中螺合为了将热交换器H支持固定在设置位置的螺钉(省略图示)。螺纹孔39以等间隔设置在轴圆周方向的4处。 

此外，在嵌合部31的外周面中、在比密封部件32靠内侧的外周面上，在圆周方向上以等间隔在6处设置有连通槽36。各连通槽36形成为，设置 到嵌合部31的内端面，并以与通过在流路部件1中收容中芯部件2而形成的各流路15相对应并连通的方式，成为在端盖3的长方向上相互平行。 

各连通槽36通过分配路37与上述流通路35连通。分配路37从流通路35的前端部朝向各连通槽36、在放射方向上设置在6处。 

另外，上述连通槽36以及分配路37，分别与流路15的数量相匹配地设置，如果流路15为3处、则为3个，如果流路15为4处、则为4个，如果流路15为5处、则为5个，如果流路15为8处、则为8个。如此，连通槽36以及分配路37等的分配流路，被设置为与多个流路15的数量相对应而连通到流路15。此外，分配部的结构也可以为，不设置连通槽36而将分配路37直接延长至各流路15。 

在端盖3的嵌合部31侧的内端面上形成有嵌合凸部38，该嵌合凸部38与中芯部件2的嵌合凹部21以几乎无间隙的状态嵌合。嵌合凸部38从正面看形成为正六棱形状。 

以嵌合凸部38与中芯部件2的端面的嵌合凹部21嵌合的方式、使嵌合部31内嵌于流路部件1，并使固定螺钉4通过贯通流路部件1的贯通孔13而螺合到螺纹孔34中，由此安装端盖3。通过使端盖3的嵌合凸部38与中芯部件2的嵌合凹部21嵌合，由此中芯部件2在流路部件1的内部不会向轴圆周方向回转，而各流路15与端盖3的连通槽36之间不会偏移。由此，例如能够防止中芯部件2的各棱部成为与各连通槽36相同的位置而对载热体的流通产生阻碍。 

在本实施例中，在流路部件1的外周面部上设置有通过铝的阳极氧化处理而形成的覆盖层，但只要流路部件具有足够的导热性、散热性或吸热性，则不一定必须设置。此外，即使在设置该覆盖层的情况下，也不限于上述的覆盖层，能够根据想要附加的性能来变更覆盖层的种类。 

例如，为了提高热交换器H的热交换效率，设置导热性、散热性以及吸热性良好的覆盖层即可。此外，为了适当地调节热交换器H的流路部件外部的湿度，设置亲水性、吸湿性、散湿性良好的覆盖层即可。此外，为了改善热交换器H的流路部件外部的VOC和异味、净化空气，设置吸附分解性以及抗菌性良好的覆盖层即可，并且优选还能够设置能够得到舒适 的环境调节空间的产生负离子的能力良好的覆盖层。 

(作用) 

下面参见图1至图5说明本实施方式的热交换器H的作用。 

热交换器H通过在流路15中流通较热的载热体，由此能够发挥对其所设置的设置等进行加热的功能，通过在流路15中流通较冷的载热体，由此能够发挥对其所设置的设施等进行冷却的功能。流通的载热体的温度根据所设置的场所以及用途来适当设定，并无特别限定。 

热交换器H例如在住宅以及其他设施等中设置在空气中，由此例如流路部件1的表面在空气中露出需要的长度。 

载热体通过设置在流通路径中的温度调节机而被加热或冷却至需要的温度，并通过泵向热交换器H送出。载热体通过连接部件5，并被导入端盖3的流通路35(如图2所示、流通路35中连接部件5未占用的部分)，进一步从分配路37通过连通槽36被送向各流路15。 

另外，在各分配路37中还能够设置使载热体能够流通或者不能够流通的切换构件。由此，能够选择各流路15中的几个来流通载热体，例如使流路部件1之中、由于设置的原因而不进行热交换一侧的流路15不流通载热体等，能够进行进一步无浪费的有效的热交换。 

通过各流路15的载热体，与流路部件1直接进行热交换，与接触流路部件1的外表面的外部气体或周围物质隔着流路部件1间接地进行热交换。该热交换通过基于传导、辐射或对流的热移动来进行。 

即，如果与载热体进行了热交换的流路部件1的温度高于外部气体或物质，则通过流路部件1与外部气体或物质的热交换，外部气体或物质的温度上升，载热体的温度下降。 

此外，相反地，如果与载热体进行了热交换的流路部件1的温度低于外部气体或物质，则通过流路部件1与外部气体或物质的热交换，外部气体或物质的温度下降，载热体的温度上升。 

在进行上述热交换时，载热体通过如上所述的分配，由此在各流路15中以流量及流速成为大致均等的方式流动。并且，在流路部件1的内部流动的载热体，不在收容中芯部件2的流路部件1的中心部分中流动，而是 在与流路部件1的内周面14的除了各棱部20的接触部分之外的大致整个面相接触的各流路15中流动。即，使载热体，不在不能够直接进行热交换的流路部件1的中心部分流通，而以与能够直接进行热交换的内周面14相接触的方式流动，由此能进行有效的热交换。并且，由于中芯部件2绝热性良好，在载热体与中芯部件2之间近乎不进行热交换，因此效率更高。 

即，在将未设置中芯部件2的一般的管状热交换器与本发明的热交换器H相比较时，在使载热体的流量相同的情况、即在供给的热量相同的情况下，本发明的热交换器H能够在更短的时间内使流路部件1的温度上升或下降到规定温度。换言之，流路部件1的表面温度的上升速度较快。此外，如果以流路部件1的表面温度的上升时间为基准，则可以说能够以较少的流量(较少的热量供给)来进行同等的加热。 

另外，由于在流路部件1的外周面上设置有提高导热性、散热性或吸热性的覆盖层10，因而能够高效率地进行上述流路部件1与外部气体之间的热交换。关于这些功能性，通过后述的实验进行验证。 

此外，还能够使中芯部件2具有蓄热性。在此，在由具有连续气泡并具有吸液性的聚氨基甲酸乙酯泡沫形成中芯部件2的情况下进行说明。另外，此时的中芯部件2的形状(结构)与上述热交换器H相同，因而省略图示。 

中芯部件2为聚氨基甲酸乙酯泡沫制并具有吸液性，因此在各流路15中流通的载热体浸润至中芯部件2中。浸润到中芯部件2中的载热体，一直被从在流路15中流通的载热体供给热量而被加热，中芯部件2内部的载热体的温度，被维持为与在外侧流通的载热体大致相同温度。由此，在中芯部件2中通过内部的载热体蓄热所需的热量。 

通过在中芯部件2中蓄热，由此与中芯部件2接触地在流路15中流通的载热体难以冷却，并从流路部件1进行稳定的、高效率的散热。此外，例如在进行交互地重复向流路部件1的载热体的供给和供给停止而控制室温的间歇运转时，在停止载热体的供给时也供给中芯部件2所蓄热的热量并利用于散热，因而从热交换器H的散热量稳定，能够进行温度变动较小的室温控制。 

在流路部件1的外周面上设置的加强体11、12，还具有扩大热交换部 面积的功能，有助于流路部件1与外部气体之间的热交换。加强体11、12还能够增加数量，例如还能够如翅片那样在流路部件1的整体上形成，而进一步提高热交换效率。另外，在加强体11、12或配置成上述翅片状的加强体上，更优选与流路部件1相同地设置具有提高导热性、散热性或吸热性的覆盖层。 

此外，在将热交换器H用作为冷气装置的情况下，加强体11、12还能够用作为将在流路部件1外周面上结露的水滴引导到排水盘等中的引导部件。并且，还能够利用为在将热交换器H安装到台架上时的托架，或者利用为在配管或设置时决定轴圆周方向的姿势时的标记。 

然而，在热水或冷水的输送开始时，有时空气与输送的液体一起进入流路部件1内。当该空气滞留在流路15中时，形成载热体与流路部件1的内周面14无法接触的部分，载热体与流路部件1之间难以进行热交换，因此不优选。在热交换器H中，如上所述在中芯部件2的各棱部20设置流通槽22，在各流路15之间能够流通。由此，即使空气进入流路15的内部，也与载热体的流通一起通过流通槽22而分散至其他流路15中，由此变得容易排出到热交换器H之外。 

为了验证本发明的热交换器H的功能而进行了以下的实验。 

(试验方法) 

在本试验中，进行流通冷水的冷却试验(试验1)、以及流通热水的加热试验(试验2)，并测定了流路部件1的外周面的温度变化的推移、以及外周面到达最低温度(试验1)或者最高温度(试验2)所需要的时间。另外，设室温为一定。 

使用的模型为以下四种。 

模型0：作为与热交换器H进行比较的对象，从热交换器H的流路部件1中取出中芯部件2。使用的热交换器H的流路部件1的外径为60mm、长度为1m。 

模型1：热交换器H，使流路部件1的覆盖层为着色为黑色的氧化铝膜处理层。 

模型2：在热交换器H中，将流路部件1的覆盖层变更为“冷却技术： ク一ルテック(cooltech)”(商品名；ォキッモ株式会社)。 

模型3：在热交换器H中，将流路部件1的覆盖层变更为以活性炭为主剂的“ハィブリッドサ一モコ一ティング(hybrid thermal coating)：混合热涂层”(商品名；有限公司ァクァ；在表1、表2中省略表示为“HB热”)。该混合热涂层，表面积非常大，散热性、吸湿性、散湿性、吸附分解性、抗菌性以及负离子的产生良好。 

将上述各模型并列配置在载热体流通路上，将温度测定器(商品名：デ一タロガ；株式会社ティァンドディ制(TR-71U))的温度传感器，分别设置在模型1～3的流路部件1的长度方向的中间点表面、以及流出侧端部的流路部件1的内部。关于模型0，由于设备的原因，温度传感器仅设置在流路部件1的长度方向的中间点表面上。 

各模型的载热体的流入侧压力相同，但在模型0与模型1～3中流量不同，因此为了使流量实质上相同，对于模型0在流路部件1的外部进行流量的调节。 

接着，作为载热体，对每个模型供给每分钟1L的热水或冷水，并通过温度传感器每隔一定时间测定各部分的温度。另外，对于模型0，每隔一定时间仅测定流路部件1的表面温度。进一步，随着各模型0～3的温度的推移，还测定最低或者最高温度、以及到达最低或者最高温度为止的时间。 

(试验1) 

试验1中，热源机使用“ヒ一トポンプチラ(heat pump chiller)：热泵冷机”(商品名：ェコヌク一ルピコ；三菱电机株式会社(VEH-406HCU-K2，VEH-406HPU))，在将作为载热体的冷水冷却至最低温度7℃的条件下进行运转并供给。因此，并非常时供给7℃的冷水，冷水的温度存在多少的变动。 

(表1) 

(冷却试验)※温度单位为℃混合热涂层 

(试验2) 

在试验2中，热源机与试验1相同使用热泵冷机，在将作为载热体的热水加热至最高温度52℃的条件下进行运转并供给。因此，并非常时供给52℃的热水，热水的温度存在多少的变动。 

(表2) 

(加热试验)※温度单位为℃ 

(考察) 

如根据表1、2可知的那样，在未设置中芯部件2的模型0、与设置有中芯部件2的模型1～3之间，流路部件1的表面温度的上升速度存在明显的不同。 

首先，在表1中，在模型0中，成为最低温度的10.2℃为止所需时间为12分11秒，但在热交换器H的模型1中，成为最低温度的7.9℃为止所需 时间为10分24秒。此外，覆盖层不同的模型2、3也分别为，到8.7℃为止为10分31秒、到8.1℃为止为10分19秒。 

即，能够确认如下情况：模型1～3中的任何一个与模型0相比，到最低温度为止的上升时间较短，并且最低温度也更低。 

此外，在表2中，在模型0中，成为最高温度49.5℃为止所需时间为11分32秒，但在热交换器H的模型1中，成为最高温度51.2℃为止所需时间为9分47秒。此外，覆盖层不同的模型2、3也分别为，到50.5℃为止为9分42秒、到50.7℃为止为9分46秒。 

即，能够确认如下情况：模型1～3中的任何一个与模型0相比，到最高温度为止的上升时间较短，并且最高温度也更高。 

根据上述试验结果可知，在流路部件1中设置了中芯部件2的模型1～3，与在流路部件1中未设置中芯部件2的模型0相比，热交换效率更良好、节能效果更高。此外，能够在短时间内到达设定温度，因此能够减少从对载热体赋予热能的装置供给的热能的热损失量，因此热输送效率也良好。 

此外，在表1、表2中，还能够验证覆盖层不同导致热交换效率不同。即，在流路部件1的外周面上设置了黑色氧化铝膜的覆盖层的模型1、同样设置了作为导热性良好的涂料而市售的cooltech的覆盖层的模型2、及同样设置了混合热涂层的覆盖层的模型3之间，确认了热交换效率的差。 

在表1、表2中，对于模型1～3检测了流路部件1的表面和流出侧的载热体的温度。根据它们的温度差来验证热交换效率。 

首先，在进行了冷却试验的表1中，每隔一分钟检测的上述温度差的平均值，在模型1中为-0.15、在模型2中为0.03、在模型3中为0.44。在冷却试验中，该差的数值越大则热交换效率越良好，因此热交换效率良好的顺序为模型3、模型2、模型1的顺序。 

此外，在进行了加热试验的表2中，每隔一分钟检测的上述温度差的平均值，在模型1中为0.84、在模型2中为0.63、在模型3中为0.14。在加热试验中，该差的数值越小则热交换效率越良好，因此与上述表1的情况相同，热交换效率良好的顺序为模型3、模型2、模型1的顺序。 

如此，通过在流路部件1表面上作为覆盖层设置散热性更好的覆盖层， 由此能够确认热交换效率提高的情况。 

此外，在模型1～3中，在上述试验1、2之外，还计测了在使作为载热体的热水在流路部件1中流通时、从表面产生的负离子。为了验证负离子的产生，使用负离子计数器(商品名；ァンデス电气株式会社(ITC-201A))，在模型1～3的纵向上配置的各流路部件1的长度方向中央的位置上、在从表面离开20mm的位置上进行了计测。该计测在温度为30℃、湿度为53-54％的条件下进行。 

负离子的产生量，在模型1(覆盖层：黑色氧化铝膜层)中为280个/cc，在模型2(覆盖层：cooltech)中为290个/cc，在模型3(覆盖层：混合热涂层)中为410个/cc。另外，该值是每隔0.25秒、进行了10分钟的负离子量计测时的平均值。 

另外，在热交换器H中，作为中芯部件2采用具有正六棱柱状的部件，但也可以如图6所示的中芯部件2a那样采用五棱柱状，或如图7所示的中芯部件2b那样采用四棱柱状。 

此外，也可以如图8所示，中芯部件2c为四棱柱状，并且在侧壁上设置作为产生紊流的构件的凸部23。通过在中芯部件2c上设置凸部23，由此使在流路15内部流通的载热体的流动不成为层流状态、而是成为紊流状态，在载热体与流路部件之间热能变得更容易移动。 

虽然在上述实施方式中未表示，但在加强体11、12之外，还能够在流路部件1的外周面或内周面上，设置使周围的空气或载热体容易流动的构件、或使表面积更大的构件，而使外周面或内周面的热交换高效地进行。 

图9示出设置了本发明的空调装置的第1实施方式的状态，(a)为正视图，(b)为A-A放大剖面图。 

空调装置6具有以所需间隔设置的支柱部件60、60a。在支柱部件60、60a的上下端部，设置有用于固定到地板部69和顶棚部68上的固定部件61。在支柱部件60、60a的内部收容有从地板部69导入的配管62。配管62能够向热交换器H供给热水或冷水并使其循环。 

在支柱部件60与支柱部件60a之间，在纵向上隔开所需间隔而交互地架设有热交换器H和蓄热体64。热交换器H和蓄热体64被配置为，朝向 水平方向且相互平行。各热交换器H与上述配管62连接，通过配管62供给热水或冷水，由此能够进行散热或者吸热。 

另外，所使用的各热交换器H也可以使用具有绝热性的中芯部件2，也可以使用具有蓄热性的中芯部件2。关于这一点，在后述的空调装置7、8中也是同样的。 

蓄热体64不与配管62连接，蓄热体64被配置为，与邻接的热交换器H具有能够通过辐射或者对流来进行热交换的间隔。符号63为接受在热交换器H和蓄热体64的表面上生成的结露水(冷凝水)的落水管，在其一端侧设置有排出蓄积在落水管63中的水的排水管630。另外，也可以不使用蓄热体64而仅使用热交换器H来构成空调机6。 

图10示出设置了本发明的空调装置的第2实施方式的状态，(a)为正视图，(b)为B-B放大剖面图。 

空调装置7具有以所需间隔设置的支柱部件70、70a。在支柱部件70、70a的上下端部，设置有用于固定到地板部79和顶棚部78上的固定部件71。在支柱部件70、70a之间设置有下部连结部件72和上部连结部件73。在下部连结部件72的内部收容有从侧壁部77导入的配管74。在上部连结部件73的上部也设置有配管74，能够向热交换器H供给热水或冷水并使其循环。 

在下部连结部件72和上部连结部件73之间，在横向上隔开所需间隔而配置有所需数量的热交换器H。各热交换器H被配置为，朝向铅垂方向且相互平行。各热交换器H与上述配管74连接，通过配管74被供给热水或冷水，由此能够进行散热或者吸热。 

图11示出设置了本发明的空调装置的第三实施方式的状态，(a)为正视图，(b)为C-C放大剖面图。 

空调装置8具有载放在地板部89上的基台80。在基台80的上部设置有圆形的下部连结盘81，在其上方设置有通过支柱部件85连接的圆形的上部连结盘82。在下部连结盘81与上部连结盘82之间，以沿着各盘的形状画圆形的方式、隔开所需间隔而配置有所需数量的热交换器H。各热交换器H被配置为，朝向铅垂方向、且互相平行。 

在基台80的内部收容有从地板部89导入的配管83。在上部连结盘82的上部也设置有配管83，能够向各热交换器H供给热水或者冷水并使其循环。各热交换器H与上述配管83连接，并通过配管83被供给热水或冷水，由此能够进行散热或吸热。 

上述空调装置6、空调装置7以及空调装置8，都是通过向热交换器H供给热水或冷水并使其循环，由此能够进行包括其设置的室内的供暖制冷在内的空气调节。 

在本说明书中所使用的用语和表达方式，仅用于说明，不进行任何限定，也并非意图将与本发明所述的特征以及其一部分等价的用语和表达方式排除在外。此外，在本发明的技术思想的范围内当然能够存在各种变形方式。 

工业可利用性 

(a)本发明为，由于在流路部件的内部设置有中芯部件，因而载热体不通过流路部件的中心部分，而在与内周面相接触的流路中流通，能够与流路部件的壁部进行热交换。即，使载热体不在不能够直接进行热交换的流路部件的中心部分流动，而在能够直接进行热交换的与内周面相接触的部分流动，由此与未设置中芯部件的情况相比较，载热体的每单位流量的热交换面积增大，因而能够进行有效的热交换。因此，作为热交换部的流路部件的表面温度上升速度较快，方便性良好。 

(b)中芯部件为多棱柱状，中芯部件的各棱部与流路部件的内表面抵接，由此在流路部件内部在圆周方向上形成多个流路，成为仅通过将中芯部件收容在流路部件中就能够形成流路的简单结构，并且仅通过改变多棱形的棱数就能够简单地调节流路的数量。 

(c)在流路部件的端部，设置有分配从流通路径流入的载热体而将其送到各流路的构件、或使通过各流路后的载热体合流而送到流通路径的构件，在划分而设置有多个流路的情况下，能够使各流路的流量均匀化，能够防止热交换部产生功能的不平衡。 

(d)中芯部件具有绝热性，在流路中流通的载热体与中芯部件之间不进行热交换，而热交换几乎都在载热体与流路部件之间进行，因而进一步提高热交换效率。 

(e)中芯部件具有蓄热性，通过载热体在流路中流通，由此中芯部件被加热，在中芯部件中蓄热与载热体的温度相对应的所需的热量。通过中芯部件的蓄热，由此与中芯部件相接而在流路中流通的载热体难以冷却，从流路部件进行稳定的、有效的散热。此外，在进行间歇运行时，即使在停止供给载热体时，也供给中芯部件所蓄热的热量并利用于散热，因而来自热交换器的散热量稳定，能够进行温度变动较小的室温的控制。 

(f)设置有使在流路内流通的载热体成为紊流状态的构件，载热体内部难以产生温度不均，在载热体与流路部件之间热能更容易移动。由此进一步提高热交换效率。 

(g)在流路部件的外表面上设置有具有导热性、散热性或吸热性的覆盖层，能够提高热交换效率。即，导热性、散热性或吸热性良好，则包括远红外线在内的红外线的辐射性(散热性)良好，此外包括远红外线在内的红外线的吸收性(吸热性)良好。由此，通过覆盖层表面的热交换集积地进行，提高热交换效率。 

(h)在流路部件的外表面上设置有具有亲水性、吸湿性、散湿性的覆盖层，能够适当地调节流路部件外部的湿度。即，在热交换器中流路部件外部的空气通过与流路部件的温度差来促进对流，空气被快速替换，因而调节空气湿度的效果更良好。 

(i)在流路部件的外表面上设置有具有吸附分解性以及抗菌性的覆盖层，能够改善流路部件外部的VOC或异味、净化空气。即，在热交换器中流路部件外部的空气通过与流路部件的温度差来促进对流，空气被快速替换，因而能够改善空气中的VOC和异味，从而净化空气的效果更良好。 

(j)在流路部件的外表面上设置有产生负离子的覆盖层，用于在流路部件外部得到环境上舒适的空间。即，在热交换器中流路部件外部的空气通过与流路部件的温度差来促进对流，空气被快速替换，因而通过覆盖层产生的负离子能有效地在空气中扩散的功能性良好。 

Claims (10)

1.一种热交换器，使载热体在流路部件(1)的内部流通，通过与载热体的热交换来进行流路部件(1)的外部的加热或者冷却，其中，

在流路部件(1)的内部收容有中芯部件(2)，通过该中芯部件(2)的表面(24)与所述流路部件(1)的内表面(14)形成使载热体流通的流路(15)，

中芯部件(2)为多棱柱状，通过该中芯部件(2)的各棱部(20)与流路部件(1)的内表面(14)抵接，由此在该流路部件(1)内部在圆周方向上形成多个流路(15)，

在中芯部件(2)的各棱部(20)，将棱部(20)向轴圆周方向切口而形成流通槽(22)。

2.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

中芯部件(2)为多棱柱状，通过该中芯部件(2)的各棱部(20)与流路部件(1)的内表面(14)抵接，由此在该流路部件(1)内部在圆周方向上形成多个流路(15)，

在所述流路部件(1)的端部，设置有对从流通路径流入的载热体进行分配而送到各流路(15)中的构件、或者使通过了各流路(15)的载热体合流而送到流通路径的构件(3、35、36、37)。

3.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

中芯部件(2)具有绝热性。

4.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

中芯部件(2)具有蓄热性。

5.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

设置有使在流路(15)内流通的载热体成为紊流状态的构件(23)。

6.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

在流路部件(1)的外表面上设置有具有导热性、散热性或吸热性的覆盖层(10)。

7.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

在流路部件(1)的外表面上设置有具有亲水性、吸湿性或散湿性的覆盖层(10)。

8.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

在流路部件(1)的外表面上设置有具有吸附分解性以及抗菌性的覆盖层(10)。

9.如权利要求1所述的热交换器，其特征在于，

在流路部件(1)的外表面上设置有产生负离子的覆盖层(10)。

10.一种空调装置，将权利要求1至9所述的热交换器以单种或者以多种复合，而在铅垂方向、水平方向或者除此以外的方向上并列设置，使载热体在所述热交换器中循环。

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