JP2003240255A - 建物用の冷暖房装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 発生熱で直接に室内を冷暖房して効率をよく
する。 【解決手段】 建物用の冷暖房装置は、第１の吸放熱面
１１と第２の吸放熱面１２からなる一対の吸放熱面を有
するペルチェ素子１０と、ペルチェ素子１０の第１の吸
放熱面１１に熱結合されて、建物の天井６０や壁７０、
あるいは床８０の室内側に配設される放熱吸熱室内プレ
ート２０と、ペルチェ素子１０の第２の吸放熱面１２に
熱結合されて、放熱吸熱室内プレート２０が吸熱した熱
を室外に放出し、あるいは放熱吸熱室内プレート２０が
放出する熱を室外で吸熱する排熱器３０と、ペルチェ素
子１０に供給する電流の方向を制御しながら通電する電
源４０を備える。冷暖房装置は、電源４０がペルチェ素
子１０に流す電流の方向を制御して、放熱吸熱室内プレ
ート２０から排熱器３０に、または排熱器３０から放熱
吸熱室内プレート２０に熱を移動させて、室内を冷房ま
たは暖房する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建物用の冷暖房装
置に関し、とくにペルチェ素子を使用している冷暖房装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から建物用の冷暖房装置として、コ
ンプレッサーを内蔵するエアコンが使用される。この冷
暖房装置は、冷風や温風を吹き出す室内機に蒸発器とフ
ァンを装備し、型式としては、床置、壁掛、天井吊り、
天井埋込の他、応用例として床吹き出し、壁吹き出し等
がある。一方、室外機には圧縮機、凝縮機、ファンが内
蔵される。この構造の冷暖房装置は、一般にヒートポン
プと呼ばれる。この冷暖房装置は、媒体を圧縮して高温
とし、減圧して低温となる性質を利用するもので、媒体
にはフロンガスを使用している。フロンガスは、近年オ
ゾン層を破壊する原因といわれ、深刻な問題となって代
替フロンが開発されている。

【０００３】ヒートポンプ式の冷暖房装置は、家庭用エ
アコンや小中規模程度までの建物には主流となっている
空調機である。上記の他に、大規模建物の冷温熱源とし
ては電気による電動冷凍機、電気ボイラー、石油やガス
などの化石燃料を使用した吸収冷凍機、ボイラー、直焚
き冷温水発生機がある。また、近年では、太陽熱や地
熱、地下水等の自然エネルギーを利用した機種が開発さ
れている。

【０００４】これからのエネルギーを利用した熱源機器
を中央に設置し、冷水・温水を発生させてパイピングに
より冷温水を循環し、室内放熱機で空調するシステムも
使用される。いずれにしても、冷媒・水方式共、夏季の
冷房時は５℃〜７℃、暖房時は５０℃〜５５℃とし、こ
れを室内放熱機に循環させている。室内放熱機に内蔵さ
れたファンは、冷風や温風を吹き出して、冷房時は２５
℃〜２７℃、暖房時は２０℃〜２２℃の室温を維持す
る。この空調方式は、専門用語で“完全拡散混合空調方
式”と呼ばれる。

【０００５】一方、風を吹き出さない空調方式として、
床暖房が広く承知されている。また、特殊な例として床
や壁のコンクリート内にパイプを埋設して、そのパイプ
に冷温水を循環しその幅射効果をねらった方式もある
が、このタイプの冷暖房装置は設備費が高価である。し
たがって、空調の吹き出しによる風切り音を極限まで小
さくしたい音楽ホールや高級住宅の寝室、クアハウスの
リラクゼーションルーム等にまれに採用される程度であ
る。

【０００６】２１世紀は、地球環境を配慮したやさしい
システムであることが不可欠である。キーワードは、
“安全”“コスト縮減”“メンテナンスフリー（長寿
命）”他である。このことを実現するには、下記項目に
注視することが重要である。 (1) 省資源・省コストであること そのためには、小型・軽量である素材を使った製品が必
要となる。 (2) フロン等の冷媒ガスを使用しないこと。 オゾン層の破壊や地球温暖化に配慮した製品でなければ
自然環境を破壊する。 (3) 信頼性が高い。 特に難しい原理や動作を必要としないで、簡単な機構で
冷暖房できること。 (4) 長寿命・メンテナンスフリー 圧縮機・ファン等の機械的可動部品が少なくて、冷暖房
が可能となる機構。従来のコンプレッサーは、機械的に
金属疲労する部品があり、しかも圧縮するために振動や
騒音を皆無にできず、長寿命にするのが難しい。 (5) ひとつで冷暖房が可能 簡単な機構で冷却・加熱の両方が可能な素材であるこ
と。 (6) 低位の温度帯に注目 従来のように冷却に５℃〜７℃と低温の液体を使用し、
暖房には５０℃〜５５℃と高温に加熱された液体を使用
するとエネルギーロスが多くなる。

【０００７】さらに、快適な空調を実現するためには以
下のことが大切となる。 (1) 頭寒足熱 従来の冷暖房装置である拡散混合空調方式では逆となっ
ており、なおかつ温度差が大きいので室内全体を快適に
するのが難しい。 (2) 風のない空調 風が人体に直接当ると快適な冷暖房は実現できない。と
くに冷風が直接に当たると健康に好ましくない。温風が
直接にあたっても快適ではない。 (3) 音のない空調 従来の冷暖房装置に装備されるファンは、騒音レベルを
低下できるが、騒音を低くすると冷暖房の効率も低下す
る。このため、騒音レベルを極めて低くするのが難し
い。とくに、ファンの騒音を皆無には原理的にできな
い。

【０００８】さらに、地球環境への配慮を考慮すると以
下のことが要求される。 (1) 省エネ 熱エネルギーの搬送動力を少なくして省エネルギーにで
きる。 (2) 安全かつ長寿命 危険要因となるエネルギーを用いない。たとえば油やガ
スを燃焼させる方式は、燃焼温度が極めて高いので、火
災等の種々の弊害の原因となる。また機械的に運動する
部品を用いるので、機械疲労や摩耗により極めて長寿命
化できない。 (3) 熱の有効利用 本来、空調に求められている温度は２０℃〜２７℃程度
の温度帯である。この温度に制御するために、従来の冷
暖房装置は、石油やガスを燃焼させて数百度の高温の熱
源を使用しているが、温度差が甚だしく熱を直接に高効
率に利用するのが難しい。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の冷暖
房装置が有する以上の欠点や問題を一挙に解決すること
を目的に開発されたものである。本発明の重要な目的
は、極めて簡単な構造で冷暖房の両方ができ、しかも発
生熱で直接に室内を冷暖房して効率をよくでき、さらに
機械的な可動部分をなくして極めて長寿命でメンテナン
スフリーにでき、さらにまた、ファン等の騒音を皆無に
することが可能で極めて静かで快適に冷暖房でき、しか
も高温に燃焼させる必要もなく安全性を極めて高くでき
る建物用の冷暖房装置を提供することにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の建物用の冷暖房
装置は、ペルチェ素子１０と放熱吸熱室内プレート２０
と排熱器３０と電源４０とを備える。ペルチェ素子１０
は、第１の吸放熱面１１と第２の吸放熱面１２からなる
一対の吸放熱面を有し、通電される電流の方向で、第１
の吸放熱面１１と第２の吸放熱面１２とに切り換えて熱
を強制的に移動させる。放熱吸熱室内プレート２０は、
ペルチェ素子１０の第１の吸放熱面１１に熱結合されて
建物の天井６０の室内側に配設される。排熱器３０は、
ペルチェ素子１０の第２の吸放熱面１２に熱結合され
て、放熱吸熱室内プレート２０が吸熱した熱を室外に放
出し、あるいは放熱吸熱室内プレート２０が放出する熱
を室外で吸熱する。電源４０は、ペルチェ素子１０に供
給する電流の方向を制御しながら通電する。冷暖房装置
は、電源４０がペルチェ素子１０に流す電流の方向を制
御して、放熱吸熱室内プレート２０から排熱器３０に、
または排熱器３０から放熱吸熱室内プレート２０に熱を
移動させて、室内を冷房または暖房する。

【００１１】本発明の請求項２の建物用の冷暖房装置
は、放熱吸熱室内プレート２０を、建物の床８０の室内
側に配設している。さらに、本発明の請求項３の建物用
の冷暖房装置は、放熱吸熱室内プレート２０を、建物の
壁７０の室内側に配設している。

【００１２】排熱器３０は、放熱フィン３２、放熱プレ
ート３１、熱交換パイプのいずれかとすることができ
る。放熱フィン３２または放熱プレート３１である排熱
器３０は、室外であるが建物内に設けている放熱吸熱領
域５０に配設することができる。放熱吸熱領域５０は、
天井裏６１あるいは床下８１に設けることができる。さ
らに、ペルチェ素子１０を壁７０に配設して、壁７０内
に放熱吸熱領域５０を設けることもできる。壁７０内に
設けている放熱吸熱領域５０は、天井裏６１に設けてい
る放熱吸熱領域５０に連通させることができる。

【００１３】さらに、本発明の建物用の冷暖房装置は、
放熱吸熱室内プレート２０を天井６０と床８０に配設し
ており、天井６０の放熱吸熱室内プレート２０で室内を
冷房し、床８０の放熱吸熱室内プレート２０で室内を暖
房することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明
の技術思想を具体化するための建物用の冷暖房装置を例
示するものであって、本発明は冷暖房装置を下記のもの
に特定しない。

【００１５】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決す
るための手段の欄」に示される部材に付記している。た
だ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に
特定するものでは決してない。

【００１６】図１に示す建物用の冷暖房装置は、第１の
吸放熱面１１と第２の吸放熱面１２からなる一対の吸放
熱面を有するペルチェ素子１０と、このペルチェ素子１
０の第１の吸放熱面１１に熱結合されて建物の天井６
０、床８０、壁７０等の室内側に配設される放熱吸熱室
内プレート２０と、ペルチェ素子１０の第２の吸放熱面
１２に熱結合されて、放熱吸熱室内プレート２０が吸熱
した熱を室外に放出し、あるいは放熱吸熱室内プレート
２０が放出する熱を室外で吸熱する排熱器３０とを備え
る。

【００１７】ペルチェ素子１０の原理図を図２に示す。
この図に示すように、ペルチェ素子１０は、Ｐ型半導体
１３とＮ型半導体１４を中間電極１６を介して直列に接
続しており、Ｐ型半導体１３とＮ型半導体１４に通電で
きるように一対の出力電極１５を接続している。一対の
出力電極１５を直流電源４０に接続して、矢印で示すよ
うに電子を流すと、Ｎ型半導体１４では、電子が中間電
極１６からＮ型半導体１４に移動するためのエネルギー
と、Ｎ型半導体１４の内部を出力電極１５まで移動する
ためのエネルギーを中間電極１６から得るため、中間電
極１６側ではエネルギーが不足して温度が下がり、出力
電極１５側では電子が奪ったエネルギーを放出して温度
が上がる。また、Ｐ型半導体１３においても、正孔が電
子と同様の働きをして、中間電極１６側で温度が下が
り、出力電極１５側では温度が上がる。その結果、冷却
される側の面で吸収する総熱量が、総供給電力に相当す
る熱量と合算されて放熱側に放出される。この図におい
て、仮にペルチェ素子１０の上面を第１の吸放熱面１１
として、下面を第２の吸放熱面１２とすると、図に示す
電流方向においては、第１の吸放熱面１１から第２の吸
放熱面１２に熱を強制的に移動できる。したがって、第
１の吸放熱面１１を建物の室内側に配設して、第２の吸
放熱面１２を室外側に配設して、図に示す方向に通電す
ると、第１の吸放熱面１１が冷却されて室内を冷房でき
る。ペルチェ素子１０は、電流の方向を逆にすると、第
１の吸放熱面１１で放熱して第２の吸放熱面１２で吸熱
する。したがって、電流の方向を切り換えて室内を暖房
し、または冷房できる。

【００１８】ペルチェ素子１０は、室内の広い面積で吸
熱し、あるいは放熱して効率よく冷暖房できるように、
第１の吸放熱面１１に放熱吸熱室内プレート２０を熱結
合する状態で連結しており、第２の吸放熱面１２には排
熱器３０を熱結合する状態で連結している。放熱吸熱室
内プレート２０は建物の室内側に配設されて、排熱器３
０は室外に配設される。図１の建物は、放熱吸熱室内プ
レート２０を天井６０と床８０と壁７０の室内側に配設
している。放熱吸熱室内プレート２０は、アルミニウム
板や銅板等の金属板あるいは金属箔である。この放熱吸
熱室内プレート２０は、表面を塗装し、あるいはクロス
を貼って表面処理している。放熱吸熱室内プレート２０
は、必ずしも天井６０と床８０と壁７０の全体に固定す
る必要はない。図３は、壁面の一部に放熱吸熱室内プレ
ート２０を固定する状態を示す。天井や床にも全体でな
く一部に放熱吸熱室内プレートを固定して、室内全体を
冷暖房できる。

【００１９】排熱器３０は、放熱フィン３２、放熱プレ
ート３１、熱交換パイプのいずれかである。放熱フィン
３２または放熱プレート３１である排熱器３０は、室外
で建物内の放熱吸熱領域５０に配設され、あるいは建物
の外部に配設される。この排熱器３０を建物の外部に配
設する構造は、強制的に送風することなく、簡単な構造
で吸熱あるいは放熱できる。熱交換パイプは、ペルチェ
素子の第２の吸放熱面に熱結合するように固定される。
熱交換パイプは、内部に冷却水を通過させて、第２の吸
放熱面を冷却して吸熱する。また、熱交換パイプは、温
水や水を通過させて、第２の吸放熱面に熱を供給する。
熱交換パイプは、建物外に設置しているチラー等に連結
される。チラーは、熱交換パイプに循環される水を外気
で冷却し、あるいは外気の熱を吸収して循環水に熱エネ
ルギーを供給する。

【００２０】図４ないし図１０は、建物にペルチェ素子
１０と放熱吸熱室内プレート２０と排熱器３０を固定す
る断面図を示す。図４と図５は、ペルチェ素子１０で天
井６０を冷却または加温する天井６０の断面構造を示
す。この図は、天井６０の室内側に放熱吸熱室内プレー
ト２０を固定している。放熱吸熱室内プレート２０の表
面は、塗装しあるいは表面シート９１を接着して表面処
理している。この放熱吸熱室内プレート２０は、天井６
０に固定しているペルチェ素子１０の第１の吸放熱面１
１に熱結合する状態で固定している。ペルチェ素子１０
の上面にある第２の吸放熱面１２は、排熱器３０である
放熱プレート３１または放熱フィン３２を固定してい
る。放熱吸熱室内プレート２０と放熱プレート３１の間
には、プラスチック発泡体等の断熱材９２を入れて断熱
している。

【００２１】図６ないし図９は、ペルチェ素子１０で壁
７０を冷却または加温する壁７０の断面構造を示す。こ
れ等の壁構造は、ペルチェ素子１０の第１の吸放熱面１
１に熱結合して固定している放熱吸熱室内プレート２０
を壁７０の室内側に固定している。放熱吸熱室内プレー
ト２０の表面は、塗装や表面シート９１で表面処理して
いる。放熱吸熱室内プレート２０の裏面にはプラスチッ
ク発泡体等の断熱材９２を張設している。断熱材９２
は、放熱吸熱室内プレート２０を断熱して効率よく室内
を冷暖房する。図６の壁構造は、ペルチェ素子１０の第
２の吸放熱面１２に排熱器３０である放熱プレート３１
を熱結合して固定している。図７の壁構造は、排熱器３
０として放熱フィン３２を使用している。これ等の壁構
造は、室外であるが建物内である壁７０の内部に放熱吸
熱領域５０を設けて、この放熱吸熱領域５０に放熱プレ
ート３１や放熱フィン３２等の排熱器３０を配設してい
る。

【００２２】壁７０の内部に放熱吸熱領域５０を設ける
壁構造は、図３に示すように、壁７０の内部を壁７０と
垂直な方向であって上下方向に複数の領域に分割して、
ペルチェ素子１０の第２の吸放熱面で放出または吸熱さ
れる熱を移動させる空気の給排路５１とすることができ
る。図に示す給排路５１は、互いに隣接する第１給排路
５２と第２給排路５３を備え、第１給排路５２にペルチ
ェ素子１０の第２の吸放熱面に熱結合された排熱器（図
示せず）を配置している。第１給排路５２と第２給排路
５３は、境界面が隔壁７２で区画されており、それぞれ
上下方向に空気を通過できるようにしている。さらに、
この隔壁７２の下端部には、空気を通過させる通気穴７
３を開口している。第１給排路５２と第２給排路５３の
上端は、図示しないが、天井裏まで延長されて開口して
おり、天井裏を放熱吸熱領域として空気を換気できるよ
うにしている。ただ、給排路は、壁面の上端部に貫通穴
を開口して、この貫通穴から室外に空気を通過させて給
排路内を換気することもできる。図３の壁構造は、たと
えば、室内を冷房するときには、図の矢印で示すよう
に、第２給排路５３を冷気の供給路とし、第１排気路５
２を暖気の排出路として空気を通過させる。第２給排路
５３に供給される冷気は、第２給排路５３を下降し、通
気穴７３を通過した後、第１排気路５２に侵入する。第
１排気路５２に侵入した空気は、排熱器から放熱される
熱で加熱されて上昇し、第１給排路５２の上端部から排
出される。この給排路５１は、排熱器３０で加熱された
空気を自然に対流させて効率よく換気できる。さらに、
室内を暖房するときには、鎖線の矢印で示すように、第
１給排路５１を暖気の供給路とし、第２排気路を冷気の
排出路として空気を通過させる。給排路を通過する空気
は、自然対流させることもできるが、ファン（図示せ
ず）で送風して対流させることもできる。ファンで空気
を送風する構造は、給排路を効率よく換気できる特長が
ある。

【００２３】図８の壁構造は、ペルチェ素子１０を天井
裏６１に配設している。この壁構造は、壁７０の室内側
に固定している放熱吸熱室内プレート２０を天井裏６１
に突出するように延長して、天井裏６１でペルチェ素子
１０の第１の吸放熱面１１に連結している。放熱吸熱室
内プレート２０の裏面には、断熱材９２を固定してい
る。この構造は、壁７０内にペルチェ素子１０を配置し
ないので、壁７０の構築を簡単にできる。さらに、図９
の壁構造は、放熱吸熱室内プレート２０を壁７０の室内
側に固定し、排熱器３０である放熱プレート３１を建物
の外壁として建物外に配設している。排熱器３０である
放熱プレート３１と放熱吸熱室内プレート２０の間に断
熱材９２を設けて断熱している。この構造は、放熱プレ
ート３１を建物の外壁プレート７１に併用できる。ま
た、排熱器３０を建物外に配設するので、外気に直接に
排熱し、あるいは外気から吸熱できる。図に示す壁構造
は、壁７０が厚いので、ペルチェ素子１０の第２の吸放
熱面１２には、熱結合材３３を介して排熱器３０を熱結
合するように連結している。

【００２４】図１０は、床構造を示す。この床構造は、
床８０の上面である室内側に放熱吸熱室内プレート２０
を固定している。放熱吸熱室内プレート２０は、上面に
敷物９３を敷き、あるいは木材を薄くスライスした突板
を接着して表面処理している。床８０の内部には、ペル
チェ素子１０を配設している。ペルチェ素子１０の第２
の吸放熱面１２には、排熱器３０である放熱プレート３
１を熱結合する状態で連結している。排熱器３０である
放熱プレート３１は、床下８１の放熱吸熱領域５０に配
設している。

【００２５】以上の建物は、天井裏６１と床下８１と壁
７０内に、ペルチェ素子１０の排熱器３０を配設する放
熱吸熱領域５０を設けている。この放熱吸熱領域５０
は、ファンで強制的に外気を換気し、あるいは自然対流
させて外気を換気させる。放熱吸熱領域５０に換気され
る空気は、室内を暖房するときには排熱器３０を冷却
し、冷房するときには排熱器３０に熱エネルギーを供給
する。夏期に室内を冷房するときは、床下８１の冷たい
空気を壁７０内から天井裏６１に移動させて、天井裏６
１から室外に排気する。このように外気を換気させる
と、放熱吸熱領域５０に通過させる空気温度を低くし
て、排熱器３０を効率よく冷却できる。反対に冬期に室
内を暖房するときは、暖かい天井裏６１の空気を壁７０
から床下８１に移動させて、床下８１から外部に排気す
る。このように換気すると、天井裏６１で暖かく加温さ
れた空気で排熱器３０を加温して効率よく室内を暖房で
きる。

【００２６】ペルチェ素子１０は、電流の方向で冷房と
暖房に切り換えできる。図１１ないし図１３は、電源４
０のブロック図である。図１１の電源４０は、正負の出
力端子４１とペルチェ素子１０との間に切換スイッチ４
２を接続している。切換スイッチ４２を制御回路４３で
切り換えて、ペルチェ素子１０に流す電流の方向を変更
して、室内の冷房と暖房を切り換える。さらに、図の電
源４０は、温度センサー（図示せず）でオンオフに切り
換えられる制御スイッチ４４を備える。制御スイッチ４
４は、温度センサーで検出される室内温度でオンオフに
切り換えられて、室内温度を設定値に制御する。

【００２７】図１２の電源４０は、天井と壁と床のペル
チェ素子１０に、切換スイッチ４２を介して出力端子４
１を接続している。切換スイッチ４２は、制御回路４３
でオンオフに制御される。制御回路４３は、切換スイッ
チ４２で冷房と暖房に切り換える。ペルチェ素子１０で
放熱吸熱室内プレート２０を加温して暖房するときは、
床と壁のペルチェ素子１０に放熱吸熱室内プレート２０
が発熱する方向に通電する。冷房するときは天井と壁の
ペルチェ素子１０の放熱吸熱室内プレート２０が吸熱す
るように通電する。

【００２８】さらに、図１３の電源４０は、天井と壁と
床の全てのペルチェ素子１０に通電して、室内を冷暖房
できるようにしている。この電源４０は、天井と壁と床
に固定している全ての放熱吸熱室内プレート２０が発熱
するように通電して、天井と壁と床を加熱して暖房し、
あるいは天井と壁と床に固定している全ての放熱吸熱室
内プレート２０が吸熱するように通電して、天井と壁と
床を冷却して冷房することができる。この場合、暖房す
るときには、床のペルチェ素子１０に流す平均電流を天
井よりも大きくして、すなわち床の発熱を天井より大き
くして室内を快適な温度分布とすることができる。ま
た、冷房のときには、天井のペルチェ素子１０に流す平
均電流を床のペルチェ素子１０の電流よりも大きくし
て、すなわち天井の吸熱を床よりも大きくして室内を快
適な温度分布にできる。

【００２９】図１の建物は、床下８１と壁７０と天井裏
６１の放熱吸熱領域５０に外気を循環させているが、床
下の放熱吸熱領域と、壁の放熱吸熱領域と、天井裏の放
熱吸熱領域を独立させて、各々に外気を循環させること
もできる。

【００３０】

【発明の効果】本発明の建物用の冷暖房装置は、従来の
ヒートポンプ式の冷暖房装置とは異なる独特の構造によ
って、以下の優れた特長を実現して、従来の冷暖房装置
が有する様々な問題点を一挙に解決できる。

【００３１】(1) 極めて簡単な構造で冷暖房の両方が
できる。本発明の冷暖房装置は、一対の吸放熱面を有す
るペルチェ素子の第１の吸放熱面に放熱吸熱室内プレー
トを熱結合して、建物の天井や壁、あるいは床の室内側
に配設すると共に、第２の吸放熱面に排熱器を熱結合し
ている。ペルチェ素子は、通電する電流の方向で、第１
の吸放熱面と第２の吸放熱面とに切り換えて熱を強制的
に移動できる特性がある。このため、ペルチェ素子に流
す電流の方向を変えることでペルチェ素子の熱特性を逆
にして、極めて簡単な構造で冷暖房の両方を実現でき
る。また、電気方式であるため、冷暖房の切り換えや温
度調節等の制御も極めて容易である。

【００３２】(2) 発生熱で直接に室内を冷暖房して効
率をよくできる。本発明の冷暖房装置は、天井、壁、床
等の室内側に配設した放熱吸熱室内プレートで直接に室
内を冷暖房している。このため、従来の冷暖房装置のよ
うに、フロンガスや水等の媒体を使用することなく冷暖
房の効率よくできる。それは、媒体の搬送によるエネル
ギーの損失を皆無にできるからである。しかも、フロン
ガス等を使用しないので、地球環境にも配慮した構造と
いえる。さらに、従来の冷暖房装置のように、屋外に室
外機を配設する必要がないので、極めて省スペースに設
置して建物の外観をよくできる特長もある。

【００３３】(3) 振動や騒音を皆無にして極めて静か
で快適に冷暖房できる。本発明の冷暖房装置は、従来の
冷暖房装置のように、圧縮機やファンやボイラー等を必
要としない。したがって、使用中における振動や騒音の
発生を皆無にして、極めて静かに冷暖房できる。

【００３４】(4) 極めて長寿命でメンテナンスフリー
にできる。本発明の冷暖房装置は、圧縮機やファン等の
機械的な可動部分を必要としないので、機械的に金属疲
労して磨耗する部品を皆無にして極めて長寿命にできる

【００３５】(5) 風を吹き出すことなく快適に冷暖房
する。本発明の冷暖房装置は、従来の空調式の冷暖房装
置のように冷風や温風を吹き出すことなく冷暖房できる
ので、送風による弊害を皆無にできる。風が人体に直接
当ると快適な冷暖房は実現できない。とくに、冷風が直
接に当たると健康に好ましくない。本発明の冷暖房装置
は、室内に風を吹き出すことなく冷暖房するので、極め
て快適な冷暖房を実現して、夏場のクーラー病や冬場の
乾燥を有効に防止できる。

【００３６】(6) 高温に燃焼させることなく安全性を
高くできる。本発明の冷暖房装置は、従来の床暖房等の
ように、ボーラー等で高温に燃焼させる必要がないの
で、安全性を極めて高くできる特長がある。とくに、危
険要因となる油やガスを燃焼させないので、火災等の種
々の弊害を確実に防止できる。また、化石燃料の燃焼に
よる地球環境への悪影響も皆無にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる建物用の冷暖房装置
の概略構成図

【図２】ペルチェ素子の原理を示す概略図

【図３】壁面の一部に放熱吸熱室内プレートを固定する
状態を示す断面斜視図

【図４】天井にペルチェ素子を配設する構造を示す拡大
断面図

【図５】天井にペルチェ素子を配設する他の構造を示す
拡大断面図

【図６】壁にペルチェ素子を配設する構造を示す拡大断
面図

【図７】壁にペルチェ素子を配設する他の構造を示す拡
大断面図

【図８】壁にペルチェ素子を配設する他の構造を示す拡
大断面図

【図９】壁にペルチェ素子を配設する他の構造を示す拡
大断面図

【図１０】床にペルチェ素子を配設する構造を示す拡大
断面図

【図１１】電源の一例を示すブロック図

【図１２】本発明の一実施例にかかる冷暖房装置の電源
を示すブロック図

【図１３】本発明の他の実施例にかかる冷暖房装置の電
源を示すブロック図

【符号の説明】

１０…ペルチェ素子 １１…第１の吸放熱面 １２…第２の吸放熱面 １３…Ｐ型半導体 １４…Ｎ型半導体 １５…出力電極 ２０…放熱吸熱室内プレート ３０…排熱器 ３１…放熱プレート ３２…放熱フィン ３３…熱結合材 ４０…電源 ４１…出力端子 ４２…切換スイッチ ４３…制御回路 ４４…制御スイッチ ５０…放熱吸熱領域 ５１…給排路 ５２…第１給排路 ５３…第２給排路 ６０…天井 ６１…天井裏 ７０…壁 ７１…外壁プレート ７２…隔壁 ７３…通気穴 ８０…床 ８１…床下 ９１…表面シート ９２…断熱材 ９３…敷物

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の吸放熱面(11)と第２の吸放熱面(1
   2)からなる一対の吸放熱面を有し、通電される電流の方
   向で、第１の吸放熱面(11)と第２の吸放熱面(12)とに切
   り換えて熱を強制的に移動させるペルチェ素子(10)と、
   このペルチェ素子(10)の第１の吸放熱面(11)に熱結合さ
   れて建物の天井(60)の室内側に配設される放熱吸熱室内
   プレート(20)と、ペルチェ素子(10)の第２の吸放熱面(1
   2)に熱結合されて、放熱吸熱室内プレート(20)が吸熱し
   た熱を室外に放出し、あるいは放熱吸熱室内プレート(2
   0)が放出する熱を室外で吸熱する排熱器(30)と、ペルチ
   ェ素子(10)に供給する電流の方向を制御しながら通電す
   る電源(40)とを備え、 電源(40)がペルチェ素子(10)に流す電流の方向を制御し
   て、放熱吸熱室内プレート(20)から排熱器(30)に、また
   は排熱器(30)から放熱吸熱室内プレート(20)に熱を移動
   させて、室内を冷房または暖房するようにしてなる建物
   用の冷暖房装置。
2. 【請求項２】 第１の吸放熱面(11)と第２の吸放熱面(1
   2)からなる一対の吸放熱面を有し、通電される電流の方
   向で、第１の吸放熱面(11)と第２の吸放熱面(12)とに切
   り換えて熱を強制的に移動させるペルチェ素子(10)と、
   このペルチェ素子(10)の第１の吸放熱面(11)に熱結合さ
   れて建物の床(80)の室内側に配設される放熱吸熱室内プ
   レート(20)と、ペルチェ素子(10)の第２の吸放熱面(12)
   に熱結合されて、放熱吸熱室内プレート(20)が吸熱した
   熱を室外に放出し、あるいは放熱吸熱室内プレート(20)
   が放出する熱を室外で吸熱する排熱器(30)と、ペルチェ
   素子(10)に供給する電流の方向を制御しながら通電する
   電源(40)とを備え、 電源(40)がペルチェ素子(10)に流す電流の方向を制御し
   て、放熱吸熱室内プレート(20)から排熱器(30)に、また
   は排熱器(30)から放熱吸熱室内プレート(20)に熱を移動
   させて、室内を冷房または暖房するようにしてなる建物
   用の冷暖房装置。
3. 【請求項３】 第１の吸放熱面(11)と第２の吸放熱面(1
   2)からなる一対の吸放熱面を有し、通電される電流の方
   向で、第１の吸放熱面(11)と第２の吸放熱面(12)とに切
   り換えて熱を強制的に移動させるペルチェ素子(10)と、
   このペルチェ素子(10)の第１の吸放熱面(11)に熱結合さ
   れて建物の壁(70)の室内側に配設される放熱吸熱室内プ
   レート(20)と、ペルチェ素子(10)の第２の吸放熱面(12)
   に熱結合されて、放熱吸熱室内プレート(20)が吸熱した
   熱を室外に放出し、あるいは放熱吸熱室内プレート(20)
   が放出する熱を室外で吸熱する排熱器(30)と、ペルチェ
   素子(10)に供給する電流の方向を制御しながら通電する
   電源(40)とを備え、 電源(40)がペルチェ素子(10)に流す電流の方向を制御し
   て、放熱吸熱室内プレート(20)から排熱器(30)に、また
   は排熱器(30)から放熱吸熱室内プレート(20)に熱を移動
   させて、室内を冷房または暖房するようにしてなる建物
   用の冷暖房装置。
4. 【請求項４】 排熱器(30)が、放熱フィン(32)、放熱プ
   レート(31)、熱交換パイプのいずれかである請求項１な
   いし３に記載される建物用の冷暖房装置。
5. 【請求項５】 排熱器(30)が放熱フィン(32)または放熱
   プレート(31)で、この構造の排熱器(30)を、室外である
   が建物内に設けている放熱吸熱領域(50)に配設している
   請求項１ないし３に記載される建物用の冷暖房装置。
6. 【請求項６】 天井裏(61)を放熱吸熱領域(50)としてい
   る請求項５に記載される建物用の冷暖房装置。
7. 【請求項７】 放熱吸熱領域(50)を床下(81)に設けてい
   る請求項５に記載される建物用の冷暖房装置。
8. 【請求項８】 ペルチェ素子(10)を壁(70)に配設して、
   壁(70)内に放熱吸熱領域(50)を設けている請求項５に記
   載される建物用の冷暖房装置。
9. 【請求項９】 壁(70)内に設けている放熱吸熱領域(50)
   を天井裏(61)に設けている放熱吸熱領域(50)に連通して
   いる請求項８に記載される建物用の冷暖房装置。
10. 【請求項１０】 放熱吸熱室内プレート(20)を天井(60)
    と床(80)に配設しており、天井(60)の放熱吸熱室内プレ
    ート(20)で室内を冷房し、床(80)の放熱吸熱室内プレー
    ト(20)で室内を暖房する請求項１と２に記載される建物
    用の冷暖房装置。