JP5334065B2 - 建物内の集中式熱交換装置に用いるためのモジュール式熱交換システム - Google Patents

Description

本発明は、建物内の集中式熱交換装置に用いるためのモジュール式熱交換システムに関するものである。

特許文献１には、プラスチック製の複数のモジュール式熱交換要素を備えた建物用の暖房システムが開示されている。各モジュール式熱交換要素は、２つの水平に伸びるスリーブ（sleeve）と上下に伸びるダクト（duct）又は枝管（branch）とを有している。ダクト又は枝管の端部はスリーブに接続され、これにより熱交換流体が流通できるようになっている。ここで、熱交換流体は、これらの２つのスリーブのうちの一方のスリーブから流入し、ダクト又は枝管を流通した後、他方のスリーブから流出する。いくつかのモジュール式熱交換要素は集合され、水平なスリーブをその軸方向に連結することによりラジエータを形成している。

特許文献２には、同一又は類似の加熱要素（heating element）で構成されたラジエータが開示されている。これらの加熱要素を加熱流体が循環して流通する。これらの加熱要素を並列に配置することにより、その外形寸法を調節することができる。この発明によれば、各加熱要素は、内側に流体回路を有する正方形又は長方形の本体部と、並列に配置された２つのモジュールを互いに流体的に接続するための流体接続手段とを備えたモジュールを形成する。さらに、各モジュールの寸法は、並列に配置された２つのモジュールの隣り合う流体接続手段がある一定の距離だけ離間するように選択される。この一定の距離はまた、同一のモジュールの２つの隣り合う流体接続手段を分離することができる距離に対応する。このラジエータシステムは、とくに所望の幾何学的形状でもって現場で設置することが可能なモジュール式の鋳鉄製ラジエータの製造に応用される。

特許文献３は、ケーシング（casing）を備えた温水ラジエータを開示している。このケーシング内には、その長さを調節するために、１つ又は複数のモジュール式ユニットが配置されている。各ユニットは、放射熱源又は対流熱源として機能する螺旋状又はコイル状に配列された可撓性を有するプラスチック製の管路（plastic flexible tubing）を備えている。

引用文献４は、放射パネル（radiant panel）を備えている室温を制御するためのシステムを開示している。放射パネルは、断面が長方形の肉厚が薄い複数の通路要素（channel element）で構成されている。これらの通路要素は、その先端を該通路要素に熱ベクトル液体（thermovector liquid）を供給するための２つのマニホールド（manifold）に形成されたスリット（slit）に挿入することにより隣り合わせに組み付けられる。マニホールドは、スリット内に開口するポート（port）を有している。１つの実施形態では、このシステムは傾斜した配置形態を有している。

特許文献５は、加熱流体のための供給部及び還流部と、複数の中空の加熱本体部とを有するラジエータに関するものである。加熱本体部は、水平に伸びるスリーブをその軸方向に結合することにより互いに結合されている。１つ又は複数の加熱本体部は、電灯を挿入するための孔部を備えている。

特許文献６には、室内を暖房及び／又は冷房する装置が開示されている。この装置は、ハウジング（housing）と、ハウジングを天井に取り付けるための手段と、ハウジング内に配置され温水水又は冷却水を循環させるための入口接続部及び出口接続部を有する熱交換器と、ハウジングの直下に取り付けられハウジングの底部を完全に覆う室内照明付属品（room light fitting）と、照明付属品の縁部（margin）に配置された空気入口部及び空気出口部と、空気を入口部に引き込み、熱交換器を流して出口部から流出させるファン（０fan）とを備えている。

互いに隣り合うように結合された複数のモジュラー式加熱ユニットを備えたその他の多数の加熱システムも知られている。

欧州特許出願公開第１６８４０４５号明細書 欧州特許出願公開第０５２４０８５号明細書 英国特許出願公開第２２４３６７８号明細書 欧州特許出願公開第１１６７８９０号明細書 欧州特許出願公開第１０６９３９０号明細書 欧州特許出願公開第０１１５６７４号明細書

これらの従来の暖房／冷房システムには、その機能（functionality）が限られているといった欠点がある。

本発明の目的は、モジュール式熱交換システムにより多くの機能を付与するための改善された柔軟性（improved flexibility）を有するモジュール式熱交換システムを提供することである。

本発明のさらなる目的は、建物の種々の室内の温度を良好に制御する集中式熱交換装置を提供することである。

前記の種々の目的は、本発明によれば、独立形式の各請求項に係る技術的特徴を備えたシステム及び装置によって達成される。

本明細書において用いられている「熱交換（heat exchange）」との語は、「加熱及び／又は冷却が生じる（provided for heating and/or cooling）」ということを意味することが意図されている。

本明細書において用いられている「非熱交換要素（non-heat-exchange element）」との語は、空気と加熱流体又は冷却流体との熱交換以外の機能を実施する要素を意味することが意図されている。

本発明の第１の態様においては、本発明は、建物（building）内において集中加熱／冷却を行う集中式熱交換装置（central heat exchange installation）で用いられるモジュール式熱交換システム（modular heat exchange system）に関連する。モジュール式熱交換システムは、少なくとも１つの熱交換要素（heat exchange element）と少なくとも１つの非熱交換付加要素（add-on non-heat-exchange element）とを備えている。熱交換要素は、該熱交換要素内を流通する加熱／冷却流体（液体又は気体）と、周囲の空気との間で熱交換が行われるように構成されている。熱交換要素は、互いに背向する左右の側部を有するとともに、予め設定された第１の形状を有している。非熱交換付加要素は、モジュール式熱交換システムに任意の機能性を付加するために設けられている。この非熱交換付加要素は、熱交換要素の背向する２つの側部（sides）の一方に対して相補的な左又は右の側部（complementary lateral side）を有するとともに、予め設定された第２の形状を有している。かくして、熱交換要素と非熱交換付加要素とが、互いに対向する相補的な側部でもって互いに隣り合って固定されたときには、熱交換要素の第１の形状は非熱交換付加要素の第２の形状に連続してつながる（continue）。

モジュール式熱交換システムは、例えば壁を背にして配置し又は床に据え置くなどして、直立した姿勢（upright position）で取り付けられることが意図されている。熱交換要素を循環して流通する加熱／冷却流体は好ましくは水であるが、これはその他の加熱／冷却のための液体又は気体を用いる可能性を排除するものではない。

本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムに１つ又は複数の非熱交換付加要素を設けることにより、モジュール式熱交換システムの機能を、室内における単なる空気の加熱及び／又は冷却の範囲を超えて拡張することができる。設けることが可能な非熱交換付加要素としては、発光ユニット（light unit）、空気加湿ユニット（air humidifying unit）、隣り合う熱交換要素の一方又は両方の操作を個別に制御するための制御ユニット、又はその他の付加的な要素が挙げられる。このような付加的な機能を、従来技術のように熱交換要素に直接もたせるのではなく、非熱交換付加要素にもたせることにより、モジュール式熱交換システムの機能性を各室内における所望の機能に適応させることができる一方、建物全体に対して同一の要素を用いることができる。その結果、本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムの柔軟性（flexibility）は、従来技術に比べて大幅に高められる。

熱交換要素及び非熱交換付加要素の各形状を、一方の形状が他方の形状に連続してつながるように設定することにより、美学的に美しい全体的形状を実現することができる。さらに、これは、本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムの機能（functionality）を、装飾的な機能（decorative function）とともに拡大することができる。

非熱交換付加要素を、熱交換要素の左右の側部（lateral sides）に付加する部品として構成することにより、熱交換要素の全幅を、空気の流れを、それらの底部側からそれらの頂部側に導くのに有利な状態とすることができる。その結果、熱交換要素の効率（efficiency）は、非熱交換付加要素を付加することにより影響されることはない。

その結果、本発明の第１の態様によれば、柔軟性及び効率が非常に高く、その機能性を各室における要求に容易に適応させることができるモジュール式熱交換システムを提供することができる。

本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムの１つの利点は、従来技術に係るモジュール式熱交換システムに比べて、より高い効率とより高い機能性を実現することができることである。もう１つの利点は、所望の温度を迅速に実現することができることである。

熱交換要素の左右の側部と、これに対して互いに対向している非熱交換付加要素とには、取り付ける際に各要素の配列（aligning of the elements）が互いに整合する（register）のを助勢するために、相補的なレジスタ手段（registering means）、例えば、突出部（ridges）、突起部（protrusions）、凹部（recesses）などといった相補的な形状の部品を設けるのが好ましい。これらのレジスタ手段は、場合によっては、これらの要素を互いに有効に連結するために連結手段（coupling means）と組み合わせてもよい。

好ましい実施態様においては、熱交換要素は、加熱流体又は冷却流体を導くための技術的部品（technical part）を備えている。この技術的部品は、非熱伝導材料（non-heat conductive material）、好ましくはプラスチック又は複合材料からなる前側部材（front member）と、熱伝導材料、好ましくはアルミニウムなどといった金属又は合金からなる後側部材（back member）とを備えている。技術的部品を実質的に流体密封（fluid-tight）にするために、前側部材と後側部材の間には、シール材（sealing）が設けられている。この構造によれば、熱交換要素の前部がその後部よりも加熱の度合いが小さくなり、これによりユーザが熱交換要素に接触したときに皮膚にやけどが生じる危険性を低減することができるといった利点が生じる。

前側部材は、複数の流体案内リブ（fluid conducting ribs）を備えているのが好ましい。これらの流体案内リブはこれらの間に、技術的部品の入口部から該技術的部品の出口部まで単一の流通経路（flow path）に沿って熱交換流体を導くための導通路（conduit）を形成する。これらの導通路は、後側部材に向かって開放され、流体と後側部材とが接触することを可能にする。流通経路は、流体の流れ方向に関して出口部に最も近い導通路が技術的部品の周縁に位置するように構成するのが好ましい。これは、流通経路の比較的低温の部分が、（キャップ部が開いている場合に）接触の危険性が最も高くなる技術的部品の周縁に位置するということを意味する。

流体案内リブは、凹状の頂面を有しているのが好ましい。この頂面に、入口部（inlet）から出口部（outlet）までの単一の流通経路以外での導通路間の流体連通を防止するためのシール材を設けてもよい。このようにすれば、冷帯（cold zones）の形成を防止することができるので、熱交換要素の効率を高めることができる。

後側部材は、流体と接触するための一方の側部と、互いに一定の距離間隔で離間した複数の直立フィン（upstanding fins）が設けられた空気と熱交換を行うための反対側の側部とを有する平坦な基部（flat base）を備えているのが好ましい。直立フィンは、実質的に平行な波形の形状（corrugated shape）を有しているのが好ましい。このようにすれば、平坦な形状の直立フィンの場合に比べて、直立フィンの表面積、ひいては直立フィンの熱交換容量が増加する。平行な波形の形状は、隣り合うフィン間の距離を実質的に一定にすることを確実化し、その結果、空気の流れの中に渦が生じるのを防止することができ、フィン間に流動性が大きい空気流（fluent air stream）を維持することができる。これは、さらにシステムの効率を高めることができる。

好ましい実施態様においては、本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムは、さらに、壁に固定されるとともに技術的部品を保持するように構成された壁取付部材（wall mount）を備えている。壁取付部材は、非熱伝導材料（non-heat conductive material）、例えばプラスチック又は複合材料で構成され、技術的部品の直立フィンと係合するための軟性材料層（layer of soft material）を備えている。壁取付部材を非熱伝導材料で構成することにより、熱交換要素が取り付けられた壁を経由する熱損失を低減することができる。その結果、システムの効率を高めることができる。軟性材料層は、技術的部品のフィンを所定の位置に保持し、その変形を防止するとともに、振動を減衰させる。その結果、望ましくない騒音を低減することができる。

本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムは、さらに少なくとも１つの熱交換要素を覆って取り付けられるように構成されたカバー（cover）を備えているのが好ましい。このカバーは、技術的部品を、望ましくない異物の侵入（intrusion）に対して保護することができ、さらにシステム近傍における人の安全性を高めることができる。さらに、このカバーに何らかの考え得る装飾を施して、熱交換要素に装飾的な機能をもたせるようにしてもよい。

カバーは、空気を導くための開口部を備えた蓋部材（cap part）を備えているのが好ましい。この蓋部材は、熱交換要素の頂部に配置され、必要であれば技術的部品を取り扱う（access）ために開くことができ、又はカバーから取り外すことができる。望ましくない取り扱い（access）を防止するため、ロック部材により、好ましくは蓋部材の背向する両端部で、蓋部材を閉じた位置にロックする（lock）ようにしてもよい。その結果、それらは、子供が同時に操作することができないような非常に大きい間隔で離間することになる。

好ましい実施態様においては、本発明の第１の態様に係るモジュール式熱交換システムは、さらに空気を熱交換要素に引き込む（draw）ために、底部側に通気装置（ventilator）を備えている。これにより、さらにシステムの効率を高めることができ、加熱／冷却過程（process）を迅速化することができる。

本発明の第２の態様（本発明の第１の態様と組み合わせてもよく、また組み合わせなくてもよい）によれば、本発明は、建物内の集中式熱交換装置（central heat exchange installation）に関連する。この集中式熱交換装置は、下記の構成要素を備えている。
流体を加熱するための中央加熱ユニット。
流体を冷却するための中央冷却ユニット。
中央加熱ユニットと中央冷却ユニットとを切り替える（select）切替機構。
建物の複数の部屋内に配置された複数の熱交換システム。
中央加熱ユニット及び中央冷却ユニットと複数の熱交換システムとの間を伸び、中央加熱ユニット及び中央冷却ユニットから熱交換システムの各々に向かって流体を導くダクト（duct）。

集中式熱交換装置に中央加熱ユニット及び中央冷却ユニットを設けることにより、集中式熱交換装置全体を、冬季における暖房及び夏季における冷房又は空調の両方に用いることができる。このようにすれば、建物全体にわたって各別の独立した空調を行う必要をなくすことができる。かくして、建物内の種々の室の温度の良好な制御を一年中いつでも実現することができる。

本発明の第２の態様に係る好ましい実施態様においては、集中式熱交換装置は、切替機構として、中央制御ユニットに接続された屋外温度センサ（outdoor temperature sensor）を備えている。中央制御ユニットは、屋外温度センサによって検出された温度に基づいて、中央加熱ユニット又は中央冷却ユニットのいずれかを動作させる。かくして、集中式熱交換装置の操作を効果的に制御することができ、屋外の温度に基づいて加熱（暖房）と冷却（冷房）とを自動的に切り替えることができる。加熱から冷却への切替点（switching point）と、冷却から加熱への切替点との間にはマージン（margin）を設定するのが好ましい。このようにすれば、例えば冷却に切り替えたときには、装置を再び加熱に切り替える前に屋外の温度が数度低下しなければならないということになり、装置の切り替えが頻繁に起こるのを防止することができる。

本発明の第２の態様に係る好ましい実施態様においては、中央加熱ユニットと中央冷却ユニットとが直列に配置されている。この場合、熱交換流体は、常時両ユニットを流通して循環するが、通常は両ユニットのうちの一方のユニットのみが操作状態にあるだけであるので、何ら問題は生じない。しかしながら、このようにせず、中央加熱ユニットと中央冷却ユニットとを並列に配置してもよい。この場合、中央制御ユニットによって操作される複数のバルブでもって、中央加熱ユニットを流通する循環と中央冷却ユニットを流通する循環とを切り替える（distinguish）のが好ましい。

本発明は、以下の記述及び添付の図面により、さらに明らかになるであろう。

熱交換要素と、非熱交換付加要素としての制御ユニットとを備えている、本発明の第１実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 図１に示す熱交換システムの場合と同様の熱交換要素と、非熱交換付加要素としての発光ユニットとを備えている、本発明の第２実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 図１に示す熱交換システムの場合と同様の２つの熱交換要素と、非熱交換付加要素としてのコーナー部品とを備えている、本発明の第３実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 図１に示す熱交換システムの場合と同様の２つの熱交換要素と、非熱交換付加要素としての制御ユニット及び空気加湿ユニットとを備えている、本発明の第４実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 高さを高くした１つの熱交換要素と、上下に配置された制御ユニット及び空気加湿ユニットを有する１つの非熱交換付加要素とを備えている、本発明の第５実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 １つの熱交換要素と、２つの非熱交換付加要素とを備えている、全体として円形に形成された、本発明の第６実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 図６に示す熱交換システムの場合と同様の２つの熱交換要素と、同一の複数の非熱交換付加要素とを備えている、「８」の字形をなす、本発明の第７実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 前側に配置された空気取入開口を有する熱交換要素と、非熱交換付加要素としての制御ユニットとを備えている、本発明の第８実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示す図である。 図８に示す熱交換要素を構成する各部材の分解図である。 第８実施形態に係る熱交換システムの壁取付部材の前側からみた斜視図及び後側からみた斜視図である。 第８実施形態に係る壁取付部材を製図の様式で示す図である。 図１〜図８に示す全ての実施形態に係る熱交換システムで用いることができる技術的部品の斜視図である。 図１２に示す技術的部品の前側部材の斜視図である。 図１２に示す技術的部品の前側部材を製図の様式で示す図である。 図１２に示す技術的部品の後側部材の斜視図である。 図１２に示す技術的部品の後側部材を製図の様式で示す図である。 図１２に示す技術的部品の後側部材の直立フィンを詳細に示す図である。 図１０に示す壁取付部材と図１２に示す技術的部品とを組み付けて形成された組立体を示す図である。 図１に示す第１実施形態に係る熱交換部のための壁取付部材と図１２に示す技術的部品とを組み付けて形成された組立体を示す図である。 図８に示す熱交換要素のためのカバーの斜視図である。 図８に示す熱交換要素のためのカバーを製図の様式で示す図である。 図１８に示す組立体に固定して取り付けられた、図２０に示すカバーを示す図である。 図１に示す熱交換要素のためのカバーの斜視図である。 図１に示す熱交換要素のためのカバーを製図の様式で示す図である。 図１９に示す組立体に固定して取り付けられた、図２３に示すカバーを示す図である。 使用していないときにカバーのカットアウトを閉止するための閉止部材を示す図である。 図２０及び図２３に示すカバーのための蓋部材の斜視図である。 図２７に示す蓋部材を製図法の様式で示す図である。 図２７に示す蓋部材のためのロックシステムを示す図である。 図８に示す第８実施形態に係る熱交換システムの熱交換要素で用いることができる通気装置を示す図である。 図１に示す熱交換要素が別体の足部に固定して取り付けられる形態の、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換システムを示す図である。 図１に示す熱交換要素が別体の足部に固定して取り付けられる形態の、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換システムを示す図である。 図１に示す熱交換要素が別体の足部に固定して取り付けられる形態の、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換システムを示す図である。 図１に示す熱交換要素が別体の足部に固定して取り付けられる形態の、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換システムを示す図である。 装飾が施された、図１に示す熱交換要素のための実施可能なカバーを示す図である。 装飾が施された、図１に示す熱交換要素のための実施可能なカバーを示す図である。 それぞれ装飾が施された実施可能なその他の多数のカバーの実施例を示す図である。 それぞれに異なる形態の熱交換要素が取り付けられている複数の枝部を有する中空ポールを備えている、本発明に係る熱交換システムを示す図である。 図８に示す制御ユニットの分解図である。 図８に示す制御ユニットの斜視図である。 図８に示す熱交換要素の非熱交換付加要素として用いることができる空気加湿ユニットの斜視図である。 図８に示す熱交換要素の非熱交換付加要素として用いることができる発光ユニットの斜視図である。 図３９〜図４２に示す非熱交換付加要素のモジュール式部品であるフレームの斜視図である。 図３９〜図４２に示す非熱交換付加要素のモジュール式部品であるフレームを製図の様式で示す図である。 図４０に示す制御ユニットの前側プレートの斜視図である。 図４０に示す制御ユニットの前側プレートを製図法の様式で示す図である。 図３９〜図４２に示す非熱交換付加要素の蓋部材の斜視図である。 図３９〜図４２に示す非熱交換付加要素の蓋部材を製図の様式で示す図である。 本発明の第２の態様に係る集中式冷暖房装置を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品の後側部材を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品の後側部材を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品の後側部材を示す図である。 一体化された発光手段を備えた、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換部を示す図である。 一体化された発光手段を備えた、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換要素を示す図である。 一体化された発光手段を備えた、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換要素を示す図である。 一体化された発光手段を備えた、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換要素を示す図である。 本発明に係る制御ユニットの表示手段（display）の正面図である。 本発明に係る熱交換要素の前側部材と後側部材のシール材及び固定手段の実施可能な構造を示す図である。 本発明に係る熱交換要素の前側部材と後側部材のシール材及び固定手段の実施可能な構造を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品を示す図である。 代替的な実施形態に係る技術的部品を示す図である。

以下、本発明を添付の図面を参照しつつ特定の実施形態について説明するが、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載によってのみ限定されるものである。また、添付の図面は単なる模式的な図であり、本発明を限定するものではない。添付の図面においては、各要素の一部の要素の寸法は誇張されており、実際の寸法を示すために記載されたものではない。各要素の絶対的な寸法及び相対的な寸法は、本発明を実施するための実際の縮尺（reduction）に必ずしも対応しているわけではない。

また、本明細書及び特許請求の範囲における「第１（first）」、「第２（second）」、「第３（third）」等の語句は、同様ないしは類似の要素を識別するために用いられ、必ずしもこれらの要素の配列順序又は時間的な順序を示しているわけではない。これらの語句は、状況に応じて適当に入れ換えることができ、本発明の実施形態において、これらの要素は、本明細書又は図面に記載された順序と異なっていてもよい。

さらに、本明細書及び特許請求の範囲における「頂部（top）」、「底部（bottom）」、「上（over）」、「下（under）」等の語句は、記述を容易にするために用いられ、必ずしも相対的な位置を示しているわけではない。これらの語句は、状況に応じて適当に入れ換えることができ、本発明の実施形態おいて、これらの要素は、本明細書又は図面に記載され位置又は方向と異なっていてもよい。

特許請求の範囲で用いられている「備えている（comprising）」との語句は、その後に列挙された手段に限定されるということを意味するものと解釈されるべきではない。この語句は、その他の要素（elements）又はステップ（steps）の付加を排除するものではない。この語句は、記載又は言及された特徴、整数（integer）、ステップ又は構成要素（component）が存在するということを特定するものとして解釈されるべきであり、１つ又は複数のその他の特徴、整数、ステップもしくは構成要素又はこれらの集合の存在もしくは付加を排除するものではない。かくして、「手段Ａ及び手段Ｂを備えている装置」との特定事項の範囲は、構成要素Ａ及び構成要素Ｂのみで構成される装置に限定されるべきではない。この特定事項は、本発明に関しては、この装置には構成要素Ａ及び構成要素Ｂが関連するということを意味するだけである。

図１は、本発明の第１実施形態に係るモジュール式熱交換システム（以下では、略して「システム」ということがある。）を示している。このシステムは、１つの基本的な要素である熱交換要素１００と、１つの非熱交換付加要素５００（以下では、略して「付加要素」ということがある。）、より詳しくは熱交換要素１００を制御するための制御ユニット５００とを備えている。熱交換要素１００は、互いに背向する左右の側部１０１、１０２（lateral sides）を備えた、予め設定された矩形の形状を有している。制御ユニット５００は、熱交換要素１００の形状とぴったり重なり合う、予め設定された矩形の形状を有している。このため、制御ユニットは、熱交換要素１００の互いに背向する左右の側部１０１、１０２と相補的な形状をもつ左右の側部５０１、５０２を有している。その結果、図１に示すように、熱交換要素と非熱交換付加要素とが互いに対向する相補的な側部で互いに隣り合って固定されてときには、熱交換要素１００の矩形の形状は、制御ユニット５００の矩形の形状に連続してつながり、その結果、全体的には単一ユニットのような外観を呈する。図１では、制御ユニット５００は、側部１０１に対向する側部５０１で、熱交換要素１００の左側に取り付けられている。しかしながら、制御ユニット５００は、矩形の形状を有するので、側部１０２に対向する側部５０２で、熱交換要素１００の右側に取り付けることもできる。

図２は、本発明の第２実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、図１に示す熱交換要素と同様の１つの熱交換要素１００と、１つの非熱交換付加要素５２０、より詳しくは発光ユニット５２０（light unit）とを備えている。発光ユニット５２０は、熱交換要素１００の左右の側部と相補的な形状をもつ左右２つの側部５２１、５２２を有している。

図３は、本発明の第３実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、図１に示す熱交換要素と同様の２つの熱交換要素１００と、非熱交換付加要素としてのコーナー要素５４０（corner element）とを備えている。コーナー要素５４０は、熱交換要素１００の左右の側部１０１、１０２と相補的な形状をもつ左右２つの側部５４１、５４２を有している。コーナー要素５４０は、２つの熱交換要素１００を、室のコーナー部に、所定の角度で折り曲げた形態で取り付けることを可能にする。コーナー要素５４０の頂部側（top side）は、コーナー部の空間の清掃を可能するために取り外すことができるようになっている。

図４は、本発明の第４実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、図１に示す熱交換要素と同様の２つの熱交換要素１００と、２つの非熱交換付加要素、より詳しくは、図１に示す制御ユニットと同様の制御ユニット５００と空気加湿ユニット５２０（air humidifying unit）とを備えている。

図５は、本発明の第５実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、１つの熱交換要素１２０と１つの非熱交換付加要素５８０とを備えている。この非熱交換付加要素５８０においては、制御ユニット５８３が下側に配置される一方、空気加湿ユニット５８４が上側に配置されている。熱交換要素１２０の高さは、その内部に２つの技術的部品３００（後で説明する）を互いに上下に取り付けることができるように設定してもよく、あるいは高さの高い１つの技術的部品（図示せず）を取り付けることができるように設定してもよい。この場合も、側部１２１〜５８１と側部１２２〜５８２とは、互いに相補的な形状を有している。

図６は、本発明の第６実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、１つの熱交換要素１４０と、熱交換の左側及び右側に配置された２つの非熱交換付加要素６００、６２０とを備えている。このシステムでは、熱交換要素１４０及び非熱交換付加要素６００、６２０は、全体として円形の外観を呈する形状に形成されている。熱交換要素１４０は、それぞれ、左側の非熱交換付加要素６００の側部６０１及び右側の非熱交換付加要素６２０の側部６２２に対して相補的な形状をもつ互いに背向する左右の側部１４１、１４２を有している。左側の非熱交換付加要素６００及び右側の非熱交換付加要素６２０は、それぞれ、制御ユニット、光ユニット、空気加湿ユニット又はその他の任意の非熱交換要素のうちのいずれか１つのものであってもよい。

図７は、本発明の第７実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、図６に示すシステムとは、熱交換要素１４０を１つ追加し、このため「８」の字形に形成されている点で異なる。

図８は、本発明の第８実施形態に係るモジュール式熱交換システムを示している。このシステムは、１つの熱交換要素１６０と、１つの非熱交換付加要素、より詳しくは制御ユニット６４０とを備えている。このシステムは、図１に示すシステムとは、熱交換要素１６０の前側に複数のフィン１６３が設けられ、フィン６３間に空気取り入れ開口部（air intake openings）が形成されている点で異なる。その結果、熱交換要素１６０は、底部でいくぶんか傾斜した矩形の形状を有している。制御ユニット６４０は、ぴったり合わさる矩形の形状（fitting rectangular shape）を有している。このシステムでも、熱交換要素１６０の互いに背向する左右の側部１６１、１６２は、制御ユニット６４０の側部６４１、６４２に対して相補的な形状を有している。

本発明によれば、モジュール式熱交換システムは、例えば室の寸法と加熱及び／又は冷却を行うべき容積とに応じて、考えられる任意の寸法及び形状の任意の数の熱交換要素を備えることができ、また付加すべき所望の機能に応じて任意の数の非熱交換付加要素を備えることができる。全ての実施形態において、熱交換要素の形状は、付加要素の形状に適応させられ（adapted）、その結果、ある要素の形状は他の要素の形状に連続してつながる。

図示された実施形態では、熱交換要素及び付加要素は、それぞれ、例えば壁コンセント（wall plug）にねじ込まれるねじなどといった別体の固定手段により壁（又はその他の支持面）に取り付けられるように構成されている。このようにせず、相互連結手段（mutual coupling means）を設け、非熱交換付加要素を、壁ではなく熱交換要素に固定するようにしてもよい。この場合、必要であれば、追加の壁固定手段（wall fixation）を設けることも可能である。

前記の熱交換要素１００、１４０、１６０は、それぞれ、壁取付部材２００（wall mount）と、技術的部品３００と、該熱交換要素の外観を決定するカバー４００、４５０とで構成される。これらの熱交換要素１００、１４０、１６０に対しては同一の壁取付部材２００と、同一の技術的部品３００とを用いることができる。その結果、熱交換要素１００、１４０、１６０は、互換性のあるカバーを用いることができる。熱交換要素１２０は、高さが高い壁取付部材（図示せず）を有し、この壁取付部材の寸法は、熱交換要素１２０の形状に適合するように設定されている。また、熱交換要素１２０は、その構造に応じて２つの技術的部品３００を取り付ける手段を備えている。この手段は、技術的手段が互い上下に配置された熱交換要素又は１つの大型の技術的部品を有するその他の熱交換要素にも同様に用いることができる。

図９は、図８に示す熱交換要素１６０を構成する部品（parts）を示している。以下では、熱交換要素のこれらの種々の部品と、付加要素の部品とをさらに詳しく説明する。

（壁取付部材）
図１０は、壁取付部材２００を前側からみた斜視図と後側からみた斜視図とを示している。図１１は、壁取付部材２００を製図の様式（technical drawing）で示している。壁取付部材２００は、スタンド（stand）の上に固定され、又は壁に対して直立した姿勢（upright position）で固定される一方、複数の熱交換要素のうちの１つのもののカバー４００、４５０及び技術的部品３００を保持するように構成されている。このため、壁取付部材２００には、該壁取付部材２００を壁に固定するねじ（図示せず）を受け入れるための開口部２０１と、技術的部品３００を固定することができる取付部材２０２（mounting member）とが設けられている。これは、ボルト、スナップ結合部（snap connection）、又は当業者に知られているその他の任意の固定手段によって行うことができる。底部には、カバー４００、４５０の相補的な突起部（complementary protrusion）を受け入れるための溝部２０３が設けられている。これらの溝部と突起部とが相まってスナップ結合部を形成している。

壁取付部材２００は、例えばモールド成形されたプラスチック、複合材料又は当業者に知られているその他の任意の断熱材（heat-insulating material）などといった非熱伝導材料（non-heat conductive material）で形成されているのが好ましい。このようにすれば、壁への熱損失を最小限に抑制することができる。壁取付部材２００は、技術的部品３００の直立フィン（upstanding fins）と接触してこれらを位置決めするとともに、望ましくない振動及び騒音を減衰させるための軟性材料層２０４（layer of soft material）を備えている。使用時には技術的部品３００の直立フィンがその上に載る軟性材料層２０４の底部には水平リブ２０５が設けられている。技術的部品３００の各フィンの間の開放された空間部を充填するために設けられる軟性材料層２０４の途中には縦リブ２０６が設けられている。以下、その理由をより詳しく説明する。軟性材料層２０４の上の頂部２０７は、空気の流れを上方に向けるために前方に向かって傾斜している。ここで、空気は、加熱時には技術的部品３００と壁取付部材２００の間を上向きに流れ、壁から離反し、窓枠（windowsill）の下部から離反する。窓枠の下に熱交換要素を取り付けてもよい。

壁取付部材２００の底部には、通気装置（ventilator）のハウジング（後で説明する）と、熱交換流体のためのダクト（duct）とをそれぞれ収容するための空間部２０８、２０９が設けられている。右側には、技術的部品３００に対して流体を供給する流体ダクト及び排出する流体ダクトを収容するためのさらなる空間部２１０が存在する。図示された実施形態は、左右を逆にして（mirrored）、空間部２１０を左側に配置してもよいということに注目すべきである。例えば、２つの熱交換要素が互いに隣り合って配置される場合は、右手型の熱交換要素と左手型の熱交換要素とを用い、中央部に両熱交換要素のための流体供給ダクト及び流体排出ダクトを設けるのが便利である。

（技術的部品）
図１２中に斜視図で示されている技術的部品３００（technical part）は、非熱伝導材料、好ましくはプラスチック又は複合材料で形成された前側部材３１０と、熱伝導材料、好ましくは例えばアルミニウムなどの金属又は合金で形成された後側部材３５０とを備えている。前側部材３１０と後側部材３５０の間には、技術的部品３００を実質的に流体密封（fluid-tight）にするためのシール材（sealing）が設けられている。この構造は、非熱伝導材料で形成された熱交換要素の前側部材は、後側部材に比べて加熱される度合いが少ないので、ユーザが技術的部品に接触したときに皮膚にやけどが生じる危険性を低減することができるといった利点を有している。

技術的部品３００は、ねじによって保持するのが好ましい。このようなねじとしては、後側部材３５０の側部から、前側部材３１０に予めドリルで形成された穴に螺入されるセルフタッピングねじ（self-tapping screw）を用いるのが好ましい。これらの穴は、シール材の側部に沿って、流体案内リブ３１１上の複数の位置に配置される。しかしながら、技術的部品を保持するためのその他の任意の固定手段（fixing means）を用いることができる。

図１３中に斜視図で示されるとともに、図１４中に製図法の様式により示された前側部材３１０は複数の流体案内リブ３１１を備えている。各流体案内リブ間には、技術的部品の入口部３１３から技術的部品の出口部３１４まで単一の流通経路に沿って熱交換流体を導くための導通路３１２が形成されている。これらの導通路３１２は、流体と後側部材の接触を可能にするために、後側部材３５０に向かって開放されている。流体案内リブ３１１は、凹状の頂面３１５（concave top face）を有している。この頂面には、入口部から出口部までの単一の流通経路以外に、導通路３１２間に流体連通が生じるのを防止するための追加のシール材が設けられている。かくして、冷帯（cold zone）の発生を防止することができるので、熱交換要素の効率（efficiency）を高めることができる。

これらの図に示された前側部材３１０は、プラスチック、又は垂直な方向に配置された複数の強化リブ３１６（reinforcement ribs）を伴った複合材料で形成されたモールド成形体（moulded body）である。これらの強化リブは、温度変化の結果として生じる前側部材の変形を結果的に是正ないしは低減できる（counteract）ように入念に検討及び計算されたものである。

前側部材３１０に形成された単一の流通経路は、入口部３１３から出口部３１４まで伸びている。入口部は頂部側に配置され、他方出口部は底部側の近傍に配置されている。加熱流体は、まず入口部３１３から底部に向かって導かれ、続いて流体案内リブ３１１間で蛇行した経路（meandering path）を上向きに流れる。さらに、加熱流体は、底部に向かって戻るように導かれた後、周縁部（periphery）を経由して、入口部３１３及び出口部３１４の両方が配置された流入側（entrance side）に向かって流れる。入口部から底部に向かう最初の導通路と、頂部側から出口部に向かう最後の導通路とは、互いに隣り合って伸び、技術的部品３００に入る流体と、技術的部品３００を出る流体との間に所定の度合い（given degree）の熱交換を生じさせる。これにより、冷帯の発生を防止するとともに、技術的部品３００の全体にわたってより均一な温度を実現することを助勢することができる。かくして、本発明に係る熱交換要素の効率をさらに高めることができる。

後側部材３５０が、図１５では斜視図で示され、図１６では製図の様式で示されている。この後側部材３５０は、流体と接触するための１つの側部３５２と、空気と熱交換を行うために互いに規則的な（regular）距離間隔で離間した複数の直立フィン３５４を伴った反対側の側部３５３とを有する平坦基部３５１を備えているのが好ましい。直立フィン３５４は、図１７に詳しく示すように、実質的に平行な波形の形状を有するのが好ましい。このようにすれば、平板状のフィンに比べて、直立フィンの表面積ひいてはその熱交換容量（heat exchange capacity）が増加する。平行な波形の形状は、隣り合うフィン３５４間の距離が実質的に一定となり、その結果、空気の流れに渦が生じるのを防止することができ、かつフィン３５４間での流ちょうな空気の流れを維持することができる。これにより、システムの効率をさらに高めることができる。

後側部材３５０は、押し出しアルミニウム（extruded aluminum）で形成するのが好ましい。既存の押し出し成形法により後側部材３５０を形成することを可能にするために、後側部材３５０は、押し出し成形の後で、例えば低温摩擦溶接（cold friction welding）により互いに溶接される２つの半割部材（halves）で構成される。後側部材３５０を２つの半割部材で構成することにより、直立フィンの高さを高くすることができ、これにより周囲の空気との熱交換速度（rate of heat exchange）をより高めることができる。溶接された中央部（welded middle）の次の２つのフィン間の空間部３５５には、壁板２００（wall plate）の上の縦リブ２０６が詰め込まれ、これによりこれらのフィンとこのリブの間の距離間隔、２つの隣り合うフィン間の距離間隔と実質的に等しくなる。かくして、全体が規則的なものに維持することができ、空気の流れの規則性を良好にすることができる。後側部材３５０は、技術的部品３００の寸法に応じて、任意の大きさに形成することができる。

入口３１３、出口３１４、又は必要と考えられるその他の考え得る位置において、技術的部品３００には、図示していないが、該技術的部品に組み入れることができる空気又は気体を解放するための自動通気口（automatic vents）が設けられているのが好ましい。

頂部において、前側部材３１０には、カバー４００（後で説明する）の上の相補的な突起部４０１（protrusion）と係合するための複数の溝部３１７が設けられている。これらは、カバーを技術的部品にぴったり合わせることによりスナップ結合を形成する。

前側部材３１０と後側部材３５０の間のシールは、以下で説明するように実施するのが好ましい。すなわち、固定ねじが配置されたリブ３１１上にその周縁に沿って、例えば約２ｍｍのシール材の帯（strip）又はＯリングを、前側部材３１０と後側部材３５０の間に配置する。その上に固定点（fixing points）が存在しない中間に位置するリブ３１１は、他のリブとその周縁とに対してやや高さが高くなっており、シール材に円い断面をもたせるために凹状の頂面３１５を有している。このように高さが高くなっているので、後側部材３５０の平坦な側部とリブの頂面３１５との間はいくぶんか圧縮されている。かくして、前側部材３１０と後側部材３５０の間の熱膨張の差が克服される。さらに、後側部材の２つの固定点間の部分はいくぶんか凸状となり、このため導通路３１２間のシールは、その元の円い形状に復帰する凹状の頂面３１５の頂部のシール材により維持される。その結果、単一の流通経路３１２に沿った流れ（current）以外の導通路間の流れが生じるのを防止することができる。シール材には、当業者に知られている任意のシール材料を用いることができる。

図５８及び図５９に、前側部材３１０と後側部材３５０とを相互に固定し及びシールする実施可能な構造を示す。この具体例では、両部材３１０、３５０は、前側部材３１０の溝部３９９に収容された円いシール帯でもってシールされ、ボルト３９７及びナット３９８により複数の位置で互いに押圧されている。ナット３９８は、前側部材３１０の縁部（edge）と協働するような形状に形成された頭部を有している。その結果、ナット３９８の回転が防止され、ボルトを容易にナットにねじ込むことができる。前側部材３１０の穴は、ナットの本体部が、前側部材３１０に頭部を当接させつつ、この穴を通り抜けて伸びることができるような形態に形成されている。ナット３９８の本体部の長さは、ボルト３９７が過度に深くねじ込まれて、シール材を過度に圧縮したり、前側部材３１０のプラスチックに張力を惹起したりするのを防止できるように予め設定されている。ナット３９８の本体部の長さをこのように予め設定しているので、ボルト３９７が完全にねじ込まれたときに、ナット３９８の本体部は後側部材３５０に当接する。

水の注入に際して（upon filling）、技術的部品内に空気が入るのを防止するために、自動的に動作する空気・水分離部材が入口部に設けられる。さらに、水の流れが底部に向かって曲がる位置の直下の導通路と上側の導通路との間の分離壁に、２つの小さい穴が設けられている。かくして、この曲がり部に残留している空気を、上側の導通路に向かって逃がすことができる。この上側の導通路においては、底部に向かうとともに出口部に向かう曲がり部に空気排出口（air vent）が設けられ、ここで蓄積されて残留している空気が技術的部品から除去される。かくして、ある熱交換要素から他の熱交換要素へ及び／又はダクト内へ空気が流入するのを防止することができる。図５０〜図５２に、空気排出口の実現可能な実施形態を示す。この実施形態では、空気排出口３９０は、アルミニウム製の後側部品３５０に溶接されている。これらの図に示す実施形態では、一部の少数のフィン３５４は、入口部３９３及び出口部３９４の配置のために部分的に切り欠かれている。空気排出口３９０、入口部３９３及び出口部３９４は、アルミニウム製の後側部品３５０に溶接されている。入口部３９３及び出口部３９４のパイプ（pipes）には、極端なフィンの切欠（cut-out in the extreme fin）を閉じるためのプレート３９５、３９６が設けられている。

図１２〜図１６及び図５０〜図５２に示す実施形態において、入口部及び出口部３１３〜、３９３〜３９４は、技術的部品の後側部材３５０に溶接された金属製パイプである。このようにせず、入口及び出口のパイプ３３３、３３４を、図６０〜図６３に示す実施形態に係る技術的部品のように、前側部材３１０に取り付けてもよい。この実施形態においては、前側部材３１０は、それぞれ入口部３３３及び出口部３３４を保持するための１つの側部で、適切に一体成形された接続部材３１８、３１９（connecting member）を伴った成形部品（moulded part）である。接続部の流体密封は、入口部／出口部３３３／３３４の第１の溝部３２１内に着座したＯリング３２０とロック紐３２２（locking strip）とによって確実に行われる。ロック紐３２２は、接続部材３１８／３１９のスロット３２３内に挿入され、入口部／出口部３３３／３３４の第２の溝部３２４にスナップ結合によりぴったりはまっている。前側部材３１０に入口部及び出口部を設けることの利点は、入口部及び出口部のパイプを収容するために後側部材３５０のフィン３５４の一部分を除去する必要がないということと、これらのパイプを後側部材３５０に溶接する工程をなくすことができるということとである。図６０に示す前側部材３１０における流通経路は、入口部及び出口部３３３、３３４の異なる位置に鑑み、これに合致するよう多少調整されている（adapted）。

図１８は、壁取付部材２００と技術的部品３００とを組み付けた組立体を示している。ここで、技術的部品３００は、この目的を達するために設けられた取付部材２０２により、壁取付部材２００に固定されている。

図１９は、図１に示す実施形態に係る熱交換要素１００のための技術的部品３００と壁取付部材２２０とを組み付けた組立体を示している。熱交換要素１００のカバーの底部には、空気取り入れ開口部は設けられていない。その結果、開口部は、壁取付部材２２０の底部においてフィン２２１間に設けられている。図１９は、壁板２００（wall plate）の全ての特徴を全体的に示している。技術的部品３００は、図８に示す熱交換要素１６０に用いられているのと同様の技術的部品であるのが好ましい。

（カバー）
図８に示す熱交換要素１６０のカバー４００は、図２０中に斜視図で示されるとともに、図２１中に製図の様式により示されている。図２２に示すように、カバー４００は、熱交換部品３００及び壁取付部材２００によって形成されたものの全体に固定されている。このため、カバー４００は、その頂部及び底部に、それぞれ技術的部品３００の溝部３１７及び壁取付部材２００の溝部２０３にスナップ結合でぴったりはまる突起部４０１、４０２を備えている。底部において、カバー４００は複数のフィン１６３を備えていて、これらのフィン間には技術的部品３００内に空気を引き入れるための開口部が配置されている。この空気の流れを促進するために、熱交換要素１６０の底部において空間部４０４に通気装置（ventilator）を設けるのが好ましい。

図１に示す熱交換要素１００のカバー４５０は、図２３中に斜視図で示されるとともに、図２４中に製図の様式により示されている。図２５に示すように、カバー４５０は、熱交換部品３００及び壁取付部材２２０によって形成されたものの全体に固定されている。このため、カバー４５０は、その頂部及び底部に、それぞれ技術的部品３００の溝部３１７及び壁取付部材２２０の溝部２０３にスナップ結合でぴったりはまる突起部４０１、４０２を備えている。カバー４５０は、その底部にフィン又は空気取り入れ開口部を備えていない。なぜなら、フィン又は空気取り入れ開口部は壁取付部材２２０に設けられているからである。しかし、実現可能な通気装置のための空間部４０４は設けられている。

以下、カバー４００、４５０に共通な部品ないしは事項を説明する。

カバー４００、４５０は、例えばプラスチック又は複合材料などといった非熱伝導性材料で形成されるのが好ましく、かつモールド成形法（mould）における射出成形技術（injection moulding technique）により形成するのが好ましい。カバーの前部４０３には、例えば浮き彫り模様（relief）、写真、絵画等の装飾４０５〜４０９を設けてもよい。浮き彫り模様は、例えば木工（woodwork）、セラミックもしくは磁器タイル、プラスチックの形状（figure）、錫のインセット鋳造（inset cast）等により形成することができる。写真の場合、装飾は、例えばフィルム上に予めプリントしておき、カバー４００、４５０を射出成形で形成する際に、このフィルムを成形型内に配置すればよい。その結果、写真には、傷防止コーティングが施される。図３５及び図３６に示すように、このような装飾４０５〜４０９は、カバー４００、４５０の前側面４０３の任意の位置に設けることができ、また実質的に前側面４０３の全体に設けることもできる。カバー自体は、考えついた任意の形状及び考えついた任意の色で形成することができる。なぜなら、カバー自体は、単に装飾的な機能及び保護的な機能を有するだけであり、熱交換要素の技術的な機能は技術的部品３００によって実現されるからである。

左右の側部１０１〜１０２、１６１〜１６２には、それぞれ２つずつ切欠部４１０が設けられている。これらの切欠部は、熱交換流体をダクトにより、例えば隣り合う第２の熱交換要素１００又は空気加湿ユニット５６０に移動させるのに用いられ、あるいは電気導体を、制御ユニット５００から、熱交換流体の流体供給ダクトの制御バルブへ又は通気装置へ通すために用いることができる。これらの切欠部は、使用しない場合は、図２６中に別々に示されているように、閉止部材４１１（closure member）をぴったりはめることにより閉じることができる。

カバー４００、４５０はその頂部に、図２７中に別々に斜視図で示され、図２８中に製図の様式で示されている蓋部材４１２（cap part）を備えている。この蓋部材は複数のフィン４１３を備えていて、これらのフィン間には、技術的部品３００から室内へ空気を流出させるための開口部が配置されている。これらのフィン４３は前方に傾斜して、空気の流れを室内に向けるようになっている。蓋部材４１２は、必要な場合に技術的部品３００にアクセスするために開くことができ、又はカバー４００、４５０から取り外すことができる。望ましくないアクセスを防止するため、蓋部材は、ロックシステム（locking systems）により、閉じられた状態でロックされている（locked）。例えば、図２９中に別々の図で示されているように、蓋部材４１２を開くためには、弾性部材４１４（resilient member）を押しのけなければならない。これらのロックシステム４１４は切欠部４１５に取り付けられている。ロックシステム４１４は、このような目的で設けられ、蓋部材４１２の両端部に配置されている。これらのロックシステム４１４が、子供が同時に操作することができない程度に離間するよう、これらの切欠部４１５は十分に離間して配置されている。

（通気装置）
図３０に模式的に示されている通気装置４７０は、壁取付部材２００とカバー４００の間において底部の空間部２０８、４０４に配置されている。この通気装置は、実質的に上記空間部を完全に満たす別体のハウジング内に設置され、システムのモジュール式部品を構成している。ハウジングの形状は、十分な圧力が生成され、その結果技術的部品３００に向かう空気の引き込みが流ちょうな態様（fluent movement）で生じ、渦の形成を防止して、技術的部品３００における最適な熱交換を確実にすることができ、冷房の場合は、バランスのよい冷房を実現するために室内に冷却空気を十分に供給できるように設定される。

通気装置４７０は、適切な電流変換器（current converter）を備えた直流モータにより駆動されるのが好ましい。なぜなら、直流モータは、フィンを通して通気装置内に配置されることになる外来物（foreign object）に起因して閉塞（blockage）が起こったときに、損傷を生じることなく停止する（standstill）ことになり、電流供給手段（current supply）に過電流を生じさせないからである。さらに、このモータは、閉塞が解消された後、約３秒で正常運転に復帰する。なお、適切な安全対策が施された交流駆動モータ（AC drive）を用いることも可能であることはもちろんである。

（足部及びスタンド）
図３１〜図３４は、代替的な実施形態を示している。この実施形態においては、図１に示す熱交換要素１００は、別体の足部７００の上に固定され、したがって壁に対して取り付けられてはいない。この足部７００は、縦型スタンド７０３（vertical stand）が固定される固定部材７０２とダクト及び／又はケーブルを通すために、底部に空間部７０１を備えていることを特徴とする。熱交換要素１００はスタンド７０３（stand）の一方の側部の上に固定されている。この固定は、壁に対して固定するために用いられる壁取付部材と同様の壁取付部材２２０によって行うことができる。そして、例えば装飾が施されたカバープレート７０５が他方の側部の上に固定されている。スタンド７０３の両側部に１つずつ、合計２つの熱交換要素１００を固定してもよい。足部７００の底部の空間部７０１の側部は、適切な閉止部材７０４で閉じてもよい。

（代替的な実施形態）
図３５〜図３８は、装飾的な態様が強調された本発明の複数の実施形態に係る熱交換要素を示している。図３５及び図３６は、図１に示す熱交換要素１００のカバー４５０の前面に、どのように装飾４０５〜４０９を設けることができるかを示している。これらの実施形態においては、装飾は、前側表面に部分的に又は実質的に全面的に施すことができ、前側表面４０３上の任意の位置にランダムに配置することができる。図３７は、カバー４６０〜４６５における複数の実施可能な装飾の実施形態を示している。図３７に示す実施形態ではいずれも、下敷きとなっている技術的部品３００及び壁取付部材２００の組み合わせは実質的に同一のものであり、点線で示されている。その結果、図３７に示すカバーは、互いに取り換えることができ、本発明にかかるさらなるモジュール部品を形成している。例えば図５に示す実施形態の場合等においては、このようにせず、カバーを、複数の技術的部品３００を囲むようにしてもよい。図３８は、熱交換像４８０（heat exchange statue）を何と呼ぶことができるかを示している。この熱交換像４８０は、中空のポール４８１（hollow pole）を備えている。このポール４８１は、プラスチックで形成され、それぞれ異なる形状の熱交換要素４８２〜４８７が取り付けられた枝管（branches）を備えているのが好ましい。熱交換流体を供給し及び排出するダクトは、ポール４８１及び枝管の内側を伸び、異なる熱交換要素４８２〜４８７の技術的部品３００と電気的接続部（electrical connections）とに至る。

図５３〜図５６は、例えば複数のランプ又はＬＥＤ４９０、４９１、４９２、４９３の形態の装飾的な発光部（lighting）が一体化された、本発明の代替的な実施形態に係る熱交換要素を示している。

（付加要素）
以下、図３９〜図４８を参照しつつ、熱交換要素の場合と同様に、付加要素がどのようにして、異なる実施形態に対して部分的に同一の複数の部品、あるいは所望の機能性に応じて部分的に異なる複数の部品からモジュール式に組み立てられるかを説明する。図３９は、図８に示す制御ユニット６４０の場合には、どのようにして、フレーム６４３と前側プレート６４４と蓋部材６４５とで付加要素を構成するかを示している。フレーム６４３及び蓋部材６４５は複数の付加要素に対して共通である一方、前側プレート６４４は、各付加要素に対して固有のものである。

蓋部材６４５は、フレーム６４３に取り外し可能に取り付けられ、熱交換要素１６０の蓋部材４１２で用いられる要素４１４によって、閉じた位置にロックされる。フレームは、それぞれ、その左右の側部に２つの切欠部６４６を有している。これらの切欠部６４６は、熱交換要素１６０のカバー４００における切欠部４１０に対応する。これらの切欠部は、熱交換要素１６０に入る又は熱交換要素１６０から出るダクトと、付加要素６４０から出る又は付加要素６４０に入るダクトとにより熱交換流体を移動させるのに用いることができ、あるいは電気導体（electrical conductor）を、制御ユニット６４０から、熱交換流体の供給ダクトの制御バルブと通気装置とへ通すために用いることができる。これらの切欠部６４６は、使用しない場合は、カバー４００の場合と同様に、閉止部材４１１により閉止することができる。

図４０に示すように、制御ユニット６４０においては、前側プレート６４４は、ディスプレイ６４７（display）と、その内側に配置された制御のための電子機器（electronics）とを備えている。ディスプレイ６４７には、例えば次のような事項が表示することができる（図５７参照）。すなわち、オン・オフ表示部６９０、暖房表示部６９１、冷房表示部６９２、加湿表示部６９３、現在の室温のための第１の数値表示部６９４、所望の又は設定された室温のための第２の数値表示部６９５、現在の湿度のための第３の数値表示部６９６等の表示部（indicator）を表示することができる。制御ユニットの設定は、前側プレートに設けられ、又は子供が触るのを制限するために前側プレートの内部に設けられたた適切な押しボタン等により行うことができ、あるいは遠隔制御により行うことができる。

図４１に示すように、空気加湿ユニット６６０は、その内側に容器を備えた前記のものとは異なる前側プレート６４８を有している。この容器は、熱交換流体により加熱することができ、あるいはこれと異なる手法、例えば電気抵抗器により加熱することができる。この空気加湿ユニット６６０は、例えば制御ユニット６４０によって制御することができ、（熱交換流体が水である場合は）自動注入システム（automatic filling system）を備えた供給ダクトに連結することができる。ここで、水位は、最低水位を検出するセンサと最高水位を検出するセンサとでもって、両水位間に維持されるように制御される。最低水位は、容器の下部の電気抵抗体が常に水面より低い位置に留まるように選択される。

図４２に示すように、発光ユニット６８０は、少なくとも部分的に透明な前側プレート６４９を有している。図４２に示すように、前側プレートに合わせて、フレーム６５０も透明にしてもよい。発光ユニット６８０には、３つのランプ、例えば広がりのある足元灯（spread foot light）、読みとり灯（reading light）及び緊急灯（emergency light）を設けてもよい。発光ユニットの底部にはバッテリを備えた電気供給源が設けられ、主電源からの電圧は遮断された場合は、この電気供給源により緊急灯が点灯される。

図４３及び図４４は、それぞれ斜視図と製図の様式の図とでもって、フレーム６４３を詳細に示している。フレーム６４３の頂部及び底部には、前側プレート６４４、６４８、６４９の固定部材６５４、６５５と相補的な形状を備えた固定部材６５１、６５２が設けられている。さらに、吊り下げ穴６５３（suspension hole）が設けられ、これによりフレーム６４３が壁に吊り下げられる。

図４５及び図４６は、それぞれ斜視図と製図の様式の図とでもって、前側プレート６４４を詳細に示している。固定部材６５４、６５５は、フレーム６４３の固定部材と協働して、前側プレート６４４をフレーム６４３上に保持する。図４５及び図４６に示す実施形態においては、例えばユーザが制御ユニット６４０を設定操作することを望むときには、前側プレート６４４を上向きに傾けることができる。前側プレートの前側面６５６に装飾を施してもよい。

図４７及び図４８は、それぞれ斜視図と製図の様式の図とでもって、蓋部材６４５を詳細に示している。実際には、フィン６５７は、空気加湿ユニット６６０における加湿された空気の処理のためと、発光ユニット６８０におけるランプにより生成された熱の排出のためとに有用であるだけである。しかしながら、制御ユニットにも蓋部材６４５を設けるのが好ましい。なぜなら、蓋部材の形状が熱交換要素１６０の蓋部材の形状に対応しているからである。

（集中式暖房装置）
図４９は、本発明に係る集中式熱交換装置ないしは集中式暖房・冷房装置８００を示している。この装置８００は、流体を加熱するための中央加熱ユニット８０１と、流体を冷却するための中央冷却ユニット８０２と、中央加熱ユニット８０１と中央冷却ユニット８０２とを切り替えるための切替機構８０３（selection mechanism）と、建物内の複数の室に配置された複数の熱交換システム８０４と、中央加熱／冷却ユニット８０１、８０２から熱交換システム８０４に伸びるダクト８０５とを備えている。ここで、ダクト８０５は、中央加熱・冷却ユニットから熱交換システム８０４へ流体を供給させるとともに、熱交換システム８０４から中央加熱／冷却ユニット８０１、８０２へ流体を戻すために設けられている。図４９に示す実施形態においては、中央加熱ユニット８０１と中央冷却ユニット８０２は互いに並列に配置されている。そして、中央加熱ユニット８０１又は中央冷却ユニット８０２を流通する流体の流れを方向づけるためにバルブ８０６、８０７が設けられている。このようにせず、中央加熱ユニット８０１と中央冷却ユニット８０２とを互いに直列に配置してもよい。

集中式熱交換装置に中央加熱ユニット８０１と中央冷却ユニット８０２とを設けることにより、この集中式熱交換装置の全体を、冬季における暖房及び夏季における冷房又は空調の両方に用いることができる。

切替機構は、中央制御ユニット８０９の外側に取り付けられ、該中央制御ユニット８０９に接続された温度センサ８０８を備えている。中央制御ユニット８０９は、温度センサ８０８によって測定された温度に基づいて、中央加熱ユニット８０１と中央冷却ユニット８０２とを切り替える。かくして、集中式熱交換装置８００の操作を有効に制御することができ、かつ外側の温度に基づいて、冷房と暖房とを自動的に切り替えることができる。加熱から冷却への切替点（切替温度）と、冷却から加熱への切替点（切替温度）との間にはマージン（margin）を設定するのが好ましい。このようにすれば、例えば冷却へ切り替える際に、集中式熱交換装置が加熱に戻るように切り替える前に、外側の温度が数度低下することになり、集中式熱交換装置の切り替えが過度に頻繁に起こるのを防止することができるということを意味する。例えば、これらの２つの適切な切替点は１８℃及び２５℃である。

各室の各熱交換システム８０４に、センサを備えた専用の制御システムを設け、各室の温度を個別に制御することができるようにするのが好ましい。所望の室温は、室毎にユーザが設定することができる。例えば、ユーザは、熱交換システム８０４の制御ユニットでデジタル制御により０．５℃の刻みで段階的に室温を設定することができ、あるいは遠隔制御により同様に室温を設定することができる。制御ユニットは、熱交換ユニットへの温水又は冷水の供給を制御するとともに、通気装置の回転速度ないしは通風速度を制御する。制御ユニットは、通気装置に対しては電気的に、かつ熱交換ユニットに対しては熱的に、最小限のエネルギ消費で最大限の効率を実現することができるようにプログラムが設定されている。冷房時には、熱ショック（thermoshock）を防止するため、室温と外部温度の差を６℃までに制限するのが好ましい。中央の切替機構８０３は、種々の熱交換システム８０４に、冷房又は暖房を示す信号を送る。なお、冷房時には、外部温度も送る（pass on）。

各室の各熱交換システム８０４には、空気加湿ユニット（air humidifying unit）を設けるのが好ましい。この場合、空気加湿ユニットを、ユーザを介することなく自動的に湿度を制御できるよう、制御ユニットにより制御するのが好ましい。かくして、制御ユニットは、測定された温度及び湿度に応じて、室内の湿度を最適に設定することができる。

１００ 熱交換要素、１０１ 側部、１０２ 側部、１２０ 熱交換要素、１４０ 熱交換要素、１４１ 側部、１４２ 側部、１６０ 熱交換要素、１６１ 側部、１６２ 側部、２０ 壁取付部材、３００ 技術的部品、５００ 制御ユニット、５０１ 側部、５０２ 側部、５２０ 非熱交換付加要素、５２１ 側部、５２２ 側部、５４０ 角部、５４１ 側部、５４２ 側部、５６０ 加湿ユニット。

Claims (19)

1. 建物内の集中式熱交換装置に用いるためのモジュール式熱交換システムであって、
   該モジュール式熱交換システムが少なくとも１つの熱交換要素を備えていて、前記熱交換要素は、該熱交換要素内を流通する流体と周囲の空気とが熱交換を行うように構成され、かつ、前記熱交換要素は、前記流体を流通させるための技術的部品と、壁に固定されて取り付けられるとともに前記技術的部品を保持するように構成された壁取付部材と、前記技術的部品を覆うためのカバーとを備えていて、前記カバーは互いに背向する左右の各側部を有するとともに予め設定された第１の形状を有し、
   さらに、該モジュール式熱交換システムが少なくとも１つの非熱交換付加要素を備えていて、前記非熱交換付加要素は、該モジュール式熱交換システムに任意の付加機能を付加するように構成され、かつ前記熱交換要素の前記カバーの前記の背向する左右の各側部の一方に対して相補的な左又は右の側部を有するとともに予め設定された第２の形状を有し、
   前記熱交換要素と前記非熱交換付加要素とが、互いに対向する前記の相補的な各側部で互いに隣り合うように固定されたときに、前記熱交換要素の前記カバーの前記第１の形状が前記非熱交換付加要素の前記第２の形状に連続するように構成され、
   前記技術的部品は、非熱伝導性材料の前側部材と、熱伝導性材料の後側部材と、前記前側部材と前記後側部材の間において前記技術的部品を実質的に流体密封状態にするためのシール材とを有し、
   前記後側部材は、平坦な基部を備えていて、前記基部は、前記流体と接触するための第１の側部と、該第１の側部と反対側の第２の側部とを有し、前記第２の側部に、前記空気との熱交換を行うための互いに一定の距離間隔で離間する複数の直立フィンが設けられ、
   前記壁取付部材は、非熱伝導性材料で構成され、
   前記熱交換要素の底部側に、前記熱交換要素内に空気を引き込むための通気装置が設けられ、
   前記前側部材が複数の流体案内リブを備えていて、
   前記流体案内リブは、各流体案内リブ間に導通路を形成するとともに、前記技術的部品の入口から前記技術的部品の出口まで単一の流通経路に沿って前記流体を案内し、
   前記導通路は、前記流体と前記後側部材とが接触することが可能なように前記後側部材に向かって開放され、
   流体流れ方向に関して前記出口に最も近い導通路が、前記技術的部品の周縁に配置されていることを特徴とするモジュール式熱交換システム。
2. 前記流体案内リブが凹状の頂面を有し、
   前記頂面において、前記入口から前記出口までの前記単一の流通経路以外の導通路間での流体連通を防止するシール材が設けられていることを特徴とする、請求項１に記載のモジュール式熱交換システム。
3. 前記入口及び前記出口が、前記前側部材に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載のモジュール式熱交換システム。
4. 前記直立フィンが、実質的に平行な波形の形状を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
5. 前記壁取付部材が、前記技術的部品の上記直立フィンと係合するための軟性材料層を備えていることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
6. 前記カバーが、前記空気を流通させるための開口を伴った蓋部材を備えていて、
   前記蓋部材が、前記カバーを開放し又は前記カバーから取り外すように構成されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
7. 前記蓋部材が、該蓋部材の互いに背向する各端部でロック部材により、前記カバー上の閉じられた位置にロックされていることを特徴とする、請求項６に記載のモジュール式熱交換システム。
8. 該モジュール式熱交換システムが交換可能な複数のカバーを備えていることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
9. 前記少なくとも１つの非熱交換付加要素のうちの１つが制御ユニットを備えていることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
10. 前記少なくとも１つの非熱交換付加要素のうちの１つが水蒸発ユニットを備えていることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
11. 前記少なくとも１つの非熱交換付加要素のうちの１つが光ユニットを備えていることを特徴とする、請求項１〜１０のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
12. 前記非熱交換付加要素の各々がフレームと前側プレートとを備えていて、前記フレームが全ての非熱交換付加要素において同一であることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
13. 前記の相補的な各側部にレジスタ手段が設けられていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１つに記載のモジュール式熱交換システム。
14. 建物内の集中式熱交換装置であって、
    流体を加熱するための中央加熱ユニットと、
    前記流体を冷却するための中央冷却ユニットと、
    前記中央加熱ユニットと前記中央冷却ユニットとを切り替える切替機構と、
    前記建物の複数の部屋内に配置された請求項１に記載の複数の熱交換システムと、
    前記中央加熱ユニット及び前記中央冷却ユニットと前記複数の熱交換システムとの間を伸び、前記中央加熱ユニット及び前記中央冷却ユニットから前記熱交換システムの各々に向かって前記流体を流通させるダクトとを備えていることを特徴とする集中式熱交換装置。
15. 前記切替機構が、中央制御ユニットに接続された屋外温度センサを備えていて、
    前記中央制御ユニットが、前記屋外温度センサによって検出された温度に基づいて前記中央加熱ユニット又は前記中央冷却ユニットのいずれかを動作させることを特徴とする、請求項１４に記載の集中式熱交換装置。
16. 前記中央加熱ユニットと前記中央冷却ユニットとが直列に配置されていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の集中式熱交換装置。
17. 前記中央加熱ユニットと前記中央冷却ユニットとが並列に配置されていることを特徴とする、請求項１４又は１５に記載の集中式熱交換装置。
18. 前記各熱交換システムに、センサを伴った制御ユニットが設けられていて、該制御ユニットが各室内の室温を個別に制御することができるように構成されていることを特徴とする、請求項１４〜１７のいずれか１つに記載の集中式熱交換装置。
19. 前記各熱交換システムに、前記制御ユニットによって制御される空気加湿ユニットが設けられていることを特徴とする、請求項１４〜１８のいずれか１つに記載の集中式熱交換装置。

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