JPH03186123A - 熱電変換素子を使用した空調装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野Ｊ 本発明は、熱電変換素子を使用した空調装置に関し、特
にオフィス内の床等に設置して小空間の冷暖房をできる
ようにしたものである。

［従来の技術］ オフィス等の冷暖房は部屋全体の温湿度が均一の状態に
なるように計画され、そのようにコントロールされるの
が一般的である。また冷暖房の方法は、天井の吹出口か
ら冷風または温風を吹き出すか、室内に設置した空調機
から冷風又は温風を、冷媒を気化あるいは圧縮させて放
熱あるいは熱吸収をさせる方式をとっており、製置主要
部を室外に設けて冷気や暖気はダクトで送るようにして
いることが多い。

一方、最近のインテリジェントビルと呼ばれるものでは
、床にフリーアクセスフロアを採用するケースが増える
傾向にある。その場合の冷暖房はフリーアクセスフロア
内部に冷風ダクトを通したり、床下をチャンバにする冷
暖房方式も検討されているが技術的な問題ち多く具体化
されていないのが実状である。

し発明が解決しようとする課題］ 従来の空調装置は、部屋全体を均一状態に冷暖房する方
式をとっており、個人差、性別、年令差等に基ずく個人
の好みや、その時々の体調にあった温熱環境を作り出す
のは難しい。冷房の効き過ぎや、暖房時でも足元が寒い
といったときには、電気ヒーターで足元を暖める手段が
ある。その場合、ヒーターを安全に置くためのスペース
が必要となり、作業スペースの一部を占領してしまう。

逆に自分の周りだけもっと涼しくしたい場合には、その
ような装置が無いため、対応することができない。

そこで本発明は、冷房、暖房を個人の好みに応じて自由
に選択でき、なおかつ設置した空調機が作業スペースを
占領しないようにすることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成する空調装置であり、ペルチェ
効果を有する熱電変換素子に直流電流を流すと、片側が
吸熱、反対側が放熱する原理を利用した空調装置である
。

それは、板状の熱電変換素子の両面に吸放熱フィンを設
けて熱制御部材とし、それを床パネル型のケーシング内
に取付ける。そして熱電変換素子の片面側には冷却ある
いは暖めて室内に吹出す空気を流し、他面側には排熱用
の空気を流すようにした。

上記空調装置により室内の床上の一部小空間を冷、暖房
する場合は、熱電変換素子とフィンとからなる熱制御部
材を床の一部に配置し、室内の空気を吸込んで冷却ある
いは暖めて再び室内に吹出すようにする。なお、空調装
置の冷、暖制御を切換えるには、熱電変換素子に印加す
る直流電源の極性を逆にする切換えスイッチを設ければ
よい。

熱電変換素子へ流す直流電流の極性の反転で、ペルチェ
効果の吸熱面と放熱面も反転するからである。

［作用１ 上記の空調装置に冷房作用をさせる場合、熱電変換素子
に直流電流を流せばペルチェ効果により熱電変換素子の
片面側が吸熱面となり、他面側が放熱面となる。吸熱面
側を流れる空気は吸放熱フィンの部分で熱交換して冷却
され、室内へ冷たい空気を吹出す。熱電変換素子の他面
側（放熱側）は排気用の空気が流れ、その空気は暖まっ
た吸放熱フィンの部分で熱交換して排気される。

空調装置に暖房作用をさせる場合、熱電変換素子に前記
とは逆向きの電流を流せば、熱変換素子ｒ乃面面を寸前
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−すなわち室内へ吹出す側の空気は、熱電変換素子の放
熱面側の吸放熱フィンにより加熱され、また排気が流れ
る側の吸放熱フィンはそこを流れる排気により熱交換さ
れ、連続しての暖房が可能である。

［実施例］ 本発明の第１実施例を第１〜５図により説明する。

床パネル型のケーシングｌ内に、熱電変換素子を使用し
た熱制御部材２が取付けられる。熱制御部材２は、ペル
チェ効果を持つ板状の熱電変換素子３の両面にそれぞれ
吸放熱フィン４ａ、４ｂが設けられている。なお、両面
の吸放熱フィン４ａ、４ｂは、第２図に示すように櫛状
に形成されていて互いに溝方向が直交するように配列さ
れている。両面の吸放熱フィン４ａ、４ｂの外面側とケ
ーシングｌ内面との間、及び側面には、それぞれ断熱材
６が設けられ、両級放熱フィン４ａ、４ｂの部分が外部
の熱影響を受けにくくなっている。

−シンクｌの上面に、空気の吸込口５と空気吹出ロアと
が設けられ（第３図参照）、吸込口５の内側に供給ファ
ン８が設けられる。そして供給ファン８の駆動により吸
込し］５から吸込んだ空気を、熱電変換素子３で熱制御
されている吸放熱フィン４ａで熱交換させ、それにより
空気を冷やすか暖めて吹出ロアから吹出させるようにな
っている。なお、吸放熱フィン４ａの溝方向は、そこを
流れる空気の流れ方向に沿っている。また吸放熱フィン
４ａの部分と吹出ロアとを連通させる通路途中の下部に
凝縮水の水受け９が設けられ、冷房の湿分除去時に吸放
熱フィン４ａで発生する凝縮水はそのフィンを伝って下
降し、底面部を風下に向かって流れて水受け９に溜まる
ようになっている。

上側の吸放熱フィン４ｂの両端位置に相当するケシング
ｌの側面に、排気用の空気吸込口ｌＯと排出口１１とが
設けられ（第４図参照）、吸込口ｌＯの内側に排気ファ
ン１２が設けられる。そして排気ファン１２の駆動によ
り、吸込口１０から吸込んだ空気を吸放熱フィン４ｈで
熱交換させることにより、熱電変換素子３からの排熱を
奪い取って排出［１１１から排出させるようになってい
る。なお、吸放熱フィン４ｂの溝方向は、そこを流れる
空気の流れ方向に沿っている。またケーシングｌは脚部
が下方に突設され、その脚部にち排気ファンが吸込ませ
る空気の吸込口１０が設けられている。

前記熱電変換素子３は直流電流が印加されることにより
ペルチェ効果を生じるため、第５図に示すように交流電
源（ＡＣ）から交流直流交換器１３を介して直流が熱電
変換素子３に印加されるようになっている。熱電変換素
子３は、電流の向きにより吸熱面と放熱面とが反転し、
そのため交流直流変換器１３と熱電変換素子３との間に
直流電流のプラス側とマイナス側を反転させる切換スイ
ッチ１４が設けられる。また供給ファン８と排気ファン
１２とには、交流電流を直接印加させて駆動させられる
ようになっている。

次に第２実施例の空調装置を第６図により説明する。

この実施例は、前記の空調装置をフリーアクセスフロア
１５の床部に組込んだものである。すなわち前記ケーシ
ングｌの上面を床面となるように構成しておき、その上
面に設けた空気吸込口５から吸込んだ空気を熱制御部材
２で冷やすか暖めて吹出ロアから室内へ吹出すようにな
っている・またフリーアクセスフロア１５の両隅に、送
風機付換気口１６と換気口１７とが設けられ、室内の空
気が送風機付換気口１６から床下に入り、さらに吸込口
ｌＯから熱制御部材２の排熱側通路に流入する。

排気用の空気はそこで熱交換し、さらに排出口ｌｌ、床
下、換気口１７を通って室内へ排出され、このように循
環させて冷房時の排熱あるいは暖房時の排出冷気が処理
される。

なお、第２実施例は本発明の空調装置をフリーアクセス
フロア上の室内の空調に適用したが、床下の冷暖房に適
用させてもよい。また第２実施例の場合、熱制御部材等
をケーシングで被うことなく、上面部を床面構成とし、
空気の供給側通路と排気側通路とを別個にダクト状に被
うようにしてちまい。

［発明の効果］ 本発明の空調装置は、熱電変換素子のペルチェ効果を利
用するので、空調機をフリーアクセスフロア等の床部に
収めることができ、室内の作業スペースが空調装置によ
って制約を受けるようなことはない。また小空間的な暖
冷房装置として使用できるので周囲への影響も少なく、
個人用あるいはＯＡ機器コーナー用等に適している。さ
らに熱電変換素子へ印加する直流電流のプラス、マイナ
スを反転させるだけで、暖房、冷房が切り替えられるた
め、各個人が好きな時に暖冷房ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の空調装置の平面図、第２図は熱電変換
素子等からなる熱制御部材の斜視断面図、第３図は第１
図のＡ−ＡＩＩ断面図、第４図は第１図のＢ−Ｂ線断面
図、第５図は電源回路図、第６図は空調装置を床部に配
置した第２実施例の斜視図である。 ｌ；ケーシング　　　　２；熱制御部材３：熱電変換素
子　４ａ、４ｂ；吸放熱フィン空気吸込口　　　　６゜ 吹出口　　　　　　　８； 水受け　　　　　　１０： 排出口　　　　　　１２゜ 交流直流変換器　　１４； フリーアクセスフロア 送風機付換気口　　１７； 断熱材 供給ファン 吸込口 排気ファン 切換スイッチ 換気口

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ペルチェ効果を持つ板状の熱電変換素子の両面に
   それぞれ吸放熱フィンを設けた熱制御部材を、床パネル
   型のケーシング内に取付け、熱電変換素子の片面側の一
   端側に空気供給ファンを設けるとともに他端側に空気吹
   出口を設け、熱電変換素子の他面側の一端側に排気ファ
   ンを設けるとともに他端側に排気の排出口を設けたこと
   を特徴とする熱電変換素子を使用した空調装置。
2. （２）室内の床の一部に、ペルチェ効果を持つ板状の熱
   電変換素子の両面にそれぞれ吸放熱フィンを設けた熱制
   御部材を配置し、熱電変換素子の片面側の一端側に室内
   空気を送り込む供給ファンを設けるとともに、他端側に
   室内へ熱制御空気を送り出す吹出し口を設け、熱電変換
   素子の他面側の一端側に熱源用空気を吸込む排気ファン
   を設けるとともに、他端側に排気の排出口を設けたこと
   を特徴とする熱電変換素子を使用した空調装置。
3. （３）熱電変換素子を直流電源に接続し、その接続回路
   途中に＋極と−極とを反転させる切換スイッチを設けた
   請求項１又は２に記載の熱電変換素子を使用した空調装
   置。
4. （４）供給ファンが空気を送る側の吸放熱フィンの下側
   に凝縮水受けを設けた請求項１乃至３に記載の熱電変換
   素子を使用した空調装置。