JPH06249592A - 熱交換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 積層した仕切板１の間に略波形の間隔板４を
挿設し、略波形端面を交互に仕切板１を介して交差・積
層させ、略波形端面の一方より１次空気を流し、交差さ
せたもう一方の略波形端面より２次空気を流し、熱交換
を行なう熱交換装置において、仕切板１の表面に形状記
憶樹脂をコーティングしてなるものである。 【効果】 冬期の結露問題が生じず、夏期にも効率良く
全熱交換でき、単純な小型の構成にすることができ、長
期間の使用にも安定性が良く、騒音の発生や室内・室外
の空気の混合の問題等が無い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は１次気流と２次気流の熱
交換を行なう空調換気扇等に使用する熱交換装置に関
し、顕熱のみ熱交換する場合と潜熱及び顕熱の両方を熱
交換する場合とに使い分けできる熱交換装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来１次気流と２次気流の熱交換器（装
置）としては、顕熱（温度）だけ交換する顕熱交換器
と、顕熱および潜熱（湿度）を同時に交換する全熱交換
器がある。

【０００３】このうち前者（顕熱交換器）としてはアル
ミ板等の透湿性の無い多層板間に１次気流と２次気流を
流し、顕熱のみ交換する方法が用いられているが夏の冷
房中などは、高温・多湿の外気のうち高湿度が熱交換気
では除去できず、冷房空間内に持ち込まれ、熱交換気と
しては不充分であった。

【０００４】一方後者（全熱交換器）としては回転体を
用いて、蓄熱・放熱あるいは蓄湿・放湿を繰り返すこと
により全熱交換する蓄熱回転式と、紙などの透湿性の多
層仕切板を介して顕熱および潜熱を交換する静止透過式
の２方式があるが、いづれも室内側の温度・湿度共に室
外側より低い夏場の冷房時には空調換気扇として優れた
効率を有するが、逆に室内側が外気より高温・高湿とな
る冬場では、室内の湿気を放出できず、最近多用されだ
した高気密住宅などでは、窓や壁などへの結露などの問
題が発生する。

【０００５】上記対策として特公平４ー７４６３９に示
されるような、透湿性と非透湿性２種類のエレメントを
用いて回転体を回らせながら全熱交換行なう場合と、静
止させ顕熱交換のみ行なう場合とに使い分ける複合機能
を持たせた蓄熱透過回転熱交換装置が提案されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような熱交換装
置であれば、顕熱交換の際、静止して熱交換を行なうの
で、円筒形の中で、熱交換面積を確保するためにエレメ
ント及び装置が大型となり、かつ、１次側と２次側の空
気の混合や漏れを防止するための間隔板が複雑となる上
に、回転時にも対応するためには完全なシールは困難で
あった。

【０００７】また、全熱交換時の問題点としても、エレ
メントに吸湿性として塗布されているコロイダルシリカ
や塩化リチウムなどの劣化，減少の問題や回転部からの
騒音の問題が有り、実際の家庭用空調換気扇としては静
止式に比べ蓄熱回転方式は実用されるケースが少ないな
ど、顕熱・全熱両方の面で問題が残っている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明では上記問題点を
鑑み、静止式で、かつ顕熱交換のみと全熱交換の２種類
の熱交換が温度により使い分けできる熱交換装置を提供
するものであり、従来より静止透過式全熱交換器として
用いられてきた透湿性のエレメントの表面に薄く形状記
憶樹脂をコーティングしたものを熱交換器素材として用
い、変形温度として適切な温度を選択した形状記憶樹脂
を用いたものである。

【０００９】

【作用】上記構成にて、夏期など熱交換する流体の温度
が高い時にはコーティングした形状記憶樹脂の非晶部の
分子運動が活発となり、透湿性を有し、全熱交換を行な
うが、冬期の空気温度の低い時には形状記憶樹脂の非晶
部の分子運動は不活発となり、水蒸気分子を透過できな
くなり、顕熱のみの熱交換となる。

【００１０】従って構造の単純な１つの静止式熱交換装
置で、温度により全熱型と顕熱型に使い分けできるの
で、長期的にも安定し、小型でかつ流体の分離性が良
く、かつ騒音の発生など問題の少ない熱交換装置を提供
することができる。

【００１１】

【実施例】以下本発明の熱交換装置の一実施例を図１及
び図２とともに説明する。

【００１２】図１及び図２において、１は仕切板であ
り、素材は耐水加工したセルロース等の板であり、伝熱
性および透湿性を有するが、その表面にはポリウレタン
系ポリマーなどの形状記憶樹脂を薄く（２０〜７０μ
ｍ）コーティングしている。図２はその仕切板１の一部
断面拡大図であり、セルロースなどの繊維２と形状記憶
樹脂ポリマー３の構成状態を示したものである。

【００１３】４は間隔板であり、やはり特殊加工した紙
などを波形に折ったもので、仕切板１Ａと仕切板１Ｂの
間に位置し、接着剤等にて固定およびシールされてい
る。また上記間隔板４および４Ａは約９０°対向して仕
切板１と仕切板１の間に積層されている。

【００１４】従って、間隔板４の波形端面から室内空気
５を室外に向かって流し、約９０°対向している他の間
隔板４Ａの波形端面から室外空気６を室内に向かって流
しても仕切板１にて仕切られているため、互いに混合す
ることはない。

【００１５】夏期に冷房する場合、外気温度はたいてい
２０℃以上あり、空気温度が高い状態では、仕切板１の
温度は約１５℃以上有れば、コーティングした形状記憶
樹脂３の非晶部の分子運動が急激に活発となり、水蒸気
分子を透過させるため、仕切板１を通じ、室内空気５と
室外空気６の顕熱と潜熱を両方熱交換できるので、室内
には室外の新鮮な空気を冷却・減湿して導くことができ
る。

【００１６】一方、冬期等のように流通する空気温度が
低く、結露が問題となる外気温度１０℃以下では仕切板
１の温度が約１５℃以下なればコーティングした形状記
憶樹脂３の非晶部の分子運動は急激に不活発となり、水
蒸気分子に対し、閉じられた構造となるため透湿性は少
なくなるため、室内の高温・多湿な空気は顕熱のみ熱交
換を行ない、湿気を屋外に放出する。

【００１７】ここで用いた形状記憶樹脂ポリマーの１例
としては、ポリウレタン系の樹脂で、結晶部と非晶部の
性質の異なる２つの形態が混在しており、非晶部が分子
運動が活発となる高温領域にて成形するといわゆる形状
記憶状態となり、温度を上げると急激に非晶部の分子運
動が活発になる性質を有するものを用いる。

【００１８】また、ここで形状記憶樹脂のコーティング
面を、仕切板のうち室外空気との接触面側のみに限って
コーティングすれば、夏期と冬期で温度の著しい差を適
確に把握して形状記憶効果を確実に実行できることは言
うまでもない。

【００１９】

【発明の効果】本発明の熱交換装置は上記のような構成
であるから、冬期の結露の問題の発生しない空調換気扇
等として夏期にも効率良く全熱交換できる上に、単純な
小型の構成となり、長期間の使用にも安定性が良く、ま
た、エレメントは回転しないので、騒音の発生や、室内
・室外の空気の混合の問題等の無い優れた熱交換装置を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱交換装置の一実施例における熱交換
器エレメントの要部構造図である。

【図２】図１の仕切板の一部断面拡大図である。

【符号の説明】

１ 仕切板 ２ 繊維 ３ 形状記憶樹脂 ４ 間隔板 ５ 室内空気 ６ 室外空気

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 積層した仕切板の間に略波形の間隔板を
   挿設し、略波形端面を交互に仕切板を介して交差・積層
   させ、略波形端面の一方より１次空気を流し、交差させ
   たもう一方の略波形端面より２次空気を流し、熱交換を
   行なう熱交換装置において、仕切板の表面に形状記憶樹
   脂をコーティングさせたことを特徴とする熱交換装置。
2. 【請求項２】 上記形状記憶樹脂の状態変化温度として
   １５±５℃の温度にて形状変化を起こす形状記憶樹脂を
   仕切板の室外空気流通面側にのみコーティングしたこと
   を特徴とする請求項１記載の熱交換装置。