JPH0776625B2 - 冷暖房パネル - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ペルチェ効果を有する熱電変換素子を組込ん
だ冷暖房パネルに関し、それを机や作業台の天板として
使用して、その上下面で暖房と冷房を自由に設定できる
ようにしたものである。

［従来の技術］ オフィスや住宅では、室内の冷暖房は部屋全体を対象に
する方式が多く、温度の設定については室内均一に設定
され、冷暖房専用のエアコン装置によりコントロールさ
れるのが一般的であり、冷温風を供給する方式のものが
多い。

輻射冷暖房を採用する場合に多いのは、床暖房方式であ
り、輻射冷房は天井面を冷却する方式のものがあるが、
実施例は少ない。また個人の周囲の熱環境を調整する補
助的な設備機器としては、一般的に電気ヒーターが利用
されているが、これは暖房専用である。

一方、机や作業台は通常一人一台ずつ保有していること
が多いが、天板はその上で作業する以外に利用法を持た
ないのが普通である。

［発明が解決しようとする課題］ 上記従来技術のうち、部屋全体を均一状態に冷暖房する
方式では、性別、年令別、個人の好み等の個人的な要求
にまで応えるのは難しい。またその方式では、局部的に
冷暖房することは不可能であり、ある部分だけを冷暖房
するために部屋全体を冷暖房することは不経済である。

個人的な要求としての暖房は電気ヒータで賄えるが、小
部分の冷房に対応できるものはない。また各人が専用の
冷暖房装置を持つと、設置のためのスペースがかなり必
要となり、周囲の人への影響もでる。

そこで本発明は、ペルチェ効果を持つ熱電変換素子を使
用して、机や作業台の天板として適用できる冷暖房パネ
ルを構成し、周囲に影響を与えず自分だけに対して自由
に冷暖房できるとともに両面で冷暖別個の状態にもでき
るようにし、さらに冷暖房装置の設置スペースを特別に
必要と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、上記目的を達成した冷暖房パネルである。そ
れは、厚板状の熱交換フィンの両面に、ペルチェ効果を
持つ熱電変換素子を取付け、さらに熱変換素子の外面に
吸放熱板を設け、熱交換フィンには排熱ファンで空気を
流すようにした。熱電変換素子は直流電源に接続させ、
その配線途中に電流の＋−切替え装置を設けた。

上記冷暖房パネルを机や作業台の天板として使用するに
は、冷暖房パネルの周縁適所に天板を延長して取付け、
冷暖房パネル及び延長させた天板の表面側に表面化粧材
を取付けるのが望ましい。

［作用］ ペルチェ効果を持つ熱変換素子に直流電流を流すと、片
側が吸熱（冷却）、反対側が放熱（加熱）となる。熱電
変換素子へ供給する直流電流のプラス・マイナスを反転
すると、吸熱面、放熱面も反転する。またペルチェ効果
は、吸熱と放熱とが同時に起きているため、排熱側では
供給側と逆の吸放熱現象に見合う熱の処理が必要とな
り、本発明では、排熱ファンにより熱交換フィンの内部
に空気を流して排熱させている。

上記の冷暖房パネルの熱電変換素子に直流電流を供給す
ると、熱電変換素子がペルチェ効果で吸放熱現象を起こ
し、外面側の吸放熱板が冷却あるいは加熱される。上記
冷暖房パネルでは、熱交換フィンの両面に熱電変換素子
を設けているので、冷暖房パネルの両面で冷却あるいは
加熱することができる。また冷暖房パネルの両面に設け
た熱電変換素子に、互いに逆向きの電流を供給すれば、
一方を冷却、他方を加熱することもできる。両側の熱電
変換素子の冷却又は加熱は、それぞれ外面側の吸放熱板
を介して外部に伝達され、人はこの吸放熱板を直接触っ
たり、吸放熱板からの輻射により冷暖房効果を得ること
ができる。

［実施例］ 本発明の実施例を第１〜６図により説明する。

厚板状の熱交換フィン１の両面に、複数枚の熱電変換素
子２を適宜間隔で取付け、各熱電変換素子２の間に熱電
変換素子と同一厚さの断熱材３を取付ける。熱電変換素
子２はペルチェ効果を持ち、後記するように直流電流が
供給されると、片側が吸熱（冷却）、反対側が放熱（加
熱）となるものである。熱交換フィン１の両側の熱電変
換素子２の外面側に、それぞれ吸放熱板４が取付けら
れ、熱電変換素子２の冷却又は加熱を外部に伝達させる
ようになっている。なお、熱交換フィン１と吸放熱板４
とは、熱伝導率のよい銅やアルミニウム等の金属で作成
する。

熱交換フィン１の一端に排熱ファン５が取付けられ、熱
交換フィン１の他端に排出口６が設けられ、排熱ファン
５はその外側に吸込口７から吸込んだ空気を熱交換フィ
ン１の通風口1a内に送り込み、排出口６から外部に放出
させている。このように構成した熱源制御部Ａにおい
て、熱交換フィン１に空気を流すのは、ペルチェ効果を
持つ熱電変換素子２は両面で別々に吸熱と放熱現象が起
きているため、排熱側である熱交換フィン１で熱交換さ
せるためである。

前記熱交換フィン１の周縁の適所、本実施例では排熱フ
ァン５を設けた位置の周辺と排出口６を設けた位置の周
辺に天板８が延長して張り出される。そして熱交換フィ
ン１の両面側に位置する２つの吸放熱板４のうち、机や
作業台の天板に使用した場合の上面側、すなわち前記排
出口６が設けられる側に表面化粧材９が取付けられ、そ
の表面化粧材９は一部の天板８の上面にまで延長して設
けられる。

各熱電変換素子２へ直流電流を供給する回路は第５図に
示すようになっていて、交流電流を直流電流に変換する
変換器10から、熱交換フィン１の両面の熱電変換素子２
へそれぞれ別個の配線経路で接続される。この別個の各
配線経路の途中には、それぞれ直流電流のプラス・マイ
ナスを反転させる電流切替え装置11が設けられ、熱交換
フィン１の両面の熱電変換素子２を別個に吸熱又は放熱
に切替えられるようになっている。なお排熱ファン５
は、交流電源に直接接続されて駆動される。

上記構成の冷暖房パネルＢを第６図に示すように机12の
天板12aとして使用し、各熱電変換素子２に直流電流を
供給すれば、そのペルチェ効果により吸熱または放熱状
態となる。そして机に向かって腰掛けた人は天板12aを
直接触ったり、天板の上下面からの輻射熱を受けて冷暖
房効果を得る。なお、熱電変換素子２から生じる排熱
は、空気を吸込口７から熱交換フィン１内を通って排出
口６から流出させることにより放出させる。

［発明の効果］ 本発明の冷暖房パネルによれば、熱電変換素子への直流
電流のプラス・マイナスを反転させるだけで暖房と冷房
に切替わるため、自分の好きな時に暖冷房ができる。ま
た冷暖房パネルを机などの天板としても利用できるた
め、作業スペースが空調装置によって制約を受けること
はなく、個人専用の限定した範囲の冷暖房ができるので
周囲への影響が少ない。さらに輻射冷暖房と人体を直接
冷却加熱する方式を併用するため効果が大きく、装置の
容量は小さくて済む。

また冷暖房パネルは上面あるいは下面だけ利用すること
もできるし、上面が冷房、下面が暖房というように、パ
ネルの上下面で暖房、冷房を別々に設定することも可能
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の冷暖房パネルの断面図、第２図は熱交
換フィンの斜視図、第３図は冷暖房パネルの一部破断斜
視図、第４図は冷暖房パネルの電源接続部を含んだ全体
外観図、第５図は冷暖房パネルの電気回路図、第６図は
冷暖房パネルを机に使用した場合の説明図である。 1;熱交換フィン、2;熱電変換素子 4;吸放熱板、5;排熱ファン 8;天板、9;表面化粧材 10;変換器、11;電流切替え装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外形を厚板状に形成した熱交換フィンの両
   面に、ペルチェ効果を持つ熱電変換素子を取付け、さら
   に熱電変換素子の外面に吸放熱板を取付け、前記熱交換
   フィンの一端に排熱ファンを設けるとともに、他端に排
   熱ファンから送られた空気の排出口を設け、熱交換フィ
   ンの両面の熱電変換素子を直流電源に接続させる配線途
   中に電流の＋−切替え装置を設けたことを特徴とする冷
   暖房パネル。
2. 【請求項２】請求項１に記載の冷暖房パネルの周縁適所
   に天板を延長して取付け、冷暖房パネルと延長して取付
   けた天板との表面側に表面化粧材を取付けたことを特徴
   とする冷暖房パネル。