JPS6150212B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱流制御性熱伝達装置を用いた換気装
置に、暖房機能を持たせたものに関する。

密閉容器内に蒸発性液体を封入し、その沸騰―
凝縮作用を用いた熱交換器を利用して熱回収を行
なうとともに、換気冷房を行なうものは、たとえ
ば実開昭51−11644号、実開昭51−11645号に記載
のものがある。この例では蒸発器側から凝縮器側
へ熱輸送量を自在に変えることができないととも
に、暖房機能を全く有していない。

本発明は、換気装置内に蒸発器側から凝縮器側
へ熱流を制御できる熱伝達装置を設けて熱流を制
御できるように改良するとともに、別個の熱流制
御性熱伝達装置を用いて、外部に設けてある蓄熱
装置と前記換気装置内の熱流制御性熱伝達装置を
熱的に結合し、換気装置に暖房機能を持たせるよ
うに改良し、また信頼性をも向上させることがで
きる換気装置を提供することを目的としている。

本発明に用いる熱流制御性熱伝達装置は蒸発
器，凝縮器，蒸気移動管，液戻り管，及び液戻り
管部に設けた液戻り量制御機構から構成されてい
て、液戻り量制御機構はヒータと液戻り管部の構
造によつて実現しており、可動部を全く有してい
ないことを特徴としている。そしてこの熱流制御
性熱伝達装置を２つ組み合わせて蓄熱装置からの
熱のくみ上げを行ない、一つの装置により換気時
の熱回収の他、暖房をも行なえるように多機能化
し、かつ信頼性の高いものにしている。

以下本発明の換気装置の一実施例を第１図、第
２図により説明する。

壁１を境として２が室内、３が室外であり、同
時吸排気するために壁１に受熱側フアンボツクス
４と放熱側フアンボツクス５が設けられている。
この受熱側フアンボツクス４のフアン６付近には
蒸発器７が設けてあり、また放熱側フアンボツク
ス５のフアン８付近には凝縮器９が設けてある。
蒸発器７と凝縮器９とは蒸気移動管１０および液
戻り管１１によつて密閉循環路を構成するように
連結されており、その内部には例えばフレオン、
アルコール、水などの蒸発性液体１２が封入され
ている。そして液戻り管１１には次のような液戻
り量制御機構５０が設けてある。液戻り管１１に
は凝縮器９を出た後の途中にタンク１３が設けて
あり、タンク１３を出た後に逆Ｕ字型に立上げた
立上げ管部１４が設けてあり、このタンク１３と
立上げ管部１４の頂部１４ａとの間の立上げ管１
４ｂにはヒータ１５が取付けられていて、液戻り
制御機構５０を構成している。これら蒸発器７、
凝縮器９、立上げ管部１４、ヒータ１５、液戻り
管１１、蒸気移動管１０により熱流制御性熱伝達
装置１００―ａを構成している。このヒータ１５
には、換気時に排熱回収を行なうときに通電し、
また排熱回収を行なう必要のないとき通電を断
つ。蓄熱装置を構成している蓄熱槽１６内には水
や無機含水塩（たとえば融点48℃のチオ硫酸ナト
リウム）などの蓄熱材１７が満されており、深液
電力、温排水、太陽熱などを利用することにより
蓄熱される。この蓄熱材１７内には蒸発器１８が
設けてあり、また受熱側フアンボツクス４内の蒸
発器７部には凝縮器１９が設けてある。これら蒸
発器１８と凝縮器１９とは蒸気移動管２０および
液戻り管２１によつて密閉循環路を構成するよう
に連結されており、その内部には例えばフレオ
ン、アルコール、水などの蒸発性液体２２が封入
されている。この液戻り管２１には凝縮器１９を
出た後の途中にタンク２３が設けてあり、タンク
２３を出た後に逆Ｕ字型に立上げた管部２４が設
けてある。またタンク２３と立上げ管部２４の頂
部２４ａとの間の立上げ部２４ｂには、ヒータ２
５が取付けられておりこれらにより液戻り制御機
構５０を構成している。これら蒸発器１８、凝縮
器１９、立上げ管部２４、ヒータ２５、液戻り管
２１、蒸気移動管２０により別個の熱流制御性熱
伝達装置１００―ａを構成している。

この熱流制御性熱伝達装置１００―ａのヒータ
２５には蓄熱装置に蓄熱された熱を利用して室内
の暖房を行なうときに通電し、それ以外のときは
通電を断つ。２６，２７は受熱側フアンボツクス
４、放熱側フアンボツクス５に設けられた空気流
切換弁、２８ａ，２８ｂおよび２９ａ，２９ｂは
受熱側フアンボツクス４および放熱側フアンボツ
クス５の通風面に設けられた偏流板である。また
３０は圧力短絡管であり、立上げ管部１４、及び
２４内に発生した蒸気を蒸発性液体１２あるいは
２２と分離して凝縮器９、あるいは１９に戻し、
蒸発性液体１２あるいは２２を液戻り管１１ある
いは２１内に落下し易くしたものである。

このように構成された換気装置において、暖房
した室内の換気時に熱回収を行なう場合には、第
１図に示すように、空気流切換弁２６，２７を閉
じ、偏流板２８ａ，２８ｂ，２９ａ，２９ｂをそ
れぞれ開いた状態にし、またヒータ１５に通電
し、ヒータ２５には通電を行なわない。これによ
り、ヒータ１５の付いている立上げ管１４ｂ内の
液体１２はその熱を受けて沸騰するが、この際発
生する気泡は浮力によつて立上げ管部１４の頂部
１４ａに向つて上昇する。この気泡のくみ上げ作
用によつて、その周辺の液体１２はくみ上げら
れ、立上げ管部１４の頂部１４ａを越えて蒸発器
７に流入する。蒸発気７内に流入した流体１２
は、その外面から温度の高い空気（排気）より熱
を受けて蒸発し、蒸気圧差により蒸気移動管１０
内を移動して凝縮器９内に達する。ここで蒸気は
冷却されて凝縮熱を放出して液化する。この熱は
凝縮器９の外面より温度の低い空気（吸気）によ
つて持ち去られ、排熱が回収される。一方凝縮熱
を放出して液化した液体１２はタンク１３を通り
立上げ管１４ｂ内に入り、前と同じサイクルをく
り返す。

暖房中の換気時に、室内２の温度が高過ぎて排
熱を回収する必要のない場合には、ヒータ１５の
通電を断つ。これにより、立上げ管１４ｂ内での
気泡の発生は無くなるので液体１２は蒸発器７内
へ流入せず、したがつて蒸発器７から凝縮器９へ
の熱輸送は停止される。

次に蓄熱装置に蓄えられた熱を輸送して室内を
速熱暖房する場合を第２図によつて説明する。ま
ず、空気流切換弁２６，２７を開き、室内側の偏
流板２８ｂ，２９ｂを開き、室外側の偏流板２８
ａ，２９ａを閉じた状態にし、またヒータ１５お
よび２５に通電する。これにより、蓄熱槽１６内
に蓄えられた熱は、蒸発器１８から凝縮器１９に
伝わり、その一部の熱が蒸発器７に伝わり、さら
に凝縮器９に伝わる。従つてフアン８によつて空
気流切換弁２７を通り放熱側フアンボツクス５内
に流入した室内２の空気は、凝縮器９の外面から
熱を受けて偏流板２９ｂより再び室内２に戻され
る。

またフアン６によつて偏流板２８ｂを通り受熱
側フアンボツクス４内に流入した室内２の空気
は、凝縮器１９および蒸発器７の外面から熱を受
けて空気流切換弁２６を通つて再び室内２に戻さ
れる。この場合、受熱側フアンボツクス４のフア
ン６を逆回転して空気流切換弁２６より室内２の
空気を吸い込み、偏向板２８ｂより室内２に戻し
ても良い。このようにすると凝縮器１９、蒸発器
７および凝縮器９の外表面を全部利用して、受熱
側フアンボツクス４および放熱側フアンボツクス
５より蓄熱槽１６内に蓄えられた熱を拡散するこ
とが可能であり、したがつて室内２の速熱暖房が
できる。すなわち本発明によれば、換気時の排熱
回収の他、室内２の暖房も行なえしかも速熱化が
行なえるという利点がある。

第３図は他の実施例である。これは受熱側フア
ンボツクス４と放熱側フアンボツクス５との間の
熱流制御性熱伝達装置１００―ｂの液戻り管１１
の液戻り量制御機構５０、および蓄熱装置と受熱
側フアンボツクス４との間の熱流制御性伝達装置
１００―ｃの液戻り管２１の液戻り量制御機構５
０が若干異なつており、他については第１図，第
２図の構成と同じである。まず液戻り管１１部に
ついては、ヒータ１５は立上げ管１４ｂに設け
ず、タンク１３部に取付けてあるとともに、凝縮
器９を出た液戻り管１１はタンク１３の下部に接
続してある。ヒータ１５に通電するとタンク１３
内の蒸気圧力は高まるため、その内部の液体１２
の液面は押下げられ、したがつてその液体１２の
一部は立上げ管１４の頂部１４ａを越えて蒸発器
７内へ溢れ出す。ヒータ１５の通電を断つとタン
ク１３はその外面より空気の対流によつて熱除去
されるため、その内部の蒸気圧力は下がる。した
がつて液面は上昇して立上げ管１４から液体１２
は溢れ出さなくなり、蒸発器７から凝縮器９への
熱輸送は停止される。また、液戻り管２１につい
ては、この液戻り管２１の途中にタンクを設けず
ヒータ２５のみを取付けたものである。ヒータ２
５に通電すると、液戻り管２１内の液体２２は沸
騰し、これにより発生した気泡は浮力により液体
２２の下降流に逆つて上昇する。このため液体２
２は降下し難くなり、ヒータ２５の通電をある程
度以上大きくするとまつたく降下させないように
することができる。ヒータ２５の通電を断つと気
泡の発生は無くなり、このため液体２２は液戻り
管２１を通つて蒸発器１８に流入し熱輸送が開始
される。

第４図は他の実施例である。この実施例では受
熱側フアンボツクス４と放熱側フアンボツクス５
とが水平に配置されたものである。これに用いる
熱流制御性熱伝達装置１００―ｄの構成について
以下説明する。凝縮器９と蒸発器７は水平の蒸気
移動管１０と液戻り管１１によつて密閉循環路を
構成するように連絡されており、その内部に蒸発
性の液体１２が封入されている。また液戻り管１
１の一部は逆Ｕ字型に折曲げて立上げ管部１４を
構成し、この立上げ管部１４の左右の立上げ管１
４ｂ，１４b′にはヒータ１５，１５′が取付けて
あり、これによつて液戻り量制御機構５０を構成
している。他については第１図〜第３図に示す実
施例と同一である。熱回収を行なうため受熱側フ
アンボツクス４から放熱側フアンボツクス５側へ
熱を伝えたい場合には、ヒータ１５に通電すれば
良い。蓄熱装置に蓄えられた熱を受熱側フアンボ
ツクス４内へ伝える場合には、第１図にて説明し
たと同様の方法で熱を伝えることができる。夏は
冬に対し受熱側フアンボツクス４内と放熱側フア
ンボツクス５内の温度が逆転する。このためフア
ンを逆転しない場合には、蒸発器７を凝縮器とし
て、また凝縮器９を蒸発器として使用しねばなら
ない。この場合には立上げ管１４の右側より左側
へ液体を送り返す必要があり、右側の立上げ管１
４b′に取付けられたヒータ１５′に通電すればよ
い。なお第４図に示す実施例においては、受熱側
フアンボツクス４および放熱側フアンボツクス５
内を流れる空気は紙面に対して直角方向に流れて
いる。

第５図は他の実施例である。これは第４図に示
す実施例における熱流制御性熱伝達装置１００―
ｄを２つ水平に配置するように組合わせたもので
ある。この場合には、立上げ管部２４の右側の立
上げ管２４b′にもヒータ２５′を設け、このヒー
タ２５′に通電して液体２２を凝縮器１９内に戻
せるようにしてある。

以上説明したごとく本発明によれば(1)排熱回収
型換気装置を暖房装置としても利用することがで
きるように多機能化し、(2)また放熱側フアンボツ
クスと受熱側フアンボツクスより空気流切換弁を
操作して熱風を同時に吹き出すようにして室内の
速熱化可能となり、(3)また本発明に用いる熱流制
御性熱伝達装置は可動部を有しないので装置の信
頼性も向上し、実用に供して便利となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の換気装置の一実
施例を説明するための概略構成図、第３図から第
５図は本発明の換気装置の他の実施例を説明する
ための概略構成図である。 ２……室内、３……室外、４……受熱側フアン
ボツクス、５……放熱側フアンボツクス、７，１
８……蒸発器、１６……蓄熱槽、９，１９……凝
縮器、１０，２０……蒸気移動管、１１，２１…
…液戻り管、１４，２４……立上げ管部、１５，
１５′，２５，２５′……ヒータ、２６，２７……
空気流切換弁、５０……液戻り量制御機構、１０
０―ａ，１００―ｂ，１００―ｃ，１００―ｄ…
…熱流制御性熱伝達装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方のフアンボツクスと他方のフアンボツク
   スとを熱流制御性熱伝達装置により熱的に結合し
   て排熱回収を可能にした換気装置において、各々
   のフアンボツクスには、室内から室外への通風お
   よび室外から室内への通風を抑制できる偏流板
   と、室内空気をフアンボツクスを通して室内へ送
   り返すための空気流切換弁を設け、前記熱流制御
   性熱伝達装置の蒸発器と別置の蓄熱装置とを別個
   の熱流制御性熱伝達装置により熱的に結合し、換
   気時の排熱回収の他暖房機としての機能を有する
   ようにしたことを特徴とする換気装置。