(57)【要約】【課題】高気密の住宅の換気による排気から熱を効率良く回収して、住宅に戻すことができるシステムを提供することである。【解決手段】住宅の各部屋からの排気は、各部屋に設けた換気配管１１２等を介して集中排気・熱回収装置に集まる。集中排気・熱回収装置は、換気配管１１２からの排気を集める集中換気扇１１０，排気から熱を媒体に回収する熱交換器１３０で構成され、排気からの熱を媒体に回収するとともに、排気を配管１１４により住宅の外に排出する。集中排気・熱回収装置は、暖房時の熱のみではなく、冷房時の冷熱も回収する。集中排気・熱回収装置により回収された熱（冷熱を含む）は、例えば水等の媒体，熱交換器１３０を介して、各部屋に設けた放熱パネル（高効率熱伝導シート貼り付けボード）１６０から、再度住宅内に戻される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物の熱回収システムであって、
前記建物の各部屋からの換気の排気を集中して集める集中換気扇と、
該集中換気扇の排気の熱を媒体に伝達する熱交換装置と、
前記媒体により伝達された熱を各部屋に放出するための高効率熱伝導シートと
を備えることを特徴とする建物の熱回収システム。
【請求項２】
請求項１記載の建物の熱回収システムにおいて、
前記熱交換装置は、ペルチェ素子を用いており、
冷房時と暖房時とで該ペルチェ素子への電圧印加方向を逆転することを特徴とする建物の熱回収システム。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の建物の熱回収システムにおいて、
前記媒体として、高効率熱伝導素材を用いており、
前記媒体を移動せずに熱を伝導することを特徴とする建物の熱回収システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、住宅等の建物からの排気の熱を回収して、再度建物に戻すことができる熱回収システムに関するものである。
【技術的背景】
高気密となっている住宅の換気は、現在では重要となっている。そのため、２４時間にわたって強制的に換気を行っている住宅も多い。しかしながら、そのような換気を行っている住宅でも、換気による排気から熱を回収することが難しかった。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高気密の住宅の換気による排気から熱を効率良く回収して、住宅に戻すことができるシステムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、建物の熱回収システムであって、前記建物の各部屋からの換気の排気を集中して集める集中換気扇と、該集中換気扇の排気の熱を媒体に伝達する熱交換装置と、前記媒体により伝達された熱を各部屋に放出するための高効率熱伝導シートとを備えることを特徴とする。
前記熱交換装置は、ペルチェ素子を用いており、冷房時と暖房時とで該ペルチェ素子への電圧印加方向を逆転することができる。
前記媒体として、高効率熱伝導素材を用いており、前記媒体を移動せずに熱を伝導することもできる。このように構成することで、部屋の上下間や部屋間の温度格差を解消することができる。
【０００３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態の熱回収システムを設置した高断熱・高気密のパネル住宅の構成を示す図である。図１において、この住宅は、断熱材を用いて高断熱となっており、外部に対して住宅内の熱が逃げないようにしている。この住宅では、例えば外断熱材を床下まで設けて、高断熱としている。
住宅の各部屋からの排気は、各部屋に設けた換気配管１１２等を介して集中排気・熱回収装置に集まる。集中排気・熱回収装置は、換気配管１１２からの排気を集める集中換気扇１１０，排気から熱を媒体に回収する熱交換器１３０で構成され、排気からの熱を媒体に回収するとともに、排気を配管１１４により住宅の外に排出する。集中排気・熱回収装置は、暖房時の熱のみではなく、冷房時の冷熱も回収する。熱交換器１３０は、操作パネルにより操作される制御装置１４０により制御されている。制御装置１４０は、吸気温度センサ１４３，排気温度センサ１４５，入口水温センサ１４４，出口温度センサ１４７により、温度の監視も行っている。熱交換器１３０については後で詳しく説明する。
集中排気・熱回収装置により回収された熱（冷熱を含む）は、例えば水等の媒体，熱交換器１３０を介して、各部屋に設けた放熱パネル（高効率熱伝導シート貼り付けボード）１６０から、再度住宅内に戻される。この放熱パネル１６０は、図１に示すように、内壁、天井、床等に設けることもできる。放熱パネルは、内壁と一体とすることもできる。放熱パネル（高効率熱伝導シート貼り付けボード）１６０の構成は後で説明する。
【０００４】
集中排気・熱回収装置で用いられている熱交換器１３０には、本発明の発明者の一人が発明したペルチェ素子を用いている半導体熱交換器を使用するとよい。この半導体熱交換器１３０では、排気中に設置しているヒートシンクと、ペルチェ素子を接続し、ペルチェ素子により排気から媒体に熱（冷熱）を移動させるものである。詳しくは特願２００２−０４８０２３号出願を参照されたい。
図２は、ペルチェ素子を用いた半導体熱交換器１３０の構造例を詳細に示したものであり、図２（ａ）は半導体熱交換器の正面図、図２（ｂ）は平面図、図２（ｃ）は側面図である。
半導体熱交換器１３０は、ヒートシンク１３１、ペルチェ素子１３４、吸排水パイプ１５２，容器部１３３で構成されている。集中換気扇１１０からの排気は、ヒートシンク１３１内を通って熱交換器の外へ排出する。そのときに排気の熱をヒートシンク１３１に伝えている。熱交換器を通っている水等の媒体は、吸排水パイプ１５２の一方を通して容器部１３３へ入り、他方より出て、容器部へ戻っている。
ペルチェ素子１３４は、一方の面をヒートシンク１３１の平らな面に接合しており、他方の面を容器部１３３の片面に接合している。このペルチェ素子１３４に電流を流すと、一方の面が冷却面、他方の面が加熱面となり、電流の方向を逆にすると冷却面と加熱面は反転する。
そこで、暖房の熱を熱交換器で回収して、容器部１３３の水を加熱する場合、ペルチェ素子１３４のヒートシンク１３１側の面が冷却面、容器部１３３側の面が加熱面となるように電流を流せば、ペルチェ素子１３４のヒートシンク１３１側は排気を冷却し、ペルチェ素子１３４の容器部１３３側は水を加熱する。逆に、冷房の冷気を回収して水を冷却する場合、ペルチェ素子１３４に暖房時とは逆方向に電流を流せば、ペルチェ素子１３４のヒートシンク１３１側は排気を加熱し、ペルチェ素子１３４の容器部１３３側は水を冷却する。
【０００５】
図３は、実施形態の熱回収システムに使用されている放熱パネル１６０の構成を示す図である。
放熱パネル（高効率熱伝導シート貼り付けボード）１６０は、ボード１６２に高効率熱伝導シート（例えば、グラファイト・シート等）１６６を貼り、水等の媒体との間の熱交換器１５６と高効率熱伝導シート１６６との間の熱伝導は、同様の高効率熱伝導シート１６４により行われる。熱交換器１５６内の媒体は、ゆっくり移動するため、高効率熱伝導シート１６４に十分に熱を伝えることが可能である。
高効率の熱伝導シートにより放熱パネルを構成しているので、軽量かつ効率のよい放熱パネルを作成することができる。
しかも、この放熱パネル１６０は、板面の一部分に設置している高効率熱伝導シートにより熱を伝導しているので、釘打ち等で自由な場所に設置することができる。
【０００６】
図４は、本発明の熱回収システムの他の実施形態を示す図である。図５は、図４の熱回収システムと放熱パネル（高効率熱伝導シート貼り付けボード）１６０と媒体との接続関係を説明するための図である。
このシステムでは、図４に示すように、各部屋からの換気の熱を熱交換器１３０により、高効率熱伝導素材に伝達している。熱交換器内では、高効率熱伝導素材とペルチェ素子とが直接接触して換気の熱を伝えている。この高効率熱伝導素材（例えばグラファイト等）は、パイプ１７２に内蔵され、各部屋に換気の熱を伝えている。このパイプに対して、高効率の熱伝導素材からの熱を伝えたり、熱の放散を防いだりするための素材をその場所に応じて選択する。各部屋では、図５に示すように、高効率熱伝導素材内蔵パイプ１７２から放熱パネル１６０上の高効率熱伝導素材シート１６６に高効率熱伝導素材シート１６４により熱が伝導され、放熱パネル１６０より熱が放熱される。このとき、高効率熱伝導素材シート１６４とパイプ１７２との接触場所には、熱伝導のよい素材（例えば銅）を用いている。
このように、この熱回収システムでは、高効率熱伝導素材を用いて熱を伝えているために、媒体の移動のための動力がいらない。
また、放熱パネルを部屋の天井や床等に使用すると、排気から回収した熱ばかりではなく、部屋の上下や部屋間等に温度格差があると、その温度格差の熱も放熱パネルの高効率熱伝導シートから吸収して、パイプ中の高効率熱伝導素材を介して伝えることができるので、家の中の温度格差の解消にも役立つ。これは、排気からの熱を回収していないときも有効である。
これが可能であるのは、放熱パネルの用いている高効率熱伝導シートやパイプ中の高効率熱伝導素材の熱を伝える方向が双方向であり、自由に熱を伝導することができるからである。
【０００７】
【発明の効果】
上述のように、各部屋からの排気を集中的に集めて、熱交換器で熱を媒体に回収して、回収した熱を各部屋に放熱パネル（高効率熱伝導シート貼り付けボード）で戻すことにより、高断熱・高気密の建物で、効率的に排気から熱を回収することができる。
熱交換器にペルチェ素子を用いることで、より効率的に熱を回収することができる。
また、媒体にグラファイト等の高効率熱伝導素材を用いることで、媒体を動かさずに効率よく熱を伝導することができる。この構成により、家の中の温度格差を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態の熱回収システムを設置した住宅の構成を示す図である。
【図２】ペルチェ素子を用いた熱交換器の構成例を示す図である。
【図３】実施形態の熱回収システムに使用されている放熱パネルの構成を示す図である。
【図４】熱回収システムの他の実施形態の構成を示す図である。
【図５】放熱パネルと高効率熱伝導素材との接続関係を説明するための図である。
【符号の説明】
１１２　　　　　　換気配管
１１４　　　　　　排気用配管
１１０　　　　　　集中換気扇
１３０　　　　　　熱交換器
１３１　　　　　　ヒートシンク
１３３　　　　　　容器部
１３４　　　　　　ペルチェ素子
１５２　　　　　　吸排水パイプ
１５６　　　　　　熱交換器
１６０　　　　　　放熱パネル
１６２　　　　　　ボード
１６４，１６６　　　　高効率熱伝導シート
１７２　　　　　　高効率熱伝導素材内蔵パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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