热回收装置与使用它的建筑物热回收系统.pdf

本发明的目的在于提供换气时可有效回收冷暖气设备的热的、一般住宅也可使用的系统。因此，集中换气扇(110)以吸排气管连接于热交换器(120)，从集中换气扇(110)通向热交换器(120)、将各房间来的变暖了的排气中的热量由热交换器(120)回收之后，排出到装置外。另一方面，热交换器(120)以吸排水管连接于水箱(130)，将以泵(140)从水箱(130)抽上来的水由热交换器(120)加热，再使水回到水箱(130)。热交换器(120)，由珀尔帖元件冷却从集中换气扇(110)来的排气，同时加热水箱(130)中的水，整体上有效地将各房间来的空气的热移至水中。由于通过珀尔帖元件有效转移热，可使热交换器来的水的温度比排气温度还高。

1.  一种热回收装置，它是从换气中回收热的装置，具有散热片、连接该散热片的珀尔帖元件、连接该珀尔帖元件的媒体、向前述珀尔帖元件供电的电源；其特征在于，通过前述珀尔帖元件将热(含制冷)从换气移向媒体。

2.  一种建筑物热回收系统，其特征在于，该系统具有集中换气扇、热回收装置及高效传热片，前述集中换气扇用来集中收集从前述建筑物的各房间来的换气中的排气；
前述热回收装置是用于将热(含冷热)从上述排气移向媒体的装置，它具有散热片、连接该散热片的珀尔帖元件、和向前述珀尔帖元件供电的电源；前述高效传热片用于将从前述媒体传来的热(含冷热)散于各房间。

3.  如权利要求1所述的建筑物的热回收系统，其特征在于，作为前述媒体可使用高效传热材料，可不使前述媒体移动而进行传热。

热回收装置与使用它的建筑物 热回收系统
技术领域
本发明涉及用于有效回收建筑物等的换气所产生的冷暖气设备的热量的热回收装置和使用它的建筑物热回收系统。
背景技术
关于环境问题是当前要求紧急解决的问题。特别是在京都议定书批准之后，消减CO₂的排放问题的检查引人注目。为减少CO₂，必须在日本全国的所有领域推进节能。因此，对于小型建筑物、特别是一般住宅的冷暖气设备，均要求其节能。
另一方面，在一般住宅中，从健康考虑、对住宅的换气给予高度关注。但是，如要搞好换气，在交换设了冷暖气设备的住宅内空气时，将其热能白白地排出到外部。
因此，现在需求在换气时可有效回收冷暖气设备的热的系统。
发明内容
本发明的目的在于，提供换气时可有效回收冷暖气设备的热、在一般住宅也可使用的系统。
为达到上述目的，本发明是对从换气来的热的回收装置，它具有散热片、与该散热片相连接地珀尔帖元件、与该珀尔帖元件相连接的媒体、和供电给前述珀尔帖元件的电源，其特征在于，通过前述珀尔帖元件从换气将热[含制冷]移至媒体。
本发明的建筑物的热回收系统的特征在于，它具有将从前述建筑物的各房间来的换气的排气集中起来收集的集中换气扇，将该集中换气扇排气的热量传给媒体的前述热回收装置，用于将前述媒体传递的热排放到各房间的高效传热片。
作为前述媒体，使用高效传热材料，不使前述媒体移动也可传热。由这样的构成，可消除房间上下间与房间之间的温度差。
附图说明
图1是表示实施例的热回收装置的构成的图。
图2是表示用于热回收装置的热交换器的详细构成的图。
图3是用来说明用于热交换器的珀尔帖元件的图。
图4是表示将热回收装置用于一般住宅的例子的图。
图5是表示设置实施例的建筑物热回收系统的住宅的构成的图。
图6是表示使用实施例的建筑物热回收系统的散热板的构成的图。
图7是表示建筑物热回收系统的其他实施例的构成的图。
图8是用于说明散热板与高效传热材料的连接关系的图。
具体实施方式
参照附图说明本发明的实施例。
图1是将换气来的热量传给媒体的热回收装置的整体图。在图1的装置中，以建筑物的各房间装暖气设备的情况进行说明。另外，实施例的热回收装置，用水作为热的媒体的例子。作为热回收装置的热的媒体，可以是油等的液体、空气等的气体、固体或其混合体，如是流动体都可用。另外，如后所述，作为热的媒体也有不用流动体的情况。
在图1中，用于换气而从各房间排出的空气，通过集中换气扇110收集。集中换气扇110，以吸排气管连接于热交换器120。收集到集中换气扇110的空气，在热交换器120、回收变热了的排气的热量之后，排出到热回收装置的外边。另一方面，热交换器120以吸排水管连接于水箱130，将以泵140从水箱130吸上来的水由热交换器120加热之后，使水再回到水箱130。
热交换器120，由珀尔帖元件冷却从集中换气扇110来的排气的同时，加热水箱130里的水，整体上将各房间来的空气的热量有效地转移到水中。由于通过珀尔帖元件有效地转移热量，可使从热交换器来的水的温度比排气的温度还高。
在冷气设备情况下，借使向珀尔帖元件供电的电流反向，可对集中换气扇110来的排气加热，通过热交换器120冷却水，可得到冷水。也在这时，该冷水借使用珀尔帖元件，可使该冷水比房间来的排气还冷。
温度计154测定进入热交换器120的水的温度，温度计152测定从热交换器120排出的水的温度，温度计156测定水箱130内的水温。电源160向热交换器120的珀尔帖元件与泵供电，由功率计162测定其电力。
图2是详细表示图1的热交换器120的构造的图，图2(a)是热交换器120的正视图，图2(b)是其平面图，图2(c)是其侧视图。
热交换器120由散热片210、珀尔帖元件220、吸排水管250、容器部230构成。从集中换气扇110排出的气通过散热片210内部排出到热交换器外。这时排气的热量传给散热片210。通过热交换器120的水，从水箱130通过吸排水管250的一方进入容器230，从另一方排出，回到水箱130。
珀尔帖元件220，其一方的面接合于散热片210的平的面上，其另一方的面接合于容器部230的一面上。如在该珀尔帖元件220中通过电流，一方的面成冷却面，另一方的面成加热面，如使电流的方向反向，冷却面和加热面也颠倒过来。
因此，在以热交换器回收暖气设备的热、而加热容器部230的水的情况下，如通过电流使珀尔帖元件220的散热片210侧的面成冷却面，容器230侧的面成加热面，则珀尔帖元件220的散热片210侧冷却排气，珀尔帖元件220的容器230侧加热水。反过来，在回收冷气设备的冷气来冷却水的情况下，在珀尔帖元件220中流过与暖气设备时相反方向的电流，珀尔帖元件220的散热片210侧加热排气，而珀尔帖元件220的容器部230侧冷却水。
图3说明了用于上述热交换器的珀尔帖元件220的构成例。
图3(a)是使用于热交换器的珀尔帖元件220的外观。图3(b)是表示珀尔帖元件的内部构成例的图。图3(c)是表示图3(b)的每个珀尔帖元件的工作的图。
如图3(b)所示，图3(a)所示的大面积的珀尔帖元件是将多个小的珀尔帖元件以电串联、热并联的形式连接起来的。图3(c)是以单个珀尔帖元件的图，说明珀尔帖元件的工作。如将直流电源320连于珀尔帖元件，电流从N型半导体314的下侧通过上部的电极316流向P型半导体312的下侧。能量与电子一起沿与电流相反的方向移动。在N型半导体314中，电子为从上部电极316侧得到用于从上部电极316移动到N型半导体的能量、和用于在N型半导体314内部移动到下部电极315的能量，其结果为在上部电极316侧能量不足、温度下降。对此，在下部电极315侧，电子放出夺取的能量、温度上升。在P型半导体312中，空穴和电子同样的工作使能量移动。其结果，在吸热面318吸收的总热量合计为相当于总供电力的热量，在散热面319散热。这种加热(冷却)效果，与电流的大小和半导体的数量成比例。这时，作为用于珀尔帖元件等的电源可使用太阳能电池，而且，可做成有益于环境的系统。
图4表示了将图1的热回收装置用于一般住宅的例子。
在图4中，以管子将热交换器430与集中换气扇420连接起来，例如设在顶棚里，将为从各房间换气的空气从换气管410送到集中换气扇420，通过热交换器430，从排气管460排至室外。另一方面，将泵·预备水箱450设于室外，使吸排水管440通到热交换器430，例如，在房屋的基础施工部分(地下加固混凝土部分等)470中配管，再连接到泵·预备水箱450。这样，借使用基础工程部分470，可得到大的热容量，可增多蓄热的量。
在热交换器430中，在珀尔帖元件中通以电流、使在使用暖气设备时对水加热，而在使用冷气设备时冷却水。被加热或被冷却的水沿着吸排水管440的配管循环，再回到泵·预备水箱450。
也可以通过本热回收装置用蓄存于水中的热量(冷或热)制暖(制冷)各房间。这种情况下，如图4所示，也可以将蓄热的水以管路482、484送至各房间，由热交换器辅助各房间的冷暖气设备。与图2一样地，如在热交换器中使用珀尔帖元件效果会更好。另外，也可以使用地板下暖气(冷气)设备。
另外，为建筑物内换气，在集中并吸取外气的情况下，也可用于制暖(制冷)这种吸入气。这种情况下所使用的热交换器，如使用图2所示那样的珀尔帖元件热效率会更好。
在这种系统中，各装置的设置场所并不局限于上述场所，例如，也可将热交换器430设于室外。另外，吸排水管440的配置场所也不局限于上述，例如在上述之外也可配管于各房间的地板、墙壁、顶棚的内部等。
图5是表示设置了本发明的实施例的建筑物热回收系统的高绝热、高气密性的板状住宅的构成。在图5中，这种住宅，使用绝热材料达到高绝热，相对外部住宅的热量逸散不出去。在该住宅中，例如将外绝热材料设在地板底下、成高绝热。
从住宅各房间来的排气，通过设在各房间的换气配管512等集中到集中排气·热回收装置。集中排气·热回收装置，由收集从换气配管512来的排气的集中换气扇510与从排气中将热量回收到媒体中的热交换器530构成，在将从排气来的热量回收到媒体中的同时，由配管514将排气排至住宅的外边。集中排气·热回收装置，不仅回收暖气设备时的热，也回收冷气设备时的制冷。热交换器530由被操作板操作的控制装置540控制。控制装置540，还由吸气温度传感器543、排气温度传感器545、入口水温传感器544、出口水温传感器547，进行温度监视。关于热交换器530后边详述。
由集中排气·热回收装置回收的热(包含制冷)，通过例如水等媒体、热交换器530，从设于各房间的散热板(贴附高效传热片的板)560再回到住宅内。该散热板560，如图5所示，也可设于内壁、顶棚、地板等。散热板也可与内壁做成一体。散热板(贴附高效传热片的板)560的构成后述。
在集中排气·热回收装置中使用的热交换器530中，使用了采用上述珀尔帖元件的热交换器530。在该热交换器530中，将珀尔帖元件与设于排气中的散热片相连，由珀尔帖元件将热量(制冷)从排气转移到媒体。
图6是表示用于实施例的热回收系统的散热板560的构成的图。
散热板(贴附高效传热片的板)560，是在板562上贴附高效传热片(例如，石墨片等)566，在水等媒体间的热交换器556和高效传热片566之间的热传导，由同样的高效传热片564实施。热交换器556内的媒体，由于慢慢移动，可对高效传热片564充分传热。
由于以高效传热片构成散热板，故可做成重量轻且效率高的散热板。
而且，该散热板560，由于是由设置于板面的一部分的高效传热片传热，故可通过打钉等方式设于任何场所。
图7是表示本发明的建筑物热回收系统的其他实施例的图。图8是用于说明图4的热回收系统与散热板(贴附高效传热片的板)560和媒体的连接关系的图。
在该系统中，如图7所示，由热交换器530将来自各房间的换气的热传递到高效传热材料。在热交换器内，高效传热材料与珀尔帖元件直接接触传递换气的热。该高效传热材料(例如石墨等)内藏于管572内，向各房间传导换气的热。对于该管，可根据其场所选择传导高效传热材料来的热、或防止散热的材料。在各房间中，如图8所示，由高效传热材料片564将热量从内藏高效传热材料的管574传至散热板560上的高效传热材料片566，由散热板560散出热量。这时，在高效传热材料片564与管574的接触处，使用传热性能良好的材料(例如铜)。
这样，在该热回收系统中，由于使用高效传热材料传热，就不需要用于媒体移动的动力。
另外，如将散热板用于房间的顶棚或地板等，不仅是从排气回收的热量，而且如房间上下或房间之间存在温度差的话，其温度差的热也由散热板的高效传热片吸收，可通过管中的高效传热材料传导，因此也可起到消除家中的温度差的作用。这一点在不回收从排气来的热时也有效。
之所以能够实现这一点，是因为对散热板用的高效传热片或管中的高效传热材料的传热方向是双向的，可自由传热。
工业利用性
由使用本发明的热回收装置，可低成本高效率运用、且也容易维护。另外，由于消耗电力少，因而有节能效果。另外还有噪音小的优点。