CN106716039B - 蓄热系统 - Google Patents

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Abstract

蓄热系统具有：热源(1)，产生热并将该热向第1载热体释放；蓄热部(2)，具有蓄积热的蓄热件(210)。蓄热部具有收容蓄热件的蓄热件收容部(21)和收容液相载热体的载热体收容部(22)。蓄热件具有供载热体的蒸气流入的细孔(211)。蓄热件在蓄热件的温度是相转移温度以下的情况下变化为固体状的第1相状态，并且在蓄热件的温度超过相转移温度的情况下变化为固体状的第2相状态。蓄热件通过第1相状态与第2相状态之间的相变化来蓄热或散热。蓄热部构成为，能够执行通过由载热体收容部使液相载热体与冷却介质进行热交换而使载热体蒸发、对冷却介质释放冷热的冷热释放模式。

Description

蓄热系统
关联申请的相互参照
本申请基于2014年10月8日提交的日本专利申请第2014-207113号主张优先权，这里引用其全部内容。
技术领域
本发明涉及蓄热系统。
背景技术
在具备作为能量转换装置的发动机(内燃机)的车辆中，对于热剩余的稳定时及需要热的启动时的各个场合，经常会发生时间及空间上的缺口。因此，提出了一种在稳定时将从发动机释放的热的一部分蓄热、在启动时将蓄热的热释放的蓄热系统。
例如，已知有使用利用物质的比热的显热蓄热件进行蓄热的蓄热系统。此外，已知有使用利用化学反应热的化学蓄热件进行蓄热的蓄热系统(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开2013-108748号公报
发明内容
但是，在上述使用显热蓄热件的蓄热系统中，一般来说，由于基于蓄热件的热容的蓄热量较小，所以难以高密度地储存热。因此，在根据对系统要求的蓄热量及散热量来构成显热蓄热系统的情况下，体积变大。
此外，在上述使用化学蓄热件的蓄热系统中，除了显热及潜热以外，还能够利用化学反应的焓蓄热。此时，该化学反应的反应速度通常较大地依存于温度。因此，为了使该化学反应迅速地进行而要求较高的温度。
因而，在热源(发动机)的温度较低的情况下，在蓄热件中化学反应几乎不进行，难以高密度地储存热。即，在使用化学蓄热件的蓄热系统中，根据热源的温度，有可能不能享受能够利用化学反应的焓这一优点。
此外，在上述蓄热系统中，在将热源具有的温热蓄积到蓄热件中的情况下，虽然在散热时能够将温热取出，但不能将冷热取出。
本发明的目的在于，提供一种能够在减小体积的同时、不论热源的温度如何都能够将温热高密度地蓄积、并且在散热时能够将冷热取出的蓄热系统。
在本发明的一个技术方案中，蓄热系统具备产生热并将该热向第1载热体释放的热源、和具有蓄积热的蓄热件的蓄热部。蓄热部具有：蓄热件收容部，收容蓄热件；载热体收容部，构成为，收容液体状的第2载热体，并且通过将在外部流通的第3载热体具有的热带走而使第2载热体蒸发。蓄热件收容部构成为，由载热体收容部产生的第2载热体的蒸气流入。蓄热件具有第2载热体的蒸气流入的细孔。蓄热件在蓄热件的温度是相转移温度以下的情况下变化为固体状的第1相状态，并且在蓄热件的温度超过相转移温度的情况下变化为固体状的第2相状态。蓄热件通过第1相状态与第2相状态之间的相变化来蓄热或散热。蓄热部构成为，能够切换：蓄热模式，通过由蓄热件收容部使第1载热体与蓄热件热交换，将第1载热体具有的热向蓄热件蓄热；冷热释放模式，通过由载热体收容部使液相的第2载热体与第3载热体热交换而使第2载热体蒸发，对第3载热体释放冷热而将第3载热体冷却。
由此，通过将蓄热件构成为，通过固体状的第1相状态与固体状的第2相状态之间的相变化来蓄热，与显热蓄热件相比能够高密度地储存热。因而，能够使蓄热系统的体格小型化。
此外，由于在蓄热部的蓄热、散热中不伴随着化学反应，所以即使是热源的温度较低的情况，也能够高密度地储存热。即，不论热源的温度如何，都能够高密度地蓄积温热。
此外，将蓄热部构成为，能够执行通过由载热体收容部使液相的第2载热体与第3载热体热交换而使第2载热体蒸发、对第3载热体释放冷热而将第3载热体冷却的冷热释放模式。进而，由于将蓄热件构成为，具有第2载热体的蒸气流入的细孔，所以在冷热释放模式下，能够使由载热体收容部蒸发的第2载热体的蒸气吸附到蓄热件的细孔中。因而，在蓄热部的散热时，能够将冷热取出。
附图说明
关于本发明的上述及其他目的、特征及优点，一边参照附图一边通过下述详细的记述会变得更明确。
图1是表示第1实施方式的蓄热系统的整体结构图。
图2是表示第1实施方式的蓄热部的蓄热模式时的状态的说明图。
图3是第1实施方式的蓄热件的显微镜照片。
图4是表示第1实施方式的蓄热部的冷热释放模式时的状态的说明图。
图5是表示第1实施方式的蓄热部的温热释放模式时的状态的说明图。
图6是表示第2实施方式的蓄热部的冷温热释放模式时的状态的说明图。
图7是表示第3实施方式的蓄热系统的整体结构图。
图8是表示第4实施方式的蓄热系统的整体结构图。
图9是表示第5实施方式的蓄热系统的整体结构图。
图10是表示第6实施方式的蓄热件的示意图。
图11是表示第7实施方式的蓄热件的示意图。
具体实施方式
以下，基于附图对实施方式进行说明。另外，在以下的各实施方式中，对于相互相同或等同的部分在图中赋予相同的标号。
(第1实施方式)
基于图1～图5对第1实施方式进行说明。本实施方式中，将蓄热系统应用到将被作为混合动力汽车(车辆)的行驶用驱动源之一使用的发动机(内燃机)的排热蓄积起来的蓄热系统中。
如图1所示，本实施方式的蓄热系统为将来自发动机1的热经由冷却水向蓄热部2输送、并将该热用蓄热部2储存的系统。
发动机1在将作为来自外部的供给能量的燃料转换为作为其他形态的能量的动力时，是对冷却水释放热的能量变换部，相当于热源。冷却水是在与发动机1之间进行热的授受的液体，相当于第1载热体。
发动机1和蓄热部2通过在发动机1与蓄热部2之间形成闭合回路的冷却水流路3连接。在冷却水流路3中，设有使冷却水循环到该冷却水流路3中的机械式或电动式的第1泵31。并且，冷却水流路3内的冷却水从发动机1的冷却水出口经由蓄热部2向发动机1的冷却水入口循环。
在发动机1上，连接着供从发动机1排出的气体即排气流通的排气流路4。
蓄热部2构成为，将与发动机1的排热进行热交换而成为高温的冷却水所具有的热蓄积。此外，蓄热部2构成为，对在蓄热部2的外部流动的冷却介质释放冷热。关于该蓄热部2的详细的结构在后面叙述。
在蓄热部2上，连接着供冷却介质流通的冷却介质流路5。在冷却介质流路5中，设有后述的冷却用热交换器6。即，冷却用热交换器6和蓄热部2通过在冷却用热交换器6与蓄热部2之间形成闭合回路的冷却介质流路5连接。冷却介质是在与蓄热部2及冷却用热交换器6的两者之间进行热的授受的液体，相当于第3载热体。
冷却介质流路5形成与冷却水流路3独立的回路。在冷却介质流路5中，设有使冷却介质循环到该冷却介质流路5中的机械式或电动式的第2泵51。
冷却用热交换器6是在冷却介质和送风空气之间进行热交换而将送风空气冷却的热交换器，该冷却介质通过由蓄热部2释放的冷热而被冷却，该送风空气是向作为车辆用空调装置的空调对象空间的车室内送风的空气。作为冷却用热交换器6，可以采用例如使在管内流通的冷却介质与在管外流通的送风空气进行热交换而将送风空气冷却的翅片管型的热交换器。
接着，对本实施方式的蓄热部2的结构进行说明。如图2所示，蓄热部2具有蓄热件收容部21、载热体收容部22和蒸气通路23等而构成。
蓄热件收容部21形成为容器状，收容有将与发动机1的排热进行热交换而成为高温的冷却水所具有的热蓄积的蓄热件210。关于该蓄热件210的详细情况在后面叙述。
载热体收容部22形成为容器状，收容有液体状的载热体。载热体构成为，在载热体的温度是第1相转移温度以下的情况下变化为液相，并且在载热体的温度超过第1相转移温度的情况下变化为气相。在本实施方式中，作为载热体而采用水。另外，本实施方式的载热体相当于第2载热体。
载热体收容部22构成为，在载热体收容部22内的载热体与在载热体收容部22的外部流通的冷却介质之间进行热交换。载热体收容部22构成为，通过将该冷却介质具有的热带走，使载热体蒸发。
蒸气通路23是将由载热体收容部22产生的载热体的蒸气(在本例中是水蒸气)导入到蓄热件收容部21的通路。此外，在蒸气通路23中，设有将该蒸气通路23开闭的开闭阀24。
接着，对本实施方式的蓄热件210的详细情况进行说明。
蓄热件210构成为，在该蓄热件210的温度是第2相转移温度以下的情况下变化为固体状的第1相状态，并且在该蓄热件210的温度超过第2相转移温度的情况下变化为固体状的第2相状态。即，蓄热件210由在第1相状态及第2相状态的两者下为固体的材质构成。此外，蓄热件210构成为，通过第1相状态与第2相状态之间的相变化而蓄热或散热。
此外，蓄热件210如图3所示，具有许多细孔211。蓄热件210构成为，气体状的载热体(在本例中是水蒸气)流入并吸附到该细孔211内。
蓄热件210由作用在构成的物质的电子间的库仑相互作用较强的强相关电子类化合物构成。在本实施方式中，作为构成蓄热部2的多孔质的强相关电子类化合物，采用至少含有过渡金属及氧的物质，具体而言采用多孔质二氧化钒(VO2)。
回到图1，本实施方式的蓄热系统构成为，能够切换蓄热模式、冷热释放模式及温热释放模式。蓄热模式是将冷却水所具有的热蓄积到蓄热部2的蓄热件210的模式。冷热释放模式是通过使液相载热体(在本例中是水)与冷却介质进行热交换而使载热体蒸发、对冷却介质释放冷热而将冷却介质冷却的模式。温热释放模式是将蓄积在蓄热部2的蓄热件210中的温热向发动机1释放的模式。
具体而言，蓄热模式通过使第1泵31及第2泵51工作并将蓄热部2的开闭阀24打开而被执行。如图2所示，在蓄热模式下，发动机1的排热经由流过冷却水流路3的冷却水而被蓄积到蓄热件收容部21的蓄热件210。即，在蓄热模式下，将与发动机1进行热交换而成为高温的冷却水所具有的热蓄积到蓄热件210。
进而，在蓄热模式下，通过发动机1的排热、即冷却水所具有的热，将蓄热件210加热。由此，吸附在蓄热件210的细孔211内的载热体的蒸气脱离，经由蒸气通路23流入到载热体收容部22。流入到载热体收容部22中的载热体的蒸气被冷却介质冷却而冷凝。
冷热释放模式通过使第1泵31停止、使第2泵51工作并将蓄热部2的开闭阀24打开而被执行。如图4所示，在冷热释放模式下，通过使载热体收容部22内的液相载热体与在冷却介质流路5中流通的冷却介质进行热交换，载热体蒸发。此时，对冷却介质释放冷热，由此将冷却介质冷却。
并且，在载热体收容部22中蒸发的载热体的蒸气经由蒸气通路23流入到蓄热件收容部21。流入到蓄热件收容部21中的载热体的蒸气被吸附到蓄热件210的细孔211内。
此外，被蓄热部2(更详细地讲，载热体收容部22)冷却后的冷却介质在冷却介质流路5中流动，向冷却用热交换器6流入。在冷却用热交换器6中，在被蓄热部2冷却后的冷却介质与送风空气之间进行热交换，将送风空气冷却。即，在冷热释放模式下，将被蓄热部2冷却后的冷却介质所具有的冷热对送风空气释放，由此将送风空气冷却。
在温热释放模式下，通过使第1泵31工作、使第2泵51停止并将蓄热部2的开闭阀24关闭而被执行。如图5所示，在温热释放模式下，蓄热在蓄热件收容部21的蓄热件210中的热经由在冷却水流路3中流动的冷却水被向发动机1释放。即，在温热释放模式下，与蓄热件210进行热交换而被加热后的冷却水所具有的热被向发动机1释放。因此，本实施方式的发动机1相当于加热对象。
在本实施方式中，通过在稳定时、即热富余时执行蓄热模式，能够将发动机1的高温的排热经由冷却水储存到蓄热部2(更详细地讲，蓄热件210)中。并且，通过在启动时、即热不足时执行温热释放模式，能够将蓄热在蓄热部2中的热用于发动机1的加温。
如以上说明，在本实施方式中，通过将蓄热件210构成为，通过固体状的第1相状态与固体状的第2相状态之间的相变化进行蓄热，与显热蓄热件相比能够以高密度储存热。因而，能够使蓄热系统、具体而言使蓄热部2的体积变小。
此外，由于在蓄热部2的蓄热、散热中不伴随着化学反应，所以即使是发动机1的温度较低的情况也能够高密度地储存温热。即，无论作为热源的发动机1的温度如何，都能够进行高密度的蓄热。
此外，在本实施方式中，将蓄热部2构成为，通过由载热体收容部22使液相的载热体与冷却介质热交换而使载热体蒸发，能够执行对冷却介质释放冷热而将冷却介质冷却的冷热释放模式。进而，由于将蓄热件210构成为，具有供冷却介质的蒸气流入的细孔211，所以在冷热释放模式下，能够使由载热体收容部22蒸发的载热体的蒸气吸附到蓄热件210的细孔211中。因而在蓄热部2的散热时能够将冷热取出。
进而，在本实施方式中，将蓄热部2构成为，能够执行将蓄积在蓄热部2的蓄热件210中的温热向发动机1释放的温热释放模式，所以在蓄热部2的散热时也能够将温热取出。
(第2实施方式)
基于图6对第2实施方式进行说明。本第2实施方式与上述第1实施方式的不同点在于，将蓄热部2构成为同时执行冷热释放模式及温热释放模式的两者。
如图6所示，本实施方式的蓄热部2能够切换蓄热模式及冷温热释放模式。冷温热释放模式是对冷却介质释放冷热、并且将蓄积在蓄热部2的蓄热件210中的温热向发动机1释放的模式。
冷温热释放模式通过使第1泵31及第2泵51工作并将蓄热部2的开闭阀24打开而被执行。在冷温热释放模式下，通过使载热体收容部22内的液相载热体与在冷却介质流路5中流通的冷却介质进行热交换，载热体蒸发。此时，对冷却介质释放冷热，由此将冷却介质冷却。
并且，在载热体收容部22中蒸发的载热体的蒸气经由蒸气通路23流入到蓄热件收容部21，吸附到蓄热件210的细孔211内。
进而，在冷温热释放模式下，蓄积在蓄热部2的蓄热件210中的热经由在冷却水流路3中流动的冷却水被向发动机1释放。
如以上说明，在本实施方式中，将蓄热部2构成为，能够执行冷温热释放模式。由此，在蓄热部2散热时，能够将温热及冷热的两者同时取出。
(第3实施方式)
基于图7对第3实施方式进行说明。本第3实施方式与上述第1实施方式的不同点在于，将蓄热部2构成为，将冷却水及排气的两者具有的热蓄积。
如图7所示，发动机1将来自外部的供给能量即燃料转换为其他形态的能量即动力时，对冷却水及排气的两者释放热。因此，本实施方式的冷却水及排气相当于第1载热体。
在蓄热部2的蓄热件收容部21上，连接着冷却水流路3及排气流路4的两者。由此，在蓄热件收容部21内的蓄热件210中，将在冷却水流路3中流通的冷却水所具有的热、以及在排气流路4中流通的排气所具有的热蓄积。
在本实施方式的蓄热模式中，发动机1的排热经由在冷却水流路3中流动的冷却水和在排气流路4中流动的排气被蓄积到蓄热件收容部21的蓄热件210。即，在蓄热模式下，将与发动机1进行热交换而成为高温的冷却水及排气所具有的热蓄积到蓄热件210。
如以上说明，在本实施方式中，在蓄热部2的蓄热件收容部21上连接着冷却水流路3及排气流路4的两者。由此，能够将发动机1的排热经由冷却水及排气的两者蓄积到蓄热部2。
(第4实施方式)
基于图8对第4实施方式进行说明。本第4实施方式与上述第1实施方式的不同点在于，作为冷热释放模式的冷却对象，代替送风空气而采用电池。
如图8所示，在本实施方式的冷却介质流路5中，设有将由发电机(未图示)变换的电气蓄积的电池6A。电池6A是产生热的发热部，在与冷却介质之间进行热的授受。
在本实施方式的冷热释放模式下，被蓄热部2(更详细地讲，载热体收容部22)冷却后的冷却介质所具有的冷热被对电池6A释放。由此，将电池6A冷却。
(第5实施方式)
基于图9对第5实施方式进行说明。本第5实施方式与上述第1实施方式的不同点在于，作为加热对象而采用送风空气。
如图9所示，在冷却水流路3上连接着加热器芯用流路32。加热器芯用流路32是冷却水与蓄热部2并行地流动的流路。在加热器芯用流路32中设有加热器芯33。
加热器芯33是在被蓄积在蓄热部2中的热加热后的冷却水与被送风机(未图示)送风的送风空气之间进行热交换、将送风空气加热的热交换器。作为加热器芯33，例如可以采用使在管内流通的冷却水与在管外流通的送风空气进行热交换而将送风空气加热的翅片管型的热交换器。
在冷却水流路3与加热器芯用流路32的分支点处，设有切换冷却水流动的冷却水回路的三通阀34。三通阀34起到切换第1状态和第2状态的作用，该第1状态指的是，从发动机1流出的冷却水流过蓄热部2并再次向发动机1流入的状态，该第2状态指的是，从蓄热部2流出的冷却水流过加热器芯33并再次向蓄热部2流入的状态。
在本实施方式中，蓄热模式通过使第1泵31及第2泵51工作并将蓄热部2的开闭阀24打开、进而控制三通阀34切换为上述第1状态而被执行。在本实施方式的蓄热模式中，如图9的实线箭头所示，发动机1的排热经由流过冷却水流路3的冷却水被蓄积到蓄热部2的蓄热件210。
在本实施方式中，温热释放模式通过使第1泵31工作、使第2泵51停止并将蓄热部2的开闭阀24关闭、进而控制三通阀34切换为上述第2状态而被执行。
在本实施方式的温热释放模式中，如图9的虚线箭头所示，蓄积在蓄热部2的蓄热件210中的温热被向在冷却水流路3中流动的冷却水释放，将冷却水加热。被蓄热部2加热后的冷却水在冷却水流路3及加热器芯用流路32中流动而流向加热器芯33。在加热器芯33中，在被蓄热部2加热后的冷却水与送风空气之间进行热交换，将送风空气加热。
即，在温热释放模式下，被蓄热部2加热后的冷却水所具有的温热被对送风空气释放，由此将送风空气加热。因此，本实施方式的送风空气相当于加热对象。
在本实施方式中，通过在稳定时、即热富余时执行蓄热模式，能够将发动机1的高温的排热经由冷却水向蓄热部2(更详细地讲，蓄热件210)储存。并且，通过在发动机1的停止时、即用来将送风空气加热的热不足时执行温热释放模式，能够将蓄热在蓄热部2中的热用于加温。
(第6实施方式)
基于图10对第6实施方式进行说明。本第6实施方式与上述第1实施方式相比，蓄热件210的结构不同。
如图10所示，蓄热件210由包括强相关电子类化合物210a及作为无机化合物的填料(加强件)210b的化合物构成。在本实施方式中，蓄热件210由VO2及陶瓷构成。
由此，能够使蓄热件210的机械强度提高。另外，通过变更强相关电子类化合物210a及填料210b的配合比例，能够变更蓄热件210的蓄热量。
(第7实施方式)
基于图11对第7实施方式进行说明。本第7实施方式与上述第1实施方式相比，蓄热件210的结构不同。
如图11所示，蓄热件210具有由强相关电子类化合物形成的主体部(蓄热层)210c、和增大与主体部210c的传热面积的翅片(传热部件)210d而构成。翅片210d由热传导率比主体部210c高的金属构成。
主体部210c被由热传导率比构成该主体部210c的蓄热件高的金属构成的高热传导率层210e覆盖。高热传导率层210e由与翅片210d相同的材料构成，并且与翅片210d一体地构成。在本实施方式中，主体部210c由VO2构成，翅片210d及高热传导率层210e由V2O3构成。
根据本实施方式，通过在蓄热件210上设置翅片210d，能够使蓄热件210的表面积增大，所以能够使载热体的蒸气的吸附性能提高。
(其他实施方式)
本发明并不限定于上述实施方式，能够在不脱离本发明的主旨的范围内例如如以下这样各种各样地变形。此外，在上述各实施方式中公开的技术手段在可实施的范围中也可以适当组合。
在上述第1实施方式中，对将蓄热部2构成为执行蓄热模式、冷热释放模式及温热释放模式的3个的例子进行了说明，但蓄热部2的结构并不限定于此。例如，也可以将蓄热部2构成为执行蓄热模式及冷热释放模式的两个。
在上述实施方式(除了第3实施方式以外)中，对作为第1载热体而采用冷却水的例子进行了说明，但第1载热体并不限定于此。例如，作为第1载热体也可以采用发动机1的排气。
在上述实施方式中，对作为将蓄热在蓄热部2中的温热释放的加热对象而采用发动机1或送风空气的例子进行了说明，但加热对象并不限定于这些。例如，作为加热对象也可以采用催化剂、ATF(自动变速箱油液)、发动机油等。此外，在发动机1是柴油发动机的情况下，作为加热对象，也可以采用设在发动机1的排气流路4中的DPF(柴油颗粒过滤器)。
在上述第4实施方式中，对作为是冷热释放模式的冷却对象的发热部而采用电池6A的例子进行了说明，但发热部并不限定于此。例如，作为发热部也可以采用逆变器或马达等。
在上述实施方式中，说明了将蓄热系统应用到混合动力车辆的车辆用蓄热系统中的例子，但蓄热系统的应用并不限定于此。
例如，也可以应用到从车辆行驶用电动马达得到车辆行驶用的驱动力的电动汽车(包括燃料电池车辆)、或从发动机得到车辆行驶用的驱动力的通常的车辆的空调装置中。进而，蓄热系统并不限定于车辆用，也可以应用到固设型蓄热系统等中。
此外，在上述实施方式中，说明了作为产生热并将该热向第1载热体释放的热源而采用作为能量变换部的发动机的例子，但热源并不限定于此。例如，在将蓄热系统应用到车辆用蓄热系统中的情况下，也可以采用燃料电池、行驶用电动马达等的电气设备作为热源。

Claims (10)

1.一种蓄热系统，具备：
热源，产生热并将该热向第1载热体释放；以及
蓄热部，具有蓄积热的蓄热件，
其特征在于，
上述蓄热部具有：
蓄热件收容部，收容上述蓄热件；以及
载热体收容部，收容液体状的第2载热体，并且通过将在外部流通的第3载热体所具有的热带走而使上述第2载热体蒸发，
上述蓄热件收容部构成为，由上述载热体收容部产生的上述第2载热体的蒸气流入到该蓄热件收容部，
上述蓄热件具有供上述第2载热体的蒸气流入的细孔；
上述蓄热件构成为，在上述蓄热件的温度是相转移温度以下的情况下变化为固体状的第1相状态，并且在上述蓄热件的温度超过上述相转移温度的情况下变化为固体状的第2相状态，
上述蓄热件构成为，通过上述第1相状态与上述第2相状态之间的相变化来进行蓄热或散热，
上述蓄热部能够在蓄热模式和冷热释放模式之间切换，
该蓄热模式指的是，通过上述蓄热件收容部使上述第1载热体与上述蓄热件进行热交换，将上述第1载热体所具有的热积蓄到上述蓄热件，该冷热释放模式指的是，通过上述载热体收容部使液相的上述第2载热体与上述第3载热体进行热交换而使上述第2载热体蒸发，对上述第3载热体释放冷热而将上述第3载热体冷却。
2.如权利要求1所述的蓄热系统，
上述蓄热部构成为，能够在将蓄积在上述蓄热件中的温热向加热对象释放的温热释放模式、上述冷热释放模式和上述蓄热模式之间切换。
3.如权利要求2所述的蓄热系统，
上述蓄热部构成为，能够同时执行上述冷热释放模式及上述温热释放模式。
4.如权利要求2所述的蓄热系统，
在上述温热释放模式下，将蓄积在上述蓄热件中的温热向上述加热对象释放，将上述加热对象加温。
5.如权利要求2所述的蓄热系统，
上述加热对象是被朝向空调装置的空调对象空间送风的送风空气。
6.如权利要求1～5中任一项所述的蓄热系统，
在上述冷热释放模式下，将被上述蓄热部冷却后的上述第3载热体所具有的冷热对产生热的发热部释放。
7.如权利要求1～5中任一项所述的蓄热系统，
在上述冷热释放模式下，将被上述蓄热部冷却后的上述第3载热体所具有的冷热对被朝向空调装置的空调对象空间送风的送风空气释放。
8.如权利要求1～5中任一项所述的蓄热系统，
上述蓄热件是多孔质的二氧化钒。
9.如权利要求1～5中任一项所述的蓄热系统，
上述蓄热件由含有强相关电子类化合物及无机化合物的化合物构成。
10.如权利要求1～5中任一项所述的蓄热系统，
上述蓄热件具有：
蓄热层，由强相关电子类化合物形成；以及
传热部件，增大与上述蓄热层的传热面积。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6337675B2 (ja) * 2014-07-29 2018-06-06 株式会社デンソー 蓄熱システム
JP6493338B2 (ja) * 2015-12-24 2019-04-03 株式会社豊田自動織機 化学蓄熱装置
US10471803B2 (en) 2016-01-27 2019-11-12 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for thermal battery control
DE102017213213B4 (de) * 2017-08-01 2020-03-26 Ford Global Technologies, Llc Verfahren zur Steuerung eines Abgaswärmemanagementsystems, Abgaswärmemanagementsystem, Kraftfahrzeug sowie Computerprogrammprodukt
FR3087708B1 (fr) * 2018-10-31 2021-01-22 Hutchinson Installation de gestion thermique d'un vehicule
US11320160B2 (en) * 2018-11-28 2022-05-03 Johnson Controls Tyco IP Holdings LLP Mobile air conditioning unit
CN114207020A (zh) * 2019-08-09 2022-03-18 昭和电工材料株式会社 树脂组合物、蓄热材料及物品
CN112339526B (zh) * 2020-11-27 2022-08-05 同济大学 一种蓄热式卡车驻车空调系统

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1495398A (zh) * 2002-08-15 2004-05-12 三菱化学株式会社 吸附剂、含该吸附剂的蓄热器系统、铁铝磷酸盐及其制法
JP2010053830A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Honda Motor Co Ltd 車両用暖機システム
CN102787944A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 J·埃贝斯佩歇合资公司 废热利用装置
CN202970867U (zh) * 2012-04-12 2013-06-05 北京工业大学 带蓄热器的内燃机排气余热回收系统
CN103161606A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 现代自动车株式会社 车辆的储热装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2699115B2 (ja) * 1989-11-20 1998-01-19 松下電工株式会社 蓄熱ボードとその製造方法
JPH06143981A (ja) 1992-10-30 1994-05-24 Nippondenso Co Ltd 車両用即効暖機装置
JPH09287884A (ja) * 1996-04-23 1997-11-04 Matsushita Electric Works Ltd 熱交換器
JPH1092987A (ja) * 1996-09-13 1998-04-10 Shin Etsu Polymer Co Ltd 半導体装置の冷却構造
US6313391B1 (en) * 1999-04-02 2001-11-06 Russell M. Abbott Solar power system using thermal storage and cascaded thermal electric converters
US6116330A (en) * 1999-06-23 2000-09-12 The University Of Dayton Heat storage system utilizing phase change materials government rights
JP2005213368A (ja) * 2004-01-29 2005-08-11 Kiyohito Ishida 潜熱蓄熱材料、およびそれを用いた触媒型潜熱蓄熱材料、潜熱蓄熱複合材料、潜熱蓄熱システム
JP2007031685A (ja) * 2005-06-24 2007-02-08 Kuraray Chem Corp 潜熱蓄熱材およびその製造方法
JP5688725B2 (ja) * 2009-01-14 2015-03-25 独立行政法人理化学研究所 蓄熱材
JP2011068190A (ja) 2009-09-24 2011-04-07 Denso Corp 車両用空調制御装置
JP2013013844A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Miki Riken Kogyo Kk 機能性微粒子及びその製造方法
JP5770608B2 (ja) * 2011-11-30 2015-08-26 株式会社豊田中央研究所 車両用化学蓄熱システム、及びこれを備える車両用空調システム
JP6128659B2 (ja) * 2012-08-03 2017-05-17 国立大学法人 千葉大学 電子機器
JP5569603B2 (ja) * 2013-01-15 2014-08-13 株式会社豊田中央研究所 車両用化学蓄熱システム
US10330393B2 (en) * 2014-02-26 2019-06-25 Uchicago Argonne, Llc Modular latent heat thermal energy storage systems

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1495398A (zh) * 2002-08-15 2004-05-12 三菱化学株式会社 吸附剂、含该吸附剂的蓄热器系统、铁铝磷酸盐及其制法
JP2010053830A (ja) * 2008-08-29 2010-03-11 Honda Motor Co Ltd 車両用暖機システム
CN102787944A (zh) * 2011-05-18 2012-11-21 J·埃贝斯佩歇合资公司 废热利用装置
CN103161606A (zh) * 2011-12-09 2013-06-19 现代自动车株式会社 车辆的储热装置
CN202970867U (zh) * 2012-04-12 2013-06-05 北京工业大学 带蓄热器的内燃机排气余热回收系统

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Publication number Publication date
JP6295913B2 (ja) 2018-03-20
US10001327B2 (en) 2018-06-19
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DE112015004646T5 (de) 2017-06-29
WO2016056185A1 (ja) 2016-04-14
CN106716039A (zh) 2017-05-24
JP2016075442A (ja) 2016-05-12
US20170167803A1 (en) 2017-06-15

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