JP2001039154A - 自動車室内の空調のための方法及び装置 - Google Patents

自動車室内の空調のための方法及び装置

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JP2001039154A JP2000210175A JP2000210175A JP2001039154A JP 2001039154 A JP2001039154 A JP 2001039154A JP 2000210175 A JP2000210175 A JP 2000210175A JP 2000210175 A JP2000210175 A JP 2000210175A JP 2001039154 A JP2001039154 A JP 2001039154A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低コストで簡単かつ付加的エネルギの消費が
僅かで済むような室内空調手段、特に停車中もしくは駐
車中の自動車に対する室内空調手段を実現すること。 【解決手段】 走行動作中の空調装置の作動時に生じる
凝縮水を捕集し、室内に供給された供給空気又は室内か
ら排出される排出空気を、前記捕集した凝縮水を用いて
特に自動車の停止状態中に加湿し、それと共に気化冷却
によって冷却し、この気化冷却の際に導入外気を熱交換
器を介して、冷却した排出空気により予冷却する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、特に停止状態にお
ける、従来式の空調装置を備えた自動車の室内空調のた
めの方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】直射日光にさらされた駐車車両が迅速に
達し得る高温の室内温度は、例えば摂氏80度以上にも
なる。この室内温度は、車体の大きさ、車体の色、室内
備品の色や特性、外気温度、直射日光の強度、ウインド
ウ(キャビンの加熱のもと)のサイズや透過率及びボデ
ィの熱抵抗(放熱)などに依存して生じる。この室内の
高温は、ドライブの快適性を損ね、空調装置(冷房装
置)の多用による燃費の悪化に結び付く。特にこのこと
は走行開始時に大きな負担となる。極端なケースでは、
この加熱を避けるために駐車車両のエンジンが数時間も
かけっぱなしにされることもある。
【0003】停止している自動車の空調に対しては、既
にいくつかの提案がなされているが、これはどれもが非
常に複雑なプロセスを用いている(例えば電気的なコン
プレッサやその他の吸熱プロセスなど)。
【0004】建物に対する空調技術分野からは既に次の
ような技法が公知である。すなわち建物から排出された
空気の加湿によって冷却を実施する技法が公知である
(公知文献“Ki 11/94,P545-550; Ki Luft-und Kaeltet
echnik 11/94, T. Rakoczy inKuehlung durch Fortluft
befeuchtung bei RLT-Anlagen; Ki 2/94, P64-65; KiLu
ft- und Kaeltetechnik, G. Heinrich in Kaelteanlage
n mit dem Verdunstungseffekt”参照)。但しこの場合
自動車分野では水分の消費が多いため問題がある。この
ことは水の頻繁な補給を余儀なくされ、故に重量オーバ
ーの原因や場合によってはベンチレータの送風出力の過
度な負担を引き起こす。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、低コ
ストで簡単かつ付加的エネルギの消費が僅かで済むよう
な室内空調手段、特に停車中もしくは駐車中の自動車に
対する室内空調手段を実現することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によ
り、走行動作中の空調装置の作動時に生じる凝縮水を捕
集し、室内に供給された供給空気又は室内から排出され
る排出空気を、前記捕集した凝縮水を用いて特に自動車
の停止状態中に加湿し、それと共に気化冷却によって冷
却し、この気化冷却の際に導入外気を熱交換器を介し
て、冷却した排出空気により予冷却するようにして解決
される。
【0007】また前記課題は本発明により、加湿タービ
ンが、空気を室内に供給したり排出空気を排気するため
の空気管路内に設けられており、該加湿タービン内で
は、従来方式の空調装置によって捕集された凝縮水及び
/又はリザーブタンクからの水分が細かい噴流で、高速
回転しているタービン羽に噴射され、それによって当該
水分が外方へ遠心分離され、微細な水滴で噴霧され気化
されるように構成されて解決される。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明によれば、搭載電源に留意
した空調手段が可能となり、駐車中の車両室内の温度が
少なくとも外気温度のレベルに維持するか有利にはそれ
以下に抑えることができる。
【0009】前述した課題は、基本的には、水の気化冷
却を用いた方法によって解決され、これは空気を用いた
断熱プロセスである。詳細には外部からのエネルギの受
渡しなしでの空気の加湿のもとで、空気の総エンタルピ
ーにおけるセンシブルで潜在的な成分が推移する。すな
わち空気の絶対湿度が高まると同時に温度が下がる。
【0010】技術的にはこのプロセスでは2つの異なる
方式を用いることが可能である。すなわち導入した外気
を加湿して冷却するかもしくは室内から排出される暖ま
った排出空気を加湿して冷却することができる。これは
熱交換器を介して、導入した外気を再び予冷却し得る。
【0011】有利な実施例によれば、室内に供給される
供給空気又は排出される排出空気を、その加湿の前に空
気乾燥により付加的に乾燥させる。
【0012】この場合前記空気乾燥の際に蓄積された水
分を熱的に放出させ、気化冷却に使用する水分に補給し
てもよい。
【0013】また全体的な水分消費もしくは定常冷却の
冷却出力の最適な開ループ制御ないし閉ループ制御を、
所定のパラメータ、例えば外気温度、所望室内温度、捕
集した水分量、自動車の特性パラメータなどに依存させ
て実施することができる。
【0014】空調装置によって捕集された水を所定の状
況のもとで補充するために、有利には、リザーブタンク
が設けられる。
【0015】また有利には、気化されなかった水分が、
加湿タービンのウォーム内に集められ、プロセスに再度
加えられる。
【0016】本発明の別の有利な実施例によれば、水分
及び冷気循環系とのプロセス結合を踏まえた開ループ制
御ユニットないし閉ループ制御ユニットが設けられてお
り、該制御ユニットは、水分消費全体を最適化し、ある
いは定常的空調の冷却能力を、所定のパラメータ、例え
ば外気温度、所望室内温度、捕集水分量、自動車の特性
パラメータなどに依存して開ループ制御ないし閉ループ
制御する。
【0017】また有利には前記開ループ制御ユニットな
いし閉ループ制御ユニットは、遠隔操作ユニット又はプ
ログラミングユニットと、気化冷却の所定のプロセス量
及び/又はプロセス経過の選択のために作用的に結び付
けられる。
【0018】
【実施例】次に本発明を図面に基づき以下の明細書で詳
細に説明する。図1には本発明による方法の第1実施例
が機能ブロックの形態で示されている。この実施例で
は、車両の室内に吸入された供給空気(ここでは例えば
摂氏30度で相対湿度が40%)が、加湿ユニット1に
おいて1 l/hの加湿パワーで加湿され、それによって加
湿ユニット内で当該空気の温度が21度まで下げられ湿
度は90%まで高まる。それによって達成され得るコッ
クピット内の室内温度は28度で、その際の相対湿度は
58%ととなる。この場合の熱の取り入れは500W、
空気の変換量は240kg/hである。
【0019】図2に示されている代替的実施例では、従
来式空調装置から捕集される水分を伴ってコックピット
2から排出される空気が加湿ユニット1内で1 l/h の
加湿パワーでもって加湿され、これによって冷却され
る。最終的に加湿ユニット1において冷却された空気は
熱交換器3において、室外からの導入空気の予冷却のた
めに用いられる。熱交換器3の作用面積は3m2であ
る。図2に示されている代替実施例における外的条件
は、図1による実施例のものと同じである。すなわち3
0度の温度で40%の相対湿度を有する供給空気であ
る。熱交換器3で予冷却される供給空気は、温度が25
度で相対湿度は54%である。これにより、コックピッ
ト2内で達成される温度は32度、相対湿度は36%で
ある。加湿ユニット1によって冷却されコックピットか
ら排出される排出空気は温度が21.5度で相対湿度は
90%である。周囲に放出される空気の温度は26.6
度で湿度は66%である。このシステムでも図1のもの
と同じように、エアーパワーは240kg/h、熱受入
れは500Wである。
【0020】図1と図2で実施される加湿方式の効率
は、加湿装置の前に設けることのできる(図示されてい
ない)例えばシリカゲル、ゼオライトなどを用いた吸湿
機構を介した乾燥器によってさらに高めることが可能で
ある。そこに蓄積された湿気は、熱的に放散させること
ができる(例えば高温のエンジン、マフラー、ヒータ
ー、高温となった車両ボディとの熱的接触など)。
【0021】図3には、本発明による方法の第3の実施
例の概略的機能ブロックが示されている。本発明による
停車/駐車時冷却システムは、走行中においても従来式
の空調システムの支援に用いることができる。図3によ
れば、車両コックピット2からの乾燥された排出空気が
加湿ユニット1における排出空気の加湿のもとで再加湿
される。この空気は後置接続された熱交換器3を介し
て、30度の温度で40%の湿度で到来する供給空気
が、19.5度で75%の相対湿度まで予冷却され、そ
れによって冷却装置4の電力は20〜25%低減され
る。
【0022】図3での走行車両の熱的負荷は1500W
である。プロットされているのはここでも供給空気、排
出空気、冷蔵装置4前の空気流、冷却装置4からコック
ピット2へ流れる空気、コックピット2から加湿ユニッ
ト1内へ流れる空気、加湿ユニット1から熱交換器3へ
流れる空気の各温度と相対湿度である。エアーパワーは
240kg/hである。
【0023】前述の図1〜図3に基づいて説明した実施
例の加湿ユニット1には、基本的には公知の全ての加湿
機構、例えば窓用のスプレー、ノズル、給湿面などが適
用され得る。特に有利には、いわゆる加湿タービンが用
いられる。この加湿タービンでは従来の空調装置によっ
て捕集された水分及び/又はリザーブタンクの水分が微
細な噴流で高速回転するタービンの羽根車に噴射され
る。その際これは外方に遠心分離され、微細なエアゾー
ルで噴霧され気化される。気化されなかった水分は、加
湿タービンのウォーム内に集められて再利用される。
【0024】図1から図3には示されていない開ループ
制御又は閉ループ制御ユニットは、当該駐車冷却システ
ムの全水分消費もしくは冷却能力の最適な開ループ制御
ないし閉ループ制御のために、所定のパラメータ、例え
ば外気温、コックピット内の実際の温度、所望のコック
ピット温度、空調装置によって捕集された水分量、並び
に自動車の特性値に依存して実施するようにしてもよ
い。この開ループ制御ユニット又は閉ループ制御ユニッ
トにはプログラミングユニット又は遠隔操作ユニットが
作用的に接続可能であり、これによって所定のプロセス
量や気化冷却のプロセス経過が選択可能となる。また室
内空気の駐車時排気のためにソーラー式ベンチレータと
の組合わせも有利である。
【0025】空調装置の凝縮水が捕集されるウオーター
タンク内に繁殖する菌による汚臭や増殖は、例えば紫外
光殺菌やタンク水の60度以上の加熱もしくは化学的薬
剤の投入などによって回避され得る。
【0026】本発明による方法は基本的に、従来式の空
調装置において得られる凝縮水が空気の除湿から得ら
れ、この凝縮水をを用いて室内への供給空気又は排出空
気が気化冷却のために加湿される。この本発明による方
法は、車両のみでなく、定常的なシステム、例えばビル
空調設備などにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】供給空気流の直接の加湿を用いた本発明による
方法の第1実施例の概略的機能図である。
【図2】排出空気流の加湿とそれに続く供給空気流の冷
却が行われる、本発明による方法の第2実施例の概略的
機能図である。
【図3】走行中に気化冷却が従来式空調装置の付加的支
援に利用されている、本発明による方法の第3実施例の
概略的機能図である。
【符号の説明】
1 加湿器 2 コックピット 3 熱交換器 4 冷却装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディートマール シュタイナー ドイツ連邦共和国 ヴェルツハイム シュ ーベルトシュトラーセ 31 (72)発明者 アルミーン マルコ ドイツ連邦共和国 シユツツトガルト ク ルーゲシュトラーセ 1

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 従来式空調装置を備えた自動車の室内空
    調のための方法において、 走行動作中の空調装置の作動時に生じる凝縮水を捕集
    し、室内に供給された供給空気又は室内から排出される
    排出空気を、前記捕集した凝縮水を用いて特に自動車の
    停止状態中に加湿し、それと共に気化冷却によって冷却
    し、この気化冷却の際に導入外気を熱交換器を介して、
    冷却した排出空気により予冷却することを特徴とする方
    法。
  2. 【請求項2】 室内に供給される供給空気又は排出され
    る排出空気を、その加湿の前に空気乾燥により付加的に
    乾燥させる、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記空気乾燥の際に蓄積された水分を熱
    的に放出させ、気化冷却に使用する水分に補給する、請
    求項2記載の方法。
  4. 【請求項4】 全体的な水分消費もしくは定常冷却の冷
    却出力の最適な開ループ制御ないし閉ループ制御を、所
    定のパラメータ、例えば外気温度、所望室内温度、捕集
    した水分量、自動車の特性パラメータなどに依存させて
    実施する、請求項1から3いずれか1項記載の方法。
  5. 【請求項5】 リザーブタンクを設け、該リザーブタン
    クの水分を、従来方式の空調の際に捕集した水分に補給
    するかまたは置換える、請求項1から4いずれか1項記
    載の方法。
  6. 【請求項6】 乾燥させた排出空気を車両からの排気の
    前に追従的に加湿し、供給される空気を熱交換器を介し
    て予冷却する、自動車の走行中における従来方式の自動
    車用空調装置の支援のための、請求項1から5に記載の
    方法の適用。
  7. 【請求項7】 請求項1から5に記載の方法を実施する
    ための装置において、 加湿タービンが、空気を室内に供給したり排出空気を排
    気するための空気管路内に設けられており、該加湿ター
    ビン内では、従来方式の空調装置によって捕集された凝
    縮水及び/又はリザーブタンクからの水分が細かい噴流
    で、高速回転しているタービン羽に噴射され、それによ
    って当該水分が外方へ遠心分離され、微細な水滴で噴霧
    され気化されるように構成されていることを特徴とする
    装置。
  8. 【請求項8】 気化されなかった水分が、加湿タービン
    のウォーム内に集められ、プロセスに再度加えられる、
    請求項7記載の装置。
  9. 【請求項9】 水分及び冷気循環系とのプロセス結合を
    踏まえた開ループ制御ユニットないし閉ループ制御ユニ
    ットが設けられており、該制御ユニットは、水分消費全
    体を最適化し、あるいは定常的空調の冷却能力を、所定
    のパラメータ、例えば外気温度、所望室内温度、捕集水
    分量、自動車の特性パラメータなどに依存して開ループ
    制御ないし閉ループ制御する、請求項7または8記載の
    装置。
  10. 【請求項10】 遠隔操作ユニット又はプログラミング
    ユニットが、気化冷却の所定のプロセス量及び/又はプ
    ロセス経過の選択のために、前記開ループ制御ユニット
    ないし閉ループ制御ユニットと作用的に結び付けられて
    いる、請求項7から9いずれか1項記載の装置。
  11. 【請求項11】 前記リザーブタンクの水分に対し殺菌
    装置が、防臭のためにあるいは病原菌蔓延の防止のため
    に、殺菌を施している、請求項7から10いずれか1項
    記載の装置。
  12. 【請求項12】 前記リザーブタンク内の水の殺菌を、
    紫外線照射か又は60度以上の加熱によって行う、請求
    項11記載の装置。
JP2000210175A 1999-07-13 2000-07-11 自動車室内の空調のための方法及び装置 Pending JP2001039154A (ja)

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