JP2001301441A - 蓄熱空気調和機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蓄熱した熱を利用して快適温度の空気が適量
送風できるようにする。 【解決手段】 温度差が大きいときは、バイパス風路６
１を通過する空気量を少なくし、熱交換器４１で熱交換
する空気量を多くして温度差の大きな空気を吐出する。
温度差が小さいときは、バイパス風路６１を通過する空
気量を多くし、熱交換器４１で熱交換する空気量を少な
くして温度差の小さな空気を吐出する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、長距離トラック等
の車両に搭載して好適な蓄熱空気調和機に係り、特に走
行中に冷熱又は温熱を蓄熱し、この熱を用いて停車中に
も快適な冷房又は暖房運転が行えるようにした蓄熱空気
調和機に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、長距離トラック等においては、冷
暖房が可能なように空気調和機が略標準装備され、また
運転座席の後部側等に仮眠室を設けた車両が市場に提供
されている。なお、以下の説明では被調和室を車内とし
て説明する。

【０００３】かかる場合に、冷房はエンジンから駆動力
を受けて回転する圧縮機を備えた冷凍回路を運転して行
われ、また暖房はエンジンの廃熱を利用して行われてい
る。

【０００４】ところが、仮眠室で仮眠する際にはエンジ
ンを停止してしまうのが一般的で、冬場は寒く逆に夏場
は暑いために十分な仮眠を取ることが困難になる問題が
あった。

【０００５】そこで、特開平８−１９２６１９号公報等
においては、蓄熱材を備えた蓄熱空気調和機が開示され
ている。

【０００６】そして、走行中の冷房は冷凍回路を運転さ
せることにより行い、また暖房はエンジンの廃熱を利用
することにより行うが、仮眠中のようにエンジン停止時
における冷暖房は、走行中に冷熱又は温熱を以下のよう
にして蓄熱し、その熱を熱源として利用することにより
行っている。

【０００７】即ち、当該蓄熱空気調和機は、冷凍回路と
連結されると共に、蓄熱用蒸発器を備えて、冷熱の蓄熱
は冷凍回路を循環する冷媒の一部を蓄冷用蒸発器で蒸発
させることにより、この蓄冷用蒸発器に密接配置された
蓄熱材を冷却して行っている。

【０００８】一方、温熱の蓄熱は、蓄冷用蒸発器を介し
て機内空気が循環するように風路を形成すると共に、当
該風路中にヒータを設けて、走行中にヒータで加熱した
空気を蓄熱材と熱交換させることにより行っている。

【０００９】そして、このようにして蓄熱された冷熱又
は温熱を熱源として、仮眠中等のエンジン停止時におけ
る冷暖房を行うようにしている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成では、送風量を変えずに送風される空気の温度を変え
ることが困難である問題があった。

【００１１】そこで、本発明は、送風量を変えずに送風
される空気の温度を変えられるようにした蓄熱空気調和
機を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１にかかる発明は、冷熱又は温熱を蓄熱材に
蓄熱し、この蓄熱した熱を熱搬送媒体により熱交換器に
導き、この熱交換器で熱交換した空気により冷房又は暖
房を行う蓄熱空気調和機において、送風のための送風フ
ァンと、熱交換器を通過する送風量とこの熱交換器を通
過しない送風量との比率を制御する風量調整部とを備え
ることを特徴とする。

【００１３】請求項２にかかる発明は、風量調整部は、
熱交換器に隣接して設けられたバイパス風路の送風量を
調整するバッフルであることを特徴とする。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図を参照し
て説明する。図１は、本発明にかかる蓄熱空気調和機２
の概略構成を示す図であり、図２はその回路図である。

【００１５】当該蓄熱空気調和機２は、断熱材１１が内
設された断熱ケース１０、該断熱ケース１０内に収納さ
れた蓄熱材２１を備える蓄熱部２０、該蓄熱部２０と熱
接触して設けられて、蓄熱材２１に熱を移動させて蓄熱
させるペルチェ素子等からなる電子温冷素子３１を備え
た熱移送部３０、蓄熱部２０に蓄熱した熱を取出し、又
は当該蓄熱部２０に蓄熱するために車内空気等と熱搬送
媒体とを熱交換させる熱交換器４１を備えた熱交換部４
０、熱搬送媒体が循環する循環路を切換える切換弁５１
を備えた循環路切換部５０、温度及び送風量を調節する
風量調整部６０、該風量調整部６０等を制御する制御部
７０等を有している。

【００１６】そして、熱交換部４０に対して蓄熱部２０
と熱移送部３０とが並列になるように配管３により接続
されている。

【００１７】断熱ケース１０には断熱性の断熱蓋１２が
設けられて、当該断熱蓋１２の周辺部にパッキン１３が
配設されている。これにより、断熱蓋１２を閉じた際に
蓄熱材２１が零れたりしないようになっている。

【００１８】蓄熱部２０は、冷熱又は温熱を蓄熱する上
述した蓄熱材２１、該蓄熱材２１での蓄熱が効率的に行
われるように基板２２に複数のフィン２３が立設されて
なる蓄熱側ヒートシンク２４等により構成されて、蓄熱
材２１はフィン２３の間に貯留されるようになってい
る。

【００１９】なお、蓄熱材２１としては、冷熱を蓄熱す
る際には水又はグリセリン水和物が好ましく、温熱を蓄
熱する際にはパラフィン系のスクアラン水和物又は酢酸
ナトリウム水和物が好ましい。ここで水和物とは、水分
を含んでいるものをいう。

【００２０】フィン２３の付根部分には、熱搬送媒体の
循環路をなす流路４が形成されている。

【００２１】熱移送部３０は、一方の面に蓄熱側ヒート
シンク２４が熱接触して設けられて所定方向の熱流を発
生させる電子温冷素子３１、該電子温冷素子３１の他方
の面に熱接触して設けられて当該電子温冷素子３１を介
して蓄熱材２１と効率的に熱交換できるようにする熱源
側ヒートシンク３２等を有し、この熱源側ヒートシンク
３２にも熱搬送媒体の流路４が形成されている。

【００２２】電子温冷素子３１は、蓄熱側ヒートシンク
２４と熱源側ヒートシンク３２とにより熱接触を保って
挟持されて、この電子温冷素子３１に流す電流の向によ
り吸熱面と放熱面との位置が入れ替って、熱流の方向が
変化する。なお、熱流とは吸熱面から放熱面に熱が伝導
する際の熱の流れを言う。

【００２３】例えば、図１で蓄熱側ヒートシンク２４と
接する面をＡ面とし、熱源側ヒートシンク３２と接する
面をＢ面とすると、一方の向に電流を流すとＡ面が吸熱
面となり、Ｂ面が放熱面となる。

【００２４】従って、この場合は蓄熱材２１の熱がＡ面
から吸収されＢ面から熱源側ヒートシンク３２を介して
熱搬送媒体に放出されて、当該蓄熱材２１は熱を失い冷
却される。即ち、蓄熱材２１に冷熱が蓄熱される。

【００２５】一方、電流の向を逆にすると熱源側ヒート
シンク３２を介して熱搬送媒体の熱がＢ面を介して吸収
され、Ａ面から蓄熱側ヒートシンク２４を介して蓄熱材
２１に放熱されて、当該蓄熱材２１が加温されるように
なる。即ち、蓄熱材２１に温熱が蓄熱される。

【００２６】熱交換部４０は、熱搬送媒体と車内空気等
とを熱交換させる熱交換器４１、該熱交換器４１に車内
空気を送風する送風機４２等を有している。

【００２７】循環路切換部５０は、熱搬送媒体が蓄熱部
２０と熱交換部４０との間を循環するか、熱移送部３０
と熱交換部４０との間を循環するかを切替える切換弁５
１、熱搬送媒体を循環させるポンプ５２等を有してい
る。

【００２８】なお、図２では切換弁５１を２つ設けた場
合を示しているが、１つであっても熱搬送媒体の循環路
を切替えることができることは言うまでもない。

【００２９】図２における実線矢印は、蓄熱材２１に冷
熱又は温熱を蓄熱する際の熱搬送媒体の流れを示し、点
線矢印は蓄熱材２１に蓄熱した冷熱又は温熱を取出す際
の熱搬送媒体の流れを示している。

【００３０】風量調整部６０は図３又は図４に示すよう
に、熱交換器４１と並設されたバイパス風路６１、熱交
換器４１の風上側に設けられて空気調和する空気を吸気
す主吸気口６２、該主吸気口６２に隣接して設けられた
副吸気口６３、主吸気口６２又は副吸気口６３を閉塞す
るように回動可能に設けられたバッフル６４、該バッフ
ル６４を回動させる図示しない駆動モータ等を有してい
る。

【００３１】なお、図３は副吸気口６３が開口された状
態を示し、図４は当該副吸気口６３が閉塞された状態を
示している。

【００３２】さらに制御部７０は、車内温度を検出する
温度検出器７２、所望の冷房温度や暖房温度が設定可能
に設けられて、この設定値と温度検出器７２からの信号
に基づきバッフル６４の開閉度を調整すべく駆動モータ
を制御する制御器７１等を有している。

【００３３】次に、このような構成の蓄熱空気調和機２
の運転方法を説明する。先ず、当該蓄熱空気調和機２を
長距離トラック等に設置する。

【００３４】本発明にかかる蓄熱空気調和機２は、電子
温冷素子３１や送風機４２等に電源を供給するだけで動
作させることができるので、既存の空気調和機と接続す
る必要がない。従って、利用者が自分で容易に設置でき
る利点がある。

【００３５】蓄熱空気調和機２の設置が完了すると、当
該蓄熱空気調和機２に蓄熱材２１を貯留する。この蓄熱
材２１としては、上述したように種々のものが考えられ
るが、ここでは冷熱を蓄熱して冷房運転するためにグリ
セリン水和物を用い、温熱を蓄熱して暖房運転するため
にスクアラン水和物を用いるとする。

【００３６】この蓄熱材２１の貯留は、断熱蓋１２を開
けて、フィン２３間に流し込むことにより行われ、又は
蓄熱材２１がパックされた器を挿入することにより行わ
れる。なお、断熱蓋１２にはパッキン１３が設けられて
走行中に貯留された蓄熱材２１が零れたりしないように
なっている。

【００３７】そして、ポンプ５２及び送風機４２を動作
させ、また電子温冷素子３１に電流を流して蓄熱材２１
に冷熱又は温熱を蓄熱する。

【００３８】例えば、蓄熱材２１に冷熱を蓄熱する場合
には、電子温冷素子３１が蓄熱側ヒートシンク２４を介
して蓄熱材２１の熱を吸熱し、その熱を熱源側ヒートシ
ンク３２を介して熱搬送媒体に放熱するように電流を流
す。

【００３９】これにより、蓄熱材２１の熱が熱搬送媒体
に放熱されて、当該熱搬送媒体の温度が上がる。この熱
搬送媒体は、熱交換器４１を循環しているので、当該熱
交換器４１で車内空気と熱交換する。

【００４０】このとき、車内は既存の空気調和機により
冷房されて温度が低くなっているので、熱搬送媒体は効
率的に熱交換（放熱）できるようになり、蓄熱材２１の
熱を効率的に奪うことが可能になる。即ち、効率的に冷
熱を蓄熱することができるようになる。

【００４１】特に、グリセリン水和物は、５〜１０℃で
凝固するので、短時間で容易に凝固させることができる
ようになる。

【００４２】一方、このようにして蓄熱した冷熱を利用
して冷房運転する場合には切換弁５１を切換えて、図２
に示すように熱搬送媒体を点線矢印の方向に流動させて
蓄熱側ヒートシンク２４に循環するようにする。

【００４３】これにより、熱搬送媒体は蓄熱側ヒートシ
ンク２４を介して蓄熱材２１により冷却されて温度が下
がり、その熱搬送媒体が熱交換器４１で車内空気と熱交
換することにより、車内が冷房される。

【００４４】また、蓄熱材２１に温熱を蓄熱する場合に
は、電子温冷素子３１に通電する電流の向きを逆にす
る。これにより、熱源側ヒートシンク３２を介して熱搬
送媒体の熱が吸熱され、その熱が蓄熱側ヒートシンク２
４を介して蓄熱材２１に放熱される。

【００４５】このとき、熱搬送媒体は熱を奪われるので
温度が下がるが、車内は既存の空気調和機により暖房さ
れているので、熱交換器４１で効率的に車内空気と熱交
換（吸熱）できて、温熱の蓄熱効率を高めることができ
るようになっている。

【００４６】一方、このようにして蓄熱した温熱を利用
して暖房運転する場合には切換弁５１を切換えて、図２
に示すように熱搬送媒体を点線矢印の方向に流動させ蓄
熱側ヒートシンク２４に循環するようにする。

【００４７】これにより蓄熱材２１により暖められてた
熱搬送媒体は、熱交換器４１で車内空気と熱交換して暖
房を行うことが可能になる。

【００４８】なお、送風量は一定のまま温度（熱交換
量）を変えられるようにすることが好ましい。

【００４９】そこで、本発明では、風量調整部６０によ
り温度を変えても風量が変らないようにしている。

【００５０】即ち、設定温度と車内温度との温度差が大
きいと判断した場合（判断基準は予め設定しておく）場
合は、制御器７１は駆動モータを駆動してバッフル６４
が副吸気口６３を閉塞し、主吸気口６２からのみ空気が
吸気されて吐出されようにする。

【００５１】これにより吸気された空気は、熱交換器４
１のみを通過するので車内温度と温度差の大きな空気を
送風することが可能になる。

【００５２】一方、設定温度と車内温度との温度差が小
さい場合は、制御器７１は駆動モータを駆動して、主に
副吸気口６３から空気が吸気されて吐出されようにする
する。

【００５３】これにより吸気された空気は、熱交換器４
１とバイパス風路６１とを通過して吐出されるので車内
温度との温度差が小さな空気を送風することが可能にな
る。

【００５４】無論、バッフル６４の開閉度は、設定温度
と車内温度との温度差を勘案して制御器７１が判断する
ことは言うまでもない。

【００５５】なお、上記説明では、バッフル６４を吸気
口側に設けたが吐出口側に設けても良いことは言うまで
もなく、バッフル６４の開閉制御も制御器７１及び駆動
モータを用いずにガスダンパにより形成しても良い。こ
の場合には、温度検出器７２や制御器７１等が不要にな
る利点がある。

【００５６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
総送風量は送風ファンによってほぼ決定されるので、風
量調整部により熱交換器を通過する風量が可変できる。
つまり、総風量は一定で熱交換される熱量を制御できる
ので、風量を変えずに吹出される温風（又は冷風）の温
度を変えることが簡単にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の説明に適用される蓄熱空
気調和機の断面図である。

【図２】回路図である。

【図３】副吸気口が開口された状態の風量調整部の構成
を示す図である。

【図４】副吸気口が閉塞された状態の風量調整部の構成
を示す図である。

【符号の説明】

２ 蓄熱空気調和機 ２０ 蓄熱部 ２１ 蓄熱材 ３０ 熱移送部 ３１ 電子温冷素子 ４０ 熱交換部 ５０ 循環路切換部 ６０ 風量調整部 ６１ バイパス風路 ６２ 主吸気口 ６３ 副吸気口 ６４ バッフル ７０ 制御部 ７１ 制御器 ７２ 温度検出器

フロントページの続き (72)発明者 久保田 順一 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三 洋電機株式会社内 Ｆターム(参考） 3L011 AU00 BF01 3L054 BG05 BG10 BH07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 冷熱又は温熱を蓄熱材に蓄熱し、この蓄
   熱した熱を熱搬送媒体により、熱交換器に導き、この熱
   交換器で熱交換した空気により冷房又は暖房を行う蓄熱
   空気調和機において、送風のための送風ファンと、前記
   熱交換器を通過する送風量とこの熱交換器を通過しない
   送風量との比率を制御する風量調整部とを備えることを
   特徴とする蓄熱空気調和機。
2. 【請求項２】 前記風量調整部は、前記熱交換器に隣接
   して設けられたバイパス風路の送風量を調整するバッフ
   ルであることを特徴とする請求項１記載の蓄熱空気調和
   機。