JP2007333294A - Heat storage device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To efficiently perform the heat storage (cold storage) by controlling the nucleation of a heat storage material. <P>SOLUTION: The heat storage device with the heat storage material 1 for accumulating latent heat accompanying the phase variation comprises a means for estimating the heat quantity to be input to the heat storage material 1 from the running condition, the running state and the running environment and the heat quantity output from the heat storage material 1; a temperature detecting means based on temperature sensors 9A, 9B, -9E for detecting the temperature inside the heat storage material; a determination means for determining whether the nucleus should be generate or not based on the temperature detected by the temperature detecting means; a nucleation means for operating thermoelectric elements 4A, 4B, -4P so that nuclei are generated independently at a plurality of positions inside the heat storage material 1 to generate solid phase nuclei in the heat storage material 1; and a selecting means 17 for selecting the position to generate the nucleation by the nucleation means. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

この発明は、過冷却状態で外部からの刺激によって固相の核を生じて凝固を開始する蓄熱材を備えた蓄熱装置に関し、特に冷媒などの媒体の有する熱(もしくは冷熱)を一時的に蓄える蓄熱装置に関するものである。   The present invention relates to a heat storage device including a heat storage material that starts solidification by generating solid-phase nuclei by external stimulation in a supercooled state, and particularly temporarily stores heat (or cold heat) of a medium such as a refrigerant. The present invention relates to a heat storage device.

従来、車両の走行などに伴って生じる余剰の熱やエネルギーを回収して蓄熱し、その熱エネルギーを暖気や冷房などに使用するように構成した蓄熱器が知られている。その一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載された装置では、酢酸ナトリウム3水塩や硫酸ナトリウム10水塩などの過冷却度の大きい潜熱蓄熱材が熱媒体と熱交換可能に設けられるとともに、その潜熱蓄熱材の内部に熱電素子が配置されている。その潜熱蓄熱材が過冷却状態になっている場合に、熱電素子に電圧を印加することにより、潜熱蓄熱材が局部的に冷却され、その結果、発核が生じて凝固が開始され、それに伴う潜熱が放出されることにより、熱媒体を加熱するようになっている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a heat accumulator configured to collect and store surplus heat and energy generated when a vehicle travels, and to use the heat energy for warming and cooling. One example thereof is described in Patent Document 1. In the apparatus described in Patent Document 1, a latent heat storage material having a large degree of supercooling such as sodium acetate trihydrate and sodium sulfate decahydrate is provided so as to be able to exchange heat with the heat medium, and the interior of the latent heat storage material A thermoelectric element is disposed on the surface. When the latent heat storage material is in a supercooled state, by applying a voltage to the thermoelectric element, the latent heat storage material is locally cooled, resulting in nucleation and solidification, and accompanying this The heat medium is heated by releasing the latent heat.

また、特許文献2には、車両の走行時のうち高速走行時には長時間に亘り停車状態に移行しないとみなして、蒸発器の冷却温度を高くして凝縮水蓄冷量を減少させる通常冷房モードを作動させ、また低速走行時には頻繁に停車を余儀なくされる市街地走行であるとみなして、蒸発器の冷却温度を低くして凝縮水蓄冷量を増加させる蓄冷モードを作動させると共に、車両の現在位置、進行方向、速度等の走行状態の情報と信号機の位置等の信号機情報とに基づいて必要な蓄冷量を制御する車両用空調装置が提案されている。   Further, Patent Document 2 describes a normal cooling mode in which the cooling temperature of the evaporator is increased to reduce the amount of condensate cold storage by assuming that the vehicle does not shift to a stationary state for a long time when the vehicle is traveling at a high speed. It is considered to be urban driving that is frequently forced to stop when driving at low speed, and the cold storage mode for lowering the cooling temperature of the evaporator and increasing the cold water storage amount is activated, and the current position of the vehicle, There has been proposed a vehicle air conditioner that controls a required amount of cold storage based on information on a traveling state such as a traveling direction and speed and signal information such as a position of a traffic light.

特開平6−281372号公報JP-A-6-281372 特開2002−356112号公報JP 2002-356112 A

上記の特許文献1に記載されているように、蓄熱材を凝固させれば、潜熱として蓄冷量を多くすることができる。また、このような蓄熱材を使用すれば、冷熱の需要の変動に即した熱エネルギーを供給することができる。しかしながら、蓄熱材による蓄熱容量を増大させるべく相変化を生じさせる場合、前述した過冷却度の大きい蓄熱材を使用すると、過冷却状態のままにとどまって適時に凝固しない場合があり、その場合には蓄熱材に刺激を与えて凝固を開始させることになる。このような操作あるいは固相の発生が発核であって、従来、一例として、電気的な刺激や機械的刺激による発核が知られている。発核は、外部からの刺激によって固相を生じさせる操作であるから、そのための手段もしくは機構を動作させることになるので、エネルギーの消費を伴う。したがって、蓄熱のための熱量の供給が不安定な場合、発核させるために要するエネルギーが、発核に伴って増大する蓄熱量を上回る場合があるが、従来ではこのような事態に対応して効率良く蓄熱する技術がなく、新たな技術の開発が必要であった。   As described in Patent Document 1, if the heat storage material is solidified, the amount of cold storage can be increased as latent heat. Moreover, if such a heat storage material is used, the thermal energy according to the fluctuation | variation of the demand of cold heat can be supplied. However, in the case of causing a phase change to increase the heat storage capacity of the heat storage material, if the heat storage material having a large degree of supercooling described above is used, it may remain in the supercooled state and not solidify in a timely manner. Stimulates the heat storage material to initiate solidification. Such operation or generation of a solid phase is nucleation. Conventionally, nucleation by electrical stimulation or mechanical stimulation is known as an example. Nucleation is an operation for generating a solid phase by an external stimulus, and therefore, means or a mechanism for that operation is operated, which entails energy consumption. Therefore, when the supply of heat for heat storage is unstable, the energy required for nucleation may exceed the amount of heat storage that increases with nucleation. There was no technology to store heat efficiently, and new technology had to be developed.

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、蓄熱材に対する入熱あるいは蓄熱材からの放熱を考慮して発核させることにより、蓄熱効率を向上させることのできる蓄熱装置を提供することを目的とするものである。   The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and a heat storage device capable of improving the heat storage efficiency by nucleating in consideration of heat input to the heat storage material or heat radiation from the heat storage material. It is intended to provide.

上記目的を達成するため請求項1の発明は、相変化を伴う潜熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱装置において、前記蓄熱材に固相の核を生じさせる発核手段と、前記蓄熱材を発核させることにより増大する蓄熱量を算出する第一算出手段と、発核のために前記発核手段により消費される熱量を算出する第二算出手段と、前記第一算出手段で算出された蓄熱量と前記第二算出手段で算出された熱量との比較結果に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する判断手段とを備えていることを特徴とする蓄熱装置である。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention provides a heat storage device including a heat storage material that stores latent heat accompanied by phase change, a nucleation unit that generates solid-phase nuclei in the heat storage material, and the heat storage material. First calculation means for calculating the amount of heat storage increased by nucleation, second calculation means for calculating the amount of heat consumed by the nucleation means for nucleation, and heat storage calculated by the first calculation means A heat storage device comprising: a determination unit that determines whether or not nucleation is performed by the nucleation unit based on a comparison result between the amount and the calorific value calculated by the second calculation unit .

請求項2の発明は、相変化を伴う潜熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱装置において、前記蓄熱材に固相の核を生じさせる発核手段と、前記蓄熱材に入力される熱量を算出する第三算出手段と、算出した前記第三算出手段の算出結果に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する判断手段とを備えていることを特徴とする蓄熱装置である。   According to a second aspect of the present invention, in the heat storage device comprising a heat storage material for storing latent heat accompanied by phase change, a nucleation means for generating solid-phase nuclei in the heat storage material, and an amount of heat input to the heat storage material are calculated. A heat storage device comprising: a third calculation unit; and a determination unit that determines execution / non-execution of nucleation by the nucleation unit based on a calculation result of the calculated third calculation unit .

請求項3の発明は、相変化を伴う潜熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱装置において、前記蓄熱材に固相の核を生じさせる発核手段と、前記蓄熱材に入力される熱量を予測する第一予測手段と、前記蓄熱材から出力される熱量を予測する第二予測手段と、前記第一予測手段で予測された熱量と前記第二予測手段で予測された熱量との差により前記蓄熱装置の蓄熱量を推定する推定手段と、前記推定手段の推定結果に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する判断手段とを備えていることを特徴とする蓄熱装置である。   According to a third aspect of the present invention, in a heat storage device comprising a heat storage material for storing latent heat accompanying phase change, a nucleation means for generating solid-phase nuclei in the heat storage material, and an amount of heat input to the heat storage material are predicted. A first prediction means; a second prediction means for predicting the amount of heat output from the heat storage material; and the heat storage by a difference between a heat amount predicted by the first prediction means and a heat amount predicted by the second prediction means. A heat storage device comprising: estimation means for estimating a heat storage amount of the apparatus; and determination means for determining execution / non-execution of nucleation by the nucleation means based on an estimation result of the estimation means is there.

請求項4の発明は、請求項2の発明において、前記第三算出手段は、走行状態を検出する走行状態検出手段または走行環境を検出する走行環境検出手段で得られた情報に基づいて入力される熱量を算出することを特徴とする蓄熱装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the present invention, the third calculating means is input based on information obtained by the traveling state detecting means for detecting the traveling state or the traveling environment detecting means for detecting the traveling environment. It is a heat storage device characterized by calculating the amount of heat.

請求項5の発明は、請求項2または請求項4の発明において、前記判断手段は、前記第三算出手段による算出結果と蓄熱材の内部における推定された温度分布に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する手段を含むことを特徴とする蓄熱装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, in the second or fourth aspect of the invention, the determining means is based on the calculation result by the third calculating means and the estimated temperature distribution inside the heat storage material. A heat storage device including means for determining execution / non-execution of nucleation.

請求項6の発明は、請求項3の発明において、前記第一予測手段は、前記走行状態検出手段または前記走行条件検出手段あるいは前記走行環境検出手段で得られた情報に基づいて入力される熱量を予測し、前記第二予測手段は、前記走行状態検出手段または前記走行条件検出手段あるいは前記走行環境検出手段で得られた情報に基づいて出力される熱量を予測することを特徴とする蓄熱装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the first predicting unit inputs the amount of heat input based on information obtained by the traveling state detecting unit, the traveling condition detecting unit, or the traveling environment detecting unit. And the second predicting means predicts the amount of heat output based on the information obtained by the traveling state detecting means, the traveling condition detecting means or the traveling environment detecting means. It is.

請求項7の発明は、請求項3または6の発明において、前記判断手段は、前記推定手段による推定された蓄熱量と蓄熱材の内部における推定された温度分布に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断することを特徴とする蓄熱装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, in the third or sixth aspect of the invention, the judging means generates the nucleation by the nucleating means based on the heat storage amount estimated by the estimating means and the estimated temperature distribution inside the heat storage material. It is a heat storage device characterized by judging execution / non-execution of a nucleus.

請求項8の発明は、請求項1から7のいずれかの発明において前記発核手段は熱電素子を用いる手段であることを特徴とする蓄熱装置である。   The invention of claim 8 is the heat storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the nucleation means is means using a thermoelectric element.

請求項1の発明によれば、発核を生じさせることにより増大する蓄熱量が、発核を生じさせるために消費される熱量と比較して大きい場合は、蓄熱装置の蓄熱量がより増大するように発核を生じさせて、エンジンやモータ・ジェネレータなどの動力源から発生する熱量を有効に蓄えることができる。また、発核を生じさせることにより増大する蓄熱量が発核を生じさせることに消費される熱量と比較して小さい場合は、発核を生じさせる制御をしないことにより、発核の発生に用いられるエネルギー消費を防ぐことができる。   According to the first aspect of the present invention, when the amount of stored heat that is increased by generating nucleation is larger than the amount of heat consumed to generate nucleation, the amount of stored heat of the heat storage device is further increased. Thus, the amount of heat generated from a power source such as an engine or a motor / generator can be effectively stored. Also, if the amount of stored heat that is increased by generating nucleation is small compared to the amount of heat consumed to generate nucleation, it is used to generate nucleation by not controlling the generation of nucleation. Energy consumption can be prevented.

請求項2の発明によれば、蓄熱材に入力される熱量の算出結果に応じて発核を生じさせるので、不必要に発核させて熱量を失うことを防止または抑制し、蓄熱効率を向上させることができる。   According to the second aspect of the present invention, nucleation is generated according to the calculation result of the amount of heat input to the heat storage material, so that the loss of heat is prevented or suppressed by unnecessarily nucleating and the heat storage efficiency is improved. Can be made.

請求項3の発明によれば、蓄熱材から出力される熱量の予測値よりも蓄熱材に入力される熱量の予測値が大きい場合は蓄熱量の増加が推定されるため、蓄熱装置の蓄熱量がより増大するように発核を生じさせて、エンジンやモータ・ジェネレータなどの動力源から発生する熱量を有効に蓄えることができる。また、蓄熱材から出力される熱量の予測値よりも蓄熱材に入力される熱量の予測値が小さい場合は蓄熱量の減少が推定されるため、発核を生じさせないことにより発核に用いられるエネルギー消費を防ぐことができる。   According to the invention of claim 3, since the increase of the heat storage amount is estimated when the predicted value of the heat amount input to the heat storage material is larger than the predicted value of the heat amount output from the heat storage material, the heat storage amount of the heat storage device As a result, nucleation is generated so that the amount of heat increases, and the amount of heat generated from a power source such as an engine or a motor / generator can be effectively stored. Also, if the predicted value of heat input to the heat storage material is smaller than the predicted value of heat output from the heat storage material, a decrease in the heat storage amount is estimated, so it is used for nucleation by not causing nucleation. Energy consumption can be prevented.

請求項4の発明によれば、アクセル開度、車速、変速比、ブレーキ等の走行状態と外気温等の走行環境に基づいて蓄熱材に入力される熱量を算出し、これに応じて発核を生じさせるので、不必要に発核させて熱量を失うことを防止または抑制し、蓄熱効率を向上させることができる。   According to the invention of claim 4, the amount of heat input to the heat storage material is calculated based on the travel environment such as the accelerator opening, the vehicle speed, the gear ratio, the brake and the travel environment such as the outside air temperature, and the nucleation is performed accordingly. Therefore, it is possible to prevent or suppress the loss of heat due to unnecessary nucleation and improve the heat storage efficiency.

請求項5の発明によれば、前記第三算出手段による算出結果と蓄熱材内部の温度分布に基づいて発核を生じさせた方が前記第三算出手段により算出される熱量を効率よく蓄熱できると判断した場合は、蓄熱材内部の温度分布から蓄熱量がより増大するように発核を生じさせることにより、エンジンやモータ・ジェネレータなどの動力源におけるエネルギーの効率が向上する。また、発核をさせない方がエネルギー効率が良いと判断した場合は、発核を生じさせないことにより発核の発生に用いられるエネルギー消費を防ぐことができる。   According to the invention of claim 5, the amount of heat calculated by the third calculation means can be efficiently stored by generating nucleation based on the calculation result by the third calculation means and the temperature distribution inside the heat storage material. If it is determined that the nucleation is generated so that the heat storage amount is further increased from the temperature distribution inside the heat storage material, the energy efficiency of the power source such as the engine or the motor / generator is improved. In addition, when it is determined that energy efficiency is better without nucleation, energy consumption used for nucleation can be prevented by preventing nucleation.

請求項6の発明によれば、蓄熱材から出力される熱量と蓄熱材に入力される熱量とがアクセル開度、エンジン回転数、車速、シフト、ブレーキ等の走行状態、渋滞情報などのインフラからの情報、三次元ナビゲーションシステム(道路勾配)等の走行環境、外気温等の走行条件に基づいて予測され、出力される熱量の予測結果と入力される熱量の予測結果から求められる蓄熱量の増減に基づいて発核させるか否かの制御を行う。入力される熱量の予測結果が出力される熱量の予測結果よりも大きい場合は、入力される熱量の予測結果と出力される熱量の予測結果との差に該当する熱量が蓄熱材に入力されると推定されるため、蓄熱材の蓄熱量をより増大させるように発核を生じさせる。一方、入力される熱量の予測結果が出力される熱量の予測結果よりも小さい場合は、入力される熱量の予測結果と出力される熱量の予測結果との差に該当する熱量が蓄熱材から出力されると推定されるため、発核を生じさせないことにより発核の発生に用いられるエネルギー消費を防ぐことができる。   According to the invention of claim 6, the amount of heat output from the heat storage material and the amount of heat input to the heat storage material are determined from infrastructure such as accelerator opening, engine speed, vehicle speed, shift, brake, etc., traffic congestion information, etc. Increase / decrease in the amount of heat storage calculated based on the predicted information of the output heat quantity and the input heat quantity prediction result, which is predicted based on the information of the vehicle, the driving environment such as the three-dimensional navigation system (road gradient), and the driving conditions such as the outside temperature Control whether or not to nucleate based on. When the input heat quantity prediction result is larger than the output heat quantity prediction result, the heat quantity corresponding to the difference between the input heat quantity prediction result and the output heat quantity prediction result is input to the heat storage material. Therefore, nucleation is generated so as to further increase the amount of heat stored in the heat storage material. On the other hand, if the input heat quantity prediction result is smaller than the output heat quantity prediction result, the heat quantity corresponding to the difference between the input heat quantity prediction result and the output heat quantity prediction result is output from the heat storage material. Therefore, it is possible to prevent energy consumption used for generating nucleation by not generating nucleation.

請求項7の発明によれば、推定された蓄熱量と蓄熱材内部における推定された温度分布に基づいて発核を生じさせた方が効率よく蓄熱できるか否かを判断し、その結果発核させるか否かを制御する。蓄熱材に入力される熱量の予測結果が蓄熱材から出力される熱量の予測結果よりも大きい場合は、入力される熱量の予測結果と出力される熱量の予測結果との差に該当する熱量が蓄熱材に入力されると推定されるため、蓄熱装置の蓄熱量をより増大させるように発核を生じさせる。一方、蓄熱材に入力される熱量の予測結果が蓄熱材から出力される熱量の予測結果よりも小さい場合には、入力される熱量の予測結果と出力される熱量の予測結果との差に該当する熱量が蓄熱材から出力されるため、発核を生じさせないことにより発核の発生に用いられるエネルギー消費を防ぐことができる。   According to the invention of claim 7, it is determined whether or not heat generation can be efficiently performed based on the estimated heat storage amount and the estimated temperature distribution inside the heat storage material, and as a result Control whether or not. If the predicted heat amount input to the heat storage material is larger than the predicted heat amount output from the heat storage material, the amount of heat corresponding to the difference between the input heat amount prediction result and the output heat amount prediction result is Since it is estimated to be input to the heat storage material, nucleation is generated so as to further increase the amount of heat stored in the heat storage device. On the other hand, if the predicted heat amount input to the heat storage material is smaller than the predicted heat amount output from the heat storage material, it corresponds to the difference between the input heat amount prediction result and the output heat amount prediction result. Since the amount of heat to be output is output from the heat storage material, energy consumption used for generating nucleation can be prevented by not generating nucleation.

請求項8の発明によれば、熱電素子に電流を流すことにより蓄熱材と接触している熱電素子の面がペルティエ効果により冷却される。   According to invention of Claim 8, the surface of the thermoelectric element which is contacting the heat storage material is cooled by the Peltier effect by sending an electric current through a thermoelectric element.

つぎにこの発明をより具体的に説明する。この発明の蓄熱装置は、エネルギーを増大させる正の熱の蓄熱と、エネルギーを低下させる負の熱の蓄熱とのいずれも可能である。   Next, the present invention will be described more specifically. The heat storage device of the present invention is capable of both positive heat storage for increasing energy and negative heat storage for reducing energy.

図1に示す例は、蓄熱材1に対して、熱搬入媒体としての冷媒2が冷熱を搬入し、かつ蓄熱材1の有する冷熱を、熱搬出媒体としてのブライン3が搬出するように構成した例である。その蓄熱材1は、水やエチルグリコール水溶液、塩化アンモニウム水溶液など融点が低く、融解熱が比較的大きい潜熱蓄熱材であって、所定の容器の内部に封入されている。その蓄熱材1の周囲には、蓄熱材1を取り囲んだ状態で複数の熱電素子(熱電モジュール)4A,4B,…4Pが、隙間なく、もしくは間隔をあけて並んで配置されている。これらの熱電素子4A,4B,…4Pは、蓄熱材1を局部的に冷却して発核させるためのものであり、蓄熱材1に接する面とこれとは反対側の外気に接する面とに接点を有し、これらの接点の間に電圧を印加することにより、蓄熱材1に接する接点で吸熱が生じるように構成されている。   The example shown in FIG. 1 is configured such that the refrigerant 2 as a heat carry-in medium carries cold into the heat storage material 1 and the brine 3 as a heat carry-out medium carries out the cold heat of the heat storage material 1. It is an example. The heat storage material 1 is a latent heat storage material having a low melting point and relatively high heat of fusion, such as water, an ethyl glycol aqueous solution, or an ammonium chloride aqueous solution, and is enclosed in a predetermined container. Around the heat storage material 1, a plurality of thermoelectric elements (thermoelectric modules) 4A, 4B,... 4P are arranged side by side without a gap or with a space therebetween. These thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P are for locally cooling the heat storage material 1 to cause nucleation, and on the surface in contact with the heat storage material 1 and the surface in contact with the outside air on the opposite side. It has a contact, and it is comprised so that heat absorption may be produced in the contact which contacts the thermal storage material 1 by applying a voltage between these contacts.

また、冷媒2を流通させる入熱用配管5と、ブライン3を流通させる出熱用配管6が、蓄熱材1の内部を貫通した状態で配置されている。これらの配管5,6は蓄熱材1の内部で所定の間隔をあけて配置され、かつこれらの配管5,6の間を蓄熱材1が満たしており、したがって各配管5,6の間、すなわち冷媒2とブライン3との間では蓄熱材1を介した熱伝達が生じるように構成されている。   Further, a heat input pipe 5 for circulating the refrigerant 2 and a heat output pipe 6 for circulating the brine 3 are arranged in a state of penetrating the inside of the heat storage material 1. These pipes 5 and 6 are arranged at a predetermined interval inside the heat storage material 1, and the heat storage material 1 fills the space between these pipes 5 and 6. Heat transfer via the heat storage material 1 occurs between the refrigerant 2 and the brine 3.

そして、各配管5,6の蓄熱材1に埋まっている部分では、冷媒2と蓄熱材1、ブライン3と蓄熱材1との熱交換が生じるので、これらの部分が熱交換部となっており、特に入熱用配管5はこの発明の熱搬入部となっており、また出熱用配管6はこの発明の熱搬出部となっている。さらに、図1に示す例では、ブライン3が下から上に向けて流れるように構成されており、したがって出熱用配管6の図1での下側の部分が入口部7Aとなり、上側の部分が出口部8Aとなっている。そして、蓄熱材1の内部の複数箇所には、温度センサ9A,9B,…9Eが配置され、それぞれの部分の温度を検出するようになっている。なお、配置位置は、例えば入熱用配管5の入口部7Bの近傍およびその出口部8Bの近傍、出熱用配管6の入口部7Aの近傍およびその出口部8Aの近傍、ならびに蓄熱材1の中央部である。   And since the heat exchange with the refrigerant | coolant 2 and the heat storage material 1, the brine 3, and the heat storage material 1 arises in the part buried in the heat storage material 1 of each piping 5, 6, these parts are heat exchange parts. In particular, the heat input pipe 5 is a heat carry-in part of the present invention, and the heat output pipe 6 is a heat carry-out part of the present invention. Further, in the example shown in FIG. 1, the brine 3 is configured to flow from bottom to top. Therefore, the lower portion of the heat output pipe 6 in FIG. 1 becomes the inlet portion 7A, and the upper portion. Is the exit 8A. And temperature sensor 9A, 9B, ... 9E is arrange | positioned in the several location inside the thermal storage material 1, and the temperature of each part is detected. The arrangement position is, for example, in the vicinity of the inlet portion 7B of the heat input pipe 5 and its outlet portion 8B, in the vicinity of the inlet portion 7A of the heat output pipe 6 and in the vicinity of its outlet portion 8A, and the heat storage material 1 Central part.

なおここで、上記の冷媒2を循環させる冷凍サイクル10について簡単に説明すると、車両のエンジンなどの動力源(図示せず)によって駆動されるコンプレッサ11を備えており、その吐出側にコンデンサー12およびレシーバータンク13ならびに膨張弁14が順に接続されている。そして、その膨張弁14の吐出側に前述した入熱用配管5が接続され、さらにその入熱用配管5がコンプレッサ11の吸入側に接続されている。したがってこの発明の熱搬入部を構成している入熱用配管5が冷凍サイクル10のエバポレータとなっている。他方、前記出熱用配管6は、車室側熱交換器などの熱交換器15との間で循環路を形成するように構成され、その循環路の途中にポンプ16が介装されている。   The refrigeration cycle 10 that circulates the refrigerant 2 will be briefly described here. The compressor 11 is driven by a power source (not shown) such as an engine of a vehicle, and a condenser 12 and The receiver tank 13 and the expansion valve 14 are connected in order. The heat input pipe 5 is connected to the discharge side of the expansion valve 14, and the heat input pipe 5 is connected to the suction side of the compressor 11. Therefore, the heat input pipe 5 constituting the heat carry-in portion of the present invention is an evaporator of the refrigeration cycle 10. On the other hand, the heat output pipe 6 is configured to form a circulation path with a heat exchanger 15 such as a passenger compartment side heat exchanger, and a pump 16 is interposed in the circulation path. .

なお、図1におけるコンデンサー12は、大気中に熱を放散させる構造であってもよく、あるいはこれに代えて放出した熱を蓄える蓄熱材を用いた蓄熱器として構成しても良い。これにより、コンデンサー12を用いるときと同様に冷凍サイクル10内を循環させている冷媒を冷却させて、蓄熱材1に搬入熱を溜めることが可能である。また、図1に用いられている冷媒2の代わりにエンジンやATFーOILの冷却液を用いることにより、廃熱を溜めることができる。   The condenser 12 in FIG. 1 may have a structure that dissipates heat into the atmosphere, or may be configured as a heat accumulator using a heat accumulating material that stores the released heat instead. As a result, the refrigerant circulating in the refrigeration cycle 10 can be cooled in the same manner as when the condenser 12 is used, and the heat stored in the heat storage material 1 can be stored. In addition, waste heat can be accumulated by using an engine or ATF-OIL coolant instead of the refrigerant 2 used in FIG.

上記の熱電素子4A,4B,…4Pの制御を行うためのコントローラ(ECU)17が設けられている。このコントローラ17は、一例としてマイクロコンピュータを主体として構成されており、入力されたデータおよび予め記憶しているデータとプログラムとを利用して、動作させるべき熱電素子4A,4B,…4Pの選択およびオン・オフの制御を行うように構成されている。その制御のために入力されているデータは、各温度センサ9A,9B,…9Eで検出された温度、外気温度、冷媒2の流量、ブライン3の流量などである。   A controller (ECU) 17 for controlling the thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P is provided. The controller 17 is configured mainly by a microcomputer as an example, and selects and selects thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P to be operated by using input data and data and programs stored in advance. It is configured to perform on / off control. Data input for the control includes the temperatures detected by the temperature sensors 9A, 9B,... 9E, the outside air temperature, the flow rate of the refrigerant 2, the flow rate of the brine 3, and the like.

蓄熱材1は、融点以上の温度の状態および過冷却の状態では液相をなしており、その状態では、凝固した後の固相に比較して比熱が大きく、したがって伝導可能な熱量が多い半面、その伝導速度が遅い。固相の状態では、これとは反対の特性を示す。この発明の制御装置は、蓄熱材1のこのような特性を利用して蓄熱を効率良く行うために、蓄熱材1の発核あるいは凝固を選択的に生じさせるように構成されている。   The heat storage material 1 is in a liquid phase in a state of a temperature equal to or higher than the melting point and in a supercooled state. In that state, the specific heat is larger than that of the solid phase after solidification, and thus the amount of heat that can be conducted is large. , Its conduction speed is slow. In the solid state, the opposite properties are exhibited. The control device of the present invention is configured to selectively cause nucleation or solidification of the heat storage material 1 in order to efficiently store heat using such characteristics of the heat storage material 1.

蓄熱材1が過冷却の状態である時に蓄熱材1の外部から熱等の刺激を与えると、蓄熱材1は刺激を受けた近傍において凝固する。蓄熱材1に刺激を与える具体例としては、蓄熱材1の周囲に熱電素子4A,4B,…4Pを配設し、通電させることにより刺激が与えられるようにしたものが挙げられる。凝固された蓄熱材1は潜熱による蓄冷が行われるため、過冷却の状態と比べて蓄熱量が増大(増加)する。したがって、蓄熱材1は外部から刺激を与えることにより蓄熱量が増大(増加)する。   When a stimulus such as heat is applied from the outside of the heat storage material 1 when the heat storage material 1 is in a supercooled state, the heat storage material 1 is solidified in the vicinity of the stimulus. Specific examples of stimulating the heat storage material 1 include thermoelectric elements 4 </ b> A, 4 </ b> B,... 4 </ b> P arranged around the heat storage material 1 so that the stimulation is given by energization. Since the solidified heat storage material 1 is subjected to cold storage by latent heat, the amount of heat storage increases (increases) compared to the supercooled state. Therefore, the heat storage material 1 increases (increases) the amount of heat storage by giving a stimulus from the outside.

図2はその制御の一例を説明するためのフローチャートである。先ず、蓄熱材の外側及び内側に設けられている温度センサ9A,9B,…9Eによる検出値は、ステップS21においてコントローラ17に読み込まれる。そして、前記検出値に基づいて、蓄熱材1の内部の温度分布が推定される(ステップS22)。前述した温度センサ9A,9B,…9Eは、限られた場所に配置されているため、蓄熱材1の全ての箇所の温度を知ることはできないが、前記各配管5,6の位置やこれらの配管5,6を含む全体としての構造が判っているので、温度センサ9A,9B,…9Eが配置されていない箇所の温度を実験データやシミュレーションなどに基づいて推定することができる。   FIG. 2 is a flowchart for explaining an example of the control. First, detected values by the temperature sensors 9A, 9B,... 9E provided outside and inside the heat storage material are read into the controller 17 in step S21. And based on the said detected value, the temperature distribution inside the thermal storage material 1 is estimated (step S22). Since the temperature sensors 9A, 9B,... 9E described above are arranged in a limited place, the temperatures of all the locations of the heat storage material 1 cannot be known. Since the structure as a whole including the pipes 5 and 6 is known, the temperature of the location where the temperature sensors 9A, 9B,... 9E are not arranged can be estimated based on experimental data, simulation, or the like.

この温度分布の推定結果に基づいて過冷却部があるか否かが判断される(ステップS23)。蓄冷している過程で凝固点以上の箇所と凝固し始めた箇所とが併存すると、凝固し始めた箇所は、潜熱を放出するために凝固点の温度を維持する。これに対して凝固せずに過冷却の部分が併存すると、凝固点以上の部分と過冷却部との間では、温度が連続的に変化する状態になる。このように、凝固が始まっていて過冷却部が存在しない場合もしくは部分と、過冷却部が併存する部分とでは、温度が異なっているので、温度分布から過冷却部の有無を検出することができる。   It is determined whether or not there is a supercooling portion based on the estimation result of the temperature distribution (step S23). If a location above the freezing point coexists with a location that has started to solidify during the cold storage process, the location that has started to solidify maintains the temperature of the freezing point in order to release latent heat. On the other hand, when a supercooled portion coexists without solidifying, the temperature continuously changes between the portion above the freezing point and the supercooled portion. In this way, when the solidification has started and there is no supercooling part or the part and the part where the supercooling part coexist, the temperature is different, so the presence or absence of the supercooling part can be detected from the temperature distribution. it can.

過冷却部が存在しないことが検出もしくは判断されてステップS23で否定的に判断された場合には、発核のための前提条件が成立していないので、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。これに対して過冷却部が存在することが検出もしくは判断されてステップS23で肯定的な判断が成立した場合には、発核させるべき位置すなわち発核させるべく動作させる熱電素子4A,4B,…4Pが選択される(ステップS24)。この熱電素子4A,4B,…4Pに電圧を掛けてそのペルティエ効果によって蓄熱材1を局部的に冷却する。したがって、上記の蓄熱装置においては、蓄熱材1に過冷却部が存在していることが検出もしくは判断された場合には、蓄熱材1に入力される冷熱量が、蓄熱材1から放出される冷熱量より多いことになり、このような状態をステップS23で判断している。そして、その判断結果に基づく局部的な発核操作を行うので、発核に消費する熱量(エネルギー量)が、発核に伴って増大(増加)する蓄熱量より少なく、その結果、効率良く蓄熱を行うことができる。言い換えれば、蓄熱量が増大(増加)する過冷却状態もしくは温度分布の状態で熱電素子が選択されて動作し、発核が行われる。   If it is detected or determined that there is no supercooling section and a negative determination is made in step S23, the precondition for nucleation is not satisfied, so this routine is temporarily executed without performing any control. finish. On the other hand, if it is detected or determined that the supercooling portion exists and a positive determination is made in step S23, the position to be nucleated, that is, the thermoelectric elements 4A, 4B,. 4P is selected (step S24). A voltage is applied to the thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P, and the heat storage material 1 is locally cooled by the Peltier effect. Therefore, in the above heat storage device, when it is detected or determined that the heat storage material 1 has a supercooling portion, the amount of cold input to the heat storage material 1 is released from the heat storage material 1. This is greater than the amount of cold heat, and such a state is determined in step S23. And since local nucleation operation based on the judgment result is performed, the amount of heat (energy amount) consumed for nucleation is less than the amount of heat storage that increases (increases) with nucleation, and as a result, heat is stored efficiently. It can be performed. In other words, the thermoelectric element is selected and operated in a supercooled state or a temperature distribution state in which the amount of stored heat increases (increases), and nucleation is performed.

蓄熱材1の他の例を示す概略を図3に示す。本実施例においては、蓄熱材の内部温度を測定する温度センサ9の他に、蓄熱器19の周辺部の温度を測定する温度センサ18が設けられている。熱電素子4A,4B,…4P、温度センサ9A,9B,…9Eについては、図1の例と同様に設けられているが、熱電素子4、温度センサ9として簡略化して表示する。また、他の構造は、図1と同一であるため、図3に図1と同様の符号を付して、その説明を省略する。   The outline which shows the other example of the thermal storage material 1 is shown in FIG. In this embodiment, in addition to the temperature sensor 9 that measures the internal temperature of the heat storage material, a temperature sensor 18 that measures the temperature of the peripheral portion of the heat storage device 19 is provided. The thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P and the temperature sensors 9A, 9B,... 9E are provided in the same manner as in the example of FIG. Moreover, since the other structure is the same as FIG. 1, the code | symbol similar to FIG. 1 is attached | subjected to FIG. 3, and the description is abbreviate | omitted.

図4は図3に示す蓄熱装置を対象とする制御例を説明するためのフローチャートである。ステップS41からステップS43は、前述したステップS21からステップS23までと同一であるため、説明を省略する。過冷却部が存在しないことが検出もしくは判断されたことによりステップS43で否定的に判断された場合には、発核のための前提条件が成立していないので、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。これに対して過冷却部が存在することが検出もしくは判断されてステップS43で肯定的な判断が成立した場合には、発核作用により増大(増加)する蓄熱量(以下、増加蓄熱量と記す)(β1)は、推定された温度分布から算出される(ステップS44)。すなわち、蓄熱材1内の過冷却部の量や凝固する量ならびにその潜熱などから増加蓄熱量を求めることができる。   FIG. 4 is a flowchart for explaining a control example for the heat storage device shown in FIG. Steps S41 to S43 are the same as steps S21 to S23 described above, and a description thereof will be omitted. If it is negatively determined in step S43 that it has been detected or determined that there is no supercooling section, the preconditions for nucleation are not satisfied, so this routine is not performed without particular control. Is temporarily terminated. On the other hand, if it is detected or determined that a supercooling portion exists and a positive determination is made in step S43, the amount of heat storage that increases (increases) due to nucleation (hereinafter referred to as an increased amount of heat storage). ) (Β1) is calculated from the estimated temperature distribution (step S44). That is, the increased heat storage amount can be obtained from the amount of the supercooling portion in the heat storage material 1, the amount to solidify, the latent heat, and the like.

その後、蓄熱器19の周辺に設けられた温度センサ18により蓄熱器19の周辺温度が測定され、コントローラ17に読み込まれる(ステップS45)。ステップS41で読み込んだ温度とステップS45で読み込んだ周囲温度との温度差から熱電素子4を作動させる際に消費される熱量(エネルギー量)である熱電素子作動電力量(β2)が算出される。蓄熱材の温度(α1)と周囲温度(α2)との温度差が大きく、かつ周囲温度(α2)が高い場合には、蓄熱材1を発核させるためにより大きなエネルギーが必要となる。一方、蓄熱材の温度(α1)と周囲温度(α2)との温度差が小さい場合には、蓄熱材1を発核させるための熱量(エネルギー量)は少なくて良い。これについて実験データの蓄積に基づいて作成されたのが、図5に示す作動電力量算出マップであり、熱電素子作動電力量(β2)の算出は、前記作動電力量算出マップから求められる(ステップS46)。   Thereafter, the ambient temperature of the regenerator 19 is measured by the temperature sensor 18 provided around the regenerator 19, and is read into the controller 17 (step S45). From the temperature difference between the temperature read in step S41 and the ambient temperature read in step S45, a thermoelectric element operating power amount (β2) that is a heat amount (energy amount) consumed when operating the thermoelectric element 4 is calculated. When the temperature difference between the temperature (α1) of the heat storage material and the ambient temperature (α2) is large and the ambient temperature (α2) is high, more energy is required to nucleate the heat storage material 1. On the other hand, when the temperature difference between the temperature (α1) of the heat storage material and the ambient temperature (α2) is small, the amount of heat (energy amount) for nucleating the heat storage material 1 may be small. The operating power amount calculation map shown in FIG. 5 is created based on the accumulation of experimental data, and the calculation of the thermoelectric element operating power amount (β2) is obtained from the operating power amount calculation map (step S46).

ステップS44において算出された増加蓄熱量(β1)とステップS46において算出された熱電素子作動電力量(β2)との関係から、エネルギー効率を表す図6の判定マップに基づいて発核作用の可否が判断される(ステップS47)。このステップS47の判断は、図6に記載してある判定マップに基づいて行うことができる。この判定マップは、横軸に熱電素子作動電力量(β2)を取り、縦軸に増加蓄熱量(β1)を取った二次元マップであって、図6に曲線で示す境界線Lによって、A領域とB領域とに区分されている。この境界線Lは、増加蓄熱量(β1)に対する熱電素子作動電力量(β2)の比が1となる線(図6では45度の線)に対して若干図6の上側に位置する曲線として設定された境界線である。増加蓄熱量(β1)が熱電素子作動電力量(β2)より幾分多くなる領域をB領域とし、増加蓄熱量(β1)が熱電素子作動電力量(β2)よりさらに多くなる領域をA領域としてある。図6の判定マップが曲線となっているのは、熱電素子作動電力量(β2)が増加すると蓄熱材の温度(α1)と周囲温度(α2)との温度差が大きい、もしくは、周囲温度(α2)が高いかで、熱電素子と蓄熱材とが接触する面の温度を蓄熱材を過冷却させる温度まで下げるために必要なエネルギー量が多くなり効率が悪くなることによるものである。したがって、上記のステップS44で算出された増加蓄熱量(β1)と上記のステップS46で算出された熱電素子作動電力量(β2)との関係が図6に基づいて判断される。したがって、ステップS47では、その時点の動作状況がA領域か否かの判断が行われ、否定的に判断された場合には熱電素子4を動作させることなく本制御ルーチンを一旦終了する。また、肯定的に判断された場合は、発核させるべき位置すなわち発核させるべく動作させる熱電素子4が選択される(ステップS48)。   Based on the relationship between the increased heat storage amount (β1) calculated in step S44 and the thermoelectric element operating power amount (β2) calculated in step S46, whether or not the nucleation action is possible based on the determination map of FIG. Determination is made (step S47). The determination in step S47 can be made based on the determination map described in FIG. This determination map is a two-dimensional map in which the horizontal axis represents the thermoelectric element operating energy (β2) and the vertical axis represents the increased heat storage amount (β1), and the boundary line L indicated by a curve in FIG. It is divided into an area and a B area. This boundary line L is a curve located slightly on the upper side of FIG. 6 with respect to a line (45 degree line in FIG. 6) in which the ratio of the thermoelectric element operating power amount (β2) to the increased heat storage amount (β1) is 1. It is a set boundary line. A region where the increased heat storage amount (β1) is somewhat larger than the thermoelectric element operating power amount (β2) is defined as B region, and a region where the increased heat storage amount (β1) is further greater than the thermoelectric element operating power amount (β2) is defined as the A region. is there. The judgment map of FIG. 6 is a curve because the temperature difference between the temperature (α1) of the heat storage material and the ambient temperature (α2) increases as the thermoelectric element operating power (β2) increases, or the ambient temperature ( This is because the amount of energy necessary for lowering the temperature of the surface where the thermoelectric element and the heat storage material are contacted to a temperature at which the heat storage material is supercooled increases and the efficiency is deteriorated. Therefore, the relationship between the increased heat storage amount (β1) calculated in step S44 and the thermoelectric element operating power amount (β2) calculated in step S46 is determined based on FIG. Therefore, in step S47, it is determined whether or not the current operation state is the A region. If the determination is negative, the present control routine is temporarily terminated without operating the thermoelectric element 4. If the determination is positive, the position to be nucleated, that is, the thermoelectric element 4 to be operated to nucleate is selected (step S48).

蓄熱装置の他の例を図7に概略的に示す。本実施例は、構造は図1と同一であるが、発核制御に用いられている情報としてアクセル開度、エンジン回転数、車速情報、変速比、ブレーキ情報等の走行状態と、外気温の走行環境が読み込まれている点で図1に示される例と異なっている。なお、熱電素子4A,4B,…4P、温度センサ9A,9B,…9Eについては、図1の例と同様に設けられているが、熱電素子4、温度センサ9として簡略化して表示する。また、他の構造は図1と同一であるため、図7に図1と同様の符号を付してその説明を省略する。   Another example of the heat storage device is schematically shown in FIG. In this embodiment, the structure is the same as that shown in FIG. 1, but as information used for the nucleation control, the travel state such as the accelerator opening, the engine speed, the vehicle speed information, the gear ratio, the brake information, etc. 1 is different from the example shown in FIG. 1 in that the driving environment is read. The thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P and the temperature sensors 9A, 9B,... 9E are provided in the same manner as in the example of FIG. Moreover, since the other structure is the same as FIG. 1, the code | symbol similar to FIG. 1 is attached | subjected to FIG. 7, and the description is abbreviate | omitted.

図8は他の例における制御例を説明するためのフローチャートである。本実施例においては、アクセル開度、エンジン回転数、車速、変速比、ブレーキ等の走行状態が読み込まれ(ステップS81)、ついでエンジン負荷(要求トルク)量(γ1)が算出される(ステップS82)。その算出されたエンジン負荷(要求トルク)量(γ1)が判定基準負荷量(γ2)以下か否かが判定される(ステップS83)。エンジン負荷(要求トルク)量(γ1)が判定基準負荷量(γ2)よりも大きい場合には、エンジンやモータ・ジェネレータ等の動力源にかかる負荷が大きく、コンプレッサ11で発生できる熱量(エネルギー量)も少なくなるため、コンプレッサ11から冷媒2を通じて流入される熱量(エネルギー量)も少なくなる。このため、上記のエンジン負荷(要求トルク)量(γ1)が判定基準負荷量(γ2)よりも大きい場合は、発核作用を生じさせることなく上記の制御ルーチンを終了する。また、外気温が高い場合には、コンデンサー12からの放熱性が悪くなるため、不可避的に冷媒2を通じて流入される熱量が少なくなり、発核制御は行わない。   FIG. 8 is a flowchart for explaining a control example in another example. In this embodiment, the travel state such as the accelerator opening, the engine speed, the vehicle speed, the gear ratio, and the brake is read (step S81), and then the engine load (required torque) amount (γ1) is calculated (step S82). ). It is determined whether or not the calculated engine load (required torque) amount (γ1) is equal to or less than the determination reference load amount (γ2) (step S83). When the engine load (requested torque) amount (γ1) is larger than the determination reference load amount (γ2), the load applied to the power source such as the engine or the motor / generator is large, and the amount of heat (energy amount) that can be generated by the compressor 11 Therefore, the amount of heat (energy amount) flowing from the compressor 11 through the refrigerant 2 is also reduced. For this reason, when the engine load (required torque) amount (γ1) is larger than the determination reference load amount (γ2), the control routine is terminated without causing nucleation. Further, when the outside air temperature is high, the heat dissipation from the condenser 12 is deteriorated, so that the amount of heat flowing through the refrigerant 2 inevitably decreases, and nucleation control is not performed.

エンジン負荷(要求トルク)量(γ1)が判定基準負荷量(γ2)以下であることにより、ステップS83で肯定的に判断された場合は、エンジンやモータ・ジェネレータ等の動力源の負荷が小さく、コンプレッサ11で発生できる熱量(エネルギー量)も多くなるため、コンプレッサ11から冷媒2を通じて蓄熱材1に流入する熱量が多くなる。したがって、発核作用を生じさせるか否かを検討するべくステップS84以降の制御ルーチンに進む。   If the engine load (required torque) amount (γ1) is equal to or less than the determination reference load amount (γ2), and if a positive determination is made in step S83, the load of the power source such as the engine or the motor / generator is small, Since the amount of heat (energy amount) that can be generated by the compressor 11 also increases, the amount of heat flowing from the compressor 11 through the refrigerant 2 into the heat storage material 1 increases. Therefore, the process proceeds to the control routine after step S84 in order to examine whether or not to cause a nucleating action.

エンジン負荷(要求トルク)量(γ1)が判定基準負荷量(γ2)よりも小さい場合は、温度センサ等により測定された外気温とエンジン負荷(要求トルク)量(γ1)とに基づいてコンプレッサ11で発生され、冷媒2を通じて蓄熱材1に流入される熱量が熱生成量(γ3)として算出される(ステップS84)。ここで、コンプレッサ11に可変容量コンプレッサが用いられる場合は、エンジン回転数が高く、エンジン負荷が大きくなるに従い、コンプレッサ11の容量が減少される。これにより、熱生成で消費される駆動力が減少され、車両にかかる駆動力が増大される。したがって、可変容量コンプレッサの場合は、エンジン回転数が低く、エンジン負荷が小さい場合に熱生成量(γ3)が多くなる。また、コンプレッサ11において定容量コンプレッサが用いられる場合は、エンジン回転数に比例して熱生成量(γ3)が増大する。なお、外気温が高い場合はコンデンサー12からの放熱性が悪くなるので算出される熱生成量(γ3)が少なくなり、発核制御をしない。   When the engine load (requested torque) amount (γ1) is smaller than the determination reference load amount (γ2), the compressor 11 is based on the outside air temperature measured by a temperature sensor or the like and the engine load (requested torque) amount (γ1). The amount of heat generated in step S3 and flowing into the heat storage material 1 through the refrigerant 2 is calculated as a heat generation amount (γ3) (step S84). Here, when a variable displacement compressor is used as the compressor 11, the capacity of the compressor 11 is reduced as the engine speed increases and the engine load increases. Thereby, the driving force consumed by heat generation is reduced, and the driving force applied to the vehicle is increased. Therefore, in the case of a variable capacity compressor, the heat generation amount (γ3) increases when the engine speed is low and the engine load is small. When a constant capacity compressor is used as the compressor 11, the heat generation amount (γ3) increases in proportion to the engine speed. When the outside air temperature is high, the heat dissipation from the condenser 12 is deteriorated, so that the calculated heat generation amount (γ3) is reduced, and the nucleation control is not performed.

一方、温度センサ9の取り付け場所は、図1と同様に蓄熱材1の外側及び内側に設けられている。ステップS85,S86で記されている温度センサ9の読み込み、推定された内部の温度分布は、前述したステップS21,S22と同一であるため説明を省略する。ステップS87では、算出された熱生成量(γ3)と推定された温度分布とに基づいて発核制御の要否を判断している。温度分布の推定結果からは、蓄熱材1と冷媒2とブライン3との熱的特性が判断される。ここで、蓄熱材1の熱的特性には、蓄熱材1が凝固された状態を含む熱的特性と蓄熱材1が凝固されていない状態での熱的特性とが含まれる。発核を生じさせた方が熱生成した冷熱量(γ3)を効率よく蓄熱できると判断した場合は、蓄熱量、蓄熱速度を考慮して発核させるべき位置すなわち発核させるべく動作させる熱電素子4が選択される(ステップS88)。   On the other hand, the mounting location of the temperature sensor 9 is provided outside and inside the heat storage material 1 as in FIG. The reading of the temperature sensor 9 described in steps S85 and S86 and the estimated internal temperature distribution are the same as those in steps S21 and S22 described above, and thus the description thereof is omitted. In step S87, the necessity of nucleation control is determined based on the calculated heat generation amount (γ3) and the estimated temperature distribution. From the estimation result of the temperature distribution, the thermal characteristics of the heat storage material 1, the refrigerant 2, and the brine 3 are determined. Here, the thermal characteristics of the heat storage material 1 include a thermal characteristic including a state where the heat storage material 1 is solidified and a thermal characteristic when the heat storage material 1 is not solidified. If it is determined that the amount of cold generated (γ3) can be efficiently stored by the person who generated the nucleation, the thermoelectric element that operates to nucleate in consideration of the amount of heat stored and the heat storage speed 4 is selected (step S88).

蓄熱装置の他の例を図10に概略的に示す。本実施例においては、構造上は図1と同一であるが、発核制御に用いられている情報が、走行状態を示す情報とインフラ情報と三次元ナビゲーションシステムに備えられている情報と走行環境情報とである点で異なっている。走行状態を示す情報には、アクセル開度とエンジン回転数と車速と変速比とブレーキとが含まれている。また、インフラ情報には、渋滞、信号、気象情報などの外部から受け取ることのできる情報が含まれる。さらに、三次元ナビゲーションシステムに備えられている情報には、道路勾配、踏切、カーブ情報などが含まれる。なお、熱電素子4A,4B,…4P、温度センサ9A,9B,…9Eについては、図1の例と同様に設けられているが、熱電素子4、温度センサ9として簡略化して表示する。また、他の構造は、図1と同一であるため、説明を省略する。   Another example of the heat storage device is schematically shown in FIG. In this embodiment, the structure is the same as that in FIG. 1, but the information used for the nucleation control includes information indicating the driving state, infrastructure information, information provided in the three-dimensional navigation system, and driving environment. It is different from information. The information indicating the running state includes the accelerator opening, the engine speed, the vehicle speed, the gear ratio, and the brake. The infrastructure information includes information that can be received from the outside, such as traffic jams, signals, and weather information. Further, the information provided in the three-dimensional navigation system includes road gradient, railroad crossing, curve information, and the like. The thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P and the temperature sensors 9A, 9B,... 9E are provided in the same manner as in the example of FIG. The other structure is the same as that shown in FIG.

図11は他の例における制御例を説明するためのフローチャートである。本実施例においては、アクセル開度、エンジン回転数、車速、変速比、ブレーキ等の走行状態、渋滞、信号、気象情報などのインフラからの情報、道路勾配、踏切、カーブの三次元ナビゲーション情報などからの走行条件、外気温の走行環境情報の走行環境等の情報がコントローラ17に読み込まれている(ステップS111)。ここで、三次元ナビゲーションの情報には目的地の場所、現在位置からの距離、高低差等が含まれている。また、アクセル開度、エンジン回転数、車速、変速比、ブレーキについては、運転手の操作を制御装置にフィードバックすることにより入力情報としての精度を向上することができる。   FIG. 11 is a flowchart for explaining a control example in another example. In this embodiment, accelerator opening, engine speed, vehicle speed, gear ratio, driving conditions such as brakes, traffic information, traffic information, infrastructure information such as weather information, road gradient, railroad crossing, curve three-dimensional navigation information, etc. Information such as the driving conditions from the driving environment, the driving environment information of the driving environment information of the outside air temperature, etc. is read into the controller 17 (step S111). Here, the information of the three-dimensional navigation includes the location of the destination, the distance from the current position, the height difference, and the like. Further, with respect to the accelerator opening, the engine speed, the vehicle speed, the gear ratio, and the brake, the accuracy as input information can be improved by feeding back the driver's operation to the control device.

三次元ナビゲーションの情報により読み込まれた目的地と現在位置との走行距離、高低差等から、エンジンやモータ・ジェネレータ等の動力源の負荷を予測(推測)し、コンプレッサ11により、将来、発生される成熱量(δ1)が予測される(ステップS112)。また、三次元ナビゲーションの情報により読み込まれた目的地と現在位置との走行距離、高低差等から、蓄熱材1に蓄熱された将来の消費熱量(δ2)が予測される(ステップS113)。そして、上記の将来、発生される成熱量(δ1)と将来の消費熱量(δ2)とから将来の蓄熱量(δ3)を推定することができる(ステップS114)。   The load of the power source such as the engine or motor / generator is predicted (estimated) from the travel distance and height difference between the destination read by the information of the three-dimensional navigation and the current position, and is generated by the compressor 11 in the future. The amount of heat generated (δ1) is predicted (step S112). Moreover, the future heat consumption (δ2) stored in the heat storage material 1 is predicted from the travel distance between the destination read by the three-dimensional navigation information and the current position, the height difference, and the like (step S113). Then, the future heat storage amount (δ3) can be estimated from the heat generation amount (δ1) generated in the future and the future heat consumption amount (δ2) (step S114).

ステップS115において蓄熱材1の外側及び内側の温度を温度センサによりコントローラ17に読み込み、ステップS116において温度分布の推定が行われ、これらは前述したステップS21,S22と同一であるため説明を省略する。   In step S115, the temperatures outside and inside the heat storage material 1 are read into the controller 17 by the temperature sensor, and the temperature distribution is estimated in step S116. Since these are the same as steps S21 and S22 described above, the description thereof is omitted.

ステップS116において推定された内部の温度分布とステップS114において推定される将来の蓄熱量(δ3)とに基づいて発核制御の可否が判断される。具体的には、推定された内部の温度分布から蓄熱材1の過冷却部があるか否かが判断され、将来の蓄熱量(δ3)が過冷却状態の蓄熱材1の蓄熱量を超えないと判断した場合には、発核制御をすることなく本ルーチンを抜ける。一方、将来の蓄熱量(δ3)が過冷却状態の蓄熱材1の蓄熱量を超えると判断した場合には、発核させるべき位置すなわち発核させるべく動作させる熱電素子4A,4B,…4Pが選択される(ステップS118)。この熱電素子4A,4B,…4Pに電圧を掛けてそのペルティエ効果によって蓄熱材1を局部的に冷却する。   Whether or not nucleation control is possible is determined based on the internal temperature distribution estimated in step S116 and the future heat storage amount (δ3) estimated in step S114. Specifically, it is determined whether or not there is a supercooling portion of the heat storage material 1 from the estimated internal temperature distribution, and the future heat storage amount (δ3) does not exceed the heat storage amount of the supercooled heat storage material 1. If it is determined, the routine is exited without performing nucleation control. On the other hand, when it is determined that the future heat storage amount (δ3) exceeds the heat storage amount of the supercooled heat storage material 1, the positions to be nucleated, that is, the thermoelectric elements 4A, 4B,. Selected (step S118). A voltage is applied to the thermoelectric elements 4A, 4B,... 4P, and the heat storage material 1 is locally cooled by the Peltier effect.

本ルーチンにおける高低差(標高)に対する生成熱量累積(δ1)、消費熱量累積(δ2)、蓄熱量(δ3)、発核制御の有無を表すタイミングチャートを図12に記す。ここで、蓄熱量(δ3)は前記生成熱量累積(δ1)と前記消費熱量累積(δ2)との差を示している。また、図12に示すタイミングチャートは、高低差(標高)を要因とする生成熱量累積(δ1)、消費熱量累積(δ2)、蓄熱量(δ3)、発核制御の有無について示しており、他の走行状態、走行条件、走行環境の要因は考慮しないとする。高低差(標高)の情報は、三次元ナビゲーションから将来走行する予定の高低差がコントローラ17に読み込まれる。   FIG. 12 shows a timing chart representing the generated heat amount accumulation (δ1), the consumed heat amount accumulation (δ2), the heat storage amount (δ3), and the presence or absence of nucleation control with respect to the height difference (elevation) in this routine. Here, the heat storage amount (δ3) indicates a difference between the generated heat amount accumulation (δ1) and the consumed heat amount accumulation (δ2). In addition, the timing chart shown in FIG. 12 shows the generation heat amount accumulation (δ1), the consumption heat amount accumulation (δ2), the heat storage amount (δ3), and the presence / absence of nucleation control due to the height difference (altitude). The driving conditions, driving conditions, and driving environment factors are not considered. As the height difference (elevation) information, the height difference scheduled to travel in the future is read into the controller 17 from the three-dimensional navigation.

車両の走行により冷凍サイクル10からエネルギーが出力されているため、生成熱量累積(δ1)は時間の経過と共に増加する。また、消費熱量累積(δ2)は、冷房によって蓄熱材1から消費される熱量の累積を示し、冷房の設定温度、送風量、使用時間等に伴い増加する。なお、図12に示すタイミングチャートは、高低差(標高)を要因とする消費熱量累積(δ2)について示されているため、冷房の設定温度、送風量、使用時間等の変動は考慮していない。   Since energy is output from the refrigeration cycle 10 as the vehicle travels, the amount of generated heat (δ1) increases with time. The cumulative heat consumption (δ2) indicates the cumulative amount of heat consumed from the heat storage material 1 by cooling, and increases with the set temperature of cooling, the amount of air blown, the usage time, and the like. In addition, since the timing chart shown in FIG. 12 shows the accumulated heat consumption (δ2) due to the height difference (elevation), fluctuations in the cooling set temperature, the air flow rate, the usage time, and the like are not taken into consideration. .

図12におけるタイミングチャートにおいて、高低差(標高)の変動のない場合は、いわゆる平坦部を走行している。具体的には、図12における時刻t1までの状態があげられる。生成熱量累積(δ1)、消費熱量累積(δ2)は共に一定の割合で増加するため、生成熱量累積(δ1)、消費熱量累積(δ2)の差である蓄熱量(δ3)も一定の割合で増加する。   In the timing chart of FIG. 12, when there is no change in elevation (elevation), the vehicle is traveling on a so-called flat part. Specifically, the state up to time t1 in FIG. Since the generated heat amount accumulation (δ1) and the consumed heat amount accumulation (δ2) both increase at a constant rate, the stored heat amount (δ3), which is the difference between the generated heat amount accumulated (δ1) and the consumed heat amount accumulated (δ2), also increases at a constant rate. To increase.

また、高低差(標高)が時間の経過と共に低くなる場合は、いわゆる降坂路の走行に該当し、この場合は車両の位置エネルギーがコンプレッサ11により生成熱エネルギーに変換されているため、動力源から発生する熱エネルギーが増加し、走行に伴う生成熱量累積量が多くなり、発核制御をして蓄熱量(δ3)を増加させる。図12の例では、時刻t2から時刻t4の状態が該当する。この場合は、コンプレッサ11に使用できるエネルギーが増加し、生成熱量(δ1)の増加量が増大する。このとき、消費熱量(δ2)の増加量は高低差(標高)の変化にほとんど依存しないため、蓄熱量(δ3)の増加量は平坦部の走行時よりも増加する。   In addition, when the height difference (elevation) decreases with the passage of time, it corresponds to traveling on a so-called downhill road, and in this case, the potential energy of the vehicle is converted into generated heat energy by the compressor 11, so The generated heat energy increases, the amount of generated heat accumulating with traveling increases, and nucleation control is performed to increase the heat storage amount (δ3). In the example of FIG. 12, the state from time t2 to time t4 corresponds. In this case, the energy that can be used for the compressor 11 increases, and the amount of generated heat (δ1) increases. At this time, the amount of increase in the amount of heat consumed (δ2) hardly depends on the change in height difference (elevation), so the amount of increase in the amount of stored heat (δ3) increases compared to when the flat part is traveling.

また、高低差(標高)が時間の経過と共に高くなる場合は、いわゆる登坂路の走行に該当し、この場合は車両の運動エネルギーが位置エネルギーに変換されているため、走行に伴うエンジンやモータ・ジェネレータ等の動力源の消費エネルギーが増大するので、発核制御をしないで消費エネルギーを減少させる。図12の例では、時刻t5から時刻t6の状態があげられる。この場合は、コンプレッサ11に使用できるエネルギーが減少し、生成熱量(δ1)が減少する。ここで、消費熱量(δ2)の増加量は高低差(標高)の変化にほとんど依存しないため、蓄熱量(δ3)が減少する。   In addition, when the height difference (elevation) increases with time, it corresponds to traveling on a so-called uphill road. In this case, the kinetic energy of the vehicle is converted into potential energy. Since the energy consumption of a power source such as a generator increases, the energy consumption is reduced without nucleation control. In the example of FIG. 12, there are states from time t5 to time t6. In this case, the energy that can be used for the compressor 11 decreases, and the amount of generated heat (δ1) decreases. Here, since the amount of increase in the amount of heat consumed (δ2) hardly depends on the change in elevation difference (elevation), the amount of stored heat (δ3) decreases.

図12においては、時刻t1以降において降坂路が続くため、蓄熱量(δ3)の増加量は平坦部の走行時よりも増加する。蓄熱量(δ3)が増大し、今後も増大することが推定される場合には、蓄熱材1について発核制御を行い、発核させるべき位置すなわち発核させるべく動作させる熱電素子4A,4B,…4Pが選択される。このとき時刻t2から時刻t4まで発核制御を行っているが、蓄熱量(δ3)は時刻t5まで増加すると推定されているため、時刻t4から時刻t5の間では蓄熱量(δ3)が増加しているにも関わらず発核制御を行っていないことになる。しかし、時刻t5以降では高低差(標高)が時間の経過と共に高くなる、いわゆる登坂路における走行になると予測され、これに伴い蓄熱量(δ3)が減少すると推定されるため、時刻t5以降の蓄熱量(δ3)を考慮して時刻t4から時刻t7まで発核制御を行わない。また、時刻t7から時刻t8の間についても同様に発核制御が行われる。時刻t10以降においては、時刻t12まで降坂路を走行し、その後平坦部を走行するが、発核制御は降坂路を走行時の時刻t11と平坦部を走行時の時刻t12との間に行われている。これは、進行方向に渋滞などが予測されたり、もしくは、市街地となり蓄熱量を増加できる区間がない場合は、事前に積極的に発核制御を行い蓄熱量(δ3)を増やし、将来に備えるためである。   In FIG. 12, since the downhill road continues after time t1, the amount of increase in the heat storage amount (δ3) increases compared to when the flat portion travels. When the heat storage amount (δ3) increases and is estimated to increase in the future, the nucleation control is performed on the heat storage material 1, and the thermoelectric elements 4A, 4B, which are operated to nucleate, that is, the nucleation operation are performed. ... 4P is selected. At this time, nucleation control is performed from time t2 to time t4, but since the heat storage amount (δ3) is estimated to increase until time t5, the heat storage amount (δ3) increases from time t4 to time t5. In spite of this, nucleation control is not performed. However, after time t5, it is predicted that the altitude difference (elevation) will increase as time elapses, so that the vehicle travels on a so-called uphill road, and the heat storage amount (δ3) is estimated to decrease accordingly. The nucleation control is not performed from time t4 to time t7 in consideration of the amount (δ3). Similarly, nucleation control is performed between time t7 and time t8. After time t10, the vehicle travels on the downhill road until time t12, and then travels on the flat portion. However, the nucleation control is performed between time t11 when traveling on the downhill road and time t12 when traveling on the flat portion. ing. This is because if there is a traffic jam in the direction of travel, or if there is no section where the heat storage amount can be increased due to urban areas, active heat generation control is performed in advance to increase the heat storage amount (δ3) and prepare for the future. It is.

なお、発核作用を促すエネルギーを与えることについては、要は蓄熱材にエネルギーを伝えられれば良く、熱電素子による熱エネルギーに限らず、マイクロ波、物理的な衝撃を与えても良い。また、熱搬入媒体を通じて流入される熱量(エネルギー量)は冷凍サイクル10からの熱量(エネルギー量)に限らず、太陽電池、廃熱から得られる熱量(エネルギー量)であれば良い。   It should be noted that the energy for promoting the nucleating action is not limited as long as the energy can be transmitted to the heat storage material, and not only the heat energy by the thermoelectric element but also a microwave or physical impact may be applied. Further, the amount of heat (energy amount) flowing through the heat carrying medium is not limited to the amount of heat (energy amount) from the refrigeration cycle 10, but may be the amount of heat (energy amount) obtained from solar cells and waste heat.

なお、蓄熱材1に対して、熱搬入媒体としての冷媒2が正の熱である暖熱を搬入し、かつ蓄熱材1の有する暖熱を、熱搬出媒体としてのブライン3が搬出するように構成した場合においても、蓄熱材1が過冷却の状態である時に蓄熱材1の外部から刺激を与えると、蓄熱材1は凝固する。蓄熱材1にエネルギーを与える刺激手段としては、熱搬入媒体としての冷媒2が冷熱を搬入し、蓄熱材1の有する冷熱を、熱搬入媒体としてのブライン3が搬出するように構成した場合と同様である。蓄熱材1は凝固する際に潜熱を放出するため、過冷却の状態から相変化することにより放熱量が増大(増加)する。したがって、蓄熱材1は外部から刺激を与えることにより放熱量が増大(増加)する。   In addition, the refrigerant | coolant 2 as a heat carrying-in medium carries in the warm heat which is positive heat with respect to the heat storage material 1, and the brine 3 as a heat carrying-out medium carries out the warm heat which the heat storage material 1 has. Even in the case where the heat storage material 1 is in a supercooled state, the heat storage material 1 is solidified when a stimulus is applied from the outside of the heat storage material 1. The stimulating means for giving energy to the heat storage material 1 is the same as the case where the refrigerant 2 as the heat carrying-in medium carries in the cold and the cold heat of the heat storage material 1 is carried out by the brine 3 as the heat-loading medium. It is. Since the heat storage material 1 releases latent heat when it solidifies, the amount of heat release increases (increases) due to a phase change from the supercooled state. Therefore, the heat storage material 1 increases (increases) the amount of heat released by applying a stimulus from the outside.

また、蓄熱材1に対して、熱搬入媒体としての冷媒2が暖熱を搬入し、かつ蓄熱材1の有する暖熱を、熱搬出媒体としてのブライン3が搬出するように構成した場合は、蓄熱材1に入力される暖熱量が、蓄熱材1から放出される暖熱量より少ないことになり、このような状態を図2におけるステップS23で判断している。そして、その判断結果に基づく局部的な発核操作を行うので、発核に消費する熱量(エネルギー量)が、発核に伴って増大(増加)する放熱量より少なく、その結果、効率良く放熱を行うことができる。言い換えれば、放熱量が増大(増加)する過冷却状態もしくは温度分布の状態で熱電素子が選択されて動作し、発核が行われる。   In addition, when the refrigerant 2 as the heat carry-in medium carries warm heat into the heat storage material 1 and the brine 3 as the heat carry-out medium carries out the warm heat that the heat storage material 1 has, The amount of warm heat input to the heat storage material 1 is smaller than the amount of warm heat released from the heat storage material 1, and such a state is determined in step S23 in FIG. And since the local nucleation operation is performed based on the judgment result, the amount of heat (energy amount) consumed for nucleation is less than the amount of heat released (increased) with nucleation, and as a result, heat is radiated efficiently. It can be performed. In other words, the thermoelectric element is selected and operated in a supercooled state or a temperature distribution state in which the amount of heat release increases (increases), and nucleation is performed.

なお、蓄熱材1に対して、熱搬入媒体としての冷媒2が暖熱を搬入し、かつ蓄熱材1の有する暖熱を、熱搬出媒体としてのブライン3が搬出するように構成した場合において、過冷却部が存在することが検出もしくは判断されてステップS43で肯定的な判断が成立した場合には、発核作用により増大(増加)する放熱量(以下、増加放熱量と記す)は、推定された温度分布から算出される(ステップS44)。すなわち、増加放熱量は、蓄熱材1内の過冷却部の量や凝固する量ならびにその潜熱などから求められることができる。   In addition, in the case where the refrigerant 2 as a heat carrying medium carries warm heat into the heat storage material 1 and the brine 3 as a heat carrying medium carries out the warm heat that the heat storage material 1 has, If it is detected or determined that the supercooling portion exists and a positive determination is made in step S43, the amount of heat released (hereinafter referred to as the increased amount of heat released) that is increased (increased) by the nucleation action is estimated. The calculated temperature distribution is calculated (step S44). That is, the increased heat radiation amount can be obtained from the amount of the supercooling portion in the heat storage material 1, the amount to solidify, the latent heat thereof, and the like.

さらにまた、蓄熱材1に対して、熱搬入媒体としての冷媒2が暖熱を搬入し、かつ蓄熱材1の有する暖熱を、熱搬出媒体としてのブライン3が搬出するように構成した場合においては、図4におけるステップS44において算出された増加放熱量(β1)と図4におけるステップS46において算出された熱電素子作動電力量(β2)との関係から、エネルギー効率を表す図6の判定マップに基づいて発核作用の可否が判断される(ステップS47)。このステップS47の判断は、図6に記載してある判定マップに基づいて行うことができる。この判定マップは、熱搬入媒体としての冷媒2が冷熱を搬入し、かつ蓄熱材1の有する冷熱を、熱搬出媒体としてのブライン3が搬出するように構成した場合と同様に構成される。したがって、上記のステップS44で算出された増加放熱量と上記のステップS46で算出された熱電素子作動電力量(β2)との関係が図6に基づいて判断される。また、ステップS47では、その時点の動作状況がA領域か否かの判断が行われ、否定的に判断された場合には熱電素子4を動作させることなく本制御ルーチンを一旦終了する。また、肯定的に判断された場合は、発核させるべき位置すなわち発核させるべく動作させる熱電素子4が選択される(ステップS48)。   Furthermore, in the case where the refrigerant 2 as the heat carry-in medium carries warm heat into the heat storage material 1 and the brine 3 as the heat carry-out medium carries out the warm heat that the heat storage material 1 has. Is determined from the relationship between the increased heat dissipation amount (β1) calculated in step S44 in FIG. 4 and the thermoelectric element operating power amount (β2) calculated in step S46 in FIG. Based on this, it is determined whether or not nucleation is possible (step S47). The determination in step S47 can be made based on the determination map described in FIG. This determination map is configured in the same manner as when the refrigerant 2 as the heat carry-in medium carries in the cold and the cold heat of the heat storage material 1 is carried out by the brine 3 as the heat carry-out medium. Therefore, the relationship between the increased heat release amount calculated in step S44 and the thermoelectric element operating power amount (β2) calculated in step S46 is determined based on FIG. In step S47, it is determined whether or not the current operating state is the A region. If the determination is negative, the present control routine is temporarily terminated without operating the thermoelectric element 4. If the determination is positive, the position to be nucleated, that is, the thermoelectric element 4 to be operated to nucleate is selected (step S48).

この発明の蓄熱器の内部の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically an example of the inside of the heat storage device of this invention. 図1に示す蓄熱器において選択的に発核させる制御例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the example of control selectively nucleated in the thermal accumulator shown in FIG. この発明の他の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another example of this invention. 図3に示す発核作用による蓄熱量の増加と発核作用の際に生じる熱量の比較に基づいて発核を制御する制御例を説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining a control example for controlling nucleation based on a comparison between an increase in heat storage amount due to the nucleation effect and a heat amount generated during the nucleation effect shown in FIG. 3. 図4に示す制御例で使用する熱電素子作動電力量に関するマップを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the map regarding the thermoelectric element operating electric energy used by the example of control shown in FIG. 図4に示す制御例で使用する発核作用の可否を判定するマップを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the map which determines the propriety of the nucleation action used in the example of control shown in FIG. この発明の他の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another example of this invention. 図7に示すエンジン負荷量と外気温に伴う生成熱量に基づいて発核を制御する制御例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the example of control which controls nucleation based on the engine load amount shown in FIG. 7, and the produced | generated heat amount accompanying external temperature. 図8に示す制御例で使用する生成熱量に関するマップを概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly the map regarding the produced | generated heat amount used with the example of control shown in FIG. この発明の他の一例を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically another example of this invention. 図10に示す予測生成熱量と予測消費熱量に基づいて発核を制御する制御例を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the example of control which controls nucleation based on the prediction production | generation heat amount and prediction heat consumption which are shown in FIG. 図10に示す発核の制御タイミングを説明するためのタイミングチャートである。It is a timing chart for demonstrating the control timing of the nucleation shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1…蓄熱材、 2…冷媒、 3…ブライン、 4A,4B,〜4P…熱電素子、 5…入熱用配管、 6…出熱用配管、 7A,7B…入口部、 8A,8B…出口部、 9A,9B,…9E,18…温度センサ, 10…冷凍サイクル、 11…コンプレッサ、 12…コンデンサー、 13…レシーバータンク、 14…膨張弁、 15…熱交換器、 16…ポンプ、 17…コントローラ、 19…蓄熱器。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thermal storage material, 2 ... Refrigerant, 3 ... Brine, 4A, 4B,-4P ... Thermoelectric element, 5 ... Heat input piping, 6 ... Heat output piping, 7A, 7B ... Inlet part, 8A, 8B ... Outlet part 9A, 9B, ... 9E, 18 ... Temperature sensor, 10 ... Refrigeration cycle, 11 ... Compressor, 12 ... Condenser, 13 ... Receiver tank, 14 ... Expansion valve, 15 ... Heat exchanger, 16 ... Pump, 17 ... Controller, 19 ... Regenerator.

Claims (8)

相変化を伴う潜熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱装置において、
前記蓄熱材に固相の核を生じさせる発核手段と、
前記蓄熱材を発核させることにより増大する蓄熱量を算出する第一算出手段と、
発核のために前記発核手段により消費される熱量を算出する第二算出手段と、
前記第一算出手段で算出された蓄熱量と前記第二算出手段で算出された熱量との比較結果に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する判断手段と
を備えていることを特徴とする蓄熱装置。
In a heat storage device with a heat storage material that stores latent heat with phase change,
Nucleation means for generating solid phase nuclei in the heat storage material;
First calculation means for calculating a heat storage amount that increases by nucleating the heat storage material;
Second calculating means for calculating the amount of heat consumed by the nucleating means for nucleation;
Determination means for determining execution / non-execution of nucleation by the nucleation means based on a comparison result between the heat storage amount calculated by the first calculation means and the heat amount calculated by the second calculation means. A heat storage device characterized by having
相変化を伴う潜熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱装置において、
前記蓄熱材に固相の核を生じさせる発核手段と、
前記蓄熱材に入力される熱量を算出する第三算出手段と、
算出した前記第三算出手段の算出結果に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する判断手段と
を備えていることを特徴とする蓄熱装置。
In a heat storage device with a heat storage material that stores latent heat with phase change,
Nucleation means for generating solid phase nuclei in the heat storage material;
Third calculation means for calculating the amount of heat input to the heat storage material;
A heat storage apparatus comprising: a determination unit that determines execution / non-execution of nucleation by the nucleation unit based on the calculated calculation result of the third calculation unit.
相変化を伴う潜熱を蓄える蓄熱材を備えた蓄熱装置において、
前記蓄熱材に固相の核を生じさせる発核手段と、
前記蓄熱材に入力される熱量を予測する第一予測手段と、
前記蓄熱材から出力される熱量を予測する第二予測手段と、
前記第一予測手段で予測された熱量と前記第二予測手段で予測された熱量との差により前記蓄熱装置の蓄熱量を推定する推定手段と、
前記推定手段の推定結果に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する判断手段と
を備えていることを特徴とする蓄熱装置。
In a heat storage device with a heat storage material that stores latent heat with phase change,
Nucleation means for generating solid phase nuclei in the heat storage material;
First prediction means for predicting the amount of heat input to the heat storage material;
Second prediction means for predicting the amount of heat output from the heat storage material;
Estimating means for estimating a heat storage amount of the heat storage device based on a difference between the heat amount predicted by the first prediction means and the heat amount predicted by the second prediction means;
A heat storage apparatus comprising: a determination unit that determines execution / non-execution of nucleation by the nucleation unit based on an estimation result of the estimation unit.
前記第三算出手段は、走行状態を検出する走行状態検出手段または走行環境を検出する走行環境検出手段で得られた情報に基づいて入力される熱量を算出することを特徴とする請求項2に記載の蓄熱装置。   The third calculation unit calculates the amount of heat input based on information obtained by a traveling state detection unit that detects a traveling state or a traveling environment detection unit that detects a traveling environment. The heat storage device described. 前記判断手段は、前記第三算出手段による算出結果と蓄熱材の内部における推定された温度分布に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断する手段を含むことを特徴とする請求項2または4に記載の蓄熱装置。   The determination means includes means for determining execution / non-execution of nucleation by the nucleation means based on a calculation result by the third calculation means and an estimated temperature distribution inside the heat storage material. The heat storage device according to claim 2 or 4. 前記第一予測手段は、前記走行状態検出手段または前記走行条件検出手段あるいは前記走行環境検出手段で得られた情報に基づいて入力される熱量を予測し、
前記第二予測手段は、前記走行状態検出手段または前記走行条件検出手段あるいは前記走行環境検出手段で得られた情報に基づいて出力される熱量を予測することを特徴とする請求項3に記載の蓄熱装置。
The first predicting means predicts the amount of heat input based on the information obtained by the traveling state detecting means or the traveling condition detecting means or the traveling environment detecting means,
The said 2nd prediction means estimates the calorie | heat amount output based on the information obtained by the said driving | running | working state detection means, the said driving condition detection means, or the said driving environment detection means, The Claim 3 characterized by the above-mentioned. Thermal storage device.
前記判断手段は、前記推定手段による推定された蓄熱量と蓄熱材の内部における推定された温度分布に基づいて前記発核手段による発核の実行・不実行を判断することを特徴とする請求項3または6に記載の蓄熱装置。   The determination means determines execution / non-execution of nucleation by the nucleation means based on a heat storage amount estimated by the estimation means and a temperature distribution estimated inside the heat storage material. The heat storage device according to 3 or 6. 前記発核手段は、熱電素子を用いる手段であることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の蓄熱装置。   The heat storage device according to any one of claims 1 to 7, wherein the nucleation unit is a unit using a thermoelectric element.
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