JP2008126730A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、空調ケース内に上流の送風機側から下流の吹き出し口側に向かって順に、冷房用熱交換器、エアミックスドア、暖房用熱交換器、を配置した車両用空気調和装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner in which a cooling heat exchanger, an air mix door, and a heating heat exchanger are arranged in order from an upstream blower side to a downstream outlet side in an air conditioning case.
従来、空調ケース内に上流の送風機側から下流の吹き出し口側に向かって順に、エバポレータ(冷房用熱交換器)、エアミックスドア、ヒータコア(暖房用熱交換器)、を配置し、前記エバポレータと前記ヒータコアを通過する温風通路と、前記エバポレータを通過し前記ヒータコアをバイパスする冷風バイパス通路と、温風と冷風とが合流するエアミックスチャンバーと、が形成された車両用空気調和装置が知られている(例えば、特許文献1,2参照)。 Conventionally, an evaporator (cooling heat exchanger), an air mix door, and a heater core (heating heat exchanger) are arranged in order from the upstream blower side to the downstream outlet side in the air conditioning case, and the evaporator There is known a vehicle air conditioner in which a hot air passage that passes through the heater core, a cold air bypass passage that passes through the evaporator and bypasses the heater core, and an air mix chamber in which the hot air and the cold air merge are formed. (For example, see Patent Documents 1 and 2).
従来、エンジン冷却水が暖房及び蓄熱をするのに十分な熱量を持ってから蓄熱することを目的とし、空調ケースの内部に配置されるヒータコアと水冷エンジンの冷却水路を結ぶエンジン冷却水回路の途中位置に蓄熱材を設定した蓄熱装置を設け、かつ、蓄熱装置をバイパスするバイパス冷却水路を設けた車両用空気調和装置が知られている(例えば、特許文献3参照)。
しかしながら、上記特許文献1,2に記載されている従来の車両用空気調和装置にあっては、エバポレータを経過した冷風をヒータコアで暖めて温風とし、温風通路を経過して吹き出し口から吹き出す構成であるため、例えば、フルホット時、アイドルストップ等でエンジンが停止することによりヒータコアへのエンジン冷却水の供給が止まると、エバポレータを経過した冷風によりヒータコアが冷やされ、短時間にて吹き出し温度が低下してしまう、という問題があった。
However, in the conventional vehicle air conditioners described in
また、上記特許文献3に記載されている従来の車両用空気調和装置にあっては、エンジン冷却水回路(温水回路)とは別に、蓄熱回路と蓄熱装置を設け、エンジン停止時にポンプ及び電磁弁を使って蓄熱装置の温水をヒータコアに送り放熱させるものであるため、構造が複雑で、占有スペースも大きく必要であり、コスト高になると共に、配管経路により蓄えた潜熱の一部を損失してしまう、という問題があった。
Further, in the conventional vehicle air conditioner described in
本発明は、上記問題に着目してなされたもので、スペース占有を最小限に抑え、簡単な構造により低コスト化を達成しながら、空調作動時に送風抵抗を与えることなく、熱交換器へ熱交換媒体の供給が停止された後、潜熱を有効に利用して所定時間だけ車室内の暖房や冷房の補完を行うことができる車両用空気調和装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to the above-mentioned problems, and minimizes space occupation and achieves cost reduction with a simple structure, while providing heat resistance to the heat exchanger without giving air blowing resistance during air conditioning operation. An object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner that can supplement heating or cooling of a vehicle interior for a predetermined time by effectively using latent heat after the supply of an exchange medium is stopped.
上記目的を達成するため、本発明では、空調ケース内に上流の送風機側から下流の吹き出し口側に向かって順に、冷房用熱交換器、エアミックスドア、暖房用熱交換器、を配置し、前記冷房用熱交換器と前記暖房用熱交換器を通過する温風通路と、前記冷房用熱交換器を通過し前記暖房用熱交換器をバイパスする冷風バイパス通路と、温風と冷風とが合流するエアミックスチャンバーと、が形成された車両用空気調和装置において、
前記冷房用熱交換器と前記暖房用熱交換器のうち、少なくとも一方の熱交換器の後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により蓄熱シートを設定し、
前記蓄熱シートは、固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により蓄熱を行う潜熱蓄熱材を含有することを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, a cooling heat exchanger, an air mix door, and a heating heat exchanger are arranged in order from the upstream blower side to the downstream outlet side in the air conditioning case, A hot air passage that passes through the cooling heat exchanger and the heating heat exchanger, a cold air bypass passage that passes through the cooling heat exchanger and bypasses the heating heat exchanger, and hot air and cold air In an air conditioning apparatus for a vehicle in which an air mix chamber that merges is formed,
Among the cooling heat exchanger and the heating heat exchanger, on the case wall surface forming the downstream side passage of at least one heat exchanger, a heat storage sheet is set by arrangement along the flow of the wind,
The heat storage sheet includes a latent heat storage material that stores heat by latent heat released or absorbed with a phase change between a solid phase and a liquid phase.
よって、本発明の車両用空気調和装置にあっては、冷房用熱交換器と暖房用熱交換器のうち、少なくとも一方の熱交換器の後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により蓄熱(「温熱の蓄熱」と「冷熱の蓄熱」)を行う潜熱蓄熱材を含有する蓄熱シートが設定される。
すなわち、蓄熱シートは、従来技術のように、蓄熱回路と蓄熱装置を設けるものではないため、例えば、既存の空調ケース内壁に既存の熱交換器を用いたままで、蓄熱シートを設定できるというように、スペース占有が最小限に抑えられるし、簡単な構造により低コスト化も達成される。
また、蓄熱シートは、ケース壁面に風の流れに沿った配置により設定されることで、空調ケース内に蓄熱シートを追加設定しても、空調作動時における送風抵抗の増大が低く抑えられる。
例えば、暖房用熱交換器へ熱交換媒体が供給されているとき、蓄熱シートに含有する潜熱蓄熱材が、固相から液相への相変化を伴って吸収した熱エネルギー(潜熱)を、暖房用熱交換器へ熱交換媒体の供給が停止された後、液相から固相への相変化を伴って放出することで蓄熱シートの表面を通過する風に熱を与え、熱交換媒体の供給停止後、所定時間だけ車室内の暖房を補完する。
例えば、冷房用熱交換器へ熱交換媒体が供給されているとき、蓄熱シートに含有する潜熱蓄熱材が、液相から固相への相変化を伴って放出した熱エネルギー(潜熱)を、冷房用熱交換器へ熱交換媒体の供給が停止された後、固相から液相への相変化を伴って吸収することで蓄熱シートの表面を通過する風から熱を奪い、熱交換媒体の供給停止後、所定時間だけ車室内の冷房を補完する。
この結果、スペース占有を最小限に抑え、簡単な構造により低コスト化を達成しながら、空調作動時に送風抵抗を与えることなく、熱交換器へ熱交換媒体の供給が停止された後、潜熱を有効に利用して所定時間だけ車室内の暖房や冷房の補完を行うことができる。
Therefore, in the vehicle air conditioner of the present invention, the wind flows on the case wall surface that forms the downstream side passage of at least one of the cooling heat exchanger and the heating heat exchanger. A heat storage sheet containing a latent heat storage material that stores heat (“thermal heat storage” and “cold heat storage”) by latent heat released or absorbed with a phase change between the solid and liquid phases is set. The
That is, since the heat storage sheet is not provided with a heat storage circuit and a heat storage device as in the prior art, for example, the heat storage sheet can be set while using the existing heat exchanger on the inner wall of the existing air conditioning case. In addition, space occupancy can be minimized, and a simple structure can reduce costs.
Moreover, even if the heat storage sheet is additionally set in the air conditioning case by setting the heat storage sheet along the wind flow on the case wall surface, an increase in the air blowing resistance during the air conditioning operation is suppressed to a low level.
For example, when a heat exchange medium is supplied to a heating heat exchanger, the latent heat storage material contained in the heat storage sheet absorbs the thermal energy (latent heat) absorbed with the phase change from the solid phase to the liquid phase. After the supply of the heat exchange medium to the heat exchanger is stopped, heat is supplied to the wind passing through the surface of the heat storage sheet by releasing it with a phase change from the liquid phase to the solid phase, and the supply of the heat exchange medium After stopping, heating in the passenger compartment is supplemented for a predetermined time.
For example, when a heat exchange medium is supplied to a cooling heat exchanger, the latent heat storage material contained in the heat storage sheet releases the thermal energy (latent heat) released with a phase change from the liquid phase to the solid phase. After the supply of heat exchange medium to the heat exchanger is stopped, heat is taken from the wind passing through the surface of the heat storage sheet by absorbing the phase change from the solid phase to the liquid phase, and the heat exchange medium is supplied. After stopping, the cooling of the passenger compartment is supplemented for a predetermined time.
As a result, space occupation is minimized and the cost is reduced by a simple structure, and after the supply of heat exchange media to the heat exchanger is stopped without giving air blowing resistance during air conditioning operation, latent heat is reduced. It can be effectively used to supplement heating and cooling in the passenger compartment for a predetermined time.
以下、本発明の車両用空気調和装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例1及び実施例2に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a vehicle air conditioner of the present invention will be described based on Example 1 and Example 2 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。 First, the configuration will be described.
図1は実施例1の前後席の温度調整を行う空調ユニット1A(車両用空気調和装置の一例)を示す縦断面図、図2は実施例1の空調ユニット1Aに設定された第1温熱用蓄熱シート18を示す図で、(a)は第1温熱用蓄熱シート18の斜視図を示し、(b)は第1温熱用蓄熱シート18の詳細斜視図を示す。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an
実施例1における空調ユニット1Aは、図1に示すように、空調ケース2と、送風機3と、クリーンフィルター4と、エバポレータ5(冷却用熱交換器)と、エアミックスドア6と、ヒータコア7(暖房用熱交換器)と、温風通路8と、冷風バイパス通路9と、エアミックスチャンバー10と、ベントドア11と、デフドア12と、フットドア13と、ベント吹き出し口14と、デフ吹き出し口15と、フット吹き出し口16と、リアフット吹き出し口17と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
実施例1における空調ユニット1Aは、空調ケース2内に上流の送風機3側から下流の吹き出し口14,15,16,17側に向かって順に、エバポレータ5、エアミックスドア6、ヒータコア7を配置している。
In the
前記エバポレータ5は、送風機3及びクリーンフィルター4を介して通過する内気または外気を冷却する熱交換器であり、冷媒入口5aと冷媒出口5bを有する。
The
前記エアミックスドア6は、前記エバポレータ5の後流位置に配置され、エバポレータ5を経過した冷風と、ヒータコア7を経過した温風と、の混合割合をドア開度により制御する。このエアミックスドア6としては、冷風バイパス通路9を閉止するフルホット位置(図1の実線に示す位置)からヒータコア7の上流側を閉止する位置(図1の仮想線に示すフルクール位置)までのストローク域でスライド移動可能なスライド式ドアを採用している。
The air mix door 6 is arranged at the downstream position of the
前記ヒータコア7は、前記エバポレータ5及び前記エアミックスドア6の下流位置に配置され、通過する風を暖める熱交換器であり、エンジン冷却水入口7aとエンジン冷却水出口7bを有する。
The
前記空調ケース2内には、図1に示すように、エバポレータ5とヒータコア7を通過する温風通路8と、エバポレータ5を通過しヒータコア7をバイパスする冷風バイパス通路9と、温風通路8からの温風と冷風バイパス通路9からの冷風が合流するエアミックスチャンバー10と、が形成される。
As shown in FIG. 1, the
前記エアミックスチャンバー10の下流側には、ベント吹き出し口14の位置に配置され、ベントモード等で開くベントドア11と、デフ吹き出し口15の位置に配置され、デフモード等で開くデフドア12と、車幅方向に延びるフット吹き出し口16,16の上流位置に配置され、フットモード等で開くフットドア13と、が配置される。
なお、フット吹き出し口16,16は、前席左右の運転者と助手席乗員の足元に向かって一対配置され、該フット吹き出し口16,16と並列中央位置には、後席への図外のリアフットダクトが連結されるリアフット吹き出し口17が配置される。
On the downstream side of the
The
前記ヒータコア7の後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により第1温熱用蓄熱シート18(蓄熱シート)を設定している。
実施例1では、図1に示すように、空調ケース2は、ヒータコア7の熱交換面と空間を介して対向する位置にケース内壁面2aを設定すると共に、このケース内壁面2aにヒータコア7からの温風が当たって上方に向きを変える温風通路8を形成している。そして、第1温熱用蓄熱シート18を、ヒータコア7の熱交換面と対向するケース内壁面のうち、熱交換面と対向する対向領域全面から下流側に延びる広い領域にわたって設定している。
A first heat storage sheet 18 (heat storage sheet) is set on the wall surface of the case forming the wake-side passage of the
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, the
前記第1温熱用蓄熱シート18は、固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により蓄熱を行う潜熱蓄熱材のうち、固相から液相への相変化を伴って吸収した熱エネルギー(潜熱)を、ヒータコア7へエンジン冷却水(熱交換媒体)の供給が停止された後、液相から固相への相変化を伴って放出する「温熱の蓄熱」を行う潜熱蓄熱材を含有させたものである。
The first
前記第1温熱用蓄熱シート18の構成を詳しく述べると、球状皮膜の内部にパラフィン系素材を封入してマイクロカプセル化したパラフィン封入カプセルを潜熱蓄熱材とし、図2(b)に示すように、シート基材として風の流れ方向に沿って凹面と凸面が連続する断面波形の不織布を用い、該シート基材にパラフィン封入カプセルを捕捉して構成している。つまり、パラフィン封入カプセルを捕捉した不織布をつづら折りにすることで三角波形断面による第1温熱用蓄熱シート18を構成している。
ここで、潜熱蓄熱材として、パラフィン系素材を用いた理由は、融解点(融解温度)や凝固点(凝固温度)による相変化温度を設定するに際し、炭素鎖数に対応し広範な温度域(−50℃〜80℃)をカバーすることができるし、蓄熱量(溶融潜熱)も130〜250kJ/kg程度であり、他の素材に比べて高いことによる。
The configuration of the first
Here, the reason for using a paraffinic material as the latent heat storage material is that when setting the phase change temperature depending on the melting point (melting temperature) or freezing point (freezing temperature), a wide temperature range (- 50 ° C. to 80 ° C.), and the amount of stored heat (melting latent heat) is about 130 to 250 kJ / kg, which is higher than other materials.
また、前記パラフィン封入カプセルの液相・固相の相変化温度は、50℃〜70℃に設定している。
例えば、実施例1のように、エンジン冷却水をヒータコア7に循環させる空調ユニット1Aの場合には、相変化温度は、50℃〜60℃程度、もしくは、これ以上が好ましい。その理由は、エンジン冷却水温は冬季等では80℃に満たないケースもあり、かつ、暖かいと感じられる吹き出し温度は30℃であるため、吹き出し温度30℃以上を得るのに必要な相変化温度は、上記のように、50℃〜60℃程度、もしくは、これ以上(50℃〜70℃)の温度になることによる。
Moreover, the phase change temperature of the liquid phase / solid phase of the paraffin-encapsulated capsule is set to 50 ° C. to 70 ° C.
For example, in the case of the
次に、作用を説明する。 Next, the operation will be described.
実施例1の空調ユニット1Aでは、図1に示すように、エバポレータ5とヒータコア7のうち、一方のヒータコア7の後流側通路を形成するケース壁面のうち、ヒータコア7の熱交換面と対向するケース壁面位置に、風の流れに沿った配置により固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により「温熱の蓄熱」を行う潜熱蓄熱材を含有する第1温熱用蓄熱シート18が設定される。以下、[低コスト化作用]と[車室内暖房の補完作用]について説明する。
In the air conditioning unit 1 </ b> A according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the heat exchange surface of the
[低コスト化作用]
例えば、特開平10−86645号公報に記載されている従来の車両用空気調和装置は、ヒータコアに流通させる熱交換媒体を潜熱により加熱させるという点に着目し、エンジン冷却水回路(温水回路)とは別に、蓄熱回路と蓄熱装置を設け、寒冷地での発進時やエンジン停止時、ポンプ及び電磁弁を使って蓄熱装置の温水をヒータコアに送り放熱させるものである。このため、エンジン冷却水回路に蓄熱回路と蓄熱装置を追加設定する必要があり、構造が複雑になると共に、占有スペースも大きく必要であり、コストが高くなる。また、配管経路により蓄熱装置にて蓄えた潜熱の一部を損失してしまう。
[Low cost action]
For example, a conventional vehicle air conditioner described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-86645 pays attention to the fact that a heat exchange medium circulated through a heater core is heated by latent heat, and an engine cooling water circuit (hot water circuit) and Separately, a heat storage circuit and a heat storage device are provided, and when starting in a cold region or when the engine is stopped, the hot water of the heat storage device is sent to the heater core to radiate heat using a pump and a solenoid valve. For this reason, it is necessary to additionally set a heat storage circuit and a heat storage device in the engine coolant circuit, the structure becomes complicated, and a large occupied space is required, resulting in an increase in cost. Moreover, a part of latent heat stored in the heat storage device is lost through the piping path.
これに対し、実施例1の空調ユニット1Aでは、ヒータコア7の直後位置から吹き出し口に至る空調ケース2内の送風を潜熱により加熱させるという点に着目し、ヒータコア7の後流側通路を形成するケース壁面に、潜熱蓄熱材を含有する第1温熱用蓄熱シート18を設定する構成を採用した。このように、潜熱による加熱対象を、熱交換媒体ではなく、ケース内を流れる送風そのものとしたため、従来技術のように、蓄熱回路と蓄熱装置を設ける必要がない。
On the other hand, in the
したがって、図1に示すように、既存の空調ケース2内に既存のエバポレータ5やヒータコア7を用いたままで、第1温熱用蓄熱シート18を設定できるというように、スペース占有が最小限に抑えられるし、簡単な構造により低コスト化も達成される。
Therefore, as shown in FIG. 1, the space occupation can be minimized so that the first
加えて、第1温熱用蓄熱シート18は、図2(a)に示すように、ケース壁面に風の流れに沿った配置により設定されることで、空調ケース2内に第1温熱用蓄熱シート18を追加設定しても、空調作動時における送風抵抗の増大が低く抑えられる。
In addition, as shown in FIG. 2 (a), the first
[車室内暖房の補完作用]
例えば、第1温熱用蓄熱シート18が設定されていない空調ユニットを想定した場合、エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ時、循環ポンプの停止により、エンジン冷却水のヒータコア内流通も停止する。したがって、ヒータコア内のエンジン冷却水に蓄えられているだけの熱エネルギー(顕熱)がエンジン停止時の残留熱エネルギーであるが、エバポレータを経過した冷風によりヒータコアの残留熱が奪われることで、エンジン停止時から短時間のうちに顕熱分の熱エネルギーは消費され、吹き出し温度がエンジン停止直後から急激に低下する。ちなみに、温熱用蓄熱シート無しの場合、図3の点線特性に示すように、エンジン停止直後から吹き出し温度が急激に低下し、約30秒程度で70℃あった吹き出し温度が30℃まで低下してしまう。
[Complementary heating of vehicle interior heating]
For example, assuming an air conditioning unit in which the first
これに対し、実施例1の空調ユニット1Aの場合、第1温熱用蓄熱シート18がヒータコア7の熱交換面と対向するケース内壁面の位置に設定されている。このため、エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ時、循環ポンプの停止により、ヒータコア7内のエンジン冷却水に蓄えられているだけの熱エネルギー(顕熱)については、エンジン停止直後から短時間にて消費する。しかし、ヒータコア7へエンジン冷却水が供給されているとき、第1温熱用蓄熱シート18に含有するパラフィン封入カプセル内のパラフィンが固相から液相への相変化を伴って熱エネルギー(潜熱)を吸収する。そして、ヒータコア7へエンジン冷却水の供給が停止された後、パラフィン封入カプセル内のパラフィンが液相から固相への相変化を伴って潜熱を放出することで、第1温熱用蓄熱シート18の表面を通過する風に熱を与える。このため、エンジン冷却水の供給停止後、所定時間だけ車室内の暖房を補完することができる。例えば、図1に示すように、フットドア13を開としている場合には、前席左右と後席の乗員の足元位置に温風を送り続けることができることになる。
On the other hand, in the case of the air conditioning unit 1 </ b> A of the first embodiment, the first
ここで、「顕熱」とは、通常の固体や液体が相変化なしに蓄えた熱エネルギーのことであり、一方、「潜熱」とは、水が氷になるような液体・固体間の相変化に伴い放出あるいは吸収される熱エネルギーのことをいう。そして、一般に、潜熱を用いることで、顕熱の場合よりも桁違いに大きい熱量を蓄えることができる。例えば、水の場合、1℃の変化の顕熱は、4.18J/gであるのに対し、0℃の水が凍って0℃の氷になるときの潜熱は、334J/gに達する。 Here, “sensible heat” is the thermal energy stored in a normal solid or liquid without phase change, while “latent heat” is the phase between the liquid and solid that causes water to become ice. It refers to the thermal energy released or absorbed with changes. In general, by using latent heat, it is possible to store an amount of heat that is orders of magnitude greater than in the case of sensible heat. For example, in the case of water, the sensible heat at 1 ° C. is 4.18 J / g, whereas the latent heat when 0 ° C. water freezes to 0 ° C. ice reaches 334 J / g.
したがって、第1温熱用蓄熱シート18を設定した実施例1の場合、図3の実線特性に示すように、エンジン停止直後から相変化温度までは吹き出し温度が低下するが、相変化温度(凝固点)に達した後は、パラフィン封入カプセルに蓄えられた潜熱により吹き出し温度の低下が抑えられる。ちなみに、第1温熱用蓄熱シート18を設定した場合、図3の実線特性と点線特性との間のハッチング領域が潜熱効果をあらわし、エンジン停止時に70℃あった吹き出し温度が30℃まで低下するのに2分程度要することになる。これを言い換えると、エンジン停止後、2分間だけは、車室内暖房の補完を行うことができる。
Therefore, in the case of Example 1 in which the first
次に、効果を説明する。
実施例1の空調ユニット1Aにあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the
(1) 空調ケース2内に上流の送風機3側から下流の吹き出し口14,15,16,17側に向かって順に、エバポレータ5、エアミックスドア6、ヒータコア7、を配置し、前記エバポレータ5と前記ヒータコア7を通過する温風通路8と、前記エバポレータ5を通過し前記ヒータコア7をバイパスする冷風バイパス通路9と、温風と冷風とが合流するエアミックスチャンバー10と、が形成された空調ユニット1Aにおいて、前記エバポレータ5と前記ヒータコア7のうち、少なくとも一方の熱交換器の後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により蓄熱シートを設定し、前記蓄熱シートは、固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により蓄熱を行う潜熱蓄熱材を含有するため、スペース占有を最小限に抑え、簡単な構造により低コスト化を達成しながら、空調作動時に送風抵抗を与えることなく、熱交換器へ熱交換媒体の供給が停止された後、潜熱を有効に利用して所定時間だけ車室内の暖房や冷房の補完を行うことができる。
(1) In the
(2) 前記蓄熱シートは、球状皮膜の内部にパラフィン系素材を封入してマイクロカプセル化したパラフィン封入カプセルを潜熱蓄熱材としたため、マイクロカプセル化によりパラフィンの持つ揮発性を抑えることができると共に、相変化温度を炭素数に対応する広範な温度域から高い自由度により設定することができる。 (2) The heat storage sheet is a paraffin-encapsulated capsule in which a paraffinic material is encapsulated in a spherical coating and is used as a latent heat storage material, so that the volatility of paraffin can be suppressed by microencapsulation. The phase change temperature can be set with a high degree of freedom from a wide temperature range corresponding to the number of carbon atoms.
(3) 前記蓄熱シートは、シート基材として風の流れ方向に沿って凹面と凸面が連続する断面波形の不織布を用い、該シート基材にパラフィン封入カプセルを捕捉して構成したため、断面波形としたことにより蓄熱シートでの集熱面積および放熱面積を広く確保することができると共に、不織布を採用したことにより、パラフィン封入カプセルの高い捕捉効果と、空調ケース2内で発生する騒音や振動を吸収する音振吸収効果を発揮することができる。
(3) The heat storage sheet is configured by using a nonwoven fabric having a corrugated cross-section in which a concave surface and a convex surface are continuous along a wind flow direction as a sheet base material, and capturing the paraffin-encapsulated capsule in the sheet base material. As a result, it is possible to secure a large heat collection area and heat radiation area in the heat storage sheet, and by adopting a non-woven fabric, it absorbs noise and vibration generated in the air-
(4) 前記蓄熱シートは、温熱の蓄熱を行う潜熱蓄熱材を含有させた第1温熱用蓄熱シート18であり、前記潜熱蓄熱材の液相・固相の相変化温度を、50℃〜70℃に設定したため、乗員が暖かいと感じられる吹き出し温度を確保しつつ、ヒータコア7へエンジン冷却水の供給が停止された後、潜熱を有効に利用して所定時間だけ車室内の暖房補完を行うことができる。
(4) The heat storage sheet is a first
(5) 前記空調ケース2は、ヒータコア7の熱交換面と空間を介して対向する位置にケース内壁面2aを設定すると共に、このケース内壁面2aにヒータコア7からの温風が当たって上方に向きを変える温風通路8を形成し、前記第1温熱用蓄熱シート18は、前記ヒータコア7の熱交換面と対向するケース内壁面のうち、少なくとも熱交換面と対向する対向領域全面にわたって設定したため、固相から液相への相変化を伴う熱エネルギーの吸収と、液相から固相への相変化を伴う熱エネルギーの放出を、応答性の高いヒータコア7の直後温度の変化に対応して効果的に行うことができる。
(5) The
実施例2は、第1温熱用蓄熱シート18に、エアミックスドア6に第2温熱用蓄熱シート19を追加設定した例である。
The second embodiment is an example in which a second
まず、構成を説明する。
図4は実施例2の前後席の温度調整を行う空調ユニット1B(車両用空気調和装置の一例)を示す縦断面図である。
First, the configuration will be described.
FIG. 4 is a longitudinal sectional view showing an
実施例2の空調ユニット1Bは、図4に示すように、空調ケース2と、送風機3と、クリーンフィルター4と、エバポレータ5と、エアミックスドア6と、ヒータコア7と、温風通路8と、冷風バイパス通路9と、エアミックスチャンバー10と、ベントドア11と、デフドア12と、フットドア13と、ベント吹き出し口14と、デフ吹き出し口15と、フット吹き出し口16と、リアフット吹き出し口17と、第1温熱用蓄熱シート18と、第2温熱用蓄熱シート19と、を備えている。
As shown in FIG. 4, the
前記エアミックスドア6は、図4に示すように、フルホット時に前記冷風バイパス通路9を閉止するドアであり、前記ヒータコア7の熱交換面と対向するケース内壁面2aに設定した温熱用蓄熱シートを第1温熱用蓄熱シート18というとき、前記エアミックスドア6の表裏面のうち、フルホット時に温風通路8に露出する面に第2温熱用蓄熱シート19を設定している。なお、第2温熱用蓄熱シート19は、第1温熱用蓄熱シート18と同様に、潜熱蓄熱材を含有するものとする。
As shown in FIG. 4, the air mix door 6 is a door that closes the cold
前記エアミックスドア6は、前記冷風バイパス通路9と前記ヒータコア7の上流側にわたってスライドするスライド式ドアであり、前記スライド式のエアミックスドア6のドア本体6aと前記第2温熱用蓄熱シート19との間に、空気断熱層6b(断熱層)を介在させている。なお、他の構成は、実施例1と同様であるので、対応する構成に同一符号を付し、説明を省略する。
The air mix door 6 is a sliding door that slides over the cold
次に、作用を説明する。
例えば、冷風バイパス通路9をエアミックスドア6により閉止するフルホット時には、エアミックスドア6のドア背面側(エアミックスチャンバー10側)を温風が送風される。一方、エアミックスドア6の板を一枚隔てたドア正面側(エバポレータ5側)は、エバポレータ5を通過した加熱前の冷風が流れているため、エアミックスドア6を介して熱交換が行われることになる。つまり、フルホット時、板一枚のエアミックスドア6を介する熱交換が、エアミックスチャンバー10側を流れる温風の温度低下を招く要因の一つとなっていることを、発明者は実験により知見した。
Next, the operation will be described.
For example, at the time of full hot when the cold
これに対し、実施例2の空調ユニット1Bの場合、第1温熱用蓄熱シート18がヒータコア7の熱交換面と対向する位置に設定すると共に、エアミックスドア6の表裏面のうち、フルホット時に温風通路8に露出する面に第2温熱用蓄熱シート19を設定した。このため、フルホットの選択時であって、エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ時、実施例1の場合と同様に、顕熱作用と潜熱作用の併合作用により、ヒータコア7の熱交換面を出て第1温熱用蓄熱シート18の表面を風が通過する際、通過する風に熱が与えられる。そして、温風がエアミックスドア6の背面を通過するとき、空気断熱層6bによりエアミックスドア6を介しての熱交換が抑えられると共に、第2温熱用蓄熱シート19の表面を風が通過する際、通過する風に熱が与えられる。
したがって、フルホットの選択時であって、エンジン冷却水の供給停止後、実施例1の継続時間に比べてより長い継続時間を経過するまで、温度降下を抑えた暖かい温風をフット吹き出し口16とリアフット吹き出し口17に導くという車室内暖房の補完作用が達成される。
この結果、例えば、図4に示すように、フットドア13を開いているフットモードの選択時であって、アイドルストップ等によりエンジンを一時的に停止させた場合、前席左右と後席の乗員の足元位置に温風を送り続けることができる。なお、他の作用は、実施例1と同様であるので説明を省略する。
On the other hand, in the case of the
Accordingly, when the hot water is selected, warm hot air with a temperature drop suppressed until the passage of a longer duration than the duration of the first embodiment after the supply of engine cooling water is stopped. And the supplementary action of the vehicle interior heating that leads to the
As a result, for example, as shown in FIG. 4, when the foot mode with the
次に、効果を説明する。
実施例2の空調ユニット1Bにあっては、実施例1の(1)〜(5)の効果に加え、下記の効果を得ることができる。
Next, the effect will be described.
In the
(6) 前記エアミックスドア6は、フルホット時に前記冷風バイパス通路9を閉止するドアであり、前記ヒータコア7の熱交換面と対向するケース内壁面2aに設定した温熱用蓄熱シートを第1温熱用蓄熱シート18というとき、前記エアミックスドア6の表裏面のうち、フルホット時に温風通路8に露出する面に第2温熱用蓄熱シート19を設定したため、フルホットの選択時であって、エンジン冷却水の供給停止後、エアミックスドア6を温風が通過する際の熱交換分を第2温熱用蓄熱シート19の潜熱により吸収し、温度降下を抑えた車室内暖房の補完作用を達成することができる。
(6) The air mix door 6 is a door that closes the cold
(7) 前記エアミックスドア6は、前記冷風バイパス通路9と前記ヒータコア7の上流側にわたってスライドするスライド式ドアであり、前記スライド式のエアミックスドア6のドア本体6aと前記第2温熱用蓄熱シート19との間に、空気断熱層6b(断熱層)を介在させたため、フルホットの選択時であって、エンジン冷却水の供給停止後、エアミックスドア6を温風が通過する際の熱交換を空気断熱層6bにより抑え、第1温熱用蓄熱シート18と第2温熱用蓄熱シート19の潜熱効果を共に生かし、第1温熱用蓄熱シート18のみを設定する場合に比べ、車室内暖房の補完作用をより長い時間にわたって継続させることができる。
(7) The air mix door 6 is a sliding door that slides over the cold
以上、本発明の車両用空気調和装置を実施例1及び実施例2に基づき説明してきたが、具体的な構成については、これらの実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。 As mentioned above, although the vehicle air conditioner of this invention has been demonstrated based on Example 1 and Example 2, it is not restricted to these Examples about a concrete structure, Each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the spirit of the invention according to the paragraph.
実施例1ではヒータコアと対向するケース内壁面の位置、実施例2ではヒータコアと対向するケース内壁面の位置及びフルホット時にケース内壁面を形成するエアミックスドアのドア面位置、にそれぞれ温熱用蓄熱シートを設定する例を示した。
しかしながら、温熱用蓄熱シートの設定に限らず、熱交換器であるエバポレータの後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により冷熱用蓄熱シートを設定する例としても良い。この冷熱用蓄熱シートは、液相・固相の相変化温度を、例えば、2℃〜7℃に設定した潜熱蓄熱材を含有するものとする。この場合、フルクールの選択時であって、エバポレータ5への冷媒(熱交換媒体)の供給が停止された後、所定時間だけ車室内の冷房を補完することができる。
要するに、冷房用熱交換器と暖房用熱交換器のうち、少なくとも一方の熱交換器の後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により蓄熱シートを設定するものであれば本発明に含まれる。
In the first embodiment, the position of the inner wall surface of the case facing the heater core, and in the second embodiment, the position of the inner wall surface of the case facing the heater core and the position of the door surface of the air mix door that forms the inner wall surface of the case when fully hot are stored. An example of setting a sheet was shown.
However, it is good also as an example which sets not only the setting of the heat storage sheet | seat for warmth but the heat storage sheet | seat for cold storage by arrangement | positioning along the flow of a wind on the case wall surface which forms the downstream flow path of the evaporator which is a heat exchanger. This heat storage sheet for cold heat shall contain the latent heat storage material which set the phase change temperature of the liquid phase and the solid phase to 2 to 7 degreeC, for example. In this case, when the full cool is selected, the cooling of the passenger compartment can be supplemented for a predetermined time after the supply of the refrigerant (heat exchange medium) to the
In short, a heat storage sheet is set by arranging along the flow of the wind on the case wall surface that forms the downstream side passage of at least one of the heat exchanger for cooling and the heat exchanger for heating. Are included in the present invention.
実施例1,2では、固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により蓄熱を行う潜熱蓄熱材として、球状皮膜の内部にパラフィン系素材を封入してマイクロカプセル化したパラフィン封入カプセルを用いる例を示したが、潜熱蓄熱材としては、パラフィン系素材に限られるものではなく、例えば、ポリエチレングリコール(温熱蓄熱向き)、無機塩・水和物/水溶液(温熱蓄熱、冷熱蓄熱)、水和物スラリー(冷熱蓄熱限定)等をカプセル化やパッケージ化したものであれば使用可能である。 In Examples 1 and 2, as a latent heat storage material that stores heat by latent heat released or absorbed with a phase change between a solid phase and a liquid phase, paraffin obtained by encapsulating a paraffinic material inside a spherical coating and microencapsulating Although an example using an encapsulated capsule has been shown, the latent heat storage material is not limited to paraffinic materials. For example, polyethylene glycol (for thermal storage), inorganic salt / hydrate / aqueous solution (thermal storage, cold storage) ), Hydrate slurry (cold heat storage limited) or the like encapsulated or packaged can be used.
実施例1,2では、前後席の温度調整を行う空調ユニットへの適用例を示したが、前席のみに温度調整を行う空調ユニットや前席側と後席側を独立に温度調整を行う空調ユニットへも適用することができる。 In the first and second embodiments, the application example to the air conditioning unit that adjusts the temperature of the front and rear seats is shown. However, the air conditioning unit that adjusts the temperature only to the front seat and the temperature adjustment of the front seat side and the rear seat side are performed independently. It can also be applied to an air conditioning unit.
1A、1B 空調ユニット
2 空調ケース
3 送風機
4 クリーンフィルター
5 エバポレータ(冷却用熱交換器)
6 エアミックスドア
6a ドア本体
6b 空気断熱層
7 ヒータコア(暖房用熱交換器)
8 温風通路
9 冷風バイパス通路
10 エアミックスチャンバー
11 ベントドア
12 デフドア
13 フットドア
14 ベント吹き出し口
15 デフ吹き出し口
16 フット吹き出し口
17 リアフット吹き出し口
18 第1温熱用蓄熱シート(蓄熱シート)
19 第2温熱用蓄熱シート(蓄熱シート)
1A, 1B
6 Air mix door 6a Door body 6b
8
19 Second thermal storage sheet (heat storage sheet)
Claims (7)
前記冷房用熱交換器と前記暖房用熱交換器のうち、少なくとも一方の熱交換器の後流側通路を形成するケース壁面に、風の流れに沿った配置により蓄熱シートを設定し、
前記蓄熱シートは、固相・液相の相変化を伴って放出あるいは吸収される潜熱により蓄熱を行う潜熱蓄熱材を含有することを特徴とする車両用空気調和装置。 In the air conditioning case, a cooling heat exchanger, an air mixing door, and a heating heat exchanger are arranged in order from the upstream blower side to the downstream outlet side, and the cooling heat exchanger and the heating heat are arranged. A hot air passage that passes through the exchanger, a cold air bypass passage that passes through the cooling heat exchanger and bypasses the heating heat exchanger, and an air mix chamber in which the hot air and the cold air merge are formed. In a vehicle air conditioner,
Among the cooling heat exchanger and the heating heat exchanger, on the case wall surface forming the downstream side passage of at least one heat exchanger, a heat storage sheet is set by arrangement along the flow of the wind,
The vehicle air conditioning apparatus, wherein the heat storage sheet includes a latent heat storage material that stores heat by latent heat released or absorbed with a phase change between a solid phase and a liquid phase.
前記蓄熱シートは、球状皮膜の内部にパラフィン系素材を封入してマイクロカプセル化したパラフィン封入カプセルを潜熱蓄熱材としたことを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to claim 1,
The heat storage sheet is a vehicle air conditioner characterized in that a paraffin-encapsulated capsule in which a paraffinic material is encapsulated in a spherical coating is used as a latent heat storage material.
前記蓄熱シートは、シート基材として風の流れ方向に沿って凹面と凸面が連続する断面波形の不織布を用い、該シート基材にパラフィン封入カプセルを捕捉して構成したことを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to claim 1 or 2,
The heat storage sheet is configured to use a non-woven fabric having a corrugated cross section in which a concave surface and a convex surface are continuous along a wind flow direction as a sheet base material, and capture a paraffin-encapsulated capsule in the sheet base material. Air conditioner.
前記蓄熱シートは、温熱の蓄熱を行う潜熱蓄熱材を含有させた温熱用蓄熱シートであり、前記潜熱蓄熱材の液相・固相の相変化温度を、50℃〜70℃に設定したことを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to any one of claims 1 to 3,
The heat storage sheet is a heat storage sheet for heat containing a latent heat storage material for storing heat, and the phase change temperature of the liquid phase / solid phase of the latent heat storage material is set to 50 ° C to 70 ° C. A vehicle air conditioner.
前記空調ケースは、前記暖房用熱交換器の熱交換面と空間を介して対向する位置にケース内壁面を設定すると共に、前記ケース内壁面に暖房用熱交換器からの温風が当たって上方に向きを変える温風通路を形成し、
前記温熱用蓄熱シートは、前記暖房用熱交換器の熱交換面と対向するケース内壁面のうち、少なくとも熱交換面と対向する対向領域全面にわたって設定したことを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to claim 4,
The air conditioning case has a case inner wall surface set at a position facing the heat exchange surface of the heating heat exchanger via a space, and the case inner wall surface is heated by hot air from the heating heat exchanger. Forming a warm air passage that changes direction,
The vehicle air conditioner is characterized in that the heat storage sheet for warm heat is set over at least the entire area of the facing region facing the heat exchange surface among the inner wall surface of the case facing the heat exchange surface of the heat exchanger for heating.
前記エアミックスドアは、フルホット時に前記冷風バイパス通路を閉止するドアであり、
前記暖房用熱交換器の熱交換面と対向するケース内壁面に設定した温熱用蓄熱シートを第1温熱用蓄熱シートというとき、前記エアミックスドアの表裏面のうち、フルホット時に温風通路に露出する面に第2温熱用蓄熱シートを設定したことを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to claim 5,
The air mix door is a door that closes the cold air bypass passage when full hot,
When the heat storage sheet for heating set on the inner wall surface of the case opposite to the heat exchange surface of the heat exchanger for heating is referred to as the first heat storage sheet, the hot air passage in the front and rear surfaces of the air mix door during full hot A vehicle air conditioner characterized in that a second thermal storage sheet is set on the exposed surface.
前記エアミックスドアは、前記冷風バイパス通路と前記暖房用熱交換器の上流側にわたってスライドするスライド式ドアであり、
前記スライド式のエアミックスドアのドア本体と前記第2温熱用蓄熱シートとの間に、断熱層を介在させたことを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to claim 6,
The air mix door is a sliding door that slides over the cold air bypass passage and the upstream side of the heating heat exchanger,
An air conditioner for a vehicle, wherein a heat insulating layer is interposed between a door body of the slide type air mix door and the second heat storage sheet.
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