JP2008265700A - Vehicular air conditioner - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、暖房のための温風と冷房のための冷風のうち少なくとも一方の空調風を熱交換器により作り出し、空調風通路を経過して車室内に吹き出す車両用空気調和装置に関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioner that generates at least one conditioned air among a warm air for heating and a cold air for cooling by a heat exchanger and blows it out through a conditioned air passage into a vehicle interior.
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
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、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、熱交換器への熱交換媒体の供給停止後、潜熱を有効に利用して車室内の補助暖房や補助冷房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 paying attention to the above-mentioned problems, and minimizes the space occupation and achieves cost reduction with a simple structure, while the latent heat is reduced after the supply of the heat exchange medium to the heat exchanger is stopped. It is an object of the present invention to provide a vehicle air conditioner that can be effectively used to perform auxiliary heating and cooling in a vehicle cabin.
上記目的を達成するため、本発明では、暖房のための温風と冷房のための冷風のうち少なくとも一方の空調風を熱交換器により作り出し、空調風通路を経過して車室内に吹き出す車両用空気調和装置において、
前記空調風通路のうち空調風が当たって流れの方向を変える通路位置に、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塊状に集合させた蓄熱ブロックを設定したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, in the present invention, for the vehicle, at least one of the warm air for heating and the cool air for cooling is generated by the heat exchanger and blows out into the vehicle interior through the air conditioning air passage. In the air conditioner,
Latent heat storage materials that store heat by latent heat released or absorbed with a solid phase / liquid phase change are gathered in a lump at the position of the air conditioning wind passage that changes the flow direction when the air conditioning wind hits it. A heat storage block is set.
よって、本発明の車両用空気調和装置にあっては、例えば、蓄熱ブロックが温熱用蓄熱ブロックであるときには、蓄熱の際、蓄熱ブロックを構成する潜熱蓄熱材が、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、放熱の際、吸収した熱エネルギーを液相から固相への相変化を伴って放出することで蓄熱ブロックを経過する風に熱を与え、車室内を補助暖房する。
例えば、蓄熱ブロックが冷熱用蓄熱ブロックであるときには、蓄熱の際、蓄熱ブロックを構成する潜熱蓄熱材が、液相から固相への相変化を伴って熱エネルギー(潜熱)を放出する。そして、放熱の際、放出した熱エネルギーを固相から液相への相変化を伴って吸収することで蓄熱ブロックを経過する風から熱を奪い、車室内を補助冷房する。
この蓄熱ブロックは、空調ケース内面やダクト内面により形成される空調風通路に設定したものであり、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、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。
そして、蓄熱ブロックは、潜熱により蓄熱を行う潜熱蓄熱材を塊状に集合させたものであるため、例えば、潜熱蓄熱材を含有させた蓄熱シートや蓄熱フィルタ等を用いる場合に比べ、熱エネルギー吸収量や熱エネルギー放出量が増大し、この熱エネルギー量の増大により、補助暖房や補助冷房の継続時間を延長できる。
さらに、蓄熱ブロックは、空調風通路のうち空調風が当たって流れの方向を変える通路位置に設定されているため、蓄熱や放熱の際に、蓄熱ブロックの内部まで入り込む風の流れが作り出され、蓄熱ブロックを経過する風からの熱エネルギーの吸収や放出を効率的に行うことができる。
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、熱交換器への熱交換媒体の供給停止後、潜熱を有効に利用して車室内の補助暖房や補助冷房を行うことができる。
Therefore, in the vehicle air conditioner of the present invention, for example, when the heat storage block is a heat storage block, the latent heat storage material constituting the heat storage block is in the phase from the solid phase to the liquid phase when storing heat. Absorbs heat energy (latent heat) with changes. And in the case of heat radiation, the absorbed heat energy is released with a phase change from the liquid phase to the solid phase, thereby giving heat to the wind passing through the heat storage block, and auxiliary heating of the vehicle interior.
For example, when the heat storage block is a cold heat storage block, during the heat storage, the latent heat storage material constituting the heat storage block releases thermal energy (latent heat) with a phase change from the liquid phase to the solid phase. Then, when heat is released, the released heat energy is absorbed with a phase change from the solid phase to the liquid phase, so that heat is taken away from the wind passing through the heat storage block, and the vehicle interior is auxiliary cooled.
This heat storage block is set in the air conditioning air passage formed by the air conditioning case inner surface and the duct inner surface, and unlike the conventional technology, it does not have a heat storage circuit and a heat storage device, so the space occupation is minimized. In addition, the cost can be reduced by a simple structure.
The heat storage block is a collection of latent heat storage materials that store heat by latent heat in a lump shape.For example, compared to the case where a heat storage sheet or a heat storage filter containing a latent heat storage material is used, the amount of heat energy absorbed The amount of heat energy released increases, and the duration of auxiliary heating and cooling can be extended by increasing the amount of heat energy.
Furthermore, since the heat storage block is set at a passage position that changes the direction of the flow when the air-conditioning wind hits the air-conditioning wind passage, a flow of wind that enters the inside of the heat storage block is created during heat storage and heat dissipation, It is possible to efficiently absorb and release heat energy from the wind passing through the heat storage block.
As a result, space occupancy 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, the latent heat is effectively used to provide auxiliary heating and assistance in the passenger compartment. Cooling can be performed.
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に基づいて説明する。 Hereinafter, the best mode for realizing a vehicle air conditioner according to the present invention will be described based on Example 1 shown in the drawings.
まず、構成を説明する。
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A(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. 1 is a longitudinal sectional view showing an air conditioning unit A (an example of a vehicle air conditioner) that adjusts the temperature of front and rear seats according to the first embodiment.
実施例1における空調ユニットAは、図1に示すように、空調ケース1と、クリーンフィルター2と、エバポレータ3(冷却用熱交換器)と、ヒータコア4(暖房用熱交換器)と、エアミックスドア5と、フットドア6と、冷風バイパス通路7(空調風通路)と、温風通路8(空調風通路)と、フット吹き出し口9と、送風機10と、ベントドア11と、ベント吹き出し口12と、リアフット吹き出し口13と、デフドア14と、デフ吹き出し口15と、ベントダクト18(冷風ダクト)と、混合風通路21(空調風通路)と、ベントグリル22と、デフダクト23と、インストルメントパネル24と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the air conditioning unit A in the first embodiment includes an
実施例1における空調ユニットAは、空調ケース1内に上流の送風機10側から下流の各吹き出し口9,12,13,15側に向かって順に、エバポレータ3、エアミックスドア5、ヒータコア4を配置している。
In the air conditioning unit A in the first embodiment, the
前記エバポレータ3は、送風機10及びクリーンフィルター2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、冷媒入口と冷媒出口を有する。
The
前記エアミックスドア5は、前記エバポレータ3の後流位置に配置され、エバポレータ3を経過した冷風と、ヒータコア4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5としては、冷風バイパス通路7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4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 5 is arranged at the downstream position of the
前記ヒータコア4は、前記エバポレータ3及び前記エアミックスドア5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とエンジン冷却水出口を有する。
The
前記空調ケース1内には、空調風通路として、図1に示すように、エバポレータ3とヒータコア4を通過する温風通路8と、エバポレータ3を通過しヒータコア4をバイパスする冷風バイパス通路7と、温風通路8からの温風と冷風バイパス通路7からの冷風が合流する混合風通路21と、が形成される。
In the
前記混合風通路21の下流側には、ベント吹き出し口12の位置にベントモード等で開くベントドア11が配置される。そして、ベント吹き出し口12には、冷風等を車室内に導くベントダクト18及びベントグリル22が連結される。また、混合風通路21の下流側には、デフ吹き出し口15の位置にデフモード等で開くデフドア14が配置される。そして、デフ吹き出し口15には、温風等を図外のフロントウインドウの内面に導くデフダクト23が連結される。なお、ベントグリル22やデフダクト23からの車室内吹出し口は、インスツルメントパネル24の位置に開口される。
On the downstream side of the
前記温風通路8の下流側には、車幅方向に延びるフット吹き出し口9,9の上流位置にフットモード等で開くフットドア6が配置される。なお、フット吹き出し口9,9には、前席左右の運転者と助手席乗員の足元に向かう図外の一対のフットダクトが接続され、また、車両中央部に配置されたリアフット吹き出し口13には、後席へ向かう図外のリアフットダクトが接続される。
On the downstream side of the
図2は実施例1の空調ユニットAにおいて冷熱用蓄熱ブロックが設定されたベントグリルを示す断面図である。図3は実施例1の空調ユニットAにおいて温熱用蓄熱ブロックが設定された空調ケースのケース凹部を示す斜視図である。図4は実施例1の空調ユニットAに用いられ蓄熱ブロックであり、(a)は蓄熱ブロックの斜視図を示し、(b)は蓄熱ブロックを構成するペレット形潜熱蓄熱材を示す。 FIG. 2 is a cross-sectional view showing a vent grill in which a cold heat storage block is set in the air conditioning unit A of the first embodiment. FIG. 3 is a perspective view showing a case recess of an air conditioning case in which a thermal storage block is set in the air conditioning unit A of the first embodiment. FIG. 4 is a heat storage block used in the air conditioning unit A of Example 1, (a) shows a perspective view of the heat storage block, and (b) shows a pellet-type latent heat storage material constituting the heat storage block.
実施例1の空調ユニットAの補助暖冷房装置は、図1〜図4に示すように、温熱用蓄熱ブロック16(蓄熱ブロック)と、冷熱用蓄熱ブロック17(蓄熱ブロック)と、冷熱用切換ドア19(切換ドア、空調風路切換手段)と、温熱用切換ドア20(切換ドア、空調風路切換手段)と、冷熱用ドアアクチュエータ25(ドアアクチュエータ、空調風路切換手段)と、温熱用ドアアクチュエータ26(ドアアクチュエータ、空調風路切換手段)と、ペレット形潜熱蓄熱材27(潜熱蓄熱材)と、ベントダクト通路28(空調風通路、冷風通路)と、を備えている。 As shown in FIGS. 1 to 4, the auxiliary heating / cooling device for the air conditioning unit A according to the first embodiment includes a thermal storage block 16 (thermal storage block), a thermal storage block 17 (thermal storage block), and a cooling switching door. 19 (switching door, air conditioning air path switching means), thermal switching door 20 (switching door, air conditioning air path switching means), cooling door actuator 25 (door actuator, air conditioning air path switching means), and thermal door An actuator 26 (door actuator, air conditioning air path switching means), a pellet-type latent heat storage material 27 (latent heat storage material), and a vent duct passage 28 (air conditioning air passage, cold air passage) are provided.
実施例1の空調ユニットAでは、図1に示すように、空調風通路のうち空調風が当たって流れの方向を変える通路位置に、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塊状に集合させた蓄熱ブロック16,17を設定している。
In the air conditioning unit A according to the first embodiment, as shown in FIG. 1, the air conditioning air is discharged or absorbed with a phase change between the solid phase and the liquid phase at a passage position where the air conditioning wind strikes and changes the flow direction. The
前記蓄熱ブロック16,17は、図4(b)に示すように、円柱状のペレット形潜熱蓄熱材27を、重なり合った隙間を介して塊状に集合させてパッケージ化することで構成している。
このペレット形潜熱蓄熱材27としては、パラフィン系素材を用いている。その理由は、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。
As shown in FIG. 4 (b), the
As the pellet-type latent
前記温熱用蓄熱ブロック16を構成するペレット形潜熱蓄熱材27は、液相・固相の相変化温度を50℃〜70℃に設定している。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。
The pellet-type latent
前記冷熱用蓄熱ブロック17を構成するペレット形潜熱蓄熱材27は、液相・固相の相変化温度を2℃〜7℃に設定している。その理由は、夏季等で涼しいと感じられる吹き出し温度は10℃程度であるため、吹き出し温度10℃程度を得るのに必要な相変化温度は、4℃〜5℃に前後温度を含めた2℃〜7℃の温度になることによる。
The pellet-type latent
前記蓄熱ブロック16,17による蓄熱時には空調風通路を経過する空調風の流れを主流とし、前記蓄熱ブロック16,17からの放熱時には蓄熱ブロックを経過する空調風の流れを主流とするように空調風路の切り換えを行う空調風路切換手段としての切換ドア19,20を設けている。すなわち、補助暖房装置は、温風通路8と、温熱用蓄熱ブロック16と、温熱用切換ドア20を有して構成される。また、補助冷房装置は、ベントダクト通路28と、冷熱用蓄熱ブロック17と、冷熱用切換ドア19を有して構成される。
The conditioned air flows so that the flow of conditioned air passing through the conditioned air passage is mainstream when storing heat by the heat storage blocks 16 and 17, and the flow of conditioned air passing through the heat storage block is mainstream when radiating heat from the heat storage blocks 16 and 17.
補助暖房装置の温風通路8は、図1に示すように、空調ケース1内に配置したヒータコア4を通過し、ケース内壁面に当たった後、ケース内壁面に沿った方向に風向きを変える通路である。
As shown in FIG. 1, the
補助暖房装置の温熱用蓄熱ブロック16は、図1及び図3に示すように、ヒータコア4を通過した温風をそのまま受ける空調ケース1の熱交換面対向位置にケース凹部1aを形成し、該ケース凹部1aを埋めるように配置した蓄熱ブロックである。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
補助暖房装置の温熱用切換ドア20は、図1及び図3に示すように、温熱用蓄熱ブロック16の表面位置に回動軸を有し、温熱用蓄熱ブロック16の表面の一部(上半分)を塞ぐ位置をドア閉位置とし、ドアにより塞がれていない開放部分(下半分)から温熱用蓄熱ブロック16に入り、温熱用蓄熱ブロック16を経過して開かれたドアに沿って出る温風の流れを作る位置をドア開位置とする切換ドアである。
As shown in FIGS. 1 and 3, the
補助冷房装置のベントダクト通路28は、図1及び図2に示すように、空調ケース1内に配置したエバポレータ3を通過し、空調ケース1に連結したベントダクト18のダクト内壁面に当たった後、ダクト内壁面に沿った方向に風向きを変える冷風通路である。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
補助冷房装置の冷熱用蓄熱ブロック17は、図1及び図2に示すように、エバポレータ3を通過した冷風を受けるベントダクト18のダクト湾曲位置にダクト凹部18aを形成し、該ダクト凹部18aを埋めるように配置した蓄熱ブロックである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
補助冷房装置の冷熱用切換ドア19は、図1及び図2に示すように、冷熱用蓄熱ブロック17に対向するダクト内壁位置に回動軸を有し、ベントダクト18に沿った位置(図1,2の破線位置)をドア閉位置とし、冷熱用蓄熱ブロック17の下流側位置の流路を絞り、冷熱用蓄熱ブロック17を経過する冷風の流れを作る位置(図1,2の実線位置)をドア開位置とする切換ドアである。
As shown in FIGS. 1 and 2, the cooling
図5は実施例1の空調ユニットAにおける切換ドア開閉制御系を示す制御ブロック図である。
実施例1の補助暖房装置と補助冷房装置の切換ドア開閉制御系は、図5に示すように、空調コントローラ30(ドア切換制御手段)と、冷熱用ドアアクチュエータ25と、温熱用ドアアクチュエータ26と、を備えている。
FIG. 5 is a control block diagram illustrating a switching door opening / closing control system in the air conditioning unit A according to the first embodiment.
As shown in FIG. 5, the switching door opening / closing control system of the auxiliary heating device and the auxiliary cooling device of the first embodiment includes an air conditioning controller 30 (door switching control means), a cooling
前記空調コントローラ30は、図外のエンジンコントローラからCAN通信等により取得されるアイドルストップ信号を入力情報とし、冷熱用ドアアクチュエータ25と温熱用ドアアクチュエータ26を駆動制御する。
具体的に空調コントローラ30は、エンジンを一時的に停止するアイドルストップ信号が出力されていないときには、温風通路8やベントダクト通路28の内壁に沿うドア閉位置とし、エンジンを一時的に停止するアイドルストップ信号が出力されているときには、蓄熱ブロック16,17を経過する温風や冷風の流れを作るドア開位置とするドア開閉制御指令を両ドアアクチュエータ25,26に対し出力する。
The air-
Specifically, when the idle stop signal for temporarily stopping the engine is not output, the
図6は実施例1の空調コントローラ30にて実行される切換ドア開閉制御処理の流れを示すフローチャートで、以下、各ステップについて説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing the flow of the switching door opening / closing control process executed by the
ステップS1は、入力情報であるアイドルストップ信号がONかOFFかを判断するステップである。 Step S1 is a step of determining whether an idle stop signal that is input information is ON or OFF.
ステップS2は、ステップS1でのアイドルストップ信号ONとの判断に続き、切換ドア19,20は開位置であるか否かを判断するステップである。
この判断は、ドア閉位置からドア開位置までの要する時間を予め測定しておき、所要時間が経過したか否かのタイマー管理により判断しても良いし、また、ドア開位置にリミットスイッチ等を設け、スイッチ信号の変化により判断しても良い。
このステップS2にてNO(ドア閉位置もしくはドア閉〜ドア開の途中開度位置)と判断されたときはステップS3へ移行し、YES(最終目標のドア開度位置)と判断されたときはステップS4へ移行する。
Step S2 is a step of determining whether or not the switching
This determination may be made by measuring in advance the time required from the door closing position to the door opening position, and by determining whether or not the required time has elapsed, or by determining a limit switch or the like at the door opening position. And may be determined by a change in the switch signal.
When NO is determined in this step S2 (door closed position or door closed to halfway opening position), the process proceeds to step S3, and when YES (final target door opening position) is determined. The process proceeds to step S4.
ステップS3は、ステップS2でのドア閉位置もしくはドア閉〜ドア開の途中開度位置であるとの判断に続き、両ドアアクチュエータ25,26に対しドア開方向への駆動指令を出力するステップである。
Step S3 is a step of outputting a drive command in the door opening direction to both
ステップS4は、ステップS2での最終目標のドア開度位置であるとの判断に続き、両ドアアクチュエータ25,26に対し出力されていたドア開方向への駆動指令を解除するステップである。
Step S4 is a step of canceling the drive command in the door opening direction that has been output to the
ステップS5は、ステップS1でのアイドルストップ信号OFFとの判断に続き、切換ドア19,20は閉位置であるか否かを判断するステップである。
この判断は、ドア開位置からドア閉位置までの要する時間を予め測定しておき、所要時間が経過したか否かのタイマー管理により判断しても良いし、また、ドア閉位置にリミットスイッチ等を設け、スイッチ信号の変化により判断しても良い。
このステップS5にてNO(ドア開位置もしくはドア開〜ドア閉の途中開度位置)と判断されたときはステップS6へ移行し、YES(最終目標のドア閉位置)と判断されたときはステップS7へ移行する。
Step S5 is a step of determining whether or not the switching
This determination may be made by measuring in advance the time required from the door open position to the door close position, and by determining whether or not the required time has elapsed, or by determining a limit switch or the like at the door close position. And may be determined by a change in the switch signal.
If it is determined NO in this step S5 (the door open position or the door open to halfway opening position), the process proceeds to step S6, and if it is determined YES (the final target door close position), the process proceeds to step S6. The process proceeds to S7.
ステップS6は、ステップS5でのドア開位置もしくはドア開〜ドア閉の途中開度位置であるとの判断に続き、両ドアアクチュエータ25,26に対しドア閉方向への駆動指令を出力するステップである。
Step S6 is a step of outputting a drive command in the door closing direction to both
ステップS7は、ステップS5での最終目標のドア閉位置であるとの判断に続き、両ドアアクチュエータ25,26に対し出力されていたドア閉方向への駆動指令を解除するステップである。
Step S7 is a step of canceling the drive command in the door closing direction output to the
次に、本発明に至る経緯を説明する。
自動車に対して燃費性能や環境性能の要求が高まり、低燃費化やハイブリッド化等が進んでいる。つまり、エンジン車においては、アイドルストップ制御により一次停車時にエンジンを停止している。また、ハイブリッド車においては、制動時や減速時に回生エネルギーを回収し、エンジンを停止しての電気自動車モードによる走行頻度をできる限り増やすようにしている。
Next, the background to the present invention will be described.
The demand for fuel efficiency and environmental performance for automobiles is increasing, and fuel efficiency and hybridization are progressing. That is, in the engine vehicle, the engine is stopped during the primary stop by the idle stop control. Further, in a hybrid vehicle, regenerative energy is recovered during braking or deceleration, and the traveling frequency in the electric vehicle mode with the engine stopped is increased as much as possible.
一方、車載の空調ユニットは、エンジン冷却水を熱源として暖房を行っているし、エンジンにより駆動されるコンプレッサを用いて冷房を行っている。したがって、エンジンを停止する制御を積極的に推し進めている昨今、エンジン停止時に暖房不足や冷房不足となる。例えば、アイドルストップ車においては、冬季の暖房状態での走行時、エンジン停止後、短時間で車室内温度が低下するし、夏季の冷房状態での走行時、エンジン停止後、短時間で車室内温度が上昇することになる。すなわち、エンジンが停止しても、しばらくの間、車室内温度を暖房状態の温度や冷房状態の温度に維持する補助暖房機能や補助冷房機能が要求されている。 On the other hand, the on-vehicle air conditioning unit performs heating using engine cooling water as a heat source, and performs cooling using a compressor driven by the engine. Therefore, nowadays, the control for stopping the engine is actively promoted, and when the engine is stopped, the heating is insufficient or the cooling is insufficient. For example, in an idling stop vehicle, the temperature in the passenger compartment decreases in a short time after stopping the engine when traveling in the heating state in winter, and the vehicle interior in a short time after stopping in the cooling state in summer or after stopping the engine. The temperature will rise. That is, even when the engine is stopped, an auxiliary heating function and an auxiliary cooling function are required to maintain the vehicle interior temperature at a heating state temperature or a cooling state temperature for a while.
これに対し、潜熱を利用して補助暖房を行うものとして、特開平10−86645号公報に開示されたものが知られている。しかし、この従来装置は、外部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。このため、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。 On the other hand, what was disclosed by Unexamined-Japanese-Patent No. 10-86645 is known as what performs auxiliary heating using a latent heat. However, this conventional device is provided with a heat storage circuit and a heat storage device outside, and 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, the structure is complicated and a large occupation space is required, which increases the cost, and part of the latent heat stored by the piping path is lost.
そこで、本発明者は、空調ユニット内に潜熱蓄熱材を含有する蓄熱シートや蓄熱フィルタ等を設定するものを提案した。この場合、構造が簡単で、占有スペースも小さい点では有効な手段である。しかし、蓄熱シートや蓄熱フィルタに含有させる潜熱蓄熱材の量に限りがあり、エンジン停止後から短い時間だけ暖房や冷房を補完することはできるものの、補助暖房や補助冷房に必要とされる十分なレベルの熱エネルギーを蓄熱することができないという解決すべき課題を残していた。 Then, this inventor proposed what sets the heat storage sheet, the heat storage filter, etc. which contain a latent heat storage material in an air-conditioning unit. In this case, it is an effective means in that the structure is simple and the occupied space is small. However, the amount of latent heat storage material to be contained in the heat storage sheet and heat storage filter is limited, and although it can supplement heating and cooling for a short time after the engine stops, it is sufficient for auxiliary heating and auxiliary cooling. The problem to be solved was that the heat energy of the level could not be stored.
本発明者は、空調ケース等の内壁に設定する潜熱蓄熱材を塊とし、蓄熱可能量を単に増やしただけでは、塊による潜熱蓄熱材の表面部分でのみ、潜熱の吸収や放出が行われるだけで、十分な熱エネルギーを蓄熱することができない点に着目し、空調風が当たって流れを変える通路位置に、潜熱蓄熱材を塊状に集合させた蓄熱ブロックを設定する構成を採用した。この構成により、潜熱蓄熱材の空調ユニット内部設定構造を維持したままとしながら、十分な熱エネルギーを蓄熱したいという要求に応えることができる。 The present inventor makes the latent heat storage material set on the inner wall of an air conditioning case or the like as a lump, and merely increasing the amount of heat storage can only absorb and release latent heat at the surface portion of the latent heat storage material due to the lump. Therefore, paying attention to the point that sufficient heat energy cannot be stored, a configuration is adopted in which a heat storage block in which latent heat storage materials are gathered in a lump is set at the passage position where the flow is changed by the conditioned air. With this configuration, it is possible to meet the demand for storing sufficient thermal energy while maintaining the internal setting structure of the latent heat storage material in the air conditioning unit.
次に、作用を説明する。
実施例1の空調ユニットAの作用を、「低コスト化作用」と、「アイドルストップ時における車室内補助暖房作用」と、「アイドルストップ時における車室内補助冷房作用」に分けて説明する。
Next, the operation will be described.
The operation of the air conditioning unit A according to the first embodiment will be described by dividing it into “cost reduction operation”, “vehicle compartment auxiliary heating operation at idle stop”, and “vehicle compartment auxiliary cooling operation at idle stop”.
[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Aでは、空調風(温風や冷風)を潜熱により直接的に加熱・冷却するという点に着目し、空調ケース1やベントダクト18の内壁位置に、潜熱蓄熱材を塊状に集合させた蓄熱ブロック16,17を設定する構成を採用した。このように、潜熱による加熱・冷却対象を、熱交換媒体ではなく、空調ケース1から車室内に至る通路の空調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 air conditioning unit A of the first embodiment, paying attention to the point that the conditioned air (hot air or cold air) is directly heated / cooled by latent heat, the latent heat is placed on the inner wall position of the
したがって、図1に示すように、既存の空調ケース1内に既存のエバポレータ3やヒータコア4を用いた空調ケース1内の構成はそのままで、空調ケース1の内壁や空調ケース1に連結されるベントダクト18に蓄熱ブロック16,17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, a vent connected to the inner wall of the air-
[アイドルストップ時における車室内補助暖房作用]
温熱用蓄熱ブロック16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。例えば、温熱用蓄熱ブロック無しの場合、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。
[Auxiliary heating in the passenger compartment during idle stop]
Assuming an air conditioning unit in which the
これに対し、実施例1の空調ユニットAの場合、温熱用蓄熱ブロック16が空調ケース1のケース凹部1aの位置に設定されている。加えて、温熱用切換ドア20は、エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ時、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進む流れが繰り返され、ドア閉位置からドア開位置へと駆動される。そして、温熱用切換ドア20がドア開位置に到達すると、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4へと進む流れが繰り返され、温熱用切換ドア20はドア開位置に保持される。次いで、エンジンを始動させると、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS5→ステップS6へと進む流れが繰り返され、ドア開位置からドア閉位置へと駆動される。そして、温熱用切換ドア20がドア閉位置に到達すると、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS5→ステップS7へと進む流れが繰り返され、温熱用切換ドア20はドア閉位置に保持される。
On the other hand, in the case of the air conditioning unit A of the first embodiment, the
すなわち、ヒータコア4へエンジン冷却水が供給されているエンジン作動時、ヒータコア4からの温風が、図1の破線で示す閉位置の温熱用切換ドア20により、塞がれていない開放部分から温熱用蓄熱ブロック16を構成するペレット形潜熱蓄熱材27の内部まで入り込み、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4へエンジン冷却水の供給が停止されるアイドルストップ時、図1の実線で示す開位置の温熱用切換ドア20により、ペレット形潜熱蓄熱材27を経過して開かれた温熱用切換ドア20に沿って出る温風の流れが作り出され、ペレット形潜熱蓄熱材27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、温風通路8を通過する風に熱を与える。このため、エンジン冷却水が供給停止されるアイドルストップ後、所定時間だけ車室内の暖房を補助することができる。例えば、図1に示すように、フットドア6を開としているフットモードの選択時には、前席左右の乗員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。
That is, when the engine cooling water is supplied to the
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、温熱用蓄熱ブロック16を設定した実施例1の場合、エンジン停止直後から相変化温度までは僅かに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、ペレット形潜熱蓄熱材27に蓄えられた潜熱により吹き出し温度の低下を数分間にわたって抑えることができる。
Therefore, in the case of Example 1 in which the
ちなみに、温熱用蓄熱ブロック16は、潜熱により蓄熱を行うペレット形潜熱蓄熱材27を塊状に集合させたものであるため、例えば、潜熱蓄熱材を含有させる蓄熱シートや蓄熱フィルタ等を用いる場合に比べ、温熱用蓄熱ブロック16を経過する温風から吸収する熱エネルギー吸収量や温熱用蓄熱ブロック16を経過する風へ放出する熱エネルギー放出量が増大する。この熱エネルギー量の増大により、補助暖房の継続時間を延長できる。
Incidentally, since the
さらに、温熱用蓄熱ブロック16は、温風通路8のうち温風が当たって流れの方向を変える通路位置に設定されているため、蓄熱や放熱の際に、温熱用蓄熱ブロック16を経過する風からの熱エネルギーの吸収や放出を効率的に行うことができる。加えて、温熱用切換ドア20を設定しているため、特に、アイドルストップ時、ペレット形潜熱蓄熱材27を経過して開かれた温熱用切換ドア20に沿って出る温風の流れが作り出され、温風通路8を通過する風に有効に熱を与えることができる。
Furthermore, since the warm
[アイドルストップ時における車室内補助冷房作用]
冷熱用蓄熱ブロック17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、コンプレッサの停止により、冷媒のエバポレータ内流通も停止する。したがって、エバポレータ内の冷媒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、送風機からの風によりエバポレータの残留熱が短時間で奪われることにより、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上昇する。例えば、冷熱用蓄熱ブロック無しの場合、エンジン停止直後から吹き出し温度が急激に上昇し、約30秒程度で暑いと感じられる吹き出し温度まで上昇してしまう。
[Auxiliary cooling in the passenger compartment during idle stop]
Assuming an air conditioning unit in which the cold
これに対し、実施例1の空調ユニットAの場合、冷熱用蓄熱ブロック17がベントダクト18のケース凹部18aの位置に設定されている。加えて、冷熱用切換ドア19は、エンジンを一時的に停止させるアイドルストップ時、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS3へと進む流れが繰り返され、ドア閉位置からドア開位置へと駆動される。そして、冷熱用切換ドア19がドア開位置に到達すると、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS2→ステップS4へと進む流れが繰り返され、冷熱用切換ドア19はドア開位置に保持される。次いで、エンジンを始動させると、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS5→ステップS6へと進む流れが繰り返され、ドア開位置からドア閉位置へと駆動される。そして、冷熱用切換ドア19がドア閉位置に到達すると、図6のフローチャートにおいて、ステップS1→ステップS5→ステップS7へと進む流れが繰り返され、冷熱用切換ドア19はドア閉位置に保持される。
On the other hand, in the case of the air conditioning unit A of the first embodiment, the cold
すなわち、エバポレータ3へ冷媒が供給されているエンジン作動時、エバポレータ3からの冷風が、図1の破線で示す閉位置の冷熱用切換ドア19により、ベントダクト18に流路抵抗を与えることなく、冷熱用蓄熱ブロック17を構成するペレット形潜熱蓄熱材27の内部まで入り込み、液相から固相への相変化を伴って熱エネルギー(潜熱)を放出する。そして、エバポレータ3への冷媒供給が停止されるアイドルストップ時、図1の実線で示す開位置の冷熱用切換ドア19により、ペレット形潜熱蓄熱材27を経過し、開かれた冷熱用切換ドア19の端部から出る冷風の流れが作り出され、ペレット形潜熱蓄熱材27が固相から液相への相変化を伴って潜熱を吸収することで、ベントダクト通路28を通過する風から熱を奪う。このため、冷媒の供給が停止されるアイドルストップ後、所定時間だけ車室内の冷房を補助することができる。例えば、ベントドア11を開としているベントモードの選択時には、前席左右の乗員の上半身に向けて冷風を送り続けることができることになる。
That is, when the engine is supplied with the refrigerant to the
したがって、冷熱用蓄熱ブロック17を設定した実施例1の場合、エンジン停止直後から相変化温度までは僅かに吹き出し温度が上昇するが、相変化温度(凝固点)に達した後は、ペレット形潜熱蓄熱材27に蓄えられた潜熱により吹き出し温度の上昇を数分間にわたって抑えることができる。
Therefore, in the case of Example 1 in which the cold
ちなみに、冷熱用蓄熱ブロック17は、潜熱により蓄熱を行うペレット形潜熱蓄熱材27を塊状に集合させたものであるため、例えば、潜熱蓄熱材を含有させる蓄熱シートや蓄熱フィルタ等を用いる場合に比べ、冷熱用蓄熱ブロック17を経過する冷風へ放出する熱エネルギー放出量や冷熱用蓄熱ブロック17を経過する風から吸収する熱エネルギー吸収量が増大する。この熱エネルギー量の増大により、補助冷房の継続時間を延長できる。
Incidentally, since the cold
さらに、冷熱用蓄熱ブロック17は、ベントダクト通路28のうち冷風が当たって流れの方向を変える通路位置に設定されているため、冷熱の蓄熱や放熱の際に、冷熱用蓄熱ブロック17を経過する風からの熱エネルギーの吸収や放出を効率的に行うことができる。加えて、冷熱用切換ドア19を設定しているため、特に、アイドルストップ時、ペレット形潜熱蓄熱材27を大半の風が経過し、開かれた冷熱用切換ドア19の端部から出る冷風の流れが作り出され、ベントダクト通路28を通過する風から有効に熱を奪うことができる。
Furthermore, since the cold
次に、効果を説明する。
実施例1の空調ユニットA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 air conditioning unit A of the first embodiment, the effects listed below can be obtained.
(1) 暖房のための温風と冷房のための冷風のうち少なくとも一方の空調風を熱交換器3,4により作り出し、空調風通路7,8,21,28を経過して車室内に吹き出す空調ユニットAにおいて、前記空調風通路7,8,21,28のうち空調風が当たって流れの方向を変える通路位置に、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塊状に集合させた蓄熱ブロック16,17を設定したため、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、熱交換器への熱交換媒体の供給停止後、潜熱を有効に利用して車室内の補助暖房や補助冷房を行うことができる。
(1) At least one of the warm air for heating and the cool air for cooling is generated by the
(2) 前記蓄熱ブロックは、柱状のペレット形潜熱蓄熱材27を、重なり合った隙間を介して塊状に集合させてパッケージ化することで構成したため、重なり合った隙間を縫うように風が通過し、効率よくペレット形潜熱蓄熱材27による放熱や吸熱を行うことができる。
(2) Since the heat storage block is configured by collecting and packaging the columnar pellet-shaped latent
(3) 前記蓄熱ブロック16,17による蓄熱時には空調風通路を経過する空調風の流れを主流とし、前記蓄熱ブロック16,17からの放熱時には蓄熱ブロック16,17を経過する空調風の流れを主流とするように空調風路の切り換えを行う空調風路切換手段を設けたため、蓄熱時に空調風通路の通気抵抗を増大させることなく、放熱時に効率よく蓄熱ブロック16,17による温熱や冷熱の放熱を行うことができる。 (3) The mainstream is the flow of conditioned air passing through the conditioned air passage when storing heat by the heat storage blocks 16 and 17, and the mainstream is the flow of conditioned air passing through the heat storage blocks 16 and 17 when radiating heat from the heat storage blocks 16 and 17. The air conditioning air path switching means for switching the air conditioning air path is provided so that the heat storage blocks 16 and 17 can efficiently dissipate heat and cold heat during heat dissipation without increasing the airflow resistance of the air conditioning air path during heat storage. It can be carried out.
(4) 前記空調風路切換手段は、蓄熱ブロック16,17による蓄熱時には空調風通路の内壁に沿うドア閉位置とし、前記蓄熱ブロック16,17からの放熱時には空調風通路側に開いて蓄熱ブロック16,17を経過する空調風の流れを作るドア開位置とする切換ドア19,20を有するため、蓄熱ブロック16,17を固定位置に設定したままで、蓄熱と放熱に最適な空調風の流れを作ることができる。
(4) The air-conditioning air path switching means is in the door closed position along the inner wall of the air-conditioning air passage when heat is stored by the heat storage blocks 16, 17, and is opened to the air-conditioning air passage side when heat is released from the heat storage blocks 16, 17. Since it has the switching
(5) 前記空調風通路は、空調ケース1内に配置したヒータコア4を通過し、ケース内壁面に当たった後、ケース内壁面に沿った方向に風向きを変える温風通路8であり、前記蓄熱ブロックは、ヒータコア4を通過した温風をそのまま受ける空調ケース1の熱交換面対向位置にケース凹部1aを形成し、該ケース凹部1aを埋めるように配置した温熱用蓄熱ブロック16であるため、フットモード等の選択時、ヒータコア4への熱交換媒体の供給停止後、潜熱を有効に利用して車室内の補助暖房を行うことができる。
(5) The conditioned air passage is a
(6) 前記切換ドアは、前記温熱用蓄熱ブロック16の表面位置に回動軸を有し、温熱用蓄熱ブロック16の表面の一部を塞ぐ位置をドア閉位置とし、ドアにより塞がれていない開放部分から温熱用蓄熱ブロック16に入り、温熱用蓄熱ブロック16を経過して開かれたドアに沿って出る温風の流れを作る位置をドア開位置とする温熱用切換ドア20であるため、フットモード等の選択時、ヒータコア4への熱交換媒体の供給停止後、ヒータコア4からの風の流れ制御により、温熱用蓄熱ブロック16が蓄えた潜熱を有効に利用して車室内の補助暖房を行うことができる。
(6) The switching door has a rotating shaft at the surface position of the
(7) 前記空調風通路は、空調ケース1内に配置したエバポレータ3を通過し、空調ケース1に連結したベントダクト18のダクト内壁面に当たった後、ダクト内壁面に沿った方向に風向きを変えるベントダクト通路28であり、前記蓄熱ブロックは、エバポレータ3を通過した冷風を受けるベントダクト18のダクト湾曲位置にダクト凹部18aを形成し、該ダクト凹部18aを埋めるように配置した冷熱用蓄熱ブロック17であるため、ベントモード等の選択時、エバポレータ3への熱交換媒体の供給停止後、潜熱を有効に利用して車室内の補助冷房を行うことができる。
(7) The air-conditioning air passage passes through the
(8) 前記切換ドアは、前記冷熱用蓄熱ブロック17に対向するダクト内壁位置に回動軸を有し、ベントダクト18に沿った位置をドア閉位置とし、冷熱用蓄熱ブロック17の下流側位置の流路を絞り、冷熱用蓄熱ブロック17を経過する冷風の流れを作る位置をドア開位置とする冷熱用切換ドア19であるため、ベントモード等の選択時、エバポレータ3への熱交換媒体の供給停止後、エバポレータ3からの風の流れ制御により、潜熱を有効に利用して車室内の補助冷房を行うことができる。
(8) The switching door has a rotating shaft at a duct inner wall position facing the cold
(9) 前記切換ドア19,20は、エンジンを一時的に停止するアイドルストップ信号が出力されていないときには、空調風通路の内壁に沿うドア閉位置とし、エンジンを一時的に停止するアイドルストップ信号が出力されているときには、蓄熱ブロック16,17を経過する空調風の流れを作るドア開位置とするドア開閉制御指令をドアアクチュエータ25,26に対し出力する空調コントローラ30を有するため、アイドルストップ信号を用い、自動的に蓄熱ブロック16,17を構成するペレット形潜熱蓄熱材27による放熱制御や吸熱制御を行うことができる。
(9) When the idle stop signal for temporarily stopping the engine is not output, the switching
以上、本発明の車両用空気調和装置を実施例1に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例1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 air conditioning apparatus for vehicles of this invention has been demonstrated based on Example 1, it is not restricted to this Example 1 about a concrete structure, The invention which concerns on each claim of a claim Design changes and additions are permitted without departing from the gist of the present invention.
実施例1では、空調ケースの内壁面に温熱用蓄熱ブロックを設定する例を示し、ベントダクトの内壁面に冷熱用蓄熱ブロックを設定する例を示したが、蓄熱ブロックの設定位置としては、これらの位置に限られることない。また、実施例1では、蓄熱ブロックでの熱エネルギーの吸収や放出を効率よく行うために、空調風路切換手段(切換ドア)を設ける例を示した。しかし、蓄熱ブロックでの熱エネルギーの吸収や放出が効率的に行える場合、必ずしも、空調風路切換手段を設けない構成としても良い。要するに、空調風通路のうち空調風が当たって流れの方向を変える通路位置に、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塊状に集合させた蓄熱ブロックを設定したものであれば本発明に含まれる。 In Example 1, the example which sets the thermal storage block for heat in the inner wall surface of an air conditioning case was shown, and the example which sets the thermal storage block for cold in the inner wall surface of a vent duct was shown, but as a setting position of a thermal storage block, these It is not restricted to the position of. Moreover, in Example 1, in order to absorb and discharge | release heat energy in a thermal storage block efficiently, the example which provides an air-conditioning air path switching means (switching door) was shown. However, when the heat energy can be efficiently absorbed and released by the heat storage block, the air conditioning air path switching means may not necessarily be provided. In short, latent heat storage materials that store heat by latent heat released or absorbed with the change of the solid / liquid phase are collected in a lump at the position of the conditioned air passage that changes the flow direction when conditioned air hits it. Any heat storage block set is included in the present invention.
実施例1では、空調風路切換手段として、切換ドアを用いる例を示したが、切換ドアを用いることなく蓄熱ブロック自体の位置を可動とし、蓄熱時には空調風通路から蓄熱ブロックを退避させた位置とし、放熱時には空調風通路を蓄熱ブロック16,17により遮断する位置に突出させるような切換構造としても良い。 In Example 1, although the example which uses a switching door as an air-conditioning air path switching means was shown, the position of the heat storage block itself was made movable without using the switching door, and the heat storage block was retracted from the air-conditioning air passage during heat storage. It is also possible to adopt a switching structure in which the conditioned air passage is projected to a position where it is blocked by the heat storage blocks 16 and 17 during heat dissipation.
実施例1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、パラフィン系素材を用いる例を示した。しかし、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)等も使用可能である。 In Example 1, an example in which a paraffinic material is used as a latent heat storage material that stores heat by latent heat released or absorbed with a solid phase / liquid phase change is shown. However, 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 storage) (Heat storage limited) can also be used.
実施例1では、円柱状のペレット形潜熱蓄熱材を、重なり合った隙間を介して塊状に集合させてパッケージ化することで構成した蓄熱ブロックの例を示した。しかし、ペレット形潜熱蓄熱材の形状は、円柱形状に限られるものではなく、要するに、塊状に集合させたときに重なり合った部分に隙間が形成されるような形状であれば、実施例1で示した以外の様々な形状のものであっても良い。 In Example 1, the example of the heat storage block comprised by gathering a cylindrical pellet-shaped latent heat storage material in a lump through an overlapped gap and packaging it was shown. However, the shape of the pellet-type latent heat storage material is not limited to a cylindrical shape, and in short, any shape that can form a gap in an overlapping portion when assembled in a lump shape will be shown in Example 1. Various shapes other than those may be used.
実施例1では、前後席の温度調整(冷房・暖房)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。さらに、冷房のみ、あるいは、暖房のみを行う空調ユニットへも適用することができる。要するに、暖房のための温風と冷房のための冷風のうち少なくとも一方の空調風を熱交換器により作り出し、空調風通路を経過して車室内に吹き出す車両用空気調和装置に適用することができる。 In the first embodiment, an example of application to an air conditioning unit that adjusts the temperature of the front and rear seats (cooling / heating) has been shown. However, the air conditioning unit that adjusts the temperature only to the front seat or the front seat side and the rear seat side independently. The present invention can also be applied to an air conditioning unit that performs adjustment. Furthermore, the present invention can be applied to an air conditioning unit that performs only cooling or heating only. In short, at least one of the warm air for heating and the cool air for cooling can be produced by a heat exchanger and applied to a vehicle air conditioner that passes through the air conditioning air passage and blows into the vehicle interior. .
A 空調ユニット
1 空調ケース
2 クリーンフィルター
3 エバポレータ(冷却用熱交換器)
4 ヒータコア(暖房用熱交換器)
5 エアミックスドア
6 フットドア
7 冷風バイパス通路(空調風通路)
8 温風通路(空調風通路)
9 フット吹き出し口
10 送風機
11 ベントドア
12 ベント吹き出し口
13 リアフット吹き出し口
14 デフドア
15 デフ吹き出し口
16 温熱用蓄熱ブロック(蓄熱ブロック)
17 冷熱用蓄熱ブロック(蓄熱ブロック)
18 ベントダクト(冷風ダクト)
19 冷熱用切換ドア(切換ドア、空調風路切換手段)
20 温熱用切換ドア(切換ドア、空調風路切換手段)
21 混合風通路(空調風通路)
22 ベントグリル
23 デフダクト
24 インストルメントパネル
25 冷熱用ドアアクチュエータ(ドアアクチュエータ、空調風路切換手段)
26 温熱用ドアアクチュエータ(ドアアクチュエータ、空調風路切換手段)
27 ペレット形潜熱蓄熱材(潜熱蓄熱材)
28 ベントダクト通路(空調風通路、冷風通路)
30 空調コントローラ(ドア切換制御手段)
A
4 Heater core (heat exchanger for heating)
5
8 Hot air passage (air conditioning air passage)
9
17 Cold storage block (heat storage block)
18 Vent duct (cold air duct)
19 Cold switching door (switching door, air-conditioning air path switching means)
20 Thermal switching door (switching door, air-conditioning air path switching means)
21 Mixed air passage (air conditioning air passage)
22
26 Door actuator for heating (door actuator, air-conditioning air path switching means)
27 Pellet-type latent heat storage material (latent heat storage material)
28 Vent duct passage (air-conditioning air passage, cold air passage)
30 Air conditioning controller (door switching control means)
Claims (9)
前記空調風通路のうち空調風が当たって流れの方向を変える通路位置に、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塊状に集合させた蓄熱ブロックを設定したことを特徴とする車両用空気調和装置。 In a vehicle air conditioner that produces at least one conditioned air of warm air for heating and cold air for cooling by a heat exchanger and blows out the air conditioned air passage into the vehicle interior,
Latent heat storage materials that store heat by latent heat released or absorbed with a solid phase / liquid phase change are gathered in a lump at the position of the air conditioning wind passage that changes the flow direction when the air conditioning wind hits it. A vehicle air conditioner characterized in that a heat storage block is set.
前記蓄熱ブロックは、柱状のペレット形潜熱蓄熱材を、重なり合った隙間を介して塊状に集合させてパッケージ化することで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,
The vehicle air conditioner is characterized in that the heat storage block is configured by collecting and packaging columnar pellet-shaped latent heat storage materials in a lump shape through overlapping gaps.
前記蓄熱ブロックによる蓄熱時には空調風通路を経過する空調風の流れを主流とし、前記蓄熱ブロックからの放熱時には蓄熱ブロックを経過する空調風の流れを主流とするように空調風路の切り換えを行う空調風路切換手段を設け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,
Air conditioning that switches the air-conditioning air path so that the flow of air-conditioning air that passes through the air-conditioning air passage is the mainstream during heat storage by the heat storage block, and the flow of air-conditioning air that passes through the heat-storage block is the main current when heat is released from the heat storage block. An air conditioner for a vehicle, characterized in that an air path switching means is provided.
前記空調風路切換手段は、蓄熱ブロックによる蓄熱時には空調風通路の内壁に沿うドア閉位置とし、前記蓄熱ブロックからの放熱時には空調風通路側に開いて蓄熱ブロックを経過する空調風の流れを作るドア開位置とする切換ドアを有することを特徴とする車両用空気調和装置。 In the vehicle air conditioner according to claim 3,
The air-conditioning air path switching means is set to a door closed position along the inner wall of the air-conditioning air passage during heat storage by the heat storage block, and opens to the air-conditioning air passage side when radiating heat from the heat storage block to create a flow of air-conditioning air passing through the heat storage block. An air conditioner for a vehicle having a switching door that is a door open position.
前記空調風通路は、空調ケース内に配置した暖房用熱交換器を通過し、ケース内壁面に当たった後、ケース内壁面に沿った方向に風向きを変える温風通路であり、
前記蓄熱ブロックは、暖房用熱交換器を通過した温風をそのまま受ける空調ケースの熱交換面対向位置にケース凹部を形成し、該ケース凹部を埋めるように配置した温熱用蓄熱ブロックである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 4,
The air-conditioning air passage is a hot air passage that passes through a heating heat exchanger disposed in the air-conditioning case, hits the inner wall surface of the case, and then changes the air direction in a direction along the inner wall surface of the case.
The heat storage block is a heat storage block for heat that is arranged so as to fill a case recess by forming a case recess at a position facing the heat exchange surface of an air conditioning case that receives the warm air that has passed through the heat exchanger for heating as it is. A vehicle air conditioner.
前記切換ドアは、前記温熱用蓄熱ブロックの表面位置に回動軸を有し、温熱用蓄熱ブロックの表面の一部を塞ぐ位置をドア閉位置とし、ドアにより塞がれていない開放部分から温熱用蓄熱ブロックに入り、温熱用蓄熱ブロックを経過して開かれたドアに沿って出る温風の流れを作る位置をドア開位置とする温熱用切換ドアである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 switching door has a rotating shaft at the surface position of the thermal storage block, the position where a part of the surface of the thermal storage block is blocked is the door closed position, and the heating is performed from the open portion not blocked by the door. The vehicle air conditioner is characterized in that it is a thermal switching door having a door opening position where a flow of warm air that enters the heat storage block and passes along the door that is opened after passing through the thermal storage block apparatus.
前記空調風通路は、空調ケース内に配置した冷房用熱交換器を通過し、空調ケースに連結した冷風ダクトのダクト内壁面に当たった後、ダクト内壁面に沿った方向に風向きを変える冷風通路であり、
前記蓄熱ブロックは、冷房用熱交換器を通過した冷風を受ける冷風ダクトのダクト湾曲位置にダクト凹部を形成し、該ダクト凹部を埋めるように配置した冷熱用蓄熱ブロックである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 4,
The air-conditioning air passage passes through a cooling heat exchanger disposed in the air-conditioning case, hits the inner wall surface of the air-cooling duct connected to the air-conditioning case, and then changes the air direction in the direction along the inner wall surface of the duct. And
The heat storage block is a cooling heat storage block in which a duct recessed portion is formed at a duct bending position of a cold air duct that receives cold air that has passed through a cooling heat exchanger, and is disposed so as to fill the duct recessed portion. Air conditioning equipment.
前記切換ドアは、前記冷熱用蓄熱ブロックに対向するダクト内壁位置に回動軸を有し、冷風ダクトに沿った位置をドア閉位置とし、冷熱用蓄熱ブロックの下流側位置の流路を絞り、冷熱用蓄熱ブロックを経過する冷風の流れを作る位置をドア開位置とする冷熱用切換ドアであることを特徴とする車両用空気調和装置。 The vehicle air conditioner according to claim 7,
The switching door has a rotation shaft at a duct inner wall position facing the cold heat storage block, a position along the cold air duct is a door closed position, and a flow path at a downstream position of the cold heat storage block is throttled, A vehicular air conditioner, characterized in that the vehicular air conditioner is a cooling / heating switching door having a door opening position at which a flow of cold air passing through the cold energy storage block passes.
前記切換ドアは、エンジンを一時的に停止するアイドルストップ信号が出力されていないときには、空調風通路の内壁に沿うドア閉位置とし、エンジンを一時的に停止するアイドルストップ信号が出力されているときには、蓄熱ブロックを経過する空調風の流れを作るドア開位置とするドア開閉制御指令をドアアクチュエータに対し出力するドア切換制御手段を有する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 4 to 8,
When the idle stop signal for temporarily stopping the engine is not output, the switching door is set to the door closed position along the inner wall of the conditioned air passage, and when the idle stop signal for temporarily stopping the engine is output. An air conditioner for a vehicle comprising door switching control means for outputting a door opening / closing control command to the door actuator to make the door open position that creates a flow of conditioned air passing through the heat storage block.
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CN106143048B (en) * | 2016-06-24 | 2018-09-04 | 西安交通大学 | A kind of electric bus air-conditioning system of phase-change accumulation energy |
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