JP2011143911A - Vehicular air-conditioning unit and vehicular air-conditioning system - Google Patents
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Description
本発明は、車両用空調ユニット及び車両用空調システムに関する。 The present invention relates to a vehicle air conditioning unit and a vehicle air conditioning system.
特許文献1の図1等には、従来の車両用空調システムが開示されている。この車両用空調システムは、第1、2車内用熱交換器と、ペルチェ素子と、熱源としての排熱回収器及び車室外用熱交換器とを備えている。第2熱交換器と排熱回収器及び車室外用熱交換器とは配管によって接続されており、排熱回収器と車室外用熱交換器との間の配管には切替弁が設けられている。配管にはポンプが設けられており、配管内には熱交換媒体としての水が流通している。 A conventional vehicle air conditioning system is disclosed in FIG. This vehicle air conditioning system includes first and second in-vehicle heat exchangers, a Peltier element, an exhaust heat recovery device as a heat source, and a vehicle exterior heat exchanger. The second heat exchanger, the exhaust heat recovery unit, and the vehicle exterior heat exchanger are connected by piping, and a switching valve is provided in the piping between the exhaust heat recovery device and the vehicle exterior heat exchanger. Yes. The pipe is provided with a pump, and water as a heat exchange medium circulates in the pipe.
この車両用空調システムでは、ペルチェ素子によって、第1車内用熱交換器を通過する空気と第2車内用熱交換器内の水との間で熱の移動が可能である。このため、切替弁によって第2車内用熱交換器と車室外用熱交換器とを接続して配管内の水を冷却することで、第1車内用熱交換器内の空気を冷却し、車室内の冷房を行うことができる。また、切替弁によって第2車内用熱交換器と排熱回収器とを接続して配管内の水を加熱することで、第1車内用熱交換器内の空気を加熱し、車室内の暖房を行うことができる。 In this vehicle air conditioning system, heat can be transferred between the air passing through the first in-vehicle heat exchanger and the water in the second in-vehicle heat exchanger by the Peltier element. For this reason, the air in the first in-vehicle heat exchanger is cooled by connecting the second in-vehicle heat exchanger and the in-vehicle heat exchanger by the switching valve and cooling the water in the pipe. Indoor cooling can be performed. Moreover, the air in the 1st in-vehicle heat exchanger is heated by connecting the 2nd in-vehicle heat exchanger and the exhaust heat recovery device by the switching valve and heating the water in the pipe, thereby heating the inside of the vehicle interior. It can be performed.
また、特許文献2の図1等には、従来の車両用空調ユニットが開示されている。この車両用空調ユニットは、蓄熱ユニットと、第1熱交換器と、ペルチェ素子とを備えている。 Further, a conventional vehicle air conditioning unit is disclosed in FIG. The vehicle air conditioning unit includes a heat storage unit, a first heat exchanger, and a Peltier element.
蓄熱ユニットは、蓄熱材を内蔵し、外部に対して断熱されている。この蓄熱ユニットは流路を含む蓄熱側ヒートシンクも有している。蓄熱側ヒートシンクには、蓄熱材から熱交換した熱交換媒体を流出させる第1流出口及び熱交換媒体を流入させる第1流入口が形成されている。蓄熱側ヒートシンクの第1流出口には第1配管が接続され、第1流入口には第2配管が接続されている。 The heat storage unit incorporates a heat storage material and is insulated from the outside. This heat storage unit also has a heat storage side heat sink including a flow path. The heat storage side heat sink is formed with a first outlet for flowing out the heat exchange medium exchanged from the heat storage material and a first inlet for flowing in the heat exchange medium. A first pipe is connected to the first outlet of the heat storage side heat sink, and a second pipe is connected to the first inlet.
また、第1熱交換器周りの空気は、車室内に供給されるようになっている。この第1熱交換器には、熱交換媒体を流出させる第2流出口及び熱交換媒体を流入させる第2流入口が形成されている。車内用熱交換器の第2流出口と第2流入口とは第3配管によって接続され、第3配管には流路を含む熱源側ヒートシンクが設けられている。 Further, the air around the first heat exchanger is supplied into the vehicle interior. The first heat exchanger is formed with a second outlet for letting out the heat exchange medium and a second inlet for letting in the heat exchange medium. The second outlet and the second inlet of the in-vehicle heat exchanger are connected by a third pipe, and a heat source side heat sink including a flow path is provided in the third pipe.
ペルチェ素子は、蓄熱側ヒートシンクと熱源側ヒートシンクとに逆の熱量を付与可能になっている。第1配管はペルチェ素子の一方側で第1開閉弁を介して第3配管に接続され、第2配管はペルチェ素子の他方側で第2開閉弁を介して第3配管に接続されている。第3配管には熱交換媒体を流通させるポンプが設けられている。ペルチェ素子、第1開閉弁及び第2開閉弁は制御装置によって制御されるようになっている。 The Peltier element can impart the opposite amount of heat to the heat storage side heat sink and the heat source side heat sink. The first pipe is connected to the third pipe via the first on-off valve on one side of the Peltier element, and the second pipe is connected to the third pipe via the second on-off valve on the other side of the Peltier element. The third pipe is provided with a pump for circulating the heat exchange medium. The Peltier element, the first on-off valve, and the second on-off valve are controlled by a control device.
この車両用空調ユニットでは、不使用時、制御装置が第1、2開閉弁を制御することにより、第2流出口と第2流入口とが熱源側ヒートシンクを介して連通し、第1流出口と第2流入口とが不通となり、かつ第2流出口と第1流入口とが不通となる。この状態において、制御装置の制御の下、ペルチェ素子が蓄熱側ヒートシンク内の熱交換媒体に吸熱を行って負の熱量を付与し、熱源側ヒートシンク内の熱交換媒体に放熱を行って正の熱量を付与する。こうして、第1熱交換器と熱源側ヒートシンクとが第3配管によって熱交換媒体を流通させながら、蓄熱装置の蓄熱材に負の熱量を蓄えさせることができる。 In this vehicle air conditioning unit, when not in use, the control device controls the first and second on-off valves, so that the second outlet and the second inlet communicate with each other via the heat source side heat sink. And the second inlet are not connected, and the second outlet and the first inlet are not connected. In this state, under the control of the control device, the Peltier element absorbs heat to the heat exchange medium in the heat storage side heat sink to give a negative amount of heat, and radiates heat to the heat exchange medium in the heat source side heat sink to give a positive amount of heat. Is granted. In this way, the first heat exchanger and the heat source side heat sink can store a negative heat quantity in the heat storage material of the heat storage device while circulating the heat exchange medium through the third pipe.
また、使用時には、第1流出口と第2流入口とが連通し、かつ第2流出口と第1流入口とが連通し、第2流出口と第2流入口とが蓄熱側ヒートシンクを介して連通する。こうして、車内用熱交換器と蓄熱側ヒートシンクとが第1〜3配管によって熱交換媒体を流通させる。このため、蓄熱装置の蓄熱材が蓄えている負の熱量により、車室を冷房することが可能になる。 In use, the first outlet and the second inlet communicate with each other, the second outlet and the first inlet communicate with each other, and the second outlet and the second inlet pass through the heat storage side heat sink. Communicate. Thus, the in-vehicle heat exchanger and the heat storage side heat sink distribute the heat exchange medium through the first to third pipes. For this reason, it becomes possible to cool the passenger compartment by the negative amount of heat stored in the heat storage material of the heat storage device.
しかし、特許文献1の車両用空調システムでは、水である熱交換媒体を加熱する熱源として排熱回収器を採用しているため、車両の始動直後には、排熱回収器が十分に熱交換媒体を加熱することができず、車室内の空調能力が不十分である。特に、寒い環境下で短い距離を走行し、その後、長時間屋外に駐車した車両では、排熱回収器に回収された熱量が不足するため、上記の問題がより顕著となる。また、特許文献1の図3に示すように、ペルチェ素子を複数備えて空調能力を高くさせた場合には、消費電力が増大してしまうこととなる。
However, the vehicle air conditioning system of
また、特許文献2の車両用空調ユニットであっても、車室内の空調が不十分になり易い。すなわち、この車両用空調ユニットでは、蓄熱材に負の熱量を蓄えている間、ペルチェ素子は、蓄熱側ヒートシンク内の熱交換媒体に対して吸熱を行う一方、熱源側ヒートシンク内の熱交換媒体に対して放熱を行う。このため、この車両用空調ユニットでは、冷房運転中において、蓄熱装置の蓄熱材によって冷却された熱交換媒体が車内用熱交換器内及び第3配管内の熱交換媒体によって温められてしまい、車室内を十分に冷却し難い。また、この車両用空調ユニットによって長時間車室内の空調を行うためには、蓄熱ユニットを大型化して蓄熱材を多く内蔵させる必要がある。この場合、車両用空調ユニットが大型することで車両への搭載性が低下する。さらに、熱移動のためのペルチェ素子の消費電力が大きくなる。 Further, even the vehicle air conditioning unit disclosed in Patent Document 2 tends to cause insufficient air conditioning in the passenger compartment. That is, in this vehicle air conditioning unit, while storing a negative amount of heat in the heat storage material, the Peltier element absorbs heat from the heat exchange medium in the heat storage side heat sink, while the heat exchange medium in the heat source side heat sink. Dissipate heat. Therefore, in this vehicle air conditioning unit, during the cooling operation, the heat exchange medium cooled by the heat storage material of the heat storage device is warmed by the heat exchange medium in the in-vehicle heat exchanger and the third pipe, It is difficult to cool the room sufficiently. In addition, in order to perform air conditioning of the passenger compartment for a long time by this vehicle air conditioning unit, it is necessary to enlarge the heat storage unit and incorporate a large amount of heat storage material. In this case, the mountability of the vehicle air conditioning unit is reduced due to the increase in size. Furthermore, the power consumption of the Peltier device for heat transfer increases.
車両の航続距離を向上させるためには、車室内の空調を省エネルギーの下で行うことが必要とされる。この省エネルギー下の車室内の空調は、ハイブリッドエンジンを用いた車両の他、バッテリに充電された電力又は燃料電池等を使用して走行する電気自動車において特に顕著に求められる。 In order to improve the cruising range of the vehicle, it is necessary to air-condition the vehicle interior while saving energy. This air-conditioning in the vehicle compartment under energy saving is particularly demanded not only for vehicles using a hybrid engine but also for electric vehicles that run using electric power charged in a battery or a fuel cell.
この点、蓄熱材を有した蓄熱タンクとペルチェ素子とを備えた車両用空調ユニットや車両用空調システムであれば、電動式圧縮機等を用いて車室内の空調を行う場合と比べ、消費電力の低減が可能となり、電気自動車等の航続距離の向上が可能となる。しかし、例えば、蓄熱タンクとペルチェ素子とによって車室内を冷房する場合、圧縮機を用いて車室内の冷房を行う場合に比べて冷房能力が低く、また蓄熱タンクの容量から長時間の冷房運転には不向きとなる。このため、蓄熱タンクとペルチェ素子とによって冷房を行う場合、一定時間後の車室内の冷房能力の低下を甘受するか、又は、ペルチェ素子を複数備えたり、蓄熱タンクの容量を大きくしたりすることにより、冷房能力の低下を補う必要がある。この場合、上記特許文献1、2の発明の問題点として述べたような問題が顕著に生じ、省エネルギー下の車室内の空調という目的を達成することができない。
In this regard, in the case of a vehicle air conditioning unit or a vehicle air conditioning system having a heat storage tank having a heat storage material and a Peltier element, power consumption is compared to the case of air conditioning the vehicle interior using an electric compressor or the like. It becomes possible to improve the cruising distance of an electric vehicle or the like. However, for example, when the vehicle interior is cooled by the heat storage tank and the Peltier element, the cooling capacity is lower than when the vehicle interior is cooled using a compressor, and the capacity of the heat storage tank allows for a long cooling operation. Is unsuitable. For this reason, when performing cooling with a heat storage tank and a Peltier element, accept a decrease in the cooling capacity of the vehicle interior after a certain time, or provide multiple Peltier elements, or increase the capacity of the heat storage tank Therefore, it is necessary to compensate for the decrease in cooling capacity. In this case, the problems described as the problems of the inventions of
そこで、発明者等は、上記の目的を達成するため、初期空調と定常空調とでは車両用空調ユニットや車両用空調システムに求められる空調能力が異なることに着目した。ここで、初期空調とは、車両の始動前又は始動直後における車室内の空調をいう。また、定常空調とは、車両の走行中における車室内の空調をいう。 In order to achieve the above object, the inventors focused on the fact that the air conditioning capability required for the vehicle air conditioning unit and the vehicle air conditioning system differs between the initial air conditioning and the steady air conditioning. Here, the initial air conditioning refers to the air conditioning in the passenger compartment before or just after starting the vehicle. Moreover, steady air conditioning refers to air conditioning in the passenger compartment while the vehicle is traveling.
つまり、初期空調では、短時間に車室内の温度を低下又は上昇させる能力、すなわち短時間の作動であっても出力値の高い空調装置が求められている。一方、定常空調では、初期空調によって調節された車室内の温度を長時間維持する能力、すなわち出力の大きさよりも長時間一定の出力を発揮可能な空調装置が求められている。このため、省エネルギー下の車室内の空調を実現するためには、この初期空調と定常空調とを好適に両立させる必要がある。 That is, in the initial air conditioning, there is a demand for an air conditioner having a high output value even if it has a capability of lowering or raising the temperature of the passenger compartment in a short time, that is, a short time operation. On the other hand, in steady-state air conditioning, there is a demand for an air conditioner capable of maintaining a constant output for a longer time than the ability to maintain the temperature in the passenger compartment adjusted by the initial air conditioning for a long time, that is, the magnitude of the output. For this reason, in order to realize the air conditioning of the vehicle interior under energy saving, it is necessary to make both the initial air conditioning and the steady air conditioning suitable.
本発明は、上記の実情に鑑みてなされたものであって、車両への搭載性に優れつつ車室内を省エネルギー下で空調可能な車両用空調ユニットを提供することを解決すべき課題としている。また、この車両用空調ユニットを備えた車両用空調システムを提供することも解決すべき課題としている。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object to be solved is to provide an air conditioning unit for a vehicle that can be air-conditioned while saving energy in a vehicle interior while being excellent in mountability in a vehicle. Moreover, providing the vehicle air conditioning system provided with this vehicle air conditioning unit is also an issue to be solved.
本発明の車両用空調ユニットは、熱交換媒体を流出させる第1流出口及び該熱交換媒体を流入させる第1流入口が形成され、周りの空気が車室内に供給される車内用熱交換器と、
該熱交換媒体を流出させる第2流出口及び該熱交換媒体を流入させる第2流入口が形成され、蓄熱材を有し、該蓄熱材に蓄熱した熱量を該熱交換媒体に熱交換可能な蓄熱タンクと、
該第1流出口と該第2流入口とを接続し、該第2流出口と該第1流入口とを接続する車室内用流路と、
該車室内用流路内の該熱交換媒体を流通させる第1ポンプと、
外部の熱源と接続可能な接続流路と、
該車内用流路内の該熱交換媒体と該接続流路内の該熱交換媒体とで熱を移動させるペルチェ素子とを備えていることを特徴とする(請求項1)。
The vehicle air conditioning unit according to the present invention has a first outlet for allowing the heat exchange medium to flow out and a first inlet for allowing the heat exchange medium to flow in, and an in-vehicle heat exchanger in which ambient air is supplied into the vehicle interior. When,
A second outlet for letting out the heat exchange medium and a second inlet for letting in the heat exchange medium are formed, and has a heat storage material, and the amount of heat stored in the heat storage material can be exchanged with the heat exchange medium. A heat storage tank,
A vehicle interior channel connecting the first outlet and the second inlet, and connecting the second outlet and the first inlet;
A first pump for circulating the heat exchange medium in the vehicle interior passage;
A connection channel that can be connected to an external heat source;
A Peltier element that moves heat between the heat exchange medium in the in-vehicle flow path and the heat exchange medium in the connection flow path is provided (Claim 1).
本発明の車両用空調ユニットは、車内用熱交換器と蓄熱タンクとが車室内用流路によって接続されている。そして、第1ポンプを作動させることにより、車室内用流路内の熱交換媒体が流通し、車内用熱交換器と蓄熱タンクとの間で熱交換媒体が循環することとなる。一方、この車両用空調ユニットでは、接続流路を介して外部の熱源が接続される。このため、この車両用空調ユニットは、外部の熱源と組み合わされることにより、以下のように車両用空調システムを構成することができる。 In the vehicle air conditioning unit of the present invention, the in-vehicle heat exchanger and the heat storage tank are connected to each other by a vehicle interior passage. And by operating the 1st pump, the heat exchange medium in the flow path for vehicle interior distribute | circulates, and a heat exchange medium will circulate between the heat exchanger for vehicle interior and a thermal storage tank. On the other hand, in this vehicle air conditioning unit, an external heat source is connected via a connection flow path. For this reason, this air conditioning unit for vehicles can constitute a vehicle air conditioning system as follows by combining with an external heat source.
(寒い環境下)
寒い環境下での不使用時には、車内用熱交換器と蓄熱タンクとの間で熱交換媒体を循環させるとともに、接続流路が正の熱量を有する外部の熱源と接続される。そして、ペルチェ素子の接続流路側を吸熱側とし、車室内用流路側を放熱側とする。これにより、車室内用流路内の熱交換媒体が加熱され、蓄熱タンクの蓄熱材に正の熱量を蓄えることができる。
(In cold environment)
When not in use in a cold environment, the heat exchange medium is circulated between the in-vehicle heat exchanger and the heat storage tank, and the connection flow path is connected to an external heat source having a positive amount of heat. The connection flow path side of the Peltier element is the heat absorption side, and the vehicle interior flow path side is the heat dissipation side. Thereby, the heat exchange medium in the vehicle interior flow path is heated, and a positive amount of heat can be stored in the heat storage material of the heat storage tank.
そして、使用時の初期、すなわち初期空調として、蓄熱タンク内において、蓄熱材の正の熱量が熱交換媒体を加熱し、加熱された熱交換媒体が車内用熱交換器に流入され、車内用熱交換器は周りの空気を加熱する。こうして、車室内は初期空調で暖房される。このように、この車両用空調システムでは、初期空調の暖房において、短時間で車室内の温度を上昇させることができる。また、この車両用空調システムは、初期空調としての暖房を省エネルギーで実現できる。なお、不使用時とは、車両用空調ユニット又は車両用空調システムで車室内の空調を行っていない時をいう。使用時とは、車両用空調ユニット又は車両用空調システムで車室内の空調を行っている時をいう。 Then, in the initial stage of use, that is, as the initial air conditioning, in the heat storage tank, the positive heat quantity of the heat storage material heats the heat exchange medium, and the heated heat exchange medium flows into the in-vehicle heat exchanger, The exchanger heats the surrounding air. Thus, the vehicle interior is heated by the initial air conditioning. Thus, in this vehicle air conditioning system, the temperature in the passenger compartment can be raised in a short time during heating of the initial air conditioning. Moreover, this vehicle air conditioning system can realize heating as initial air conditioning with energy saving. In addition, the time of non-use means the time when the vehicle interior air conditioning unit or the vehicle air conditioning system is not performing air conditioning of the vehicle interior. The term “in use” refers to a time when the vehicle interior is air-conditioned by the vehicle air conditioning unit or the vehicle air conditioning system.
また、使用時の初期経過後、すなわち定常空調では、外部の熱源で加熱された熱交換媒体がペルチェ素子を介して車室内用流路内の熱交換媒体を加熱する。そして、車内用熱交換器は周りの空気を加熱する。こうして、車室内は定常空調で暖房される。このように、定常空調に外部の熱源の熱量を利用することで、長期間に亘って車室内の暖房が可能となる。定常空調に求められる空調能力は、車室内の温度を長時間に亘って維持する能力である。このため、ペルチェ素子に供給される電力は車室内の暖房を維持できる程度に接続流路内の熱交換媒体から吸熱し、車室内用流路内の熱交換媒体に放熱できる電力であれば良い。このため、ペルチェ素子に供給する電力を低くすることも可能である。このため、ペルチェ素子の使用時における消費電力の低減が可能となるとともに、ペルチェ素子を小型化することも可能となる。 In addition, after the initial lapse of use, that is, in steady air conditioning, the heat exchange medium heated by an external heat source heats the heat exchange medium in the vehicle interior passage through the Peltier element. The in-vehicle heat exchanger heats the surrounding air. Thus, the passenger compartment is heated by steady air conditioning. Thus, by using the amount of heat from the external heat source for steady-state air conditioning, the vehicle interior can be heated for a long period of time. The air conditioning capacity required for steady air conditioning is the ability to maintain the temperature in the passenger compartment for a long time. For this reason, the electric power supplied to the Peltier element may be any electric power that can absorb heat from the heat exchange medium in the connection flow path and can radiate the heat to the heat exchange medium in the flow path for the vehicle interior to such an extent that heating of the vehicle interior can be maintained. . For this reason, it is also possible to reduce the power supplied to the Peltier element. For this reason, it is possible to reduce power consumption when the Peltier element is used, and to reduce the size of the Peltier element.
(暑い環境下)
暑い環境下での不使用時には、ペルチェ素子に供給する電流の向きを寒い環境下の場合と反対にして、ペルチェ素子のそれぞれ車室内用流路側を吸熱側、接続流路側を放熱側とする。これにより、接続流路内の熱交換媒体に放熱することで、蓄熱タンクの蓄熱材に負の熱量を蓄えることができる。
(Under hot environment)
When not in use in a hot environment, the direction of the current supplied to the Peltier element is opposite to that in a cold environment, and the vehicle interior channel side of the Peltier element is the heat absorption side and the connection channel side is the heat dissipation side. Thereby, it is possible to store a negative amount of heat in the heat storage material of the heat storage tank by radiating heat to the heat exchange medium in the connection flow path.
そして、初期空調として、蓄熱タンク内において、蓄熱材の負の熱量が熱交換媒体を冷却し、冷却された熱交換媒体が車内用熱交換器に流入され、車内用熱交換器は周りの空気を冷却する。こうして、車室内は初期空調で冷房される。このように、車両用空調システムは、初期空調の冷房において、短時間で車室内の温度を下降させることができる。また、この車両用空調システムは、初期空調としての冷房を省エネルギーで実現できる。 Then, as the initial air conditioning, in the heat storage tank, the negative heat amount of the heat storage material cools the heat exchange medium, the cooled heat exchange medium flows into the in-vehicle heat exchanger, and the in-vehicle heat exchanger Cool down. Thus, the passenger compartment is cooled by the initial air conditioning. Thus, the vehicle air conditioning system can lower the temperature in the vehicle compartment in a short time during the cooling of the initial air conditioning. Further, this vehicle air conditioning system can realize cooling as initial air conditioning with energy saving.
また、定常空調では、ペルチェ素子は車室内用流路内の熱交換媒体を冷却し、車内用熱交換器は周りの空気を冷却する。こうして、車室内は定常空調で冷房される。この際、定常空調時の暖房と同様、ペルチェ素子に供給される電力は車室内の冷房を維持できる程度に車室内用流路内の熱交換媒体に吸熱できる電力であれば良い。このため、ペルチェ素子に供給する電力を低くすることが可能である。このため、ペルチェ素子の使用時における消費電力の低減が可能となるとともに、ペルチェ素子を小型化することも可能となる。 In steady air conditioning, the Peltier element cools the heat exchange medium in the vehicle interior passage, and the vehicle heat exchanger cools the surrounding air. Thus, the passenger compartment is cooled by steady air conditioning. At this time, similarly to the heating at the time of steady air conditioning, the power supplied to the Peltier element may be any power that can absorb heat to the heat exchange medium in the vehicle interior passage to such an extent that cooling of the vehicle interior can be maintained. For this reason, it is possible to reduce the electric power supplied to a Peltier device. For this reason, it is possible to reduce power consumption when the Peltier element is used, and to reduce the size of the Peltier element.
なお、接続流路側に放熱された熱量は適宜、車室外へ放出される他に接続流路側に蓄熱させておくこともできる。また、外部の熱源が負の熱量を有する場合には、接続流路がその熱源と接続され得る。この場合には、ペルチェ素子は、接続流路側を吸熱面とし、車室内流路側を放熱面とする。 The amount of heat radiated to the connection channel side can be stored in the connection channel side in addition to being released to the outside of the passenger compartment as appropriate. Further, when the external heat source has a negative amount of heat, the connection flow path can be connected to the heat source. In this case, the Peltier element has the connection flow path side as the heat absorption surface and the vehicle interior flow path side as the heat dissipation surface.
この車両用空調ユニットでは、蓄熱材に蓄えられた正又は負の熱量によって初期空調を行う。また、この車両用空調ユニットでは、蓄熱材に蓄えられた正又は負の熱量による空調を初期空調に限定することもできる。このように、蓄熱材に蓄えられた正又は負の熱量による空調を初期空調に限定した場合、蓄熱タンクの容量は初期空調を行い得る必要最小限の大きさとされ得る。さらに、この車両用空調ユニットでは、ペルチェ素子を採用していることから、ペルチェ素子に供給する電流の方向や大きさを変更することで、容易に吸熱面と放熱面とを切替可能であるとともに、その温度制御も容易に変更可能である。これらにより、この車両用空調ユニットは、躯体を小型化することが可能であるとともに構造を単純化することが可能となり、製造コストの削減も可能となる。 In this vehicle air conditioning unit, initial air conditioning is performed using positive or negative heat stored in the heat storage material. Moreover, in this vehicle air conditioning unit, the air conditioning by the positive or negative heat quantity stored in the heat storage material can be limited to the initial air conditioning. As described above, when the air conditioning based on the positive or negative heat quantity stored in the heat storage material is limited to the initial air conditioning, the capacity of the heat storage tank can be set to a minimum necessary size capable of performing the initial air conditioning. Furthermore, since this vehicle air-conditioning unit employs a Peltier element, the heat absorption surface and the heat dissipation surface can be easily switched by changing the direction and magnitude of the current supplied to the Peltier element. The temperature control can be easily changed. Accordingly, the vehicle air conditioning unit can reduce the size of the housing, simplify the structure, and reduce the manufacturing cost.
また、蓄熱材に蓄えられた正又は負の熱量による空調を初期空調に限定した場合、この車両用空調ユニットでは、蓄熱タンクが必要最小限の量の蓄熱材のみを有していれば足りることとなる。このため、蓄熱時にペルチェ素子を低い能力で使用しても、蓄熱材に十分な正又は負の熱量を蓄えることができる。また、初期空調中に熱交換媒体を加熱又は冷却するためにペルチェ素子を使用する必要がない。さらに、定常空調時におけるペルチェ素子の使用を必要最小限に止めることができる。このため、ペルチェ素子を小型化することも可能となる。このため、この車両用空調ユニットでは、ペルチェ素子による消費電力の低減が可能となる。 In addition, when air conditioning with positive or negative heat stored in the heat storage material is limited to the initial air conditioning, it is sufficient for the vehicle air conditioning unit to have only the minimum amount of heat storage material in the heat storage tank. It becomes. For this reason, even if it uses a Peltier device with low capability at the time of heat storage, sufficient positive or negative calorie | heat amount can be stored in a heat storage material. Also, there is no need to use a Peltier element to heat or cool the heat exchange medium during initial air conditioning. Further, the use of the Peltier element during steady air conditioning can be minimized. For this reason, it is also possible to reduce the size of the Peltier element. For this reason, in this air conditioning unit for vehicles, it becomes possible to reduce power consumption by a Peltier element.
接続流路に接続可能な外部の熱源としては、モータ、インバータ、コンバータ、ハイブリッドエンジン等の他、従来の内燃式のエンジン等を採用することができる。また、外部の熱源として、電熱ヒータ等の発熱装置や冷却装置等を採用することもできる。接続流路をモータ等と接続することで、使用時には定常空調としての暖房として使用することができる。このようにモータ等の排熱を使用することで、一層の省エネルギーが実現可能となる。また、寒い環境下では、ペルチェ素子により、接続流路側の熱交換媒体が吸熱されるため、吸熱された熱交換媒体は、モータ等の冷却に使用できる。 As an external heat source that can be connected to the connection flow path, a conventional internal combustion engine or the like can be adopted in addition to a motor, an inverter, a converter, a hybrid engine, or the like. Further, as an external heat source, a heating device such as an electric heater or a cooling device can be employed. By connecting the connection flow path with a motor or the like, it can be used as heating as steady-state air conditioning during use. Thus, further energy saving can be realized by using exhaust heat from a motor or the like. Further, in a cold environment, the heat exchange medium on the connection flow path side is absorbed by the Peltier element, so the heat exchange medium that has absorbed heat can be used for cooling a motor or the like.
一方、外部の熱源として電熱ヒータや冷却装置を採用した場合、これらの正又は負の熱量が使用されるのは定常空調であることから、それら各装置の出力を低く抑えても車室内の空調が可能となる。 On the other hand, when an electric heater or cooling device is used as an external heat source, these positive or negative heat quantities are used for steady-state air conditioning. Is possible.
したがって、この車両用蓄熱ユニットは、車両への搭載性に優れつつ車室内を省エネルギーで空調可能である。 Therefore, this vehicle heat storage unit can air-condition the vehicle interior with energy saving while being excellent in mountability to the vehicle.
特に、この車両用空調ユニットは、内燃式のエンジンとの接続も可能であるため、既存の車両にも容易に搭載することができる。このため、この車両用空調ユニットと内燃式のエンジンとの組み合わせによる車両用空調システムを構成することができる。すなわち、既存の車両であってもこの車両用空調ユニットによって車室内の空調を行うことが可能となる。また、この車両用空調ユニットは小型であることから、車室内に設置することも容易となる。 In particular, since the vehicle air conditioning unit can be connected to an internal combustion engine, it can be easily mounted on an existing vehicle. For this reason, the vehicle air conditioning system by the combination of this vehicle air conditioning unit and an internal combustion engine can be comprised. That is, even in an existing vehicle, it is possible to perform air conditioning of the vehicle interior by this vehicle air conditioning unit. Moreover, since this vehicle air conditioning unit is small, it can be easily installed in the passenger compartment.
この車両用蓄熱ユニットは、熱交換媒体を流出させる第3流出口及び熱交換媒体を流入させる第3流入口が形成された副熱交換器を備え得る。また、接続流路は、第3流出口及び第3流入口に連通し得る。そして、ペルチェ素子は、車内用熱交換器と副熱交換器とで熱を移動させる構成とすることができる(請求項2)。この場合、接続流路内の熱交換媒体は、副交換器内において吸熱又は放熱されることとなる。このため、副熱交換器によって、接続流路側の熱交換媒体に放熱された熱を車室外に放出することも可能となる。このため、例えば、外部の熱源をモータとした場合、暑い環境下において、副熱交換器が接続流路内の熱交換媒体の熱を車室外に放出し、これによりモータを冷却することも可能となる。 The vehicle heat storage unit may include a sub heat exchanger in which a third outlet for letting out the heat exchange medium and a third inlet for letting in the heat exchange medium are formed. Further, the connection flow path can communicate with the third outlet and the third inlet. And a Peltier device can be set as the structure which moves heat with the heat exchanger for vehicles, and a sub heat exchanger (Claim 2). In this case, the heat exchange medium in the connection channel absorbs heat or dissipates heat in the sub exchanger. For this reason, it is also possible to release the heat radiated to the heat exchange medium on the connection flow path side to the outside of the passenger compartment by the auxiliary heat exchanger. Therefore, for example, when an external heat source is a motor, in a hot environment, the auxiliary heat exchanger can release the heat of the heat exchange medium in the connection flow path to the outside of the passenger compartment, thereby cooling the motor. It becomes.
また、この車両用蓄熱ユニットでは、車室内用熱交換器内の熱交換媒体と副熱交換器内の熱交換媒体との間で熱が移動するため、定常空調としての暖房又は冷房時において、第1ポンプの作動を停止させることが可能となる。このため、より省エネルギーによる車室内の空調も実現できる。 Moreover, in this vehicle heat storage unit, since heat moves between the heat exchange medium in the vehicle interior heat exchanger and the heat exchange medium in the auxiliary heat exchanger, during heating or cooling as steady air conditioning, The operation of the first pump can be stopped. For this reason, the air-conditioning of the vehicle interior by energy saving is also realizable.
この車両用蓄熱ユニットは、車内用熱交換器は、周りの空気に対して表面積を拡大する表面積拡大手段を有していることが好ましい(請求項3)。この場合、車内用熱交換器の表面積が拡大されることで、効率よく熱を放熱することが可能となる。これにより、より効果的な冷房又は暖房が可能となる。なお、表面積拡大手段としては、空冷フィン、放熱ルーバ等を採用することができる。 In this vehicle heat storage unit, it is preferable that the in-vehicle heat exchanger has a surface area expanding means for expanding the surface area with respect to the surrounding air. In this case, heat can be radiated efficiently by increasing the surface area of the in-vehicle heat exchanger. Thereby, more effective cooling or heating becomes possible. In addition, as a surface area expansion means, an air cooling fin, a thermal radiation louver, etc. are employable.
この車両用蓄熱ユニットにおいて、車内用熱交換器は、暖房用熱交換器と、冷房用熱交換器とからなり得る。また、蓄熱タンクは、暖房用蓄熱タンクと、冷房用蓄熱タンクとからなり得る。さらに車室内用流路は、暖房用熱交換器と暖房用蓄熱タンクとを接続する暖房用流路と、冷房用熱交換器と冷房用蓄熱タンクとを接続する冷房用流路とからなり得る。また、第1ポンプは、暖房用流路内の熱交換媒体を流通させる暖房用第1ポンプと、冷房用流路内の熱交換媒体を流通させる冷房用第1ポンプとからなり、接続流路は暖房用流路及び冷房用流路の少なくとも一方と接続され得る。そして、ペルチェ素子は、冷房用流路内の熱交換媒体と暖房用流路内の熱交換媒体とで熱を移動させる構成とすることができる(請求項4)。 In this vehicle heat storage unit, the in-vehicle heat exchanger can be composed of a heating heat exchanger and a cooling heat exchanger. Further, the heat storage tank can be composed of a heating heat storage tank and a cooling heat storage tank. Furthermore, the vehicle interior channel may be composed of a heating channel that connects the heating heat exchanger and the heating heat storage tank, and a cooling channel that connects the cooling heat exchanger and the cooling heat storage tank. . The first pump includes a first heating pump that circulates the heat exchange medium in the heating flow path and a first cooling pump that circulates the heat exchange medium in the cooling flow path. Can be connected to at least one of a heating channel and a cooling channel. The Peltier element can be configured to move heat between the heat exchange medium in the cooling channel and the heat exchange medium in the heating channel (claim 4).
この場合には、初期空調時において、それぞれ、暖房用蓄熱タンク内の蓄熱材が蓄えた正の熱量によって車室内が暖房され、また、冷房用蓄熱タンク内の蓄熱材が蓄えた負の熱量によって車室内が冷房される。また、この車両用空調ユニットでは、ペルチェ素子を作動させることにより、例えば、冷房中は、冷房用流路内の熱交換媒体はペルチェ素子から常に吸熱される状態となり、一方、暖房用流路内の熱交換媒体はペルチェ素子から常に放熱される状態となる。このため、冷房中に、暖房用蓄熱タンク内の蓄熱材に対し、正の熱量を蓄えさせることも可能となっている。このため、この車両用空調ユニットでは、暖房用蓄熱タンク及び冷房用蓄熱タンクが有する各蓄熱材について、それぞれの蓄熱材が蓄える正又は負の熱量が不足することが生じ難い。このため、この車両用空調ユニットでは、暖房用蓄熱タンク及び冷房用蓄熱タンクの各蓄熱材が蓄えた熱によって、より長時間の車室内の空調が可能となる。このため、この車両用空調ユニットでは、暖房用流路等に接続された熱源が有する熱を利用する他、上記の初期空調と同様の方法で定常空調としての暖房又は冷房を行うことも可能である。 In this case, at the time of initial air conditioning, the vehicle interior is heated by the positive amount of heat stored in the heat storage material in the heating storage tank, and by the negative amount of heat stored in the heat storage material in the cooling heat storage tank, respectively. The cabin is cooled. Further, in this vehicle air conditioning unit, by operating the Peltier element, for example, during cooling, the heat exchange medium in the cooling channel is always absorbed by the Peltier element, while on the other hand, in the heating channel The heat exchange medium is always radiated from the Peltier element. For this reason, it is also possible to store a positive amount of heat with respect to the heat storage material in the heating heat storage tank during cooling. For this reason, in this vehicle air-conditioning unit, it is difficult to cause a shortage of positive or negative amount of heat stored in each heat storage material for each heat storage material included in the heat storage tank for heating and the heat storage tank for cooling. For this reason, in this vehicle air conditioning unit, it is possible to air-condition the vehicle interior for a longer period of time by the heat stored in the heat storage materials of the heating heat storage tank and the cooling heat storage tank. For this reason, in this vehicle air conditioning unit, in addition to using the heat of the heat source connected to the heating flow path etc., it is also possible to perform heating or cooling as steady air conditioning in the same manner as the above initial air conditioning. is there.
さらに、この車両用空調ユニットでは、暖房用熱交換器と冷房用熱交換器とを同時に使用することも可能となっている。この場合、上記のように、冷房中に暖房用蓄タンクが有する蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることが可能である。このため、暖房用熱交換器と冷房用熱交換器とを同時に使用することで、暖房用熱交換器により加熱され、除湿された空気が冷房用熱交換器によって好適に冷却された状態となる。このため、その空気によって車室内を除湿することが可能となる。また、この車両用空調ユニットでは、暖房中に冷房用蓄タンクが有する蓄熱材に負の熱量を蓄えさせることも可能である。このため、暖房用熱交換器と冷房用熱交換器とを同時に使用することで、暖房中の温度調整も可能となる。 Furthermore, in this vehicle air conditioning unit, a heating heat exchanger and a cooling heat exchanger can be used simultaneously. In this case, as described above, it is possible to store a positive amount of heat in the heat storage material of the storage tank for heating during cooling. Therefore, by simultaneously using the heating heat exchanger and the cooling heat exchanger, the air heated by the heating heat exchanger and dehumidified is suitably cooled by the cooling heat exchanger. . For this reason, it becomes possible to dehumidify the vehicle interior by the air. Moreover, in this vehicle air conditioning unit, it is also possible to store a negative amount of heat in the heat storage material of the cooling storage tank during heating. For this reason, the temperature adjustment during heating is also attained by using the heating heat exchanger and the cooling heat exchanger at the same time.
また、この車両用空調ユニットでは、暖房用熱交換器及び冷房用熱交換器は、周りの空気に対して表面積を拡大する表面積拡大手段を有していることが好ましい(請求項5)。この場合には、暖房用熱交換器及び冷房用熱交換器について、上記請求項3と同様の効果を得ることが可能となる。また、暖房用熱交換器及び冷房用熱交換器が有する表面積拡大手段についても、上記請求項3と同様のものを採用可能である。 Moreover, in this vehicle air conditioning unit, it is preferable that the heating heat exchanger and the cooling heat exchanger have surface area expanding means for expanding the surface area relative to the surrounding air. In this case, the same effect as in the third aspect can be obtained for the heating heat exchanger and the cooling heat exchanger. Further, as the surface area expanding means of the heating heat exchanger and the cooling heat exchanger, the same one as in the third aspect can be adopted.
本発明の車両用空調システムは、上記の車両用空調ユニットと、
前記熱交換媒体を流出させる第4流出口及び該熱交換媒体を流入させる第4流入口が形成され、車両で排熱を生じる車両システムと、
該熱交換媒体を流出させる第5流出口及び該熱交換媒体を流入させる第5流入口が形成され、周りの空気が車室外に放出される車室外用熱交換器と、
前記接続流路に該第4流出口及び該第4流入口を接続するとともに、該第5流出口及び該第5流入口を接続する車室外用流路と、
該車室外流路内の該熱交換媒体を流通させる第2ポンプとを備えていることを特徴とする(請求項6)。
The vehicle air conditioning system of the present invention includes the above vehicle air conditioning unit;
A vehicle system in which a fourth inflow port for flowing out the heat exchange medium and a fourth inflow port for flowing in the heat exchange medium are formed, and exhaust heat is generated in the vehicle;
A heat exchanger for outside the vehicle, in which a fifth outlet for letting out the heat exchange medium and a fifth inlet for letting in the heat exchange medium are formed, and the surrounding air is discharged outside the passenger compartment;
A vehicle exterior channel connecting the fourth outlet and the fourth inlet to the connection channel, and connecting the fifth outlet and the fifth inlet;
And a second pump for circulating the heat exchange medium in the vehicle exterior passage (Claim 6).
本発明の車両用空調システムは、上記の構成及び特徴を備えた車両用空調ユニットと車両システムと車室外用熱交換器とを備えている。接続流路と車両システムと車室外用熱交換器とは、車室外用流路を介して接続している。このため、この車両用空調システムでは、不使用時に車両システムの排熱よって、蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることが可能である。また、車室外用熱交換器において熱交換媒体と周りの空気とが熱交換し、この交換された熱によっても、蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることも可能となる。そして、使用時には、車両システムの排熱によって定常空調としての暖房が可能となる。 The vehicle air-conditioning system of the present invention includes a vehicle air-conditioning unit having the above-described configuration and characteristics, a vehicle system, and a vehicle exterior heat exchanger. The connection flow path, the vehicle system, and the vehicle exterior heat exchanger are connected via a vehicle exterior flow path. For this reason, in this vehicle air-conditioning system, it is possible to store a positive amount of heat in the heat storage material by exhaust heat of the vehicle system when not in use. Further, the heat exchange medium and the surrounding air exchange heat in the vehicle exterior heat exchanger, and the heat storage material can also store a positive amount of heat by the exchanged heat. In use, heating as a steady air conditioner is possible by exhaust heat of the vehicle system.
車両システムとしては、モータ、インバータ、コンバータ、ハイブリッドエンジン等の他、従来の内燃式のエンジン等を採用することができる。 As a vehicle system, in addition to a motor, an inverter, a converter, a hybrid engine, etc., a conventional internal combustion engine or the like can be adopted.
したがって、この車両用空調システムも、車両への搭載性に優れつつ車室内を省エネルギーで空調可能である。 Therefore, this vehicle air conditioning system can also air-condition the interior of the vehicle with energy saving while being excellent in mountability on the vehicle.
この車両用空調システムにおいては、接続流路に設けられ、接続流路と車室外用流路とを連通又は非連通とする切替弁と、切替弁を制御可能な制御装置とを備えていることが好ましい(請求項7)。この場合には、接続流路と車室外用流路との連通又は非連通を切替えることが可能となる。このため、例えば、初期空調時には、接続流路と車室外流路とを非連通とし、定常空調時には、接続流路と車室外流路とを連通させることが可能となる。また、例えば、穏やかな気候時における車両の走行中であって、この車両用空調システムを不使用としている場合、接続流路内に車両システムによって加熱された熱交換媒体が流通することを防止することも可能となる。 The vehicle air conditioning system includes a switching valve that is provided in the connection channel and communicates or disconnects the connection channel and the vehicle exterior channel, and a control device that can control the switching valve. (Claim 7). In this case, it is possible to switch communication or non-communication between the connection flow path and the vehicle exterior flow path. For this reason, for example, at the time of initial air conditioning, the connection flow path and the flow path outside the passenger compartment can be disconnected, and at the time of steady air conditioning, the connection flow path and the flow path outside the passenger compartment can be communicated. Further, for example, when the vehicle is running in a mild climate and the vehicle air conditioning system is not used, the heat exchange medium heated by the vehicle system is prevented from flowing in the connection flow path. It is also possible.
切替弁としては、一つの流路の開閉のみを行う開閉弁を採用することができる。また、流路を他の流路に分岐可能な分岐弁を採用することもできる。分岐弁としては、例えば、三つの流路に接続され、二つの流路を連通しつつ、一つの流路を非連通とする三方弁を採用することができる。 As the switching valve, an open / close valve that opens and closes only one flow path can be employed. A branch valve that can branch the flow path to another flow path can also be employed. As the branch valve, for example, a three-way valve that is connected to three flow paths and communicates the two flow paths while not communicating with one flow path can be employed.
以下、本発明を具体化した実施例1、2を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments 1 and 2 embodying the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施例1)
実施例1の車両用空調システムは、ハイブリッド車又は電気自動車に搭載されている。この車両用空調システムは、図1に示すように、車両用空調ユニット1と、車両システム3と、車室外用熱交換器としてのラジエータ5とを備えている。
Example 1
The vehicle air conditioning system according to the first embodiment is mounted on a hybrid vehicle or an electric vehicle. As shown in FIG. 1, the vehicle air conditioning system includes a vehicle
車両用空調ユニット1は、車内用熱交換器としての水空気熱交換器7と、蓄熱タンク9と、副熱交換器としての水熱交換器11と、ペルチェ素子13とを備えている。
The vehicle
水空気熱交換器7には、図2に示すように、熱交換媒体としての水を流出させる第1流出口7aと、水を流入させる第1流入口7bとが形成されている。また、この水空気熱交換器7は、表面積拡大手段としての空冷フィン15を一体に有している。なお、図2において、実線で示す矢印は水の流通方向を示している。後述の図3〜7、9〜15も同様である。
As shown in FIG. 2, the water /
図1に示すように空冷フィン15の近くには電動ファン7cが設けられている。この電動ファン7cを駆動すれば、空冷フィン15の周りの空気が車室内に供給される。この電動ファン7cは、図示しない制御装置に接続されている。
As shown in FIG. 1, an
蓄熱タンク9には、水を流出させる第2流出口9aと、水を流入させる第2流入口9bとが形成されている。この蓄熱タンク9は周囲が断熱されている。また、蓄熱タンク9内には図示しない蓄熱材を内蔵し、蓄熱材に蓄熱した正又は負の熱量により水を加熱又は冷却することが可能になっている。この蓄熱タンク9では、幅及び長さを300mmとし、深さを130mmとすることにより、容積が約11リットルとなっている。なお、蓄熱タンク9の容積及びこの蓄熱タンク9に内蔵される蓄熱材の量は、車室内の大きさに合わせて適宜変更が可能である。
The
水空気熱交換器7と蓄熱タンク9とは配管17、18によって接続されている。配管17は、水空気熱交換器7の第1流出口7aと蓄熱タンク9の第2流入口9bとを接続している。配管18は、蓄熱タンク9の第2流出口9aと水空気熱交換器7の第1流入口7bとを接続している。配管17、18が車室内用流路である。配管17には、水を流通させる第1ポンプP1が設けられている。第1ポンプP1は、図示しない制御装置に接続されている。なお、第1ポンプP1は、配管18に設けられても良い。
The water-
水熱交換器11には、水を流出させる第3流出口11aと、水を流入させる第3流入口11bとが形成されている。第3流出口11aには、配管21の一端側が接続されており、第3流入口11bには、配管22の一端側が接続されている。配管21、22のそれぞれ他端側は、切替弁としての三方弁23a、23bに接続されている。この配管21、22が接続流路である。三方弁23a、23bは、それぞれ図示しない制御装置に接続されている。
The
ペルチェ素子13は、水空気熱交換器7と水熱交換器11との間に設けられており、水空気熱交換器7内の水と水熱交換器11内の水との間で熱を移動させる。ペルチェ素子13は、図示しないバッテリに接続されている。また、バッテリは、図示しない制御装置に接続されている。これにより、制御装置は、バッテリからペルチェ素子13に供給される電流の方向及大きさの変更が可能となっている。
The
車両システム3は、ハイブリッドエンジン、インバータ、モータ、コンバータ等の発熱部品によって構成されている。この車両システム3には図示しないウォータジャケットが形成されており、ウォータジャケットには水を流出させる第4流出口3aと、水を流入させる第4流入口3bとが形成されている。
The
ラジエータ5には、水を流出させる第5流出口5aと、水を流入させる第5流入口5bとが形成されている。また、ラジエータ5の近くには電動ファン5cが設けられている。この電動ファン5cを駆動することにより、ラジエータ5の周りの空気が車室外に放出される他、車室外の熱によりラジエータ5内の水を加熱することもできる。電動ファン5cは、図示しない制御装置に接続されている。
The
車両システム3とラジエータ5とは配管25〜28によって接続されている。配管25は、ラジエータ5の第5流出口5aと車両システム3の第4流入口3bとを接続している。配管26は、車両システム3の第4流出口3aと三方弁23bとを接続している。配管27は、三方弁23bと三方弁23aとを接続している。配管28は、三方弁23aとラジエータ5の第5流入口5bとを接続している。これらの配管25〜28が車室外用流路である。配管25には、水を流通させる第2ポンプP2が設けられている。第2ポンプP2は、図示しない制御装置に接続されている。なお、第2ポンプP2は、配管26又は配管28に設けられても良い。
The
このように構成された車両用空調システムでは、寒い環境下及び暑い環境下でそれぞれ図3〜7に示す状態で車室内の空調を行う。なお、図3〜7において、破線で示す矢印は熱の移動方向を示している。また、実施例では、不使用時の具体例として、車両が駐車されている状態を設定し、使用時の具体例として、車両が走行している状態を設定している。 In the vehicle air conditioning system configured as described above, the vehicle interior is air-conditioned in a state shown in FIGS. 3 to 7 in a cold environment and a hot environment. 3-7, the arrow shown with a broken line has shown the moving direction of heat. In the embodiment, a state in which the vehicle is parked is set as a specific example when not in use, and a state in which the vehicle is traveling is set as a specific example in use.
(寒い環境下)
寒い環境下での不使用時には、図3に示すように、制御装置はバッテリからペルチェ素子13へ供給される電流を制御し、ペルチェ素子13の水熱交換器11側を吸熱側とし、水空気熱交換器7を放熱側とする。この際、制御装置は、三方弁23aを制御することで、配管21と配管28とを連通させ、配管21、28と配管27とを非連通とさせる。同様に、制御装置は、三方弁23bを制御することで、配管22と配管26とを連通させ、配管22、26と配管27とを非連通とさせる。さらに、制御装置は、電動ファン5c及び第1、2ポンプP1、P2をそれぞれ作動させる。これらにより、水空気熱交換器7と蓄熱タンク9との間で水が循環する。また、車両システム3と水熱交換器11とラジエータ5との間で水が循環する。このため、ラジエータ5において車室外の空気と水とが熱交換する。この熱交換された水は、水熱交換器11内において、ペルチェ素子13によって吸熱される。そして、水空気熱交換器7内の水に放熱され、この水が蓄熱タンク9内に流入することで、蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることができる。
(In cold environment)
When not in use in a cold environment, as shown in FIG. 3, the control device controls the current supplied from the battery to the
そして、図4に示すように、使用時の初期、すなわち初期空調として、蓄熱タンク9内において、蓄熱材の正の熱量が水を加熱し、加熱された水が水空気熱交換器7に流入され、水熱交換器7は周りの空気を加熱する。また、制御装置は電動ファン7cを作動させる。こうして、この空気が電動ファン7cによって車室内に供給されて車室内が暖房される。この際、制御装置は、バッテリからペルチェ素子13への電力の供給を停止し、電動ファン5cを停止させる。また、制御装置は三方弁23a制御して、配管27と配管28とを連通させ、配管27、28と配管21を非連通とさせる。同様に、制御装置は、配管26と配管27とを連通させ、配管26、27と配管22を非連通とさせる。このため、初期空調時では、車両システム3とラジエータ5との間で水が循環する。
Then, as shown in FIG. 4, as the initial use, that is, as the initial air conditioning, in the
このように、この車両用空調システムでは、初期空調の暖房において、蓄熱材に蓄えられた正の熱量を使用することで、短時間での車室内の温度を上昇させることができる。また、この車両用空調システムでは、蓄熱材に蓄えられた正の熱量を使用することで、初期空調としての暖房を省エネルギーで実現できる。 Thus, in this vehicle air conditioning system, the temperature in the vehicle compartment can be increased in a short time by using the positive amount of heat stored in the heat storage material in the heating of the initial air conditioning. Moreover, in this vehicle air conditioning system, heating as the initial air conditioning can be realized with energy saving by using the positive amount of heat stored in the heat storage material.
また、図5に示すように、使用時の初期経過後、すなわち定常空調では、制御装置が三方弁23aを制御することで、配管21と配管28とを連通させ、配管21及び配管28と配管27とを非連通とさせる。同様に、制御装置は、三方弁23bを制御することで、配管22と配管26とを連通させ、配管22及び配管26と配管27とを非連通とさせる。また、制御装置は、バッテリからペルチェ素子13への電力の供給を再開するとともに、第1ポンプP1の作動を停止させる。なお、バッテリからペルチェ素子13へ供給される電流の向きは図3に示す場合と同様である。これらのため、車両システム3と水熱交換器11とラジエータ5との間で水が循環し、水空気熱交換器7と蓄熱タンク9との間での水の循環が停止する。これにより、車両システム3の排熱によって水熱交換器7内の水が加熱されることで、水熱交換器7は周りの空気を加熱する。そして、この空気が電動ファン7cによって車室内に供給されて車室内が暖房される。
Further, as shown in FIG. 5, after the initial lapse of use, that is, in steady-state air conditioning, the control device controls the three-
こうして、この車両用空調システムでは、定常空調に車両システム3の排熱の熱量を利用することで、省エネルギーでありながら長期間に亘って車室内の暖房が可能となる。上記のように、定常空調に求められる空調能力は、車室内の温度を長時間に亘って維持する能力である。このため、制御装置はバッテリを制御し、車室内の暖房を維持できる程度にペルチェ素子13が水熱交換器11内の水から熱を吸熱し、水空気熱交換器7内の水に放熱できる電力をペルチェ素子13に供給させる。このため、この車両用空調システムでは、ペルチェ素子13の使用時における消費電力の低減が可能となるとともに、ペルチェ素子13を小型化することも可能となる。また、この場合、この車両用空調システムでは、水熱交換器11内で吸熱され、さらにラジエータ5内で放熱されて冷却された水によって車両システム3の冷却も行うことができる。なお、定常空調時に第1ポンプP1を作動させることで、車両システム3の排熱の一部を蓄熱材に正の熱量として蓄えさせることもできる。
Thus, in this vehicle air-conditioning system, the amount of exhaust heat from the
(暑い環境下)
暑い環境下での不使用時には、図6に示すように、制御装置は、バッテリからペルチェ素子13へ供給される電流を寒い環境下の場合と反対とする制御を行い、ペルチェ素子13の水熱交換器11側を排熱側とし、水空気熱交換器7を吸熱側とする。この際、制御装置は、寒い環境下で正の熱量を蓄えさせた場合と同様に、三方弁23a、23bを制御する。また、制御装置は、電動ファン5c及び第1、2ポンプP1、P2をそれぞれ作動させる。このため、図3の場合と同様に水が循環する。これにより、図6に示すように、蓄熱材に負の熱量が蓄えられる。また、水熱交換器11側に放熱された熱量は、ラジエータ5から電動ファン5cによって車室外に放出される。
(Under hot environment)
When not in use in a hot environment, as shown in FIG. 6, the control device performs control so that the current supplied from the battery to the
そして、図4に示すように、初期空調としての暖房時と同様に、制御装置が電動ファン7c、切替弁23a、23b及び第1ポンプを制御する。このため、蓄熱材の負の熱量が水を冷却し、冷却された水が水熱交換器7に流入され、水熱交換器7は周りの空気を冷却する。そして、この空気が電動ファン7cによって車室内に供給されることで、車室内は初期空調で冷房される。このように、この車両用空調システムは、初期空調の冷房において、短時間で車室内の温度を下降させることができる。また、この車両用空調システムは、初期空調としての冷房を省エネルギーで実現できる。
Then, as shown in FIG. 4, the control device controls the
また、定常空調では、図7に示すように、ペルチェ素子13は水空気熱交換器7内の水を冷却し、水空気熱交換器7は周りの空気を冷却する。こうして、水空気熱交換器7周りの冷却された空気によって、車室内は定常空調で冷房される。この際、定常空調であることから、上記の定常空調としての暖房時と同様、ペルチェ素子13の使用時における消費電力を低くしても車室内の空調を維持することができる。また、定常空調時は、制御装置が三方弁23aを制御することで、配管21と配管28とを連通させ、配管21及び配管28と配管27とを非連通とさせる。同様に、制御装置は、三方弁23bを制御することで、配管22と配管26とを連通させ、配管22及び配管26と配管27とを非連通とさせる。このため、水熱交換器11側に放熱された熱量は、ラジエータ5から電動ファン5cによって車室外に放出される。
Moreover, in steady air conditioning, as shown in FIG. 7, the
このように、この車両用空調システムでは、蓄熱材に蓄えられた正又は負の熱量による車室内の空調を初期空調に限定している。このため、蓄熱タンク9の容量は初期空調を行い得る必要最小限の大きさにすることができる。また、この車両用空調ユニット1は、ペルチェ素子13を採用していことから、制御装置がバッテリからペルチェ素子13に供給される電流の方向や大きさを変更することで、容易に吸熱面と放熱面とを切替可能であるとともに、その温度制御も容易に変更可能である。これらにより、この車両用空調ユニット1は、躯体を小型化することが可能であるとともに構造を単純化することが可能となり、製造コストの削減も可能となる。そして、車両用空調ユニット1を備えたこの車両用空調システムも同様に、小型化が可能であり製造コストの削減も可能となる。
Thus, in this vehicle air conditioning system, the air conditioning in the vehicle interior by the positive or negative heat quantity stored in the heat storage material is limited to the initial air conditioning. For this reason, the capacity | capacitance of the
また、この車両用空調ユニット1では、蓄熱タンク9が必要最小限の量の蓄熱材のみを有していれば足りることから、蓄熱時にペルチェ素子13を低い能力で使用しても蓄熱材に十分な正又は負の熱量を蓄えさせることができる。また、初期空調中に水を加熱又は冷却するためにペルチェ素子13を使用する必要がない。さらに、定常空調時におけるペルチェ素子13の使用を必要最小限に止めることができる。このため、ペルチェ素子13を小型化することも可能となる。このため、この車両用空調システムでは、ペルチェ素子13による消費電力の低減が可能となる。
Moreover, in this vehicle air-
したがって、この車両用空調システムは、車両への搭載性に優れつつ車室内を省エネルギーで空調可能である。 Therefore, this vehicle air-conditioning system can air-condition the vehicle interior with energy saving while being excellent in mountability to the vehicle.
特に、この車両用空調ユニット1は、他の内燃式のエンジンとの接続も可能であるため、既存の車両にも容易に搭載することができる。このため、この車両用空調ユニット1と内燃式のエンジンとの組み合わせによる新たな車両用空調システムを構成し、車室内の空調を行うことができる。また、この車両用空調ユニット1は小型であることから、車室内に設置することも容易となる。
In particular, since the vehicle
また、配管21、22にそれぞれ三方弁23a、23bを設けている。このため、この車両用空調システムでは、例えば、穏やかな気候時における車両の走行中であって、この車両用空調システムによる車室内の空調が不必要な場合、配管21、23内に、車両システム3によって加熱された水が流通することを防止することも可能である。
The
また、上記のように、水空気熱交換器7は、水空気熱交換器7内の水の熱を放熱する空冷フィン15を有している。このため、空冷フィン15により、水空気熱交換器7の表面積を増やし、効率よく熱を放熱することが可能となっている。これにより、より効果的な冷房又は暖房が可能となる。
Further, as described above, the water /
(実施例2)
実施例2の車両用空調システムは、図8に示すように、車両用空調ユニット10と、車両システム3とラジエータ5とを備えている。
(Example 2)
The vehicle air conditioning system according to the second embodiment includes a vehicle
車両用空調ユニット10は、暖房用熱交換器としてのヒータコア31と、冷房用熱交換器としてのエバポレータ33と、暖房用蓄熱タンク35と、冷房用蓄熱タンク37と、ペルチェ素子13aとを備えている。
The vehicle
ヒータコア31には、水を流出させる第6流出口31aと、水を流入させる第6流入口31bとが形成されている。また、このヒータコア31は、空冷フィン15を一体に有している。空冷フィン15の近くには電動ファン31cが設けられている。この電動ファン31cを駆動すれば、空冷フィン15の周りの空気が車室内に供給される。この電動ファン31cは、図示しない制御装置に接続されている。
The
エバポレータ33には、水を流出させる第9流出口33aと、水を流入させる第9流入口33bとが形成されている。また、このエバポレータ33は、空冷フィン15を一体に有している。空冷フィン15の近くには電動ファン33cが設けられている。この電動ファン33cを駆動すれば、空冷フィン15の周りの空気が車室内に供給される。この電動ファン33cは、図示しない制御装置に接続されている。
The
暖房用蓄熱タンク35には、水を流出させる第7流出口35aと、水を流入させる第7流入口35bとが形成されている。この暖房用蓄熱タンク35は周囲が断熱されている。また、暖房用蓄熱タンク35内には図示しない蓄熱材を内蔵し、蓄熱材に蓄熱した正の熱量により水を加熱することが可能になっている。
The heating
冷房用蓄熱タンク37には、水を流出させる第11流出口37aと、水を流入させる第11流入口37bとが形成されている。この冷房用蓄熱タンク37は周囲が断熱されている。また、冷房用蓄熱タンク37内には図示しない蓄熱材を内蔵し、蓄熱材に蓄熱した負の熱量により水を冷却することが可能になっている。
The cooling
ペルチェ素子13aの一面側には、一面側熱交換器39が設けられている。一面側熱交換器39は、水を流出させる第8流出口39aと、水を流入させる第8流入口39bとが形成されている。また、ペルチェ素子13の他面側には、他面側熱交換器41が設けられている。他面側熱交換器41は、水を流出させる第10流出口41aと、水を流入させる第8流入口41bとが形成されている。
One surface
ペルチェ素子13aは、一面側熱交換器39内の水と他面側熱交換器41内の水との間で熱を移動させる。他の構成は、実施例1の車両用空調システム(車両用空調ユニット1)におけるペルチェ素子13と同様である。
The
ヒータコア31と、暖房用蓄熱タンク35と、一面側熱交換器39とは、配管43〜51によって接続されている。配管43と配管44とは三方弁23cを介して接続されており、配管44と配管45とは三方弁23dを介して接続されている。また、配管45と配管46とは三方弁23eを介して接続されており、配管46と配管47とは三方弁23gを介して接続されている。そして、配管49と配管50とは三方弁23hを介して接続されており、配管50と配管51とは三方弁23fを介して接続されている。また、配管47には、暖房用第1ポンプP3が設けられている。三方弁23c〜23h及び暖房用第1ポンプP3は、それぞれ図示しない制御装置に電気的に接続されている。なお、配管43〜51が暖房用流路に相当する。
The
三方弁23cには、配管21の一端が接続されており、配管21の他端は三方弁23aに接続されている。また、三方弁23dには、配管22の一端が接続されており、配管22の他端は三方弁23bに接続されている。
One end of the
三方弁23eには、配管61の一端が接続されており、配管61の他端は三方弁23fに接続されている。また、三方弁23gには、配管62の一端が接続されており、配管62の他端は三方弁23hに接続されている。
One end of a
エバポレータ33と、冷房用蓄熱タンク37と、他面側熱交換器41とは、配管52〜56によって接続されている。配管52と配管53とは三方弁23iを介して接続されており、配管55と配管56とは三方弁23jを介して接続されている。また、配管55には、冷房用第1ポンプP4が設けられている。三方弁23i、23j及び冷房用第1ポンプP4は、それぞれ図示しない制御装置に電気的に接続されている。なお、配管52〜56が冷房用流路に相当する。
The
三方弁23iには、配管63の一端が接続されており、配管63の他端は三方弁23jに接続されている。他の構成は実施例1の車両用空調システムと同様であり、同一の構成には同一の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。
One end of a
このように構成された車両用空調システムでは、寒い環境下及び暑い環境下でそれぞれ図9〜15に示す状態で車室内の空調を行う。なお、図9〜15において、破線で示す矢印は熱の移動方向を示している。また、不使用時及び使用時の各状態は実施例1と同様である。 In the vehicle air conditioning system configured as described above, the vehicle interior is air-conditioned in a state shown in FIGS. 9 to 15 in a cold environment and a hot environment. In addition, in FIGS. 9-15, the arrow shown with a broken line has shown the moving direction of heat. Each state when not in use and at the time of use is the same as in the first embodiment.
(寒い環境下)
寒い環境下での不使用時には、図9に示すように、制御装置はバッテリからペルチェ素子13aへ供給される電流を制御し、ペルチェ素子13aの他面側熱交換器41側を吸熱側とし、一面側熱交換器39側を放熱側としてペルチェ素子13aを作動させる。この際、制御装置は、三方弁23gを制御することで、配管47と配管62とを連通させ、配管47、62と配管46とを非連通とさせる。同様に、制御装置は、三方弁23hを制御することで、配管49と配管62とを連通させ、配管49、62と配管50とを非連通とさせる。また、制御装置は、三方弁23iを制御し、配管53と配管63とを連通させ、配管53、63と配管52とを非連通とさせる。そして、制御装置は、三方弁23jを制御し、配管55と配管63とを連通させ、配管55、63と配管52とを非連通とさせる。この状態で、制御装置は、暖房用及び冷房用第1ポンプP3、P4をそれぞれ作動させる。これらにより、暖房用流路内及び冷房用流路内において図9中の実線矢印方向で水が循環する。こうして、暖房用蓄熱タンク35内蓄熱材には正の熱量が蓄えられ、冷房用蓄熱タンク37内蓄熱材には負の熱量が蓄えられる。なお、冷房用第1ポンプP4を作動させないことで、暖房用蓄熱タンク35内の蓄熱材のみ正の熱量が蓄えられる状態とすることもできる。
(In cold environment)
When not in use in a cold environment, as shown in FIG. 9, the control device controls the current supplied from the battery to the
そして、初期空調時には、図10に示すように、制御装置は、三方弁23cを制御することで、配管43と配管44とを連通させ、配管43、44と配管21とを非連通とさせる。同様に、制御装置は、三方弁23dを制御することで、配管44と配管45とを連通させ、配管44、45と配管22とを非連通とさせる。また、制御装置は、三方弁23eを制御し、配管45と配管46とを連通させ、配管45、46と配管61とを非連通とさせる。そして、制御装置は、三方弁23gを制御し、配管46と配管47とを連通させ、配管46、47と配管62とを非連通とさせる。また、制御装置は、三方弁23hを制御し、配管49と配管50とを連通させ、配管49、50と配管62とを非連通とさせる。さらに、制御装置は、三方弁23fを制御し、配管50と配管51とを連通させ、配管51、52と配管61とを非連通とさせる。
And at the time of initial air-conditioning, as shown in FIG. 10, the control device controls the three-
これにより、暖房用蓄熱タンク35内において、蓄熱材の正の熱量が水を加熱し、加熱された水がヒータコア31内に流入され、ヒータコア31は周りの空気を加熱する。また、制御装置は電動ファン31cを作動させる。こうして、この空気が車室内に供給されて車室内が暖房される。この際、制御装置は、バッテリからペルチェ素子13a及び冷房用第1ポンプP4への電力の供給を停止する。
Thereby, in the
この車両用空調システムでは、上記の状態において、一面側熱交換器39側を放熱面とした状態で、制御装置がペルチェ素子13aを作動させることで、定常空調としての暖房も行うことが可能となる。この際、制御装置は、車室内の暖房を維持できる程度に一面側熱交換器39内の水を加熱すれば良く、ペルチェ素子13aの消費電力を低減できる。
In this vehicle air conditioning system, in the above state, the controller can operate the
また、定常空調時には、車両の走行開始に合わせて、制御装置は三方弁23aを制御して、配管27と配管28とを連通させ、配管27、28と配管21を非連通とさせる。同様に、制御装置は、配管26と配管27とを連通させ、配管26、27と配管22を非連通とさせる。さらに、制御装置は、第2ポンプP2を作動させる。
Further, at the time of steady air conditioning, the control device controls the three-
この車両用空調システムでは、図11に示す状態で、定常空調としての暖房を行うこともできる。すなわち、制御装置は、三方弁23a、23bを制御することで、配管21を介して配管28と43とを連通させる。この際、配管21、28と配管27とは非連通となり、また、配管21、43と配管44とは非連通となる。同様に、制御装置は、三方弁23b、23dを制御することで、配管22を介して配管26と45とを連通させる。この際、配管22、26と配管27とは非連通となり、また、配管22、45と配管44とは非連通となる。
In this vehicle air conditioning system, heating as steady air conditioning can be performed in the state shown in FIG. That is, the control device controls the three-
これにより、車両システム3の排熱で暖房用蓄熱タンク35内の蓄熱材を加熱しつつ、この車両システム3の排熱によって、車室内の暖房も可能となる。この場合、暖房用蓄熱タンク内の蓄熱材及び車両システム3の排熱によって加熱された水(温水)は、ヒータコア31及びラジエータ5によって放熱される。このため、好適に冷却された水によって車両システム3の冷却が可能となる。なお、車室内の暖房状態から、制御装置は、必要に応じてペルチェ素子13aに対する電力の供給量を調整し、または、ペルチェ素子13aの作動を停止させることができる。また、制御装置は暖房用第1ポンプP3又は第2ポンプP2の作動を停止させることもできる。
Accordingly, the vehicle interior can be heated by the exhaust heat of the
さらに、この車両用空調システムでは、上記の暖房中において、必要に応じて、冷房用第1ポンプP4を作動させることで、冷房用蓄熱タンク37内の蓄熱材に負の熱量を蓄えさせることができる。これにより、冷房用蓄熱タンク37内の蓄熱材が蓄える負の熱量が不足することが生じ難くなる。この場合に蓄えられた負の熱量は、暑い環境下における車室内の冷房に使用する他、暖房時における温度調整に使用することができる。
Furthermore, in this vehicle air conditioning system, during the heating described above, the first heat pump P4 is operated as necessary to store a negative amount of heat in the heat storage material in the
また、上記の状態から、図12に示すように、制御装置は、三方弁23e、23fを制御することで、配管61を介して配管45と51とを連通させる。この際、配管45、61と配管46とは非連通となり、また、配管51、61と配管49とは非連通となる。同様に、制御装置は、三方弁23g、23hを制御することで、配管62を介して配管47と49とを連通させる。また、制御装置は第2ポンプP2を作動させる。これにより、暖房用蓄熱タンク35を経由することなく、車両システムの排熱3の熱によって車室内の暖房を行うことが可能となる。
From the above state, as shown in FIG. 12, the control device controls the three-
また、この場合に、制御装置が暖房用第1ポンプP3を作動させることで、配管62を介して配管47〜49間で水が循環する。この際、一面側熱交換器39側を放熱面とした状態で制御装置がペルチェ素子13aを作動させる。これにより、暖房用蓄熱タンク35内の蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることが可能となる。なお、必要に応じて、冷房用第1ポンプP4を作動させることで、冷房用蓄熱タンク37内の蓄熱材に負の熱量を蓄えさせることもできる。
In this case, the control device operates the first heating pump P <b> 3 to circulate water between the
(暑い環境下)
暑い環境下での不使用時も、上記の図9に示す状態とすることで、冷房用蓄熱タンク37内の蓄熱材に負の熱量を蓄えさせることができる。また、同時に暖房用蓄熱タンク35内の蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることもできる。
(Under hot environment)
Even when not in use in a hot environment, the amount of negative heat can be stored in the heat storage material in the cooling
そして、初期空調時には、図13に示すように、制御装置は、三方弁23iを制御することで、配管52と配管53とを連通させ、配管52、53と配管63とを非連通とさせる。同様に、制御装置は、三方弁23jを制御することで、配管55と配管56とを連通させ、配管55、56と配管63とを非連通とさせる。これにより、冷房用蓄熱タンク37内の蓄熱材によって冷却された水がエバポレータ33内に流入し、エバポレータ33は周りの空気を冷却する。また、制御装置は電動ファン33cを作動させる。こうして、この空気が車室内に供給されて車室内が冷房される。この際、制御装置は、バッテリからペルチェ素子13a及び暖房用第1ポンプP3への電力の供給を停止する。
And at the time of initial air-conditioning, as shown in FIG. 13, a control apparatus controls the three-
また、この車両用空調装置では、上記の状態において、他面側熱交換器41側を吸熱面として制御装置がペルチェ素子13aを作動させることで、定常空調としての冷房を行うことも可能となる。この際、制御装置は、車室内の冷房を維持できる程度に他面側熱交換器41内の水を冷却すれば良く、ペルチェ素子13aの消費電力を低減できる。また、この状態において、図14に示すように制御装置が暖房用第1ポンプP3を作動させることで、暖房用蓄熱タンク35内の蓄熱材に正の熱量を蓄えさせることも可能となる。これにより、暖房用蓄熱タンク35内の蓄熱材に蓄えられる正の熱量が不足することが生じ難くなる。
Further, in this vehicle air conditioner, in the above state, the control device operates the
さらに、この車両用空調システムでは、制御装置が暖房用及び冷房用第1ポンプP3、P4を作動させるとともに、電動ファン31d、33dを作動させる。また同時に、制御装置は、各切替弁23c〜23jを制御し、図15に示す状態で、配管43〜51及び配管52〜56をそれぞれ接続する。これにより、ヒータコア31とエバポレータ33とを同時に作動させることが可能となっている。この場合、ヒータコア31により加熱され、除湿された空気がエバポレータ33によって好適に冷却された状態となる。このため、その空気によって車室内を除湿することが可能となる。他の作用効果は実施例1の車両用空調システムと同様である。
Further, in this vehicle air conditioning system, the control device operates the first pumps P3 and P4 for heating and cooling and also operates the electric fans 31d and 33d. At the same time, the control device controls the switching
以上において、本発明を実施例に即して説明したが、本発明は上記実施例1、2に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。 In the above, the present invention has been described with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and it is needless to say that the present invention can be appropriately modified and applied without departing from the spirit of the present invention. Absent.
例えば、実施例1、2の車両用空調システムにおいて、蓄熱タンク9、暖房用蓄熱タンク35、冷房用蓄熱タンク39内の各水の温度を検知可能な検知手段を設け、制御手段は検知手段が検知した水の温度を基に、ペルチェ素子13、13a、切替弁23a〜23j、電動ファン7c、31c、33c、第1、2ポンプP1、P2、暖房用第1ポンプP3及び冷房用第1ポンプP4の各制御を行うこともできる。
For example, in the vehicle air conditioning system according to the first and second embodiments, a detection unit capable of detecting the temperature of each water in the
また、実施例1の車両用空調システムにおいて、配管22と配管25とを接続し、配管21と配管26とを接続することで車両用空調システムを構成することもできる。また、配管22と配管26とを接続し、配管21と配管25とを接続することで車両用空調システムを構成することもできる。
In the vehicle air conditioning system of the first embodiment, the vehicle air conditioning system can be configured by connecting the
また、実施例1、2の車両用空調システムにおいて、三方弁23a〜23jに替えて、開閉弁を採用することもできる。この場合、実施例1、2の車両用空調システムを開閉弁のみによって構成する場合に限らず、開閉弁と三方弁とを組み合わせて構成することもできる。
Moreover, in the vehicle air conditioning system of Example 1, 2, it can replace with the three-
また、実施例1の車両用空調システムにおいて、水空気熱交換器7周りの空気を除湿させる除湿装置を設けることもできる。
In the vehicle air conditioning system according to the first embodiment, a dehumidifying device that dehumidifies the air around the water-
本発明の車両用空調システムは、ハイブリッド車、電気自動車等の車両の他、内燃式のエンジンを用いた車両に利用可能である。 The vehicle air conditioning system of the present invention can be used for a vehicle using an internal combustion engine in addition to a vehicle such as a hybrid vehicle or an electric vehicle.
7a…第1流出口
7b…第1流入口
7…水空気熱交換器(室内用熱交換器)
9a…第2流出口
9b…第2流入口
9…蓄熱タンク
17、18、21、22、25〜28、43〜56…配管(17、18…車室内用流路、21、22…接続流路、25〜28…車室外用流路、43〜51…暖房用流路、52〜56…冷房用流路)
P1…第1ポンプ
13…ペルチェ素子
1…車両用空調ユニット
11a…第3流出口
11b…第3流入口
11…水熱交換器(副熱交換器)
15…空冷フィン(表面積拡大手段)
31…ヒータコア(暖房用熱交換器)
33…エバポレータ(冷房用熱交換器)
35…暖房用蓄熱タンク
37…冷房用蓄熱タンク
P3…暖房用第1ポンプ
P4…冷房用第1ポンプ
3a…第4流出口
3b…第4流入口
3…車両システム
5a…第5流出口
5b…第5流入口
5…ラジエータ(車室外用熱交換器)
P2…第2ポンプ
23a、23b…三方弁(切替弁)
7a:
9a ...
P1 ... 1st pump 13 ...
15 ... Air-cooled fin (surface area expansion means)
31 ... Heater core (heat exchanger for heating)
33 ... Evaporator (cooling heat exchanger)
35 ... Heat storage tank for
P2 ...
Claims (7)
該熱交換媒体を流出させる第2流出口及び該熱交換媒体を流入させる第2流入口が形成され、蓄熱材を有し、該蓄熱材に蓄熱した熱量を該熱交換媒体に熱交換可能な蓄熱タンクと、
該第1流出口と該第2流入口とを接続し、該第2流出口と該第1流入口とを接続する車室内用流路と、
該車室内用流路内の該熱交換媒体を流通させる第1ポンプと、
外部の熱源と接続可能な接続流路と、
該車内用流路内の該熱交換媒体と該接続流路内の該熱交換媒体とで熱を移動させるペルチェ素子とを備えていることを特徴とする車両用空調ユニット。 An in-vehicle heat exchanger in which a first inflow port through which the heat exchange medium flows out and a first inflow port through which the heat exchange medium flows are formed, and surrounding air is supplied into the vehicle interior;
A second outlet for letting out the heat exchange medium and a second inlet for letting in the heat exchange medium are formed, and has a heat storage material, and the amount of heat stored in the heat storage material can be exchanged with the heat exchange medium. A heat storage tank,
A vehicle interior channel connecting the first outlet and the second inlet, and connecting the second outlet and the first inlet;
A first pump for circulating the heat exchange medium in the vehicle interior passage;
A connection channel that can be connected to an external heat source;
An air conditioning unit for a vehicle comprising: a heat exchange medium in the in-vehicle flow path and a Peltier element that moves heat between the heat exchange medium in the connection flow path.
前記接続流路は、該第3流出口及び該第3流入口に連通し、
前記ペルチェ素子は、前記車内用熱交換器と該副熱交換器とで熱を移動させる請求項1記載の車両用空調ユニット。 A sub-heat exchanger having a third outlet for allowing the heat exchange medium to flow out and a third inlet for allowing the heat exchange medium to flow;
The connection flow path communicates with the third outlet and the third inlet,
The vehicle air conditioning unit according to claim 1, wherein the Peltier element moves heat between the in-vehicle heat exchanger and the auxiliary heat exchanger.
前記蓄熱タンクは、暖房用蓄熱タンクと、冷房用蓄熱タンクとからなり、
前記車室内用流路は、該暖房用熱交換器と該暖房用蓄熱タンクとを接続する暖房用流路と、該冷房用熱交換器と該冷房用蓄熱タンクとを接続する冷房用流路とからなり、
前記第1ポンプは、該暖房用流路内の該熱交換媒体を流通させる暖房用第1ポンプと、該冷房用流路内の該熱交換媒体を流通させる冷房用第1ポンプとからなり、
前記接続流路は該暖房用流路及び該冷房用流路の少なくとも一方と接続され、
前記ペルチェ素子は、該冷房用流路内の該熱交換媒体と該暖房用流路内の該熱交換媒体とで熱を移動させる請求項1記載の車両用空調ユニット。 The in-vehicle heat exchanger comprises a heating heat exchanger and a cooling heat exchanger,
The heat storage tank consists of a heat storage tank for heating and a heat storage tank for cooling,
The vehicle interior channel includes a heating channel that connects the heating heat exchanger and the heating heat storage tank, and a cooling channel that connects the cooling heat exchanger and the cooling heat storage tank. And consist of
The first pump is composed of a first heating pump that circulates the heat exchange medium in the heating channel, and a first cooling pump that circulates the heat exchange medium in the cooling channel,
The connection channel is connected to at least one of the heating channel and the cooling channel;
The vehicle air conditioning unit according to claim 1, wherein the Peltier element moves heat between the heat exchange medium in the cooling channel and the heat exchange medium in the heating channel.
前記熱交換媒体を流出させる第4流出口及び該熱交換媒体を流入させる第4流入口が形成され、車両で排熱を生じる車両システムと、
該熱交換媒体を流出させる第5流出口及び該熱交換媒体を流入させる第5流入口が形成され、周りの空気が車室外に放出される車室外用熱交換器と、
前記接続流路に該第4流出口及び該第4流入口を接続するとともに、該第5流出口及び該第5流入口を接続する車室外用流路と、
該車室外流路内の該熱交換媒体を流通させる第2ポンプとを備えていることを特徴とする車両用空調システム。 The vehicle air conditioning unit according to any one of claims 2 to 5,
A vehicle system in which a fourth inflow port for flowing out the heat exchange medium and a fourth inflow port for flowing in the heat exchange medium are formed, and exhaust heat is generated in the vehicle;
A heat exchanger for outside the vehicle, in which a fifth outlet for letting out the heat exchange medium and a fifth inlet for letting in the heat exchange medium are formed, and the surrounding air is discharged outside the passenger compartment;
A vehicle exterior channel connecting the fourth outlet and the fourth inlet to the connection channel, and connecting the fifth outlet and the fifth inlet;
A vehicular air conditioning system, comprising: a second pump that circulates the heat exchange medium in the flow path outside the passenger compartment.
該切替弁を制御可能な制御装置とを備えている請求項6記載の車両用空調システム。 A switching valve provided in the connection flow path, wherein the connection flow path and the vehicle exterior flow path are in communication or non-communication;
The vehicle air conditioning system according to claim 6, further comprising a control device capable of controlling the switching valve.
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