JP2012154567A - Air conditioning core - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は空調コアに関する。ここで、空調コアとは、クーラコア又はヒータコアとして用いられ得る空調用熱交換器である。 The present invention relates to an air conditioning core. Here, the air conditioning core is an air conditioning heat exchanger that can be used as a cooler core or a heater core.
特許文献1の図5等に冷却装置に用いられるコアが開示されている。このコアは、一面側が吸熱面となり、他面側が放熱面となるペルチェ素子と、複数本のチューブとを備えている。各チューブはペルチェ素子の放熱面に設けられている。各チューブの内部には液体からなる熱交換媒体を流通可能な液体流路が形成されており、各チューブは熱交換媒体の熱を外部の空気に交換可能になっている。一方、ペルチェ素子の吸熱面には冷却を行う対象である冷却負荷が当接している。 A core used in a cooling device is disclosed in FIG. The core includes a Peltier element having a heat absorbing surface on one surface and a heat radiating surface on the other surface, and a plurality of tubes. Each tube is provided on the heat dissipation surface of the Peltier element. Each tube has a liquid flow path through which a heat exchange medium made of liquid can flow, and each tube can exchange heat of the heat exchange medium with external air. On the other hand, a cooling load, which is an object to be cooled, is in contact with the heat absorbing surface of the Peltier element.
このコアでは、ペルチェ素子が冷却負荷に対して吸熱を行うことにより冷却負荷を冷却することが可能である。また、ペルチェ素子によって吸熱された冷却負荷の熱は、各チューブ内の第1熱交換媒体によって外部の空気に放熱される。このコアを空調装置に用いる場合、ペルチェ素子の放熱面によって熱交換媒体を加熱し、その熱がチューブを経由して室内に供給されることにより、室内の暖房を行うことができると考えられる。 In this core, the cooling load can be cooled by the Peltier element absorbing heat with respect to the cooling load. Further, the heat of the cooling load absorbed by the Peltier element is radiated to the outside air by the first heat exchange medium in each tube. When this core is used for an air conditioner, it is considered that the room can be heated by heating the heat exchange medium by the heat dissipation surface of the Peltier element and supplying the heat to the room via the tube.
しかし、発明者らの知見によれば、上記従来のコアは、ペルチェ素子の吸熱面や放熱面と熱交換媒体との間において、熱が十分に移動できず、例えこれを空調装置に用いたとしても、室内を好適に冷房又は暖房することができない。 However, according to the knowledge of the inventors, the above-described conventional core cannot transfer heat sufficiently between the heat absorbing surface or heat radiating surface of the Peltier element and the heat exchange medium, and this is used for an air conditioner, for example. However, the room cannot be suitably cooled or heated.
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、室内を好適に空調することが可能な空調コアを提供することを解決すべき課題としている。 This invention is made | formed in view of the said conventional situation, Comprising: It is set as the problem which should be solved to provide the air-conditioning core which can air-condition a room | chamber interior suitably.
本発明の空調コアは、複数のペルチェ素子と、
内部に液体からなる第1熱交換媒体を流通可能な第1液体流路が形成され、該第1熱交換媒体の熱を外部の空気に交換可能な第1チューブと、
内部に液体からなる第2熱交換媒体を流通可能な第2液体流路が形成され、該第2熱交換媒体の熱を取得可能な第2チューブとを備え、
該第1チューブは、該第1液体流路で該第1熱交換媒体を対流させるように延び、
各該ペルチェ素子は、各一面が該第1チューブに隣接し、各他面が該第2チューブに隣接していることを特徴とすることを特徴とする(請求項1)。
The air conditioning core of the present invention includes a plurality of Peltier elements,
A first liquid flow path capable of circulating a first heat exchange medium made of liquid inside, a first tube capable of exchanging heat of the first heat exchange medium with external air;
A second liquid flow path capable of circulating a second heat exchange medium made of liquid is formed therein, and a second tube capable of acquiring heat of the second heat exchange medium,
The first tube extends to convect the first heat exchange medium in the first liquid flow path;
Each of the Peltier elements is characterized in that one surface is adjacent to the first tube and the other surface is adjacent to the second tube (Claim 1).
本発明の空調コアでは、各ペルチェ素子の各一面が第1チューブに隣接し、各ペルチェ素子の各他面が第2チューブに隣接している。第1チューブは、内部に液体からなる第1熱交換媒体を流通可能な第1液体流路が形成され、第1熱交換媒体の熱を外部の空気に交換可能である。第2チューブは、内部に液体からなる第2熱交換媒体を流通可能な第2液体流路が形成され、第2熱交換媒体の熱を取得可能である。このため、この空調コアでは、各ペルチェ素子の各一面と第1熱交換媒体との間において熱が移動可能であるとともに、各ペルチェ素子の各他面と第2熱交換媒体との間においても熱が移動可能である。 In the air conditioning core of the present invention, each surface of each Peltier element is adjacent to the first tube, and each other surface of each Peltier element is adjacent to the second tube. The first tube has a first liquid flow path through which a first heat exchange medium made of a liquid can flow, and can exchange heat of the first heat exchange medium with external air. The second tube is formed with a second liquid flow path through which the second heat exchange medium made of liquid can be circulated, and can acquire the heat of the second heat exchange medium. For this reason, in this air conditioning core, heat can move between each surface of each Peltier element and the first heat exchange medium, and also between each other surface of each Peltier element and the second heat exchange medium. Heat can move.
そして、この空調コアでは、第1液体流路で第1熱交換媒体を対流させるように第1チューブが延びている。このため、この第1熱交換媒体の対流により、例えば、この空調コアでは、各ペルチェ素子の各一面が第1熱交換媒体から十分に吸熱を行うことで第1熱交換媒体が十分に冷却され、各ペルチェ素子の各他面が第2熱交換媒体に十分に放熱を行うことで第2熱交換媒体が十分に加熱される。また、例えば、各ペルチェ素子の各一面が第1熱交換媒体に十分に放熱を行うことで第1熱交換媒体が十分に加熱され、各ペルチェ素子の各他面が第2熱交換媒体から十分に吸熱を行うことで第2熱交換媒体が十分に冷却される。これらのため、この空調コアでは、加熱された第1熱交換媒体や第2熱交換媒体の熱を利用することで室内を好適に暖房することが可能になる。同様に、この空調コアでは、冷却された第1熱交換媒体や第2熱交換媒体の冷熱を利用することで室内を好適に冷房することも可能になる。 And in this air conditioning core, the 1st tube is extended so that the 1st heat exchange medium may be convected in the 1st liquid channel. For this reason, due to the convection of the first heat exchange medium, for example, in this air conditioning core, each surface of each Peltier element sufficiently absorbs heat from the first heat exchange medium, so that the first heat exchange medium is sufficiently cooled. The second heat exchange medium is sufficiently heated by the other surfaces of the Peltier elements sufficiently dissipating heat to the second heat exchange medium. In addition, for example, each surface of each Peltier element sufficiently dissipates heat to the first heat exchange medium, so that the first heat exchange medium is sufficiently heated, and each other surface of each Peltier element is sufficiently from the second heat exchange medium. The second heat exchange medium is sufficiently cooled by absorbing heat. For these reasons, in this air conditioning core, it is possible to suitably heat the room by using the heat of the heated first heat exchange medium and second heat exchange medium. Similarly, in this air conditioning core, it is possible to suitably cool the room by using the cooled heat of the first heat exchange medium and the second heat exchange medium.
したがって、本発明の空調コアによれば、室内を好適に空調することが可能となる。 Therefore, according to the air conditioning core of the present invention, it is possible to suitably air-condition the room.
本発明の空調コアでは、加熱又は冷却された第1熱交換媒体の熱や冷熱によって室内の空調を行っても良く、加熱又は冷却された第2熱交換媒体の熱や冷熱によって室内の空調を行っても良い。また、各ペルチェ素子は、一面側と他面側とで吸熱面と放熱面とが切り替え可能に構成されていることが好ましい。 In the air conditioning core of the present invention, indoor air conditioning may be performed by heat or cold of the first heat exchange medium heated or cooled, and indoor air conditioning may be performed by heat or cold of the second heat exchange medium heated or cooled. You can go. Moreover, it is preferable that each Peltier element is comprised so that a heat absorption surface and a heat radiating surface can be switched by the one surface side and the other surface side.
本発明の空調コアにおける第1、2熱交換媒体は、同じものであっても良く、異なるものであっても良い。第1、2熱交換媒体としては、例えば、水や不凍液等を採用することができる。この水等は、ペルチェ素子による吸熱又は放熱のために専用に用いられる水等であっても良く、例えば、車両の空調装置に用いられる場合には、エンジン等の冷却水等であっても良い。 The first and second heat exchange media in the air conditioning core of the present invention may be the same or different. As the first and second heat exchange media, for example, water, antifreeze, or the like can be employed. This water or the like may be water or the like used exclusively for heat absorption or heat dissipation by the Peltier element. For example, when used in an air conditioner of a vehicle, it may be cooling water or the like of an engine or the like. .
また、第2チューブは第1チューブの延びる方向に直交していることが好ましい(請求項2)。この場合、この空調コアでは、第1熱交換媒体が第1チューブ内で十分に対流し易くなり、各ペルチェ素子の各一面と第1熱交換媒体との間において熱が十分に移動可能となる。 The second tube is preferably orthogonal to the direction in which the first tube extends (claim 2). In this case, in this air conditioning core, the first heat exchange medium is sufficiently easily convected in the first tube, and heat can sufficiently move between each surface of each Peltier element and the first heat exchange medium. .
具体的には、本発明の空調コアが空調装置に組み込まれ、第1チューブが上下に伸びれば、第1液体流路で第1熱交換媒体が対流する。この場合、第2チューブは水平方向に延びる。 Specifically, when the air conditioning core of the present invention is incorporated in an air conditioner and the first tube extends vertically, the first heat exchange medium convects in the first liquid flow path. In this case, the second tube extends in the horizontal direction.
さらに、第1チューブは環状に形成された環状チューブを有していることが好ましく(請求項3)、また、第1チューブは、環状チューブに両端で連通する直線チューブを有していることが好ましい(請求項4)。これらの場合には、第1チューブ内で第1熱交換媒体がより対流し易くなる。このため、この空調コアでは、室内をより好適に空調することが可能となる。 Further, the first tube preferably has an annular tube formed in an annular shape (Claim 3), and the first tube has a linear tube communicating with the annular tube at both ends. Preferred (claim 4). In these cases, the first heat exchange medium is more easily convected in the first tube. For this reason, in this air conditioning core, it becomes possible to air-condition a room more suitably.
第2チューブは、上部第2チューブと、上部第2チューブの下方に設けられた下部第2チューブとからなり得る。そして、第1チューブは、上部第2チューブの下方にペルチェ素子を介して設けられた下向き第1チューブと、下部第2チューブの上方にペルチェ素子を介して設けられた上向き第1チューブとからなり得る(請求項5)。この場合、上部第2チューブの下方に設けられたペルチェ素子は、上部第2チューブ側を放熱面とし、下向き第1チューブ側を吸熱面とする。また、下部第2チューブの上方に設けられたペルチェ素子は、下部第2チューブ側を吸熱面とし、上向き第1チューブ側を放熱面とする。これらにより、下向き第1チューブ内及び上向き第1チューブ内においてそれぞれに生じる第1熱交換媒体の対流の方向が重力方向に沿ったものとなる。このため、下向き第1チューブ内及び上向き第1チューブ内のそれぞれで、第1熱交換媒体の対流が好適に生じることとなる。このため、この空調コアでは、より好適に室内を空調することが可能となる。 The second tube may be composed of an upper second tube and a lower second tube provided below the upper second tube. The first tube includes a downward first tube provided via a Peltier element below the upper second tube, and an upward first tube provided via the Peltier element above the lower second tube. (Claim 5). In this case, in the Peltier element provided below the upper second tube, the upper second tube side is a heat radiating surface and the downward first tube side is a heat absorbing surface. Further, in the Peltier element provided above the lower second tube, the lower second tube side is the heat absorbing surface, and the upward first tube side is the heat radiating surface. By these, the direction of the convection of the 1st heat exchange medium which arises in each in the downward 1st tube and the upward 1st tube becomes along the direction of gravity. For this reason, the convection of the first heat exchange medium is preferably generated in each of the downward first tube and the upward first tube. For this reason, in this air conditioning core, it becomes possible to air-condition a room more suitably.
また、この場合の空調コアにおいて、下向き第1チューブと上向き第1チューブとは、水平方向で交互に設けられていることが好ましい(請求項6)。この場合、上記の効果を実現可能に、効率よく下向き第1チューブと上向き第1チューブとを配置することが可能となる。このため、この空調コアでは、その躯体を小型化しつつ、好適に室内を空調することが可能となる。 In the air conditioning core in this case, it is preferable that the downward first tubes and the upward first tubes are alternately provided in the horizontal direction (Claim 6). In this case, it becomes possible to arrange | position a downward 1st tube and an upward 1st tube efficiently so that said effect is realizable. For this reason, in this air conditioning core, it becomes possible to air-condition the room suitably while downsizing the casing.
さらに、上記の場合の空調コアにおいて、各ペルチェ素子は、一面側と他面側とで吸熱面と放熱面とが切り替え可能に構成され、下部第2チューブと下向き第1チューブとの間及び上部第2チューブと上向き第1チューブとの間にペルチェ素子が設けられていることが好ましい(請求項7)。この場合には、下部第2チューブと下向き第1チューブとの間に設けられたペルチェ素子について、暖房時に下部第2チューブ側を吸熱面とし、下向き第1チューブ側を放熱面として作動させることができる。また同様に、上部第2チューブと上向き第1チューブとの間に設けられたペルチェ素子について、冷房時に上部第2チューブ側を放熱面とし、上向き第1チューブ側を吸熱面として作動させることができる。これらにより、暖房時及び冷房時に行われる熱の移動量をより多くすることが可能となる。このため、この空調コアでは、より高出力で室内を空調することが可能となる。 Further, in the air conditioning core in the above case, each Peltier element is configured so that the heat absorption surface and the heat radiation surface can be switched between the one surface side and the other surface side, and between the lower second tube and the downward first tube and the upper portion. It is preferable that a Peltier element is provided between the second tube and the upward first tube. In this case, the Peltier element provided between the lower second tube and the downward first tube can be operated with the lower second tube side as the heat absorption surface and the downward first tube side as the heat dissipation surface during heating. it can. Similarly, the Peltier element provided between the upper second tube and the upward first tube can be operated with the upper second tube side as a heat dissipation surface and the upward first tube side as a heat absorption surface during cooling. . As a result, the amount of heat transferred during heating and cooling can be increased. For this reason, in this air conditioning core, it becomes possible to air-condition the room with higher output.
本発明の空調コアにおいて、第2チューブ、各ペルチェ素子及び第1チューブは、仮想の水平軸周りに回転可能に構成され得る(請求項8)。この場合、それぞれ第2チューブ、各ペルチェ素子及び第1チューブを反転させることにより、暖房時と冷房時とで第1チューブ内における第1熱交換媒体の対流の方向を重力方向に沿ったものとすることが可能となる。このため、この空調コアであっても、ペルチェ素子による熱の移動が好適に行われることとなり、より好適に室内を空調することが可能となる。 In the air conditioning core of the present invention, the second tube, each Peltier element, and the first tube may be configured to be rotatable around an imaginary horizontal axis. In this case, by reversing the second tube, each Peltier element, and the first tube, the direction of the convection of the first heat exchange medium in the first tube during the heating and the cooling is along the direction of gravity. It becomes possible to do. For this reason, even if it is this air-conditioning core, the movement of the heat by a Peltier device will be performed suitably, and it will become possible to air-condition a room more suitably.
第1チューブには、外部の空気に接触可能なフィンが設けられていることが好ましい(請求項9)。この場合には、第1チューブ内における第1熱交換媒体の熱又は冷熱を効率良く空気に放出することが可能となる。このため、この空調コアでは、ペルチェ素子による熱の移動がより好適に行われることとなる。このため、この空調コアでは、より好適に室内を空調することが可能となる。 It is preferable that the first tube is provided with a fin capable of contacting external air (claim 9). In this case, the heat or cold of the first heat exchange medium in the first tube can be efficiently released to the air. For this reason, in this air conditioning core, the movement of heat by the Peltier element is more suitably performed. For this reason, in this air conditioning core, it becomes possible to air-condition a room more suitably.
以下、本発明を具体化した実施例1〜11を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, Embodiments 1 to 11 embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
(実施例1)
図1に示すように、実施例1の車両用空調装置(以下、空調装置という。)は、車両に搭載されて車室内の空調を行う。この空調装置は、空調コア100と、ラジエータ3と、コントローラ5とを備えている。コントローラ5は電源としてのバッテリ5aに接続されている。
Example 1
As shown in FIG. 1, a vehicle air conditioner (hereinafter referred to as an air conditioner) according to the first embodiment is mounted on a vehicle and performs air conditioning of the passenger compartment. The air conditioner includes an
空調コア100は、複数の公知のペルチェ素子7A〜7Fと、複数の下向き第1チューブ9と、複数の上向き第1チューブ11と、上部第2チューブ13と、下部第2チューブ15とを備えている。また、空調コア100の近傍には空調用ファン100aが設けられている。各ペルチェ素子7A〜7F及び空調用ファン100aは、バッテリ5aに電気的に接続されている。なお、各ペルチェ素子7A〜7Fは、一面70a側と他面70b側とで吸熱面と放熱面とが切り替え可能に構成されている。
The
また、図1に示すように、各下向き第1チューブ9と各上向き第1チューブ11は、それぞれと水平方向で交互に設けられている。そして、上部第2チューブ13及び下部第2チューブ15は、下向き第1チューブ9及び上向き第1チューブ11の上下にそれぞれ配置されている。
Moreover, as shown in FIG. 1, each downward
図2に示すように、各下向き第1チューブ9は、環状に形成された環状チューブ90aと、環状チューブ90aに両端で連通する直線チューブ90b、90cとで構成されている。また、環状チューブ90a及び直線チューブ90b、90cには、内部に第1熱交換媒体としての水を流通可能な下向き第1液体流路91が形成されている。この下向き第1チューブ9は、上部第2チューブ13側から下部第2チューブ15側に向かって垂直に延びている。
As shown in FIG. 2, each downward
図1に示す上向き第1チューブ11も同様に、環状チューブ110aと直線チューブ110b、110cとで構成されている。また、環状チューブ110a及び直線チューブ110b、110cには、内部に第1熱交換媒体としての水を流通可能な上向き第1液体流路111が形成されている。この上向き第1チューブ11は、下部第2チューブ15側から上部第2チューブ13側に向かって垂直に延びている。
Similarly, the upward
これらの下向き第1チューブ9及び上向き第1チューブ11には、板状のフィン17が複数枚設けられている。また、各下向き第1チューブ9及び各上向き第1チューブ11には、それぞれ公知の温度センサ19a〜19fが設けられている。これらの温度センサ19a〜19fは、バッテリに電気的に接続されており、水温に基づいた制御信号をコントローラに対して送信可能となっている。
These downward
上部第2チューブ13及び下部第2チューブ15は、下向き第1チューブ9及び上向き第1チューブ11cがそれぞれ延びる方向に対して直交して水平に延びている。また、図2に示すように上部第2チューブ13には、内部にLLC(ロングライフクーラント)からなる冷却水を流通可能な上側第2液体流路14が形成されている。さらに、上部第2チューブ13には、図1に示すように、上部第2液体流路14と連通する上部流入口13a及び下部流出口13bが形成されている。下部第2チューブ15も同様に構成されており、冷却水を流通可能な下部第2液体流路16と、下部第2液体流路16と連通する下部流入口15a及び下部流出口15bとが形成されている。なお、下向き第1チューブ9及び上向き第1チューブ11と同様、上部第1チューブ13及び下部第2チューブ15において、水を流通させても良い。また、下向き第1チューブ9及び上向き第1チューブ11において、冷却水を流通させても良い。
The upper
ペルチェ素子7A〜7Cは、上部第2チューブ13と各下向き第1チューブ9との間に整列した状態でそれぞれ設けられている。これらのペルチェ素子7A〜7Cは、各下向き第1チューブ9に各一面70aを隣接させており、上部第2チューブ13に各他面70bを隣接させている。このように、各ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aと各下向き第1チューブ9とが隣接することで、各ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aと、各下向き第1チューブ9における直線チューブ90b、90cの各一端とが接した状態となっている。
The Peltier elements 7 </ b> A to 7 </ b> C are provided in an aligned state between the upper
また、ペルチェ素子7D〜7Fは、下部第2チューブ15と上向き第1チューブ11との間に整列した状態でそれぞれ設けられている。これらのペルチェ素子7D〜7Fは、各上向き第1チューブ11に各一面70aを隣接させており、下部第2チューブ15に各他面70bを隣接させている。このように、各ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70aと各上向き第1チューブ11とが隣接することで、各ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70aと、各上向き第1チューブ11における直線チューブ110b、110cの各一端とが接した状態となっている。
The Peltier elements 7 </ b> D to 7 </ b> F are provided in an aligned state between the lower
ラジエータ3には、第1、2流出口3a、3b及び第1、2流入口3c、3dが形成されている。このラジエータ3は、内部を冷却水が流通可能に構成されており、ラジエータ3内の冷却水と、ラジエータ3周りの空気との間で熱交換を行うことで、冷却水を冷却又は加熱することが可能となっている。また、ラジエータ3の近傍にはラジエータ用ファン3eが設けられている。このラジエータ用ファン3eは、バッテリ5aに対し電気的に接続されている。
The radiator 3 is formed with first and
図1に示すように、ラジエータ3の第1流出口3aと上部流入口13aとは、配管21によって接続されている。また、ラジエータ3の第1流入口3cと上部流出口13bとは配管23によって接続されている。配管21、23内には冷却水が流通しており、配管21と配管23とはラジエータ3内で互いに連通している。さらに、ラジエータ3の第2流出口3bと下部流入口15aとは、配管25によって接続されている。そして、ラジエータ3の第2流入口3dと下部流出口15bとは配管27によって接続されている。配管25、27内にも冷却水が流通しており、配管25と配管27とはラジエータ3内で互いに連通している。
As shown in FIG. 1, the
また、配管23には第1ポンプP1が設けられており、配管27には第2ポンプP2が設けられている。これらの第1、2ポンプP1、P2は、それぞれバッテリ5aに対し電気的に接続されている。なお、第1ポンプP1は図1に示す配管21側に設けられても良く、第2ポンプP2は配管25側に設けられても良い。
The
コントローラ5は、温度センサ19a〜19fの制御信号に基づき、ペルチェ素子7A〜7Fに通電する電力の強弱や方向等の制御を行う他、バッテリ5aを介してコントローラ5に接続された電動ポンプP1等の制御を行う。なお、コントローラ5は、個々のペルチェ素子7A〜7F毎に制御を行うことが可能である。また、バッテリ5aは、ペルチェ素子7A〜7F等に対する電源として機能する。これらのコントローラ5及びバッテリ5aの構成は公知のものと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。
The
以上のように構成されたこの空調装置では、以下のようにして冷房運転又は暖房運転を行う。 In the air conditioner configured as described above, the cooling operation or the heating operation is performed as follows.
〈冷房運転〉
冷房運転時には、図3に示すように、コントローラ5は、第1ポンプP1及びラジエータ用ファン3eをそれぞれ作動させる。また、コントローラ5は、ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70a側が吸熱面となり、各他面70b側が放熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7A〜7Cへの給電を開始する。なお、他のペルチェ素子7D〜7Fへの給電は行わない。
<Cooling operation>
In the cooling operation, as shown in FIG. 3, the
これにより、この空調装置では、配管21、23を介して空調コア100とラジエータ3との間で、図3中の実線矢印方向で冷却水が循環する。この状態において、ペルチェ素子7A〜7Cの各他面70bが上部第2チューブ13内を流通する冷却水に対して放熱を行うとともに、各一面70aが下向き第1液体流路91内の水に対して吸熱を行う。
Thereby, in this air conditioner, the cooling water circulates between the
特に、この空調コア100では、下向き第1液体流路91で水を対流させるように各下向き第1チューブ9が垂直に延び、上部第2チューブ13は各下向き第1チューブ9の延びる方向に直交している。また、各下向き第1チューブ9は、環状チューブ90aと、直線チューブ90b、90cとで構成されており、さらに、各ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aが各直線チューブ90b、90cと接している。これらのため、この空調コア100では、水が各下向き第1チューブ9内で同図中の破線矢印方向で十分に対流し、各ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aと水との間において熱がより十分に移動可能となっている。
In particular, in the
より詳細に説明すると、各ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aによる吸熱により、各下向き第1液体流路91内において、各一面70a近傍の水が冷却される。この冷却された水は、その比重が重くなり、下向き第1液体流路91内を下部第2チューブ15方向、すなわち、重力方向に沿って下方向へ向かって流通することとなる。一方、各一面70aから遠ざかった水は、各一面70a近傍の水との間で温度差が生じ、その比重が軽くなる。このため、各一面70aから遠い位置にある水は、各一面70aに向かって下向き第1液体流路91内を上昇するように流通することとなる。この結果、下向き第1チューブ9において水の対流が生じることとなる。そして、この水の対流により、各ペルチェ素子7A〜7Cによる熱の移動が促進されることとなる。
More specifically, water in the vicinity of each
こうして、この空調コア100では、各ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aが水から十分に吸熱を行うことで水が十分に冷却される。このため、下向き第1チューブ9における各フィン17周りの空気が好適に冷却される。そして、コントローラ5が空調用ファン100aを作動させることにより、この冷却された空気が車室内に供給され、車室内の冷房が行われる。
Thus, in this
一方、各ペルチェ素子7A〜7Cの各他面70bが冷却水に十分に放熱を行うことで冷却水が十分に加熱された状態となる。この加熱された冷却水は、ラジエータ3内においてラジエータ3周りの空気との熱交換によって冷却される。
On the other hand, the
〈暖房運転〉
暖房運転時には、図4に示すように、コントローラ5は、第2ポンプP2及びラジエータ用ファン3eをそれぞれ作動させる。また、コントローラ5は、ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70a側が放熱面となり、各他面70b側が吸熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7d〜7fへの給電を開始する。なお、他のペルチェ素子7A〜7Cへの給電は行わない。
<Heating operation>
During the heating operation, as shown in FIG. 4, the
これにより、この空調装置では、配管25、27を介して空調コア100とラジエータ3との間で、図4中の実線矢印方向で冷却水が循環する。この状態において、ペルチェ素子7e〜7fの各他面70bが下部第2チューブ15内を流通する冷却水に対して吸熱を行うとともに、各一面70aが上向き第1液体流路111内の水に対して放熱を行う。
Thereby, in this air conditioner, the cooling water circulates between the
この空調コア100では、上向き第1液体流路111で水を対流させるように各上向き第1チューブ11が垂直に延び、下部第2チューブ15は各上向き第1チューブ11の延びる方向に直交している。また、各上向き第1チューブ11は、環状チューブ110aと、直線チューブ110b、110cとで構成されており、さらに、各ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70aが各直線チューブ110b、110cと接している。これらのため、この空調コア100では、水が各上向き第1チューブ11内で同図中の破線矢印方向で十分に対流し、各ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70aと水との間において熱がより十分に移動可能となっている。
In this
この場合について、より詳細に説明すると、ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70aによる放熱により、各上向き第1液体流路111内において、各一面70a近傍の水が加熱される。この加熱された水は、その比重が軽くなり、上向き第1液体流路111内を上部第2チューブ13方向に向かって上昇、すなわち、上方向へ向かって流通することとなる。一方、各一面70aから遠ざかることで、各一面70aの近傍の水との間で温度差が生じ、その比重が重くなる。このため、各一面70aから遠い位置にある水は、各一面70aに向かって重力方向に沿いつつ、上向き第1液体流路111内を流通することとなる。この結果、上向き第1チューブ11において水の対流が生じることとなる。そして、冷房運転時と同様、この水の対流により、各ペルチェ素子7D〜7Fによる熱の移動が促進されることとなる。
This case will be described in more detail. Water in the vicinity of each
こうして、この空調コア100では、各ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70aが水に十分に放熱を行うことで水が十分に加熱される。このため、各フィン17周りの空気が好適に加熱される。そして、コントローラ5が空調用ファン100aを作動させることにより、この加熱された空気が車室内に供給され、車室内の暖房が行われる。
Thus, in this
一方、各ペルチェ素子7D〜7Fの各他面70bが冷却水から十分に吸熱を行うことで冷却水が十分に冷却された状態となる。この冷却された冷却水は、ラジエータ3内においてラジエータ3周りの空気との熱交換によって加熱される。
On the other hand, the
〈高負荷暖房運転〉
また、寒い環境下における車両の始動直後等、より高負荷で急速な暖房を行う必要がある場合には、上記の暖房運転の状態に加えて、図5に示すように、コントローラ5は、第1ポンプP1も作動させるとともに、ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70a側が放熱面となり、各他面70b側が吸熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7A〜7Cへの給電も開始する。
<High load heating operation>
Further, in the case where it is necessary to perform rapid heating with a higher load, such as immediately after the start of the vehicle in a cold environment, in addition to the above-described heating operation state, as shown in FIG. While the one pump P1 is also operated, the current direction is controlled so that the one
これにより、図5中の実線矢印方向で、上部第2チューブ13内にも冷却水が流通する。そして、各ペルチェ素子7A〜7Cは、冷却水から吸熱を行って、各下向き第1チューブ9内の水に対して放熱を行う。これにより下向き第1チューブ9内の水が加熱される。このため、各上向き第1チューブ11におけるフィン17だけでなく、各下向き第1チューブ9における各フィン17周りの空気も加熱される。この状態でコントローラ5が空調用ファン100aを作動させることにより、より高温の空気を車室内に供給できる。
As a result, the cooling water also flows through the upper
上記の場合、重力方向と水の対流方向とが沿わないことから、各下向き第1チューブ9内においては水の対流が生じ難くなる。このため、各下向き第1チューブ9内の水は、上向き第1チューブ11内の水ほど加熱されない。このため、各下向き第1チューブ9におけるフィン17による空気の加熱は補助的に機能することとなる。
In the above case, since the gravity direction and the convection direction of water do not follow, the convection of water hardly occurs in each downward
〈高負荷冷房運転〉
なお、高負荷暖房運転と同様に、図3に示す冷房運転の状態において、コントローラ5が第2ポンプP2を作動させるとともに、ペルチェ素子7D〜7Fの各一面70a側を吸熱面とし、各他面70b側を放熱面としてペルチェ素子7D〜7Fへの給電を行うことにより、高負荷冷房運転を行うこともできる。なお、この場合には、各上向き第1チューブ内の水の冷熱は補助的に利用されることとなる。
<High-load cooling operation>
As in the high load heating operation, in the cooling operation state shown in FIG. 3, the
この空調コア100では、上記の各冷房運転時及び各暖房運転時において、温度センサ19a〜91fが検知した水の温度に基づいて、コントローラ5が各ペルチェ素子7A〜7Fに通電する電力の強弱等を制御する。このため、各冷房運転時及び各暖房運転時において、ペルチェ素子7A〜7Fにより水が好適に冷却又は加熱されるようになっている。
In the
したがって、この空調コア100を備えた空調装置によれば、車室内を好適に空調することが可能である。
Therefore, according to the air conditioner provided with the
また、この空調コア100において、各下向き第1チューブ9と各上向き第1チューブ11とは、水平方向で交互に設けられている。このため、上記のように、各下向き第1チューブ9及び各上向き第1チューブ11における水の対流の方向が重力方向に沿うように、効率よく各下向き第1チューブ9と各上向き第1チューブ11とを配置することが可能となっている。このため、この空調コア100では、その躯体を小型化しつつ、好適に車室内を空調することが可能となっている。
In the
また、各下向き第1チューブ9及び各上向き第1チューブ11には、それぞれ外部の空気に接触可能なフィン17が設けられている。このため、各下向き第1チューブ9内及び各上向き第1チューブ11内における水の熱又は冷熱を効率良く空気に放出することが可能となっている。このため、この空調コア100では、ペルチェ素子7A〜7Fによる熱の移動がより好適に行われる。このため、この空調コア100では、より好適に車室内を空調することが可能となっている。
In addition, each downward
(実施例2)
実施例2の空調装置は、実施例1の空調装置における空調コア100に替えて、図6に示すように、空調コア101を備えている。
(Example 2)
The air conditioner of the second embodiment includes an
空調コア101は、上記の空調コア100の各構成に加えて、下部第2チューブ15と各下向き第1チューブ9との間及び上部第2チューブ13と各上向き第1チューブ11との間にもペルチェ素子7G〜7Lが設けられている。具体的には、上部第2チューブ13と各上向き第1チューブ11との間にペルチェ素子7G〜7Iがそれぞれ設けられており、下部第2チューブ15と各下向き第1チューブ9との間にペルチェ素子7J〜7Lがそれぞれ設けられている。これらのペルチェ素子7G〜7Lは、ペルチェ素子7A〜7Fと同じ構成であり、それぞれ、バッテリ5aに電気的に接続されている。また、各ペルチェ素子7G〜7Iの各一面70aは、各上向き第1チューブ11における直線チューブ110b、110cの各他端と接した状態となっている。同様に、各ペルチェ素子7J〜7Lの各一面70aは、各下向き第1チューブ9における直線チューブ90b、90cの各他端と接した状態となっている。さらに、上部第2チューブ13及び下部第2チューブ15は、図1に示す空調コア100における上部第2チューブ13及び下部第2チューブ15と比較して、その全長が長く形成されている。空調コア101の他の構成は、空調コア100と同様であり、同一の構成については同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
In addition to the components of the
この空調コア101を備えた空調装置においても、実施例1の空調装置と同様に、それぞれ冷簿運転、暖房運転、高負荷暖房運転及び高負荷冷房運転を行うことが可能となっている。
In the air conditioner provided with the
また、高負荷暖房運転時において、この空調コア101では、コントローラ5は、ペルチェ素子7A〜7Cへの給電に替えて、ペルチェ素子7J〜7Lの各一面70a側が放熱面となり、各他面70b側が吸熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7J〜7Lへの給電を開始する。つまり、ペルチェ素子7D〜7F、7J〜7Lに対して給電を行うことで高負荷暖房運転を行う。なお、この際、コントローラ5は第1ポンプP1の作動を停止させる。
Further, in the air-
これにより、各下向き第1チューブ9においても、各上向き第1チューブ11と同様の状態で水の対流が生じる(図6中の破線矢印参照。)。このため、各ペルチェ素子7J〜7Lの各一面70aによっても水が十分に加熱される。このため、各上向き第1チューブ11におけるフィン17だけでなく、各下向き第1チューブ9における各フィン17周りの空気も十分に加熱される。この状態でコントローラ5が空調用ファン100aを作動させることにより、より高温の空気を車室内に供給できる。
Thereby, also in each
また、高負荷冷房運転時においても、この空調コア101では、コントローラ5は、ペルチェ素子7D〜7Fへの給電に替えて、ペルチェ素子7G〜7Iの各一面70a側が吸熱面となり、各他面70b側が吸熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7G〜7Iへの給電を開始する。つまり、ペルチェ素子7A〜7C、7G〜7Iに対して給電を行うことで高負荷冷房運転を行う。なお、この際、コントローラ5は第2ポンプP2の作動を停止させて第1ポンプP1を作動させる。
Even in the high load cooling operation, in the
この場合には、各上向き第1チューブ11においても、各下向き第1チューブ9と同様の状態で水の対流が生じる。このため、より冷却された空気を車室内に供給できる。
In this case, water convection occurs in each upward
このように、この空調装置では、高負荷暖房運転を行う際、ペルチェ素子7A〜7Cへの給電により、各下向き第1チューブ9内の水の熱を補助的に利用する場合と、ペルチェ素子7J〜7Lへの給電によって、より加熱された各下向き第1チューブ9内の水の熱を利用する場合とを使い分けることが可能となっている。また、高負荷冷房転を行う際も、ペルチェ素子7D〜7Fへの給電により、各上向き第1チューブ11内の水の冷熱を補助的に利用する場合と、ペルチェ素子7G〜7Iへの給電によって、より冷却された各上向き第1チューブ11内の水の冷熱を利用する場合とを使い分けることが可能となっている。
Thus, in this air conditioner, when performing high-load heating operation, the heat of water in each downward
(実施例3)
図7に示すように、実施例3の空調装置は、空調コア200と、ラジエータ30と、コントローラ50とを備えている。コントローラ50は電源としてのバッテリ50aに接続されている。
(Example 3)
As shown in FIG. 7, the air conditioner according to the third embodiment includes an
空調コア200は、複数のペルチェ素子7A〜7Dと、複数の第1チューブ31と、第2チューブ33とを備えている。この第2チューブ33は、第1チューブ31の下方に配置されている。また、空調コア200の近傍には、暖房用ファン200aと、冷房用ファン200bとが設けられている。各ペルチェ素子7A〜7D、暖房用ファン200a及び冷房用ファン200bは、バッテリ50aに電気的に接続されている。なお、各ペルチェ素子7A〜7Dは、一面70a側と他面70b側とで吸熱面と放熱面とが切り替え可能に構成されている。
The
第1チューブ31は、環状チューブ310aと直線チューブ310b、310cとで構成されている。また、環状チューブ310a及び直線チューブ310b、310cには、内部に水を流通可能な第1液体流路311が形成されている。この第1チューブ31は、第2チューブ33から遠隔する方向へ向かって垂直に延びている。また、第1チューブ31にはフィン17が設けられている。さらに複数の第1チューブ31のうちの一つには、温度センサ19aが設けられている。温度センサ19aは、バッテリ50aに電気的に接続されている。
The
第2チューブ33は、第1チューブ31が延びる方向に対して直交して水平に延びている。この第2チューブ33には、内部に冷却水を流通可能な第2液体流路34が形成されているとともに、この第2液体流路と連通する流入口33a及び流出口33bとが形成されている。また、第2チューブ33には、モータ35と接続された公知の駆動機構37が設けられている。この駆動機構37により、空調コア200において、第2チューブ33、各ペルチェ素子7A〜7D及び各第1チューブ31は、第2チューブ33の水平軸H周りで回転可能となっている。モータ35は図8に示すバッテリ50aに電気的に接続されている。
The
ペルチェ素子7A〜7Dは、第2チューブ33と、各第1チューブ31との間に整列した状態で設けられている。これらのペルチェ素子7A〜7Dは、各第1チューブ31に各一面70aを隣接させており、第2チューブ33に各他面70bを隣接させている。また、このように、各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aと各第1チューブ31とが隣接することで、各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aと、各第1チューブ31における直線チューブ310b、310cの各一端とが接した状態となっている。
The Peltier elements 7 </ b> A to 7 </ b> D are provided in an aligned state between the
ラジエータ30は、流出口30a及び流入口30bを有している。このラジエータ30の他の構成は、図1に示すラジエータ3と同様である。また、ラジエータ3の近傍にはラジエータ用ファン30cが設けられている。このラジエータ用ファン30cは、図2に示すバッテリ50aに対し電気的に接続されている。
The
図1に示すように、ラジエータ30流出口30aと第2チューブ33の流入口33aとは、配管39によって接続されている。また、ラジエータ3の流入口30bと第2チューブ33の流出口33bとは配管41によって接続されている。配管39、41内には冷却水が流通している。配管41には第1ポンプP1が設けられている。この第1ポンプP1はバッテリ50aに対し電気的に接続されている。なお、第1ポンプP1は図7に示す配管39側に設けられても良い。
As shown in FIG. 1, the
コントローラ50及びバッテリ50aは、それぞれ図2に示すコントローラ5及びバッテリ5aと同じ構成であり、コントローラ50は、温度センサ19aの制御信号に基づき、ペルチェ素子7A〜7D等の制御を行う。なお、コントローラ50は、個々のペルチェ素子7A〜7D毎に制御を行うことが可能である。また、バッテリ50aは、ペルチェ素子7A〜7D等に対する電源として機能する。
The
以上のように構成されたこの空調装置では、以下のようにして暖房運転又は冷房運転を行う。 In the air conditioner configured as described above, heating operation or cooling operation is performed as follows.
〈暖房運転〉
暖房運転時は、コントローラ50がモータ35を作動させ、駆動機構37は、第2チューブ33が第1チューブ31の下部に位置するように、第2チューブ33水平軸H周りで空調コア200を回転させる。この状態では、各第1チューブ31が第2チューブ33に対して上方に延びる状態となる。また、コントローラ50は、ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70a側が放熱面となり、各他面70b側が吸熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7A〜7Dの給電を開始する。そして、コントローラ50は、第1ポンプP1及びラジエータ用ファン30cをそれぞれ作動させる。これにより、この空調装置では、空調コア200とラジエータ30との間で、図7中の実線矢印方向で冷却水が循環する。
<Heating operation>
During the heating operation, the
これにより、ペルチェ素子7A〜7Dの各他面70bが冷却水に対して吸熱を行うとともに、各一面70aが水に対して放熱を行う。この空調コア200でも、第1液体流路311で水を対流させるように各第1チューブ31が垂直に延び、第2チューブ33は第1チューブ31の延びる方向に直交している。また、各第1チューブ31は、環状チューブ310aと、直線チューブ310b、310cとで構成されており、さらに、各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aが各直線チューブ310b、310cと接している。これらのため、加熱された水は各第1チューブ31内において、図4に示す上向き第1液体流路111内の水と同様、重力方向に沿って、図7中の破線矢印方向で対流する。このため、この水の対流により熱の移動が促進され、各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aと水との間において熱がより十分に移動可能となる。
Thereby, each
このため、各第1チューブ31における各フィン17と接触する空気が好適に加熱される。この状態において、コントローラ50が暖房用ファン200aを作動させることにより、この加熱された空気が車室内に供給され、車室内の暖房が行われる。
For this reason, the air which contacts each
なお、各ペルチェ素子7A〜7Dによる吸熱を受けて冷却された冷却水は、ラジエータ3内においてラジエータ3周りの空気との熱交換によって加熱される。 The cooling water cooled by receiving heat absorbed by the Peltier elements 7 </ b> A to 7 </ b> D is heated by heat exchange with air around the radiator 3 in the radiator 3.
〈冷房運転〉
冷房運転時は、コントローラ50がモータ35を作動させ、駆動機構37は、上記の暖房運転時における空調コア200の状態から、第2チューブ33水平軸H周りで空調コア200を反転させる。これにより、図8に示すように、第2チューブ33が各第1チューブ31の上部に位置することとなる。この状態では、各第1チューブ31が第2チューブ33に対して下方に延びる状態となる。また、コントローラ50は、ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70a側が吸熱面となり、各他面70b側が放熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子7A〜7Dの給電を開始する。そして、コントローラ50は、第1ポンプP1及びラジエータ用ファン30cをそれぞれ作動させる。これにより、この空調装置では、空調コア200とラジエータ30との間で、図8中の実線矢印方向で冷却水が循環する。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the
これにより、ペルチェ素子7A〜7Dの各他面70bが冷却水に対して放熱を行うとともに、各一面70aが水に対して吸熱を行う。このため、冷却された水は各第1チューブ31内において、図3に示す下向き第1液体流路91内の水と同様、重力方向に沿って、図8中の破線矢印方向で対流する。このため、冷房運転時においても、水の対流により熱の移動が促進され、各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aと水との間において熱がより十分に移動可能となる。
Thereby, each
このため、各第1チューブ31における各フィン17周りの空気が好適に冷却される。この状態において、コントローラ50が冷房用ファン200bを作動させることにより、この冷却された空気が車室内に供給され、車室内の冷房が行われる。
For this reason, the air around each
この空調コア200でも、暖房運転時及び冷房運転時において、温度センサ19aが検知した水の温度に基づいて、コントローラ50が各ペルチェ素子7A〜7Dに通電する電力の強弱を制御する。このため、冷房運転時及び暖房運転時において、ペルチェ素子7A〜7Dにより水が好適に冷却又は加熱されるようになっている。
Also in the
また、上記のように、この空調コア200において、第2チューブ33、各ペルチェ素子7A〜7D及び各第1チューブ31は、第2チューブ33の水平軸H周りで回転可能となっている。このため、それぞれ第2チューブ33、各ペルチェ素子7A〜7D及び各第1チューブ31を反転させることにより、暖房時と冷房時とで各第1チューブ31内における水の対流の方向を重力方向に沿ったものとすることが可能となっている。このため、この空調コア200であっても、ペルチェ素子7A〜7Dによる熱の移動が好適に行われる。
As described above, in the
したがって、この空調コア200を備えた空調装置であっても、車室内を好適に空調することが可能である。
Therefore, even with an air conditioner equipped with the
(実施例4)
実施例4の空調装置は、実施例3の空調装置における空調コア200に替えて、図9に示すように、空調コア201を備えている。この空調コア201は、上記の空調コア200の構成の一部が変更されており、第2チューブ33に駆動機構37が設けられていない。また、空調コア201の近傍には空調用ファン201aが一つ設けられている。この空調用ファン201aは、バッテリ50aに対し電気的に接続されている。空調コア201の他の構成は、空調コア200と同様である。
Example 4
The air conditioner of the fourth embodiment includes an
この空調装置では、ラジエータ30と空調コア201とが配管40a、40b、42a、42bによって接続されている。また、配管40aと配管40bとの間に公知の駆動機構38aが設けられており、配管42aと配管42bとの間に駆動機構38aが設けられている。より具体的には、ラジエータ30流出口30aと駆動機構38aとは配管40aによって接続されており、駆動機構38aと第2チューブ33の流入口33aとは配管40bによって接続されている。また、第2チューブ33の流出口33bと駆動機構38bとは配管42aによって接続されており、駆動機構38bとラジエータ30流入口30bとは配管42bによって接続されている。
In this air conditioner, the
駆動機構38a、38bは、それぞれモータ35と接続しており、これらの駆動機構38a、38は、各モータ35の駆動により、水平軸H周りで配管40b、42aを回転可能になっている。このため、空調コア201において、第2チューブ33、各ペルチェ素子7A〜7D及び各第1チューブ31は、各駆動機構38a、38bの水平軸H周りで回転可能となっている。他の構成は実施例3の空調装置と同様である。
The
以上のように構成されたこの空調装置では、以下のようにして暖房運転又は冷房運転を行う。 In the air conditioner configured as described above, heating operation or cooling operation is performed as follows.
〈暖房運転〉
暖房運転時は、各モータ35の作動により駆動機構38a、38bは、配管40b、42aを回転させることで、第2チューブ33が第1チューブ31の下部に位置するように、第2チューブ33水平軸H周りで空調コア201を回転させる。これにより、図7に示す実施例3における空調コア200と同様に、第1チューブ31内において水の対流が好適に生じる(図9中の破線矢印参照。)。そして、フィン17によって加熱された空気が空調用ファン201aによって車室内に供給され、車室内の暖房が行われる。
<Heating operation>
During the heating operation, the driving
〈冷房運転〉
冷房運転時は、各モータ35の作動により駆動機構38a、38bは、上記の暖房運転時の状態から配管40b、42aを反転させることで、水平軸H周りで空調コア201を反転させる。これにより、図10に示すように、第2チューブ33が各第1チューブ31の上部に位置することとなる。これにより、図8に示す実施例3における空調コア200と同様に、第1チューブ31内において水の対流が好適に生じる(図10中の破線矢印参照。)。そして、フィン17によって冷却された空気が空調用ファン201aによって車室内に供給され、車室内の冷房が行われる。
<Cooling operation>
During the cooling operation, the
この空調装置では、実施例3における空調コア200と異なり、空調コア201暖房運転時及び冷房運転時において、空調子201によって加熱又は冷却された空気が1つの空調用ファン201によって車室内に供給される。このため、この空調装置は、実施例3の空調装置と比較して、その製造コストを削減することが可能となっている。また、この空調装置では、実施例3の空調装置と比較して、空調コア201を回転させる際の回転半径を小さくすることができる。このため、この空調装置は、実施例3の空調装置と比較して、車両への搭載性が高くなっている。他の作用効果は実施例3の空調装置と同様である。
In this air conditioning apparatus, unlike the
(実施例5)
実施例5の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図11に示す空調コア300を備えている。
(Example 5)
The air conditioner of the fifth embodiment includes an
この空調コア300は、複数の第1チューブ61を備えている。第1チューブ61には、第1液体流路611が形成されている。各第1チューブ61は、それぞれ一端側をペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aに当接させており、各一面70aから遠隔する方向に向かって垂直に延びている。また、各第1チューブ61には、波板状のフィン170が設けられている。他の構成は実施例3の空調コア200と同様である。
The
この空調コア300では、暖房運転時におけるペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aの放熱により、各第1液体流路611内の水が加熱される。この場合においても、各第1チューブ61が各一面70aから上方に向かって垂直方向に延びていることから、水は各第1液体流路611内を重力方向で流通する。このため、図11中の破線矢印で示すように、水は各第1チューブ61内を重力方向に沿って対流する。
In this
また、冷房運転時においては、第2チューブ33、各ペルチェ素子7A〜7D及び各第1チューブ61を反転させるため、ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aの吸熱よって冷却された水が各第1チューブ61内を重力方向に沿って対流する。
Further, during the cooling operation, the
これらのため、この空調コア300においても各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aと水との間において熱が十分に移動可能となる。他の作用効果は実施例3の空調コア200及び空調装置と同様である。
For these reasons, also in this
(実施例6)
実施例6の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図12に示す空調コア400を備えている。
(Example 6)
The air conditioner according to the sixth embodiment includes an
この空調コア400は、第1チューブ62を備えている。この第1チューブ62は、水平に形成された水平チューブ620aと、水平チューブ620aに一端でのみ連通する直線チューブ620b、620cとで構成されている。また、水平チューブ620a及び直線チューブ620b、620cには、第1液体流路621が形成されている。この第1チューブ62は、ペルチェ素子7A〜7Dの一面70aから遠隔する方向に向かって垂直に延びている。また、第1チューブ62には、波板状のフィン170が設けられている。なお、第1チューブ62は、ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aにそれぞれ設けられている。他の構成は実施例3における空調コア200と同様である。
The
この空調コア400では、水平チューブ620aに直線チューブ620b、620cのそれぞれ一端側が連通していることから、暖房時及び冷房時において、第1チューブ62内で水が対流し易くなっている(図12中の破線矢印参照。)。また、第1チューブ62の製造も容易となっている。他の作用効果は実施例3の空調コア200及び空調装置と同様である。
In this
(実施例7)
実施例7の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図13に示す空調コア500を備えている。
(Example 7)
The air conditioner according to the seventh embodiment includes an
この空調コア500は、第1チューブ63を備えている。この第1チューブ63は、ペルチェ素子7A〜7Dの一面70aと同幅に形成されたレーン状の水平チューブ630aと、同じくレーン状に形成され、水平チューブ630aに一端でのみ連通する直線チューブ630b、630cとで構成されている。また、水平チューブ630a及び直線チューブ630b、630cには、第1液体流路631が形成されている。この第1チューブ63は、ペルチェ素子7A〜7Dの一面70aから遠隔する方向に向かって垂直に延びている。他の構成は実施例3、6における空調コア200、400と同様である。
The
この空調コア500では、第1チューブ63がレーン状に形成されることにより、第1液体流路631が広く形成されている。このため、第1チューブ63内でより水が対流し易くなっている(図13中の破線矢印参照。)。他の作用効果は実施例3、6の空調コア200、400及び空調装置と同様である。
In the
(実施例8)
実施例8の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図14に示す空調コア600を備えている。
(Example 8)
The air conditioner of the eighth embodiment includes an
この空調コア600は、第1チューブ64を備えている。第1チューブ64は、垂直方向に延び、かつ、複数回屈曲された形状となっている。また、第1チューブ64には第1液体流路641が形成されている。第1チューブ64には、波板状のフィン170が設けられている。この第1チューブ64は、ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aにそれぞれ設けられている。この第1チューブ64は、ペルチェ素子7A〜7Dの一面70aから遠隔する方向に向かって垂直に延びている。なお、第1チューブ64は、ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aにそれぞれ設けられている。他の構成は実施例3における空調コア200と同様である。
The
この空調コア600では、第1チューブ64が複数回屈曲していることから、暖房時及び冷房時において、第1液体流路641内を水が複雑に移動しつつ、第1チューブ64で対流する(図14中の破線矢印参照。)。この際、対流する水が潜熱に加えて顕熱によっても加熱又は冷却される。このため、各ペルチェ素子7A〜7Dの各一面70aと水との間において熱がより十分に移動可能となる。他の作用効果は実施例3の空調コア200及び空調装置と同様である。
In the
(実施例9)
実施例9の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図15に示す空調コア700を備えている。
Example 9
The air conditioner according to the ninth embodiment includes an
この空調コア700は、第1チューブ65を備えている。この第1チューブ65は、複数回屈曲され、環状に形成されている。また、第1チューブ65には、第1液体流路651が形成されている。他の構成は実施例3、8における空調コア200、600と同様である。
The
この空調コア700では、第1チューブ65が環状となっていることから、第1液体流路651内を水がより流通し易くなり、第1チューブ65で水が対流し易くなっている(図15中の破線矢印参照。)。このため、図14に示す上記の空調コア600における第1チューブ64の効果がより高められている。他の作用効果は実施例3、8の空調コア200、600及び各空調装置と同様である。
In the
(実施例10)
実施例10の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図16に示す空調コア800を備えている。
(Example 10)
The air conditioner of Example 10 includes an
この空調コア800は、ペルチェ素子7A〜7Cと、第1チューブ66とを備えている。第1チューブ66は、ペルチェ素子7A〜7C間において、垂直方向に延びつつ複数回屈曲させた形状となっている。また、第1チューブ66には第1液体流路661が形成されている。第1チューブ66には、波板状のフィン170が設けられている。この第1チューブ66は、ペルチェ素子7A〜7Cの一面70aから遠隔する方向に向かって垂直に延びている。他の構成は実施例における空調コア200と同様である。
The
この空調コア800では、暖房時及び冷房時に、ペルチェ素子7A〜7C間にかけて水が第1液体流路661を流通することにより、第1チューブ66で水が対流する(図16中の破線矢印参照。)。このため、ペルチェ素子7A〜7Cの各一面70aと水との間において熱が十分に移動可能となる。また、この空調コア800では、暖房時及び冷房時において、例えばペルチェ素子7Aのみ供給する電流を強くすることで、第1液体流路661の一部分のみ水がより加熱又は冷却された状態とする。これにより、この一部分を基点として、第1チューブ66で水を好適に対流させることが可能となる。他の構成は実施例3の空調コア200と同様である。
In the
(実施例11)
実施例11の空調装置は、図7に示す実施例3の空調コア200に替えて、図17に示す空調コア900を備えている。
(Example 11)
The air conditioner of Example 11 includes an
この空調コア900は、ペルチェ素子7A〜7Cと、第1チューブ67とを備えている。第1チューブ67には、ペルチェ素子7A〜7C間において、複数回屈曲させることで環状に形成されている。また、第1チューブ67には、第1液体流路671が形成されている。他の構成は実施例2、10における空調コア200、800と同様である。
The
この空調コア900では、第1チューブ67が環状となっていることから、第1液体流路671内を水がより流通し易くなり、第1チューブ67で水が対流し易くなっている(図17中の破線矢印参照。)。このため、図16に示す上記の空調コア800における第1チューブ66の効果がより高められている。他の作用効果は実施例2、10の空調コア200、800及び各空調装置と同様である。
In the
以上において、本発明を実施例1〜11に即して説明したが、本発明は上記実施例1〜11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 first to eleventh embodiments. However, the present invention is not limited to the first to eleventh embodiments, and can be applied with appropriate modifications without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
例えば、実施例1、2における空調コア100、101について、実施例5〜9における空調コア300〜700が備える第1チューブ61〜65を採用することもできる。
For example, the 1st tubes 61-65 with which the air-conditioning cores 300-700 in Examples 5-9 are equipped can also be employ | adopted about the air-
また、実施例4の空調装置において、空調コア201に替えて実施例5〜11の空調コア300〜900を採用することもできる。
Moreover, in the air conditioning apparatus of Example 4, it can replace with the
さらに、ラジエータ3、30について、エンジンやモータ等の駆動装置の冷却を兼ねることもできる。また、バッテリ5a、50aについて、モータ等の電源を兼ねることもできる。
Further, the
本発明の空調コアは車両用空調装置の他、建物の空調装置等に利用可能である。 The air-conditioning core of the present invention can be used for an air-conditioner for buildings as well as an air-conditioner for vehicles.
7A〜7L…ペルチェ素子
91、111、311、611、621、631、641、651、661、671…第1液体流路
31、61〜67…第1チューブ
14、16、34…第2液体流路
33…第2チューブ
70a…一面
70b…他面
100、101、200、201、300〜900…空調コア
90a、110a、310a…環状チューブ
90b、90c、110b、100c、310b、310c…直線チューブ
13…上部第2チューブ
15…下部第2チューブ
9…下向き第1チューブ
11…上向き第1チューブ
H…水平軸
17、170…フィン
7A to
Claims (9)
内部に液体からなる第1熱交換媒体を流通可能な第1液体流路が形成され、該第1熱交換媒体の熱を外部の空気に交換可能な第1チューブと、
内部に液体からなる第2熱交換媒体を流通可能な第2液体流路が形成され、該第2熱交換媒体の熱を取得可能な第2チューブとを備え、
該第1チューブは、該第1液体流路で該第1熱交換媒体を対流させるように延び、
各該ペルチェ素子は、各一面が該第1チューブに隣接し、各他面が該第2チューブに隣接していることを特徴とする空調コア。 A plurality of Peltier elements;
A first liquid flow path capable of circulating a first heat exchange medium made of liquid inside, a first tube capable of exchanging heat of the first heat exchange medium with external air;
A second liquid flow path capable of circulating a second heat exchange medium made of liquid is formed therein, and a second tube capable of acquiring heat of the second heat exchange medium,
The first tube extends to convect the first heat exchange medium in the first liquid flow path;
Each of the Peltier elements has an air conditioning core in which one surface is adjacent to the first tube and the other surface is adjacent to the second tube.
前記第1チューブは、該上部第2チューブの下方に前記ペルチェ素子を介して設けられた下向き第1チューブと、該下部第2チューブの上方に該ペルチェ素子を介して設けられた上向き第1チューブとからなる請求項1乃至4のいずれか1項記載の空調コア。 The second tube comprises an upper second tube and a lower second tube provided below the upper second tube,
The first tube includes a downward first tube provided below the upper second tube via the Peltier element, and an upward first tube provided above the lower second tube via the Peltier element. The air conditioning core according to claim 1, comprising:
前記下部第2チューブと前記下向き第1チューブとの間及び前記上部第2チューブと前記上向き第1チューブとの間に該ペルチェ素子が設けられている請求項5又は6記載の空調コア。 Each of the Peltier elements is configured such that the heat absorption surface and the heat dissipation surface can be switched between the one surface side and the other surface side,
The air conditioning core according to claim 5 or 6, wherein the Peltier element is provided between the lower second tube and the downward first tube and between the upper second tube and the upward first tube.
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KR101863501B1 (en) * | 2017-05-12 | 2018-06-29 | 홍진광 | Core-integrated low-power consumption air-conditioning device |
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KR20190005069A (en) * | 2017-07-05 | 2019-01-15 | 주식회사 포시 | Low-power consumption heating system for reducing heat transfer fluid inside core |
KR101992175B1 (en) | 2017-07-05 | 2019-06-24 | 주식회사 포시 | Low-power consumption heating system for reducing heat transfer fluid inside core |
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