JP3563213B2 - Automotive heating system with heat storage device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来の自動車用暖房装置には、水冷式エンジンの冷却水を用いて車内を暖房するための熱交換器と、過冷却特性を備えた蓄熱材を有し且つ前記熱交換器に接続された蓄熱装置と、前記水冷式エンジン、前記蓄熱装置、及び前記熱交換器を直列に接続して、前記水冷式エンジン、前記蓄熱装置、及び前記熱交換器の間で前記冷却水を循環させるための第1の冷却水路と、該第1の冷却水路に設けられ、前記冷却水を循環させる第1のポンプと、一端が前記熱交換器の出口付近で前記第1の冷却水路に接続され、他端が前記蓄熱装置の入口付近で前記第1の冷却水路に接続され、前記熱交換器から流出した前記冷却水を前記蓄熱装置に戻す第2の冷却水路と、該第2の冷却水路に設けられた第2のポンプと、前記蓄熱装置の入口付近から前記熱交換器の出口付近に掛けての前記第1の冷却水路の部分と前記第2の冷却水路とで構成される循環冷却水路を前記水冷式エンジンから切り離すために前記第1の冷却水路に設けられた第1及び第2の電磁弁と、前記第2のポンプの出口側に位置するように前記第2の冷却水路に設けられ、該第2の冷却水路を開閉する第3の電磁弁と、前記蓄熱材の過冷却状態を解除する解除手段とを含むものがある(例えば、特開平2−31913号公報、特開平2−41919号公報、特開平2−45214号公報参照)。
【0003】
この種の自動車用暖房装置では、水冷式エンジンを冷却する際に加熱された冷却水を、蓄熱装置に通すことにより、冷却水の熱を蓄熱装置の蓄熱材によって潜熱の形で蓄えるように成っている。そして、水冷式エンジンの始動後、間もない時、即ち、冷却水がまだ十分に加熱されていない時、解除手段により蓄熱材の過冷却状態を解除して蓄熱材から潜熱を放出させ、この潜熱により蓄熱装置内で冷却水を加熱し、この冷却水を熱交換器を通すことにより、逸早く暖房を行うことができるように成っている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、水冷式エンジンが始動後しばらくして十分暖まり、この水冷式エンジンを循環する冷却水が十分加熱されるようになっても、従来の自動車用暖房装置では、水冷式エンジン、蓄熱装置、及び熱交換器が直列に接続されているので、水冷式エンジンにより十分加熱された冷却水は、蓄熱装置を通過する際に熱を奪われ、このようにして温度の低下した冷却水が熱交換器内に流れ込むので、蓄熱材に潜熱が蓄え終わるまで、十分な暖房感を得られなかった。
【0005】
それ故に、本発明の課題は、冷却水が暖房及び蓄熱をするのに十分な熱量を持つようになってから蓄熱をするようにした蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
請求項1記載の発明によれば、水冷式エンジンの冷却水を用いて車内を暖房するための熱交換器と、過冷却特性を備えた蓄熱材を有し且つ前記熱交換器に接続された蓄熱装置と、前記水冷式エンジン、前記蓄熱装置、及び前記熱交換器を直列に接続して、前記水冷式エンジン、前記蓄熱装置、及び前記熱交換器の間で前記冷却水を循環させるための第1の冷却水路と、該第1の冷却水路に設けられ、前記冷却水を循環させる第1のポンプと、一端が前記熱交換器の出口付近で前記第1の冷却水路に接続され、他端が前記蓄熱装置の入口付近で前記第1の冷却水路に接続され、前記熱交換器から流出した前記冷却水を前記蓄熱装置に戻す第2の冷却水路と、該第2の冷却水路に設けられた第2のポンプと、前記蓄熱装置の入口付近から前記熱交換器の出口付近に掛けての前記第1の冷却水路の部分と前記第2の冷却水路とで構成される循環冷却水路を前記水冷式エンジンから切り離すために前記第1の冷却水路に設けられた第1及び第2の電磁弁と、前記第2のポンプの出口側に位置するように前記第2の冷却水路に設けられ、該第2の冷却水路を開閉する第3の電磁弁と、前記蓄熱材の過冷却状態を解除する解除手段とを含む蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置において、一端が前記蓄熱装置の出口から前記熱交換器の入口の間で前記第1の冷却水路に接続され、他端が前記第3の電磁弁の出口から前記第2の冷却水路の他端の間で前記第2の冷却水路に接続され、前記蓄熱装置をバイパスするバイパス冷却水路と、該バイパス冷却水路を開閉する第4の電磁弁と、前記第2の冷却水路の他端から前記蓄熱装置の入口の間に位置するように前記第1の冷却水路に設けられ、該第1の冷却水路を開閉する第5の電磁弁とを具備し、前記水冷式エンジンからの前記冷却水の熱量が暖房を行う上では十分であるが、蓄熱には不十分である場合に、前記第3及び第5の電磁弁を閉じるとともに前記第1,第2及び第4の電磁弁を開いて、前記水冷式エンジンからの前記冷却水を前記蓄熱装置をバイパスさせて直接前記熱交換器に流入させるようにしたことを特徴とする蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置が得られる。
【0007】
請求項2記載の発明によれば、請求項1記載の蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置において、前記熱交換器の放熱量を調整するエアーミックスダンパと、該エアーミックスダンパの開度を検出する開度検出器とを備え、前記エアーミックスダンパの開度が所定値以下の時に前記冷却水を前記蓄熱装置に導いて蓄熱をするようにしたことを特徴とする蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置が得られる。
【0008】
【作用】
本発明では、水冷式エンジンの始動直後から水冷式エンジンが暖まる間まで、第1、第2及び第4の電磁弁が閉じられ、第3及び第5の電磁弁が開き、第2のポンプが作動する。これにより、蓄熱装置の入口付近から熱交換器の出口付近の掛けての第1の冷却水路の部分と、第2の冷却水路とで循環冷却水路が構成され、この循環冷却水路内を冷却水が循環する。一方、水冷式エンジンの始動と共に蓄熱装置内において解除手段により蓄熱材の過冷却状態が解除され、蓄熱材が潜熱を放出する。したがって、循環冷却水路内を循環する冷却水は蓄熱装置内で加熱され、この加熱された冷却水が熱交換器内を流れるので、水冷式エンジンの始動直後から暖房が可能と成る。
【0009】
水冷式エンジンの始動後しばらくして、水冷式エンジンが暖まり、冷却水の熱量が、暖房には十分だが、蓄熱を同時に行うには熱量が不足している状態となる。このような状態になると、第2のポンプが停止し、第3及び第5の電磁弁が閉じられ、第1、第2、及び第4の電磁弁が開く。これにより、第2の冷却水路の一部とバイパス冷却水路とで蓄熱装置がバイパスされる。この結果、水冷式エンジンで加熱された冷却水は直接熱交換器内を流れるようになるので、十分な暖房が得られる。
【0010】
水冷式エンジンが十分に暖まって、冷却水の熱量が、暖房及び蓄熱を同時に行うのに十分に成った時、第4の電磁弁が閉じられ、第5の電磁弁が開く。これにより、水冷式エンジンにより十分加熱された冷却水が蓄熱装置内を流れ、蓄熱装置内で蓄熱が行われ、また、蓄熱装置内から流出した冷却水でも十分に暖房が行える。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。図1は本発明の一実施形態による蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置の構成略図、図2は図1に示す蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置の熱交換器の配置状態を示す構成略図である。
【0012】
図1及び図2を参照して、水冷式エンジン11には冷却水を循環させるための第1のポンプ12を介して冷却水路(ラジエター用冷却水路)Aによってラジエター13が接続されている。この冷却水路Aには、ラジエーター13の入口側及び出口側にそれぞれ電磁弁20,21が備えられている。一方、この第1のポンプ12には、車内熱交換器14が冷却水路(第1の冷却水路)Bによって連結され、この熱交換器14には、過冷却作用を有する蓄熱材15aを有し断熱材15bで覆われた蓄熱装置15に連結されている。熱交換器14は図2に示すように、ダクト50内に配置されている。また、この熱交換器14には、これを開閉するエアーミックスダン51が回動自在に設けられ、更に、このエアーミックスダンパ51には、この開度を検出する開度検出器52が設けられている。また、蓄熱装置15は冷却水路Bによってエンジン11に連結されている。即ち、図示のように熱交換器14と蓄熱装置15とは冷却水路Bによって直列に接続されている。また、冷却水路Bには、後述する冷却水路Cを水冷式エンジン11から切り放なせる位置において第1及び第2の電磁弁17及び18が備えられている。
【0013】
熱交換器14と蓄熱装置15に並列に冷却水路(第2の冷却水路)Cが配設され、この冷却水路Cは冷却水路Bに結合されている。具体的に言うと、冷却水路Cは、一端が熱交換器14の出口付近で冷却水路Bに接続され、他端が蓄熱装置15の入口付近で冷却水路Bに接続され、熱交換器14から流出した冷却水を蓄熱装置15に戻すように成っている。この冷却水路Cには第2のポンプ16及び第3の電磁弁19が備えられている。
【0014】
更に、冷却水路Bと冷却水路Cとの間には、冷却水路(バイパス冷却水路)Dが配設されている。具体的に言うと、この冷却水路Dは、一端が蓄熱装置15の出口から熱交換器14の入口の間で冷却水路Bに接続され、他端が第3の電磁弁19の出口から冷却水路Cの他端の間で冷却水路Cに接続され、蓄熱装置15をバイパスするように成っている。この冷却水路Dには、これを開閉する第4の電磁弁30が設けられ、また、冷却水路Cの他端から蓄熱装置15の入口の間に位置するように冷却水路Bに第5の電磁弁31が設けられ、この部分で冷却水路Bは第5の電磁弁31により開閉されるように成っている。更に、水冷式エンジン11の冷却水出口付近には、エンジン出口水温センサ32が設けられ、蓄熱装置15の出口付近には、蓄熱装置出口水温センサ33が設けられている。
【0015】
上述の蓄熱材としては、例えば、NaCH3 COO・3H2 Oに多糖類を添加したものが用いられる。
【0016】
この蓄熱材は60℃以上に加熱されると、ゲル状となり、潜熱を蓄える。一旦蓄えられた潜熱は、蓄熱材が冷却されても放出されない(例えば、室温でゲル状が保たれる。即ち、過冷却状態に保たれる)。この潜熱を蓄えた蓄熱材は断熱なしに長期貯蔵可能となる。一方、適当な刺激を加えると、活性化して固体に戻る。この際、58℃の温熱を放出する。
【0017】
図3は図1に示す自動車用暖房装置に用いられる電源回路の一実施形態を示す回路図、図4はエンジン冷却水温度と蓄熱材発熱温度との関係を示すグラフである。次に図3を参照して、自動車のバッテリー41にはメインスイッチ42を介して並列にセルモータ43及び蓄熱材15aに刺激を与えるための電極装置44が接続されている。また、このバッテリー41にはスイッチ45を介して並列にポンプ16及び電磁弁19が接続されている。
【0018】
ここで、図1及び図3を参照して、上述の暖房装置の基本的な動作について説明する。なお、ここでは、蓄熱材15aにはすでに潜熱が蓄えられているものとする。
【0019】
メインスイッチ42を閉じると、セルモータ43が駆動され、これによってエンジン11が始動される。この際、電極装置44の電極44aから放電が行われ、これによって蓄熱材15aの過冷却状態が解除されて、蓄熱材15aから潜熱が放出される。なお、エンジン始動の後には、メインスイッチ42は開とされる。
【0020】
エンジン11の始動直後に、暖房を行う場合には、暖房用スイッチ45が閉じられる。これによってポンプ16が駆動されるとともに電磁弁19が開かれる。その結果、冷却水が冷却水路C、蓄熱装置15、及び熱交換器14を通って循環する。この際、ブロアー14aが駆動される。
【0021】
冷却水は蓄熱材15aからの放熱により暖められ、熱交換器14で放熱して、車内が暖房される。なお、ブロアーの駆動は冷却水が所定の温度に上昇した時、あるいは、蓄熱材に刺激を加えて、所定時間経過の後駆動することが望ましい。
【0022】
エンジン11の温度が所定温度に達すると、電磁弁20及び21が開かれるとともにポンプ12が駆動されて冷却水の循環が行われる。この際、電磁弁17及び18が開かれるとともにスイッチ45が開かれ、ポンプ16が停止し、電磁弁19が閉じられる。
【0023】
従って、エンジン11で加熱された冷却水はポンプ12によってラジエター13で放熱し、一方、エンジン11からの冷却水は蓄熱装置15、熱交換器14を通ってエンジン11へ戻る。この際、蓄熱装置15では、加熱された冷却水から蓄熱材15aに熱(潜熱)を吸収して、固体状からゲル状となる。即ち、蓄熱材15aは冷却水から吸熱する。
【0024】
なお、ここでは、蓄熱材15aからの放熱温度を58℃、蓄熱材15a使用時における冷却水温度を50〜55℃、エンジン11からの冷却水温度を95〜105℃と設定した。
【0025】
ところで、蓄熱材15aの蓄熱が完了する前にエンジン11が停止されると、即ち、蓄熱不足であると、蓄熱材15aが過冷却状態となる前に放熱が行われてしまう。
【0026】
例えば、図4に示すように時間Tまでエンジン11を駆動すれば、蓄熱材15aへの蓄熱が完了する場合に、時間tでエンジン11を止めたとする。
【0027】
この場合、蓄熱材15aの蓄熱に必要な熱量は、図4の面積EBCであり、時間tまでに蓄熱された熱量は面積EADである。従って、時間tでエンジン11を停止した場合には、蓄熱不足によって、過冷却状態となる前に蓄熱材15aから放熱してしまう。
【0028】
この放熱を防ぐため、即ち、蓄熱材15aに正常に蓄熱を行うため、エンジン停止後も、バッテリー41によってポンプ16を駆動する。これによって、エンジン11を通過した冷却水が蓄熱装置15及び蒸発器14を通って循環する。この循環によって、蓄熱材15aは冷却水(温水)から吸熱を行い、その結果、図4に破線で示すように冷却水の温度が降下したとする。
【0029】
このように、エンジン11が停止された後、電磁弁20及び21を閉じて、即ち、放熱ラジエター13に冷却水が循環しないようにして、バッテリー41によってポンプ16を駆動することにより、冷却水から有効に吸熱することができる。その吸熱量は面積EAFであり、面積EBC<面積EAFであれば、時間tでエンジンを停止しても問題はない。
【0030】
次に本実施形態の特徴的な動作について図1及び図2を参照して説明する。先ず、水冷式エンジン11の始動直後から水冷式エンジン11が暖まる間まで、第1、第2及び第4の電磁弁17,18,30が閉じられ、第3及び第5の電磁弁19,31が開き、第2のポンプ16が作動する。これにより、蓄熱装置15の入口付近から熱交換器14の出口付近の掛けての第1の冷却水路Bの部分と、第2の冷却水路Cとで循環冷却水路が構成され、この循環冷却水路内を冷却水が循環する。一方、水冷式エンジン11の始動と共に蓄熱装置15内において解除手段24により蓄熱材15aの過冷却状態が解除され、蓄熱材15aが潜熱を放出する。したがって、循環冷却水路内を循環する冷却水は蓄熱装置15内で加熱され、この加熱された冷却水が熱交換器14内を流れるので、水冷式エンジン11の始動直後から暖房が可能と成る。
【0031】
水冷式エンジン11の始動後しばらくして、水冷式エンジン11が暖まり、エンジン出口水温センサ32で検出される水温が、蓄熱装置出口水温センサ33で検出される水温を上回ると、第2のポンプ16が停止し、第3及び第5の電磁弁19,31が閉じられ、第1及び第2の電磁弁17,18が開く。この時の冷却水の熱量は、暖房には十分だが、しかし蓄熱を同時に行うには、熱量が不足している。これにより、第2の冷却水路Cの一部とバイパス冷却水路Dとで蓄熱装置15がバイパスされる。この結果、水冷式エンジン11で加熱された冷却水は直接熱交換器14内を流れるようになるので、十分な暖房が得られる。
【0032】
水冷式エンジン11が十分に暖まって、冷却水の熱量が、暖房及び蓄熱を同時に行うのに十分に成った時、第4の電磁弁が閉じられ、第5の電磁弁が開く。これにより、水冷式エンジンにより十分加熱された冷却水が蓄熱装置15内を流れ、蓄熱装置15内で蓄熱が行われ、また、蓄熱装置15内から流出した冷却水で暖房が行われる。冷却水の熱量が暖房及び蓄熱を同時に行うのに十分に成った状態では、エアーミックスダンパ51が全開の状態から少し閉じられた状態になるので、本実施形態では、開度検出器52によって検出されるエアーミックスダンパ51の開度が、所定以下に成った時に、上述のように第4の電磁弁30を閉じ、第5の電磁弁31を開くようにし、これにより蓄熱装置15をバイパスすることが中止されるように成っている。
【0033】
なお、図3に示した電源回路の代わりに図5に示す電源回路を用いてもよい。図5に示す電源回路では、自動車のバッテリー41にはメインスイッチ42を介して並列にセルモータ43が接続されている。また、このバッテリー41にはスイッチ45を介してポンプ16、電磁弁19、及び蓄熱材15aに刺激を与えるための抵抗体46が並列に接続されている。
【0034】
この電源回路を用いれば、エンジン11が駆動されているかどうかに関係なく、スイッチ45を閉じれば、抵抗体46によって蓄熱材15aが刺激され、蓄熱材15aから放熱が行われる。この際、ポンプ16が駆動されるとともに電磁弁19が開かれ、蓄熱装置15と熱交換器14との間で冷却水が循環して、熱交換器14からの放熱により車内が暖房される。
【0035】
なお、エンジン11の始動後の制御については図1乃至図3を用いて説明した実施形態と同様であるので説明を省略する。
【0036】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、エンジン始動直後において、エンジンが暖まっていない場合においても、車内の暖房を行うことができ、しかも冷却水の熱量が暖房と蓄熱を同時に行うには不十分な時に、蓄熱装置をバイパスすることができるので、冷却水の熱量が不十分な時でも十分に暖房感を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施形態による蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置の構成略図である。
【図2】図2は図1に示す蓄熱装置を備えた自動車用暖房装置の熱交換器の配置状態を示す構成略図である。
【図3】図3は図1に示す自動車用暖房装置に用いられる電源回路の一実施形態を示す回路図である。
【図4】図4はエンジン冷却水温度と蓄熱材発熱温度との関係を示すグラフである。
【図5】図5は図1に示す自動車用暖房装置に用いられる電源回路の他の実施形態を示す回路図である。
【符号の説明】
11 水冷式エンジン
12 第1のポンプ
13 ラジエター
14 車内熱交換器
15 蓄熱装置
16 第2のポンプ
17 第1の電磁弁
18 第2の電磁弁
19 第3の電磁弁
24 解除手段
30 第4の電磁弁
31 第5の電磁弁
32 エンジン出口水温センサ
33 蓄熱装置出口水温センサ
50 ダクト
51 エアーミックスダンパ
52 開度検出器
A ラジエター用冷却水路
B 第1の冷却水路
C 第2の冷却水路
D バイパス冷却水路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a heating device for a vehicle having a heat storage device.
[0002]
[Prior art]
Conventional heating devices for automobiles include a heat exchanger for heating the interior of the vehicle using cooling water of a water-cooled engine, and a heat storage material having supercooling characteristics and connected to the heat exchanger. A device for connecting the water-cooled engine, the heat storage device, and the heat exchanger in series, and circulating the cooling water between the water-cooled engine, the heat storage device, and the heat exchanger. A first cooling water passage, a first pump provided in the first cooling water passage, and circulating the cooling water; one end connected to the first cooling water passage near an outlet of the heat exchanger; A second cooling water passage connected to the first cooling water passage near the inlet of the heat storage device and returning the cooling water flowing out of the heat exchanger to the heat storage device; and a second cooling water passage provided in the second cooling water passage. Heat pump from the vicinity of the inlet of the heat storage device. A circulating cooling water passage formed by the first cooling water passage portion and the second cooling water passage near the outlet of the vessel is provided in the first cooling water passage so as to be separated from the water-cooled engine. First and second solenoid valves, a third solenoid valve provided in the second cooling water passage so as to be located on the outlet side of the second pump, and opening and closing the second cooling water passage; Some include a release means for releasing the supercooled state of the heat storage material (see, for example, JP-A-2-31913, JP-A-2-41919, and JP-A-2-45214).
[0003]
In this type of vehicle heating device, the cooling water heated when cooling the water-cooled engine is passed through a heat storage device, so that the heat of the cooling water is stored in the form of latent heat by a heat storage material of the heat storage device. ing. Shortly after the start of the water-cooled engine, that is, when the cooling water has not yet been sufficiently heated, the releasing means releases the supercooled state of the heat storage material and releases the latent heat from the heat storage material. By heating the cooling water in the heat storage device by the latent heat and passing the cooling water through a heat exchanger, the heating can be performed quickly.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, even if the water-cooled engine warms up a while after being started and the cooling water circulating through the water-cooled engine is sufficiently heated, the conventional car heating system still has a water-cooled engine, a heat storage device, Since the heat exchangers are connected in series, the cooling water that has been sufficiently heated by the water-cooled engine is deprived of heat when passing through the heat storage device, and thus the cooling water whose temperature has decreased in this way is cooled by the heat exchanger. Since it flows into the interior, it was not possible to obtain a sufficient feeling of heating until the latent heat was stored in the heat storage material.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a heating device for a vehicle including a heat storage device configured to store heat after cooling water has a sufficient amount of heat for heating and storing heat. .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
According to the invention described in claim 1, the heat exchanger for heating the inside of the vehicle using the cooling water of the water-cooled engine and the heat storage material having supercooling characteristics are connected to the heat exchanger. A heat storage device, the water-cooled engine, the heat storage device, and the heat exchanger are connected in series to circulate the cooling water between the water-cooled engine, the heat storage device, and the heat exchanger. A first cooling water passage, a first pump provided in the first cooling water passage and circulating the cooling water, and one end connected to the first cooling water passage near an outlet of the heat exchanger; A second cooling water passage whose end is connected to the first cooling water passage near the inlet of the heat storage device and returns the cooling water flowing out of the heat exchanger to the heat storage device; and a second cooling water passage provided in the second cooling water passage. The second heat pump and the heat exchange from near the inlet of the heat storage device. A circulating cooling water passage formed by the first cooling water passage portion and the second cooling water passage near the outlet of the vessel is provided in the first cooling water passage so as to be separated from the water-cooled engine. First and second solenoid valves, a third solenoid valve provided in the second cooling water passage so as to be located on the outlet side of the second pump, and opening and closing the second cooling water passage; A heating device for a vehicle including a heat storage device including a release unit for releasing a supercooled state of the heat storage material, wherein one end of the heating device is connected to the first cooling water passage between an outlet of the heat storage device and an inlet of the heat exchanger. A bypass cooling water passage having the other end connected to the second cooling water passage from an outlet of the third solenoid valve to the other end of the second cooling water passage, and bypassing the heat storage device; A fourth solenoid valve for opening and closing the water channel, and the second cooling; A fifth solenoid valve that is provided in the first cooling water passage so as to be located between the other end of the passage and the inlet of the heat storage device, and that opens and closes the first cooling water passage; When the amount of heat of the cooling water from is sufficient for heating, but insufficient for heat storage, the third and fifth solenoid valves are closed and the first, second, and fourth solenoid valves are closed. An electromagnetic valve is opened to allow the cooling water from the water-cooled engine to flow directly into the heat exchanger by bypassing the heat storage device. Can be
[0007]
According to a second aspect of the present invention, in the vehicle heating device provided with the heat storage device according to the first aspect, an air mix damper for adjusting a heat release amount of the heat exchanger and an opening degree of the air mix damper are detected. And a heat storage device, wherein when the opening of the air mix damper is equal to or less than a predetermined value, the cooling water is guided to the heat storage device to store heat. A heating device is obtained.
[0008]
[Action]
In the present invention, the first, second, and fourth solenoid valves are closed, the third and fifth solenoid valves are opened, and the second pump is turned on immediately after the start of the water-cooled engine until the water-cooled engine warms up. Operate. As a result, a circulating cooling water passage is constituted by the first cooling water passage extending from the vicinity of the inlet of the heat storage device to the vicinity of the outlet of the heat exchanger, and the cooling water passage is formed in the circulating cooling water passage. Circulates. On the other hand, when the water-cooled engine is started, the supercooled state of the heat storage material is released by the release means in the heat storage device, and the heat storage material releases latent heat. Therefore, the cooling water circulating in the circulating cooling water passage is heated in the heat storage device, and the heated cooling water flows in the heat exchanger, so that heating can be performed immediately after the start of the water-cooled engine.
[0009]
Some time after the start of the water-cooled engine, the water-cooled engine warms up, and the amount of heat of the cooling water is sufficient for heating, but the amount of heat is insufficient for simultaneous heat storage. In such a state, the second pump is stopped, the third and fifth solenoid valves are closed, and the first, second, and fourth solenoid valves are opened. Thus, the heat storage device is bypassed by a part of the second cooling water passage and the bypass cooling water passage. As a result, the cooling water heated by the water-cooled engine flows directly in the heat exchanger, so that sufficient heating can be obtained.
[0010]
When the water-cooled engine has warmed up sufficiently and the amount of heat of the cooling water is sufficient to simultaneously perform heating and heat storage, the fourth solenoid valve is closed and the fifth solenoid valve is opened. Thereby, the cooling water sufficiently heated by the water-cooled engine flows through the heat storage device, heat is stored in the heat storage device, and the cooling water flowing out of the heat storage device can be sufficiently heated.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic view of a configuration of a vehicle heating device provided with a heat storage device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an arrangement state of a heat exchanger of the vehicle heating device provided with the heat storage device shown in FIG. It is.
[0012]
Referring to FIGS. 1 and 2, a
[0013]
A cooling water passage (second cooling water passage) C is disposed in parallel with the
[0014]
Further, between the cooling water passage B and the cooling water passage C, a cooling water passage (by-pass cooling water passage) D is provided. Specifically, the cooling water passage D has one end connected to the cooling water passage B between the outlet of the
[0015]
As the above-described heat storage material, for example, a material obtained by adding a polysaccharide to NaCH 3 COO.3H 2 O is used.
[0016]
When this heat storage material is heated to 60 ° C. or higher, it becomes a gel and stores latent heat. The latent heat once stored is not released even when the heat storage material is cooled (for example, a gel state is maintained at room temperature, that is, a supercooled state is maintained). The heat storage material storing the latent heat can be stored for a long time without heat insulation. On the other hand, when an appropriate stimulus is applied, it is activated and returns to a solid. At this time, a heat of 58 ° C. is released.
[0017]
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply circuit used in the vehicle heating device shown in FIG. 1, and FIG. 4 is a graph showing a relationship between an engine cooling water temperature and a heat storage material heat generation temperature. Next, referring to FIG. 3, an
[0018]
Here, the basic operation of the above-described heating device will be described with reference to FIGS. Here, it is assumed that latent heat is already stored in heat storage material 15a.
[0019]
When the
[0020]
When heating is performed immediately after the start of the engine 11, the
[0021]
The cooling water is warmed by the heat radiation from the heat storage material 15a, radiates heat in the
[0022]
When the temperature of the engine 11 reaches a predetermined temperature, the
[0023]
Therefore, the cooling water heated by the engine 11 is radiated by the
[0024]
Here, the heat radiation temperature from the heat storage material 15a was set to 58 ° C, the cooling water temperature when using the heat storage material 15a was set to 50 to 55 ° C, and the cooling water temperature from the engine 11 was set to 95 to 105 ° C.
[0025]
By the way, if the engine 11 is stopped before the heat storage of the heat storage material 15a is completed, that is, if the heat storage is insufficient, heat is radiated before the heat storage material 15a enters a supercooled state.
[0026]
For example, if the engine 11 is driven until time T as shown in FIG. 4, the engine 11 is stopped at time t when the heat storage in the heat storage material 15a is completed.
[0027]
In this case, the amount of heat required for the heat storage of the heat storage material 15a is the area EBC in FIG. 4, and the amount of heat stored by the time t is the area EAD. Therefore, when the engine 11 is stopped at the time t, heat is radiated from the heat storage material 15a before the supercooled state due to insufficient heat storage.
[0028]
The
[0029]
As described above, after the engine 11 is stopped, the
[0030]
Next, the characteristic operation of the present embodiment will be described with reference to FIGS. First, the first, second, and
[0031]
Some time after the start of the water-cooled engine 11, the water-cooled engine 11 warms up, and when the water temperature detected by the engine outlet
[0032]
When the water-cooled engine 11 has warmed up sufficiently and the amount of heat of the cooling water is sufficient to perform heating and heat storage at the same time, the fourth solenoid valve is closed and the fifth solenoid valve is opened. As a result, the cooling water sufficiently heated by the water-cooled engine flows through the
[0033]
Note that the power supply circuit shown in FIG. 5 may be used instead of the power supply circuit shown in FIG. In the power supply circuit shown in FIG. 5, a
[0034]
With this power supply circuit, regardless of whether the engine 11 is driven or not, when the
[0035]
The control after the start of the engine 11 is the same as that of the embodiment described with reference to FIGS.
[0036]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, immediately after the start of the engine, even when the engine is not warm, the interior of the vehicle can be heated, and the amount of heat of the cooling water is insufficient to simultaneously perform the heating and the heat storage. In some cases, the heat storage device can be bypassed, so that a sufficient feeling of heating can be obtained even when the amount of heat of the cooling water is insufficient.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view of a configuration of a vehicle heating device including a heat storage device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic structural view showing an arrangement state of a heat exchanger of a vehicle heating device provided with the heat storage device shown in FIG.
FIG. 3 is a circuit diagram showing an embodiment of a power supply circuit used in the vehicle heating device shown in FIG.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between an engine cooling water temperature and a heat storage material heat generation temperature.
FIG. 5 is a circuit diagram showing another embodiment of a power supply circuit used in the vehicle heating device shown in FIG.
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11 water-cooled
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