JP4984441B2 - 加熱および冷却のためのエネルギー制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、空調装置による冷暖房、あるいは内燃機関の吸排気の温度制御、さらには車両が走行することに伴うエネルギーを利用した加熱・冷却などの各種の加熱および冷却のためのエネルギーを制御する装置に関するものである。

加熱および冷却を行う装置として、空調装置が知られている。空調装置は、居住空間などの固定された空間の冷暖房を行う以外に、車両に搭載されて車室の冷暖房を行うように構成されたものも多用されている。車両用の空調装置のうち内燃機関を動力源とする車両における空調装置では、動力源が熱を発するので、これを利用して暖房を行うことができる。これに対して冷房のためには、一般に、ヒートポンプを使用しており、エンジンなどの動力源もしくはバッテリーの電力を利用してコンプレッサーを駆動し、冷媒の圧縮・放熱・膨張・吸熱により車室内から外部に熱を放出させて車室内を冷却している。

上記のコンプレッサーを使用した空調装置では、その冷媒が環境に及ぼす影響が必ずしも好ましくないために、例えば特許文献１に記載された発明では、廃熱を熱電変換して電力を発生させ、その電力によって、ペルチェ効果およびゼーベック効果を生じる熱電モジュールを駆動して冷房を行うように構成している。また、この特許文献１の発明では、廃熱を蓄熱装置に蓄え、その熱を利用して熱電モジュールによって発電し、その電力をバッテリーに蓄えるとともにその電力を利用して、車両が停止している場合であっても、空調を行えるようになっている。
特開２００３−１７５７２０号公報

上記の特許文献１に記載された発明では、熱電モジュールに通電し、またその電極を変換することにより、暖房や冷房を行うように構成されているが、冷房と暖房とはいずれか一方を実行している際に他方は実行しないから、例えば熱電モジュールに通電して冷房を行う場合には、熱電モジュールで生じる熱を外部に放出している。そのため、廃熱回収が可能であっても、その利用効率が必ずしも高くなく、改善の余地が多分にあった。

この発明は上記の技術的課題に着目して成されたものであって、居室や車室などの居住空間のみならず各種の対象部位を加熱もしくは冷却するにあたり、エネルギーの利用効率を向上させることのできる制御装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するため請求項１の発明は、加熱要求もしくは冷却要求の状況に応じてエネルギーを蓄えもしくは放出する手段を備えた加熱および冷却のためのエネルギー制御装置において、第１蓄熱器と、該第１蓄熱器に熱伝達可能に連結されかつ熱エネルギーと電気エネルギーとの相互の変換を行う第１熱電変換素子および第２熱電変換素子と、前記第１蓄熱器に蓄熱するように前記第１および第２の熱電変換素子のいずれか一方に通電する第１制御手段と、前記第１蓄熱器の有する熱エネルギーを電力として出力するように前記第１および第２の熱電変換素子のいずれか他方の通電を制御する第２制御手段と、前記第１蓄熱部の有する熱の利用状態を予測する予測手段と、蓄電装置と、前記予測手段で前記第１蓄熱部の有する熱の利用を中断することが予測された場合に、前記第１および第２の熱電変換素子の少なくとも一方で発電を行って前記蓄電装置に電力を蓄える第６制御手段とを備えていることを特徴とする装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記第１および第２の熱電変換素子が、前記第１蓄熱器の外周部に熱伝達可能に密着して前記第１蓄熱器の外周部を覆っていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記第２蓄熱器の熱を利用して電力を出力可能な第３熱電変換素子が前記第２蓄熱器に熱授受可能に連結され、前記第１および第２の蓄熱器のいずれか一方で蓄熱を行うようにいずれかの熱電変換素子に通電するとともに該蓄熱に伴う他方の蓄熱器での温度差によって他のいずれかの熱電変換素子から電力を取り出す第３制御手段を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記各蓄熱器の有する熱で所定の温度制御対象部の加熱もしくは冷却を行う温度制御機構を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記所定の温度制御対象部の加熱もしくは冷却を前記いずれかの蓄熱器の有する熱で行うか否かの選択を行う選択手段を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項６の発明は、請求項１ないし５のいずれかの発明において、前記第１および第２の熱電変換素子の少なくともいずれかに電力を供給する電源部と、該電源部から前記いずれかの熱電変換素子に選択的に電力を供給して、少なくとも前記第１蓄熱部に蓄熱する第４制御手段を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記電源部は、機械エネルギーと熱エネルギーと光エネルギーとのいずれかを電気エネルギーに変換する回生手段と、蓄電装置とのいずれかを含むことを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項８の発明は、請求項４ないし７のいずれかの発明において、前記温度制御対象部が存在している環境と前記温度制御対象部の目標温度との少なくともいずれか一方に基づいて、前記蓄熱器の少なくともいずれか一方の蓄熱量を制御する第５制御手段を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項９の発明は、請求項４ないし８のいずれかの発明において、前記蓄熱部もしくは前記蓄冷部との間で熱交換して昇温もしくは冷却される熱輸送媒体を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。

請求項１０の発明は、請求項７の発明において、冷房もしくは暖房のために前記蓄熱器または蓄冷器に予め蓄熱もしくは蓄冷するプレ空調要求の有無を判断する判断手段を更に備え、プレ空調要求があった場合には、熱エネルギーと光エネルギーとのいずれかを電気エネルギーに変換する前記回生手段によりエネルギー回生して蓄熱または蓄冷するように構成されていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置である。
請求項１１の発明は、加熱要求もしくは冷却要求の状況に応じてエネルギーを蓄えもしくは放出する手段を備えた加熱および冷却のためのエネルギー制御装置において、熱エネルギーと電気エネルギーとの相互の変換を行う熱電変換素子と、前記熱電変換素子から熱エネルギーを受け取るように前記熱電変換素子に熱伝達可能に接続されかつ受け取った熱エネルギーで温度が上昇した状態を維持する蓄熱部と、前記熱電変換素子に熱エネルギーを奪われるように前記熱電変換素子に熱伝達可能に接続されかつ熱エネルギーが奪われることにより温度が低下した状態を維持する蓄冷部と、前記蓄冷部を冷却するとともに前記蓄熱部を加熱するように前記熱電変換素子に通電する第１制御手段と、前記蓄熱部と前記蓄冷部との温度差に基づいて前記熱電変換素子から電力を出力させる第２制御手段と、前記第１蓄熱部の有する熱の利用状態を予測する予測手段と、蓄電装置と、前記予測手段で前記第１蓄熱部の有する熱の利用を中断することが予測された場合に、前記第１および第２の熱電変換素子の少なくとも一方で発電を行って前記蓄電装置に電力を蓄える第６制御手段とを更に備えていることを特徴とするものである。

請求項１の発明によれば、回収した熱（もしくは冷熱）を第１蓄熱器に蓄えるばかりでなく、回収もしくは発生させた電気エネルギーを各熱電変換素子によって熱エネルギーに変換しかつ第１蓄熱器に蓄えることができる。その場合、蓄熱および蓄冷のいずれも可能である。そして、いずれかの熱電変換素子に通電して暖房などの加熱を行う場合、それに伴ってその熱電変換素子で生じる冷熱を蓄えることができ、また反対に通電して冷房を行う場合には、それに伴ってその熱電変換素子で生じる熱を蓄熱できるので、無駄な放熱を回避してエネルギーの利用効率を向上させることができる。さらに、車両などの空調のための装置として用いる場合には、各熱電変換素子によって加熱もしくは冷却を行うことができるので、従来使用していたコンプレッサーを用いる必要が無くなり、装置を小型軽量化できるとともに、燃費を向上させることができる。また、熱の利用の中断が予測された場合、蓄熱部や蓄冷部の熱によって発電を行い、その電力を蓄電装置に蓄えるので、その中断中における熱の放散によるエネルギーの損失を防止もしくは抑制してエネルギーの利用効率を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、蓄熱器を各熱電変換素子が覆って密着しているので、これらの間の熱抵抗や熱損失を低減することができる。

請求項３の発明によれば、熱電変換素子がペルチェ効果あるいはゼーベック効果を奏することに伴う加熱部および冷却部に対応して第１蓄熱部および第２蓄熱部が設けられているから、熱電変換素子での温度差を大きくして効率よく発電することができ、また通電して発熱もしくは冷却する場合には、発熱させることに伴う冷熱、および冷却することに伴う発熱を、各蓄熱部で蓄えることができ、その結果、無駄に熱を放散させることなく、エネルギー効率を向上させることができる。

請求項４の発明によれば、蓄熱部や蓄冷部の熱で温度制御対象部を加熱し、あるいは冷却する機構を備えているから、コンプレッサーや膨張弁などのヒートポンプ機構を省略してコンパクトな空調装置を得ることができる。また、内燃機関の吸気の冷却に使用すれば、内燃機関の出力を増大させることができ、さらには内燃機関の始動時の加熱に使用することにより、その暖機を早くして排ガスの悪化などの不都合を抑制できる。

請求項５の発明によれば、加熱もしくは冷却のための熱源を選択できるので、エネルギーの利用効率を向上させることができる。

請求項６の発明によれば、熱電変換素子によって電力を熱エネルギーに変化でき、そのための電源部と、電力から変換した熱を蓄熱部に選択的に蓄える制御手段とを備えているから、電力によって加熱および冷却を行うことができるとともに、余剰電力が生じた場合にはこれを熱として蓄えておくことが可能になる。

請求項７の発明によれば、その電源部が機械エネルギーと熱エネルギーと光エネルギーとのいずれかを電力に変換する回生手段を含んでいるから、回生したエネルギーによって加熱あるいは冷却を行うことができ、したがってエネルギー効率を向上させることができるとともに、車両に使用した場合には、燃費を向上させることができる。

請求項８の発明によれば、温度制御対象部の加熱あるいは冷却に必要なエネルギー量がその環境によって影響されるので、その環境に基づいて蓄熱量あるいは冷熱量を制御するように構成されており、したがって熱電変換素子を必要時のみ動作させ、換言すれば不必要に過剰に動作させないので、その耐久性を向上させることができ、併せて蓄熱量もしくは冷熱量の少なくとも不足を未然に回避し、要求に応じた加熱あるいは冷却を行うことができる。

請求項９の発明によれば、熱輸送媒体によって蓄熱部の熱あるいは蓄冷部の冷熱を取り出すことができるので、熱電変換素子によって得られた熱もしくは冷熱によって冷暖房や暖機もしくは内燃機関の吸気冷却などを行うことができ、エネルギーの利用効率を向上させることができることに加えて、従来にない加熱および冷却のためのシステムを得ることができる。

そして、請求項１０の発明によれば、プレ空調の要求が有った場合には、太陽熱や太陽光あるいは適宜の箇所の余剰熱などを使用して電気エネルギーを得、これを利用して蓄熱もしくは蓄冷することができるので、車両にあっては搭乗者の居ない状態でエンジンを駆動する必要がなく、したがって好適にプレ空調を行うことができる。
さらに、請求項１１の発明によれば、蓄熱部と蓄冷部との間に熱電変換素子を配置した構成であって、その熱電変換素子に通電して加熱もしくは冷却を行い、また熱電変換素子で発電させるように構成されているから、熱電変換素子での温度差を大きくして効率よく発電することができ、また通電して発熱もしくは冷却する場合には、発熱させることに伴う冷熱、および冷却することに伴う発熱を、蓄熱部および蓄冷部で蓄えることができ、その結果、無駄に熱を放散させることなく、エネルギー効率を向上させることができる。これに加えて、熱の利用の中断が予測された場合、蓄熱部や蓄冷部の熱によって発電を行い、その電力を蓄電装置に蓄えるので、その中断中における熱の放散によるエネルギーの損失を防止もしくは抑制してエネルギーの利用効率を向上させることができる。

つぎにこの発明を具体例に基づいて詳細に説明する。この発明における「加熱および冷却」の対象箇所は、居住空間に限られないのであり、温度を所定の目標温度に設定する要求のある箇所もしくは部位であれば特に限定されない。したがってこの発明は、固定設置された構造物以外に車両を対象とすることができる。

図１に車両を対象として加熱・冷却を行うように構成した例をブロック図で示してあり、その特徴的構成は、熱電変換および蓄熱もしくは蓄冷の構造にある。すなわち、図１に示すように、熱電変換素子１と、この熱電変換素子１との間で熱授受を行う蓄熱器２および蓄冷器３とが設けられている。その熱電変換素子１は、図２に示すように、Ｐ型半導体４とＮ型半導体５とを組み合わせたπ型構造の広く知られたものである。したがって、この熱電変換素子１は、電流を流す電極と電流の向きとを所定のコントローラ６で制御することにより、図２のＡ面が加熱部となるとともにＢ面が冷却部となり、あるいはＡ面が冷却部となるとともにＢ面が加熱部となるように構成されている。また、これらの面を適宜に加熱および冷却することにより、電力が生じ、発電機として機能する。

また、蓄熱器２は、外部から熱を受け取ってその熱エネルギーを蓄える装置であり、顕熱蓄熱器や潜熱蓄熱器を使用することができる。より具体的には、単位容積あたりの蓄熱量を多くして全体としての構成を小さくするために、水酸化ストロンチウム、水酸化バリウム、酢酸ナトリウム三水塩などの有機化合物からなる潜熱蓄熱器が好ましく、蓄熱器として要求される性能を考慮して選択すればよい。この蓄熱器２は上記の熱電変換素子１におけるＡ面およびＢ面のうちの一方の面との間で熱伝達するように設けられている。該一方の面と蓄熱器２との間の熱抵抗は可及的に小さいことが好ましいので、蓄熱器２を前記一方の面に密着させて配置することが好ましい。しかしながら、この発明では、蓄熱器２を前記一方の面にヒートパイプやサーマルジョイントなどの熱伝導性の良好な部材を介して連結してもよい。

さらに、前記蓄冷器３は、外部に熱を奪われて熱エネルギーの低下した状態を維持する装置であり、顕熱蓄熱器や潜熱蓄熱器を使用することができる。より具体的には、単位容積あたりの蓄熱量を多くして全体としての構成を小さくするために、例えば水や塩水（ブライン）、エチレングリコールなどの有機化合物からなる潜熱蓄熱器が好ましい。この蓄冷器３は上記の熱電変換素子１におけるＡ面およびＢ面のうちの他方の面との間で熱伝達するように設けられている。該他方の面と蓄冷器３との間の熱抵抗は可及的に小さいことが好ましいので、蓄冷器３を前記他方の面に密着させて配置することが好ましい。しかしながら、この発明では、蓄冷器３を前記他方の面にヒートパイプやサーマルジョイントなどの熱伝導性の良好な部材を介して連結してもよい。

上記の蓄熱器２の外面のうち、前記熱電変換素子１に接触していない外面に、第２の熱電変換素子７が熱伝達可能に連結されている。この第２の熱電変換素子７は、原理的な構造が上述した第１の熱電変換素子１と同様の構成のものである。また一方、蓄冷器３の外面のうち、前記熱電変換素子１に接触していない外面に、第３の熱電変換素子８が熱伝達可能に連結されている。この第３の熱電変換素子８は、原理的な構造が上述した第１の熱電変換素子１あるいは第２の熱電変換素子７と同様の構成のものである。したがって蓄熱器２および蓄冷器３の外周には熱電変換素子１，７，８が密着し、これらの熱電変換素子１，７，８が蓄熱器２および蓄冷器３の外周を覆っている。そして、これらの第２および第３の熱電変換素子７，８の外周側を覆うようにケーシング９が設けられており、その全体が蓄熱・蓄冷部１０を構成している。

上記の蓄熱器２および蓄冷器３に対する熱エネルギーの出し入れは、前述した熱電変換素子１，７，８の少なくともいずれかに通電して蓄熱器２を加熱するとともに蓄冷器３を冷却して行い、あるいは少なくともいずれかの熱電変換素子１，７，８を、蓄熱器２および蓄冷器３の温度差もしくはこれらと外気との温度差に基づいて発電機として機能させ、電力を取り出すことにより行う。これに替えて、もしくはこのような構成に加えて、蓄熱器２および蓄冷器３から直接熱エネルギーを取り出し、あるいはいわゆる冷熱を取り出すように構成してもよい。

例えば図３に示すように、蓄熱器２あるいは蓄冷器３の内部に、フィン１１を備えたパイプ１２を貫通させて、そのフィン１１を備えたパイプ１２の一部を、蓄熱用あるいは蓄冷用の媒体１３中に埋設する。そして、そのパイプ１２をポンプ１４および熱交換器１５に連結して循環流路を形成し、その内部に熱輸送媒体Ｈtを循環させれば、蓄熱器２あるいは蓄冷器３と熱交換器１５との間で熱を輸送し、外部に放熱して加熱し、あるいは冷却することができる。この図３に示す機構がこの発明における温度制御機構の一例である。

なお、上記の循環路に切換弁（図示せず）を設けて、加熱（暖房）と冷却（冷房）とに、単一の循環路を共用するように構成してもよい。また、上記の循環路にコンプレッサーおよび膨張弁（それぞれ図示せず）を設けてヒートポンプとして構成してもよい。このように構成した場合には、電気エネルギーをコンプレッサーによって熱エネルギーに変換し、これを蓄熱器２もしくは蓄冷器３に蓄えることが可能になる。

上記の熱交換器１５は所定の温度制御対象部１６に配置されている。この温度制御対象部１６の具体的な例は、車両における車室の内部や家屋の内部、内燃機関の吸気路、飲料や食品の保管箇所などである。

前述した各熱電変換素子１，７，８は、これらに電力を供給し、あるいは発電した電力を蓄える電源部に電気的に接続されている。その電源部は、バッテリー１７や内燃機関に付設されたオルタネータ、ハイブリッド車のモータ・ジェネレータ（それぞれ図示せず）などである。図１には、バッテリー１７の例を示してある。このバッテリー１７と各熱電変換素子１，７，８とは、昇降圧装置１８を介して接続されている。この昇降圧装置１８は、バッテリー１７と各熱電変換素子１，７，８との間で電力を受け渡す場合に、それぞれに応じて電圧を設定するためのものであり、トランスやスイッチングレギュレータなどから構成されている。

図１に示す例では、電力を得るための更に他の手段が設けられている。その一例が光・熱発電素子１９および熱発電素子２０である。その光・熱発電素子１９は例えばウィンドウガラス（図示せず）に付設されており、太陽光を電力に変化し、またその変換に伴う熱や太陽熱を電力に変換する手段である。また、熱発電素子２０は、熱エネルギーを電気エネルギーに変換する素子であり、その熱エネルギーとしては、内燃機関が駆動することに起因する廃熱、排気の有する廃熱、ブレーキでの摩擦熱、ハイブリッド車のモータ・ジェネレータあるいはインバータで生じる熱、車体の有する熱などを利用できる。

これらの光・熱発電素子１９および熱発電素子２０は、前記昇降圧装置１８を介してバッテリー１７および各熱電変換素子１，７，８に電気的に接続されている。したがって、これらの光・熱発電素子１９および熱発電素子２０もこの発明における電源部を構成している。

エネルギーの回収・蓄積やその利用のための制御監視装置２１が設けられている。この制御監視装置２１は主としてデータ処理を行って適宜に指令信号を出力するものであって、マイクロコンピュータを主体として構成されている。したがって、この制御監視装置２１には、上述した蓄熱器２および蓄冷器３の状態を示すデータ、各熱電変換素子１，７，８に関するデータ、バッテリー１７および光・熱発電素子１９ならびに熱発電素子２０に関するデータが入力され、またこれらの機器や昇降圧装置１８に対する指令信号を適宜に出力するように構成されている。

エネルギーの回収・蓄積および利用を効率よく行うためには、各種のデータを利用することが好ましく、そのために図１に示す例では、上記の制御監視装置２１に更に他のデータが入力されている。すなわち、制御監視装置２１にはエンジン制御ＥＣＵ（電子制御装置）２２が接続され、両者の間でデータを送受信するよう構成されている。このエンジン制御ＥＣＵ２２は、マイクロコンピュータを主体にして構成され、入力されたデータおよび予め記憶しているデータおよびプログラムに従って演算を行い、エンジンを制御するように構成されている。

その入力データの一つとして走行環境情報２３が入力されている。その走行環境情報２３は、車載のナビゲーションシステムや地上局からサインポスト（インフラ）もしくは人工衛星などを経由して得られる情報であり、具体的には、自車両が位置する地点の高度、道路勾配、その周囲の道路の勾配や渋滞の状況、走行予定路の天気や気温、湿度、カーブの度合いなどである。これらの情報に基づいて、エンジンが出力する動力に余裕動力が生じるか否かなどを判断することができる。

さらに、主として空調のためのデータが、制御監視装置２１に入力されている。すなわち、外気温センサ２４からの検出信号、日射センサ２５からの検出信号、温度や風量を設定するエアコン操作パネル２６からの信号、内気温センサ２７からの検出信号、プレ空調要求スイッチ（ＳＷ）２８からの信号、携帯端末２９からの信号（主としてプレ空調設定信号）などが入力されている。

つぎに上述した装置における蓄熱および蓄冷の作用について説明する。図４は上述した蓄熱・蓄冷部１０における蓄熱器２および蓄冷器３と各熱電変換素子１，７，８との相対関係を模式的に示しており、（Ａ）は冷房のために駆動している状態、（Ｂ）は暖房のために駆動している状態を示している。なお、図４で矢印の向きは、電流の向きを示している。

冷房の際には、図４の（Ａ）に示すように、蓄冷器３で熱を奪って空気を冷却するから、第１および第３の熱電変換素子１，８によって蓄冷器３の熱エネルギーを低下させるように動作させる。すなわち、第３の熱電変換素子８には、蓄冷器３に熱伝達可能に連結されている部分が冷却部となり、これとは反対側が加熱部となるように電流を流す。そのための電源は、上述したバッテリー１７および光・熱発電素子１９ならびに熱発電素子２０のいずれかである。また、同様に、第１の熱電変換素子１には、蓄冷器３に熱伝達可能に連結されている部分が冷却部となり、これとは反対側（蓄熱器２側）が加熱部となるように電流を流す。

したがって第３の熱電変換素子８では、蓄冷器３側が冷却部となって蓄冷器３から熱を奪い、蓄冷器３を冷却し、またこれと反対側が加熱部となって熱を外気に放出する。また、第１の熱電変換素子１では、蓄冷器３側が冷却部となって蓄冷器３から熱を奪い、これとは反対側が加熱部となって蓄熱器２を加熱し、ここに熱エネルギーを蓄える。その結果、蓄冷器３の温度が低下し、いわゆる冷熱が蓄えられるので、これを利用して冷房が行われる。具体的には、図３に示すパイプ１２内に流す熱輸送媒体Ｈtが冷却され、温度の低下した熱輸送媒体Ｈtが熱交換器１５で周囲の空気と熱交換して空気を冷却する。

上述したように蓄熱器２は、第１の熱電変換素子１から熱を受けてその温度が上昇する。その熱は、エンジンの暖機などに使用することができる。また、第２の熱電変換素子７は、蓄熱器２に連結されている箇所の温度が高くなり、これとは反対側が相対的に低温となるので、余剰の熱エネルギーによって発電し、バッテリー１７に充電する。

冬季の暖房を行う場合には、図４の（Ｂ）に示すように、上述した冷房の場合とは反対に動作させる。すなわち、暖房の際には、蓄熱器２から熱を放出して空気を加熱するから、第１および第２の熱電変換素子１，７によって蓄熱器２の熱エネルギーを増大させるように動作させる。すなわち、第２の熱電変換素子７には、蓄熱器２に熱伝達可能に連結されている部分が加熱部となり、これとは反対側が冷却部となるように電流を流す。そのための電源は、上述したバッテリー１７および光・熱発電素子１９ならびに熱発電素子２０のいずれかである。また、同様に、第１の熱電変換素子１には、蓄熱器２に熱伝達可能に連結されている部分が加熱部となり、これとは反対側（蓄冷器３側）が冷却部となるように電流を流す。

したがって第２の熱電変換素子７では、蓄熱器２側が加熱部となって蓄熱器２に熱を伝達して蓄え、またこれと反対側が冷却部となって外気から熱を奪う。また、第１の熱電変換素子１では、蓄熱器２側が加熱部となって蓄熱器２に熱を蓄え、これとは反対側が冷却部となって蓄冷器３にいわゆる冷熱を蓄える。その結果、蓄熱器２の温度が高くなり、またその熱エネルギーが増大するので、これを利用して暖房が行われる。具体的には、図３に示すパイプ１２内に流す熱輸送媒体Ｈtが加熱され、温度の上昇した熱輸送媒体Ｈtが熱交換器１５で周囲の空気と熱交換して空気を加熱する。

一方、蓄冷器３は、第１の熱電変換素子１に熱を奪われてその温度が低下する。したがって蓄冷器３をエンジンの吸気の冷却などに使用することができる。また、第３の熱電変換素子８は、蓄冷器３に連結されている箇所の温度が低くなり、これとは反対側が相対的に高温となるので、余剰の熱エネルギーによって発電し、バッテリー１７に充電する。

以上説明したように、上記の制御装置によれば、冷房のために冷却することにより生じた熱エネルギーを蓄熱器２によって回収し、さらには電力に変化してバッテリー１７に蓄えることができ、また反対に暖房のために加熱することにより生じた低温状態すなわち冷熱を蓄冷器３によって回収し、さらには外気との温度差に基づいて発電してバッテリー１７に電力として蓄えることができる。そのため、外部に放出してしまうエネルギー量を削減し、エネルギーの利用効率を向上させることができる。また、車両の場合、エンジンで生じる熱エネルギーや太陽光あるいは太陽熱として車両に加えられるエネルギー、さらには車両の減速に伴うエネルギーを回生するので、この点でもエネルギーの利用効率を向上させることができる。

この発明の装置は、蓄熱器２あるいは蓄冷器３を備えているから、冷房あるいは暖房の開始時に、その蓄えたエネルギーを利用して急速冷房や急速暖房を行うことができる。図５にその制御例をフローチャートで示してある。先ず、プレ空調の要求情報を読み込む。すなわち、前述したプレ空調要求スイッチ（ＳＷ）２８による情報を読み込み（ステップＳ１）、またプレ空調の設定を行う携帯端末２９による情報を読み込む（ステップＳ２）。これらの情報に基づいてプレ空調の要求が有るか否かが判断される（ステップＳ３）。ここでプレ空調とは、冷房や暖房に備えて熱エネルギーあるいは電気エネルギーを蓄えておく制御もしくは操作である。したがって、その要求がないことによりステップＳ３で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。

これに対してプレ空調の要求があることによりステップＳ３で肯定的に判断された場合には、外気温センサ２４からの情報および日射センサ２５からの情報ならびに内気温センサ２７からの情報を読み込む（ステップＳ４）。これは、要求されている空調温度を達成するために必要な熱量を求めるためである。

その後、要求されている空調が冷房か否かが判断される（ステップＳ５）。この判断は、目標温度と内気温センサ２７で検出した温度との差に基づいて判断することができ、あるいはエアコン操作パネル２６での操作内容に基づいて判断することができる。冷房が要求されていることによりステップＳ５で肯定的に判断された場合には、光・熱発電素子１９での発電状態に関する情報や熱発電素子２０での発電状態に関する情報および第２の熱電変換素子７での発電に関する情報が読み込まれる（ステップＳ６）。すなわち、太陽エネルギーなどの外部からのエネルギーによる発電や廃熱を熱源とする発電の状態が検出される。

これらの情報に基づいて発電量が有るか否かが判断される（ステップＳ７）。太陽光もしくは太陽熱あるいは廃熱による発電量がないこともしくは少ないことによりステップＳ７で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。エネルギー回収できないからである。これに対してステップＳ７で肯定的に判断されれば、第１および第３の熱電変換素子１，８に対して、前記蓄冷器３から熱を奪うように通電（駆動）し、併せてその蓄冷のための電流制御を行うように昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ８）。その場合、電源としてはバッテリー１７や各発電素子１９，２０などを使用でき、さらに余分な電力は、昇降圧装置１８を介してバッテリー１７に充電する。したがって蓄冷器３に十分な冷熱が蓄えられ、冷房の開始時には、要求に応じて急速冷房を行うことができる。その熱エネルギーは、太陽エネルギーや廃熱であるから、車両の燃費が悪化するなどのことはない。

一方、ステップＳ５で否定的に判断された場合、要求されている空調が暖房か否かが判断される（ステップＳ９）。この判断は、冷房の判断と同様にして行うことができる。このステップＳ９で否定的に判断された場合には、空調を行う必要がないので、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。

暖房が要求されていることによりステップＳ９で肯定的に判断された場合には、光・熱発電素子１９での発電状態に関する情報や熱発電素子２０での発電状態に関する情報および第３の熱電変換素子８での発電に関する情報が読み込まれる（ステップＳ１０）。すなわち、太陽エネルギーなどの外部からのエネルギーによる発電や廃熱を熱源とする発電の状態が検出される。

これらの情報に基づいて発電量が有るか否かが判断される（ステップＳ１１）。これは、前述したステップＳ７での判断と同様の判断ステップである。このステップＳ１１で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなくこのルーチンを一旦終了する。エネルギー回収できないからである。これに対してステップＳ１１で肯定的に判断されれば、第１および第２の熱電変換素子１，７に対して、前記蓄冷器３から熱を奪うように通電（駆動）し、併せて余分な電力は、昇降圧装置１８を介してバッテリー１７に充電する（ステップＳ１２）。したがって蓄熱器２に十分な熱が蓄えられ、暖房の開始時には、要求に応じて急速暖房を行うことができる。その熱エネルギーは、太陽エネルギーや廃熱であるから、車両の燃費が悪化するなどのことはない。

ところで前述した図１に示す構成では、外気温センサ２４や日射センサ２５および内気温センサ２７などを備え、さらに走行環境情報２３を得るように構成されているので、これらの情報やエアコン操作パネル２６で設定された目標温度などに基づいて、空調に必要な熱量を求めることができる。その必要熱量を大きくは超えない範囲でエネルギーを蓄積すれば、装置の過剰な駆動を抑制することができる。

図６は熱電変換素子１，７，８などの装置の過剰な駆動を抑制するプロセスを組み込んだ制御例を示しており、ここに示すルーチンは、図５に示すルーチンのステップＳ４とステップＳ５との間に以下に述べるステップＳ４１ないしステップＳ４４を組み込んだものである。すなわち前述したステップＳ４に続くステップＳ４１では、走行環境情報２３が読み込まれる。そして、その走行環境情報２３を含む各種の情報に基づいて、冷房および暖房に必要な熱量が算出される（ステップＳ４２）。その走行環境情報２３には、高度や湿度あるいは降雨の有無などを含み、さらには現在地以外にその周囲や走行予定路の情報を含むから、これらの情報を加味して必要熱量が求められている。

ついで、蓄熱器２および蓄冷器３の蓄積熱量などの情報が読み込まれる（ステップＳ４３）。そして、ステップＳ４２で算出された必要熱量とステップＳ４３で求められた蓄熱量とが比較される（ステップＳ４４）。すなわち、必要熱量が蓄熱量より多いか否かが判断される。このステップＳ４４で否定的に判断された場合、すなわち蓄熱量が必要熱量以上の場合には、このルーチンを一旦終了する。すなわち、加熱のため、あるいは冷却のための熱量が既に蓄えられているので、それ以上に蓄熱する必要がないからである。したがって、蓄熱・蓄冷部１０や各発電素子１９，２０などが停止され、装置が不必要に駆動されたり、それに伴って耐久性が低下するなどの不都合が回避もしくは抑制される。

なお、ステップＳ４４で肯定的に判断された場合には、蓄熱量が必要熱量に対して不足していることになるので、前述したステップＳ５ないしステップＳ１２に進んで、可能な蓄熱を実行する。

つぎにこの発明に係る上記の制御装置による更に他の制御例について説明する。図７ないし図９はその制御例を説明するためのフローチャートであって、ここに示す例は、動力源としてのエンジンの動作状態を更に加味して蓄熱・蓄冷の制御を行うように構成した例である。先ず、エンジンが作動しているか否かが判断される（ステップＳ１０１）。このステップＳ１０１で肯定的に判断されれば、エンジンがアイドリング状態にあるか、あるいは車両が走行しているかのいずれかであり、したがって一般的には搭乗者が居ることになる。その場合、エアコン操作パネル２６を操作することによる設定情報が読み込まれ（ステップＳ１０２）、その情報に基づいて冷房要求が有るか否かが判断される（ステップＳ１０３）。

冷房要求があることによりステップＳ１０３で肯定的に判断された場合には、外気温センサ２４および日射センサ２５ならびに内気温センサ２７からの情報が読み込まれる（ステップＳ１０４）。また、蓄熱器２の熱量情報および蓄冷器３の冷熱量情報が読み込まれる（ステップＳ１０５）。さらに、これに続くステップＳ１０６では走行環境情報２３が読み込まれるとともに、ステップＳ１０７ではバッテリー１７の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）などの情報が読み込まれ、そしてステップＳ１０８では前述した光・熱発電素子１９および熱発電素子２０による発電量の情報が読み込まれる。

これらの読み込んだ情報に基づいて、先ず、蓄冷器３に余剰冷熱が無いか否かが判断される（ステップＳ１０９）。蓄冷器３にいわゆる冷熱が十分に蓄積されていないことによりステップＳ１０９で肯定的に判断された場合、前述した第３の熱電変換素子８を駆動して第３の熱電変換素子８に冷熱を蓄える指示を出力し、併せてそれに伴う昇降圧装置１８に対する指示を出力する（ステップＳ１１０）。その場合、電源としてはバッテリー１７や各発電素子１９，２０などを使用でき、さらに余分な電力は、昇降圧装置１８を介してバッテリー１７に充電する。

こうして蓄冷を行うことによりステップＳ１０９で否定的に判断された場合、すなわち蓄冷器３の冷熱に余裕ができた場合、蓄熱器２での蓄熱に余力（余裕）があるか否かが判断される（ステップＳ１１１）。前述したように、蓄熱・蓄冷部１０では、第１の熱電変換素子１を駆動して蓄冷器３に冷熱を蓄える場合、冷却部とは反対側が加熱部となり、その加熱部の熱を蓄熱器２で受け取るようになっている。したがってエネルギーの利用効率を高くするためには、第１の熱電変換素子１による蓄熱の際には、蓄熱器２で熱を受容することが好ましい。そのために、ステップＳ１１１において、蓄熱器２によって熱を受容できるか否かを判断している。

したがって、ステップＳ１１１で肯定的に判断された場合には、第１の熱電変換素子１を駆動して蓄冷器３に冷熱を蓄え、同時に蓄熱器２に蓄熱するように指示を出力し、またそのような動作を行うように昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ１１２）。このステップＳ１１２の制御を、蓄熱器２の蓄熱余力が無くなるまで継続し、その結果、ステップＳ１１１で否定的に判断された場合には、蓄熱器２に余剰熱があるか否かが判断される（ステップＳ１１３）。この余剰熱とは、蓄熱器２の蓄熱量のうち予め定めたしきい値もしくは必要熱量を超えた分の熱量である。

このステップＳ１１３で肯定的に判断された場合には、当面、熱として使用することのないエネルギーがあることになるので、その余剰熱によって前述した第２の熱電変換素子７を駆動して電力を生じさせ、その電力をバッテリー１７に充電するように昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ１１４）。熱エネルギーは放熱によって逸散し易いが、電力の形態でバッテリー１７に蓄えることにより、損失を抑制することができる。なお、ステップＳ１１３で否定的に判断された場合には、特に制御を行うことなく一旦このルーチンを終了する。

一方、上記のステップＳ１０３で否定的に判断された場合、すなわち冷房要求がない場合には、図８に示すステップＳ１１５に進み、暖房要求が有るか否かが判断される。このステップＳ１１５で否定的に判断された場合には、冷房および暖房のいずれも行う必要がないので、一旦このルーチンを終了する。これに対して暖房要求があることによりステップＳ１１５で肯定的に判断された場合には、上述した冷房要求がある場合と同様に各種の情報が読み込まれる。すなわち、外気温センサ２４および日射センサ２５ならびに内気温センサ２７からの情報（ステップＳ１１６）、蓄熱器２の熱量情報および蓄冷器３の冷熱量情報（ステップＳ１１７）、走行環境情報２３（ステップＳ１１８）、バッテリー１７の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）などの情報（ステップＳ１１９）、光・熱発電素子１９および熱発電素子２０による発電量の情報（ステップＳ１２０）が、それぞれ読み込まれる。

ついで、蓄冷器３に余剰冷熱があるか否かが判断される（ステップＳ１２１）。すなわち、蓄冷器３に蓄えてある冷熱のうち空調以外に使用できる冷熱があるか否かが判断される。このステップＳ１２１で肯定的に判断された場合には、前述した第３の熱電変換素子８を蓄冷器３の冷熱で発電機として動作させ、その電力をバッテリー１７に充電するべく昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ１２２）。

このようにして余剰冷熱を電力に変化してバッテリー１７に蓄え、その結果、余剰冷熱が無くなってステップＳ１２１で否定的に判断された場合には、蓄熱器２に蓄熱余力があるか否かが判断される（ステップＳ１２３）。これは、蓄熱器２に更に蓄熱できる状態か否かの判断であり、その判断結果が肯定的であれば、蓄熱器２を加熱するように第１の熱電変換素子１を駆動し、またそのために昇降圧装置１８を駆動する指示が出力される（ステップＳ１２４）。その場合の電源は、バッテリー１７や各発電素子１９，２０のいずれであってもよい。

蓄熱器２に蓄熱を行うことによりその蓄熱余力が無くなるとステップＳ１２３で否定的に判断される。その場合は、蓄熱器２に余剰熱がないか否かが判断される（ステップＳ１２５）。このステップＳ１２５で肯定的に判断された場合には、蓄熱器２を加熱するように第２の熱電変換素子７を駆動し、またそのように電流を制御するように昇降圧装置１８に指示信号を出力する（ステップＳ１２６）。その結果、蓄熱器２に余剰熱が生じた場合には、一旦このルーチンを終了する。

上述したように、冷房要求あるいは暖房要求がある場合、蓄熱量や蓄冷量の情報を参照して可能な範囲で多量の蓄熱および蓄冷を行う。また、余剰分は、電力に変換してバッテリー１７に蓄える。そのため、外部に放出してしまうエネルギー量が少なくなり、エネルギー効率を向上させることができる。なお、冷房や暖房は、上述のようにして蓄えられた冷熱もしくは熱を、蓄冷器３や蓄熱器２から熱輸送媒体Ｈtによって取り出し、その熱によって室内空気などを冷却もしくは加熱することにより実行される。

ところで図７に示すステップＳ１０１で否定的に判断された場合、すなわちエンジンが停止していることが判断された場合、図９に示すステップＳ１２７に進み、車両が目的地に到達したか否かが判断される。これは、ナビゲーションシステムで目的地を設定してある場合には、ナビゲーションシステムによる情報に基づいて行うことができ、あるいはナビゲーションシステムによる情報を利用できる。

このステップＳ１２７で否定的に判断された場合には、エンジンの再始動の可能性が無いか否かが判断される（ステップＳ１２８）。この判断は、例えばキー（図示せず）が抜き取られたこと、運転者が座席から離れたことなどによって判断することができる。再始動の可能性があることによりステップＳ１２８で否定的に判断された場合には、一旦このルーチンを終了する。前述した図７あるいは図８に示すルーチンが実行されるからである。

ステップＳ１２７で肯定的に判断された場合、およびステップＳ１２８で肯定的に判断された場合には、エンジンがしばらくの間、停止状態に維持されることになるので、放熱による損失を防止するために以下の制御が実行される。先ず、外気温センサ２４および日射センサ２５ならびに内気温センサ２７からの情報（ステップＳ１２９）、蓄熱器２の熱量情報および蓄冷器３の冷熱量情報（ステップＳ１３０）、バッテリー１７の充電状態（ＳＯＣ：State of Charge）などの情報（ステップＳ１３１）、光・熱発電素子１９および熱発電素子２０による発電量の情報（ステップＳ１３２）が、それぞれ読み込まれる。これは、前述した冷房の場合や暖房の場合と同様である。

読み込まれたこれらの情報に基づいて、光・熱発電素子１９あるいは熱発電素子２０に発電量があるか否かが判断される（ステップＳ１３３）。このステップＳ１３３で否定的に判断された場合には、太陽光や太陽熱あるいは廃熱による電気エネルギーが無いことになるので、特に制御を行うことなく一旦このルーチンを終了する。

これに対してステップＳ１３３で肯定的に判断された場合には、エネルギーの回収と保存とを行う。すなわち、蓄冷器３に余剰冷熱があるか否かが判断される（ステップＳ１３４）。また、蓄熱器２に余剰熱があるか否かが判断される（ステップＳ１３５）。これらいずれのステップにおいても肯定的に判断された場合には、第１の熱電変換素子１の一方の面が高温部となり、これとは反対側の面が低温部となるから、第１の熱電変換素子１を発電機として機能させ、その電力をバッテリー１７に充電するように昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ１３６）。

このようにして蓄熱器２の熱を使用して電力を発生させることにより蓄熱器２の余剰熱が無くなると、ステップＳ１３５で否定的に判断される。その場合、蓄冷器３の冷熱を発電に利用できるので、蓄冷器３に熱伝達可能に連結されている第３の熱電変換素子８を発電駆動し、またその電力をバッテリー１７に充電するように昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ１３７）。

これに対して蓄冷器３の余剰冷熱が無くなってステップＳ１３４で否定的に判断された場合には、蓄熱器２に余剰熱があるか否かが判断される（ステップＳ１３８）。このステップＳ１３８で肯定的に判断された場合には、その熱を利用して発電することができるので、蓄熱器２に熱伝達可能に連結されている第２の熱電変換素子７を発電駆動し、またその電力をバッテリー１７に充電するように昇降圧装置１８に指示を出力する（ステップＳ１３９）。なお、ステップＳ１３８で否定的に判断された場合には、電力として回収できる熱量がないので、特に制御を行うことなく一旦このルーチンを終了する。

したがって、上記のように制御することにより、車両が長期に亘って停止する場合、熱の形でエネルギーを蓄えておかずに、電力の形でバッテリー１７に充電しておくので、エネルギーの逸失を抑制できるとともに、バッテリー１７の電力を使用したエンジンの再始動性が向上する。

ここで、上記の具体例とこの発明のと関係を簡単に説明すると、請求項１における第１蓄熱器には前記蓄熱器２もしくは蓄冷器３が相当し、また第２熱電変換素子には、図１に示す第２もしくは第３の熱電変換素子７，８が相当し、さらに第１および第２の各制御種手段には、ステップＳ８もしくはステップＳ１２が相当する。請求項３における第２蓄熱器には、図１に示す蓄熱器２あるいは蓄冷器３が相当し、第３制御手段には、ステップＳ１１４、ステップＳ１２２、ステップＳ１３６、ステップＳ１３７、ステップＳ１３９が相当する。さらに請求項７における第４制御手段には、ステップＳ１１４、ステップＳ１２２、ステップＳ１３６、ステップＳ１３７、ステップＳ１３９が相当する。またさらに、請求項８の回生手段には、光・熱発電素子１９および熱発電素子２０が相当し、蓄電装置にはバッテリー１７が相当する。請求項９における第５制御手段には、ステップＳ８、ステップＳ１２、ステップＳ１１０、ステップＳ１１２が相当する。請求項１０における予測手段には、ステップＳ１２７およびステップＳ１２８が相当し、第６制御手段には、ステップＳ１３６、ステップＳ１３７、ステップＳ１３９が相当する。そして、請求項１２の判断手段には、ステップＳ３が相当する。

なお、この発明は、上述した具体例に限定されないのであって、蓄熱器や蓄冷器の余剰熱を電力に変化して保存するタイミングは、エンジンの停止後、再始動の可能性が無いとき以外に、予め定めた一定時間毎であってもよい。また、この発明の装置は、コンプレッサー、凝縮器、膨張弁などを有する従来のヒートポンプと組み合わせて構成することができ、その場合、冷媒の加熱や冷却、あるいは冷媒からの熱回収を上記の蓄熱器や蓄冷器あるいは熱電変換素子によって行うように構成すればよい。

この発明に係る装置の全体的な構成を模式的に示すブロック図である。 その熱電変換素子の原理的な構成を示す模式図である。 蓄熱器もしくは蓄冷器と熱輸送媒体との間で熱交換するための機構の一例を模式的に示す断面図である。 図１に示す蓄熱・蓄冷部の冷房時と暖房時との動作を説明するためのブロック図である。 この発明の装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の装置による制御の他の例を説明するためのフローチャートである。 この発明の装置による制御の更に他の例を説明するためのフローチャートの一部を示す図である。 この発明の装置による制御の更に他の例を説明するためのフローチャートの他の一部を示す図である。 この発明の装置による制御の更に他の例を説明するためのフローチャートの更に他の一部を示す図である。

符号の説明

１，７，８…熱電変換素子、 ２…蓄熱器、 ３…蓄冷器、 １０…蓄熱・蓄冷部、 １６…温度制御対象部、 １７…バッテリー、 １８…昇降圧装置、 １９…光・熱発電素子、 ２０…熱発電素子、 ２１…制御監視装置、 ２３…走行環境情報、 ２４…外気温センサ、 ２５…日射センサ、 ２６…エアコン操作パネル、 ２７…内気温センサ、 ２８…プレ空調要求スイッチ、 ２９…携帯端末、 Ｈt…熱輸送媒体。

Claims (11)

1. 加熱要求もしくは冷却要求の状況に応じてエネルギーを蓄えもしくは放出する手段を備えた加熱および冷却のためのエネルギー制御装置において、
   第１蓄熱器と、
   該第１蓄熱器に熱伝達可能に連結されかつ熱エネルギーと電気エネルギーとの相互の変換を行う第１熱電変換素子および第２熱電変換素子と、
   前記第１蓄熱器に蓄熱するように前記第１および第２の熱電変換素子のいずれか一方に通電する第１制御手段と、
   前記第１蓄熱器の有する熱エネルギーを電力として出力するように前記第１および第２の熱電変換素子のいずれか他方の通電を制御する第２制御手段と、
   前記第１蓄熱部の有する熱の利用状態を予測する予測手段と、
   蓄電装置と、
   前記予測手段で前記第１蓄熱部の有する熱の利用を中断することが予測された場合に、前記第１および第２の熱電変換素子の少なくとも一方で発電を行って前記蓄電装置に電力を蓄える第６制御手段と
   を備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
2. 前記第１および第２の熱電変換素子が、前記第１蓄熱器の外周部に熱伝達可能に密着して前記第１蓄熱器の外周部を覆っていることを特徴とする請求項１に記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
3. 前記第２蓄熱器の熱を利用して電力を出力可能な第３熱電変換素子が前記第２蓄熱器に熱授受可能に連結され、
   前記第１および第２の蓄熱器のいずれか一方で蓄熱を行うようにいずれかの熱電変換素子に通電するとともに該蓄熱に伴う他方の蓄熱器での温度差によって他のいずれかの熱電変換素子から電力を取り出す第３制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
4. 前記各蓄熱器の有する熱で所定の温度制御対象部の加熱もしくは冷却を行う温度制御機構を更に備えていることを特徴とする請求項１に記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
5. 前記所定の温度制御対象部の加熱もしくは冷却を前記いずれかの蓄熱器の有する熱で行うか否かの選択を行う選択手段を更に備えていることを特徴とする請求項４に記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
6. 前記第１および第２の熱電変換素子の少なくともいずれかに電力を供給する電源部と、該電源部から前記いずれかの熱電変換素子に選択的に電力を供給して、少なくとも前記第１蓄熱部に蓄熱する第４制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
7. 前記電源部は、機械エネルギーと熱エネルギーと光エネルギーとのいずれかを電気エネルギーに変換する回生手段と、蓄電装置とのいずれかを含むことを特徴とする請求項６に記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
8. 前記温度制御対象部が存在している環境と前記温度制御対象部の目標温度との少なくともいずれか一方に基づいて、前記蓄熱器の少なくともいずれか一方の蓄熱量を制御する第５制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項４ないし７のいずれかに記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
9. 前記蓄熱部もしくは前記蓄冷部との間で熱交換して昇温もしくは冷却される熱輸送媒体を更に備えていることを特徴とする請求項４ないし８のいずれかに記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
10. 冷房もしくは暖房のために前記蓄熱器または蓄冷器に予め蓄熱もしくは蓄冷するプレ空調要求の有無を判断する判断手段を更に備え、プレ空調要求があった場合には、熱エネルギーと光エネルギーとのいずれかを電気エネルギーに変換する前記回生手段によりエネルギー回生して蓄熱または蓄冷するように構成されていることを特徴とする請求項７に記載の加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。
11. 加熱要求もしくは冷却要求の状況に応じてエネルギーを蓄えもしくは放出する手段を備えた加熱および冷却のためのエネルギー制御装置において、
    熱エネルギーと電気エネルギーとの相互の変換を行う熱電変換素子と、
    前記熱電変換素子から熱エネルギーを受け取るように前記熱電変換素子に熱伝達可能に接続されかつ受け取った熱エネルギーで温度が上昇した状態を維持する蓄熱部と、
    前記熱電変換素子に熱エネルギーを奪われるように前記熱電変換素子に熱伝達可能に接続されかつ熱エネルギーが奪われることにより温度が低下した状態を維持する蓄冷部と、
    前記蓄冷部を冷却するとともに前記蓄熱部を加熱するように前記熱電変換素子に通電する第１制御手段と、
    前記蓄熱部と前記蓄冷部との温度差に基づいて前記熱電変換素子から電力を出力させる第２制御手段と、
    前記第１蓄熱部の有する熱の利用状態を予測する予測手段と、
    蓄電装置と、
    前記予測手段で前記第１蓄熱部の有する熱の利用を中断することが予測された場合に、前記第１および第２の熱電変換素子の少なくとも一方で発電を行って前記蓄電装置に電力を蓄える第６制御手段と
    を更に備えていることを特徴とする加熱および冷却のためのエネルギー制御装置。

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