JP5125726B2 - 車両用化学蓄熱システム及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、車両の走行に伴い生じる熱を有効利用するための車両用化学蓄熱システム及び車両に関する。

電気自動車において、緊急時に駆動用バッテリに充電するための補助エンジンと、暖房用に温水を加熱する燃焼器と、高温温水を利用して熱を蓄える蓄熱器とを備え、補助エンジンの始動の際に蓄熱器の蓄えた温水を補助エンジンに供給して補助エンジンを予熱する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、エンジン駆動とモータ駆動とを組み合わせたハイブリッド車において、冷却水の一部を保温保持する蓄熱器を備え、車両始動時における蓄熱器内の冷却水温がエンジン内の冷却水温よりも高い場合に蓄熱器からエンジンに冷却水を供給して暖気し、当座の間はモータ駆動によって車両を走行させる技術が知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開平９−１１７３１号公報 特開２００２−１２２０６１号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、熱を顕熱として蓄える顕熱蓄熱器を用いているため、長期間に亘り蓄熱状態を維持することができず、また蓄えた温水又は冷却水の温度以上の温度への加熱ができない。

本発明は、上記事実を考慮して、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となる車両用化学蓄熱システムを得ることが目的である。

請求項１記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器と、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気を凝縮させる水凝縮部と、吸着材が内蔵された吸着器と、前記吸着器で吸着される吸着質を蒸発させるための吸着質蒸発部と、前記吸着器から脱着され吸着質を凝縮させるための吸着質凝縮部とを含み、かつ前記吸着器及び吸着質蒸発部の組を少なくとも２組有する吸着式ヒートポンプ型空調装置と、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置の吸着器で生じた吸着熱を加熱熱源として水を蒸発させることで、前記反応器に前記水和反応のための水蒸気を供給するための水蒸発部と、前記車両の走行時に前記内燃機関の排気熱を前記反応器に蓄熱させ、前記車両の停止の際に２組の前記吸着器がそれぞれ前記吸着質を脱着するように前記吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御し、前記車両始動の際に一の前記吸着器の吸着熱で他の吸着器用の吸着質蒸発部を加熱して吸着質を蒸発させ、かつ該他の吸着器の吸着熱が前記水蒸発部に加熱熱源として供給されるように前記吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御する制御装置と、を備えている。

請求項１、２記載の車両用化学蓄熱システムでは、反応器の化学蓄熱材は、内燃機関の排気熱が付与されることで、脱水反応を生じつつ蓄熱する。この熱を放出する際には、吸着式ヒートポンプ型空調装置の吸着質蒸発部において低位熱源によって蒸発させた吸着質を吸着器に供給する。すると、吸着器では吸着熱が生じ、この吸着熱によって水蒸発部において水が蒸発され、得られた水蒸気が反応器に供給される。これにより、化学蓄熱材の水和反応が生じ、該化学蓄熱材に蓄えられていた熱が放出される。

ここで、本車両用化学蓄熱システムでは、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いるので、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。そして、本車両用化学蓄熱システムでは、車両用空調装置である吸着式ヒートポンプ型空調装置をヒートポンプとして利用して蒸発器での蒸発潜熱を確保する構成であるため、例えば環境温度で水を蒸発させる構成と比較して、蒸発部から反応部に供給される水蒸気圧（量）を増大させることができる。

このように、請求項１、２記載の車両用化学蓄熱システムでは、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となる。しかも、本車両用化学蓄熱システムに専用のヒートポンプを備えることなく、例えば低温環境下においても蒸発部から反応器へ水蒸気を供給することができる。

また、請求項１、２記載の車両用化学蓄熱システムでは、制御装置は、適用された車両の走行時に反応器の化学蓄熱材に蓄熱させ、該車両の始動の際には吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御して、吸着器の吸着熱を蒸発部に伝達させる。すると、水蒸発部で水が蒸発されて得られた水蒸気が反応器に供給され、該反応器内の化学蓄熱材が放熱することで、加熱対象が加熱される。これにより、例えば低温環境下において、加熱や昇温が要求される加熱対象を短時間で加熱、昇温することができる。

そして、請求項１記載の車両用化学蓄熱システムでは、制御手段は、適用された車両の走行時に反応器の化学蓄熱材に蓄熱させ、該車両の停止時には、吸着式ヒートポンプ型空調装置の２組の吸着器から吸着剤を脱着させる。すなわち、２つの吸着器に蓄熱する。そして、車両の始動の際には、吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御して、低位熱源により蒸発された吸着質を第１の吸着器に吸着させることで生じた吸着熱を、第２の吸着器用の吸着質蒸発部に伝え、より高温で蒸発された（より高圧の）吸着質を第２の吸着器に吸着させることで生じた吸着熱を水蒸発部に伝達させる。すると、水蒸発部で水が環境温度で蒸発して得られたより高圧の水蒸気が反応器に供給され、該反応器内の化学蓄熱材がより高温で放熱することで、加熱対象が加熱される。

このように、本車両用化学蓄熱システムでは、２段階で昇温された吸着熱（伝達媒体）が水蒸発部に加熱熱源として供給されるので、水蒸発部での発生水蒸気圧が高くなる。これにより、例えば低温環境下において、加熱や昇温が要求される加熱対象をより効果的に加熱、昇温することができる。

請求項２記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器、及び前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気を凝縮させる水凝縮部の組を少なくとも２組有して構成された化学蓄熱部と、吸着材が内蔵された吸着器と、前記吸着器で吸着される吸着質を蒸発させるための吸着質蒸発部と、前記吸着器から脱着され吸着質を凝縮させるための吸着質凝縮部とを含み、かつ前記吸着器及び吸着質蒸発部の組を少なくとも２組有する吸着式ヒートポンプ型空調装置と、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置の吸着器で生じた吸着熱を加熱熱源として水を蒸発させることで、前記反応器に前記水和反応のための水蒸気を供給するための水蒸発部と、前記車両の走行時に前記内燃機関の排気熱を前記反応器に蓄熱させ、前記車両の停止の際に２組の前記吸着器がそれぞれ前記吸着質を脱着するように前記吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御し、前記車両始動の際に一の前記吸着器の吸着熱が一の前記反応器用の水蒸発部に加熱熱源として供給され、該一の反応器での水和反応に伴う反応熱が他の前記吸着器用の吸着質蒸発部に加熱熱源として供給され、該他の吸着器の吸着熱が他の前記反応器用の水蒸発部に加熱熱源として供給されることで、該他の反応器の反応熱で前記加熱対象が加熱されるように、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置及び前記化学蓄熱部を制御する制御装置と、を備えている。

請求項２記載の車両用化学蓄熱システムでは、制御手段は、適用された車両の走行時に各反応器の化学蓄熱材に蓄熱させ、該車両の停止時には、吸着式ヒートポンプ型空調装置の２組の吸着器から吸着剤を脱着させる。すなわち、２つの吸着器に蓄熱する。そして、車両の始動の際には、吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御して、低位熱源により蒸発された吸着質を第１の吸着器に吸着させることで生じた吸着熱を、第１の反応器用の蒸発部に伝え、該蒸発部で生じた水蒸気を第１の反応器に供給することで生じた該反応器の反応熱を、第２の吸着器用の吸着質蒸発部に伝達させる。すると、該吸着質蒸発部においてより高温で蒸発された（より高圧の）吸着質が第２の吸着器に吸着されることで、より高温の吸着熱が得られ、この吸着熱がさらに第２の反応器用の水蒸発部に伝達される。すると、水蒸発部で水が環境温度で蒸発されて得られたより高圧の水蒸気が第２の反応器に供給され、該第２の反応器内の化学蓄熱材がより高温で放熱することで、加熱対象が加熱される。

このように、本車両用化学蓄熱システムでは、３段階で昇温された吸着熱（伝達媒体）が水蒸発部に加熱熱源として供給されるので、水蒸発部での発生水蒸気圧が高くなる。これにより、例えば低温環境下において、加熱や昇温が要求される加熱対象をより効果的に加熱、昇温することができる。
請求項３記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１又は請求項２記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記反応器と前記水凝縮部と前記水蒸発部とを連通する水蒸気系統は、予め大気圧未満に減圧されている。
請求項３記載の車両用化学蓄熱システムでは、反応器と水凝縮部と水蒸発部との連通部分すなわち水蒸気の移動範囲が減圧されているので、水蒸発部における水の蒸発が促進される。

請求項４記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記加熱対象を加熱するための反応器の熱を前記２つの吸着器の少なくとも一方に伝えるための熱回収装置をさらに備え、前記制御装置は、前記加熱対象の加熱が終了した後に、前記加熱対象を加熱するための反応器への水蒸気の供給が停止されると共に、該反応器の余熱が前記２つの吸着器の１つに伝えられるように、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置及び熱回収装置を制御する。

請求項４記載の車両用化学蓄熱システムでは、制御手段は、加熱対象の加熱後に、少なくとも２つの反応器の１つに対し、反応器（第２の反応器）の余熱によって、吸着質の脱着を生じさせる。これにより、１つの吸着質が蓄熱状態（吸着可能状態）、他の１つの吸着器が放熱状態とされ、交互運転による空調維持が可能な状態に復帰される。

請求項５記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための排気触媒を有しており、前記排気触媒が前記加熱対象とされている。

請求項５記載の車両用化学蓄熱システムでは、上記の如く吸着式ヒートポンプ型空調装置の吸着器で生じる吸着熱によって水蒸発部で発生する水蒸気圧力を高くすることができるため、反応器の化学蓄熱材の放熱により高温の熱を得ることができる。このため、高温（例えば３００℃）で反応活性が良好となる排気触媒の加熱を、化学蓄熱材に蓄えた熱にて有効に行うことが可能になる。

請求項６記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１〜請求項５の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記車両は、走行用の駆動力を発揮するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両であり、前記バッテリが前記加熱対象とされている。

請求項６記載の車両用化学蓄熱システムでは、化学蓄熱材が蓄熱していた熱によって、一般に低温での出力密度が低いバッテリが車両始動の際に加熱されるので、該バッテリの出力密度が増大される。これにより、本車両用化学蓄熱システムが適用された車両では、モータによる低温始動性が向上する。

請求項７記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１〜請求項６の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置は、前記内燃機関の冷却水からの熱供給によって前記吸着器から吸着質が脱着されるように構成されており、前記水蒸発部は、前記内燃機関の冷却水を介して前記吸着器の吸着熱が水の加熱熱源として供給されるようになっている。

請求項７記載の車両用化学蓄熱システムでは、吸着式ヒートポンプ型空調装置から水蒸発器への伝熱媒体として内燃機関の冷却水を用いるので、本車両用化学蓄熱システムに専用の伝熱媒体循環系を備えることなく、反応器の化学蓄熱材に放熱させることが可能になる。

請求項８記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１〜請求項７の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記水蒸発部は、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気を凝縮させる前記水凝縮器の機能を兼ね備える。

請求項８記載の車両用化学蓄熱システムでは、水蒸発部が水蒸気の凝縮器能をかねるため、換言すれば、水蒸発器と水凝縮器とが一体化されているので、システム全体の構造が簡素化される。
請求項９記載の車両は、請求項１〜請求項８の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムを備えている。

以上説明したように本発明に係る車両用化学蓄熱システムは、長期間に亘って安定的に蓄熱でき、かつ高温が要求される加熱対象の加熱が可能となるという優れた効果を有する。

以下、第１、第２の実施形態とあるのは、第１、第２参考例と読み替えるものとする。また、第３、第４実施形態とあるのは、第１、第２の実施形態と読み替えるものとする。
本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１０について、図１〜図９に基づいて説明する。先ず、車両用化学蓄熱システム１０が適用された車両としての自動車１１の熱系統について簡単に説明し、次いで、車両用化学蓄熱システム１０について説明することとする。

（自動車の概要）
図１には、自動車１１に適用された車両用化学蓄熱システム１０の概略全体構成がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、自動車１１は、内燃機関としてのエンジン１２と、電気モータであるモータ１４とを備えている。すなわち、自動車１１は、エンジン１２とモータ１４とを備えたハイブリッド車とされており、モータ１４に電力を供給するためのインバータ（パワーコントロールユニット）１５、バッテリ１６をさらに備える。この実施形態では、エンジン１２及びモータ１４の双方に車両走行のための駆動力を生じさせ得るパラレル式のハイブリッド車とされている。

また、自動車１１は、エンジン１２からの排気ガスを浄化して大気放出する排気系１８を備えている。排気系１８は、一端がエンジン１２に接続されると共に他端が大気開放端２０Ａとされた排気ライン（排気管）２０と、排気ライン２０におけるエンジン１２側に設けられた排気触媒としての触媒コンバータ２２とを有する。図示は省略するが、排気系１８には、排気音を低減するための消音装置が排気ライン２０における触媒コンバータ２２の下流側に設けられている。

さらに、自動車１１は、エンジン１２を冷却するためのエンジン冷却系２４を備えている。エンジン冷却系２４は、エンジン１２、ラジエータ２８の順でエンジン冷却水を循環させるための冷却水循環ライン３０、冷却水循環ライン３０におけるエンジン１２の直上流に設けられエンジン冷却水に駆動力を付与するウォータポンプ３２と、ラジエータ２８をバイパスするバイパスライン３４とを含んで構成されている。この実施形態におけるウォータポンプ３２は、エンジン１２の駆動力で作動する機械式のポンプとされている。

この実施形態では、冷却水循環ライン３０におけるラジエータ２８とウォータポンプ３２との間へのバイパスライン３４の合流部分には、３ポート弁３６が設けられている。３ポート弁３６は、冷却水循環ライン３０にのみエンジン冷却水が流通される状態と、バイパスライン３４によってラジエータ２８が完全にバイパスされる状態と、ラジエータ２８とバイパスライン３４とにエンジン冷却水が流れる割合を調整する状態とをとり得る構成とされている。

またさらに、自動車１１は、車両用空調装置３８を備えている。車両用空調装置３８は、吸着式ヒートポンプ型空調装置とされている。具体的には、車両用空調装置３８は、第１吸着器４０及び第１蒸発凝縮器４２の組と、第２吸着器４４、第２蒸発凝縮器４６の組とを有して構成されている。第１吸着器４０、第２吸着器４４は、それぞれ吸着質を吸脱着可能な吸着材を内蔵して構成されており、該吸着材による吸着質の吸着に伴い吸着熱を放出し、脱着熱の供給を受けて吸着質を脱着させる（蓄熱する）ようになっている。この実施形態では、吸着質として水蒸気が用いられている。また、第１吸着器４０、第２吸着器４４を構成する吸着材の吸着等温泉は、図８に示す通りである。

これら第１吸着器４０、第２吸着器４４は、吸着材とエアコン熱媒又はエンジン冷却水との熱交換器として構成されている。この実施形態では、エンジン冷却水、エアコン熱媒として、同種の流体（ＬＬＣ）が用いられている。

より具体的には、車両用空調装置３８は、エンジン冷却系２４の冷却水循環ライン３０から分岐され、第１吸着器４０、第２吸着器４４にエンジン冷却水を導入するエンジン冷却水導入ライン４８と、第１吸着器４０、第２吸着器４４からのエンジン冷却水を冷却水循環ライン３０に戻すエンジン冷却水戻しライン５０とを有する。エンジン冷却水導入ライン４８、エンジン冷却水戻しライン５０は、第１吸着器４０、第２吸着器４４が冷却水循環ライン３０に対しそれぞれ並列となるように設けられている。

また、冷却水循環ライン３０とエンジン冷却水導入ライン４８との分岐部には、３ポート弁５２が設けられている。さらに、第１吸着器４０、第２吸着器４４におけるエンジン冷却水導入ライン４８の接続部分には、３ポート弁５４、５６が設けられており、第１吸着器４０、第２吸着器４４におけるエンジン冷却水戻しライン５０の接続部分には、３ポート弁５８、６０が設けられている。

３ポート弁５４、５６、５８、６０の残余のポートには、第１吸着器４０、第２吸着器４４にエアコン熱媒を循環させるためのエアコン熱媒循環ライン６２が、該第１吸着器４０と第２吸着器４４とが並列となる（独立してエアコン熱媒を循環し得る）ように接続されている。エアコン熱媒循環ライン６２には、空調用エアとの熱交換器である室内熱交換器６４、エアコン熱媒を循環させる駆動用の熱媒ポンプ６６が設けられている。

車両用空調装置３８は、その運転中（暖房モード）には、後述するＥＣＵ１４０による３ポート弁５４、５６、５８、６０の制御によって、第１吸着器４０、第２吸着器４４の何れか一方にエンジン冷却水導入ライン４８、エンジン冷却水戻しライン５０を介してエンジン冷却水が流通し（エンジン冷却水と吸着材との熱交換が行われ）、他方にエアコン熱媒循環ライン６２を介してエアコン熱媒が流通する（エアコン熱媒と吸着材との熱交換が行われる）ようになっている。なお、この実施形態では、車両用空調装置３８における冷房モードで運転するための構成の図示、説明を省略している。

第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６は、それぞれ水を蒸発させて吸着質である水蒸気を発生させる蒸発器（本発明における吸着質蒸発器として）の機能と、水蒸気を凝縮させて水にする凝縮器の機能と、凝縮した水を貯留する水タンクの機能とを兼ね合わせた構成とされている。なお、車両用空調装置３８は、これらの３機能の一部を別体に分けて構成しても良い。

第１蒸発凝縮器４２は、その水系の空間が、開閉弁６８を有する水蒸気ライン７０を介して第１吸着器４０における吸着材が充填された空間に連通されている。これにより、第１蒸発凝縮器４２は、第１吸着器４０の吸着材による吸着用の水蒸気を該第１吸着器４０に供給し、また第１吸着器４０の吸着材から脱着された水蒸気を凝縮させて貯留するようになっている。同様に、第２蒸発凝縮器４６は、その水系の空間が、開閉弁７２を有する水蒸気ライン７４を介して第２吸着器４４における吸着材が充填された空間に連通されている。これにより、第２蒸発凝縮器４６は、第２吸着器４４の吸着材による吸着用の水蒸気を該第２吸着器４４に供給し、また第２吸着器４４の吸着材から脱着された水蒸気を凝縮させて貯留するようになっている。この実施形態では、第１吸着器４０と第１蒸発凝縮器４２との連通空間、第２吸着器４４と第２蒸発凝縮器４６との連通空間は、それぞれ大気圧に対し減圧（この実施形態では真空脱気）されている。

また、第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６は、その内部の水又は水蒸気と熱交換媒体としての冷却水との熱交換によって、水の蒸発潜熱が付与され又は水蒸気の凝縮熱を放出するようになっている、具体的には、車両用空調装置３８は、第１蒸発凝縮器４２と第２蒸発凝縮器４６とが並列となる（独立して冷却水を循環し得る）ように設けられた冷却水循環ライン７６を有する。冷却水循環ライン７６には、冷却水と外気との熱交換器である室外熱交換器（サブラジエータ）７８と、冷却水を循環させる駆動用の冷却水ポンプ８０とが設けられている。

この冷却水循環ライン７６における第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６の出入口には、それぞれ３ポート弁８２、８４、８６、８８が設けられている。第１蒸発凝縮器４２の出口部に設けられた３ポート弁８４の残余のポートは、第１直列用ライン９０を介して第２蒸発凝縮器４６の入口部に設けられた３ポート弁１３８の残余のポートに接続されている。また、第２蒸発凝縮器４６の出口部に設けられた３ポート弁８８の残余のポートは、第２直列用ライン９２を介して第１蒸発凝縮器４２の入口部に設けられた３ポート弁８２の残余のポートに接続されている。これにより、車両用空調装置３８は、後述するＥＣＵ１４０による３ポート弁８２、８４、８６、８８の制御によって、第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６の何れか一方と室外熱交換器７８とに冷却水が循環する状態と、室外熱交換器７８、第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６の順で冷却水が循環する状態と、室外熱交換器７８、第２蒸発凝縮器４６、第１蒸発凝縮器４２の順で冷却水が循環する状態とを切り替え得る構成とされている。

以上説明した車両用空調装置３８は、その運転中（暖房モード又は冷房モード）には、第１吸着器４０で水蒸気を吸着すると共に第２吸着器４４で水蒸気を脱着（再生）させる状態と、第１吸着器４０で水蒸気を脱着（再生）させると共に第２吸着器４４で水蒸気をする状態とが交互に切り替わる構成とされている。この車両用空調装置３８は、暖房モードでは、第１吸着器４０又は第２吸着器４４の吸着熱のエアコン熱媒への放出熱を暖房に供する構成とされている。具体的には、図３に例示する如く、吸着熱を放熱する第１吸着器４０（第１蒸発凝縮器４２）、室内熱交換器６４の順でエアコン熱媒を循環することで暖房モードを実行するようになっている。

車両用空調装置３８の暖房運転（後述する低温始動用の運転を含む）のサイクルを図７（Ａ）に、冷房運転のサイクルを図７（Ｂ）に示す。図７（Ａ）は、下側の等温線が吸着を示しており、吸着熱がエアコン冷媒を介して室内熱交換器６４に伝達されることで、空調用空気が加熱されるようになっている。図７（Ｂ）は、下側の等温線が吸着を示しており、この吸着に要する水蒸気を発生するための蒸発潜熱が空調用空気から奪われることで該空調用空気が冷却されるようになっている。図７から、図８に示す吸着等温線における吸着材１グラム当たりの水蒸気の吸着量Ｖ［ｇ／ｇ］と平衡圧力との直線性の良好な範囲を用いてサイクルが構成されていることが解る。

（車両用化学蓄熱システムの構成）
車両用化学蓄熱システム１０は、以上説明した自動車１１に適用され、図５（Ａ）に模式的に示される如く排気系１８の排気熱を蓄熱し、図５（Ｂ）に模式的に示される如く所要の場合に蓄熱した熱を放熱させることで、自動車１１を構成する加熱対象（例えばバッテリ１６や触媒コンバータ２２等）を加熱するようになっている。この実施形態では、後述する如く、自動車１１の低温始動の際にバッテリ１６を加熱する構成とされている。以下、具体的に説明する。

車両用化学蓄熱システム１０は、容器内に化学蓄熱材が充填された反応器９４を備えている。反応器９４内の化学蓄熱材は、脱水に伴って蓄熱（吸熱）し、水和（水酸化カルシウムへの復原）に伴って放熱（発熱）する構成とされている。この実施形態では、化学蓄熱材として、アルカリ土類金属水酸化物の１つである水酸化カルシウム（Ｃａ（ＯＨ）_２）が採用されている。したがって、反応器９４内では、以下に示す反応で蓄熱、放熱を可逆的に繰り返し得る構成とされている。
Ｃａ（ＯＨ）_２ ⇔ ＣａＯ ＋ Ｈ_２Ｏ

この式に蓄熱量、発熱量Ｑを併せて示すと、
Ｃａ（ＯＨ）_２ ＋ Ｑ → ＣａＯ ＋ Ｈ_２Ｏ
ＣａＯ ＋ Ｈ_２Ｏ → Ｃａ（ＯＨ）_２ ＋ Ｑ
となる。

また、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器９４に排気系１８の排気ライン２０から排気熱、すなわち高温の排気ガスを導入するための排気供給ライン９６、反応器９４から排気ライン２０に排気ガスを戻す排気戻しライン９８を備えている。排気供給ライン９６には開閉弁１００が設けられ、排気戻しライン９８には開閉弁１０２が設けられている。これにより、開閉弁１００、１０２が共に開放されている場合には反応器９４に排気ガスの一部が流通され、開閉弁１００、１０２が共に閉止されている場合には反応器９４に排気ガスが導入されない構成とされている。

すなわち、この実施形態における反応器９４は、化学蓄熱材と排気ガスとの熱交換器として捉えることができる。なお、この実施形態では、自動車１１の運転中（蓄熱モードの実行中）における化学蓄熱材の温度が略４５０℃になるように、排気ガスの反応器９４への流通量（割合）が設定されている。この設定は、排気ライン２０と反応器９４側との圧力損失のバランス等で設定されても良く、後述するＥＣＵ１４０にて開閉弁１００、１０２の開度を調整することで設定されても良い。化学蓄熱材の温度を略４５０℃とするのは、５００℃以上で生じやすくなる化学蓄熱材の劣化（潮解等）を抑制するためである。

さらに、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器９４内の化学蓄熱材が放出した熱を加熱対象に供給するための伝熱構造としての加熱エアライン１０４を備えている。加熱エアライン１０４は、一端がブロア１０５に接続されており、中間部に反応器９４内の化学蓄熱材と熱交換可能な熱交換部、加熱対象としてのバッテリ１６との熱交換部が設けられている。加熱エアライン１０４の他端は、大気開放端１０４Ａとされている。

またさらに、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器９４内の化学蓄熱材の脱水反応に伴い生じた水蒸気を凝縮するための凝縮器１０６を備えている。凝縮器１０６は、開閉弁１０８が設けられた水蒸気回収ライン１１０を介して反応器９４の内部（化学蓄熱材の充填室）に連通されている。凝縮器１０６は、冷媒としての水蒸気冷却液と反応器９４から流入した水蒸気との熱交換によって、該水蒸気を凝縮させる熱交換器とされている。

水蒸気冷却液は、凝縮器１０６とサブラジエータ１１２とを結ぶ冷却液循環ライン１１４をリキッドポンプ１１６の動力で循環するようになっている。これにより、凝縮器１０６にて供給された凝縮熱がサブラジエータ１１２にて放出されるようになっている。サブラジエータ１１２は、外気と冷却液との熱交換器であるため、凝縮器１０６は、水蒸気を略４０℃以下に冷却することができる。

以上説明した凝縮器１０６は、開閉弁１１８が設けられた水回収ライン１２０を介して水タンク１２２に連通されている。水タンク１２２は、凝縮器１０６にて凝縮された水を液体のまま貯留するようになっている。

さらに、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器９４内に化学蓄熱材に水和反応を生じさせるための水蒸気を供給する水蒸発器としての蒸発器１２４を備えている。蒸発器１２４は、水ポンプ１２６が設けられた水供給ライン１２８を介して水タンク１２２に連通されると共に、開閉弁１３０が設けられた水蒸気供給ライン１３２を介して反応器９４の内部（化学蓄熱材の充填室）に連通されている。車両用化学蓄熱システム１０では、水ポンプ１２６の駆動力により蒸発器１２４に供給された水が該蒸発器１２４において熱媒と熱交換されることによって蒸発され、反応器９４内に供給されるようになっている。

この実施形態では、反応器９４における化学蓄熱材の充填空間、開閉弁１０８を含む水蒸気回収ライン１１０、凝縮器１０６、開閉弁１１８を含む水回収ライン１２０、水タンク１２２、水ポンプ１２６を含む水供給ライン１２８、蒸発器１２４、開閉弁１３０を含む水蒸気供給ライン１３２で構成される水蒸気系統としての水・水蒸気循環ライン１３４は、予め真空脱気されている。したがって、反応器９４、凝縮器１０６、蒸発器１２４は、その機能を発揮するための反応、熱交換が行われていない状態では、それぞれの内圧が大気圧と比較して十分に小さい構成とされている。

これにより、蒸発器１２４では、低温の熱媒と液相の水との熱交換によって、該液相の水を蒸発させて水蒸気にすることができる構成とされている。この実施形態では、蒸発器１２４は、エンジン冷却水を熱媒（低温熱源）として、水タンク１２２から供給された水を蒸発させるようになっている。

したがって、車両用化学蓄熱システム１０は、蒸発器１２４にエンジン冷却水を導く低温熱媒ライン１３６を備えている。この実施形態では、低温熱媒ライン１３６は、エンジン冷却系２４の冷却水循環ライン３０におけるラジエータ２８の下流側から分岐されると共に、蒸発器１２４の熱媒流路を経由して、車両用空調装置３８のエアコン熱媒循環ライン６２における室内熱交換器６４の上流（第１吸着器４０、第２吸着器４４の下流）に合流している。これにより、車両用化学蓄熱システム１０は、第１吸着器４０又は第２吸着器４４を通過したエンジン冷却水（エアコン冷媒）を蒸発器１２４に導入可能に構成されている。

また、冷却水循環ライン３０における低温熱媒ライン１３６の分岐部分には、３ポート弁１３８が設けられている。３ポート弁１３８は、低温熱媒ライン１３６と冷却水循環ライン３０との間を開閉する機能と、冷却水循環ライン３０におけるラジエータ２８の下流部分を開閉する機能とを有する構成とされている。

さらに、車両用化学蓄熱システム１０は、制御装置としてのＥＣＵ１４０を備えている。ＥＣＵ１４０は、図２に示される如く、開閉弁６８、７２、１００、１０２、１０８、１１８、１３０、３ポート弁３６、５２〜６０、８２〜８８、１３６、熱媒ポンプ６６、冷却水ポンプ８０、ブロア１０５、リキッドポンプ１１６、水ポンプ１２６のそれぞれに電気的に接続されており、これらの作動を制御するようになっている。ＥＣＵ１４０は、自動車１１の図示しないスタートスイッチ（運転制御ＥＣＵやメインコントローラ）や外気温センサ等にも電気的に接続されており、車両の走行状態や外気温等の情報に基づいて上記した各制御対象を制御するようになっている。

この実施形態では、ＥＣＵ１４０は、自動車１１の走行時には、反応器９４の化学蓄熱材への蓄熱が行われる蓄熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図３に示される如く、開閉弁１００、１０２、１０８、１１８を開放させ、リキッドポンプ１１６を作動させる一方、３ポート弁１３８の蒸発器１２４側のポート、開閉弁１３０を閉止させ、ブロア１０５、水ポンプ１２６を停止状態に維持するようになっている。なお、各図に示す弁類の黒塗りで示すポートは、該ポートが閉止されている状態を示している。この車両走行中には、車両用空調装置３８は乗員の所望のモード又はオートモード等で作動されるようになっている。図３は、車両用空調装置３８が暖房モードで運転されている状態を示している。

一方、ＥＣＵ１４０は、自動車１１の低温環境下での始動時（低温始動時におけるモータ１４の作動前）には、反応器９４内の化学蓄熱材が放熱を行うと共に、該反応器９４から放熱された熱がバッテリ１６に導かれる放熱モードを実行するように、上記した各制御対象を制御するようになっている。具体的には、図４に示される如く、開閉弁１００、１０２、１０８、１１８を閉止させ、リキッドポンプ１１６を停止させる一方、開閉弁１３０を開放させると共にブロア１０５、水ポンプ１２６を作動させ、かつ第１吸着器４０（又は第２吸着器４４）、バイパスライン３４、蒸発器１２４（低温熱媒ライン１３６）、室内熱交換器６４の順でエンジン冷却水（エアコン冷媒）が循環されるように３ポート弁３６、５４〜６０を切り替え、駆動用の熱媒ポンプ６６を作動すると共に、第１蒸発凝縮器４２（又は第２蒸発凝縮器４６）に冷却水が循環されるように３ポート弁８２〜８８を切り替え、駆動用の冷却水ポンプ８０を作動するようになっている。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。

上記構成の車両用化学蓄熱システム１０では、ＥＣＵ１４０は、自動車１１の運転中には、図３に示される如き蓄熱モードを実行する。すると、排気系１８の排気ライン２０から排気供給ライン９６を経由して反応器９４に高温の排気ガスが導かれ、該排気ガスからの熱供給を受けて反応器９４内の化学蓄熱材が脱水反応を生じ、排気熱が化学蓄熱材に蓄熱される。

この蓄熱モード実行の際、反応器９４で化学蓄熱材から脱水された水である水蒸気は、水蒸気回収ライン１１０を介して凝縮器１０６に流入され、該凝縮器１０６で冷却液循環ライン１１４を循環する冷却液との熱交換により冷却、凝縮される。水蒸気の凝縮熱で加熱された冷却液は、サブラジエータ１１２にて冷却される。また、凝縮器１０６で凝縮された水は、水回収ライン１２０を介して水タンク１２２に回収される。

以上により、車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車１１では、その走行（エンジン１２の作動）に伴い生じる排気ガスの排気熱を反応器９４に蓄熱する。なお、例えばモータ１４による走行モード（エンジン１２がバッテリ１６の充電用途にも運転されない場合など）には、蓄熱モードは停止（休止）する。

また、車両用化学蓄熱システム１０では、ＥＣＵ１４０は、外気温が所定の閾値を下回る低温環境下で自動車１１が始動される場合には、図４に示される如き放熱モードを実行する。すると、水タンク１２２内の水が水ポンプ１２６の駆動力によって蒸発器１２４に導かれると共に、車両用空調装置３８の第１吸着器４０（又は第２吸着器４４）を通過したエアコン熱媒（エンジン冷却水）が熱媒ポンプ６６の駆動力によってエンジン冷却水戻しライン５０、冷却水循環ライン３０、バイパスライン３４、低温熱媒ライン１３６を経由して蒸発器１２４に導かれる。このエアコン熱媒との熱交換によって、水タンク１２２から導入された水は蒸発され、これにより生じた水蒸気が水蒸気供給ライン１３２を介して反応器９４内に供給される。

すると、反応器９４内の化学蓄熱材は、水蒸気との接触に伴い水和反応を行いつつ放熱する。この熱は、ブロア１０５により加熱エアライン１０４を流れる空気に供給され、該加熱空気によってバッテリ１６が加熱される。ＥＣＵ１４０は、例えば暖気開始からの経過時間、バッテリ１６の温度、加熱エアライン１０４内の空気の温度変化の何れか１つに基づいて、バッテリ１６が十分に加熱されたと判断すると、モータ１４の始動許可信号をメインコントローラ等に出力する。すなわち、バッテリ１６の暖機を終了する。この後、ＥＣＵ１４０は、車両用空調装置３８が蒸発器１２４から縁切られると共に、第１吸着器４０（又は第２吸着器４４）の吸着熱が室内熱交換器６４に導かれるように、３ポート弁８２〜８８を切り替えることで、放熱モードから通常の暖房モードに移行する。

ここで、車両用化学蓄熱システム１０では、脱水、水和反応により蓄熱・放熱を行う化学蓄熱材を用いて蓄熱・放熱を行うため、長期間に亘り安定的に蓄熱することができる。また、車両用空調装置３８を利用して（低温の熱を汲み上げて）生じさせた水蒸気により化学蓄熱材に水和反応を生じさせるので、化学蓄熱材を高温で放熱させることができる。特に、車両用化学蓄熱システム１０では、反応器９４、凝縮器１０６、蒸発器１２４を連通する水・水蒸気循環ライン１３４が減圧（真空脱気）されているので、低温熱源によって十分な蒸発量を得ることができ、十分な熱量を得ることができる。

上記したように低温熱源から高温を得る点について、図６（Ａ）に示すサイクル図にて補足する。図６（Ａ）には、ＰＴ線図に示された圧力平衡点における車両用化学蓄熱システム１０のサイクルが示されている。この図において、上側の等圧線が脱水（吸熱）反応を示し、下側の等圧線が水和（発熱）反応を示している。このサイクルに示す通り、化学蓄熱材の温度が略４２４℃で蓄熱された場合、水蒸気は略５０℃が平衡温度となる。この水蒸気は、凝縮器１０６にて略４０℃以下に冷却されるので、凝縮されて水になることが解る。

また、図６（Ａ）からは、蒸発器１２４では供給される温度に応じた圧力で水蒸気を発生させることが解る。すなわち、下側の等圧線の基点を高温側にシフトすることで、等圧線を高圧側にシフトすることができることが解り、この場合、反応器９４の化学蓄熱材の蓄熱量が同じでも放熱温度が高くなることが解る。

そして、上記の如く車両用空調装置３８の第１蒸発凝縮器４２で汲み上げた低温の熱によって生じた水蒸気を吸着して第１吸着器４０が放出する吸着熱を、蒸発器１２４での低温熱源として利用する車両用化学蓄熱システム１０では、例えば、冷却水循環ライン３０のエンジン冷却水を低温熱源として蒸発器１２４で用いる比較例と比較して、平衡圧力との圧力差すなわち水和反応の反応速度が大きくなるので、高い放熱温度を得ることができる。

すなわち、車両用化学蓄熱システム１０では、車両用空調装置３８をヒートポンプとして利用して蒸発器１２４で水蒸気を発生することで、例えば環境温度が０℃の場合において１０℃程度の水蒸気を反応器９４に供給することができる。この場合、反応器９４の化学蓄熱材の放熱温度は、略３５０℃となり、環境温度に対し著しく高い温度を得ることができる。また、蒸発器１２４において環境温度（０℃）の熱源で水蒸気を発生させる図６（Ｂ）の比較例では、放熱温度が略３３０℃であるのに対し、車両用空調装置３８をヒートポンプとして用いる車両用化学蓄熱システム１０では、上記の通り略３５０℃の温度を発生させることができ、バッテリ１６の暖気促進に寄与する。

このように、化学蓄熱材を内蔵した反応器９４にて蓄熱を行う車両用化学蓄熱システム１０では、図５（Ａ）及び図５（Ｂ）にも示される如く、４２４℃程度で反応器９４に蓄熱した場合、わずか０°の低温熱源から熱をくみ上げて、３５０℃の高温を得ることができる。

そして、車両用化学蓄熱システム１０では、反応器９４内で高温の化学蓄熱材との熱交換によって加熱された空気がブロア１０５によってバッテリ１６に送られるので、該バッテリ１６が加熱される。これにより、バッテリ１６の出力密度が増大する。具体的には、バッテリ１６の出力密度は、図９に示される如き温度依存性を有しており、例えば、バッテリ１６の温度を環境温度０℃から１０℃間で上昇させることができれば、出力密度は略１．７倍になり、また例えばバッテリ１６の温度を環境温度５℃から１０℃間で上昇させることができれば、出力密度は略１．５倍に増大することが解る。そして、本実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１０では、略１分間弱の放熱モードの実行で、バッテリ１６の温度を略１０℃上昇させることができることが確かめられている。

これにより、車両用化学蓄熱システム１０が適用されたハイブリッド車である自動車１１は、低温環境下において、放熱モードの実行によるバッテリ１６の昇温を待ってモータ１４をスムースに始動させることができる。換言すれば、自動車１１は、バッテリ１６の出力密度が低下する低温環境下において、エンジン１２に頼ることなく始動することができる。

次に、本発明の他の実施形態を説明する。なお、上記第１の実施形態又は前出の構成と基本的に同一の部品、部分については、上記第１の実施形態又は前出の構成同一の符号を付して説明を省略し、また図示を省略する場合がある。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１５０について、図１０に基づいて説明する。図１０には、車両用化学蓄熱システム１５０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム１５０は、凝縮器１０６及び蒸発器１２４に代えて、これらの機能が集約された蒸発・凝縮器１５２を備える点で、第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１０とは異なる。

蒸発・凝縮器１５２は、水蒸気ライン１５４を介して反応器９４（化学蓄熱材の充填空間）に連通されており、該水蒸気ライン１５４には開閉弁１５６が設けられている。この車両用化学蓄熱システム１５０では、反応器９４、蒸発・凝縮器１５２における水・水蒸気の貯留・流通空間、水蒸気ライン１５４が予め真空脱気されている。

また、蒸発・凝縮器１５２は、冷却液循環ライン６０を循環する水蒸気冷却液との熱交換で凝縮された水を、自らの内部に貯留（保持）するようになっており、低温熱媒ライン１３６を流通するエンジン冷却水との熱交換によって貯留していた水を蒸発する構成とされている。したがって、蒸発・凝縮器１５２は、水・水蒸気の貯留・流通空間（熱交換路）と、水蒸気冷却液の流通空間と、エンジン冷却水の流通空間との３流路を有する構成とされている。

以上により、車両用化学蓄熱システム１５０は、開閉弁１１８、水回収ライン１２０、水タンク１２２、水ポンプ１２６、水供給ライン１２８を有しない構成とされている。車両用化学蓄熱システム１５０の他の構成は、車両用化学蓄熱システム１０の対応する構成と同じである。

したがって、本発明の第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１５０によっても、基本的に第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１０と同様の作用によって同様の効果を得ることができる。また、車両用化学蓄熱システム１５０では、凝縮器１０６の機能と蒸発器１２４の機能とを蒸発・凝縮器１５２に集約することで、全体として簡素なシステムとすることができる。また、ＥＣＵによる制御対象も減るので、制御系を含めシステムの簡素化を図ることができる。

（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１６０について、図１１〜図１４に基づいて説明する。図１１には、車両用化学蓄熱システム１６０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム１６０は、その加熱対象がバッテリ１６に代えて触媒コンバータ２２とされている。したがって、車両用化学蓄熱システム１６０は、加熱エアライン１０４に代えて、ブロア１０５の作動によって反応器９４の熱（加熱空気）を触媒コンバータ２２に導く加熱エアライン１６２を備えている。

加熱エアライン１６２は、反応器９４との熱交換を行う熱交換部を通過した加熱空気が、触媒コンバータ２２の内部に導入されて排気触媒と直接的に熱交換され、排気ライン２０を介して大気開放されるように構成されている。この実施形態に係る自動車１１は、モータ１４及びバッテリ１６を備えず、エンジン１２の動力のみで走行するものであっても良い（以下、モータ１４、バッテリ１６に関する説明は省略する）。

また、３５０℃以上の温度への昇温が要求される触媒コンバータ２２を加熱対象とする車両用化学蓄熱システム１６０は、反応器９４の化学蓄熱材により高温で放熱させるように、２つの第１吸着器４０、４４を用いて蒸発器１２４に供給されるエアコン熱媒（エンジン冷却水）の温度を上昇させるように構成されている。

具体的には、車両用化学蓄熱システム１６０を構成する第２蒸発凝縮器４６は、水・水蒸気の流路及び冷却水の流路に加え、エアコン熱媒を流通させる熱媒流路４６Ａ（図１３参照）を有している。この熱媒流路４６Ａは、エアコン熱媒循環ライン６２における第１吸着器４０及び第２吸着器４４（３ポート弁５８、６０）と室内熱交換器６４との間から分岐されると共に、エンジン冷却水導入ライン４８に合流された２段昇温ライン１６４の中間部に直列に設けられている。これにより、車両用化学蓄熱システム１６０の第２蒸発凝縮器４６は、エアコン熱媒と水との熱交換によっても水蒸気を発生し得る構成とされている。

また、エアコン熱媒循環ライン６２における２段昇温ライン１６４の分岐部には３ポート弁１６６が設けられ、エンジン冷却水導入ライン４８における２段昇温ライン１６４の合流部には３ポート弁１６８が設けられている。

また、車両用化学蓄熱システム１６０を構成する図示しないＥＣＵ１４０は、車両用化学蓄熱システム１０を構成するＥＣＵ１４０に対し、制御対象として、３ポート弁１６６、１６８が追加されており、減らされた制御対象はない。したがって、車両用化学蓄熱システム１６０におけるＥＣＵ１４０による制御は、車両用化学蓄熱システム１０のＥＣＵ１４０における制御とは異ならされている。

詳細は本実施形態の作用と共に後述するが、車両用化学蓄熱システム１６０のＥＣＵ１４０は、蓄熱モードの制御については、車両用化学蓄熱システム１０の場合と同様とされている。ＥＣＵ１４０は、この蓄熱モードを含め、後述する放熱モード以外の場合は、３ポート弁１６６、１６８の各２段昇温ライン１６４側のポートを閉止するようになっている。また、車両用化学蓄熱システム１６０のＥＣＵ１４０は、自動車１１の停止時に、２つの第１吸着器４０、第２吸着器４４が共に再生される（水蒸気が脱着されて蓄熱する）ように、各制御対象を制御するようになっている。

そして、車両用化学蓄熱システム１６０のＥＣＵ１４０は、放熱モードにおいては、第１蒸発凝縮器４２に環境温度の冷却水を流通させることで第１吸着器４０にて吸着熱を生じさせると共に、該吸着熱をエアコン熱媒を介して第２蒸発凝縮器４６に運搬することで第２吸着器４４にてより高温の吸着熱を生じさせ、この吸着熱が蒸発器１２４に加熱熱源（蒸発潜熱）として供されるように、各制御対象を制御するようになっている。車両用化学蓄熱システム１６０の他の構成は、車両用化学蓄熱システム１０の対応する構成と同じである。

次に、第３の実施形態の作用について、第１の実施形態の作用と異なる部分を主に説明する。

上記構成の車両用化学蓄熱システム１６０では、自動車１１の走行中には、車両用化学蓄熱システム１０と同様に蓄熱モードを実行し、反応器９４に蓄熱する。

この自動車１１が停止される（車両用空調装置３８による空調維持が不要になる）と、ＥＣＵ１４０は、第１吸着器４０、第２吸着器４４が共に再生される再生モードを実行する。具体的には、図１２に示される如く、エンジン冷却水導入ライン４８、エンジン冷却水戻しライン５０を介して第１吸着器４０、第２吸着器４４に高温のエンジン冷却水が循環するように、３ポート弁３６、５２〜６０、１３８を制御すると共に、第１蒸発凝縮器第１蒸発凝縮器４２、４６、室外熱交換器７８に冷却水が循環するように３ポート弁８２〜８８、駆動用の冷却水ポンプ８０を制御する。なお、この再生モードを実行するために、エンジン１２を作動させても良く、ウォータポンプ３２を電動ポンプとしてＥＣＵ１４０に作動を制御させるようにしても良い。この再生モードにより、第１吸着器４０、第２吸着器４４は共に脱着熱相当の熱を蓄熱する。

また、車両用化学蓄熱システム１６０では、ＥＣＵ１４０は、自動車１１が始動される場合には、図１３に示される如き放熱モードを実行する。具体的には、ＥＣＵ１４０は、冷却水が第１蒸発凝縮器４２、室外熱交換器７８の順で循環されるように、３ポート弁８２〜８８、駆動用の冷却水ポンプ８０を制御する。そして、ＥＣＵ１４０は、図１３に示される如く、エアコン冷媒（エンジン冷却水）が第１吸着器４０、第２蒸発凝縮器４６、第２吸着器４４、バイパスライン３４、蒸発器１２４（低温熱媒ライン１３６）、室内熱交換器６４の順で流れるように、３ポート弁３６、５２〜６０、１３８、１６６、１６８、熱媒ポンプ６６を制御する。

これにより、先ず第１蒸発凝縮器４２で環境温度の冷却水（低温熱源）との熱交換で該環境温度に応じた水蒸気が発生し、この水蒸気が第１吸着器４０の吸着材に吸着されて生じた吸着熱により、エアコン熱媒が昇温される。このエアコン熱媒がエアコン熱媒循環ライン６２、２段昇温ライン１６４を経て第２蒸発凝縮器４６に導かれると、該エアコン熱媒との熱交換によって第２蒸発凝縮器４６内の水が蒸発され、該エアコン熱媒の温度に応じた圧力の水蒸気が発生する。すなわち、第１蒸発凝縮器４２よりも高圧の水蒸気が発生する。

この高圧の水蒸気が第２吸着器４４にて吸着材に吸着されることで、第２吸着器４４では、第１吸着器４０よりも高温の吸着熱が生じる。この吸着熱によって、２段昇温ライン１６４、エンジン冷却水導入ライン４８を経て第２吸着器４４に導かれたエアコン熱媒がさらに昇温される。このように２段階で昇温されたエアコン熱媒がエンジン冷却水戻しライン５０、バイパスライン３４、低温熱媒ライン１３６を経て蒸発器１２４に至ると、このエアコン熱媒との熱交換によって蒸発器１２４内の水が蒸発され、該エアコン熱媒の温度に応じた圧力の水蒸気が発生する。これにより生じた水蒸気が水蒸気供給ライン１３２を介して反応器９４内に供給される。

ここで、車両用化学蓄熱システム１６０では、２つの第１吸着器４０、第２吸着器４４を用いて２段階で蒸発器１２４に供給するエアコン熱媒を昇温するため、車両用化学蓄熱システム１０と比較して高温（同じ環境温度での比較で高温）のエアコン熱媒を蒸発器１２４に供給することができる。これにより、蒸発器１２４では、より高圧の水蒸気が発生されるので、反応器９４での水和反応の反応速度が速くなり、該水和反応に伴う熱がより高温で化学蓄熱材から放熱される。この実施形態では、図１４に示される如く、環境温度が０℃の場合に蒸発器１２４での水蒸気温が略３７℃となり、すなわち車両用化学蓄熱システム１０と比較して平衡圧力との圧力差がより大きくなり、化学蓄熱材の放熱温度として略４００℃が得られることが確かめられている。

これにより、車両用化学蓄熱システム１６０が適用された自動車１１では、エンジン１２が作動された場合に、該エンジン１２の排気ガスが良好に浄化される。具体的には、この実施形態では、略１分間の放熱モードの実行で、触媒コンバータ２２の温度を略３５０℃まで上昇させることができることが確かめられており、この場合、排気ガス中の未燃炭化水素成分が、放熱モードなしでエンジン１２を始動した場合と比較して半減される。すなわち、車両用化学蓄熱システム１６０が適用された自動車１１では、低温始動時の排気ガス浄化性能が著しく向上する。

（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１７０について、図１５〜図１９に基づいて説明する。図１５には、車両用化学蓄熱システム１７０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム１７０は、反応器９４、蒸発器１２４に加えて、サブ反応器１７２、サブ蒸発器１７４を備える点で、第１、第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１０、１６０とは異なる。すなわち、車両用化学蓄熱システム１７０は、反応器９４と蒸発器１２４との組と、サブ反応器１７２とサブ蒸発器１７４との組とを有する構成とされている。以下、具体的に説明する。

サブ反応器１７２は、反応器９４とは独立して（化学蓄熱材の充填空間同士が非連通とされて）設けられている。この実施形態では、サブ反応器１７２は、排気ガス流路（排気供給ライン９６、排気戻しライン９８との接続部分）が開閉弁１７６、１７８を介して反応器９４の排気ガス流路に連通されている。また、サブ反応器１７２は、開閉弁１８０を有する水蒸気回収ライン１８２を介して凝縮器１０６に連通されている。すなわち、この実施形態では、反応器９４とサブ反応器１７２とは、脱水反応に伴い共通の凝縮器１０６に水蒸気を放出するようになっている。

これにより、反応器９４とサブ反応器１７２とは、排気ガスの排気熱を同じタイミングで蓄熱するようになっている。なお、サブ反応器１７２は、凝縮器１０６から独立した専用の凝縮器に連通されても良く、反応器９４とは独立して排気ライン２０に連通されても良い。また、サブ反応器１７２は、反応器９４とは独立して蓄熱モードを実行し得る構成としても良い。この実施形態では、サブ反応器１７２の蓄熱容量（化学蓄熱材の充填量）は、反応器９４の蓄熱容量に対し小（１／４程度）とされている。

サブ蒸発器１７４は、開閉弁１８４を有する水蒸気供給ライン１８６を介してサブ反応器１７２に連通されている。この実施形態では、凝縮器１０６、サブ反応器１７２、サブ蒸発器１７４間についても、凝縮器１０６、反応器９４、蒸発器１２４間と同様に真空脱気されており、水・水蒸気循環ライン１３４を構成している。

このサブ蒸発器１７４は、蒸発器１２４とは独立して水蒸気を発生し、該水蒸気をサブ反応器１７２に供給するようになっている。具体的には、サブ蒸発器１７４は、水の蒸発潜熱が低温熱媒ライン１３６を流れるエアコン熱媒（エンジン冷却水）から供給されるようになっている。これにより、サブ蒸発器１７４は、車両用化学蓄熱システム１０における蒸発器１２４と同様に、第１吸着器４０の吸着熱が加熱熱源として供給される構成とされている。

一方、この実施形態における蒸発器１２４は、後述する如く第２吸着器４４の吸着熱が加熱熱源として供給されるようになっている。また、この実施形態では、サブ蒸発器１７４は、その水・水蒸気系の空間が、開閉弁１８８を介して蒸発器１２４の水・水蒸気系の空間と連通されており、蒸発器１２４を介して水タンク１２２からの水が供給される構成である。

そして、車両用化学蓄熱システム１７０は、サブ反応器１７２の放熱を加熱熱源として第２蒸発凝縮器４６に供給可能で、かつ第２吸着器４４の吸着熱を蒸発器１２４に供給可能な構成とされている。具体的には、車両用化学蓄熱システム１７０を構成する第２蒸発凝縮器４６は、水・水蒸気の流路及び冷却水の流路に加え、熱媒流路４６Ａ（図１８参照）を有している。この熱媒流路４６Ａは、第１熱媒ライン１９０の中間部に直列に設けられている。

第１熱媒ライン１９０は、一端がサブ反応器１７２の熱媒流路（化学蓄熱材と熱媒との熱交換流路）に接続されると共に、他端がエンジン冷却水導入ライン４８における第１吸着器４０、４４（３ポート弁５４、５６）の上流側に合流されている。エンジン冷却水導入ライン４８における第１熱媒ライン１９０の合流部には、３ポート弁１９２が設けられている。以上により、熱媒流路４６Ａ、第１熱媒ライン１９０を流れる熱媒は、エアコン熱媒、エンジン冷却水と同種の液体とされている。

さらに、車両用化学蓄熱システム１７０は、エンジン冷却水戻しライン５０から分岐され、蒸発器１２４における熱媒流路に接続された第２熱媒ライン１９４と、蒸発器１２４の熱媒流路とサブ反応器１７２の熱媒流路とを連通する第３熱媒ライン１９６とを備えている。このエンジン冷却水戻しライン５０における第２熱媒ライン１９４の分岐部には、３ポート弁１９５が設けられている。

これにより、車両用化学蓄熱システム１７０では、図１８に示される如く、サブ反応器１７２、第２蒸発凝縮器４６（第１熱媒ライン１９０）、第２吸着器４４（エンジン冷却水導入ライン４８）、蒸発器１２４（エンジン冷却水戻しライン５０、第２熱媒ライン１９４）サブ反応器１７２（第３熱媒ライン１９６）の順で熱媒が循環する熱媒循環路が形成される構成とされている。また、第１熱媒ライン１９０における第２蒸発凝縮器４６の上流側（サブ反応器１７２側）には、この熱媒循環路に熱媒を循環させるための熱媒ポンプ１９８が設けられている。

また、車両用化学蓄熱システム１７０では、反応器９４の余熱を、第１吸着器４０又は第２吸着器４４に供給可能な構成されている。この実施形態では、第１熱媒ライン１９０における熱媒ポンプ１９８の下流側から分岐してエンジン冷却水導入ライン４８における第１吸着器４０、４４（３ポート弁５４、５６）の上流側に合流した第４熱媒ライン２００と、エンジン冷却水戻しライン５０から分岐されて反応器９４の熱媒流路を経由して第１熱媒ライン１９０における熱媒ポンプ１９８の上流側に合流する第５熱媒ライン２０２とを備えている。この実施形態における反応器９４は、水。水蒸気系の流路、排気ガスの流路、加熱空気の流路の他に、熱媒（エンジン冷却水、エアコン熱媒）の流路が形成されて構成されている。

第１熱媒ライン１９０における第４熱媒ライン２００の分岐部、第５熱媒ライン２０２の合流部には、３ポート弁２０４、２０６が設けられている。また、エンジン冷却水導入ライン４８における第４熱媒ライン２００の合流部には、３ポート弁２０８が設けられている。さらに、エンジン冷却水戻しライン５０における第５熱媒ライン２０２の分岐部には、３ポート弁２１０が設けられている。

これにより、車両用化学蓄熱システム１７０では、図１９に例示する如く、反応器９４（第５熱媒ライン２０２）、第１吸着器４０（第４熱媒ライン２００、エンジン冷却水戻しライン５０）の順で熱媒が循環する熱媒循環路が形成される構成とされている。図示は省略するが、反応器９４、第２吸着器４４の順で熱媒が循環する熱媒循環路を形成することも可能である。

また、車両用化学蓄熱システム１６０を構成する図示しないＥＣＵ１４０は、車両用化学蓄熱システム１０を構成するＥＣＵ１４０に対し、制御対象として、開閉弁１７６、１７８、１８０、１８４、１８８、熱媒ポンプ１９８、３ポート弁１９２、１９５、２０４、２０６、２０８、２１０が追加されており、減らされた制御対象はない。したがって、車両用化学蓄熱システム１７０におけるＥＣＵ１４０による制御は、車両用化学蓄熱システム１０のＥＣＵ１４０における制御とは異ならされている。

詳細は本実施形態の作用と共に後述するが、車両用化学蓄熱システム１７０のＥＣＵ１４０は、蓄熱モードの制御については車両用化学蓄熱システム１０の場合と同様、２つの第１吸着器４０、第２吸着器４４を共に再生する再生モードは、車両用化学蓄熱システム１６０の場合と同様とされている。また、車両用化学蓄熱システム１７０のＥＣＵ１４０は、放熱モードにおいては、第１蒸発凝縮器４２に環境温度の冷却水を流通させることで第１吸着器４０にて吸着熱を生じさせると共に、該吸着熱がサブ蒸発器１７４に加熱熱源として供され、これにより生じたサブ反応器１７２の放熱が第２蒸発凝縮器４６に加熱熱源として供され、これにより生じた第２吸着器４４の吸着熱が蒸発器１２４に加熱熱源として供されるように、各制御対象を制御するようになっている。

また、この実施形態では、車両用化学蓄熱システム１７０は、加熱エアライン１６２を有しており加熱対象が触媒コンバータ２２とされている。なお、反応器９４、サブ反応器１７２、蒸発器１２４、サブ蒸発器１７４、熱媒ライン１９０〜１９６、熱媒ポンプ１９８を及びこれらを繋ぐ各種弁類が本発明における化学蓄熱部（の一部）を構成している。また、第１熱媒ライン１９０、第４熱媒ライン２００、熱媒ポンプ１９８が本発明における熱回収装置を構成している。車両用化学蓄熱システム１７０の他の構成は、車両用化学蓄熱システム１０の対応する構成と同じである。

次に、第４の実施形態の作用について、第１の実施形態の作用と異なる部分を主に説明する。

上記構成の車両用化学蓄熱システム１６０では、自動車１１の走行中には、図１６に示される如く、車両用化学蓄熱システム１０と同様に蓄熱モードを実行し、反応器９４に蓄熱する。この場合、開閉弁１７６、１７８が開放されることで、反応器９４、サブ反応器１７２の双方にエンジン１２の排気熱が供給され、該反応器９４、サブ反応器１７２の双方の化学蓄熱材に蓄熱される。

この自動車１１が停止される（車両用空調装置３８による空調維持が不要になる）と、ＥＣＵ１４０は、図１７に示される如く、車両用化学蓄熱システム１６０と同様に第１吸着器４０、第２吸着器４４が共に再生される再生モードを実行する。

そして、車両用化学蓄熱システム１７０では、ＥＣＵ１４０は、自動車１１が始動される場合には、図１８に示される如き放熱モードを実行する。具体的には、ＥＣＵ１４０は、冷却水が第１蒸発凝縮器４２、室外熱交換器７８の順で循環されるように、３ポート弁８２〜８８、駆動用の冷却水ポンプ８０を制御する。さらに、ＥＣＵ１４０は、エアコン冷媒（エンジン冷却水）が第１吸着器４０、サブ蒸発器１７４の順で流れるように、３ポート弁３６、５２、５４、５８、１３８、熱媒ポンプ６６を制御する。

これにより、先ず第１蒸発凝縮器４２で環境温度の冷却水（低温熱源）との熱交換で該環境温度に応じた水蒸気が発生し、この水蒸気が第１吸着器４０の吸着材に吸着されて生じた吸着熱が該第１吸着器４０を流通するエアコン熱媒を昇温させる。このエアコン熱媒は、エンジン冷却水戻しライン５０、バイパスライン３４、低温熱媒ライン１３６を経てサブ蒸発器１７４に至り、該サブ蒸発器１７４の水との熱交換に供される。この熱交換によって、サブ蒸発器１７４では、エアコン熱媒の温度に応じた圧力の水蒸気が発生し、この水蒸気がサブ反応器１７２に供給される。

一方、ＥＣＵ１４０は、サブ反応器１７２、第２蒸発凝縮器４６、第２吸着器４４、蒸発器１２４の順で熱媒が循環されるように、３ポート弁５６、６０、１９２、１９５、２０４、２０６、熱媒ポンプ１９８を制御する。さらに、ＥＣＵ１４０は、ブロア１０５を作動させる。

これにより、車両用化学蓄熱システム１７０では、サブ蒸発器１７４から供給された水蒸気によりサブ反応器１７２の化学蓄熱材が水和反応に伴い放熱し、この熱によってサブ反応器１７２を通過する熱媒が昇温される。この熱媒は、第１熱媒ライン１９０を経由して第２蒸発凝縮器４６に至り、該第２蒸発凝縮器４６で水と熱交換することで、該熱媒の温度に応じた圧力の水蒸気、すなわち第１蒸発凝縮器４２で生じた水蒸気圧よりも高圧の水蒸気が発生する。この高圧の水蒸気が第２吸着器４４にて吸着材に吸着されることで、第２吸着器４４では第１吸着器４０よりも高温の吸着熱が生じる。

この吸着熱は、第２蒸発凝縮器４６から第１熱媒ライン１９０を経て第２吸着器４４に導入された熱媒の昇温に供される。これにより、熱媒温度は、サブ反応器１７２を通過直後の温度よりも高くなる。そして、この熱媒がエンジン冷却水戻しライン５０、第２熱媒ライン１９４を経て蒸発器１２４に導かれると、該蒸発器１２４では、熱媒温度に応じた圧力の水蒸気が生じる。これにより生じた水蒸気が水蒸気供給ライン１３２を介して反応器９４内に供給される。

ここで、車両用化学蓄熱システム１７０では、第１吸着器４０、サブ反応器１７２、第２吸着器４４を用いて３段階で蒸発器１２４に供給する熱媒を昇温するため、車両用化学蓄熱システム１０、１６０と比較して、より高温のエアコン熱媒を蒸発器１２４に供給することができる。これにより、蒸発器１２４では、より高圧の水蒸気が発生されるので、反応器９４では水和反応の反応速度が一層速く、より高温で化学蓄熱材が放熱する。この実施形態では、図示は省略するが、環境温度が０℃以下の場合にも化学蓄熱材の放熱温度として略４００℃以上を得ることが可能になる。

これにより、車両用化学蓄熱システム１７０が適用された自動車１１では、エンジン１２が作動された場合に、該エンジン１２の排気ガスが良好に浄化される。すなわち、車両用化学蓄熱システム１７０が適用された自動車１１では、車両用化学蓄熱システム１６０が適用された自動車１１と同等の低温始動時の排気ガス浄化性能を得るための暖機時間が短縮される。

さらに、車両用化学蓄熱システム１７０のＥＣＵ１４０は、放熱モード（触媒コンバータ２２の暖機）の終了後に、図１９に示される如く、反応器９４の余熱で第１吸着器４０を再生する復帰モードを実行する。復帰モードでＥＣＵ１４０は、開閉弁１０８、１８４を閉止して反応器９４、１７２での水和反応を停止させた後、反応器９４、第１吸着器４０の順で熱媒が循環するように、３ポート弁５４〜６０、１９２、１９５、２０４〜２１０、熱媒ポンプ１９８を制御する。

これにより、反応器９４の余熱が熱媒を介して第１吸着器４０に運搬され、第１吸着器４０では脱水反応が生じて吸着材が再生される。図１９の例では、第２吸着器４４と室内熱交換器６４とにエアコン熱媒が循環されることで、車室内の暖房が行われている。この場合の第１蒸発凝縮器４２での凝縮、第２蒸発凝縮器４６での蒸発のための冷却水の流れは、図３に示す暖房モードの場合と逆になれば良い。そして、ＥＣＵ１４０は、エンジン１２が始動されて冷却水循環ライン３０を循環するエンジン冷却水の温度が８０℃以上になると、図１６に示す蓄熱モードを実行する。

ここで、車両用化学蓄熱システム１７０では、反応器９４の余熱を利用して第１吸着器４０の再生を行うため、エンジン冷却水の温度が上昇する前に第１吸着器４０を再生して暖房モードを実行することができる。

なお、第４の実施形態では、放熱モードの実行後に反応器９４の余熱で第１吸着器４０を再生する例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、放熱モードの実行後に反応器９４の余熱で第２吸着器４４を再生する構成としても良く、２つの吸着器４０、４４のうち水蒸気吸着量の少ない（脱着量の多い）吸着器の再生を行う構成としても良く、反応器９４の余熱による第１吸着器４０又は第２吸着器４４の再生を行わない簡素な構成としても良い。また、第３の実施形態において、放熱モードの実行後に、反応器９４の余熱で第１吸着器４０及び第２吸着器４４の何れか一方を再生するように構成しても良い。

また、第３、第４の実施形態に、第２の実施形態に係る蒸発・凝縮器１５２を適用しても良い。第４の実施形態に適用する場合には、蒸発・凝縮器１５２と、サブ蒸発・凝縮器を設ければ良い。

さらに、第３、第４の実施形態では、加熱対象を触媒コンバータ２２とした例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、加熱対象をバッテリ１６としても良い。また、上記した各実施形態の構成において、加熱対象はバッテリ１６、触媒コンバータ２２には限られず、例えば、予めされた設定に基づいて又は要求に応じて、エンジン１２及び／又はヒータコアを加熱対象としても良く、また例えば、氷雪等が付着した車体、車輪周り、ウインドシールドガラス等を加熱対象としても良い。また、加熱対象を複数の加熱対象候補から選択する構成とすることも可能である。

（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム２２０について、図２０〜図２２に基づいて説明する。図２０には、車両用化学蓄熱システム２２０がシステム構成図にて示されている。この図に示される如く、車両用化学蓄熱システム２２０は、室内熱交換器６４を用いて冷房運転を行うための構成が付加された車両用空調装置２２２を備える自動車１１に適用されている点で、第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム１０とは異なる。以下、具体的に説明する。

図２０に示される如く、車両用空調装置２２２は、計８つの３ポート弁５４、５６、５８、６０、８２、８４、８６、８８に代えて、計８つの４ポート弁２２４、２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６、２３８を備えている点で、車両用空調装置３８とは異なる。４ポート弁２２４〜２３８の各３つのポートには、車両用空調装置３８を構成する対応する３ポート弁５４、５６、５８、６０、８２、８４、８６、８８の各３つのポートと同じラインが接続されている。また、車両用空調装置２２２は、エアコン熱媒循環ライン６２における熱媒ポンプ６６の下流側（この実施形態では、第１吸着器４０、第２吸着器４４への分岐の上流）側に設けられた３ポート弁２４０と、冷却水循環ライン７６における駆動用の冷却水ポンプ８０の下流（この実施形態では、第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６への分岐の上流）側に設けられた３ポート弁２４２とを備えている。

そして、車両用空調装置２２２では、３ポート弁２４０及び４つの４ポート弁２３２〜２３８の各残余のポートに、第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６にエアコン熱媒を循環させるための冷房用エアコン熱媒ライン２４４が、第１蒸発凝縮器４２と第２蒸発凝縮器４６とが並列となる（独立してエアコン熱媒を循環し得る）ように接続されている。すなわち、冷房用エアコン熱媒ライン２４４は、エアコン熱媒循環ライン６２における３ポート弁２４０の１ポートから２系統に分岐され、該エアコン熱媒循環ライン６２における第１吸着器４０、第２吸着器４４と室内熱交換器６４との間に合流されている。これにより、車両用空調装置２２２は、第１蒸発凝縮器４２又は第２蒸発凝縮器４６、室内熱交換器６４の順でエアコン熱媒を循環させ得る構成である。

また、車両用空調装置２２２では、３ポート弁２４２、及び４つの４ポート弁２２４〜２３０の各残余のポートに、第１吸着器４０、第２吸着器４４に冷却水を循環させるための冷房用冷却水ライン２４６が、第１吸着器４０と第２吸着器４４とが並列となる（独立して冷却水を循環し得る）ように接続されている。この実施形態では、冷房用冷却水ライン２４６は、冷却水循環ライン７６における３ポート弁２４２の１ポートから２系統に分岐され、第１吸着器４０を経由する系統は第２直列用ライン９２に合流されると共に、第２吸着器４４を経由する系統は第１直列用ライン９０に合流されている。これにより、車両用空調装置２２２は、第１吸着器４０又は第１蒸発凝縮器４２、室外熱交換器７８の順で冷却水を循環させ得る構成である。

次に、第５の実施形態の作用について、第１の実施形態の作用と異なる部分を主に説明する。

上記構成の車両用空調装置２２２では、例えば冬季等での自動車１１の走行中には、図２１に示される如く暖房モードで運転される。この暖房モードでは、第１蒸発凝縮器４２から供給される水蒸気の吸着に伴って吸着熱を放熱する第１吸着器４０、室内熱交換器６４の順でエアコン熱媒を循環させる。これにより、吸着熱で加熱されたエアコン熱媒と空調用空気との熱交換が室内熱交換器６４にて行われ、車室内が暖房される。この際、第２吸着器４４では、エンジン冷却水による加熱により吸着材から水蒸気を脱着して該吸着材が再生され、この第２吸着器４４からの水蒸気が第２蒸発凝縮器４６にて凝縮される。図２１の例では、第２蒸発凝縮器４６にて凝縮熱を回収した冷却水が加熱熱源として第１蒸発凝縮器４２で水蒸気を発生させ、この水蒸気が第１吸着器４０に供給されている。第１吸着器４０、第２吸着器４４での吸着、脱着を交互に行うことで暖房モードが維持される。以上説明した暖房モードは、車両用空調装置３８における暖房モード（図３参照）と全く同様である。

この際、車両用化学蓄熱システム２２０では、必要に応じて化学蓄熱モードが実行される。図２１は、化学蓄熱モードが実行されている状態が図示されている。車両用化学蓄熱システム２２０は、車両用空調装置３８に代えて車両用空調装置２２２の吸着熱が蒸発器１２４の加熱熱源となる以外は、車両用化学蓄熱システム１０と同様の構成であるため、蓄熱モード、放熱モード（図示省略）とも、車両用化学蓄熱システム１０と同様に運転される。

そして、例えば夏季等での自動車１１の走行中には、車両用空調装置２２２では、図２２に示される如く冷房モードで運転される。この冷房モードでは、水蒸気の蒸発するためにエアコン熱媒から潜熱が奪われる第１蒸発凝縮器４２（第２蒸発凝縮器４６）、室内熱交換器６４の順でエアコン熱媒を循環させる。これにより、第１蒸発凝縮器４２で蒸発潜熱が奪われ冷却されたエアコン熱媒と空調用空気との熱交換が室内熱交換器６４にて行われ、車室内が冷房される。この際、第２吸着器４４では、エンジン冷却水による加熱により吸着材から水蒸気を脱着して該吸着材が再生され、この第２吸着器４４からの水蒸気が第２蒸発凝縮器４６にて凝縮される。図２２の例では、第１蒸発凝縮器４２で発生した水蒸気を吸着することに伴う第１吸着器４０の吸着熱を回収した冷却水が、第２蒸発凝縮器４６で第２吸着器４４の再生に伴う凝縮熱をさらに回収し、室外熱交換器７８にて外気との熱交換で冷却されて循環されている。第１吸着器４０、第２吸着器４４での吸着、脱着を交互に行うことで冷房モードが維持される。

この冷房モード実行の際にも、車両用化学蓄熱システム２２０では、必要に応じて化学蓄熱モードが実行される。

以上説明したように、車両用空調装置２２２では、共通の室内熱交換器６４を用いて、冷房モード、暖房モードでの運転が可能である。この車両用空調装置２２２は、車両用化学蓄熱システム１５０、１６０、１７０に適用されても良いことは言うまでもない。例えば、加熱対象が触媒コンバータ２２である車両用化学蓄熱システム１６０、１７０では、冷房モードの実行中に化学蓄熱モードが実行される。

なお、上記した各実施形態では、車両用化学蓄熱システム１０、１５０、１６０、１７０、２２０の概略構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、各種変形して実施可能であることは言うまでもない。特に、各実施形態における各ラインの配置、弁類のタイプ、配置、開閉動作等は、対応するモード（蓄熱、放熱の各モード）を実行可能であれば良く、各種の変更が可能である。同様に、車両用空調装置３８、２２２についても、各種変形して実施可能であることは言うまでもない。

また、上記した各実施形態では、化学蓄熱材として水酸化カルシウムを用いた例を示したが、本発明はこれに限定されず、水和・脱水による各種の放熱・蓄熱する各種の化学蓄熱材を用いて実施することができる。

さらに、上記した各実施形態では、車両用空調装置３８が第１蒸発凝縮器４２、第２蒸発凝縮器４６を備えた例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、車両用空調装置３８は、各吸着器に対し、個別の熱交換器として構成された凝縮器と蒸発器とをそれぞれ備えて構成されても良い。

本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成するＥＣＵの図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの放熱モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの動作モードを概念的に説明する図であって、（Ａ）蓄熱モードの概念図、（Ｂ）は、放熱モードの概念図である。 （Ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱、放熱サイクルを示すＰＴ線図、（Ｂ）は本発明の実施形態との比較例に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱、放熱サイクルを示すＰＴ線図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成する車両用空調装置の動作サイクルを示す図であって、（Ａ）暖房運転の動作サイクル線図、（Ｂ）は冷房運転の動作サイクルを示す線図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムを構成する吸着材の吸着等温線を示す線図である。 本発明の第１の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムが適用されたハイブリッド車を構成するバッテリの環境温度と出力密度との関係を示す線図である。 本発明の第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの再生モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの放熱モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第３の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱、放熱サイクルを示すＰＴ線図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの蓄熱モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの再生モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの放熱モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第４の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの復帰モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第５の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムの概略全体構成を示すシステム構成図である。 本発明の第５の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムに適用された車両用空調装置の暖房モードを説明するためのシステム構成図である。 本発明の第５の実施形態に係る車両用化学蓄熱システムに適用された車両用空調装置の冷房モードを説明するためのシステム構成図である。

符号の説明

１０ 車両用化学蓄熱システム
１１ 自動車（車両）
１２ エンジン（内燃機関）
１４ モータ
１６ バッテリ
２２ 触媒コンバータ（排気触媒）
３８ 車両用空調装置（吸着式ヒートポンプ型空調装置）
４０ 第１吸着器（吸着器）
４２ 蒸発凝縮器（吸着質蒸発部）
４４ 第２吸着器（吸着器）
４６ 蒸発凝縮器（吸着質蒸発部）
１０６ 凝縮器（水凝縮部）
１２４ 蒸発器（水蒸発部）
１４０ ＥＣＵ（制御装置）
１５０・１６０・１７０・２２０ 車両用化学蓄熱システム
１５２ 蒸発・凝縮器（水蒸発部、水凝縮部）
１７２ サブ反応器（反応器）
１７４ サブ蒸発器（水蒸発部）
１９０ 第１熱媒ライン（化学蓄熱部、熱回収装置）
１９４ 第２熱媒ライン（化学蓄熱部）
１９６ 第２熱媒ライン（化学蓄熱部）
１９８ 熱媒ポンプン（化学蓄熱部、熱回収装置）
２００ 第４熱媒ライン（熱回収装置）
２０２ 第５熱媒ライン（熱回収装置）
２２２ 車両用空調装置（吸着式ヒートポンプ型空調装置）

Claims (9)

1. 車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器と、
   前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気を凝縮させる水凝縮部と、
   吸着材が内蔵された吸着器と、前記吸着器で吸着される吸着質を蒸発させるための吸着質蒸発部と、前記吸着器から脱着され吸着質を凝縮させるための吸着質凝縮部とを含み、かつ前記吸着器及び吸着質蒸発部の組を少なくとも２組有する吸着式ヒートポンプ型空調装置と、
   前記吸着式ヒートポンプ型空調装置の吸着器で生じた吸着熱を加熱熱源として水を蒸発させることで、前記反応器に前記水和反応のための水蒸気を供給するための水蒸発部と、
   前記車両の走行時に前記内燃機関の排気熱を前記反応器に蓄熱させ、前記車両の停止の際に２組の前記吸着器がそれぞれ前記吸着質を脱着するように前記吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御し、前記車両始動の際に一の前記吸着器の吸着熱で他の吸着器用の吸着質蒸発部を加熱して吸着質を蒸発させ、かつ該他の吸着器の吸着熱が前記水蒸発部に加熱熱源として供給されるように前記吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御する制御装置と、
   を備えた車両用化学蓄熱システム。
2. 車両に搭載された内燃機関の排気熱により脱水反応を行って蓄熱し、水和反応により放熱する化学蓄熱材が内蔵された反応器、及び前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気を凝縮させる水凝縮部の組を少なくとも２組有して構成された化学蓄熱部と、
   吸着材が内蔵された吸着器と、前記吸着器で吸着される吸着質を蒸発させるための吸着質蒸発部と、前記吸着器から脱着され吸着質を凝縮させるための吸着質凝縮部とを含み、かつ前記吸着器及び吸着質蒸発部の組を少なくとも２組有する吸着式ヒートポンプ型空調装置と、
   前記吸着式ヒートポンプ型空調装置の吸着器で生じた吸着熱を加熱熱源として水を蒸発させることで、前記反応器に前記水和反応のための水蒸気を供給するための水蒸発部と、
   前記車両の走行時に前記内燃機関の排気熱を前記反応器に蓄熱させ、前記車両の停止の際に２組の前記吸着器がそれぞれ前記吸着質を脱着するように前記吸着式ヒートポンプ型空調装置を制御し、前記車両始動の際に一の前記吸着器の吸着熱が一の前記反応器用の水蒸発部に加熱熱源として供給され、該一の反応器での水和反応に伴う反応熱が他の前記吸着器用の吸着質蒸発部に加熱熱源として供給され、該他の吸着器の吸着熱が他の前記反応器用の水蒸発部に加熱熱源として供給されることで、該他の反応器の反応熱で前記加熱対象が加熱されるように、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置及び前記化学蓄熱部を制御する制御装置と、
   を備えた車両用化学蓄熱システム。
3. 前記反応器と前記水凝縮部と前記水蒸発部とを連通する水蒸気系統は、予め大気圧未満に減圧されている請求項１又は請求項２記載の車両用化学蓄熱システム。
4. 前記加熱対象を加熱するための反応器の熱を前記２つの吸着器の少なくとも一方に伝えるための熱回収装置をさらに備え、
   前記制御装置は、前記加熱対象の加熱が終了した後に、前記加熱対象を加熱するための反応器への水蒸気の供給が停止されると共に、該反応器の余熱が前記２つの吸着器の１つに伝えられるように、前記吸着式ヒートポンプ型空調装置及び熱回収装置を制御する請求項１〜請求項３の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
5. 前記車両は、前記内燃機関の排気ガスを浄化するための排気触媒を有しており、
   前記排気触媒が前記加熱対象とされている請求項１〜請求項４の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
6. 前記車両は、走行用の駆動力を発揮するモータと、前記モータに電力を供給するバッテリとを備えたハイブリッド車両であり、
   前記バッテリが前記加熱対象とされている請求項１〜請求項５の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
7. 前記吸着式ヒートポンプ型空調装置は、前記内燃機関の冷却水からの熱供給によって前記吸着器から吸着質が脱着されるように構成されており、
   前記水蒸発部は、前記内燃機関の冷却水を介して前記吸着器の吸着熱が水の加熱熱源として供給されるようになっている請求項１〜請求項６の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
8. 前記水蒸発部は、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出された水蒸気を凝縮させる前記水凝縮器の機能を兼ね備える請求項１〜請求項７の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
9. 請求項１〜請求項８の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムを備えた車両。

Images