JP5369481B2 - 車両用化学蓄熱システム - 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に関する。

化学蓄熱材を充填した化学蓄熱反応器と、水を貯留した蒸発凝縮部とをパイプ及びバルブを介して連通させたケミカルヒートポンプコンテナが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００８−２５８５３号公報

しかしながら、上記の如き従来の技術では、放熱の際に化学蓄熱反応器と蒸発凝縮部との圧力差によって該蒸発凝縮部内の水を蒸発させ、これにより生じた水蒸気を化学蓄熱反応器での水和反応に供する構成であるため、特に低温環境下での放熱の際に化学蓄熱反応器に供給する水蒸気圧力（量）が不足することが懸念される。

本発明は、上記事実を考慮して、低温環境下で蒸発部から反応器へ十分に水蒸気を供給することができ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、車両からの熱供給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凝縮部と、エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁に冷媒を循環させる車両用空調装置の冷媒循環路における前記コンプレッサと前記コンデンサとの間を流れる冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって水を蒸発させることで、前記水和反応のための水蒸気を前記反応器に供給する蒸発部と、内部を流れる空気と前記反応器の化学蓄熱材との熱交換可能な第１熱交換部と、内部を流れる空気と加熱対象との熱交換可能な第２熱交換部とを有し、かつ前記第２熱交換部を通過した空気を前記エバポレータの空気流路に導くように構成された加熱空気流通構造と、を備えている。

請求項１、３、４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、車両の熱源から熱供給を受けることで、脱水反応を生じつつ蓄熱する。この脱水反応に伴って生じる水蒸気は、凝縮部にて凝縮される。化学蓄熱材に蓄熱した熱を放出する際には、車両用空調装置のコンプレッサを作動させ、エアコンサイクルを実行させる。すると、エバポレータにおいて空気（例えば大気）から熱が汲み上げられ、エアコンサイクル（圧縮・膨張式ヒートポンプ）の原理により冷媒が昇温される。そして、蒸発部において、上記の如く昇温された冷媒と水との熱交換によって該水が蒸発され、発生した水蒸気が反応器内（化学蓄熱材）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は、車両用空調装置をヒートポンプとして利用して蒸発部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記載の車両用化学蓄熱システムでは、低温環境下で蒸発部から反応器へ十分に水蒸気を供給することができる。しかも、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、低温環境下で蒸発部から反応器へ十分に水蒸気を供給することができる。

請求項１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が発熱すると、この熱は第１熱交換部において加熱空気流通構造内を流れる空気に伝達され、第２熱交換部において加熱対象の加熱に供される。さらに、加熱対象の加熱後の空気は、エバポレータの空気流路に供給される。この空気は、加熱対象の昇温に伴い高温になるので、エバポレータの加熱に寄与する。これにより、低温環境下でエバポレータにより熱を汲み上げることに伴う該エバポレータの着霜が抑制又は防止される。

請求項２記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記加熱空気流通構造は、前記エバポレータの空気流路を通過した空気を前記第１熱交換部に導くように構成されている。

請求項２記載の車両用化学蓄熱システムでは、加熱対象を加熱するための空気が第１熱交換部（反応器）、第２熱交換部（加熱対象）、エバポレータの順に循環されるので、エバポレータの着霜抑制と、化学蓄熱材から放熱した熱の有効利用とが図られる。

請求項３記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、車両からの熱供給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凝縮部と、エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁に冷媒を循環させる車両用空調装置の冷媒循環路における前記コンプレッサと前記コンデンサとの間を流れる冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって水を蒸発させることで、前記水和反応のための水蒸気を前記反応器に供給する蒸発部と、前記化学蓄熱材に放熱させる際に、要求される放熱量を検知し、検知した放熱量だけ放熱させるための水蒸気が前記蒸発部から前記反応器に供給されるように前記冷媒の流量を求め、前記コンプレッサを制御する制御装置と、を備えている。
請求項４記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、車両からの熱供給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、エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁に冷媒を循環させる車両用空調装置の冷媒循環路における前記コンプレッサと前記コンデンサとの間を流れる冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって水を蒸発させることで、前記水和反応のための水蒸気を前記反応器に供給する蒸発部と、前記車両用空調装置に設けられ、前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして冷媒を循環させ得る冷媒バイパス構造と、前記冷媒バイパス構造によって前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして循環される冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出されて流入した水蒸気を凝縮させる凝縮部と、を備えている。
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、前記車両用空調装置に設けられ、前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして冷媒を循環させ得る冷媒バイパス構造をさらに備え、前記凝縮部は、前記冷媒バイパス構造によって前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして循環される冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって、前記反応器から流入した水蒸気を凝縮させるように構成されている。

請求項４、請求項５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への蓄熱すなわち脱水反応に伴って生じる水蒸気は凝縮部に導かれ、該凝縮部で水蒸気と冷媒との熱交換によって該水蒸気が凝縮される。この際、冷媒バイパス構造によって冷媒がエバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスすることで、該冷媒は凝縮部とコンデンサとの間で循環される。これにより、凝縮部で冷媒に付与された凝縮熱がコンデンサにおいて放熱され、脱水反応が維持される。

このように、本車両用化学蓄熱システムは、車両用空調装置のコンデンサを放熱器として利用して凝縮部での凝縮熱を放熱する構成であるため、該車両用化学蓄熱システムに専用の放熱系（冷媒循環系）を設けることなく、脱水反応すなわち蓄熱状態を維持することができる。

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４又は請求項５記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記冷媒バイパス構造は、前記コンデンサの上流側と下流側とを連通するバイパス流路と、該バイパス流路に設けられたポンプと、前記冷媒が前記バイパス流路を流れないノーマル状態と前記冷媒が前記バイパス流路を選択的に流れるバイパス状態とを切り替え得る流路切替装置とを含んで構成されている。

請求項６記載の車両用化学蓄熱システムでは、車両用空調装置にバイパス流路、ポンプ、流路切替装置を設ける簡単な構成で、通常のエアコンサイクルと、蓄熱時にコンデンサと凝縮部とに冷媒が循環する状態とに切り替え得る構成を実現することができる。

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４〜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、前記蒸発部と前記凝縮部とは、前記水又は水蒸気が存在する蒸発凝縮空間と前記冷媒が流れる冷媒流路とが前記水又は水蒸気と冷媒との熱交換可能に設けられた蒸発・凝縮器として一体に構成されている。

請求項７記載の車両用化学蓄熱システムでは、車両用空調装置の冷媒と熱交換することで機能を発揮する蒸発部と凝縮部とが、蒸発凝縮空間と冷媒流路との少なくとも一部が共用されて一体化されているため、蒸発・凝縮器としての構造、及びシステムの構造が簡単である。

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４〜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、前記反応器の化学蓄熱材への蓄熱状態を検知し、蓄熱状態のときに前記冷媒が前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして循環するように、前記冷媒バイパス構造を制御する制御装置をさらに備えた。

請求項８記載の車両用化学蓄熱システムでは、制御装置は、反応器の化学蓄熱材への蓄熱状態を検知した場合に、冷媒バイパス構造を制御して、冷媒をコンデンサと凝縮器との間で循環させる。これにより、間欠的に蓄熱動作が生じる場合でも、各蓄熱動作を維持し、蓄熱していない場合には車両用空調装置を空調のために用いることができる。

請求項９記載の発明に係る車両用化学蓄熱システムは、請求項１、２、及び請求項４〜請求項８のうち請求項３を引用しない請求項の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記化学蓄熱材に放熱させる際に、要求される放熱量を検知し、検知した放熱量だけ放熱させるための水蒸気が前記蒸発部から前記反応器に供給されるように前記冷媒の流量を求め、前記コンプレッサを制御する制御装置をさらに備えた。

請求項３、請求項９記載の車両用化学蓄熱システムでは、制御手段が検知した要求放熱量に応じた量（圧力）だけの水蒸気が蒸発部から反応器に供給されるように、制御手段がコンプレッさを制御する。これにより、要求放熱量分だけ化学蓄熱材から放熱させることができ、化学蓄熱材への蓄熱の有効利用が図られる。
請求項１０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９の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システムにおいて、前記反応器における化学蓄熱材が内蔵された化学蓄熱材用空間と、前記蒸発部における前記化学蓄熱材用空間に連通された部分とは、大気圧に対し減圧状態で密閉されている。
請求項１０記載の車両用化学蓄熱システムでは、反応器と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、蒸発部における水の蒸発が促進される。

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、低温環境下で蒸発部から反応器へ十分に水蒸気を供給することができるという優れた効果を有する。

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７に基づいて説明する。

図１には、車両用化学蓄熱システム１０の概略全体構成が模式的な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１０は、容器１２内における化学蓄熱材用空間としての反応流路１４に化学蓄熱材（図示所略）が充填された反応器１６を備えている。反応器１６を構成する化学蓄熱材は、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、アルカリ土類金属の水酸化物の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１６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。この化学蓄熱材（Ｃａ（ＯＨ）_２）の１ｋｇ当たりの蓄熱容量は、略１．８６［ＭＪ／ｋｇ−Ｃａ（ＯＨ）_２］とされている。

さらに、この実施形態では、反応器１６の容器１２内には、化学蓄熱材に熱を供給するための熱媒流路１８と、化学蓄熱材からの熱を加熱対象に輸送するための冷媒流路２０とが設けられている。熱媒流路１８、冷媒流路２０は、それぞれ内部を流れる熱媒、冷媒と反応流路１４内の化学蓄熱材との熱交換可能に、該反応流路１４に隣接（図示は省略）して設けられている。

熱媒流路１８には、熱媒ライン２２が接続されている。熱媒ライン２２における熱媒流路１８の上流側には、車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車の熱源に接続されている。熱媒ライン２２の下流端２２Ａは、大気開放端とされている。

この実施形態では、熱媒として、内燃機関ＥＧの排気ガス、電気ヒータＥＨで加熱された空気の少なくとも一方が採用される。電気ヒータＥＨは、例えば車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車が電気モータを駆動源として備える電気自動車やハイブリッド自動車の場合に採用され、バッテリへの充電ができない余剰電力によって作動される構成とすることができる。余剰電力としては、例えば、車両減速に伴う回生エネルギ相当分や、燃料電池等の発電装置を搭載する構成においては、負荷変動に伴う余剰発電量相当分が挙げられる。

一方、冷媒流路２０には、熱輸送ライン２４が接続されている。熱輸送ライン２４における冷媒流路２０の上流側にはブロア２６が設けられており、熱輸送ライン２４における冷媒流路２０の下流側には、車両用化学蓄熱システム１０による加熱対象２８との熱交換部が設けられている。これにより、車両用化学蓄熱システム１０では、反応器１６で化学蓄熱材が放熱した熱を加熱対象２８の加熱（暖機）に供することができる構成とされている。熱輸送ライン２４の下流端は大気開放端２４Ａとされている。加熱対象２８としては、内燃機関ＥＧ、該内燃機関ＥＧの排気ガスを浄化するための排気触媒、モータ駆動用のバッテリを統制する構成では該バッテリなどが挙げられ、複数の加熱対象（候補）から一部の加熱対象を選択する構成としても良い。

また、車両用化学蓄熱システム１０は、反応器１６の反応流路１４から導入された水蒸気を凝縮する凝縮部、及び水を蒸発させて反応器１６に供給する水蒸気を生成する蒸発部としての機能を兼ね備える蒸発・凝縮器３０を備えている。蒸発・凝縮器３０は、反応器１６の反応流路１４に水蒸気循環ライン３２を介して連通された蒸発凝縮室３４と、蒸発凝縮室３４内の水蒸気を凝縮するための冷媒流路３６と、蒸発凝縮室３４内の水を蒸発させるための熱媒流路３８とが容器４０内に形成されて構成されている。熱媒流路３８、冷媒流路３６は、それぞれ内部を流れる熱媒、冷媒と蒸発凝縮室３４内の水又は水蒸気との熱交換可能に、該蒸発凝縮室３４に隣接（図示は省略）して設けられている。

蒸発凝縮室３４は、水蒸気循環ライン３２、反応器１６の反応流路１４と共に真空脱気されている。水蒸気循環ライン３２には、蒸発凝縮室３４と反応流路１４との連通、非連通を切り替えるための開閉弁４２が設けられている。また、蒸発凝縮室３４における重力方向の低所は、水循環ライン４４を介して水タンク４６に連通されている。水循環ライン４４には、ウォータポンプ４８、開閉弁５０が設けられている。水タンク４６は、蒸発凝縮室３４で凝縮された水を、該蒸発凝縮室３４で蒸発させるための水として貯留するようになっている。ウォータポンプ４８は、作動することで、水タンク４６の水を蒸発凝縮室３４に供給するようになっている。

冷媒流路３６には、冷媒循環ライン５２が接続されている。冷媒循環ライン５２には、サブラジエータ５４及び冷媒ポンプ５６が冷媒流路３６と直列を成すように設けられている。これにより、冷媒ポンプ５６が作動されることで冷媒が冷媒流路３６、サブラジエータ５４を循環し、冷媒流路３６における水蒸気の凝縮熱をサブラジエータ５４で放熱するようになっている。すなわち、車両用化学蓄熱システム１０では、蒸発・凝縮器３０を構成する冷媒流路３６での水蒸気から水への凝縮を維持するための凝縮器冷却系５８が構成されているものと捉えることができる。なお、凝縮器冷却系５８は、サブラジエータ５４に放熱用の空気（外気）を導くためのファン５５を有する。

そして、車両用化学蓄熱システム１０は、蒸発・凝縮器３０の冷媒流路３６での水の蒸発のための蒸発熱を付与するための蒸発器加熱系６０を備えており、蒸発器加熱系６０は、車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車の車両用空調装置６２を利用して構成されている。以下、具体的に説明する。

車両用空調装置６２は、コンプレッサ６４と、コンデンサ６６と、気液分離器６８と、膨張弁７０と、エバポレータ７２と、これらを直列に連通するエアコン冷媒循環路７４とを備えている。車両用空調装置６２は、コンプレッサ６４、コンデンサ６６、膨張弁７０、エバポレータ７２の順でエアコン冷媒が循環されることで、圧縮・膨張式のヒートポンプサイクルであるエアコンサイクルが実行される構成とされている。この実施形態では、エアコン冷媒として、Ｒ−１３４ａが用いられている。

具体的には、エアコン冷媒は、コンプレッサ６４で圧縮されて高圧気相とされ、コンデンサ６６で凝縮されて高圧液相とされ、膨張弁７０で膨張されて低圧液相とされ、エバポレータ７２で空調用空気との熱交換により蒸発されることで低圧気相とされるエアコンサイクルを繰り返すことで、エバポレータ７２で空調用空気を冷却する構成とされている。

すなわち、エバポレータ７２は、エアコン冷媒流路７２Ａと空気流路７２Ｂとを有する熱交換器とされており、ブロア７６からエアダクト７８を介して空気流路７２Ｂに供給される空調用空気（室外気又は室内気）からエアコン冷媒流路７２Ａを流れるエアコン冷媒の蒸発潜熱を奪うことで、該空調用空気を冷却する構成とされている。エアダクト７８は、エバポレータ７２の下流側で車室内へ空調用空気を導く室内側ダクト７８Ａと車室外に空気を導く排気ダクト７８Ｂとに分岐されており、該分岐部には切替ダンパ７５が設けられている。

また、コンデンサ６６は、外気とエアコン冷媒との熱交換器とされており、車両走行風やファン８０の作動により生じる空気流にエアコン冷媒の凝縮熱を放出する構成とされている。この実施形態では、コンプレッサ６４としては、適用された自動車の内燃機関とは独立して作動し得る電動コンプレッサが採用されている。

そして、車両用化学蓄熱システム１０では、車両用空調装置６２を構成するエアコン冷媒循環路７４におけるコンプレッサ６４とコンデンサ６６との間の部分が、蒸発・凝縮器３０の熱媒流路３８に接続されている。これにより、車両用化学蓄熱システム１０では、エアコン冷媒を熱媒として、蒸発凝縮室３４において水を蒸発させて水蒸気を得る構成とされている。この実施形態では、蒸発・凝縮器３０の蒸発凝縮室３４で水を蒸発させる際には、後述する如くコンデンサ６６での熱交換が省略される（自動車が走行されず、ファン８０が不作動とされる）構成とされている。これにより、蒸発・凝縮器３０では、比較的高温のエアコン冷媒から水への放熱（熱交換）が行われる構成である。

また、図２に示される如く、車両用化学蓄熱システム１０は、制御装置としての蓄熱ＥＣＵ８２を備えている。蓄熱ＥＣＵ８２は、開閉弁４２、５０、ブロア２６、７６、ウォータポンプ４８、冷媒ポンプ５６、コンプレッサ６４、ファン５５、８０、切替ダンパ７５のそれぞれに電気的に接続されており、これらの動作を制御するようになっている。

この蓄熱ＥＣＵ８２には、自動車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）から適用された自動車の運転状態に応じた信号が入力されるようになっている。また、蓄熱ＥＣＵ８２は、外気温（環境温度）に応じた信号を出力する外気温センサ８４、加熱対象の温度に応じた信号を出力する対象温センサ８６、反応器１６の化学蓄熱材の温動に対応した信号を出力する化学蓄熱材温センサ８８のそれぞれに電気的に接続されている。この蓄熱ＥＣＵ８２による制御は、本実施形態の作用と共に説明することとする。

次に、第１の実施形態の作用を説明する。なお、車両用化学蓄熱システム１０の動作を示す図３において、太い実線は水、水蒸気、各熱媒等の流体の流れを示しており、想像線は流れのないラインを示しており、白抜きの矢印は熱の移動を示しており、黒塗りのバルブポートは流れの閉止状態を示している。また、図３では、説明すべきモードに関与しない構成要素の図示を省略する場合がある。

上記構成の車両用化学蓄熱システム１０が適用された自動車では、例えば夏場の空調使用の際には、車両用空調装置６２を図３（Ａ）に示される如く動作させる。すなわち、エアコン冷媒が、コンプレッサ６４、コンデンサ６６、気液分離器６８、膨張弁７０、エバポレータ７２の順でエアコン冷媒循環路７４を循環するエアコンサイクルを実行させつつ、切替ダンパ７５を室内側ダクト７８Ａに切り換えた状態でブロア７６を作動させる。これにより、エバポレータ７２において空調用空気からエアコン冷媒の蒸発潜熱が奪われ、冷却された空調空気が車室内に導かれる。

この自動車に適用された車両用化学蓄熱システム１０の蓄熱ＥＣＵ８２の制御について、図４に示すフローチャートを参照しつつ説明する。このフローチャートに示される如く、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ１０で、車両運転状態（停止、駐車状態を含む）放熱モードが要求されているか否かを判断する。放熱モードが要求されていないと判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ１２に進み、蓄熱モードが要求されているか否かを判断する。蓄熱モードが要求されていないと判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ１０に戻り、蓄熱モードが要求されていると判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４で蓄熱ＥＣＵ８２は、蓄熱作動を検出する。すなわち、内燃機関ＥＧからの排気ガスの導入又はＥＨによる加熱空気の導入を検出（確認）する。なお、内燃機関ＥＧからの排気ガスの導入又はＥＨによる加熱空気の導入動作は、蓄熱ＥＣＵ８２の指令によって行われても良く、他のコントローラからのしれによって行われても良い。次いで蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ１６に進み、図３（Ｃ）に示される如く、開閉弁４２、５０をそれぞれ開放させると共に、凝縮器冷却系５８の冷媒ポンプ５６、ファン５５を作動させる。これにより、サブラジエータ５４、蒸発・凝縮器３０の順で冷媒が冷媒循環ライン５２を循環する。

これにより、反応器１６では、内燃機関ＥＧ又は電気ヒータＥＨから供給された熱によって反応流路１４の化学蓄熱材が脱水反応を生じ、該化学蓄熱材への蓄熱が成される。そして、化学蓄熱材の脱水反応に伴って生じた水蒸気が水蒸気循環ライン３２を介して蒸発・凝縮器３０の蒸発凝縮室３４に導入されると、該水蒸気が冷媒流路３６を流れる冷媒との熱交換によって凝縮され、重力にて水タンク４６に回収される。水蒸気との熱交換で加熱された冷媒は、サブラジエータ５４で外気と熱交換することで冷却される。これにより、反応器１６での蓄熱動作が維持される。

この蓄熱モードでは、略３７℃で水蒸気を凝縮させる略１［ｋＷ］の凝縮熱を受ける場合、冷媒の流量を１０［ＮＬ／ｍｉｎ］とすると、サブラジエータ５４で略１［ｋＷ］の放熱が果たされことが確かめられている。この例では、例えば、冷媒流路３６の入口で冷媒温度が２２℃、冷媒流路３６の出口で冷媒温度が２３．５℃となる。また、冷媒ポンプ５６の動力は略８０［Ｗ］とされ、ファン５５の動力は無視し得る。

蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ１８に進み、反応器１６への蓄熱が完了したか否かを判断する。例えば、化学蓄熱材温センサ８８の信号に基づき、化学蓄熱材の所定値以上の温度上昇（顕熱）を検出したか否かにより、蓄熱完了が判断される。蓄熱が完了していないと判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２はステップＳ１６に戻り、蓄熱が完了したと判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２はステップＳ２０に進む。ステップＳ２０で蓄熱ＥＣＵ８２は、開閉弁４２、５０をそれぞれ閉止させると共に、凝縮器冷却系５８の冷媒ポンプ５６、ファン５５を停止させ、蓄熱モードを終了する。

一方、ステップＳ１０で放熱モードが要求されてると判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ２２に進む。すなわち放熱モードを選択する。ステップＳ２２で蓄熱ＥＣＵ８２は、加熱対象２８の要求熱量（Ｗ）を検知する。この要求熱量は、予め設定（記憶）された加熱対象２８の熱容量、加熱対象２８の昇温後の温度、昇温時間、及び加熱対象２８の現在温度等により計算又はマップ等により求められる。

次いで蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ２４に進み、要求熱量だけ反応器１６（化学蓄熱材）に放熱させるための水和反応量（Ｗ）を算出する。次いで蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ２６に進み、ステップＳ２４の水和反応を行うために必要な量の水蒸気を蒸発・凝縮器３０が発生するのに要する蒸発潜熱（Ｗ）を算出する。この蒸発潜熱は、外気温等に基づいて算出される。

そして、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ２８に進み、ステップＳ２６で求めた蒸発潜熱を蒸発・凝縮器３０に付与するために必要なエアコン冷媒の流量（ｍ^３／ｓ又はｋｇ／ｓ）を算出する。次いで、蓄熱ＥＣＵ８２は、放熱モードを実行すべく、図３（Ｂ）に示される如く、ステップＳ３０で、開閉弁４２、５０をそれぞれ開放させ、ウォータポンプ４８、ブロア２６、７６をそれぞれ作動させ、切替ダンパ７５を排気ダクト７８Ｂ側に切り替える。また、蓄熱ＥＣＵ８２は、ファン８０が作動されない状態に維持する。

次いで、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ３２に進み、ステップＳ２８で求めたエアコン冷媒の必要流量だけエアコン冷媒がエアコン冷媒循環路７４を循環するように、コンプレッサ６４を制御する。これにより、車両用化学蓄熱システム１０では、図３（Ｂ）に示される如くエアコン冷媒がエアコン冷媒循環路７４を循環する。このエアコン冷媒は、エバポレータ７２において低温熱源である空気から熱を汲み上げ、コンプレッサ６４での圧縮により昇温される。この放熱モードでは、ファン８０が停止されているので、蒸発・凝縮器３０がコンデンサとして機能する。

すなわち、車両用化学蓄熱システム１０では、上記の如く昇温されたエアコン冷媒は、蒸発・凝縮器３０の熱媒流路３８において、水タンク４６から蒸発凝縮室３４に供給された水との熱交換（凝縮熱の付与）に供される。これにより、蒸発凝縮室３４から反応器１６の反応流路１４に水蒸気が供給され、反応流路１４内の化学蓄熱材が水和反応を生じ、該水和反応に伴い放熱する。この熱は、ブロア２６によって熱輸送ライン２４を流れる空気によって加熱対象２８に輸送され、該加熱対象２８の加熱（暖機）に寄与する。

この放熱モードについて、図５に示す運転例に基づき補足する。図５には、放熱モードにおける車両用空調装置６２のサイクルがｐ−ｈ線図に示されている。この図に示される如く、コンプレッサ６４前後の圧力を略０．１５５［ＭＰａ］、略１．３［ＭＰａ］、エバポレータ７２の入口温度２６３［Ｋ］（−１０℃）、エバポレータ７２の出口温度２６８［Ｋ］（−５℃）、とすると、蒸発・凝縮器３０の熱媒流路３８の入口温度が略３２８［Ｋ］（５５℃）、出口温度が略３２３［Ｋ］（５０℃）となる。この場合、エバポレータ７２でＱ１≒１０１０［Ｗ］の熱を汲み上げ、コンプレッサ６４がＱ２≒７２０［Ｗ］の仕事をするので、蒸発・凝縮器３０でのエアコン冷媒からＱ３＝Ｑ１＋Ｑ２≒１７３０［Ｗ］の熱が付与されることが解る。この実施形態では、加熱対象２８の要求熱量が４１００［Ｗ］である場合、エアコン冷媒の流量を略３０［ｋｇ／ｈ］とすることで、サイクルが成立することが確かめられている。

さらに、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ３４に進み、例えば、対象温センサ８６からの信号に基づいて、加熱対象２８の昇温が完了したか否かを判断する。加熱対象２８の昇温が完了していないと判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ３２に戻り、加熱対象２８の昇温が完了したと判断した場合、蓄熱ＥＣＵ８２は、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６で蓄熱ＥＣＵ８２は、開閉弁４２、５０をそれぞれ閉止させると共に、ウォータポンプ４８、ブロア２６、７６をそれぞれ停止させ、切替ダンパ７５を室内側ダクト７８Ａ側に切り替える。これにより、放熱モードが終了される。

ここで、車両用化学蓄熱システム１０では、外気の熱を汲み上げて昇温したエアコン冷媒にて蒸発・凝縮器３０を蒸発器として用いる場合の蒸発潜熱を供給する構成であるため、蒸発凝縮室３４内の水を効果的に蒸発させることができる（後に比較例との比較で補足する）。これにより、車両用化学蓄熱システム１０では、低温環境下においても、蒸発・凝縮器３０の蒸発凝縮室３４から反応器１６の反応流路１４に供給する水蒸気圧力（流量）を確保することができ、所要の放熱量（Ｗ）を得ることができる。すなわち例えば、適用された自動車の低温始動時に、加熱対象２８を所要の温度まで昇温することができる。

このように、車両用化学蓄熱システム１０では、低温環境下においても蒸発・凝縮器３０から反応器１６へ十分に水蒸気を供給することができる。しかも、車両用化学蓄熱システム１０では、車両用空調装置をヒートポンプとして利用して蒸発部での蒸発潜熱を確保する構成であるため、新たなヒートポンプを設けることなく、コンプレッサ６４の駆動動力のみで反応器１６へ水蒸気供給を確保することができる。

しかも、車両用化学蓄熱システム１０では、反応器１６の反応流路１４、蒸発・凝縮器３０の蒸発凝縮室３４が真空脱気されているので、この低圧によっても水の蒸発が促進され、蒸発凝縮室３４内の水を一層効果的に蒸発させることができる。すなわち、車両用化学蓄熱システム１０では、低温環境下において、蒸発・凝縮器３０から反応器１６への水蒸気供給を一層良好に確保することができる。

また、上記の通りヒートポンプにより蒸発・凝縮器３０における水の蒸発潜熱を得る車両用化学蓄熱システム１０では、例えば蒸発・凝縮器３０における水の蒸発潜熱を電気ヒータにより加熱によって得る比較例と比較して、入力する熱量（動力）に対する利用可能熱量の比である増熱比（＝（利用可能熱量）／（水の蒸発潜熱））が大きい。

図６（Ａ）には、０℃の水を蒸発させて反応流路１４での水和反応で１５０℃の熱を得る場合の例が示されている。この場合、図６（Ｂ）に示される如く、反応流路１４の化学蓄熱材が放熱する熱は、一部が水蒸気を略５℃から１５０℃に昇温するための顕熱として、別の一部が化学蓄熱材自体及び容器１２を１５０℃まで昇温するための顕熱とされ、残余の部分が利用可能熱量となる。一方、図６（Ｃ）に示される如く、蒸発・凝縮器３０に入力される熱は全て水の蒸発潜熱として利用されるものとする。

図７に示される如く、車両用化学蓄熱システム１０と比較例とで利用可能熱量が一定であるとすると、比較例では、水の蒸発潜熱（電気ヒータによる加熱量）が大きいので、増熱比は略１．５となる。これに対して車両用化学蓄熱システム１０では、低位熱源から熱を汲み上げるヒートポンプを用いているため、主にコンプレッサ６４の動力の入力だけで水の蒸発潜熱を確保することができ、増熱比は略３．７と、比較例の２倍以上になることが確かめられた。

さらに、車両用化学蓄熱システム１０では、上記の如く圧縮・膨張式のヒートポンプを用いるため、コンプレッサ６４の動力に応じて蒸発・凝縮器３０での水蒸気発生量（圧）を調整することが可能になる。これにより、例えば外気温に依らず略一定の放熱量を得たり、加熱対象に応じて放熱温度を異ならせたりすることが可能になる。なお、放熱温度は、反応流路１４に供給される水蒸気圧力に依存し、水蒸気圧力が高いほど放熱温度が高くなる。

またここで、車両用化学蓄熱システム１０を構成する蓄熱ＥＣＵ８２では、加熱対象２８の要求放熱量を求め、これに基づいて蒸発・凝縮器３０での水蒸気発生量（水和反応量）を制御するので、反応器１６の化学蓄熱材から要求放熱量分だけ放熱させることができる。これにより、例えば加熱対象２８や初期温度（環境温度）等に応じて異なる（変化される）必要放熱量だけ加熱対象２８に供給することができ、該化学蓄熱材への蓄熱の有効利用が図られる。また、車両用化学蓄熱システム１０の蓄熱ＥＣＵ８２は、上記した水蒸気発生量に応じて車両用空調装置６２（蒸発器加熱系６０）でのエアコン冷媒の循環量を制御するため、最小限の動力で加熱対象２８を加熱することができる。

さらに、車両用化学蓄熱システム１０を構成する蓄熱ＥＣＵ８２では、蓄熱動作を検知して凝縮器冷却系５８を作動させるため、蒸発凝縮室３４での水蒸気の凝縮熱を放出して、蒸発・凝縮器３０（蒸発凝縮室３４）の温度を制御することができる。これにより、蒸発凝縮室３４の圧力上昇（凝縮不足）に伴う反応器１６での脱水反応の低下や、蒸発凝縮室３４での過剰冷却による反応水（凝縮水）の凍結を防止することができる。

特に、蓄熱モードが間欠的に実行される場合に、凝縮器冷却系５８を停止し続けると反応器１６での脱水反応の低下を生じやすく、凝縮器冷却系５８を作動させ続けると反応水の凍結が生じやすいが、車両用化学蓄熱システム１０では、上記の如く蓄熱ＥＣＵ８２が蓄熱動作を検知して凝縮器冷却系５８を作動させるので、良好に蓄熱が行われる。また、このような蓄熱のための内燃機関ＥＧからの排気ガスの導入又はＥＨによる加熱空気の導入が、他のコントローラによって間欠的に行われる構成においても、車両用化学蓄熱システム１０では、上記の如く蓄熱ＥＣＵ８２が蓄熱動作を検知して凝縮器冷却系５８を作動させるので、良好に蓄熱が行われる。

（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９０について、図８及び図９に基づいて説明する。図８には、車両用化学蓄熱システム９０の概略全体構成が模式的な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９０は、一端がブロア２６に接続されると共に他端が大気開放端２４Ａとされた熱輸送ライン２４に代えて、一端９２Ａが排気ダクト７８Ｂに接続されると共に、反応器１６の冷媒流路２０、加熱対象２８を経由して、他端９２Ｂがブロア７６の吸い込み側に接続された熱輸送ライン９２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。

この熱輸送ライン９２は、本発明における加熱空気流通構造に相当し、冷媒流路２０が第１熱交換部、加熱対象２８（との接触部分）が第２熱交換部に相当する。この実施形態では、ブロア７６の吸い込み部と熱輸送ライン９２の他端９２Ｂとの間に切替ダンパ９４が配設されており、ブロア７６に外気（又は内気）が導入される状態と、熱輸送ライン９２を循環して空気が導入された状態とを切り替え得る構成とされている。

この車両用化学蓄熱システム９０では、車両用空調装置６２による通常の空調モード、蓄熱モードは、基本的に車両用化学蓄熱システム１０と同様に運転（蓄熱ＥＣＵ８２により制御）されるようになっている。なお、空調モードでは、切替ダンパ９４によって外気が選択されると共に、切替ダンパ７５によって室内側ダクト７８Ａが選択されるようになっている。

一方、放熱モードでは、図９に示される如く、ブロア７６の運転により反応器１６で放熱した熱が熱輸送ライン９２を通じて反応流路１４に輸送され、かつこの空気が熱輸送ライン９２、エアダクト７８を通じて循環するようになっている。車両用化学蓄熱システム９０の他の構成は、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の対応する構成と同じである。

したがって、第２の実施形態に係る車両用化学蓄熱システム９０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９０では、反応器１６で放熱され加熱対象２８の加熱に供された空気がエバポレータ７２の空気流路７２Ｂに供給されるので、エバポレータ７２の空気流路７２Ｂを流れる空気温度は、加熱対象２８の昇温（時間経過）と共に徐々に上昇していく。この空気によってエバポレータ７２の伝熱面に着霜が生じることが防止又は抑制される。

すなわち、例えば自動車の冷間始動時等では、低位熱源である空気温度が低いので、放熱サイクルの実行によってエバポレータ７２の伝熱面への着霜が生じ易く、この着霜は熱抵抗の増大、流路の詰まりによる空気流れの悪化を生じさせ、エバポレータ７２の性能低下の原因となる。これに対して、車両用化学蓄熱システム１０では、上記の如く加熱対象２８を通過後の空気をエバポレータ７２に導くことによって、エバポレータ７２伝熱面の着霜すなわちエバポレータ７２の性能低下を防止又は抑制することができる。

特に、車両用化学蓄熱システム９０では、熱輸送ライン９２とエアダクト７８とによって反応器１６、加熱対象２８、エバポレータ７２の順で加熱用空気が循環されるので、エバポレータ７２の伝熱面に着霜が生じることが一層効果的に防止又は抑制される。

（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１００について、図１０及び図１１に基づいて説明する。図１０には、車両用化学蓄熱システム１００の概略全体構成が模式的な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１００は、車両用空調装置６２のエアコン冷媒循環路７４とは独立した冷媒循環ライン５２を有する凝縮器冷却系５８を備えず、車両用空調装置６２を利用して水蒸気の凝縮熱を放出する点で、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。

具体的には、車両用化学蓄熱システム１００は、エアコン冷媒循環路７４におけるコンプレッサ６４の冷媒出口側と気液分離器６８（コンデンサ６６）の冷媒出口側とを連通するバイパスライン１０２を備えている。エアコン冷媒循環路７４とバイパスライン１０２との各接続部位には、それぞれ３ポート弁１０４、１０６が設けられている。また、バイパスライン１０２には、冷媒ポンプ１０８が設けられている。

３ポート弁１０４、１０６は、蓄熱ＥＣＵ８２による制御に応じて、図１１（Ａ）に示される如く、バイパスライン１０２へのエアコン冷媒の流通を禁止するノーマル状態と、図１１（Ｂ）に示される如く、膨張弁７０、エバポレータ７２、コンプレッサ６４へのエアコン冷媒の流通を禁止するバイパス状態とを切り替え得る構成とされている。冷媒ポンプ１０８は、バイパス状態で作動されることで、後述する蒸発・凝縮器１１０、コンデンサ６６、気液分離器６８の順でエアコン冷媒を循環させるようになっている。この実施形態では、バイパスライン１０２、３ポート弁１０４、１０６、及び冷媒ポンプ１０８が、本発明における冷媒バイパス構造を構成しており、このうち３ポート弁１０４、１０６が本発明における流路切替装置に相当する。

また、車両用化学蓄熱システム１００を構成する蒸発・凝縮器１１０は、冷媒流路３６、熱媒流路３８に代えて、エアコン冷媒流路１１２を有して構成されている点で、車両用化学蓄熱システム１０を構成する蒸発・凝縮器３０とは異なる。エアコン冷媒流路１１２は、その内部を流通するエアコン冷媒と蒸発凝縮室３４内の水又は水蒸気との熱交換可能に該蒸発凝縮室３４に隣接して配置されている。すなわち、この実施形態における蒸発・凝縮器１１０は、容器４０内に蒸発凝縮室３４とエアコン冷媒流路１１２とが設けられて構成されている。車両用化学蓄熱システム１００の他の構成は、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おける主に第１の実施形態に作用と異なる部分について説明する。

上記構成の車両用化学蓄熱システム１００が適用された自動車では、例えば夏場の空調使用の際には、車両用空調装置６２は、エアコン冷媒がコンプレッサ６４、コンデンサ６６、気液分離器６８、膨張弁７０、エバポレータ７２の順で循環するノーマル状態で運転される。この際、車両用化学蓄熱システム１０と同様に、開閉弁４２、開閉弁５０が閉止されることで蒸発・凝縮器１１０での放熱が行われないエアコンサイクルが実行される。

一方、放熱モードの実行の際には、車両用空調装置６２は、図１１（Ａ）に示される如くノーマル状態で運転される。この際、車両用化学蓄熱システム１０と同様に、ファン８０が停止されることで、コンデンサ６６での放熱が行われない。これにより、車両用化学蓄熱システム１００では、蒸発・凝縮器１１０でのエアコン冷媒の放熱により蒸発凝縮室３４に供給された水が蒸発され、反応器１６での水和反応に供される。すなわち、車両用空調装置６２をノーマル状態に維持することで、車両用化学蓄熱システム１０と同様に加熱対象２８の要求放熱量に応じた放熱モードが行われる。

そして、蓄熱モードの実行の際には、車両用空調装置６２は、図１１（Ｂ）に示される如くバイパス状態に切り替えられ、冷媒ポンプ１０８が作動される。これにより、エアコン冷媒は、蒸発・凝縮器１１０、コンデンサ６６、気液分離器６８の順で循環され、蒸発・凝縮器１１０でエアコン冷媒に伝達された凝縮熱がコンデンサ６６で放熱され、蓄熱モード（化学蓄熱材の脱水反応）が維持される。

この蓄熱モードでは、ステップＳ１４にて蓄熱を検知する前後何れか（ステップＳ１２、Ｓ１４間、ステップＳ１４、Ｓ１６間）において、車両用空調装置６２を蓄熱モードに対応したバイパス状態に切り替え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１００では、車両用化学蓄熱システム１０と同様に、ステップＳ１４にて蓄熱を検知して、ステップＳ１６〜Ｓ２０（実質的な蓄熱動作）が行われる。

以上説明したように、第３の実施形態に係る１００によっても、基本的に第１の実施形態に係る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１００では、車両用空調装置６２にバイパスライン１０２、３ポート弁１０４、１０６及び冷媒ポンプ１０８を設けることで、凝縮器冷却系５８を設けることなく、また主に冷媒ポンプ１０８の消費動力のみで蓄熱モードでの凝縮器の冷却系を構成することができる。すなわち、車両用化学蓄熱システム１００では、システム構成を簡素化することができる。

さらに、車両用化学蓄熱システム１００では、蒸発凝縮室３４内の水への蒸発潜熱の付与、蒸発凝縮室３４内の水蒸気の凝縮熱の回収に共にエアコン冷媒を用いる構成であるため、蒸発・凝縮器１１０は、蒸発凝縮室３４とエアコン冷媒流路１１２とを主要部として構成することができる。このため、蒸発・凝縮器１１０は、３つの流路３４、３６、３８を有する蒸発・凝縮器３０と比較して、構造が簡単である。

なお、第３の実施形態に、第１２の実施形態における熱輸送ライン９２、切替ダンパ９４を適用しても良い。

また、上記した各実施形態では、加熱対象２８の要求放熱量に基づいて蒸発・凝縮器３０、１１０での水蒸気発生量（車両用空調装置６２でのエアコン冷媒の循環量）が制御される例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、単に加熱対象２８が所定温度まで昇温されるまで反応器１６からの放熱を続ける構成としても良い。

さらに、上記した実施形態では、蒸発器としての機能と凝縮器としての機能とを併せ持つ蒸発・凝縮器３０、１１０を備えて車両用化学蓄熱システム１０、９０、１００が構成された例を示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、車両用化学蓄熱システム１０、９０、１００が独立して構成された蒸発器、凝縮器を備えた構成としても良い。

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蓄熱ＥＣＵを示すブロック図である。 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又は車両用空調装置の動作モードを説明するための図であって、（Ａ）はエアコンモードのシステム構成図、（Ｂ）は放熱モードのシステム構成図、（Ｃ）は、蓄熱モード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を構成する蓄熱ＥＣＵによる制御フローを示すフローチャートである。 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における車両用空調装置から供給される蒸発潜熱を示すＰ−ｈ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の放熱モードにおける入出熱の関係を説明するための図であって、（Ａ）は放熱モードを示す模式図、（Ｂ）は放熱量に占める利用可能熱量を示す円グラフ、（Ｃ）は入熱量に占める蒸発潜熱量を示す円グラフである。 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入出熱量の比である増熱比を、非華麗との比較で示す棒グラフである。 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２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動作モードを説明するための図であって、（Ａ）は放熱モードのシステム構成図、（Ｂ）は蓄熱モード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
１４ 反応流路（化学蓄熱材用空間）
１６ 反応器
２０ 冷媒流路（第１熱交換部）
２８ 加熱対象（第２熱交換部）
３０ 蒸発・凝縮器（蒸発部）
３４ 蒸発凝縮室（化学蓄熱材用空間に連通された部分、蒸発凝縮空間）
３６ 冷媒流路
６２ 車両用空調装置
６４ コンプレッサ
６６ コンデンサ
７０ 膨張弁
７２ エバポレータ
７２Ｂ 空気流路
７４ エアコン冷媒循環路（冷媒循環路）
８２ 蓄熱ＥＣＵ（制御装置）
９０・１００ 車両用化学蓄熱システム
９２ 熱輸送ライン（加熱空気流通構造）
１０２ バイパスライン（冷媒バイパス構造）
１０４・１０６ ポート弁（冷媒バイパス構造）
１０８ 冷媒ポンプ（ポンプ、冷媒バイパス構造）
１１０ 蒸発・凝縮器（蒸発部、凝縮部）
１１２ エアコン冷媒流路（冷媒流路）

Claims (10)

1. 車両からの熱供給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凝縮部と、
   エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁に冷媒を循環させる車両用空調装置の冷媒循環路における前記コンプレッサと前記コンデンサとの間を流れる冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって水を蒸発させることで、前記水和反応のための水蒸気を前記反応器に供給する蒸発部と、
   内部を流れる空気と前記反応器の化学蓄熱材との熱交換可能な第１熱交換部と、内部を流れる空気と加熱対象との熱交換可能な第２熱交換部とを有し、かつ前記第２熱交換部を通過した空気を前記エバポレータの空気流路に導くように構成された加熱空気流通構造と、
   を備えた車両用化学蓄熱システム。
2. 前記加熱空気流通構造は、前記エバポレータの空気流路を通過した空気を前記第１熱交換部に導くように構成されている請求項請求項１記載の車両用化学蓄熱システム。
3. 車両からの熱供給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凝縮部と、
   エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁に冷媒を循環させる車両用空調装置の冷媒循環路における前記コンプレッサと前記コンデンサとの間を流れる冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって水を蒸発させることで、前記水和反応のための水蒸気を前記反応器に供給する蒸発部と、
   前記化学蓄熱材に放熱させる際に、要求される放熱量を検知し、検知した放熱量だけ放熱させるための水蒸気が前記蒸発部から前記反応器に供給されるように前記冷媒の流量を求め、前記コンプレッサ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。
4. 車両からの熱供給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、
   エバポレータ、コンプレッサ、コンデンサ、膨張弁に冷媒を循環させる車両用空調装置の冷媒循環路における前記コンプレッサと前記コンデンサとの間を流れる冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって水を蒸発させることで、前記水和反応のための水蒸気を前記反応器に供給する蒸発部と、
   前記車両用空調装置に設けられ、前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして冷媒を循環させ得る冷媒バイパス構造と、
   前記冷媒バイパス構造によって前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして循環される冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって、前記反応器から前記脱水反応に伴って放出されて流入した水蒸気を凝縮させる凝縮部と、
   を備えた車両用化学蓄熱システム。
5. 前記車両用空調装置に設けられ、前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして冷媒を循環させ得る冷媒バイパス構造をさらに備え、
   前記凝縮部は、前記冷媒バイパス構造によって前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして循環される冷媒との熱交換可能に設けられ、該冷媒との熱交換によって、前記反応器から流入した水蒸気を凝縮させるように構成されている請求項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。
6. 前記冷媒バイパス構造は、前記コンデンサの上流側と下流側とを連通するバイパス流路と、該バイパス流路に設けられたポンプと、前記冷媒が前記バイパス流路を流れないノーマル状態と前記冷媒が前記バイパス流路を選択的に流れるバイパス状態とを切り替え得る流路切替装置とを含んで構成されている請求項４又は請求項５記載の車両用化学蓄熱システム。
7. 前記蒸発部と前記凝縮部とは、前記水又は水蒸気が存在する蒸発凝縮空間と前記冷媒が流れる冷媒流路とが前記水又は水蒸気と冷媒との熱交換可能に設けられた蒸発・凝縮器として一体に構成されている請求項４〜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. 前記反応器の化学蓄熱材への蓄熱状態を検知し、蓄熱状態のときに前記冷媒が前記エバポレータ、コンプレッサ、及び膨張弁をバイパスして循環するように、前記冷媒バイパス構造を制御する制御装置をさらに備えた請求項４〜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. 前記化学蓄熱材に放熱させる際に、要求される放熱量を検知し、検知した放熱量だけ放熱させるための水蒸気が前記蒸発部から前記反応器に供給されるように前記冷媒の流量を求め、前記コンプレッサを制御する制御装置をさらに備えた請求項１、２、及び請求項４〜請求項８のうち請求項３を引用しない請求項の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。
10. 前記反応器における化学蓄熱材が内蔵された化学蓄熱材用空間と、前記蒸発部における前記化学蓄熱材用空間に連通された部分とは、大気圧に対し減圧状態で密閉されている請求項１〜請求項９の何れか１項記載の車両用化学蓄熱システム。

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