JP6911328B2 - 蓄熱装置及び車両用エアコン装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両用エアコン装置及び該車両用エアコン装置に用いられる蓄熱装置に関する。

特許文献１には、蓄熱を利用した空気調和装置が開示されている。この空気調和装置では、冷媒経路上に蓄熱器を配置すると共に蓄熱器の冷媒経路上流及び下流に電磁弁をそれぞれ配置している。これらの電磁弁は、蓄熱器の放熱及び吸熱時以外は、閉状態となり、蓄熱器への経路を閉じている。

特開平０２−１２２１６８号公報

特許文献１に開示された技術では、蓄熱器の冷媒経路上流及び下流の電磁弁が閉状態であっても、複数の電磁弁から蓄熱器へ受熱及び伝熱が可能であり、蓄熱器から熱が逃げていきやすい。
また、蓄熱器の蓄熱時や放熱及び吸熱時には、複数の電磁弁をそれぞれ制御する必要があるため、制御が複雑化する傾向がある。

本発明は上記事実を考慮し、制御が簡単で熱が逃げにくい蓄熱装置を提供することを課題とする。

本発明の第１態様の蓄熱装置は、エンジンの冷却水が流入可能な入口部と、流入した前記冷却水が流出可能な出口部とを備え、外部から断熱された蓄熱容器と、前記エンジンの冷却水回路上に設けられ、前記冷却水回路の上流側と前記入口部をつなぐと共に前記冷却水回路の下流側と前記出口部をつないで前記蓄熱容器を前記冷却水回路に接続する第１状態と、前記冷却水回路の上流側と下流側をつなぐと共に前記入口部と前記出口部をつないで前記蓄熱容器を前記冷却水回路から切断する第２状態とに切り替え可能な切替弁と、を備える。

第１態様の蓄熱装置では、切替弁を第１状態に切り替えると、冷却水回路の上流側から冷却水が入口部を通して蓄熱容器内に流入し、流入した冷却水が出口部を通して冷却水回路の下流側へ流出する。すなわち、切替弁が第１状態のときには、冷却水が蓄熱容器内を流れる。
一方、切替弁を第２状態に切り替えると、蓄熱容器が冷却水回路から切断される、すなわち、冷却水回路から隔離されるため、冷却水は、蓄熱容器内を経由することなく、冷却水回路の上流側から下流側へ流れる。これにより、蓄熱容器に収容された冷却水と、冷却水回路中の冷却水との間で対流が生じるのが抑制される。
ここで上記蓄熱装置では、例えば、蓄熱容器の冷却水回路の上流及び下流に切替弁を配置する構成と比べて、切替弁を介した熱の伝達（伝熱）が抑えられるため、断熱性能が確保される。
また、上記蓄熱装置では、切替弁を介して蓄熱容器が冷却水回路に接続されるため、一つの切替弁を切り替える簡単な制御で冷却水回路に対する蓄熱容器の接続と切断を切り替えられる。

本発明は、制御が簡単で熱が逃げにくい蓄熱装置を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る蓄熱装置を備えた車両用エアコン装置の暖房要求時の状態を示す構成図である。 図２は、本発明の一実施形態に係る蓄熱装置を備えた車両用エアコン装置の冷房要求時の状態を示す構成図である。 図３は、図１に示される車両用エアコン装置に用いられる室内空調ユニットを模式的に示す概略図を示す。 図４は、図１に示される蓄熱装置の切替弁を第１状態に切り替えた状態を示す。 図５は、図１に示される蓄熱装置の切替弁を第２状態に切り替えた状態を示す。

以下、本発明の一実施形態に係る蓄熱装置について説明する。

まず、本実施形態の蓄熱装置１００を用いた車両用エアコン装置１０について説明し、その後、蓄熱装置１００の詳細について説明する。

（車両用エアコン装置１０について）
図１及び図２に示されるように、車両用エアコン装置１０は、吸着式ヒートポンプ２０を備えたエアコン装置として構成されている。また、車両用エアコン装置１０は、高温熱源であるエンジン４２とヒータコア４４との間において冷却水（冷媒の一例）を循環させるための第１循環回路４０と、吸着式ヒートポンプ２０と室内熱交換器５２との間において冷却水を循環させるための第２循環回路５０と、吸着式ヒートポンプ２０とラジエータ６２との間において冷却水を循環させるための第３循環回路６０と、を含んで構成されている。これら第１循環回路４０、第２循環回路５０及び第３循環回路６０は、エンジン４２の冷却水回路４３の一部を構成している。また、室内熱交換器５２としては、例えばクーラコアが用いられる。

吸着式ヒートポンプ２０は、一対の吸着器を備えており、一方の吸着器において吸着工程が行われ、他方の吸着器において脱離工程が行われるようになっている。すなわち、一方の吸着器において、吸着剤３２によって冷媒（水）を吸着し、吸着剤３２による冷媒の吸着に伴って冷媒が蒸発することで生じる蒸発潜熱を利用して、冷温に冷却された冷却水を得るようになっている。また、他方の吸着器において、冷媒（水）を吸着した吸着剤３２を加熱することで、吸着剤３２から冷媒（水）を脱離するようになっている。以下、具体的に説明する。

吸着式ヒートポンプ２０は、第１吸着部２２Ａ及び第２吸着部２４Ａと、第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂと、を含んで構成されている。そして、第１吸着部２２Ａ及び第１蒸発凝縮部２２Ｂが対を成して第１吸着器２２を構成しており、第１吸着器２２の内部は密閉されている。また、第２吸着部２４Ａ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂが対を成して第２吸着器２４を構成しており、第２吸着器２４の内部は密閉されている。

第１吸着部２２Ａ及び第２吸着部２４Ａの内部には、それぞれ吸着剤３２が収容されており、吸着剤３２は、シリカゲルやゼオライト等（本実施の形態では、ゼオライト）で構成されている。また、第１吸着部２２Ａの内部には、第１吸着コア２２Ｃ（熱交換器）が配置されており、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ、２６Ｂに接続されている。この４方弁２６Ａ、２６Ｂには、制御部３０（図１参照）が電気的に接続されており、４方弁２６Ａ、２６Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。また、第１吸着コア２２Ｃは、４方弁２６Ａ、２６Ｂによって、後述する第１循環回路４０又は第３循環回路６０に接続される。

さらに、第１吸着部２２Ａと同様に、第２吸着部２４Ａの内部には、第２吸着コア２４Ｃ（熱交換器）が配置されており、第２吸着コア２４Ｃは、４方弁２６Ａ、２６Ｂに接続されて、４方弁２６Ａ、２６Ｂによって、後述する第１循環回路４０又は第３循環回路６０に接続される構成となっている。そして、第１吸着コア２２Ｃ及び第２吸着コア２４Ｃ内には、第１循環回路４０内又は第３循環回路６０内を流れる冷却水が循環されるようになっている。

一方、第１蒸発凝縮部２２Ｂ及び第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、冷媒（本実施の形態では、冷却水）が封入されている。また、第１蒸発凝縮部２２Ｂの内部には、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ（熱交換器）が配置されており、第１蒸発凝縮コア２２Ｄは、４方弁２８Ａ、２８Ｂに接続されている。この４方弁２８Ａ、２８Ｂには、前述した制御部３０が電気的に接続されており、４方弁２８Ａ、２８Ｂの切替制御を制御部３０によって行う構成になっている。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが、４方弁２８Ａ、２８Ｂによって、後述する第２循環回路５０又は第３循環回路６０に接続される。

さらに、第１蒸発凝縮部２２Ｂと同様に、第２蒸発凝縮部２４Ｂの内部には、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ（熱交換器）が配置されており、第２蒸発凝縮コア２４Ｄは、４方弁２８Ａ、２８Ｂに接続されて、４方弁２８Ａ、２８Ｂによって、後述する第２循環回路５０又は第３循環回路６０に接続される構成となっている。そして、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び第２蒸発凝縮コア２４Ｄ内には、第２循環回路５０内又は第３循環回路６０内を流れる冷却水が循環されるようになっている。

第１循環回路４０は、エンジン４２と、熱交換器であるヒータコア４４と、を接続し、両者間において冷却水を循環させるための回路として構成されている。なお、ヒータコア４４は、後述する室内空調ユニット７０の一部を構成している。第１循環回路４０は、第１循環回路４０の上流側の部分を構成する上流側配管４０Ａと、第１循環回路４０の下流側の部分を構成する下流側配管４０Ｂと、を有している。そして、エンジン４２及びヒータコア４４が上流側配管４０Ａ及び下流側配管４０Ｂによって接続されている。これにより、高温（一例として９０℃）の冷却水が、ヒータコア４４に供給されるようになっている。

また、第１循環回路４０は、分岐配管４０Ｃ、４０Ｄを有している。この分岐配管４０Ｃは、上流側配管４０Ａの中間部において分岐されて４方弁２６Ｂに接続されており、分岐配管４０Ｄは、４方弁２６Ａから延出されて、下流側配管４０Ｂの中間部に接続されている。そして、分岐配管４０Ｄには、冷却水を循環させるための第１ポンプ４６が設けられている。これにより、第１吸着コア２２Ｃ又は第２吸着コア２４Ｃに高温の冷却水が供給されて、第１吸着部２２Ａ又は第２吸着部２４Ａにおいて、脱離工程が行われる構成になっている。

第２循環回路５０は、吸着式ヒートポンプ２０と、熱交換器である室内熱交換器５２と、を接続し、両者間において冷却水を循環させるための回路として構成されている。なお、室内熱交換器５２は、室内空調ユニット７０の一部を構成している。第２循環回路５０は、第２循環回路５０の上流側の部分を構成する上流側配管５０Ａと、第２循環回路５０の下流側の部分を構成する下流側配管５０Ｂと、を有している。そして、吸着式ヒートポンプ２０及び室内熱交換器５２が、上流側配管５０Ａ及び下流側配管５０Ｂによって接続されている。具体的には、上流側配管５０Ａが４方弁２８Ｂに接続されており、下流側配管５０Ｂが４方弁２８Ａに接続されている。さらに、上流側配管５０Ａには、冷却水を循環させるための第２ポンプ５４が設けられている。

第３循環回路６０は、吸着式ヒートポンプ２０と、熱交換器であるラジエータ６２と、の間を接続し、両者間において冷却水を循環させるための回路として構成されている。なお、ラジエータ６２は、車両のエンジンルームの前端部に配置されており、エンジン冷却用のラジエータとは別の熱交換器として構成されている。第３循環回路６０は、第３循環回路６０の上流側の部分を構成する上流側配管６０Ａと、第３循環回路６０の下流側の部分を構成する下流側配管６０Ｂと、を有している。そして、上流側配管６０Ａが、前述した４方弁２６Ａと４方弁２８Ａとの間を連結しており、下流側配管６０Ｂが、前述した４方弁２８Ｂと４方弁２６Ａとの間を連結している。また、上流側配管６０Ａの中間部に、ラジエータ６２が設けられており、上流側配管６０Ａを循環する冷却水がラジエータ６２によって低温（一例として３５℃）に冷却される構成となっている。さらに、下流側配管６０Ｂには、冷却水を循環させるための第３ポンプ６４が設けられている。

また、第３循環回路６０は、迂回配管６０Ｃを備えている。この迂回配管６０Ｃは、ラジエータ６２を迂回する流路として構成されており、第３循環回路６０を循環する冷却水の経路が、ラジエータ６２を通過する経路と、迂回配管６０Ｃを通過する経路と、になるように構成されている。

図３に示されるように、室内空調ユニット７０は、通風ダクト７２を有している。通風ダクト７２の上流側には、図示しない外気導入用の空気取入口、内気導入用の空気取入口、が設けられている。また、通風ダクト７２内には、その上流側において、ブロワファンを備えたブロワ７４が設けられており、空気取入口又は空気取入口から通風ダクト７２内に導入された空気をブロワ７４によって通風ダクト７２の下流側へ送風するように構成されている。

また、通風ダクト７２内には、ブロワ７４に対して下流側において、導入空気を除湿冷却するための室内熱交換器５２、導入空気を加熱するためのヒータコア４４、導入空気のヒータコア４４への送風量を調節するためのエアミックスダンパ７６がそれぞれ設けられている。そして、エアミックスダンパ７６を図３において２点鎖線で示される状態に作動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２を通過した空気を流す第１通路とすることができる。一方、エアミックスダンパ７６を図３において実線で示される状態に作動させることで、通風ダクト７２を、室内熱交換器５２及びヒータコア４４を通過した空気を流す第２通路とすることができる。そして、第１通路又は第２通路を通過した空気が通風ダクト７２の下流側へ流れて、車室内に送風されるように構成されている。

（蓄熱装置１００について）
次に、本実施形態の蓄熱装置１００について説明する。
図１及び図２に示されるように、蓄熱装置１００は、外部から断熱された蓄熱容器１０２（図４及び図５参照）と、エンジン４２の冷却水回路４３を構成する第１循環回路４０上に設けられた切替弁１０４と、を備えている。

蓄熱容器１０２は、エンジン４２の冷却水が流入可能な入口部１０２Ａと、流入した冷却水が流出可能な出口部１０２Ｂとを備えている。また、蓄熱容器１０２には、冷却水よりも蓄熱量の大きい蓄熱部材１０３が複数入れられている。この蓄熱部材１０３としては、例えば、冷却水よりも単位体積当たりの蓄熱量の大きい蓄熱材を封入した蓄熱カプセルが挙げられる。蓄熱容器１０２内に冷却水が流入すると、冷却水と蓄熱部材１０３との間で熱交換が行われる。ここで、蓄熱部材１０３の温度が冷却水の温度よりも低い場合には蓄熱部材１０３に冷却水の熱が吸熱され、蓄熱部材１０３の温度が冷却水の温度よりも高い場合には蓄熱部材１０３の熱が冷却水へ放熱される。

切替弁１０４は、第１循環回路４０、具体的には、上流側配管４０Ａの分岐配管４０Ｃが分岐する部分よりも上流側に設けられている。この切替弁１０４は、蓄熱容器１０２を第１循環回路４０に接続する第１状態（図４参照）と、蓄熱容器１０２を第１循環回路４０から切断する第２状態（図５参照）とに切り替え可能とされている。具体的には、切替弁１０４が第１状態のときは、上流側配管４０Ａの上流側部分４０Ａａと蓄熱容器１０２の入口部１０２Ａをつなぐと共に上流側配管４０Ａの下流側部分４０Ａｂと蓄熱容器１０２の出口部１０２Ｂをつなぐ。これにより、蓄熱容器１０２内が第１循環回路４０の一部となり、エンジン４２からの冷却水が蓄熱容器１０２内を流れるようになる。一方、切替弁１０４が第２状態のときは、上流側配管４０Ａの上流側部分４０Ａａと下流側部分４０Ａｂをつなぐと共に蓄熱容器１０２の入口部１０２Ａと出口部１０２Ｂをつなぐ。これにより、蓄熱容器１０２内が第１循環回路４０から隔離され、エンジン４２からの冷却水が蓄熱容器１０２内を経由せずに、上流側配管４０Ａの上流側部分４０Ａａから下流側部分４０Ａｂへ流れるようになる。

また、本実施形態では、切替弁１０４としてスプール式の４方電磁弁を用いている。なお、本発明はこの構成に限定されない。上記第１状態と第２状態を切り替えられる切替弁であれば、スライド式の４方電磁弁を用いてもよいし、ロータリー式の４方弁を用いてもよい。また、４方弁でなくても構わない。

切替弁１０４は、制御部３０（図１参照）によって切替制御されている。制御部３０は、エンジン４２の通常運転時には、切替弁１０４を第１状態に維持する。このため、エンジン４２から流れてくる高温の冷却水が蓄熱容器１０２内に流入し、高温の冷却水の熱が蓄熱部材１０３に吸熱される。また、制御部３０は、エンジン４２が停止すると、切替弁１０４を第１状態から第２状態に切り替える。これにより、蓄熱容器１０２内の冷却水が第１循環回路４０（冷却水回路４３）から隔離されるため、蓄熱容器１０２から外部へ熱が逃げるのが抑制される。すなわち、切替弁１０４を第２状態に切り替えることで、蓄熱装置１００は、蓄熱状態（熱保持状態）となる。また、制御部３０は、エンジン４２の始動時に切替弁１０４を第２状態から第１状態に切り替える。これにより、始動時にエンジン４２から流れてくる通常運転時よりも低温の冷却水が蓄熱容器１０２内に流入し、蓄熱部材１０３の熱が低温の冷却水に放熱される。

次に、車両用エアコン装置１０の作動を説明しつつ、本実施形態の作用及び効果について説明する。

冷房要求時には、制御部３０が４方弁２６Ａ、２６Ｂ及び４方弁２８Ａ、２８Ｂの切替を制御することで、吸着工程側の第１吸着コア２２Ｃ又は第２吸着コア２４Ｃを４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第３循環回路６０に接続させ、吸着工程側の第１蒸発凝縮コア２２Ｄ又は第２蒸発凝縮コア２４Ｄを４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第２循環回路５０に接続させる。一方、脱離工程側の第１吸着コア２２Ｃ又は第２吸着コア２４Ｃを４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の第１蒸発凝縮コア２２Ｄ又は第２蒸発凝縮コア２４Ｄを４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第３循環回路６０に接続させる。また、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６が作動されて（図３の２点鎖線で示されるエアミックスダンパ７６を参照）、通風ダクト７２内の通路が、室内熱交換器５２を通過した空気を流す第１通路とされる。

具体的には、図２に示されるように、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第３循環回路６０に接続されており、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第３循環回路６０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ、ラジエータ６２、及び第２蒸発凝縮コア２４Ｄを循環する経路が形成される（図２の矢印Ａを参照）。また、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第２循環回路５０に接続される。これにより、第１蒸発凝縮コア２２Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｂを参照）。さらに、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン４２）を循環する経路が形成される（図２の矢印Ｃを参照）。

そして、第１吸着器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１吸着器２２では、乾燥された吸着剤３２が第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷媒を吸着し、第１吸着器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却水が冷却される。これにより、第２循環回路５０内を流れる冷却水が冷温（一例として、７℃）に冷却されて、室内熱交換器５２に供給される。その結果、冷却された空気が通風ダクト７２から車室内に送風される。

一方、第２吸着器２４において脱離工程が行われる。すなわち、第２吸着コア２４Ｃは４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続されているため、第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着部２４Ａ内の吸着剤３２が加熱される。これにより、第２吸着部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄには、第３循環回路６０が接続されているため、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて、水として復元される。

そして、吸着式ヒートポンプ２０では、第１吸着器２２における吸着工程後及び第２吸着器２４における脱離工程後に、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ、２６Ｂ及び４方弁２８Ａ、２８Ｂを切替えて、第１吸着器２２において吸着工程から脱離工程に切替えると共に、第２吸着器２４において脱離工程から吸着工程に切替える。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第３循環回路６０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第３循環回路６０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第２循環回路５０に接続される。以上により、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ、２６Ｂ及び４方弁２８Ａ、２８Ｂを切替えることで、第１吸着部２２Ａ及び第２吸着部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、第２循環回路５０における冷温の冷却水が室内熱交換器５２に供給される。

暖房要求時には、制御部３０が４方弁２６Ａ、２６Ｂ及び４方弁２８Ａ、２８Ｂの切替を制御することで、吸着工程側の第１吸着コア２２Ｃ又は第２吸着コア２４Ｃを４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第３循環回路６０に接続させ、吸着工程側の第１蒸発凝縮コア２２Ｄ又は第２蒸発凝縮コア２４Ｄを４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第３循環回路６０に接続させる。一方、脱離工程側の第１吸着コア２２Ｃ又は第２吸着コア２４Ｃを４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続させ、脱離工程側の第１蒸発凝縮コア２２Ｄ又は第２蒸発凝縮コア２４Ｄを４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第２循環回路５０に接続させる。そして、室内空調ユニット７０では、エアミックスダンパ７６が作動されて（図３の実線で示されるエアミックスダンパ７６を参照）、通風ダクト７２内の通路が、室内熱交換器５２及びヒータコア４４を通過した空気を流す第２通路とされる。

具体的には、図１に示されるように、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第３循環回路６０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第３循環回路６０に接続される。これにより、第１吸着コア２２Ｃ、ラジエータ６２、及び第１蒸発凝縮コア２２Ｄを循環する経路が形成される（図１の矢印Ａを参照）。また、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第２循環回路５０に接続される。これにより、第２蒸発凝縮コア２４Ｄ及び室内熱交換器５２を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｂを参照）。さらに、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続される。これにより、第２吸着コア２４Ｃ及び第１循環回路４０（エンジン４２）を循環する経路が形成される（図１の矢印Ｃを参照）。

そして、第１吸着器２２において吸着工程が行われる。すなわち、第１吸着器２２では、乾燥された吸着剤３２が冷媒を吸着し、第１吸着器２２内が減圧することで、第１蒸発凝縮部２２Ｂの冷媒が蒸発する。このとき、冷媒の蒸発潜熱によって第１蒸発凝縮コア２２Ｄ内の冷却水が冷却される。これにより、第３循環回路６０を流れる冷却水が冷温に冷却されて、冷温の冷却水が第１吸着コア２２Ｃに供給される。

一方、第２吸着器２４において脱離工程が行われる。具体的には、第２吸着コア２４Ｃには、第１循環回路４０が接続されているため、第２吸着コア２４Ｃを介して第２吸着部２４Ａ内の吸着剤３２が加熱される。これにより、第２吸着部２４Ａ内の吸着剤３２が乾燥して、吸着剤３２から冷媒が脱離される。そして、第２蒸発凝縮コア２４Ｄには、第２循環回路５０が接続されているため、吸着剤３２から脱離された冷媒が凝縮されて、水として復元される。このとき、冷媒が凝縮することで生じる凝縮熱によって第２循環回路５０内を流れる冷却水が温められる。これにより、温められた冷却水が室内熱交換器５２に供給される。

そして、吸着式ヒートポンプ２０では、第１吸着器２２における吸着工程後及び第２吸着器２４における脱離工程後に、４方弁２６Ａ、２６Ｂ及び４方弁２８Ａ、２８Ｂを切替えて、第１吸着器２２において吸着工程から脱離工程に切替えると共に、第２吸着器２４において脱離工程から吸着工程に切替える。具体的には、図示は省略するが、第１吸着コア２２Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第１循環回路４０に接続され、第１蒸発凝縮コア２２Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第２循環回路５０に接続される。一方、第２吸着コア２４Ｃが４方弁２６Ａ、２６Ｂによって第３循環回路６０に接続され、第２蒸発凝縮コア２４Ｄが４方弁２８Ａ、２８Ｂによって第３循環回路６０に接続される。以上により、制御部３０の制御によって４方弁２６Ａ、２６Ｂ及び４方弁２８Ａ、２８Ｂを切替えることで、第１吸着部２２Ａ及び第２吸着部２４Ａにおいて、それぞれ吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われて、温められた冷却水が室内熱交換器５２に供給される。

蓄熱装置１００では、エンジン４２の通常運転時に切替弁１０４が第１状態に維持されるため、エンジン４２から流れてくる高温の冷却水が蓄熱容器１０２内を流れ、蓄熱部材１０３が高温の冷却水の熱を吸熱する。一方、エンジン４２の停止時には、切替弁１０４が第２状態となり、蓄熱容器１０２が冷却水回路４３から隔離される。これにより、蓄熱容器１０２に収容された冷却水と、冷却水回路４３中の冷却水との間で対流が生じるのが抑制される。ここで、蓄熱装置１００では、例えば、蓄熱容器の冷却水回路の上流及び下流に切替弁を配置する構成と比べて、切替弁１０４を介した熱の伝達が抑えられるため、断熱性能を確保できる。また、蓄熱装置１００では、切替弁１０４を介して蓄熱容器１０２が冷却水回路４３に接続されるため、一つの切替弁１０４を切り替える簡単な制御で冷却水回路４３に対する蓄熱容器１０２の接続と切断を切り替えることができる。

また、蓄熱装置１００では、エンジン４２の始動時に切替弁１０４が第２状態から第１状態に切り替えられる。これにより、始動時にエンジン４２から流れてくる通常運転時よりも低温の冷却水が蓄熱容器１０２内に流入し、蓄熱容器１０２内の高温の冷却水が流出する。また、流入した冷却水は蓄熱部材１０３と熱交換されて蓄熱容器１０２から流出する。流出した冷却水がヒータコア４４などに流れることで、暖房要求時には暖房が早期に始動可能となり、冷房要求時においても冷房が早期に始動可能となる。また、流出した冷却水は、第１循環回路４０を流れるため、エンジン４２を早期に暖機することが可能となる。

上記実施形態では、第１循環回路４０の上流に切替弁１０４を設けているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、エンジン４２の暖機を早期に行うために、第１循環回路４０の下流（下流側配管４０Ｂの下流）に切替弁１０４を設けてもよい。

また、上記実施形態では、蓄熱容器１０２内に蓄熱部材１０３を複数入れる構成としたが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、蓄熱容器１０２内に蓄熱部材１０３を入れずに、エンジン４２から流れてくる高温の冷却水を単に収容する構成としてもよい。この場合においても、エンジン４２の始動時には、蓄熱容器１０２内に収容された高温の冷却水を冷却水回路に流すことができる。

さらに、上記実施形態では、吸着式ヒートポンプを備えたエアコン装置に蓄熱装置を用いたが、本発明はこの構成に限定されない。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記に限定されるものでなく、その主旨を逸脱しない範囲内において上記以外にも種々変形して実施することが可能であることは勿論である。

１０ 車両用エアコン装置
２０ 吸着式ヒートポンプ
２２ 第１吸着器（吸着器）
２２Ａ 第１吸着部（吸着部）
２２Ｂ 第１蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
２２Ｃ 第１吸着コア（第１熱交換器）
２２Ｄ 第１蒸発凝縮コア（第２熱交換器）
２４ 第２吸着器（吸着器）
２４Ａ 第２吸着部（吸着部）
２４Ｂ 第２蒸発凝縮部（蒸発凝縮部）
２４Ｃ 第２吸着コア（第１熱交換器）
２４Ｄ 第２蒸発凝縮コア（第２熱交換器）
２６Ａ ４方弁（第１切替弁）
２６Ｂ ４方弁（第１切替弁）
３０ 制御部
４０ 第１循環回路
４２ エンジン
４３ 冷却水回路
４４ ヒータコア
５０ 第２循環回路
５２ 室内熱交換器
１００ 蓄熱装置
１０２ 蓄熱容器
１０２Ａ 入口部
１０２Ｂ 出口部
１０４ 切替弁

Claims (3)

1. エンジンの冷却水が流入可能な入口部と、流入した前記冷却水が流出可能な出口部とを備え、外部から断熱された蓄熱容器と、
   前記エンジンの冷却水回路上に設けられ、前記冷却水回路の上流側と前記入口部をつなぐと共に前記冷却水回路の下流側と前記出口部をつないで前記蓄熱容器を前記冷却水回路に接続する第１状態と、前記冷却水回路の上流側と下流側をつなぐと共に前記入口部と前記出口部をつないで前記蓄熱容器を前記冷却水回路から切断する第２状態とに切り替え可能な切替弁と、
   を備え、
   前記切替弁は、可動する一つの弁部を備え、前記弁部の可動により前記第１状態と前記第２状態とを切り替える４方弁である、蓄熱装置。
2. 前記４方弁は、スプール式、スライダ式又はロータリー式の弁である、請求項１に記載の蓄熱装置。
3. 吸着剤が収容された吸着部と、冷媒が封入された蒸発凝縮部と、を有する複数の吸着器を含んで構成され、前記吸着器内において吸着工程及び脱離工程が繰り返し行われる吸着式ヒートポンプと、
   前記吸着部の内部に配置された第１熱交換器と、
   前記蒸発凝縮部の内部に配置された第２熱交換器と、
   エンジンとヒータコアとの間で冷媒を循環させるための第１循環回路と、
   第１切替弁によって前記吸着式ヒートポンプに接続され、前記吸着式ヒートポンプと室内熱交換器との間で冷媒を循環させるための第２循環回路と、
   前記第１切替弁の切替えを制御すると共に、暖房要求時に、脱離工程側の前記第２熱交換器と前記第２循環回路とを前記第１切替弁によって接続させ又は吸着工程側の前記第１熱交換器と前記第２循環回路とを前記第１切替弁によって接続させる制御部と、
   前記エンジンの冷却水回路を構成する前記第１循環回路上に設けられた切替弁としての第２切替弁と、前記第２切替弁の切り替えによって前記第１循環回路に接続される蓄熱容器と、を備えた請求項１又は請求項２に記載の蓄熱装置と、
   を有する車両用エアコン装置。
   

Images