JPH10922A - ペルチェ素子を用いたシート空調装置 - Google Patents

ペルチェ素子を用いたシート空調装置

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JPH10922A
JPH10922A JP8154548A JP15454896A JPH10922A JP H10922 A JPH10922 A JP H10922A JP 8154548 A JP8154548 A JP 8154548A JP 15454896 A JP15454896 A JP 15454896A JP H10922 A JPH10922 A JP H10922A
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JP
Japan
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water
heat
heat exchanger
cooled
floor
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JP8154548A
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English (en)
Inventor
Takashi Osawa
隆司 大沢
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Bosch Corp
Original Assignee
Zexel Corp
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00478Air-conditioning devices using the Peltier effect
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B60H1/00285HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit for vehicle seats

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chair Legs, Seat Parts, And Backrests (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構造で、ペルチェ素子の放熱部の熱交
換効率を向上させる。 【解決手段】 ペルチェ素子の放熱部の熱交換器を水冷
式熱交換器11とし、水冷式熱交換器11から車体底部
の鉄板の床2に接触させた水冷式放熱板12に循環ポン
プ14及び配管13により冷却水を循環させ、ペルチェ
素子の放熱部に発生した不用の熱を車体の床部より車外
に破棄する。また、車体の床部に凹凸がある場合には、
水冷式放熱板12の代わりに、フレキシブルな水袋を用
いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ペルチェ素子を用
いたシート空調装置に関するもので、特にペルチェ素子
の放熱及び吸熱方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のペルチェ素子を用いたシート空調
装置で、シートを冷房する場合の例を図6に示す。1は
車室内に設置されたシートで、2は車体底部の鉄板の床
で、3は車室内の床上に敷かれた断熱マットである。シ
ート1の腰掛け部1aの下部で車体底部の鉄板の床2上
に、電熱変換装置8が設置される。この電熱変換装置8
は、ペルチェ素子4を配置してなるペルチェ素子ユニッ
ト5と、その一方の面に配置された吸熱用の空冷式熱交
換器6と、前記ペルチェ素子ユニット5の他方の面に配
置された放熱用の水冷式熱交換器7からなる。熱電変換
装置8の吸熱用の空冷式熱交換器6には、送風ファン6
aが設置されており、この送風ファン6aにより冷風を
シート1の背もたれ部1bのエアスペース1cに送出す
るためのダクト9が接続されている。また、エアスペー
ス1cのダクト9側には、冷風をエアスペース1c内に
拡散させるための送風ファン10が設置されている。そ
して、ペルチェ素子ユニット5の吸熱側で発生した冷気
は、吸熱用の空冷式熱交換器6からダクト9を経てエア
スペース1cに送られ、背もたれ部の前面に複数設けら
れた通気孔1dより排出されるので、シート1の背もた
れ部1bが冷やされる。一方、放熱用の空冷式熱交換器
7からは、ペルチェ素子の放熱部から発生した不用な熱
が、送風ファン7aにより、温風として車室内に破棄さ
れる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造のシート空調装置では、温風が車室内に破棄
されるので、温風の当たる部分は不快になるばかりでな
く、車室内全体として考えた場合には暖房になるので、
シート空調装置を設置したことによる冷房効果も減少し
てしまう。ところで、ペルチェ素子を用いた車両用空調
装置において、ペルチェ素子から発生した不用な熱(温
風を)を車室内に捨てないようにした構造が、特開平8
−011517号公報に開示されている。これは、ぺル
チェ素子の放熱部(放熱フィン)を車室外へ露出させる
もので、放熱フィンを車体の下に突出させた例や、エン
ジンルームに設置させた例が記載されている。しかしな
がら、上記の構造を実現するためには、車体そのものの
改造が必要となるばかりでなく、シート空調装置の構造
そのものも複雑になってしまう。
【0004】本発明は、上記課題を解決するためになさ
れたものであり、構造が簡単で熱電変換効率のよい、ペ
ルチェ素子を用いたシート空調装置を提供することを目
的とするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、ペル
チェ素子の吸熱,放熱する第1面と、第1面が吸熱する
とき放熱し、第1面が放熱するとき吸熱する第2面を有
し、かつ上記第1面側と第2面側に熱交換器を備え、第
1面側の熱交換器が空気をシートのエアスペースに送風
する送風ファンを備えた空冷式熱交換器であるシート空
調装置において、第2面側の熱交換器が水冷式熱交換器
であることを特徴とするものである。
【0006】請求項1の発明は、ペルチェ素子の放熱部
に設置された熱交換器を、空気より熱容量の大きい水を
使用した水冷式熱交換器としたことを特徴とするもの
で、熱交換の効率が向上するだけでなく、空冷式のよう
な不快な温風の発生もない。
【0007】請求項2の発明は、前記水冷式熱交換器の
一部を車両の床部に接触させたことを特徴とするもの
で、ペルチェ素子から発生した不用の熱は車外に破棄さ
れるので、熱交換の効率は更に良くなる。
【0008】請求項3の発明は、放熱板と、前記水冷式
熱交換器からこの放熱板に水を循環させるための配管と
循環ポンプとを備えて構成するとともに、前記放熱板を
車両の床部に接触させたことを特徴とするものである。
請求項3の発明においては、水冷式熱交換器内の水を循
環させ、ペルチェ素子から発生した不用の熱を前記放熱
板に伝達させるとともに、その熱を車体の床部より車外
に破棄するので、水冷式熱交換器の熱交換効率は大幅に
向上する。
【0009】請求項4の発明は、上記放熱板をフレキシ
ブルな水袋とし、この水袋内に上記配管により水を循環
させたことを特徴とするものである。請求項4の発明に
おいては、上記放熱板を設置する車体の床部に凸凹があ
る場合にも、放熱板をフレキシブルな水袋とすること
で、車体の床部との接触がよくなり、したがって車体の
床部への放熱の効率が良くなる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づき説明する。なお、以下の説明中、従来例と共通
する部分については同一符号を用いて説明する。
【0011】実施の形態1.図1は本発明の実施の形態
1を説明するための図である。シート1の腰掛け部1a
の下部で車体底部の鉄板の床2上に、熱電変換装置8が
設置される。この熱電変換装置8は、ペルチェ素子4を
配置してなるペルチェ素子ユニット5と、その上面(シ
ートの腰掛け部1a側の面)に配置された吸熱用の空冷
式熱交換器6と、前記ペルチェ素子ユニット5の下面
(車体の床部2側の面)に配置された放熱用の水冷式熱
交換器11からなる。熱電変換装置8の吸熱用の空冷式
熱交換器6には、図2に示すような波板状の冷風フィン
6bが設置されており、送風ファン6aにより、冷風を
シート1の背もたれ部1bのエアスペース1cに送出す
るためのダクト9が接続されている。また、エアスペー
ス1cのダクト9側には、冷風をエアスペース1c内に
拡散させるための送風ファン10が設置されている。
【0012】一方、放熱用の水冷式熱交換器11には、
車体底部の鉄板の床2に接触している銅あるいは鉄等よ
りなる平板状の水冷式放熱板12と、水冷式放熱板12
に水を循環させるためのフレキシブルホースあるいはア
ルミパイプ等による配管13がなされている。また、配
管の一部には循環ポンプ14が設置されている。図3
は、上述した放熱部の構成を示す部分斜視図である。水
冷式熱交換器11は、ステンレス等よりなる金属製のパ
イプ11aを蛇行状に配置し、それを2枚の金属板11
bと金属板11cとにより挟持させた構造になってい
る。金属製のパイプ11aは、図では円形パイプである
が、金属板11bと金属板11cとの接触を密にするた
めには、角形パイプで構成してもよい。この金属製のパ
イプ11aの両端は、管継手あるいはホースバンド等の
ジョイントJにより配管13に接続されており、金属板
11aの片面はペルチェ素子の放熱部と接触し、金属板
11cの片面は水冷式放熱板12と接触している。ま
た、平板状の水冷式放熱板12は、内部に中空部12a
を有するとともに、その側面12b,12b’には循環
水の入口及び出口としての連結パイプ12c,12c’
が装着されており、配管13により、水冷式熱交換器1
1の金属製のパイプ11aと循環ポンプ14とに接続さ
れている。図4は、水冷式放熱板12の断面図で、配管
13より送られてきた循環水は、ジョイントJにより配
管13に接続された連結パイプ12cより、中空部12
aに導入され、連結パイプ12c’より配管13へ送り
出される。また、水冷式放熱板12は、その底部12d
において、車体底部の鉄板の床2に接触している。
【0013】以上の構成において、動作は次のとおりで
ある。ペルチェ素子4に通電し、その上面を吸熱面と
し、下面を放熱面とすると、上面の冷熱で、送風ファン
6aでダクト9方向に送り込まれる空気は冷やされ、シ
ート1の背もたれ部1bのエアスペース1cを経由して
通気口1dから乗員側に放出されて、乗員に冷房感を与
えることができる。一方、循環ポンプ14の動作で、水
冷式熱交換器11の金属製のパイプ11a内の水は、配
管13から循環ポンプ14、配管13、水冷式放熱板1
2の中空部12aを経由して、配管13より前記金属製
のパイプ11aに循環する。この場合、ペルチェ素子の
下面の放熱部に発生した不用の熱は、水冷式熱交換器1
1の金属板11bから金属製のパイプ11aに伝えら
れ、ここから循環水を通して上記平板状の水冷式放熱板
12に伝達され、更に車体底部の鉄板の床2より車外に
破棄される。このように、放熱部が水冷式熱交換器であ
るばかりでなく、ペルチェ素子よりの不用の熱は車外に
破棄されるので、放熱部の熱交換効率が良くなり、した
がって、ペルチェ素子の熱電変換効率も良くなる。ま
た、水冷であるため、不快な温風の発生もない。更に、
放熱部は、水冷式熱交換器11と平板状の水冷式放熱板
12と循環ポンプ14及び循環水の配管13とにより構
成された簡単な構造になっており、しかも、シート1の
腰掛け部1aの下部に設置することができるので、車体
を改造する必要もない。
【0014】本実施の形態によれば、構造が簡単で熱電
変換効率のよい、ペルチェ素子を用いたシート空調装置
を得ることができる。
【0015】実施の形態2.図5は実施の形態2を示す
斜視図である。本実施の形態は、前記実施の形態1にお
ける平板上の水冷式放熱板12の代わりに、フレキシブ
ルな水袋15を車体底部の鉄板の床2に接触させたもの
である。 フレキシブルな水袋15は、車体底部の鉄板
の床2に設置された樹脂等よりなるコの字形の断熱カバ
ー16の下部の前記車体底部の鉄板の床2上に設置され
ている。また、前記フレキシブルな水袋15には、循環
水の入口及び出口となる連結パイプ15a,15a’が
装着され、連結パイプ15a,15a’はそれぞれジョ
イントJにより配管13に接続されている。図6は、水
袋15の断面図で、配管13により送られてきた循環水
は、ジョイントJにより配管13と接続された連結パイ
プ15aより、水袋の内部15bに導入され、連結パイ
プ15a’より配管13へ送り出される。ペルチェ素子
から発生した不用の熱は、水冷式熱交換器11より、循
環水により、配管13を通ってフレキシブルな水袋15
に伝達され、さらに車体底部の鉄板の床2より車外に破
棄される。このとき、車体の床部に、例えば図5,図6
に示すような凸部2aがある場合にも、車体への放熱部
がフレキシブルな水袋であるので、車体の床部との接触
がよく、従って車体底部の鉄板の床2への熱の伝達もよ
くなる。
【0016】本実施の形態によれば、前記実施の形態1
と同様の効果が得られるとともに、車体の床部に凹凸が
ある場合にも、車体への熱の伝達が良く放熱の効率が高
い。
【0017】なお、前述した実施形態において使用した
水冷式熱交換器11や水冷式放熱板12の形状等は一例
であって、設計要求等により種々変更可能である。たと
えば、前記実施形態1においては、水冷式熱交換器11
として、水を循環させるための蛇行したパイプ11aを
用いたが、これに代えて、水冷式放熱板12と同様の中
空構造をした金属板を用いてもよい。また、前記実施形
態1においては水冷式放熱板12を、前記実施形態2に
おいては水袋を使用して車体への放熱を行なっている
が、図7に示すように、循環ポンプ14よりの配管とし
て、数本の並行なステンレス等のパイプからなる分岐水
路17を形成し、この分岐水路17を直接に車体底部の
鉄板の床2に接触させてもよい。
【0018】以上は、ペルチェ素子の吸熱効果を利用し
て、シートを冷房する場合について述べたが、ペルチェ
素子に加える直流電圧の極性を逆にすることによりシー
トの暖房も可能である。すなわち、前述した吸熱部(ペ
ルチェ素子ユニット5の空冷式熱交換器6が設置されて
いる面)が放熱部となり、放熱部(ペルチェ素子ユニッ
ト5の水冷式熱交換器11が設置されている面)が、吸
熱部となる。したがって、この場合には、シート1の背
もたれ部1bのエアスペース1cには、送風ファン10
により温風が送られ、シートの暖房がなされる。また、
吸熱部では、水冷式熱交換器の循環水が冷やされ、これ
が車体底部の鉄板の床に伝達され、車外に冷気として破
棄される。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
よれば、ペルチェ素子の放熱部に水冷式熱交換器を設置
することにより、簡単な構造で放熱部の熱交換効率を向
上させることができるとともに、車室内での不快な温風
の発生もなくすことができる。
【0020】また、請求項2の発明によれば、上記水冷
式熱交換器を車体底部の鉄板の床部に接触させることに
より、ペルチェ素子からの放熱を車外に放出させること
ができ、さらに熱交換効率が向上する。
【0021】さらに、請求項3の発明によれば、上記水
冷式熱交換器から車体底部の鉄板の床部に接触させた水
冷式放熱板に水を循環させることにより、ペルチェ素子
の放熱部で発生した不用の熱を効率良く上記鉄板の床に
伝達し、車外に放出させることができる。したがって、
簡単な構造により、放熱部の熱交換効率を大幅に向上さ
せることができる。
【0022】また、請求項4の発明によれば、上記水冷
式放熱板に代わり、フレキシブルな水袋を用いれば、請
求項3と同様の効果が得られるとともに、車体の床部に
凹凸がある場合に特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1を示す概略構成図であ
る。
【図2】本発明の実施の形態1を示す概略構成図(図
1)のA−A’断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1を示す概略部分図であ
る。
【図4】本発明の実施の形態1に関わる水冷式放熱板の
断面図である。
【図5】本発明の実施の形態2を示す概略部分図であ
る。
【図6】本発明の実施の形態2に関わる水袋の断面図で
ある。
【図7】本発明の実施の形態に関わる、ペルチェ素子の
放熱部の他の例を示す斜視図である。
【図8】従来の実施の形態を示す概略構成図である。
【符号の説明】
1 シート 2 車体底部の鉄板の床 3 断熱マット 4 ペルチェ素子 5 ペルチェ素子ユニット 6,7 空冷式熱交換器 8 熱電変換装置 9 ダクト 10 送風ファン 11 水冷式熱交換器 12 水冷式放熱板 13 配管 14 循環ポンプ 15 水袋 16 断熱カバー 17 分岐水路

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ペルチェ素子の吸熱,放熱をする第1面
    と、第1面が吸熱するとき放熱し、第1面が放熱すると
    き吸熱する第2面を有し、かつ上記第1面側と第2面側
    に熱交換器を備え、第1面側の熱交換器が空気をシート
    のエアスペースに送風する送風ファンを備えた空冷式熱
    交換器であるシート空調装置において、第2面側の熱交
    換器が水冷式熱交換器であることを特徴とするペルチェ
    素子を用いたシート空調装置。
  2. 【請求項2】 前記水冷式熱交換器の一部を車両の床部
    に接触させたことを特徴とする請求項1記載のペルチェ
    素子を用いたシート空調装置。
  3. 【請求項3】 放熱板と、前記水冷式熱交換器からこの
    放熱板に水を循環させるための配管と循環ポンプとを備
    えて構成するとともに、前記放熱板を車両の床部に接触
    させたことを特徴とする請求項1記載のペルチェ素子を
    用いたシート空調装置。
  4. 【請求項4】 上記放熱板をフレキシブルな水袋とし、
    この水袋内に上記配管により水を循環させたことを特徴
    とする請求項3記載のペルチェ素子を用いたシート空調
    装置。
JP8154548A 1996-06-14 1996-06-14 ペルチェ素子を用いたシート空調装置 Pending JPH10922A (ja)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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