換気熱回収システム及び車両用空気調和装置
【課題】換気熱回収器と車両用空気調和装置の冷媒循環系がそれぞれ独立している単純構造であり、換気熱回収時の熱回収効率を向上し得る換気熱回収システムを提供する。
【解決手段】車室内外を連通し、車室内の空気を車室内から車室外へ導出する内気導出路４と、車室内外を連通し、外気を車室外から車室内へ導入する外気導入路５と、内気導出路４に設けられ、内気導出路４から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器６と、外気導入路５に設けられ、外気導入路５から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器７と、換気熱回収器６と回収熱放熱器７との間で熱を伝える熱移動手段８と、熱移動手段８に設けられ、熱移動手段８で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器２０とを備え、車両用空気調和装置２の冷媒循環系（ヒートポンプサイクル）９から独立している
【解決手段】車室内外を連通し、車室内の空気を車室内から車室外へ導出する内気導出路４と、車室内外を連通し、外気を車室外から車室内へ導入する外気導入路５と、内気導出路４に設けられ、内気導出路４から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器６と、外気導入路５に設けられ、外気導入路５から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器７と、換気熱回収器６と回収熱放熱器７との間で熱を伝える熱移動手段８と、熱移動手段８に設けられ、熱移動手段８で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器２０とを備え、車両用空気調和装置２の冷媒循環系（ヒートポンプサイクル）９から独立している
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空気調和装置に関し、特に、換気熱を回収して車両空気調和に利用する換気熱回収システム及び車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車室内を暖房で暖める際は、エンジン冷却水を車室内へ循環させ、ヒーターコアにより空気を暖めることで暖房を行っている。
【０００３】
しかし、エンジンの効率化に伴って低発熱エンジン等が利用されるようになり、エンジンからの排熱利用が困難になってきている。更に、電気自動車等のエンジンを持たない自動車においては、エンジンからの排熱を利用せずに暖房することが必要とされている。
【０００４】
このため、従来、自動車用空調装置として利用されているエアコンサイクルを適用し、フロンガス等の冷媒で暖房を可能とした方法が提案されている。この方法は、冷房の際に用いる冷房循環系を循環する冷媒を、冷房の際と逆方向に循環させて暖房も可能とした方法であり、コンプレッサにより高温高圧に圧縮した冷媒を熱交換器（冷房時はエバポレータとして機能する）に導入して、外気導入した冷たい空気を暖める方法である所謂、ヒートポンプサイクルと呼ばれるシステムである。
【０００５】
この方法では、コンプレッサの動力により車室内に吹き出される空気の温度を適温にしているため、外気導入した冷たい空気が例えば−２０℃のように低外気温である場合には、コンプレッサの動力を大量に必要とする。
【０００６】
一方、電気自動車等の場合には、消費電力に応じて航続距離が変わるため、暖房による消費電力をできる限り少なく抑える必要があり、そのためには、暖房する際の換気負荷を低減させることが望まれている。
【０００７】
そこで、例えば、ヒートポンプサイクルを使用して暖房する方法を採用する自動車用空調装置であって、車室内外を連通し車室内の空気を車室外へ導出する換気用の内気導出路に配設した排熱回収器（排気熱回収器）を、ヒートポンプサイクルに対して並列に接続するという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
特許文献１に記載の構成によれば、外気導入を行い暖房する場合には、冷房はヒートポンプサイクルのみならず排熱回収器にも流動するため、換気によって車室外に導出される空気から熱を汲み上げることができ、エネルギーの無駄な消費を防止することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の構成によると、排熱回収器とヒートポンプサイクルとを連通させる管路がヒートポンプサイクルと一体化しているため、ヒートポンプサイクル内を流動する冷媒と管路内を流動する冷媒とが共有されている。このため、このような管路を既存のヒートポンプサイクルに新たに取り付けようとするのは困難である。更に、このような管路を設ける場合には、冷媒の流れを制御するためにコントローラ、電磁弁等を設けることも必要となり、回路が複雑になるだけでなく部品点数も増加し構造が複雑になる。しかも、構造が複雑になることで、温度制御のシステム全体に影響を及ぼすため、実用は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平６−６０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、換気熱回収器と車両用空気調和装置の冷媒循環系がそれぞれ独立している単純構造であり、換気熱回収時の熱回収効率を向上し得る換気熱回収システム及びそれを用いた車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の一態様によれば、車室内外を連通し、車室内の空気を車室内から車室外へ導出する内気導出路と、車室内外を連通し、外気を車室外から車室内へ導入する外気導入路と、内気導出路に設けられ、内気導出路から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器と、外気導入路に設けられ、外気導入路から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器と、換気熱回収器と回収熱放熱器との間で熱を伝える熱移動手段と、熱移動手段に設けられ、熱移動手段で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器とを備え、車両用空気調和装置の冷媒循環系から独立している換気熱回収システムであることを要旨とする。
【００１３】
本願発明の他の態様によれば、請求項１〜６のいずれか１項に記載の換気熱回収システムを有している車両用空気調和装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、換気熱回収器と車両用空気調和装置の冷媒循環系がそれぞれ独立している単純構造であり、換気熱回収時の熱回収効率を向上し得る換気熱回収システム及びそれを用いた車両用空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システム及びそれを用いた車両用空気調和装置が設けられている車を上方からの平面透視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システムの熱移動手段の詳細を示す拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システムの第１制御弁及び第２制御弁が行う制御を示す表である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システムの蓄熱器による熱エネルギー回収分のイメージを示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る換気熱回収システムの熱移動手段の詳細を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
（第1の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２が設けられている車１００を上方から見た状態を示す平面透視図である。図１において、車１００の前方向が左を向くように示されている。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１は、図１に示すように、車室内外を連通し、車室内の空気を車室内から車室外へ導出する内気導出路４と、車室内外を連通し、外気を車室外から車室内へ導入する外気導入路５と、内気導出路４に設けられ、内気導出路４から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器６と、外気導入路５に設けられ、外気導入路５から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器７と、換気熱回収器６と回収熱放熱器７との間で熱を伝える熱移動手段８と、熱移動手段８に設けられ、熱移動手段８で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器２０とを備え、車両用空気調和装置２の冷媒循環系（ヒートポンプサイクル）９から独立している。
【００１９】
内気導出路４及び外気導入路５は、一端が車室内側に開口し、他端が車室外側に開口した通路である。
【００２０】
内気導出路４には、内気導出路４から導出される車室内の空気を換気熱回収器６に吹き付けるための換気ファン１９が設けられている。換気ファン１９は、内気導出路４内の空気を換気熱回収器６へ送風することを助ける役割であるため、内気導出路４内であって、換気熱回収器６より内部に設けられる。
【００２１】
尚、車室内の換気は走行により発生するラム圧による導入導出も行われており、換気ファン１９が必要とならない場合もある。
【００２２】
外気導入路５は、本実施の形態においては内気循環路と独立しているものについて説明するが、例えば、内気循環路と外気導入路５とが合流する構成であって、内気循環路が閉じられて外気導入路５が開いている場合は、その合流した部分も含めて外気導入路５となる。
【００２３】
車１００の前部側には、冷房を行う際に使用する冷媒循環系９が備えられている。冷媒循環系９は、コンデンサ１０、リキッドタンク１１、コンプレッサ１２、エバポレータ１３、膨張弁１４によって構成され、冷媒を循環させることで外気導入路５に位置しているエバポレータ１３から冷風が車室内に流れる。
【００２４】
更に、車１００の前部側には、暖房を行う際に使用するエンジン及び温水生成装置等の熱源３とヒーターコア１５が備えられている。ヒーターコア１５は、外気導入路５においてエバポレータ１３よりも車室内側の開口付近に位置している。
【００２５】
図２は、図１の熱移動手段８の詳細を示す部分拡大図である。熱移動手段８は、図２に示すように、換気熱回収器６から回収熱放熱器７へ向かって熱移動用の媒体１７が流れる経路であり、蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第１バイパス経路２２ａを有する第１経路１６ａと、回収熱放熱器７から換気熱回収器６へ向かって熱移動用の媒体１７が流れる経路であり、蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第２バイパス経路２２ｂを有する第２経路１６ｂと、第１経路１６ａに設けられ、第１バイパス経路２２ａを経由するか否かを制御する第１制御弁２３ａと、第２経路１６ｂに設けられ、第２バイパス経路２２ｂを経由するか否かを制御する第２制御弁２３ｂとを備える。
【００２６】
熱移動手段８は、不凍液等の媒体１７を、換気熱回収器６、第１経路１６ａ、回収熱放熱器７、及び第２経路１６ｂで構成される系を循環させるウォーターポンプ１８が設けられている。
【００２７】
第１経路１６ａ及び第２経路１６ｂは、不凍液等の媒体１７が流れる管路である。第１経路１６ａ及び第２経路１６ｂは、熱が外部へ放熱されることを防ぐために周囲を断熱材等で覆われていることが好ましい。
【００２８】
蓄熱器２０の内部には、第１経路１６ａと第２経路１６ｂに連結された夫々の第１熱交換部２１ａと第２熱交換部２１ｂがあり、第１熱交換部２１ａ及び第２熱交換部２１ｂと蓄熱器２０の間に蓄熱材（図示せず）が充填されている。第１熱交換部２１ａ及び第２熱交換部２１ｂは、第１経路１６ａ及び第２経路１６ｂのそれぞれに流れる媒体１７と熱交換する。蓄熱材は、第１熱交換部２１ａ及び第２熱交換部２１ｂを介して、媒体１７からの熱を蓄熱したり、蓄熱した熱を媒体１７に放熱することで熱交換を行うことができる。蓄熱材は、流動性があるものが好ましく、相変化するものでもよい。蓄熱材としては、例えば、不凍液、パラフィン系、無機塩系等を用いることができる。蓄熱器２０は、蓄熱材を攪拌する機能を備えることが好ましい。
【００２９】
次に、第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２により暖房を行う際の作用を説明する。
【００３０】
車室内を暖房することで暖める場合、熱源３により暖められた水を車室内側へ循環させるが、内気循環を行うと、人から発生する湿度等により窓の曇りが発生する。このため、通常では外気導入を行うこととなる。このとき、外気導入路５から導入される外気をヒーターコア１５で暖めることで車室内へ暖かい空気を送る。
【００３１】
更に、換気によって車室内の空気は内気導出路４から導出され、換気ファン１９により換気熱回収器６に送風されることで、換気熱回収器６の内部の媒体１７との間で熱交換が行われ、車室内の暖まった熱が回収される。
【００３２】
そして、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６から第１経路１６ａを流れる。循環する媒体１７が第１制御弁２３ａに到達すると、第１制御弁２３ａは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第１バイパス経路２２ａのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００３３】
第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度（例えば、２５℃）より低くて、車室内の車室内温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００３４】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００３５】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第１熱交換部２１ａとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０の熱が媒体１７に放熱される。
【００３６】
更に、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は回収熱放熱器７に到達する。そして、熱は回収熱放熱器７において、外気導入路５に導入された外気の冷たい空気と媒体１７との間で熱交換が行われて、外気導入路５の外気を暖める。
【００３７】
その後、換気熱回収システム１によって暖められた空気は、ヒーターコア１５で更に暖められて、車室内へ送風され、車室内を暖かくする。
【００３８】
尚、回収熱放熱器７で放熱された後の媒体１７は、第２経路１６ｂを通って第２制御弁２３ｂに到達する。媒体１７が第２制御弁２３ｂに到達すると、第２制御弁２３ｂは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第２バイパス経路２２ｂのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００３９】
第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００４０】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第２熱交換部２１ｂとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０に媒体１７の熱が蓄熱される。蓄熱による熱エネルギー回収分のイメージは、図４のグラフに示す斜線部に該当する。
【００４１】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００４２】
その後、更にウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６に戻る。
【００４３】
第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、外気導入を行い車室内を暖房する場合、車室内の温度を一旦上げてしまえば、その車室内の空気の熱を捨てずに再利用するため、媒体１７を循環させて熱の移動を行う際に下がった温度の分のみ外気を暖めることを必要とする。これは、例えば、外気が−２０℃という低外気である場合、外気導入路５から導入される外気は、回収熱放熱器７での放熱により０℃付近まで暖めることが可能である。このため、外気が０℃と同等の消費電力しか必要とせず、エネルギーの無駄な消費を減らすことができる。
【００４４】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、換気熱回収システム１が車両用空気調和装置２から独立しているため、媒体１７は共有されておらず、既存の空気調和装置に換気熱回収システム１を後付けする際には、媒体１７の流れを制御するためのコントローラ、電磁弁等を必要とせず、且つ、温度制御のシステム全体に影響を及ぼすこともない。
【００４５】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、回収運転を継続的に実施した後には媒体温度と室内温度との温度差は安定してくる。そのとき蓄熱器２０の第２熱交換部２１ｂへ媒体１７を流すことで蓄熱材に放熱することになり、媒体１７の温度が下がって室内温度との温度差が拡大するので、熱交換効率を向上しつつ蓄熱材に蓄熱することができる。
【００４６】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、蓄熱器２０の蓄熱材温度が高くて、車室内の車室内温度が低い場合は、蓄熱器２０において、媒体１７と蓄熱材との間で熱交換が行われ、蓄熱器２０の熱が媒体１７に放熱されることで、車室内への吸気温度を上昇させ、暖房の能力向上に寄与する。
【００４７】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、換気熱回収システムに大きな改造を加えることなく、蓄熱器２０を追加するシンプルな構造とすることで、コスト増加を抑えることができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る換気熱回収システム１は、図５に示すように、第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１と比して、熱移動手段８に媒体１７の媒体温度を検知する温度センサ４０を更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
【００４９】
温度センサ４０は、媒体１７の媒体温度を検知する水温センサ等である。温度センサ４０で検知される媒体温度は、車室内温度の代替手段として用いるために、車室内温度を反映する個所に配置されることが好ましい。温度センサ４０が配置される個所としては、例えば、図５に示すように、車室内温度を反映する換気熱回収器６と蓄熱器２０の間の第１経路１６ａが挙げられる。但し、温度センサ４０の個数は１つに限られず、複数であっても構わない。
【００５０】
次に、第２の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２により暖房を行う際の作用を説明する。
【００５１】
車室内を暖房することで暖める場合、熱源３により暖められた水を車室内側へ循環させるが、内気循環を行うと、人から発生する湿度等により窓の曇りが発生する。このため、通常では外気導入を行うこととなる。このとき、外気導入路５から導入される外気をヒーターコア１５で暖めることで車室内へ暖かい空気を送る。
【００５２】
更に、換気によって車室内の空気は内気導出路４から導出され、換気ファン１９により換気熱回収器６に送風されることで、換気熱回収器６の内部の媒体１７との間で熱交換が行われ、車室内の暖まった熱が回収される。
【００５３】
そして、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６から第１経路１６ａを流れる。循環する媒体１７が第１制御弁２３ａに到達すると、第１制御弁２３ａは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第１バイパス経路２２ａのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００５４】
第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、媒体１７の媒体温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００５５】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、媒体１７の媒体温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００５６】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、媒体１７の媒体温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第１熱交換部２１ａとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０の熱が媒体１７に放熱される。
【００５７】
更に、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は回収熱放熱器７に到達する。そして、熱は回収熱放熱器７において、外気導入路５に導入された外気の冷たい空気と媒体１７との間で熱交換が行われて、外気導入路５の外気を暖める。
【００５８】
その後、換気熱回収システム１によって暖められた空気は、ヒーターコア１５で更に暖められて、車室内へ送風され、車室内を暖かくする。
【００５９】
尚、回収熱放熱器７で放熱された後の媒体１７は、第２経路１６ｂを通って第２制御弁２３ｂに到達する。媒体１７が第２制御弁２３ｂに到達すると、第２制御弁２３ｂは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第２バイパス経路２２ｂのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００６０】
第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、媒体１７の媒体温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００６１】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第２熱交換部２１ｂとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０に媒体１７の熱が蓄熱される。蓄熱による熱エネルギー回収分のイメージは、図４のグラフに示す斜線部に該当する。
【００６２】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００６３】
その後、更にウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６に戻る。
【００６４】
このように構成された第２の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２でも、第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００６６】
例えば、第１及び第２の実施の形態において、暖房する場合について記載したが、蓄熱器２０の代わりに蓄冷器とすれば冷房に用いることも可能である。
【００６７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１…換気熱回収システム
２…車両用空気調和装置
３…熱源
４…内気導出路
５…外気導入路
６…換気熱回収器
７…回収熱放熱器
８…熱移動手段
９…冷媒循環系
１０…コンデンサ
１１…リキッドタンク
１２…コンプレッサ
１３…エバポレータ
１４…膨張弁
１５…ヒーターコア
１６ａ…第１経路
１６ｂ…第２経路
１７…媒体
１８…ウォーターポンプ
１９…換気ファン
２０…蓄熱器
２１ａ…第１熱交換部
２１ｂ…第２熱交換部
２２ａ…第１バイパス経路
２２ｂ…第２バイパス経路
２３ａ…第１制御弁
２３ｂ…第２制御弁
４０…温度センサ
１００…車
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用空気調和装置に関し、特に、換気熱を回収して車両空気調和に利用する換気熱回収システム及び車両用空気調和装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車室内を暖房で暖める際は、エンジン冷却水を車室内へ循環させ、ヒーターコアにより空気を暖めることで暖房を行っている。
【０００３】
しかし、エンジンの効率化に伴って低発熱エンジン等が利用されるようになり、エンジンからの排熱利用が困難になってきている。更に、電気自動車等のエンジンを持たない自動車においては、エンジンからの排熱を利用せずに暖房することが必要とされている。
【０００４】
このため、従来、自動車用空調装置として利用されているエアコンサイクルを適用し、フロンガス等の冷媒で暖房を可能とした方法が提案されている。この方法は、冷房の際に用いる冷房循環系を循環する冷媒を、冷房の際と逆方向に循環させて暖房も可能とした方法であり、コンプレッサにより高温高圧に圧縮した冷媒を熱交換器（冷房時はエバポレータとして機能する）に導入して、外気導入した冷たい空気を暖める方法である所謂、ヒートポンプサイクルと呼ばれるシステムである。
【０００５】
この方法では、コンプレッサの動力により車室内に吹き出される空気の温度を適温にしているため、外気導入した冷たい空気が例えば−２０℃のように低外気温である場合には、コンプレッサの動力を大量に必要とする。
【０００６】
一方、電気自動車等の場合には、消費電力に応じて航続距離が変わるため、暖房による消費電力をできる限り少なく抑える必要があり、そのためには、暖房する際の換気負荷を低減させることが望まれている。
【０００７】
そこで、例えば、ヒートポンプサイクルを使用して暖房する方法を採用する自動車用空調装置であって、車室内外を連通し車室内の空気を車室外へ導出する換気用の内気導出路に配設した排熱回収器（排気熱回収器）を、ヒートポンプサイクルに対して並列に接続するという技術が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
特許文献１に記載の構成によれば、外気導入を行い暖房する場合には、冷房はヒートポンプサイクルのみならず排熱回収器にも流動するため、換気によって車室外に導出される空気から熱を汲み上げることができ、エネルギーの無駄な消費を防止することができる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の構成によると、排熱回収器とヒートポンプサイクルとを連通させる管路がヒートポンプサイクルと一体化しているため、ヒートポンプサイクル内を流動する冷媒と管路内を流動する冷媒とが共有されている。このため、このような管路を既存のヒートポンプサイクルに新たに取り付けようとするのは困難である。更に、このような管路を設ける場合には、冷媒の流れを制御するためにコントローラ、電磁弁等を設けることも必要となり、回路が複雑になるだけでなく部品点数も増加し構造が複雑になる。しかも、構造が複雑になることで、温度制御のシステム全体に影響を及ぼすため、実用は困難である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】実開平６−６０２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであって、換気熱回収器と車両用空気調和装置の冷媒循環系がそれぞれ独立している単純構造であり、換気熱回収時の熱回収効率を向上し得る換気熱回収システム及びそれを用いた車両用空気調和装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願発明の一態様によれば、車室内外を連通し、車室内の空気を車室内から車室外へ導出する内気導出路と、車室内外を連通し、外気を車室外から車室内へ導入する外気導入路と、内気導出路に設けられ、内気導出路から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器と、外気導入路に設けられ、外気導入路から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器と、換気熱回収器と回収熱放熱器との間で熱を伝える熱移動手段と、熱移動手段に設けられ、熱移動手段で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器とを備え、車両用空気調和装置の冷媒循環系から独立している換気熱回収システムであることを要旨とする。
【００１３】
本願発明の他の態様によれば、請求項１〜６のいずれか１項に記載の換気熱回収システムを有している車両用空気調和装置であることを要旨とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、換気熱回収器と車両用空気調和装置の冷媒循環系がそれぞれ独立している単純構造であり、換気熱回収時の熱回収効率を向上し得る換気熱回収システム及びそれを用いた車両用空気調和装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システム及びそれを用いた車両用空気調和装置が設けられている車を上方からの平面透視図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システムの熱移動手段の詳細を示す拡大図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システムの第１制御弁及び第２制御弁が行う制御を示す表である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システムの蓄熱器による熱エネルギー回収分のイメージを示すグラフである。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係る換気熱回収システムの熱移動手段の詳細を示す拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００１７】
（第1の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２が設けられている車１００を上方から見た状態を示す平面透視図である。図１において、車１００の前方向が左を向くように示されている。
【００１８】
本発明の第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１は、図１に示すように、車室内外を連通し、車室内の空気を車室内から車室外へ導出する内気導出路４と、車室内外を連通し、外気を車室外から車室内へ導入する外気導入路５と、内気導出路４に設けられ、内気導出路４から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器６と、外気導入路５に設けられ、外気導入路５から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器７と、換気熱回収器６と回収熱放熱器７との間で熱を伝える熱移動手段８と、熱移動手段８に設けられ、熱移動手段８で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器２０とを備え、車両用空気調和装置２の冷媒循環系（ヒートポンプサイクル）９から独立している。
【００１９】
内気導出路４及び外気導入路５は、一端が車室内側に開口し、他端が車室外側に開口した通路である。
【００２０】
内気導出路４には、内気導出路４から導出される車室内の空気を換気熱回収器６に吹き付けるための換気ファン１９が設けられている。換気ファン１９は、内気導出路４内の空気を換気熱回収器６へ送風することを助ける役割であるため、内気導出路４内であって、換気熱回収器６より内部に設けられる。
【００２１】
尚、車室内の換気は走行により発生するラム圧による導入導出も行われており、換気ファン１９が必要とならない場合もある。
【００２２】
外気導入路５は、本実施の形態においては内気循環路と独立しているものについて説明するが、例えば、内気循環路と外気導入路５とが合流する構成であって、内気循環路が閉じられて外気導入路５が開いている場合は、その合流した部分も含めて外気導入路５となる。
【００２３】
車１００の前部側には、冷房を行う際に使用する冷媒循環系９が備えられている。冷媒循環系９は、コンデンサ１０、リキッドタンク１１、コンプレッサ１２、エバポレータ１３、膨張弁１４によって構成され、冷媒を循環させることで外気導入路５に位置しているエバポレータ１３から冷風が車室内に流れる。
【００２４】
更に、車１００の前部側には、暖房を行う際に使用するエンジン及び温水生成装置等の熱源３とヒーターコア１５が備えられている。ヒーターコア１５は、外気導入路５においてエバポレータ１３よりも車室内側の開口付近に位置している。
【００２５】
図２は、図１の熱移動手段８の詳細を示す部分拡大図である。熱移動手段８は、図２に示すように、換気熱回収器６から回収熱放熱器７へ向かって熱移動用の媒体１７が流れる経路であり、蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第１バイパス経路２２ａを有する第１経路１６ａと、回収熱放熱器７から換気熱回収器６へ向かって熱移動用の媒体１７が流れる経路であり、蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第２バイパス経路２２ｂを有する第２経路１６ｂと、第１経路１６ａに設けられ、第１バイパス経路２２ａを経由するか否かを制御する第１制御弁２３ａと、第２経路１６ｂに設けられ、第２バイパス経路２２ｂを経由するか否かを制御する第２制御弁２３ｂとを備える。
【００２６】
熱移動手段８は、不凍液等の媒体１７を、換気熱回収器６、第１経路１６ａ、回収熱放熱器７、及び第２経路１６ｂで構成される系を循環させるウォーターポンプ１８が設けられている。
【００２７】
第１経路１６ａ及び第２経路１６ｂは、不凍液等の媒体１７が流れる管路である。第１経路１６ａ及び第２経路１６ｂは、熱が外部へ放熱されることを防ぐために周囲を断熱材等で覆われていることが好ましい。
【００２８】
蓄熱器２０の内部には、第１経路１６ａと第２経路１６ｂに連結された夫々の第１熱交換部２１ａと第２熱交換部２１ｂがあり、第１熱交換部２１ａ及び第２熱交換部２１ｂと蓄熱器２０の間に蓄熱材（図示せず）が充填されている。第１熱交換部２１ａ及び第２熱交換部２１ｂは、第１経路１６ａ及び第２経路１６ｂのそれぞれに流れる媒体１７と熱交換する。蓄熱材は、第１熱交換部２１ａ及び第２熱交換部２１ｂを介して、媒体１７からの熱を蓄熱したり、蓄熱した熱を媒体１７に放熱することで熱交換を行うことができる。蓄熱材は、流動性があるものが好ましく、相変化するものでもよい。蓄熱材としては、例えば、不凍液、パラフィン系、無機塩系等を用いることができる。蓄熱器２０は、蓄熱材を攪拌する機能を備えることが好ましい。
【００２９】
次に、第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２により暖房を行う際の作用を説明する。
【００３０】
車室内を暖房することで暖める場合、熱源３により暖められた水を車室内側へ循環させるが、内気循環を行うと、人から発生する湿度等により窓の曇りが発生する。このため、通常では外気導入を行うこととなる。このとき、外気導入路５から導入される外気をヒーターコア１５で暖めることで車室内へ暖かい空気を送る。
【００３１】
更に、換気によって車室内の空気は内気導出路４から導出され、換気ファン１９により換気熱回収器６に送風されることで、換気熱回収器６の内部の媒体１７との間で熱交換が行われ、車室内の暖まった熱が回収される。
【００３２】
そして、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６から第１経路１６ａを流れる。循環する媒体１７が第１制御弁２３ａに到達すると、第１制御弁２３ａは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第１バイパス経路２２ａのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００３３】
第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度（例えば、２５℃）より低くて、車室内の車室内温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００３４】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００３５】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第１熱交換部２１ａとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０の熱が媒体１７に放熱される。
【００３６】
更に、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は回収熱放熱器７に到達する。そして、熱は回収熱放熱器７において、外気導入路５に導入された外気の冷たい空気と媒体１７との間で熱交換が行われて、外気導入路５の外気を暖める。
【００３７】
その後、換気熱回収システム１によって暖められた空気は、ヒーターコア１５で更に暖められて、車室内へ送風され、車室内を暖かくする。
【００３８】
尚、回収熱放熱器７で放熱された後の媒体１７は、第２経路１６ｂを通って第２制御弁２３ｂに到達する。媒体１７が第２制御弁２３ｂに到達すると、第２制御弁２３ｂは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第２バイパス経路２２ｂのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００３９】
第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００４０】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第２熱交換部２１ｂとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０に媒体１７の熱が蓄熱される。蓄熱による熱エネルギー回収分のイメージは、図４のグラフに示す斜線部に該当する。
【００４１】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００４２】
その後、更にウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６に戻る。
【００４３】
第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、外気導入を行い車室内を暖房する場合、車室内の温度を一旦上げてしまえば、その車室内の空気の熱を捨てずに再利用するため、媒体１７を循環させて熱の移動を行う際に下がった温度の分のみ外気を暖めることを必要とする。これは、例えば、外気が−２０℃という低外気である場合、外気導入路５から導入される外気は、回収熱放熱器７での放熱により０℃付近まで暖めることが可能である。このため、外気が０℃と同等の消費電力しか必要とせず、エネルギーの無駄な消費を減らすことができる。
【００４４】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、換気熱回収システム１が車両用空気調和装置２から独立しているため、媒体１７は共有されておらず、既存の空気調和装置に換気熱回収システム１を後付けする際には、媒体１７の流れを制御するためのコントローラ、電磁弁等を必要とせず、且つ、温度制御のシステム全体に影響を及ぼすこともない。
【００４５】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、回収運転を継続的に実施した後には媒体温度と室内温度との温度差は安定してくる。そのとき蓄熱器２０の第２熱交換部２１ｂへ媒体１７を流すことで蓄熱材に放熱することになり、媒体１７の温度が下がって室内温度との温度差が拡大するので、熱交換効率を向上しつつ蓄熱材に蓄熱することができる。
【００４６】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、蓄熱器２０の蓄熱材温度が高くて、車室内の車室内温度が低い場合は、蓄熱器２０において、媒体１７と蓄熱材との間で熱交換が行われ、蓄熱器２０の熱が媒体１７に放熱されることで、車室内への吸気温度を上昇させ、暖房の能力向上に寄与する。
【００４７】
また、第１の実施形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２によれば、換気熱回収システムに大きな改造を加えることなく、蓄熱器２０を追加するシンプルな構造とすることで、コスト増加を抑えることができる。
【００４８】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態に係る換気熱回収システム１は、図５に示すように、第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１と比して、熱移動手段８に媒体１７の媒体温度を検知する温度センサ４０を更に備える点が異なる。その他に関しては、実質的に同様であるので、重複する記載を省略する。
【００４９】
温度センサ４０は、媒体１７の媒体温度を検知する水温センサ等である。温度センサ４０で検知される媒体温度は、車室内温度の代替手段として用いるために、車室内温度を反映する個所に配置されることが好ましい。温度センサ４０が配置される個所としては、例えば、図５に示すように、車室内温度を反映する換気熱回収器６と蓄熱器２０の間の第１経路１６ａが挙げられる。但し、温度センサ４０の個数は１つに限られず、複数であっても構わない。
【００５０】
次に、第２の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２により暖房を行う際の作用を説明する。
【００５１】
車室内を暖房することで暖める場合、熱源３により暖められた水を車室内側へ循環させるが、内気循環を行うと、人から発生する湿度等により窓の曇りが発生する。このため、通常では外気導入を行うこととなる。このとき、外気導入路５から導入される外気をヒーターコア１５で暖めることで車室内へ暖かい空気を送る。
【００５２】
更に、換気によって車室内の空気は内気導出路４から導出され、換気ファン１９により換気熱回収器６に送風されることで、換気熱回収器６の内部の媒体１７との間で熱交換が行われ、車室内の暖まった熱が回収される。
【００５３】
そして、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６から第１経路１６ａを流れる。循環する媒体１７が第１制御弁２３ａに到達すると、第１制御弁２３ａは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第１バイパス経路２２ａのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００５４】
第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、媒体１７の媒体温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００５５】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、媒体１７の媒体温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が第１バイパス経路２２ａを経由する制御を行う。
【００５６】
また、第１制御弁２３ａが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、媒体１７の媒体温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第１熱交換部２１ａとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０の熱が媒体１７に放熱される。
【００５７】
更に、ウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は回収熱放熱器７に到達する。そして、熱は回収熱放熱器７において、外気導入路５に導入された外気の冷たい空気と媒体１７との間で熱交換が行われて、外気導入路５の外気を暖める。
【００５８】
その後、換気熱回収システム１によって暖められた空気は、ヒーターコア１５で更に暖められて、車室内へ送風され、車室内を暖かくする。
【００５９】
尚、回収熱放熱器７で放熱された後の媒体１７は、第２経路１６ｂを通って第２制御弁２３ｂに到達する。媒体１７が第２制御弁２３ｂに到達すると、第２制御弁２３ｂは、媒体１７が蓄熱器２０を経由する経路、及び蓄熱器２０の入口と出口を繋いで蓄熱器２０を経由せずにバイパスする第２バイパス経路２２ｂのうちいずれを経由するかの制御をする。
【００６０】
第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の１行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、媒体１７の媒体温度も車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００６１】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の２行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より低くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より高い場合は、媒体１７が蓄熱器２０を経由する制御を行う。媒体１７が蓄熱器２０を経由する場合、蓄熱器２０において、媒体１７と第２熱交換部２１ｂとの間で熱交換が行われ、蓄熱器２０に媒体１７の熱が蓄熱される。蓄熱による熱エネルギー回収分のイメージは、図４のグラフに示す斜線部に該当する。
【００６２】
また、第２制御弁２３ｂが行う制御としては、図３の表の３行目に示すように、蓄熱器２０の蓄熱材温度が車室内設定温度より高くて、車室内の車室内温度が車室内設定温度より低い場合は、媒体１７が第２バイパス経路２２ｂを経由する制御を行う。
【００６３】
その後、更にウォーターポンプ１８で媒体１７が循環されることで、媒体１７は換気熱回収器６に戻る。
【００６４】
このように構成された第２の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２でも、第１の実施の形態に係る換気熱回収システム１及びそれを用いた車両用空気調和装置２と同様の効果を得ることができる。
【００６５】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす記述及び図面はこの発明を限定するものであると理解するべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかになるはずである。
【００６６】
例えば、第１及び第２の実施の形態において、暖房する場合について記載したが、蓄熱器２０の代わりに蓄冷器とすれば冷房に用いることも可能である。
【００６７】
このように、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を包含するということを理解すべきである。したがって、本発明はこの開示から妥当な特許請求の範囲の発明特定事項によってのみ限定されるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１…換気熱回収システム
２…車両用空気調和装置
３…熱源
４…内気導出路
５…外気導入路
６…換気熱回収器
７…回収熱放熱器
８…熱移動手段
９…冷媒循環系
１０…コンデンサ
１１…リキッドタンク
１２…コンプレッサ
１３…エバポレータ
１４…膨張弁
１５…ヒーターコア
１６ａ…第１経路
１６ｂ…第２経路
１７…媒体
１８…ウォーターポンプ
１９…換気ファン
２０…蓄熱器
２１ａ…第１熱交換部
２１ｂ…第２熱交換部
２２ａ…第１バイパス経路
２２ｂ…第２バイパス経路
２３ａ…第１制御弁
２３ｂ…第２制御弁
４０…温度センサ
１００…車
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車室内外を連通し、前記車室内の空気を前記車室内から前記車室外へ導出する内気導出路と、
車室内外を連通し、外気を前記車室外から前記車室内へ導入する外気導入路と、
前記内気導出路に設けられ、前記内気導出路から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器と、
前記外気導入路に設けられ、前記外気導入路から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器と、
前記換気熱回収器と前記回収熱放熱器との間で熱を伝える熱移動手段と、
前記熱移動手段に設けられ、前記熱移動手段で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器
とを備え、車両用空気調和装置の冷媒循環系から独立していることを特徴とする換気熱回収システム。
【請求項２】
前記熱移動手段は、
前記換気熱回収器から前記回収熱放熱器へ向かって熱移動用の媒体が流れる経路であり、前記蓄熱器を経由する経路、及び前記蓄熱器の入口と出口を繋いで前記蓄熱器を経由せずにバイパスする第１バイパス経路を有する第１経路と、
前記回収熱放熱器から前記換気熱回収器へ向かって熱移動用の前記媒体が流れる経路であり、前記蓄熱器を経由する経路、及び前記蓄熱器の入口と出口を繋いで前記蓄熱器を経由せずにバイパスする第２バイパス経路を有する第２経路と、
前記第１経路に設けられ、前記第１バイパス経路を経由するか否かを制御する第１制御弁と、
前記第２経路に設けられ、前記第２バイパス経路を経由するか否かを制御する第２制御弁
とを備えることを特徴とする請求項１に記載の換気熱回収システム。
【請求項３】
前記蓄熱器は、前記第１経路及び前記第２経路のそれぞれに流れる前記媒体と熱交換することを特徴とする請求項２に記載の換気熱回収システム。
【請求項４】
前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、前記車室内の車室内温度と前記蓄熱器の蓄熱材温度に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の換気熱回収システム。
【請求項５】
前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、前記媒体の媒体温度と前記蓄熱器の蓄熱材温度に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の換気熱回収システム。
【請求項６】
前記熱移動手段は、前記媒体の媒体温度を検知する温度センサを備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の換気熱回収システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の換気熱回収システムを有していることを特徴とする車両用空気調和装置。
【請求項１】
車室内外を連通し、前記車室内の空気を前記車室内から前記車室外へ導出する内気導出路と、
車室内外を連通し、外気を前記車室外から前記車室内へ導入する外気導入路と、
前記内気導出路に設けられ、前記内気導出路から導出される空気の熱を回収する換気熱回収器と、
前記外気導入路に設けられ、前記外気導入路から導入される空気に熱を放熱する回収熱放熱器と、
前記換気熱回収器と前記回収熱放熱器との間で熱を伝える熱移動手段と、
前記熱移動手段に設けられ、前記熱移動手段で伝えられる熱を蓄熱する蓄熱器
とを備え、車両用空気調和装置の冷媒循環系から独立していることを特徴とする換気熱回収システム。
【請求項２】
前記熱移動手段は、
前記換気熱回収器から前記回収熱放熱器へ向かって熱移動用の媒体が流れる経路であり、前記蓄熱器を経由する経路、及び前記蓄熱器の入口と出口を繋いで前記蓄熱器を経由せずにバイパスする第１バイパス経路を有する第１経路と、
前記回収熱放熱器から前記換気熱回収器へ向かって熱移動用の前記媒体が流れる経路であり、前記蓄熱器を経由する経路、及び前記蓄熱器の入口と出口を繋いで前記蓄熱器を経由せずにバイパスする第２バイパス経路を有する第２経路と、
前記第１経路に設けられ、前記第１バイパス経路を経由するか否かを制御する第１制御弁と、
前記第２経路に設けられ、前記第２バイパス経路を経由するか否かを制御する第２制御弁
とを備えることを特徴とする請求項１に記載の換気熱回収システム。
【請求項３】
前記蓄熱器は、前記第１経路及び前記第２経路のそれぞれに流れる前記媒体と熱交換することを特徴とする請求項２に記載の換気熱回収システム。
【請求項４】
前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、前記車室内の車室内温度と前記蓄熱器の蓄熱材温度に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の換気熱回収システム。
【請求項５】
前記第１制御弁及び前記第２制御弁は、前記媒体の媒体温度と前記蓄熱器の蓄熱材温度に基づいて制御することを特徴とする請求項２に記載の換気熱回収システム。
【請求項６】
前記熱移動手段は、前記媒体の媒体温度を検知する温度センサを備えることを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載の換気熱回収システム。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載の換気熱回収システムを有していることを特徴とする車両用空気調和装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１６７９８８（Ｐ２０１０−１６７９８８Ａ）
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４１９１（Ｐ２００９−１４１９１）
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１月２６日（２００９．１．２６）
【出願人】（０００００４７６５）カルソニックカンセイ株式会社 (3,404)
【Ｆターム（参考）】
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