(57)【要約】【課題】ペルチェ素子の素子性能に関わらず、従来よりも高温部と低温部との温度差を大きくしたり、高温部の温度を高くしたりすることができる熱交換装置の提供。【解決手段】熱媒体を通す第１通路２２と、熱媒体を通す第２通路２３と、熱媒体を通す第３通路２４と、第１通路２２と第２通路２３との間にて熱交換可能な第１ペルチェユニット１１と、第２通路２３と第３通路２４との間にて熱交換可能な第２ペルチェユニット１５と、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が共に第２通路２３を熱移動元とする熱移動または第２通路２３を熱移動先とする熱移動のいずれか一方の熱移動を行う第１通電状態と、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５の一方が、第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行うとともに、他方が第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行う第２通電状態と、を切り換える通電切換手段と、を備えた。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱媒体を通す第１通路と、
熱媒体を通す第２通路と、
熱媒体を通す第３通路と、
前記第１通路と前記第２通路との間にて熱交換可能な第１ペルチェユニットと、
前記第２通路と前記第３通路との間にて熱交換可能な第２ペルチェユニットと、
前記第１ペルチェユニットおよび前記第２ペルチェユニットが共に前記第２通路を熱移動元とする熱移動または前記第２通路を熱移動先とする熱移動のいずれか一方の熱移動を行う第１通電状態と、
前記第１ペルチェユニットおよび前記第２ペルチェユニットの一方が、前記第２通路を熱移動元とする熱移動を行うとともに、他方が前記第２通路を熱移動先とする熱移動を行う第２通電状態と、を切り換える通電切換手段と、を備えたことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記第１通電状態のときに前記第１通路および第３通路に対して第２通路との間を互いに非連通とする状態と、前記第２通電状態のときに前記第２通路と前記第３通路とを連通するとともに、前記第２通路および前記第３通路に対して前記第１通路を非連通にする状態と、を切り換える状態切換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記第１通電状態のときに前記第１通路と前記第３通路を並列に接続する並列接続状態とするとともに前記第１通路および前記第３通路に対して前記第２通路を非連通にする状態と、前記第２通電状態のときに前記第１通路と前記第３通路を直列に接続する直列接続状態とするとともに前記第１通路および第３通路に対して前記第２通路を非連通にする状態と、を切り換える状態切換手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項４】
前記熱媒体の温度を検出する温度センサを備え、前記熱媒体の温度が第１設定温度に達したとき、前記状態切換手段が前記各状態の切り換えを行うことを特徴とする請求項２又は３記載の熱交換装置。
【請求項５】
前記熱媒体と熱交換する第１蓄熱材を備えた第１蓄熱器と、
前記熱媒体と熱交換する第２蓄熱材を備えた第２蓄熱器と、
前記第１通電状態のときに前記第１蓄熱器が前記第１通路および前記第３通路に連通されるとともに、前記第２蓄熱器が前記第２通路に連通される第１連通状態と、
前記第２通電状態のときに前記第１蓄熱器が前記第２通路および前記第３通路と連通されるとともに、前記第２蓄熱器が前記第１通路と連通される第２連通状態と、を切り換える蓄熱器切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換装置。
【請求項６】
前記熱媒体と熱交換する第１蓄熱材を備えた第１蓄熱器と、
前記熱媒体と熱交換する第２蓄熱材を備えた第２蓄熱器と、
前記熱媒体と熱交換する第３蓄熱材を備えた第３蓄熱器と、
前記第１通電状態のときに前記第１蓄熱器が前記第１通路および前記第３通路に連通されるとともに、前記第２蓄熱器が前記第２通路に連通される第１連通状態と、
前記第２通電状態のときに前記第１通路が前記第１蓄熱器と連通されるとともに、前記第２通路が前記第２蓄熱器に連通され、かつ前記第３通路が前記第３蓄熱器に連通される第３連通状態と、を切り換える蓄熱器切換手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の熱交換装置。
【請求項７】
熱媒体を通す第１通路と、
熱媒体を通す第２通路と、
ペルチェ素子を備え、前記第１通路と前記第２通路との間に設けたペルチェユニットと、
前記ペルチェユニットにより加熱された前記第１通路の熱媒体および前記ペルチェユニットにより冷却された前記第２通路の熱媒体をそれぞれ移動させる状態と、前記第１通路の熱媒体を移動させるとともに第２通路の熱媒体の移動を停止させる状態との切り換えを行う状態切換手段と、を備えたことを特徴とする熱交換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ペルチェ素子を備えたペルチェユニットを用いて熱交換を行う熱交換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の熱交換装置としては、例えば、特許文献１に記載された流体熱交換器が存在する。
特許文献１の流体熱交換器は、流体の温度調整をするために板状のペルチェ素子を応用した熱変換部と電源部で構成されている。
熱変換部は、角パイプ３本とペルチェ素子２本とから構成されており、この角パイプ３本とペルチェ素子２本が交互に重ね合わされ、５層構造としている。
【０００３】
各角パイプには流体が流されており、ペルチェ素子への電流供給により角パイプとの接合面から別の角パイプの接合面へ熱を移動させることができる。
ペルチェ素子への電流供給による熱の移動により、中央の角パイプを通る流体の温度が下降し、外側の２本の角パイプを通る流体の温度が上昇する。
ペルチェ素子への通電の向きを逆にすると、熱の移動方向が逆となり中央の角パイプを通る流体の温度が上昇し、外側の角パイプを通る流体の温度は下降する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１２００３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術では、２本のペルチェ素子を用いて熱の移動を図るものの、ペルチェ素子における高温部と低温部との温度差や高温部の最高温度はペルチェ素子の基本性能に依存した温度差となっている。
このため、複数のペルチェ素子を用いても、温度部と低温部との温度差を大きくすることができないほか、高温部の最高温度を上げることができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、ペルチェ素子の素子性能に関わらず、従来よりも高温部と低温部との温度差を大きくしたり、高温部の温度を高くしたりすることができる熱交換装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明は、熱媒体を通す第１通路と、熱媒体を通す第２通路と、熱媒体を通す第３通路と、前記第１通路と前記第２通路との間にて熱交換可能な第１ペルチェユニットと、前記第２通路と前記第３通路との間にて熱交換可能な第２ペルチェユニットと、前記第１ペルチェユニットおよび前記第２ペルチェユニットが共に前記第２通路を熱移動元とする熱移動または前記第２通路を熱移動先とする熱移動のいずれか一方の熱移動を行う第１通電状態と、前記第１ペルチェユニットおよび前記第２ペルチェユニットの一方が、前記第２通路を熱移動元とする熱移動を行うとともに、他方が前記第２通路を熱移動先とする熱移動を行う第２通電状態と、を切り換える通電切換手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
この場合、第１ペルチェユニットおよび第２ペルチェユニットが共に第２通路を熱移動元とする熱移動を行う第１通電状態では、例えば、第１通路および第３通路が高温部であって第２通路が低温部となる。
また、第１ペルチェユニットおよび第２ペルチェユニットが共に第２通路を熱移動先とする熱移動を行う第１通電状態では、例えば、第１通路および第３通路が低温部であって第２通路が高温部となる。
第１通電状態では、ペルチェユニットは第１通路および第３通路と第２通路との間において、ペルチェ素子の素子性能に依存する温度差を高い成績係数（ＣＯＰ）にて作り出す。
第１ペルチェユニットおよび前記第２ペルチェユニットの一方が、第２通路を熱移動元とする熱移動を行うとともに、他方が第２通路を熱移動先とする熱移動を行う第２通電状態では、例えば、第１通路を低温部とし第３通路を高温部とすると、第２通路は低温部と高温部との中間の温度となる中温部となる。
このため、第２通電状態では、第１ペルチェユニットによる第１通路から第２通路への熱移動と、第２ペルチェユニットによる第２通路から第３通路への熱移動という２段階の熱移動により、従来よりも第１通路と第３通路との温度差を大きくすることができる。
【０００９】
また、本発明は、上記の熱交換装置において、前記第１通電状態のときに前記第１通路および第３通路に対して第２通路との間を互いに非連通とする状態と、前記第２通電状態のときに前記第２通路と前記第３通路とを連通するとともに、前記第２通路および前記第３通路に対して前記第１通路を非連通にする状態と、を切り換える状態切換手段を備えてもよい。
【００１０】
この場合、第１通電状態のときに第２通路と前記第３通路とを互いに非連通とすることにより、第１通路と第２通路との間と、第２通路と第３通路との間とに、それぞれ温度差を高い成績係数（ＣＯＰ）にて作り出すことができる。
また、第２通電状態のときに第２通路と第３通路が連通されるとともに、第２通路および第３通路に対して第１通路が非連通とされ、従来よりも第１通路の熱媒体と第３通路の熱媒体との温度差を大きくすることができる。
【００１１】
また、本発明は、上記の熱交換装置において、前記第１通電状態のときに前記第１通路と前記第３通路を並列に接続する並列接続状態とするとともに前記第１通路および前記第３通路に対して前記第２通路を非連通にする状態と、前記第２通電状態のときに前記第１通路と前記第３通路を直列に接続する直列接続状態とするとともに前記第１通路および第３通路に対して前記第２通路を非連通にする状態と、を切り換える状態切換手段を備えてもよい。
【００１２】
この場合、第１通電状態のときに第１通路と第３通路を並列に接続するとともに第１通路および第３通路に対して第２通路を非連通にすることから、第１通路と第２通路との間と、第２通路と第３通路との間とに、それぞれ温度差を高い成績係数（ＣＯＰ）にてを作り出すことができる。
また、第２通電状態のときに第１通路と第３通路を直列に接続するとともに第１通路および第３通路に対して第２通路を非連通にすることから、従来よりも第１通路の熱媒体と第３通路の熱媒体との温度差を大きくすることができる。
【００１３】
また、本発明は、上記の熱交換装置において、前記熱媒体の温度を検出する温度センサを備え、前記熱媒体の温度が第１設定温度に達したとき、前記状態切換手段が前記各状態の切り換えを行ってもよい。
【００１４】
この場合、熱媒体の温度が第１設定温度に達したとき、状態切換手段による切り換えが行われると、従来よりも高温部と低温部との温度差を大きくしたり、高温部の温度を高くしたりすることができる。
【００１５】
また、本発明は、上記の熱交換装置において、前記熱媒体と熱交換する第１蓄熱材を備えた第１蓄熱器と、前記熱媒体と熱交換する第２蓄熱材を備えた第２蓄熱器と、前記第１通電状態のときに前記第１蓄熱器が前記第１通路および前記第３通路に連通されるとともに、前記第２蓄熱器が前記第２通路に連通される第１連通状態と、前記第２通電状態のときに前記第１蓄熱器が前記第２通路および前記第３通路と連通されるとともに、前記第２蓄熱器が前記第１通路と連通される第２連通状態と、を切り換える蓄熱器切換手段と、を備えてもよい。
【００１６】
この場合、第１蓄熱器と第２蓄熱器が設けられるから、第１連通状態における各通路の熱媒体の熱や第２連通状態における各通路の熱媒体の熱を、第１蓄熱器又は第２蓄熱器の蓄熱材に蓄えておくことができる。
【００１７】
また、本発明は、上記の熱交換装置において、前記熱媒体と熱交換する第１蓄熱材を備えた第１蓄熱器と、前記熱媒体と熱交換する第２蓄熱材を備えた第２蓄熱器と、前記熱媒体と熱交換する第３蓄熱材を備えた第３蓄熱器と、前記第１通電状態のときに前記第１蓄熱器が前記第１通路および前記第３通路に連通されるとともに、前記第２蓄熱器が前記第２通路に連通される第１連通状態と、前記第２通電状態のときに前記第１通路が前記第１蓄熱器と連通されるとともに、前記第２通路が前記第２蓄熱器に連通され、かつ前記第３通路が前記第３蓄熱器に連通される第３連通状態と、を切り換える蓄熱器切換手段と、を備えてもよい。
【００１８】
この場合、蓄熱器切換手段の切り換えにより、第１連通状態における各通路の熱媒体の熱を第１蓄熱器又は第２蓄熱器の蓄熱材を蓄えておくことができるほか、第３連通状態における各通路の熱媒体の熱を各通路と対応する第１〜第３蓄熱器にそれぞれ蓄えることができる。
【００１９】
本発明は、熱媒体を通す第１通路と、熱媒体を通す第２通路と、ペルチェ素子を備え、前記第１通路と前記第２通路との間に設けたペルチェユニットと、前記ペルチェユニットにより加熱された前記第１通路の熱媒体および前記ペルチェユニットにより冷却された前記第２通路の熱媒体をそれぞれ移動させる状態と、前記第１通路の熱媒体を移動させるとともに第２通路の熱媒体の移動を停止させる状態との切り換えを行う状態切換手段と、を備えたことを特徴とする。
【００２０】
この場合、第１通路および第２通路に熱媒体をそれぞれ通す状態において、第１通路が高温部であって第２通路が低温部となるようにペルチェユニットに通電すると、ペルチェユニットは第１通路と第２通路との間において、ペルチェ素子の素子性能に依存する温度差を高い成績係数（ＣＯＰ）にて作り出す。
第１通路に熱媒体を通すとともに第２通路の熱媒体を止める状態において、第１通路が高温部であって第２通路が低温部となるようにペルチェユニットに通電すると、熱媒体の流れのない第２通路の温度は上昇するとともに、熱の移動を受ける第１通路の温度は第２通路の温度と一定の温度差を保って上昇する。
その結果、第１通路の熱媒体の温度を従来よりも高くすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ペルチェ素子の素子性能に関わらず、従来よりも高温部と低温部との温度差を大きくしたり、高温部の温度を高くしたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施形態に係る熱交換装置を示す構成図である。
【図２】第１の実施形態に係る熱交換装置の作用を説明する構成図である。
【図３】第１の実施形態に係る熱交換装置の作用を説明する構成図である。
【図４】第２の実施形態に係る熱交換装置を示す構成図である。
【図５】第３の実施形態に係る熱交換装置を示す構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
（第１の実施形態）
以下、第１の実施形態に係る熱交換装置について図面に基づき説明する。
図１に示す熱交換装置１０は、第１ペルチェユニット１１と第２ペルチェユニット１５を備えている。
第１ペルチェユニット１１は、多数のペルチェ素子を備えたユニット本体部１２と、各ペルチェ素子の一方の端面に形成された第１熱面部１３と、各ペルチェ素子の他方の端面に形成された第２熱面部１４とを備える。
電源（図示せず）からの直流電流が、各ペルチェ素子に対して正方向へ通電（「正通電」とする）するとき、第１熱面部１３が放熱面として機能し、第２熱面部１４が吸熱面として機能する。
また、直流電流が各ペルチェ素子に対して正方向と逆向きとなる逆方向へ通電（「逆通電」とする）するとき、第１熱面部１３が吸熱面として機能し、第２熱面部１４が放熱面として機能する。
【００２４】
第２ペルチェユニット１５は第１ペルチェユニット１１と同一構成である。
したがって、第２ペルチェユニット１５は第１ペルチェユニット１１と同じくペルチェユニット本体部１６と、第１熱面部１７と、第２熱面部１８を備える。
電源（図示せず）からの直流電流が、各ペルチェ素子に対して正方向へ通電（「正通電」とする）するとき、第１熱面部１７が放熱面として機能し、第２熱面部１８が吸熱面として機能する。
また、直流電流が各ペルチェ素子に対して正方向と逆向きとなる逆方向へ通電（「逆通電」とする）するとき、第１熱面部１７が吸熱面として機能し、第２熱面部１８が放熱面として機能する。
第１ペルチェユニット１１は第１熱交換器１９および第２熱交換器２０に挟まれており、第１ペルチェユニット１１の第１熱面部１３は第１熱交換器１９と当接し、第１ペルチェユニット１１の第２熱面部１４は第２熱交換器２０と当接する。
第２ペルチェユニット１５は第２熱交換器２０および第３熱交換器２１に挟まれており、第２ペルチェユニット１５の第１熱面部１７は第３熱交換器２１と当接し、第２ペルチェユニット１５の第２熱面部１８は第２熱交換器２０と当接する。
【００２５】
熱交換装置１０は、熱媒体を通す５つの通路（第１通路２２、第２通路２３、第３通路２４、第４通路２５、第５通路２６）と、これらの通路の両端が接続される通路切換弁（１０ポート３位置電磁弁）２７を備えている。
通路切換弁２７は、３位置に変位可能なスプール２８と２つのソレノイド（第１ソレノイド２９、第２ソレノイド３０）を備えており、１０のポートＰ１〜Ｐ１０と備えた電磁弁である。
第１通路２２は第１熱交換器１９内に熱媒体を通す通路を形成し、第１通路２２の一端は通路切換弁２７の第１ポートＰ１と接続されており、他端は第６ポートＰ６に接続されている。
第２通路２３は第２熱交換器２０内に熱媒体を通す通路を形成し、第２通路２３の一端は通路切換弁２７の第２ポートＰ２と接続されており、他端は第５ポートＰ５に接続されている。
第３通路２４は第３熱交換器２１内に熱媒体を通す通路を形成し、第３通路２４の一端は通路切換弁２７の第３ポートＰ３と接続されており、他端は第４ポートＰ４に接続されている。
【００２６】
通路切換弁２７の第７ポートＰ７は第１蓄熱器３１を通る熱媒体の第４通路２５の一端が接続され、第４通路２５の他端は第８ポートＰ８と接続されている。
第１蓄熱器３１の内部には第４通路２５における熱媒体と熱交換可能であって、蓄熱可能な第１蓄熱材としての蓄熱材Ｗが収容されている。
第４通路２５における第７ポートＰ７と第１蓄熱器３１との間には第１ポンプ３３が設けられ、第１ポンプ３３はその作動により第４通路２５の熱媒体を第７ポートＰ７へ向けて移送する。
通路切換弁２７の第９ポートＰ９は第２蓄熱器３２を通る熱媒体の第５通路２６の一端が接続され、第５通路２６の第１０ポートＰ１０と接続されている。
第２蓄熱器３２の内部には第５通路２６における熱媒体と熱交換可能であって、第２蓄熱材としての蓄熱可能な蓄熱材Ｗが収容されている。
第５通路２６における第９ポートＰ９と第２蓄熱器３２との間には第２ポンプ３４が設けられ、第２ポンプ３４は作動により第５通路２６の熱媒体を第９ポートＰ９へ向けて移送する。
第１蓄熱器３１および第２蓄熱器３２に蓄えられた蓄熱（又は蓄冷）は、それぞれ熱交換器などを通して、車両室内の空気調和用の温度調節や給水および給湯器等の熱源として利用される。
【００２７】
図１に示す通路切換弁２７では両ソレノイド２９、３０が消磁状態にあり、スプール２８は中間位置（以下「消磁位置」と表記する）に位置する。
通路切換弁２７のスプール２８は、消磁位置のほか、第１ソレノイド２９のみが励磁した状態の位置（以下「第１励磁位置」と表記する）、第２ソレノイド３０のみが励磁した状態の位置（以下「第２励磁位置」と表記する）に切り換えることができる構成である。
通路切換弁２７は、両ソレノイド２９、３０が消磁状態のときスプール２８を中間位置に位置させるための付勢部材（図示せず）を備えている。
【００２８】
図１に示すように、通路切換弁２７のスプール２８が消磁位置にあるとき、第１通路２２と第３通路２４が並列に接続される並列接続状態となるほか、第１通路２２と第３通路２４は第４通路２５と連通する。
つまり、第１熱交換器１９、第３熱交換器２１および第１蓄熱器３１を通る熱媒体の循環回路が構成される。
また、消磁位置では、第２通路２３と第５通路２６が連通され、第２熱交換器２０および第２蓄熱器３２を循環する熱媒体の循環回路が構成される。
【００２９】
図２に示すように、通路切換弁２７のスプール２８が、第１励磁位置にあるとき、第１通路２２と第５通路２６が連通され、第１熱交換器１９と第２蓄熱器３２を循環する循環回路が構成される。
さらに、第２通路２３と第３通路２４が直列に接続される直列接続状態となるほか、第２通路２３および第３通路２４は第４通路２５と連通する。
つまり、第２熱交換器２０から第３熱交換器２１を通り、第１蓄熱器３１へ至る熱媒体の循環回路が構成される。
【００３０】
図３に示すように、通路切換弁２７のスプール２８が、第２励磁位置にあるとき、第１通路２２と第３通路２４が並列に接続される並列接続状態となるほか、第１通路２２と第３通路２４は第４通路２５と連通する。
つまり、消磁位置と同様に、第１熱交換器１９、第３熱交換器２１および第１蓄熱器３１を通る熱媒体の循環回路が構成される。
第２励磁位置では、第２通路２３と第５通路２６は通路切換弁２７により遮断され、熱媒体の循環経路は構成されない。
【００３１】
ところで、熱交換装置１０は、制御手段としてのコントローラ３５を備えており、コントローラ３５は、電源の電流供給の制御や、第１ポンプ３３および第２ポンプ３４の駆動制御を行う。
熱交換装置１０は、複数の温度センサＳ１〜Ｓ８を備えており、第１熱交換器１９の熱媒体の出入口に設けられた温度センサＳ１、Ｓ２と、第２熱交換器２０の出入口に設けられた温度センサＳ３、Ｓ４と、第３熱交換器２１の出入口に設けた温度センサＳ５、Ｓ６を有する。
熱交換装置１０は、第１蓄熱器３１の蓄熱材Ｗの温度を測定する温度センサＳ７と、第２蓄熱器の３２蓄熱材Ｗの温度を測定する温度センサＳ８を有している。
各温度センサＳ１〜Ｓ８はコントローラ３５と接続されており、温度センサＳ１〜Ｓ８により検出された検出温度の信号はコントローラ３５へ伝達される。
コントローラ３５では、各通路の熱媒体の温度について第１設定温度を設定する機能を備えている。
第１設定温度が設定された通路を通る熱媒体の温度が第１設定温度に達したとき、コントローラ３５は通路切換弁２７の切り換え制御を行うことも可能である。
例えば、熱交換装置１０を第１通電状態で作動させ、第２温度センサＳ２又は第６温度センサＳ６又は第７温度センサＳ７の温度が第１設定温度に達した時に第２通電状態で作動させる。この場合、第１設定温度に達するまでは成績係数（ＣＯＰ）の高い運転を行うことができるので、少ない電力で高温を作ることができる。
【００３２】
次に、熱交換装置１０の運転について説明するが、まず、図１に示すように通路切換弁２７のスプール２８が消磁位置にある場合の熱交換装置１０の運転について説明する。
コントローラ３５は、通路切換弁２７のスプール２８が消磁位置にあるとき、第１ポンプ３３および第２ポンプ３４を作動させるとともに、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５に直流電流を供給するように電源を制御する。
第１ポンプ３３の作動により、第１蓄熱器３１から出た熱媒体は、通路切換弁２７において分岐され、第１熱交換器１９および第３熱交換器２１をそれぞれ通り、第１熱交換器１９および第３熱交換器２１を通過した後、通路切換弁２７において合流され、合流された熱媒体は第１蓄熱器３１へ戻る。
第２ポンプ３４の作動により、第２蓄熱器３２から出た熱媒体は第２熱交換器２０を通り第２蓄熱器３２へ戻る。
つまり、熱交換装置１０は、第１通路２２〜第３通路２４に熱媒体の移動を可能とする状態であって、第１通路および第３通路に対して第２通路２３との間を互いに非連通とする状態にあり、第１通路２２と第３通路２４を並列に接続する並列接続状態にある。
さらに言うと、熱交換装置１０は、第１通電状態のときに第１蓄熱器３１が第１通路２２および第３通路２４に連通されるとともに、第２蓄熱器３２が第２通路２３に連通される第１連通状態にある。
【００３３】
電源は、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が夫々第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第１通電状態となるように直流電流を供給する。
第１通電状態では、正通電の第１ペルチェユニット１１において第２熱面部１４から第１熱面部１３への熱移動が行われ、第１熱交換器１９は加熱され、第２熱交換器２０は冷却される。
また、第１通電状態では、正通電の第２ペルチェユニット１５において第２熱面部１８から第１熱面部１７への熱移動が行われ、第２熱交換器２０は冷却され、第３熱交換器２１は加熱される。
このため、第１通路２２および第３通路２４を通る熱媒体は第１熱交換器１９および第３熱交換器２１において加熱され、加熱された熱媒体は第１蓄熱器３１において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第１蓄熱器３１では蓄熱が行われる。
一方、第２通路２３を通る熱媒体は第２熱交換器２０において冷却され、冷却された熱媒体は第２蓄熱器３２において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第２蓄熱器３２では蓄冷（低温の蓄熱）が行われる。
【００３４】
この運転状態では、ペルチェ素子の素子性能に依存する温度差が第１ペルチェユニット１１の第１熱面部１３と第２熱面部１４との間および第２ペルチェユニット１５の第１熱面部１７と第２熱面部１８との間において作り出される。
例えば、図１に示すように、第２熱交換器２０を出る熱媒体の温度が−１０℃となり、第１熱交換器１９および第３熱交換器２１を出る熱媒体の温度が４０℃となる場合、素子性能に依存する温度差が５０℃であると言える。
また、高温側となる各第１熱面部１３、１７からは、投入電力および低温側となる各第２熱面部１４、１８で吸収した分の熱が放出される。そのため、低温側となる第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５の各第２熱面部１４、１８は、高温側となる各第１熱面部１３、１７と比較して熱移動が少ない。
しかし、低温部となる第２熱交換器２０は、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５のそれぞれの第２熱面部１４、１８に当接しており、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５の両方からの冷却を受ける。
この運転状態では、低温部となる第２熱交換器２０と高温部となる第１熱交換器１９（又は第３熱交換器２１）との熱移動のバランスが保たれ、第１熱交換器１９〜第３熱交換器２１の基本設計（形状、サイズ、能力等）を同じにすることができる。
なお、第１蓄熱器３１における蓄熱や第２蓄熱器３２における蓄冷は、それぞれ熱交換器などを通して、車両室内の空気調和用の温度調節や給水および給湯器等の熱源として利用される。
【００３５】
次に、通路切換弁２７のスプール２８を第１励磁位置に切り換えた状態での熱交換装置１０の運転について説明する。
図２に示すように、通路切換弁２７のスプール２８が第１励磁位置にあるとき、コントローラ３５は、第１ポンプ３３および第２ポンプ３４を作動させるとともに、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５に直流電流を供給するように電源を制御する。
第１ポンプ３３の作動により、第１蓄熱器３１から出た熱媒体は、通路切換弁２７および第２通路２３を介して第２熱交換器２０を通り、第２熱交換器２０の通過後は、通路切換弁２７および第３通路２４を介して第３熱交換器２１を通る。
第３熱交換器２１を通過した熱媒体は、通路切換弁２７および第４通路２５を介して第１蓄熱器３１へ戻る。
一方、第２ポンプ３４の作動により、第２蓄熱器３２から出た熱媒体は第１熱交換器１９を通り第２蓄熱器３２へ戻る。
つまり、熱交換装置１０は、第１通路２２〜第３通路２４における熱媒体の移動を可能とする状態であって、第２通路２３と第３通路２４とを連通する連通状態にあり、第２通路２３と第３通路２４を直列に接続する直列接続状態である。
さらに言うと、熱交換装置１０は、第２通電状態のときに第１蓄熱器３１が第２通路２３および第３通路２４と連通されるとともに、第２蓄熱器３２が第１通路２２と連通される第２連通状態にある。
【００３６】
電源は第１ペルチェユニット１１が第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行うとともに、第２ペルチェユニット１５が、第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第２通電状態となるように直流電流を供給する。
第２通電状態では、逆通電の第１ペルチェユニット１１において第１熱面部１３から第２熱面部１４への熱移動が行われ、第１熱交換器１９は冷却され、第２熱交換器２０は加熱される。
また、第２通電状態では、正通電の第２ペルチェユニット１５において第２熱面部１８から第１熱面部１７への熱移動が行われ、第１熱交換器１９から第２熱交換器２０へ移動された熱は第３熱交換器２１へ移動される。
このため、第１通路２２を通る熱媒体は冷却され、第２通路２３を通る熱媒体は第１通路２２よりも温度が高く、第３通路２４は第２通路２３を通る熱媒体よりも温度が高くなる。
ペルチェ効果のみであると、第２通路２３の熱が第３通路２４に移動するだけであるので、図１に示す第１通電状態の場合よりも第３通路２４の温度が高くなることはないが、図２に示す第２通電状態では、電力の一部が熱として第１熱面部１７および第２熱面部１８から熱媒体に放出されるために、図１の場合よりも第３通路２４の温度が高くなる。
【００３７】
第１熱交換器１９を低温部とし第３熱交換器２１を高温部とすると、第２熱交換器２０は低温部と高温部との中間の温度となる中温部となる。
低温部と中温部との温度差および中温部と高温部との温度差は、ペルチェ素子の素子性能に依存する温度差であるが、低温部と高温部との温度差はペルチェ素子の素子性能に依存する温度差の２倍となる。
【００３８】
第１熱交換器１９から第２熱交換器２０への熱の移動と、第２熱交換器２０から第３熱交換器２１への熱移動との２段階の同じ方向への熱移動が行われ、これにより第３熱交換器２１ではスプール２８の消磁位置における第１熱交換器１９および第３熱交換器２１における温度よりも高い温度となる。
例えば、素子性能としては温度差５０℃を作り出すことができる場合であって、第１熱交換器１９を出る熱媒体の温度が−１０℃となるとき、第２熱交換器２０を出る熱媒体の温度は４０℃となる。
そして、第３熱交換器２１では第２ペルチェユニット１５により第２熱交換器１９を出た熱媒体と５０℃の温度差が生み出されるから、第３熱交換器２１を出た熱媒体は９０℃となる。
【００３９】
第３熱交換器２１を出た熱媒体は第１蓄熱器３１において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第１蓄熱器３１では蓄熱が行われる。
一方、第１熱交換器１９において冷却された熱媒体は第２蓄熱器３２において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第２蓄熱器３２では蓄冷が行われる。
【００４０】
この運転状態では、第１ペルチェユニット１１の第１熱面部１３と第２ペルチェユニット１５の第１熱面部１７との温度差がペルチェ素子の素子性能に依存する温度差より大きくなる。
このため、第１熱交換器１９と第３熱交換器２１との温度差を大きくなり、特に高い温度に加熱された熱媒体が得られる。
なお、第１蓄熱器３１における蓄熱や第２蓄熱器３２における蓄冷は、それぞれ熱交換器などを通して、車両室内の空気調和用の温度調節や給水および給湯器等の熱源として利用される。
【００４１】
次に、通路切換弁２７のスプール２８を第２励磁位置に切り換えた状態での熱交換装置１０の運転について説明する。
図３に示すように、通路切換弁２７のスプール２８が第２励磁位置にあるとき、コントローラ３５は、第１ポンプ３３を作動させるとともに、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５に直流電流を供給するように電源を制御する。
このとき、コントローラ３５は第２ポンプ３４を作動させない制御を行う。
【００４２】
第１ポンプ３３の作動により、第１蓄熱器３１から出た熱媒体は、通路切換弁２７において分岐され第１熱交換器１９および第３熱交換器２１をそれぞれ通り、第１熱交換器１９および第３熱交換器２１を通過した後、通路切換弁２７において合流され、合流された熱媒体は第１蓄熱器３１へ戻る。
第２励磁状態では、第２通路２３の両端部は通路切換弁２７において閉塞されている。
同様に、第５通路２６の両端部は通路切換弁２７において閉塞されている。
このため、第２通路２３および第５通路２６における熱媒体は、それぞれの通路２３、２６で流れを作ることはない。
つまり、熱交換装置１０は、第１通路２２および第３通路２４における熱媒体を移動させるとともに第２通路２３の熱媒体の移動を停止させる状態であって、第１通路２２と第３通路２４に対して第２通路２３との間を互いに非連通とする状態にあり、第１通路２２と第３通路２４を並列に接続する並列接続状態である。
【００４３】
電源は第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が夫々第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第１通電状態となるように直流電流を供給する。
第１通電状態では、正通電の第１ペルチェユニット１１において第２熱面部１４から第１熱面部１３への熱移動が行われる。
第１熱面部１３からの熱を受ける第１熱交換器１９は加熱される。
第１ペルチェユニット１１の第２熱面部１４では第２熱交換器２０の熱媒体は流れていないから熱交換することができず、第２熱面部１４の温度は徐々に上昇し、第２熱交換器２０の温度が上昇する。
【００４４】
また、第１通電状態では、正通電の第２ペルチェユニット１５において第２熱面部１８から第１熱面部１７への熱移動が行われる。
第１熱面部１７からの熱を受ける第３熱交換器２１は加熱される。
第２ペルチェユニット１５の第２熱面部１８では第２熱交換器２０の熱媒体が流れていないから熱交換することができず、第２熱面部１８の温度は徐々に上昇し、第２熱交換器２０の温度が上昇する。
【００４５】
このため、第１ペルチェユニット１１の第２熱面部１４および第２ペルチェユニット１５の第２熱面部１８の温度上昇に伴い、第１ペルチェユニット１１の第１熱面部１３および第２ペルチェユニット１５の第１熱面部１７は、第２熱面部１４、１８との温度差を保って上昇する。
第１通路２２および第３通路２４を通る熱媒体は第１熱交換器１９および第３熱交換器２１において加熱され、加熱された熱媒体は第１蓄熱器３１において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第１蓄熱器３１では蓄熱が行われる。
【００４６】
この運転状態では、ペルチェ素子の素子性能に依存する温度差が第１ペルチェユニット１１の第１熱面部１３と第２熱面部１４との間において作り出される。
しかし、第２熱面部１４の温度が上昇するから第１熱面部１３の温度が第２熱面部１４の温度上昇に対応して上昇する。
同様の理由から第２ペルチェユニット１５の第２熱面部１８の温度も上昇する。
例えば、図３に示すように、低温部となる第２熱交換器２０の熱媒体の温度が０℃から４０℃まで上昇し、素子性能に依存する第１熱面部１３（１７）と第２熱面部１４（１８）との温度差が５０℃すると、高温部となる第１熱交換器１９および第３熱交換器２１を出る熱媒体の温度が５０℃から９０℃まで上昇することになる。
このため、消磁位置にある場合の運転時と比較して、第２熱交換器２０の熱媒体の流れを止めるだけで、第１熱交換器１９および第３熱交換器２１における熱媒体の温度がさらに高くなる。
なお、第１蓄熱器３１における蓄熱は、それぞれ熱交換器などを通して、車両室内の空気調和用の温度調節や給水および給湯器等の熱源として利用することができる。
【００４７】
因みに、消磁位置において第２ポンプ３４の作動を止めることにより、実質的にスプール２８の第２励磁位置での運転状態と同じとすることができる。
この場合、予め第１通路２２および第３通路２４を出る熱媒体の第１設定温度（例えば、４０℃）を設定しておき、スプール２８を消磁位置として第１、第２ポンプ３３、３４を作動させ、第１通電状態にて運転する。
温度センサＳ２、Ｓ６が第１設定温度を検出したら、コントローラ３５が第２ポンプを停止するように制御する。
これにより低温部である第２熱交換器２０の温度が上昇するに伴い、高温部である第１熱交換器１９および第３熱交換器２１の温度が上昇する。
【００４８】
この実施形態のコントローラ３５は、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が夫々第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第１通電状態と、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５の一方が、第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行うとともに、他方が第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行う第２通電状態と、切り換える通電切換手段に相当する。
また、この実施形態の通路切換弁２７は、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５により加熱された第１通路２２と第３通路２４の熱媒体と、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５により冷却された熱媒体と、をそれぞれ移動可能にする状態と、第１通路２２および第３通路２４に熱媒体の移動を可能するとともに第２通路２３の熱媒体の移動を不可にする状態との切り換えを行う状態切換手段に相当する。
また、通路切換弁２７は、第１通電状態のときに第１通路２２および第３通路２４に対して第２通路２３との間を互いに非連通とする状態と、第２通電状態のときに第２通路２３と第３通路２４とを連通するとともに第２通路２３および第３通路２４に対して第１通路２２を非連通にする状態と、を切り換える状態切換手段に相当する。
さらに言うと、通路切換弁２７は、第１蓄熱器３１が第１通路２２および第３通路２４に連通されるとともに、第２蓄熱器３２が第２通路２３に連通される第１連通状態と、第１蓄熱器３１が第２通路２３および第３通路２４と連通されるとともに、第２蓄熱器３２が第１通路２２と連通される第２連通状態と、を切り換える蓄熱器切換手段に相当する。
なお、この実施形態では、第１通電状態では、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が共に第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う状態としたが、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が共に第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行う状態を第１通電状態としてもよい。第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が共に第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行う第１通電状態では、第１通路２２および第３通路２４が低温部であって第２通路２３が高温部となる。
【００４９】
この実施形態は以下の作用効果を奏する。
（１）第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が夫々第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第１通電状態では、第１熱交換器１９および第３熱交換器２１が高温部であって第２熱交換器２０が低温部となり、各ペルチェユニット１１、１５は第１熱交換器１９と第２熱交換器２０との間および第３熱交換器２１と第２熱交換器２０との間において温度差を高い成績係数（ＣＯＰ）にて作り出すことができる。第１ペルチェユニット１１が第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行うとともに、第２ペルチェユニット１５が、第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第２通電状態では、第１熱交換器１９を低温部とし第３熱交換器２１を高温部とすると、第２熱交換器２０が低温部と高温部との中間の温度となる中温部となる。このため、第２通電状態では、第１ペルチェユニット１１による第１熱交換器１９から第２熱交換器２０への熱移動と、第２ペルチェユニット１５による第２熱交換器２０から第３熱交換器２１への熱移動という２段階の熱移動により、従来よりも第１熱交換器１９と第３熱交換器２１との温度差を大きくすることができる。つまり、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５に対する通電の向きを変更するだけで、成績係数の高い熱交換装置１０の運転と、従来よりも大きな温度差を熱面部間に生み出す熱交換装置１０の運転と切り換えることができる。
【００５０】
（２）通路切換弁２７のスプール２８が消磁位置の状態では、第１通電状態のときに第１通路２２と第３通路２４が並列に接続されることから、第１熱交換器１９と第２熱交換器２０との間と、第２熱交換器２０と第３熱交換器２１との間とに、それぞれ温度差を高い成績係数（ＣＯＰ）にて作り出すことができる。また、スプール２８が第１励磁位置の状態で第２通電状態のときには、第２通路２３と第３通路２４を直列に接続することから、従来よりも第１熱交換器１９と第３熱交換器２１との温度差を大きくすることができる。通路切換弁２７のスプール２８の切り換え位置に応じて通電状態を切り換えることにより、消磁位置とは異なる高い温度差を熱面部間において生み出すことができ、従来よりも高温の熱媒体を得ることができる。
【００５１】
（３）第１蓄熱器３１と第２蓄熱器３２が設けられるから、スプール２８が消磁位置にあるときの第１連通状態における各通路２２〜２６の熱媒体の熱や第２連通状態における各通路２２〜２６の熱媒体の熱を、第１蓄熱器３１又は第２蓄熱器３２の蓄熱材Ｗに蓄えておくことができる。
（４）通路切換弁２７のスプール２８が消磁位置の状態では、第１通電状態のときに第１通路２２と第３通路２４は並列に接続されるが、第１通路２２および第３通路２４の熱媒体と第２通路２３の熱媒体を循環させることにより、第１通路２２および第３通路２４の熱媒体を加熱し、第２通路２３の熱媒体を冷却することができる。また、スプール２８を第２励磁位置にして第２通路２３の熱媒体の循環を停止することにより、スプール２８が消磁位置の場合と比較して第１熱交換器１９および第３熱交換器２１の高温化を図ることができる。
【００５２】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る熱交換装置について説明する。
第２の実施形態の熱交換装置では、スプールが消磁位置および第２励磁位置に位置する状態では第１の実施形態と同じであるが、スプールが第１励磁位置にあるときの各通路の関係が第１の実施形態と異なる。
図４は第２の実施形態に係る熱交換装置４０を示し、その構成のうち、第１の実施形態の熱交換装置１０と同一の要素については第１の実施形態の説明を援用して共通の符号を用いる。
【００５３】
図４に示す熱交換装置４０は、第１ペルチェユニット１１、第２ペルチェユニット１５、第１熱交換器１９、第２熱交換器２０、第３熱交換器２１、第１通路２２、第２通路２３、第３通路２４、通路切換弁４１、第１蓄熱器３１および第２蓄熱器３２を備えている。
通路切換弁４１は、第１ソレノイド４３、第２ソレノイド４４およびスプール４２を備えた１０ポート３位置電磁弁であり、通路切換弁４１のスプール４２は消磁位置、第１励磁位置および第２励磁位置の３位置に変位可能である。
通路切換弁４１は、状態切換手段であって蓄熱器切換手段に相当する。
スプール４２が消磁位置および第２励磁位置に位置する状態では、第１の実施形態と同じ通路の状態となる。
【００５４】
図４に示す熱交換装置４０では、スプール４２が第１励磁位置に位置しており、この状態では、第１通路２２と第３通路２４が直列に接続される直列接続状態となるほか、第１通路２２および第３通路２４は第４通路２５と連通される。
つまり、第１熱交換器１９、第３熱交換器２１および第１蓄熱器３１を通る熱媒体の循環回路が構成される。
さらに、第２通路２３と第５通路２６が連通され、第２熱交換器２０と第２蓄熱器３２との間を熱媒体が循環する循環回路が構成される。
【００５５】
次に、通路切換弁４１のスプール４２を第１励磁位置に切り換えた状態での熱交換装置４０の運転について説明する。
図４に示すように、スプール４２が第１励磁位置にあるとき、コントローラ３５は、第１ポンプ３３および第２ポンプ３４を作動させるとともに、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５に直流電流を供給するように電源を制御する。
第１ポンプ３３の作動により、第１蓄熱器３１から出た熱媒体は、通路切換弁４１を介して第１熱交換器１９を通り、第１熱交換器１９の通過後は、通路切換弁４１を介して第３熱交換器２１を通る。
第３熱交換器２１を通過した熱媒体は、通路切換弁４１を介して第１蓄熱器３１へ戻る。
一方、第２ポンプ３４の作動により、第２蓄熱器３２から出た熱媒体は第２熱交換器２０を通り第２蓄熱器３２へ戻る。
つまり、熱交換装置４０は、第１通路２２〜第３通路２４における熱媒体を移動可能とする状態であって、第１通路２２および第３通路２４に対して第２通路２３との間を互いに非連通とする状態にあり、第１通路２２と第３通路２４を直列に接続する直列接続状態である。
さらに言うと、熱交換装置４０は、第１蓄熱器３１が第１通路２２および第３通路２４に連通されるとともに、第２蓄熱器３２が第２通路２３に連通される第１連通状態にある。
この実施形態の通路切換弁４１は、第１通電状態のときに第１通路２２と第３通路２４を並列に接続する並列接続状態とするとともに第１通路２２および第３通路２４に対して第２通路２３を非連通にする状態と、第２通電状態のときに第１通路２２と第３通路２４を直列に接続する直列接続状態するとともに第１通路２２および第３通路２４に対して第２通路２３を非連通にする状態で切り換える状態切換手段に相当する。
【００５６】
電源は第１ペルチェユニット１１が第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行うとともに、第２ペルチェユニット１５が、第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第２通電状態となるように直流電流を供給する。
第２通電状態では、逆通電の第１ペルチェユニット１１において第１熱面部１３から第２熱面部１４への熱移動が行われ、第１熱交換器１９は冷却され、第２熱交換器２０は加熱される。
また、第２通電状態では、正通電の第２ペルチェユニット１５において第２熱面部１８から第１熱面部１７への熱移動が行われ、第１熱交換器１９から第２熱交換器２０へ移動された熱は第３熱交換器２１へ移動される。
このため、第１通路２２を通る熱媒体は冷却され、第２通路２３を通る熱媒体は第１通路２２よりも温度が高く、第３通路２４は第２通路２３を通る熱媒体よりも温度が高くなる。
第１熱交換器１９を低温部とし第３熱交換器２１が高温部とすると、第２熱交換器２０が低温部と高温部との中間の温度となる中温部となる。
【００５７】
第１熱交換器１９から第２熱交換器２０への熱の移動と、第２熱交換器２０から第３熱交換器２１への熱移動との２段階の同じ方向への熱移動が行われ、これにより第３熱交換器２１では消磁位置における第１熱交換器１９および第３熱交換器２１における温度よりも高い温度となる。
例えば、素子性能としては温度差５０℃を作り出すことができる場合であって、第１熱交換器１９を出た熱媒体の温度が−１０℃となるとき、第３熱交換器２１を出る熱媒体の温度は９０℃となる。
つまり、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５により第１熱交換器１９を出る熱媒体と１００℃の温度差が生み出される。
【００５８】
第３熱交換器２１を出た熱媒体は第１蓄熱器３１において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第１蓄熱器３１では蓄熱が行われる。
一方、第２熱交換器２０において中温となった熱媒体は第２蓄熱器３２において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第２蓄熱器３２では中温の蓄熱が行われる。
【００５９】
この実施形態によれば、通路切換弁４１のスプール４２が第１励磁位置にあり、第２通電状態とする運転では、冷却された熱媒体をペルチェ素子の素子性能に依存する温度差以上となるように加熱することができる。
このため、第１熱交換器１９と第３熱交換器２１との温度差は大きくなり、特に高い温度の熱媒体を得ることができる。
なお、第１蓄熱器３１における蓄熱や第２蓄熱器３２における蓄冷は、それぞれ熱交換器などを通して、車両室内の空気調和用の温度調節や給水および給湯器等の熱源として利用することができる。
【００６０】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る熱交換装置５０について説明する。
第３の実施形態の熱交換装置は、３つの蓄熱器を備える点、通路切換弁のスプールが２位置に変位される点で第１の実施形態と異なる。
スプールが消磁位置に位置する状態では第１の実施形態と同じであるが、スプールが励磁位置にあるときの各通路の関係が第１の実施形態と異なる。
図５は第３の実施形態に係る熱交換装置５０を示し、その構成のうち、第１の実施形態の熱交換装置１０と同一の要素については第１の実施形態の説明を援用して共通の符号を用いる。
【００６１】
図５に示す熱交換装置５０は、第１ペルチェユニット１１、第２ペルチェユニット１５、第１〜第３熱交換器１９〜２１、第１〜第６通路２２〜２６、５５、通路切換弁５１、第１〜第３蓄熱器３１、３２、５６、第１〜第３ポンプ３３、３４、５７を備えている。
通路切換弁５１は、スプール５２、第１ソレノイド５３、復帰用ばね５４を備えた１２ポート２位置電磁弁であり、通路切換弁５１のスプール５２は消磁位置、励磁位置の２位置に変位可能である。
【００６２】
第１通路２２の一端は通路切換弁５１の第１ポートＰ１と接続されており、他端は第６ポートＰ６に接続されている。
第２通路２３の一端は通路切換弁５１の第２ポートＰ２と接続されており、他端は第５ポートＰ５に接続されている。
第３通路２４の一端は通路切換弁５１の第３ポートＰ３と接続されており、他端は第４ポートＰ４に接続されている。
【００６３】
通路切換弁５１の第７ポートＰ７は第１蓄熱器３１を通る熱媒体の第４通路２５の一端が接続され、第４通路２５の他端は第８ポートＰ８と接続されている。
第１蓄熱器３１の内部には第４通路２５における熱媒体と熱交換可能であって、蓄熱可能な蓄熱材Ｗが収容されている。
第４通路２５における第７ポートＰ７と第１蓄熱器３１との間には第１ポンプ３３が設けられ、第１ポンプ３３は作動により第４通路２５の熱媒体を第７ポートＰ７へ向けて移送する。
【００６４】
通路切換弁５１の第９ポートＰ９は第３蓄熱器５６を通る熱媒体の第６通路５５の一端が接続され、第６通路５５の他端は第１０ポートＰ１０と接続されている。
第３蓄熱器５６の内部には第６通路５５における熱媒体と熱交換可能であって、蓄熱可能な第３蓄熱材としての蓄熱材Ｗが収容されている。
第３蓄熱器５６の蓄熱材の温度を検出する温度センサＳ９を備えている。
第６通路５５における第９ポートＰ９と第３蓄熱器５６との間には第３ポンプ５７が設けられ、第３ポンプ５７は作動により第６通路５５の熱媒体を第９ポートＰ９へ向けて移送する。
【００６５】
通路切換弁５１の第１１ポートＰ１１は第２蓄熱器３２を通る熱媒体の第５通路２６の一端が接続され、第５通路２６の他端は第１２ポートＰ１２と接続されている。
第２蓄熱器３２の内部には第５通路２６における熱媒体と熱交換可能であって、蓄熱可能な第２蓄熱材としての蓄熱材Ｗが収容されている。
第５通路２６における第１１ポートＰ１１と第２蓄熱器３２との間には第２ポンプ３４が設けられており、第２ポンプ３４は作動により第５通路２６の熱媒体を第１１ポートＰ１１へ向けて移送する。
第１蓄熱器３１、第２蓄熱器３２および第３蓄熱器５６に蓄えられた蓄熱（又は蓄冷）は、空気調和等に利用される。
【００６６】
この実施の形態では、通路切換弁５１のスプール５２が消磁位置にあるとき、第１通路２２と第３通路２４が並列に接続される並列接続状態となるほか、第１通路２２と第３通路２４は第５通路２６と連通する。
つまり、第１熱交換器１９、第３熱交換器２１および第２蓄熱器３２を通る熱媒体の循環回路が構成される。
また、消磁位置では、第２通路２３と第６通路５５が連通され、第２熱交換器２０および第３蓄熱器５６を循環する熱媒体の循環回路が構成される。
因みに、通路切換弁５１のスプール５２が消磁位置にあるとき、第１蓄熱器３１および第４通路２５は、第１〜第３通路２２〜２４のいずれとも連通しない。
【００６７】
通路切換弁５１のスプール５２が消磁位置にあるとき、コントローラ３５は、第２、第３ポンプ３４、５７を作動させるとともに、第１ペルチェユニット１１および第２ペルチェユニット１５が夫々第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第１通電状態となるように電源を制御する。
このため、第１通路２２および第３通路２４を通る熱媒体は第１熱交換器１９および第３熱交換器２１において加熱される。
加熱された熱媒体は第６通路５５を通り第３蓄熱器５６において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第３蓄熱器５６では蓄熱が行われる。
一方、第２通路２３を通る熱媒体は第２熱交換器２０において冷却され、冷却された熱媒体は第５通路２６を通り、第２蓄熱器３２において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第２蓄熱器３２では蓄冷が行われる。
従って、この場合は第１の実施形態においてスプール２８が消磁位置で第１通電状態の場合と実質的に同じである。
【００６８】
図５に示すように、通路切換弁５１のスプール５２が、励磁位置にあるとき、第１通路２２と第４通路２５が連通され、第１熱交換器１９と第１蓄熱器３１を循環する循環回路が構成される。
スプール５２が第１励磁位置とき、第２通路２３と第５通路２６が連通され、第２熱交換器２０と第２蓄熱器３２を循環する循環回路が構成される。
さらに、第３通路２４と第６通路５５が連通され、第３熱交換器２１と第３蓄熱器５６を循環する循環回路が構成される。
つまり、熱交換装置５０は、励磁位置にあるとき第１通路２２〜第３通路２４における熱媒体を移動可能とする状態であって、第１通路２２〜第３通路２４との間を互いに非連通とする状態である。
さらに言うと、熱交換装置５０は、第１蓄熱器３１が第１通路２２に連通されるとともに第２蓄熱器３２が第２通路２３に接続され、さらに第３蓄熱器５６が第３通路２４に連通される第３連通状態にある。
【００６９】
図５に示すように、通路切換弁５１のスプール５２が励磁位置にあるとき、コントローラ３５は、第１〜第３ポンプ３３、３４、５７を作動させるとともに、第１ペルチェユニット１１が第２通路２３を熱移動先とする熱移動を行うとともに、第２ペルチェユニット１５が、第２通路２３を熱移動元とする熱移動を行う第２通電状態となるように電源を制御する。
第１ポンプ３３の作動により、第１蓄熱器３１から出た熱媒体は、通路切換弁５１を介して第１熱交換器１９を通り、第１熱交換器１９を通過後は、通路切換弁５１を介して第１蓄熱器３１へ戻る。
一方、第２ポンプ３４の作動により、第２蓄熱器３２から出た熱媒体は第２熱交換器２０を通り第２蓄熱器３２へ戻る。
一方、第３ポンプ５７の作動により、第３蓄熱器５６から出た熱媒体は第３熱交換器２１を通り第３蓄熱器５６へ戻る。
【００７０】
第２通電状態では、逆通電により第１ペルチェユニット１１において第１熱面部１３から第２熱面部１４への熱移動が行われ、第１熱交換器１９は冷却され、第２熱交換器２０は加熱される。
また、第２通電状態では、正通電により第２ペルチェユニット１５において第２熱面部１８から第１熱面部１７への熱移動が行われ、第１熱交換器１９から第２熱交換器２０へ移動された熱は第３熱交換器２１へ移動される。
このため、第１通路２２を通る熱媒体は冷却され、第２通路２３を通る熱媒体は第１通路２２よりも温度が高く、第３通路２４は第２通路２３を通る熱媒体よりも温度が高くなる。
第１熱交換器１９を低温部とし第３熱交換器２１が高温部とすると、第２熱交換器２０が低温部と高温部との中間の温度となる中温部となる。
【００７１】
第１熱交換器１９から第２熱交換器２０への熱の移動と、第２熱交換器２０から第３熱交換器２１への熱移動との２段階の同じ方向への熱移動が行われ、これにより第３熱交換器２１では消磁位置における第１熱交換器１９および第３熱交換器２１における温度よりも高い温度となる。
例えば、ペルチェ素子の素子性能としては温度差５０℃を作り出すことができる場合であって、第１熱交換器１９を出た熱媒体の温度が−１０℃となるとき、第２熱交換器２０を出た熱媒体の温度は４０℃となり、第３熱交換器２１を出た熱媒体の温度は９０℃となる。
【００７２】
第１熱交換器１９を出た熱媒体は第１蓄熱器３１において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第１蓄熱器３１では蓄熱が行われる。
一方、第２熱交換器２０において中温となった熱媒体は第２蓄熱器３２において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第２蓄熱器３２では中温の蓄熱が行われる。
第３熱交換器２１において高温となった熱媒体は第３蓄熱器５６において蓄熱材Ｗと熱交換を行い、第３蓄熱器５６では高温の蓄熱が行われる。
【００７３】
この実施形態によれば、通路切換弁５１のスプール５２を第１励磁位置とし、第２通電状態とする運転では、冷却された熱媒体をペルチェ素子の素子性能に依存する温度差以上となるように加熱することができ、また、３つの蓄熱器３１、３２、５６が備えられていることから低温、中温、高温の蓄熱を行うことができる。
なお、蓄熱又は蓄冷された第１〜第３蓄熱器３１、３２、５６は、それぞれ熱交換器などを通して、車両室内の空気調和用の温度調節や給水および給湯器等の熱源として利用することができる。
【００７４】
なお、上記の各実施形態に係る熱交換装置は、本発明の一実施形態を示すものであり、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではなく、下記のように発明の趣旨の範囲内で種々の変更が可能である。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、状態切換手段としての通路切換弁は、電磁力を利用して通路切換弁のスプールを変位させて熱媒体の回路を切り換えたが、状態切換手段はこの通路切換弁に限定されない。例えば、各通路を互に連通する連通路をそれぞれ設け、各通路および連通路の開閉を行う開閉弁をそれぞれ設置した状態切換手段としてもよい。この場合、開閉弁の開閉を個別に制御することにより、通路切換弁の切り換えによる熱媒体の循環回路と同じ熱媒体の循環回路を実現することが可能である。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、状態切換手段としてソレノイドを備えた通路切換弁とし、電磁力を利用して通路切換弁のスプールを変位させて熱媒体の回路を切り換えたが、例えば、流体圧シリンダなどソレノイド以外のアクチュエータの作動あるいは手動操作によりスプールを変位させてもよい。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、互いに同じ構成の蓄熱器が複数個設けられたが、蓄熱器は互いに蓄熱材の種類・量や蓄熱能力が異なるようにしてもよい。蓄熱器の数についても複数以上であれば特に限定されない。
○  上記の第１、第２の実施形態では、第４通路、第５通路に蓄熱器を接続し、第３の実施形態では、第４通路および第５通路に加えて第６通路に蓄熱器を接続するとしたが、これらの通路に蓄熱器を接続することに限定する趣旨ではない。これらの通路には、例えば、空調や温水のための熱交換装置を接続してもよく、あるいは熱交換装置と蓄熱器を接続して両者を混在させてもよい。
○  上記の第１、第２の実施形態では、通路切換弁を、図１に示す第１連通状態および図２に示す第２連通状態のほか、図３に示す連通状態への切り換えが可能な３位置切換弁としたが、通路切換弁は３位置切換弁に限定されない、例えば、通路切換弁は、図１に示す第１連通状態と図２に示す第２連通状態との切り換えのみを行う２位置切換弁であってもよいし、あるいは、図１に示す第１連通状態と図３に示す連通状態との切り換えのみを行う２位置切換弁であってもよい。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、第１ペルチェユニットと第２ペルチェユニットとの２層構造により、各通路の位置関係は、第１通路と第３通路との間に第２通路を挟む積層構造としたが、第１ペルチェユニットと第２ペルチェユニットは２層構造に限定されない。例えば、第２通路における第１ペルチェユニットの下流側に第２ペルチェユニットを設けるようにしてもよい。
○  上記の第１〜第３実施形態では、第１通路〜第３通路を設け、各通路に対応する熱交換器を設けるようにしたが、通路および熱交換器は３つに限定されず、例えば、通路および熱交換器が３つ以上であってもよい。
○  上記の第１〜第３の実施形態では、第１通路〜第３通路を設け、これらの各通路が第１蓄熱器又は第２蓄熱器に接続されるとしたが、例えば、第１通路および第２通路のみを設けるようにしてもよい。この場合、第１通路と第１蓄熱器を連結して熱媒体を流し、第２通路と第２蓄熱器を連通して熱媒体を流し、第２通路から第１通路に熱移動する状態と、第１通路と第１蓄熱器を連結して熱媒体を流し、第２通路には熱媒体の流通を停止し、第２通路から第１通路へ熱移動を行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７５】
１０、４０、５０  熱交換装置
１１  第１ペルチェユニット
１３、１７  第１熱面部
１４、１８  第２熱面部
１５  第２ペルチェユニット
１９  第１熱交換器
２０  第２熱交換器
２１  第３熱交換器
２２  第１通路
２３  第２通路
２４  第３通路
２５  第４通路
２６  第５通路
２７、４１、５１  通路切換弁
２８、４２、５２  スプール
３１  第１蓄熱器
３２  第２蓄熱器
５５  第６通路
５６  第３蓄熱器
Ｐ１〜Ｐ１２  ポート
Ｓ１〜Ｓ８  温度センサ
Ｗ  蓄熱材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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