(57)【要約】【課題】建物内の空間の熱を無駄にすることなく、車両用空調装置の負荷を軽減することができる熱交換装置を提供する。【解決手段】筐体１と、熱交換器２と、第１の供給口３１と、第１の排出口３２と、熱伝達部４とを備える。筐体１は、建物６に付属して設置される。熱交換器２は、筐体１に収納され、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換する。第１の供給口３１は、一端が建物６内の空間に接続された第１の熱媒体供給管３１１に接続され、第１の熱媒体供給管３１１を介して建物６内の空間から第１の熱媒体が供給される。第１の排出口３２は、第２の熱媒体との間で熱交換された第１の熱媒体を排出する。熱伝達部４は、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱を車両７の室内の空間に伝える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
建物に付属して設置される筐体と、
前記筐体に収納され、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、
一端が前記建物内の空間に接続された第１の熱媒体供給管に接続され、当該第１の熱媒体供給管を介して前記建物内の空間から前記第１の熱媒体が供給される第１の供給口と、
前記第２の熱媒体との間で熱交換された前記第１の熱媒体を排出する第１の排出口と、
前記第１の熱媒体との間で熱交換された前記第２の熱媒体の熱を車両室内の空間に伝える熱伝達部とを備える
ことを特徴とする熱交換装置。
【請求項２】
前記熱伝達部は、
一端が前記車両室内の空間に接続された第２の熱媒体供給管に接続され、当該第２の熱媒体供給管を介して前記車両室内の空間から前記第２の熱媒体が供給される第２の供給口と、
一端が前記車両室内の空間に接続された第２の熱媒体排出管に接続され、当該第２の熱媒体排出管を介して前記第１の熱媒体との間で熱交換された前記第２の熱媒体を排出し、前記車両室内の空間に前記第２の熱媒体の熱を伝える第２の排出口とを備える
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項３】
前記熱伝達部は、前記第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱を蓄積する蓄熱体を備え、
前記蓄熱体は、前記筐体に着脱自在であり、前記車両内に設置可能である
ことを特徴とする請求項１記載の熱交換装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の熱交換装置と、
前記建物内の空間と前記第１の供給口と接続し、前記第１の熱媒体が流れる前記第１の熱媒体供給管とを備える
ことを特徴とする熱交換システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建物と車両との間で熱交換する熱交換装置および、これを用いた熱交換システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建物の室内を快適な温度環境とする空調装置（エアコン）がある（例えば、特許文献１参照）。また、車両の室内においても温度環境を快適にするために、車両用空調装置もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００３】
このように、人が存在する閉ざされた空間それぞれに空調装置が設けられており、例えば夏季であっても室内が冷房されることによって、人が快適に過ごすことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−２０４８３１号公報
【特許文献２】特開２０１３−２１６１３２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、ある空間から異なる空間に人が移動する場合、例えば人が建物（家）で過ごしたのち、車両で外出する場合がある。このような場合、まず建物に設置された空調装置が稼働され、その後人が車両に移動すると車両用空調装置が稼働される。そのため、人が不在となった建物内の空間の熱（温熱，冷熱）が無駄となる。一方、車両では、車両の室内の温度を快適な温度まで変化させるために、車両用空調装置の負荷が大きくなる。
【０００６】
本発明は、上記事由に鑑みてなされたものであり、その目的は、建物内の空間の熱を無駄にすることなく、車両用空調装置の負荷を軽減することができる熱交換装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の熱交換装置は、建物に付属して設置される筐体と、前記筐体に収納され、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、一端が前記建物内の空間に接続された第１の熱媒体供給管に接続され、当該第１の熱媒体供給管を介して前記建物内の空間から前記第１の熱媒体が供給される第１の供給口と、前記第２の熱媒体との間で熱交換された前記第１の熱媒体を排出する第１の排出口と、前記第１の熱媒体との間で熱交換された前記第２の熱媒体の熱を車両室内の空間に伝える熱伝達部とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この熱交換装置において、前記熱伝達部は、一端が前記車両室内の空間に接続された第２の熱媒体供給管に接続され、当該第２の熱媒体供給管を介して前記車両室内の空間から前記第２の熱媒体が供給される第２の供給口と、一端が前記車両室内の空間に接続された第２の熱媒体排出管に接続され、当該第２の熱媒体排出管を介して前記第１の熱媒体との間で熱交換された前記第２の熱媒体を排出し、前記車両室内の空間に前記第２の熱媒体の熱を伝える第２の排出口とを備えることが好ましい。
【０００９】
この熱交換装置において、前記熱伝達部は、前記第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱を蓄積する蓄熱体を備え、前記蓄熱体は、前記筐体に着脱自在であり、前記車両内に設置可能であることが好ましい。
【００１０】
本願発明の熱交換システムは、上述した熱交換装置と、前記建物内の空間と前記第１の供給口と接続し、前記第１の熱媒体が流れる前記第１の熱媒体供給管とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本発明では、熱交換器によって、建物内の空間から供給される第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換し、熱伝達部によって第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱が車両室内の空間に伝えられる。すなわち、建物内の空間の熱を無駄にすることなく、建物内の空間の熱が車両室内の空間に伝えられるので、車両用空調装置の負荷を軽減することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施形態１の熱交換装置の概略構成図である。
【図２】実施形態２の熱交換装置の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（実施形態１）
本実施形態の熱交換装置の概略構成図を図１に示す。
【００１５】
本実施形態の熱交換装置は、筐体１と、熱交換器２と、第１の供給口３１と、第１の排出口３２と、熱伝達部４とを備え、建物６内の空間と車両７の室内の空間との間で熱交換するものである。筐体１は、建物６に付属して設置される。熱交換器２は、筐体１に収納され、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換する。第１の供給口３１は、一端が建物６内の空間に接続された第１の熱媒体供給管３１１に接続され、第１の熱媒体供給管３１１を介して建物６内の空間から第１の熱媒体が供給される。第１の排出口３２は、第２の熱媒体との間で熱交換された第１の熱媒体を排出する。熱伝達部４は、第２の供給口４１と、第２の排出口４２とを備え、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱を車両７の室内の空間に伝える。第２の供給口４１は、一端が車両７の室内の空間に接続された第２の熱媒体供給管４１１に接続され、第２の熱媒体供給管４１１を介して車両７の室内の空間から第２の熱媒体が供給される。第２の排出口４２は、一端が車両７の室内の空間に接続された第２の熱媒体排出管４２１に接続され、第２の熱媒体排出管４２１を介して第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体を排出し、車両７の室内の空間に第２の熱媒体の熱を伝える。さらには、上記熱交換装置と、建物６内の空間と第１の供給口３１とを接続し第１の熱媒体が流れる第１の熱媒体供給管３１１とを備える熱交換システムを構成している。
【００１６】
以下に、本実施形態の熱交換装置の構成について説明する。なお、ここでは建物６は戸建て住宅を想定し、この住宅と同じ敷地内に車両７が駐車されていると想定して説明する。
【００１７】
筐体１は、金属製の箱で構成されており、建物６の外壁に取り付けられ、内部に熱交換器２を収納している。なお、筐体１は、建物６内に設けられていてもよい。熱交換器２は、空気を第１，第２の熱媒体として利用しており、第１，第２の熱媒体が熱交換器２に接触しながら流れることによって、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換が行われる。また、筐体１は、内部で第１の熱媒体と第２の熱媒体とが混ざらないように仕切り１１を備えている。
【００１８】
さらに、筐体１は、第１の供給口３１と第１の排出口３２とを備えている。第１の供給口３１には、一端が建物６内の空間に接続された第１の熱媒体供給管３１１が接続される。第１の熱媒体供給管３１１は、例えば金属製または樹脂製等の管（パイプ）で構成されており、建物６の壁内や天井裏を通って部屋に設けられた排気口６１に一端が接続され、内部に第１の熱媒体が流れる。第１の排出口３２には、一端が建物６外の大気中に配置された第１の熱媒体排出管３２１が接続される。第１の熱媒体排出管３２１は、例えば金属製または樹脂製等の管（パイプ）で構成されており、内部に第１の熱媒体が流れる。また、第１の供給口３１，第１の排出口３２には、ファン３３が設けられている。ファン３３は、第１の熱媒体（空気）を熱交換器２に流すために設けられており、制御部５によって駆動・停止される。なお、ファン３３は、第１の供給口３１，第１の排出口３２のいずれか一方に設けられた構成でもよい。また、建物６の排気口６１にもファン３３が設けられた構成でもよい。
【００１９】
建物６内には、ヒートポンプ式のエアコン６２等の空調装置が設置されており、建物６内は快適な温度に空調されている。なお、空調装置はエアコン６２に限定せず、他の冷房装置，暖房装置であってもよい。そして、本実施形態では、建物６内における空調された空気（以降、空調空気と称す）を第１の熱媒体として利用している。第１の熱媒体の流れを図１における矢印で示す。図１に示すように、ファン３３を駆動することによって、建物６内の空調空気（第１の熱媒体）が、部屋の排気口６１−第１の熱媒体供給管３１１−第１の供給口３１を介して筐体１に流入する。そして、空調空気（第１の熱媒体）は、熱交換器２を通過して第２の熱媒体と熱交換されたのち、第１の排出口３２−第１の熱媒体排出管３２１を介して大気中に排出される。
【００２０】
また、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱を車両７の室内の空間に伝える熱伝達部４として、筐体１は、第２の供給口４１と第２の排出口４２とを備えている。第２の供給口４１には、一端が車両７の室内の空間に接続された第２の熱媒体供給管４１１が接続される。第２の熱媒体供給管４１１は、可撓性を有する例えばゴム製等の管（ホース）で構成されており、一端が駐車された車両７に設けられた供給管接続口７１に接続され、内部に第２の熱媒体が流れる。第２の排出口４２には、一端が車両７の室内の空間に接続された第２の熱媒体排出管４２１が接続される。第２の熱媒体排出管４２１は、可撓性を有する例えばゴム製の管（ホース）で構成されており、一端が駐車された車両７に設けられた排出管接続口７２に接続され、内部に第２の熱媒体が流れる。車両７に設けられた供給管接続口７１，排出管接続口７２は、それぞれが車両用空調装置（図示なし）の吹き出し口を介して車両７の室内の空間（ここでは、乗員が存在する空間を示す）に連通している。そして、本実施形態では、車両７の室内の空気（以降、車室空気と称す）を第２の熱媒体として利用している。なお、本実施形態では、供給管接続口７１と排出管接続口７２とは、車両７の同じ箇所に並んで設けられているが、それぞれ異なる箇所に設けられた構成でもよい。また、第２の供給口４１，第２の排出口４２には、ファン４３が設けられている。ファン４３は、第２の熱媒体（車室空気）を熱交換器２に流すために設けられており、制御部５によって駆動・停止される。なお、ファン４３は、第２の供給口４１，第２の排出口４２のいずれか一方に設けられた構成でもよい。また、車両７の供給管接続口７１，排出管接続口７２にファン４３が設けられた構成でもよい。
【００２１】
第２の熱媒体の流れを図１における矢印で示す。図１に示すように、ファン４３を駆動することによって、車両７の車室空気（第２の熱媒体）が供給管接続口７１−第２の熱媒体供給管４１１−第２の供給口４１を介して筐体１に流入する。そして、車室空気（第２の熱媒体）は、熱交換器２を通過して空調空気（第１の熱媒体）との間で熱交換されたのちに、第２の排出口４２−第２の熱媒体排出管４２１−排出管接続口７２を介して車両７の室内の空間に排出される。
【００２２】
また、ファン３３，４３を制御する制御部５は、例えば建物６内に設けられたリモコン（図示なし）と有線または無線で通信可能であり、ユーザーはリモコンを操作することでファン３３，４３を駆動または停止することができる。ファン３３，４３が動作することによって、第１の熱媒体（空調空気）と第２の熱媒体（車室空気）とが熱交換器２に流れ、第１の熱媒体と第２の熱媒体との間で熱交換が行われる。
【００２３】
次に、本実施形態の熱交換装置の利用について説明する。ここでは、夏季の日中において、ユーザーが建物６内においてエアコン６２で空調（冷房）された空間で過ごしたのち、車両７で外出することを想定して説明する。
【００２４】
一般的に、夏季の日中において建物６内で過ごす場合、室内空間の温度はエアコン６２によって外気よりも低い温度に空調される。一方、車両７は、熱伝導率の大きい金属でできた密室空間で窓比率も大きいため、特に屋外に駐車している場合、外気温や日射の影響によって車両７の室内の空間は高い温度となる。
【００２５】
そこで、ユーザーは、車両７で外出する前に熱交換装置を駆動する。具体的には、ユーザーは、リモコンを操作してファン３３，４３を駆動させる。これにより、冷房された建物６内の空調空気（第１の熱媒体）が第１の熱媒体供給管３１１を介して熱交換器２に供給される。また、車両７の室内における高い温度の車室空気（第２の熱媒体）が第２の熱媒体供給管４１１を介して熱交換器２に供給される。そして、第１の熱媒体（空調空気）と第２の熱媒体（車室空気）との間で熱交換され、温められた第１の熱媒は大気中に排出され、冷やされた第２の熱媒体は第２の熱媒体排出管４２１を介して再び車両７の室内の空間に送り込まれる。すなわち、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱（ここでは冷熱）が車両７の室内の空間に伝えられ、車両７の室内の空間が冷房される。そのため、ユーザーが車両７に乗り込んだ際には、車両７の室内の空間は快適な温度環境となる。
【００２６】
このように、本実施形態では、建物６内の空調空気と、車両７の車室空気との間で熱交換することによって、車両７の車両用空調装置を可動する前に車両７の室内を快適な温度環境とすることができる。したがって、建物６内に人が不在になることによって無駄となる建物６内の室内の空間における熱を有効活用することができる。さらに、車両７に乗り込んだ際に、既に室内が空調されているので、車両用空調装置の負荷（特に立ち上がり負荷）を軽減させることができる。
【００２７】
なお、上記では、建物６内が冷房されている場合について説明したが、冬季において建物６内が暖房されている場合についても同様であり、第１の熱媒体（空調空気）の温熱が第２の熱媒体（車室空気）に伝えられ、車両７の室内の空間が暖房される。
【００２８】
また、車両用空調装置によって空調された車室空気の熱を、熱交換器２を用いて建物６内の空間に伝えるように構成してもよい。この場合、第１の熱媒体排出管３２１に切り替え弁（図示なし）を設け、第２の熱媒体との間で熱交換された第１の熱媒体の排出先を、大気中と建物６内の空間とに切り替え可能に構成する。同様に、第２の熱媒体排出管４２１に切り替え弁（図示なし）を設け、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の排出先を、大気中と車両７の室内空間とに切り替え可能に構成する。これにより、空調された車室空気（第２の熱媒体）との間で熱交換された第１の熱媒体を建物６内の空間に送り込んで空調することができる。また、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体は、大気中に排出される。これにより、車両７から降車することによって無駄となる車両７の室内の空間における熱を有効活用することができる。さらに、建物６内に設置されたエアコン６２の立ち上がり負荷（特に立ち上がり負荷）を軽減することができる。また、夏季において車両７の車室空気の温熱を、熱交換器２を介して建物６に設けられたデシカント空調の吸着剤再生に利用してもよいし、建物６に設けられた給湯器の沸き上げに利用してもよい。
【００２９】
また、熱交換装置は、温度計測部３４，４４を備えた構成でもよい。温度計測部３４は、第１の供給口３１に設けられ、建物６から供給される空調空気（第１の熱媒体）の温度を計測する。温度計測部４４は、第２の供給口４１に設けられ、車両７から供給される車室空気（第２の熱媒体）の温度を計測する。そして、制御部５は、温度計測部３４，４４の測定温度に基づいて、ファン３３，４３を制御する。例えば制御部５は、温度計測部３４，４４それぞれの測定温度の差が大きい場合、ファン３３，４３による風量を大きく設定し、測定温度の差が小さい場合、ファン３３，４３による風量を小さく設定または停止させる。
【００３０】
また、制御部５は、時計機能，カレンダー機能を備えていてもよい。これにより、制御部５は、ユーザーによって予め設定されたタイミング（時刻，曜日，日付等）にファン３３，４３を駆動して、車両７の室内の空間を自動的に空調することができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、第１，第２の熱媒体に空気を利用しているが、空気に限定せず水，ガス，冷媒等を利用してもよい。この場合、内部に第１の熱媒体が循環するパイプと、内部に第２の熱媒体が循環するパイプと、建物６内の空調空気と第１の熱媒体との間で熱交換する熱交換器と、車両７の車室空気と第２の熱媒体との間で熱交換する熱交換器とを用いる必要がある。なお、第１，第２の熱媒体のうちいずれか一方のみに空気を利用した構成でもよい。
【００３２】
（実施形態２）
本実施形態の熱交換装置のブロック図を図２に示す。なお、実施形態１と同一構成には、同一符号を付して説明を省略する。
【００３３】
本実施形態の熱伝達部４は、第１の熱媒体（空調空気）との間で熱交換された第２の熱媒体の熱を蓄積する蓄熱体４５を備える。蓄熱体４５は、筐体１に着脱自在であり、車両７内に設置可能である。
【００３４】
蓄熱体４５は、パラフィンや硫酸ナトリウム水和物等の潜熱蓄熱材が容器に封入されることで構成されている。なお、蓄熱体４５は、顕熱蓄熱材で構成されていてもよい。そして、この蓄熱体４５は、筐体１の内部において、第１の熱媒体（空調空気）が流れる空間とは仕切り１１で仕切られた空間に設置されている。本実施形態では、筐体１内において蓄熱体４５が設置される空間の空気を第２の熱媒体として利用する。
【００３５】
また、筐体１には、第２の熱媒体（空気）を循環させるファン４６が設けられている。ファン４６は、制御部５によって駆動・停止される。ファン４６が駆動することによって、第２の熱媒体（筐体１内の空気）が、熱交換器２および蓄熱体４５に触れながら循環し、熱交換器２によって第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱（温熱または冷熱）が蓄熱体４５に蓄積される。また、蓄熱体４５が筐体１に収納されている際に、蓄熱体４５に蓄積された熱を逃がさないように、断熱性を有するケースで蓄熱体４５を囲っていてもよい。なお、断熱性のケースで蓄熱体４５を完全に覆うのではなく、蓄熱体４５と第２の熱媒体とが触れるように構成する必要がある。
【００３６】
また、蓄熱体４５は、筐体１に着脱自在であり、筐体１から取り外して持ち出すことができる。
【００３７】
次に、本実施形態の熱交換装置の利用について説明する。
【００３８】
ユーザーは、車両７で外出する前に熱交換装置を駆動する。具体的には、ユーザーは、リモコンを操作してファン３３，４６を駆動させる。これにより、空調された建物６内の空調空気（第１の熱媒体）が第１の熱媒体供給管３１１を介して熱交換器２に供給される。また、筐体１内において、第２の熱媒体（筐体１内の空気）が循環する。これにより、第１の熱媒体（空調空気）との間で熱交換された第２の熱媒体（筐体１内の空気）の熱（温熱まはた冷熱）が蓄熱体４５に蓄積される。
【００３９】
そして、ユーザーは、熱（温熱または冷熱）が蓄積された蓄熱体４５を筐体１から取り外し、車両７の室内空間に設置することで、蓄熱体４５と車両７の車室空気との間で熱交換が行われる。すなわち、第１の熱媒体との間で熱交換された第２の熱媒体の熱が車両７の室内空間に伝えられ、車両７の室内空間が空調される。また、ファンを用いて、蓄熱体４５の熱が車両７の室内空間に拡散するように構成し、蓄熱体４５による空調効率を向上させてもよい。
【００４０】
これにより、建物６内に人が不在になることによって無駄となる建物６内の室内の空間における熱を有効活用することができる。さらに、蓄熱体４５によって車両７の室内空間が空調されるので、車両用空調装置の負荷（特に立ち上がり負荷）を軽減させることができる。
【００４１】
なお、蓄熱体４５を設置する場所は、車両７の室内空間に限定せず、車両７の室内空間から見えない場所に設置し、ファンを用いて蓄熱体４５の熱を車両７の室内空間に送り込むように構成してもよい。
【００４２】
また、車室空気の熱を蓄熱体４５に蓄積し、この蓄熱体４５を筐体１に設置することで、車両用空調装置によって空調された車室空気の熱を、熱交換器２を用いて建物６内の空間に伝えるように構成してもよい。この場合、第１の熱媒体排出管３２１に切り替え弁（図示なし）を設け、第２の熱媒体との間で熱交換された第１の熱媒体の排出先を、大気中と建物６内の空間とに切り替え可能に構成する。これにより、空調された車室空気（第２の熱媒体）との間で熱交換された第１の熱媒体を建物６内の空間に送り込んで空調することができる。これにより、車両７から降車することによって無駄となる車両７の室内の空間における熱を有効活用することができる。さらに、建物６内に設置されたエアコン６２の立ち上がり負荷（特に立ち上がり負荷）を軽減することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  筐体
２  熱交換器
３１  第１の供給口
３１１  第１の熱媒体供給管
３２  第１の排出口
３３  ファン
４  熱伝達部
４１  第２の供給口
４２  第２の排出口
４３  ファン
５  制御部
６  建物
６２  エアコン
７  車両
【図１】
2015093580.tif 000003
【図２】
2015093580.tif 000004