(57)【要約】【課題】室内を十分に空調することが可能な空調装置を提供する。【解決手段】実施例１の空調装置は、空調コア１００を備えている。この空調コア１００は、一面側が吸熱面又は放熱面となり、他面側が放熱面又は吸熱面となるペルチェ素子７と、ペルチェ素子７の一面７ａ側に設けられた一面側流路９と、他面７ｂ側に設けられた他面側流路１０とを有する。一面側流路９には、室内の空調を行う第１空調用空気が流通可能な配管１７が接続されている。他面側流路１０は互いに隣接する第１流路１１及び第２流路１３を有している。第１流路１１には、熱交換媒体としての冷却水を流通可能な配管２１が接続されている。第２流路１３には、室内の空調を行う第２空調用空気が流通可能な配管２９が接続されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面側及び他面側の一方が吸熱面となり、他方が放熱面となるペルチェ素子と、該一面側に設けられた一面側流路と、該他面側に設けられた他面側流路とを有する空調コアを備え、
該一面側流路には、室内の空調を行う第１空調用空気を流通可能な第１空調通路が接続され、
該他面側流路は相互間で熱移動可能に設けられた第１流路及び第２流路からなり、
該第１流路には、熱交換媒体としての液体を流通可能な液体通路が接続され、
該第２流路には、該室内の空調を行う第２空調用空気を流通可能な第２空調通路が接続されていることを特徴とする空調装置。
【請求項２】
前記第１流路は大気開放弁を介して大気に連通している請求項１記載の空調装置。
【請求項３】
前記第２流路には、該第２流路と前記第２空調通路とを連通又は非連通とする開閉弁が設けられている請求項１又は２記載の空調装置。
【請求項４】
前記第１流路及び前記第２流路は、該第１流路が前記他面側に近く、該第２流路が該他面側から遠い位置で積層されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の空調装置。
【請求項５】
前記第１流路及び前記第２流路は、該第１流路及び該第２流路の一方が右側流路と左側流路とからなり、該第１流路及び該第２流路の他方が該右側流路と該左側流路との間に挟持されている請求項１乃至３のいずれか１項記載の空調装置。
【請求項６】
前記一面側流路には第１空調用フィンが設けられ、前記第１流路には熱源側フィンが設けられ、前記第２流路には第２空調用フィンが設けられている請求項１乃至５のいずれか１項記載の空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の空調装置が開示されている。この空調装置は空調コアを備えている。空調コアは、一面側が吸熱面となり、他面側が放熱面となるペルチェ素子と、ペルチェ素子の一面側に設けられた一面側流路と、ペルチェ素子の他面側に設けられた他面側流路とを有している。一面側流路には、ファンを介して室内の空調を行う第１空調用空気を流通可能な第１空調通路が接続されている。また、他面側流路にも、ファンを介して室内の空調を行う第２空調用空気を流通可能な第２空調通路が接続されている。また、この空調装置には、第１空調通路と第２空調通路とを連通又は非連通とする開閉弁が設けられている。
【０００３】
この空調装置では、空調コアにおいて、ペルチェ素子が一面側流路内の第１空調用空気に対して吸熱を行うとともに、第２流路内の第２空調用空気に対して放熱を行う。このため、第１空調用空気は冷却され、第２空調用空気は加熱される。こうして、この空調装置では、第１空調用空気によって室内を冷房することが可能であるとともに、第２空調空気によって室内を暖房することが可能である。
【０００４】
また、この空調装置では、開閉弁を開くことで、第１空調通路と第２空調通路とを連通させれば、冷却されて除湿された第１空調空気を第２空調空気によって再加熱、すなわち調温することができる。このため、この空調装置によれば、室内の温度を調節しつつ室内の除湿を行う除湿運転も行うことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２００８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記従来の空調装置では、ペルチェ素子による吸熱及び放熱の対象、すなわち、熱移動の対象が空気に限定されている。このため、この空調装置では、空調コアにおいて、ペルチェ素子が移動させる熱量が小さいことから、第１空調用空気を好適に冷却し難く、かつ第２空調用空気を好適に加熱し難い。このため、この空調装置では、室内を十分に冷房又は暖房することができないことが懸念される。また、この空調装置では、同様の理由から、除湿運転時における室内の除湿能力も不十分となることが懸念される。
【０００７】
本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされたものであって、室内を十分に空調することが可能な空調装置を提供することを解決すべき課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の空調装置は、一面側及び他面側の一方が吸熱面となり、他方が放熱面となるペルチェ素子と、該一面側に設けられた一面側流路と、該他面側に設けられた他面側流路とを有する空調コアを備え、
該一面側流路には、室内の空調を行う第１空調用空気を流通可能な第１空調通路が接続され、
該他面側流路は相互間で熱移動可能に設けられた第１流路及び第２流路からなり、
該第１流路には、熱交換媒体としての液体を流通可能な液体通路が接続され、
該第２流路には、該室内の空調を行う第２空調用空気を流通可能な第２空調通路が接続されていることを特徴とする（請求項１）。
【０００９】
本発明の空調装置では、空調コアの第１流路に液体が存在すれば、液体は空気よりも熱容量が大きいため、ペルチェ素子の他面側が液体に対して移動させる熱量は、ペルチェ素子の他面側が空気に対して移動させる熱量と比べ、大きくなる。このため、ペルチェ素子の他面側がより大きな熱量で放熱又は吸熱を行うことができることから、ペルチェ素子の一面側もより大きな熱量で吸熱又は放熱を行うことができる。このため、この空調装置では、第１空調用空気によって好適に室内を冷房又は暖房することができる。
【００１０】
また、第１流路の液体の熱は第２流路の第２空調用空気に伝達され、第２空調用空気はその熱によって除湿時に活用される。このため、この空調装置では、好適に室内を除湿することができる。
【００１１】
したがって、本発明の空調装置によれば、室内を十分に空調することが可能となる。
【００１２】
一面側流路は一面側に隣接して設けられても良く、一面側に伝熱が可能な熱伝達部材を介して設けられても良い。また、他面側流路は他面側に隣接して設けられても良く、他面側に熱伝達部材を介して設けられても良い。
【００１３】
一面側流路及び第２流路の下流側は、それぞれ室内に開いても良く、連通した後に室内に開いても良い。一面側流路及び第２流路の下流側が連通した後に室内に開くのであれば、冷却された第１空調用空気を第２空調用空気によって再加熱し、室内を除湿することが可能となる。
【００１４】
第１、２空調用空気は、それぞれ空調を行う室内の空気、すなわち内気であっても良く、室外の空気、すなわち外気であっても良い。第１、２空調用空気の双方が内気又は外気であっても良く、第１空調用空気及び第１空調用空気の一方を内気とし、他方を外気としても良い。
【００１５】
熱交換媒体としての液体は、水や不凍液等を採用することができる。この水等は、ペルチェ素子による吸熱又は放熱のために専用に用いられる水等であっても良く、例えば、車両の空調装置としてこの空調装置を用いる場合には、エンジン等の冷却水等を利用しても良い。
【００１６】
第１流路は大気開放弁を介して大気に連通していることが好ましい（請求項２）。この場合には、第１流路内に液体を充満させる状態だけでなく、第１流路内で液体の上方に空気を介在させる状態としたり、第１流路内に空気を充満させる状態としたりすることも可能となる。空気は液体に対して熱容量が小さいため、この空調装置では、第１流路内の液体を利用し、ペルチェ素子によって移動する熱量を多くする場合と、第１流路内の空気を利用し、ペルチェ素子によって移動する熱量を少なくする場合とを使い分けることが可能となる。大気開放弁の開度を調節することで、第１流路内の液体の量を調節し、第１流路側の熱容量を調節することが可能である。このため、この空調装置では、温度調節の幅を広くすることが可能となる。
【００１７】
第２流路には、第２流路と第２空調通路とを連通又は非連通とする開閉弁が設けられていることが好ましい（請求項３）。この場合には、例えば、冷房運転及び暖房運転時に第２流路と第２空調通路とを非連通とし、除湿運転時に第２流路と第２空調通路とを連通させることが可能となる。このため、冷房運転時において第２空調用空気によって室内が温められたり、また暖房運転時において第２空調用空気によって室内が冷却されたりすることが生じない。このため、この空調装置では、室内をより好適に空調することが可能となる。
【００１８】
開閉弁としては、開状態と閉状態とを切替可能な開閉弁に加えて、例えば、フラッパなどを採用することもできる。また、開度を調節可能とすれば、第２流路内を流通する第２空調用空気の流通量を調節することも可能である。
【００１９】
第１流路及び第２流路は、第１流路が他面側に近く、第２流路が他面側から遠い位置で積層され得る（請求項４）。つまり、ペルチェ素子、第１流路及び第２流路が重畳的に配置される。この場合、ペルチェ素子は、第１流路内の液体又は空気に対して放熱又は吸熱を行うこととなる。これにより、第１流路内の液体又は空気は加熱又は冷却される。そして、この加熱又は冷却された第１流路内の液体又は空気によって、第２流路内の第２空調用空気が加熱又は冷却されることとなる。なお、他面側と第１流路との間や第１流路と第２流路との間に熱伝導部材が介在されていても良い。
【００２０】
また、この場合、ペルチェ素子の一面側を下面とし、他面側を上面としておれば、第１流路内の液体は、ペルチェ素子の一面側で加熱されて上方に移動し、第２流路内の第２空調用空気に放熱して冷却されて下方に移動するため、対流を生じる。このため、第２流路内の第２空調用空気を加熱する際、第１流路内の液体の対流を利用して熱伝達を促進することができる。この場合には、第２空調用空気を効率よく加熱又は冷却することが可能となる。
【００２１】
また、第１流路及び第２流路は、第１流路及び第２流路の一方が右側流路と左側流路とからなり得る。そして、第１流路及び第２流路の他方が右側流路と左側流路との間に挟持され得る（請求項５）。この場合には、第１流路内の液体又は空気と、第２流路内の第２空調用空気とが共にペルチェ素子による放熱又は吸熱によって加熱又は冷却されることとなる。
【００２２】
例えば、第２流路が右側流路と左側流路とからなり、第１流路が右側流路と左側流路とに挟持された場合、右側流路内及び左側流路内を流通する第２空調用空気は、第１流路内を流通する液体又は空気によっても加熱又は冷却されることとなる。また例えば、第１流路が右側流路と左側流路とからなり、第２流路が右側流路と左側流路とに挟持された場合、第２流路内を流通する第２空調用空気は、右側流路及び左側流路内を流通する液体又は空気によっても加熱又は冷却されることとなる。なお、第１流路が右側流路と左側流路とに挟持される部分と、第２流路が右側流路と左側流路とに挟持される部分とが組み合わされて、他面側流路が構成されても良い。また、各流路間に熱伝導部材が介在されていても良い。
【００２３】
一面側流路には第１空調用フィンが設けられ、第１流路には熱源側フィンが設けられ、第２流路には第２空調用フィンが設けられていることが好ましい（請求項６）。この場合には、それぞれのフィンによって、一面側流路及び第２流路内の各空調用空気や第１流路内の液体や空気がそれぞれ効率よく冷却又は加熱されることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施例１の空調装置を示す模式構造図である。
【図２】実施例１の空調装置に係り、コントローラ等の模式構造図である。
【図３】実施例１の空調装置に係り、停車時の空調コアを示す部分拡大模式断面図である。
【図４】実施例１の空調装置に係り、冷房運転又は暖房運転時の空調コアを示す部分拡大模式断面図である。
【図５】実施例１の空調装置に係り、除湿運転時の空調コアを示す部分拡大模式断面図である。
【図６】実施例１の空調装置に係り、除湿運転時における第１流路内の対流の状態を示す部分拡大模式断面図である。
【図７】実施例２の空調装置を示す模式構造図である。
【図８】実施例２の空調装置に係り、停車時の空調コアを示す斜視図である。
【図９】実施例２の空調装置に係り、停車時の空調コアを示す図７のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図１０】実施例２の空調装置に係り、冷房運転又は暖房運転時の空調コアを示す図７のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図１１】実施例２の空調装置に係り、除湿運転時の空調コアを示す図７のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図１２】実施例２の空調装置に係り、除湿運転時における第１流路内の対流の状態を示す図７のＡ−Ａ’矢視断面図である。
【図１３】実施例３の空調装置に係り、停車時の空調コアを示す図７のＡ−Ａ’と同様の位置における矢視断面図である。
【図１４】実施例４の空調装置に係り、停車時の空調コアを示す図７のＡ−Ａ’と同様の位置における矢視断面図である。
【図１５】実施例５の空調装置に係り、停車時の空調コアを示す図７のＡ−Ａ’と同様の位置における矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した実施例１〜５を図面を参照しつつ説明する。
【００２６】
（実施例１）
実施例１の空調装置は、車両に搭載されて車室内の空調を行う。この空調装置は、図１に示すように、空調コア１００と、ラジエータ３と、第１空調通路としての配管１７、１９と、液体通路としての配管２１、２５、３３、３５と、第２空調通路としての配管２９、３１と、図２に示すコントローラ５とを備えている。コントローラ５は電源としてのバッテリ５ａに接続されている。なお、図１等に示すように、この空調コア１００では、紙面の上方から下方に向かって重力Ｇが作用する（後述の実施例２〜５も同様である）。
【００２７】
図３に示すように、空調コア１００は、ペルチェ素子７と、ペルチェ素子７の下面である一面７ａ側に設けられた一面側流路９と、他面７ｂ側に設けられた他面側流路１０とを有する。ペルチェ素子７は、一面７ａ及び他面７ｂを形成する絶縁基板８ａ、８ｂと、絶縁基板８ａと絶縁基板８ｂとで挟持された複数の熱電変換素子８ｃとで構成されている。また、他面側流路１０は相互間で熱移動が可能な第１流路１１及び第２流路１３とで構成されている。第２流路１３内には、電動フラッパ１５が設けられている。この電動フラッパ１５及びペルチェ素子７は、図２に示すバッテリ５ａに電気的に接続されている。
【００２８】
図３に示すように、ペルチェ素子７、第１流路１１及び第２流路１３は重畳的に配置されている。第１流路１１はペルチェ素子７に隣接し、第２流路１３は第１流路１１に隣接している。つまり、第２流路１３は、第１流路１１の上側に位置し、ペルチェ素子７から遠い位置となっている。また、一面側流路９には第１空調用フィン９ａが設けられ、第１流路１１には熱源側フィン１１ａが設けられ、第２流路１３には第２空調用フィン１３ａがそれぞれ設けられている。これらの各フィン９ａ、１１ａ、１３ａは、断面が波形状に形成されており、冷却水や空気が流れる方向に延びている。また、各フィン９ａ、１１ａ、１３ａは、それぞれ一面側流路９、第１流路１１及び第２流路１３内を上端から下端にまで延びるように形成されている。なお、各フィン９ａ、１１ａ、１３ａとして、例えば、断面が板状の放熱板を複数枚有するものを採用することもできる。
【００２９】
一面側流路９は、上流側で配管１７の一端側と接続している。配管１７の他端側は図示しない車室内に開いており、配管１７の他端側から車室内の空気である内気を空調装置内に供給可能となっている。空調装置内に供給された内気は、第１空調用空気として配管１７内を流通可能となっている。また、一面側流路９は、下流側で配管１９の一端側と接続している。配管１９の他端側は図示しない車室側に開いている。この配管１９の他端側には、図１に示すように、空調用ファン１９ａが設けられている。この空調用ファン１９ａは、図２に示すバッテリ５ａに電気的に接続されている。なお、空調用ファン１９ａを配管１７の他端側に設けても良い。
【００３０】
第１流路１１は、図３に示すように、上流側で配管２１の一端側と接続している。配管２１は他端側で後述する大気開放弁２３と接続している。この配管２１内には熱交換媒体としての冷却水又は空気が流通可能となっている。また、第１流路１１は、下流側で配管２５の一端側と接続している。配管２５の他端側は図１に示す分岐弁２７と接続している。この分岐弁２７及び大気開放弁２３は、図２に示すバッテリ５ａに電気的に接続されている。
【００３１】
第２流路１３は、図３に示すように、上流側で配管２９の一端側と接続している。この配管２９は、図１に示すように、他端側で配管１７と接続しており、空気取入口から空調装置内に取り入れられた空気が第２空調用空気として配管２９内を流通可能となっている。第１流路１３は、図３に示すように、下流側で配管３１の一端側と接続している。配管３１の他端側は、図１に示すように、配管１９と接続している。
【００３２】
大気開放弁２３は内部に流路２３ａが形成されており、この流路２３ａに弁体２３ｂが設けられている。この大気開放弁２３は弁体２３ｂを介して大気、すなわち空気と連通可能となっている。
【００３３】
図１に示すように、ラジエータ３は流入口３ａ及び流出口３ｂを有している。このラジエータ３は、内部を冷却水が流通可能に構成されており、ラジエータ３内の冷却水と、ラジエータ３周りの空気との間で熱交換を行うことで冷却水を冷却又は加熱することが可能となっている。また、ラジエータ３の近傍にはラジエータ用ファン３ｃが設けられている。このラジエータ用ファン３ｃは、図２に示すバッテリ５ａに電気的に接続されている。
【００３４】
図１に示すように、ラジエータ３の流出口３ｂと大気開放弁２３とは、配管３３によって接続されている。また、ラジエータ３の流入口３ａと分岐弁２７とは、配管３５によって接続されている。これらの配管３３、３５内には冷却水が流通している。また、配管３５には電動ポンプＰ１が設けられている。この電動ポンプＰ１は、図２に示すバッテリ５ａに電気的に接続されている。なお、電動ポンプＰ１を配管３３側に設けることもできる。
【００３５】
図１に示すように、分岐弁２７には、さらに配管３７の一端側が接続されている。この配管３７の他端側は車室外に開いている。
【００３６】
図２に示すように、コントローラ５は、ペルチェ素子７に通電する電力の強弱や方向等を適宜変更可能な制御装置として機能する他、電動フラッパ１５や大気開放弁２３等の制御を行う。バッテリ５ａは、ペルチェ素子７等に対する電源として機能する。なお、コントローラ５及びバッテリ５ａの構成は公知のものと同様であり、構成に関する詳細な説明を省略する。
【００３７】
以上のように構成されたこの空調装置では、以下のように冷房運転、暖房運転及び除湿運転を行う。
【００３８】
〈冷房運転〉
冷房運転時には、図２に示すコントローラ５が空調用ファン１９ａを作動させるとともに、分岐弁２７を作動させて、図１に示す配管２５と配管３５とを連通させ、配管２５、３５と配管３７とを非連通とさせる。さらに、コントローラ５は、図４に示すように、電動フラッパ１５を閉じるとともに、大気開放弁２３を制御し、配管２１と配管３３とを連通させる。そして、図２に示すコントローラ５は、電動ポンプＰ１及びラジエータ用ファン３ｃをそれぞれ作動させる。これにより、この空調装置では、図１に示す空調コア１００とラジエータ３との間で冷却水が循環する。
【００３９】
より詳細には、ラジエータ３の流出口３ｂから流出した冷却水は配管３３、配管２１、第１流路１１、配管２５、分岐弁２７、配管３５、電動ポンプＰ１の順で循環して流入口３ａに至る。これにより、空調コア１００では、第１流路１１内を冷却水が図４に示す実線矢印方向で流通する。また、配管１７を介して一面側流路９内に供給された第１空調用空気は同図中の破線矢印方向で流通する。この状態において、コントローラ５は、ペルチェ素子７の一面７ａ側が吸熱面となり、他面７ｂ側を放熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子７への給電を開始する。
【００４０】
こうして、この空調装置では、ペルチェ素子７が一面側流路９内の第１空調用空気に対して吸熱を行うとともに、第１流路１１内の冷却水に対して放熱を行う。そして、冷却水は空気と比べて熱容量が大きいため、ペルチェ素子７の他面７ｂ側が第１流路１１内の冷却水に対して移動させる熱量は、ペルチェ素子７の他面７ｂ側が空気に対して移動させる熱量と比べ、大きくなる。このため、ペルチェ素子７の他面７ｂ側がより大きな熱量で放熱を行うことから、ペルチェ素子の一面７ａ側もより大きな熱量で吸熱を行うことができる。このため、この空調装置では、第１空調用空気を好適に冷却することが可能である。そして、この空調装置では、このように冷却された第１空調用空気を配管１９から空調用ファン１９ａを介して車室内に供給することにより、車室内の冷房を行う。
【００４１】
なお、第２空調用空気は第１流路１１内の冷却水によって加熱されるが、電動フラッパ１５が閉じられているため、この第２空調用空気は車室内には供給されない。また、ペルチェ素子７による放熱を受けて加熱された冷却水は、ラジエータ３内においてラジエータ３周りの空気との熱交換によって冷却される。
【００４２】
〈暖房運転〉
暖房運転時も上記の冷房運転時と同じ状態として、空調コア１００において、一面側流路９内には第１空調用空気を流通させ、第１流路１１内に冷却水を流通させる。この状態において、コントローラ５は、ペルチェ素子７の一面７ａ側が放熱面となり、他面７ｂ側が吸熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子７への給電を開始する。
【００４３】
これにより、第２流路１３の第２空調用空気には、ペルチェ素子７の他面７ｂ側が空気のみである場合と比較し、より大きな熱量で吸熱が行われる。また、ペルチェ素子７の他面７ｂ側が大きな熱量で吸熱を行うことから、ペルチェ素子７の一面７ａ側もより大きな熱量で放熱を行うことができる。このため、この空調装置では、第１空調用空気を好適に加熱することが可能である。そして、この空調装置では、このように加熱された第１空調用空気を配管１９から空調用ファン１９ａを介して車室内に供給することにより、車室内の暖房を行う。
【００４４】
なお、第２空調用空気は第１流路１１内の冷却水によって冷却されるが、電動フラッパ１５が閉じられているため、この第２空調用空気は車室内には供給されない。また、ペルチェ素子７による吸熱を受けて冷却された冷却水は、ラジエータ３内においてラジエータ３周りの空気との熱交換によって加熱される。
【００４５】
〈除湿運転〉
除湿運転時には、図２に示すコントローラ５が空調用ファン１９ａを作動させるとともに、分岐弁２７を作動させて、図１に示す配管２５と配管３７とを連通し、配管２５、３７と配管３５とを非連通とする。さらに、コントローラ５は、図５に示すように電動フラッパ１５を開くとともに、大気開放弁２３を制御し、配管２１と配管３３とを非連通とする。これにより、図５に示すように、弁体２３ｂが流路２３ａ内に沈下する。このため、流路２３ａと大気とが連通し、図５中の破線で示すように、配管２１内に空気が充満する。
【００４６】
こうして、空調コア１００では、配管１７を介して一面側流路９内に第１空調用空気が供給され、配管２１を介して第１流路１１内に空気が供給される。また、配管２９を介して第２流路１３内に第２空調用空気が供給され、第２流路１３内を同図中の破線矢印方向に流通する。この状態において、コントローラ５は、ペルチェ素子７の一面７ａ側が吸熱面となり、他面７ｂ側が放熱面となるように電流の向きを制御しつつ、ペルチェ素子７への給電を開始する。
【００４７】
これにより、空調コア１００では、ペルチェ素子７が一面側流路９内の第１空調用空気に対して吸熱を行うとともに、第１流路１１内の空気に対して放熱を行なう。また、第１流路１１内の加熱された空気から第２流路１３の第２空調用空気への放熱が行われる。この際、第１流路１１内の空気は上記の冷却水と比較して熱容量が小さいことから、第２空調用空気はさほど加熱されない。
【００４８】
こうして、この空調装置では、冷却された第１空調用空気と好適に加熱された第２空調用空気とが配管１９から空調用ファン１９ａを介して車室内に供給される。この際、配管１９において、第１空調用空気と第２空調用空気とが混合される。このため、好適な温度に温調された湿度の低い空気によって、車室内が好適に除湿される。なお、第１流路１１内の空気は配管３７を介して車室外に放出される。
【００４９】
また、この空調装置では、除湿運転時において、第１流路１１内の冷却水に対してペルチェ素子７によって放熱を行うことも可能である。この場合には、上記の冷房運転時と同様、コントローラ５は、配管３３と配管２１とを連通し、配管２５と配管２７とを連通させる。また、制御装置は電動フラッパ１５を開き、空調ファン１９ａ、電動ポンプＰ１及びラジエータ用ファン３ｃをそれぞれ作動させる。この状態において、コントローラ５は、ペルチェ素子７の一面７ａ側が吸熱面となり、他面７ｂ側が放熱面となるように電流の向きを制御して、ペルチェ素子７に対する給電を行う。
【００５０】
そして、第１流路１１内が冷却水で満たされた後、コントローラ５が第１ポンプＰ１の作動を停止させる。これにより、この空調装置では、空調コア１００とラジエータ３との間での冷却水の循環が停止され、第１流路１１内の冷却水が流通しない状態となる。この状態において、ペルチェ素子７は、一面側流路９内の第１空調用空気に対して吸熱を行うとともに、第１流路１１内の冷却水に対して放熱を行う。これにより、第１空調用空気が冷却されるとともに、冷却水が加熱される。
【００５１】
この際、加熱された冷却水が重力Ｇに抗して第１流路１１内を上昇することから、図６中の破線矢印で示すように、第１流路１１内において対流が生じる。上記のように、空調コア１００において、第２流路１３は第１流路１１の上側に配置されていることから、この冷却水の対流を好適に利用でき、第２流路１３内の第２空調用空気に対する第１流路９内の冷却水の熱伝達が促進される。このため、第２流路１３内の第２空調用空気がより高い温度に加熱される。このため、この場合の除湿運転では、上記のような第１流路１１内の空気を利用した場合と比較して、より高い温度で車室内が除湿することが可能となる。また、一面側流路９内の第１空調用空気は熱容量の大きい冷却水に放熱することから、除湿能力も比較的高くなっている。
【００５２】
以上のように、この空調装置では、空調コア１００において、ペルチェ素子１５の一面７ａ側と他面７ｂ側とにそれぞれ一面側流路９と第１流路１１及び第２流路１３とが設けられている。そして、第１流路１１には、熱交換媒体として、空気よりも熱容量の大きい冷却水が流通可能となっている。このため、この空調装置では、好適に冷却された第１空調用空気によって室内を十分に冷房することが可能となるとともに、好適に加熱された第１空調空気によって室内を十分に暖房することが可能となっている。
【００５３】
また、この空調装置では、上記のように、ペルチェ素子７の他面７ｂ側に第１流路１１に加えて第２流路１３も設けられている。このため、この空調装置では、除湿運転時に、第１空調用空気と第２空調用空気とによって、車室内の温度を調節しつつ、十分にその室内の除湿を行うことが可能となっている。
【００５４】
特に、この空調装置では、コントローラ５が大気開放弁２３を制御することにより、第１流路９について、内部に冷却水を充満させる状態と、空気を充満させる状態とを切り替えることが可能となっている。このため、この空調装置では、除湿運転時において、第１流路１１内の冷却水を利用し、ペルチェ素子７によって移動する熱量を多くする場合と、第１流路１１内の空気を利用し、ペルチェ素子７によって移動する熱量を少なくする場合とを使い分けることが可能となっている。このため、この空調装置では、温度調節の幅を広くすることが可能となっている。
【００５５】
したがって、この空調装置によれば、車室内を十分に空調することが可能である。
【００５６】
また、この空調装置では、一面側流路９内には第１空調用フィン９ａが設けられ、第１流路１１には熱源側フィン１１ａが設けられ、第２流路１３には第２空調用フィン１３ａが設けられている。このため、この空調装置ではそれぞれのフィン９ａ、１１ａ、１３ａによって、一面側流路９及び第２流路１３内の各空調用空気や第１流路９の冷却水や空気がそれぞれ効率よく冷却又は加熱されることとなる。
【００５７】
（実施例２）
実施例２の空調装置は、図７、８に示すように、空調コア２００を備えている。この空調コア２００では、他面側流路１０が第１流路３９と、右側第２流路４１と、左側第２流路４３とで構成されている。第１流路３９は、右側第２流路４１と左側第２流路４３との間に挟持されている。これらの右側第２流路４１及び左側第２流路４３は、それぞれの上流側で配管２９の一端側と接続しており、また、それぞれの下流側で配管３１の一端側と接続している。第１流路３９は、上流側で配管２１の一端側と接続し、下流側で配管２５の一端側と接続している。
【００５８】
図８に示すように、一面側流路９はペルチェ素子７の一面７ａ側に隣接しており、第１流路３９、右側第２流路４１及び左側第２流路４３はペルチェ素子７の他面７ｂ側にそれぞれ隣接している。また、右側第２流路４１及び左側第２流路４３のそれぞれ上流側には、図７に示すように、電動フラッパ１５が設けられている。
【００５９】
また、図９に示すように、一面側流路９には第１空調用フィン９ａが設けられ、第１流路３９には熱源側フィン３９ａが設けられている。また、右側第２流路４１には第２空調用フィン４１ａが設けられており、左側第２流路４３には第２空調用フィン４３ａがそれぞれ設けられている。これらの各フィン９ａ、３９ａ、４１ａ、４３ａは、断面が波形状に形成されている。なお、各フィン９ａ、３９ａ、４１ａ、４３ａについては、実施例１における空調コア１００と同様、他の構成のフィンを採用することもできる。空調コア２００の他の構成は実施例１における空調コア１００と同様である。また、この空調装置の他の構成も実施例１の空調装置と同様であり、同一の構成に関しては同一の符号を付して構成に関する詳細な説明を省略する。
【００６０】
この空調装置では、冷房運転時及び暖房運転時において、コントローラ５がペルチェ素子７や大気開放弁２３等に対し、実施例１の空調装置における冷房運転及び暖房運転時と同様の制御（図４参照）を行う。これにより、空調コア２００では、図１０に示すように、一面側流路９に第１空調用空気が流通し、第１流路３９内に冷却水が流通する。そして、冷房運転時には、ペルチェ素子７が第１空調用空気から吸熱を行うとともに、冷却水に対して放熱を行う。一方、暖房運転時には、ペルチェ素子７が第１空調用空気に対して放熱を行うとともに、冷却水から吸熱を行う。
【００６１】
この空調コア２００では、ペルチェ素子７の他面７ｂ側に第１流路３９、右側第２流路４１及び左側第２流路４３が配置されることから、第１流路３９におけるペルチェ素子７の他面側に隣接する面、すなわち伝熱面の面積が小さくなっている。しかし、冷却水に対する熱伝達は空気と比較して大きいことから、熱源側フィン３９ａを介して好適に冷却水に対する吸熱又は放熱が行われる。このため、この空調コア２００では、第１流路３９における伝熱面の面積が小さくても、冷房運転時及び暖房運転時において、ペルチェ素子７が第１空調用空気を好適に冷却し又は加熱することが可能となっている。
【００６２】
また、この空調装置における除湿運転時において、コントローラ５がペルチェ素子７や大気開放弁２３等に対し、実施例１の空調装置における除湿運転時と同様の制御（図５参照）を行う。これにより、空調コア２００では、図１１に示すように、一面側流路９内に第１空調用空気が流通し、第１流路３９内に空気が流通する。また、右側第２流路４１及び左側第２流路４３に第２空調用空気が流通する。そして、ペルチェ素子７が第１空調用空気から吸熱を行うとともに、第１流路３９内の空気に対して放熱を行う。この際、ペルチェ素子７は、右側第２流路４１及び左側第２流路４３のそれぞれを流通する第２空調用空気に対しても放熱を行う。これにより、第２空調用空気が加熱される。さらに、第２空調用空気は第１流路１１内の加熱された空気の熱によっても加熱されることとなる。このため、この空調コア２００では効率よく第２空調用空気を加熱することが可能となっている。
【００６３】
この空調装置においても、図１２に示すように、除湿運転を行う際、第１流路３９内の冷却水に対して放熱を行うことが可能となっている。この際、コントローラ５がペルチェ素子７や大気開放弁２３等に対して行う制御は、実施例１の空調装置と同様である（図６参照）。この場合も、ペルチェ素子７の放熱により、右側第２流路４１及び左側第２流路４３の第２空調用空気は加熱される。さらに、第２空調用空気は第１流路３９内の加熱された冷却水の熱によっても加熱されることとなる。このため、第２空調用空気は、第１流路３９内の空気を利用した場合と比較して、より高い温度となる。他の作用効果は実施例１の空調装置と同様である。
【００６４】
（実施例３）
実施例３の空調装置は、図１３に示すように、空調コア３００を備えている。この空調コア３００では、他面側流路１０が右側第２流路４１と、左側第２流路４３と、中央第２流路４５と、右側第１流路４７と、左側第１流路４９とで構成されている。右側第１流路４７は、右側第２流路４１と中央第２流路４５との間に挟持されており、左側第１流路４９は、左側第２流路４３と中央第２流路４５との間に挟持されている。また、中央第２流路４５は、右側第１流路４７と左側第１流路４９との間に挟持されている。
【００６５】
これらの右側第２流路４１、左側第２流路４３及び中央第２流路４５は、それぞれの上流側で配管２９の一端側と接続しており、また、それぞれの下流側で配管３１の一端側と接続している。また、右側第１流路４７及び左側第１流路４９は、それぞれの上流側で配管２１の一端側と接続し、それぞれの下流側で配管２５の一端側と接続している。
【００６６】
中央第２流路４５には、第２空調用フィン４５ａが設けられており、右側第１流路４７及び左側第１流路４９には、熱源側フィン４７ａ、４９ａがそれぞれ設けられている。他の構成は実施例２の空調コア２００及び空調装置と同様である。
【００６７】
この空調装置における空調コア３００でも、除湿運転時において右側第２流路４１、左側第２流路４３及び中央第２流路４５内をそれぞれ流通する第２空調空気は、ペルチェ素子７の放熱によって加熱される。また、この際、右側第１流路４７及び左側第２流路４９内を流通し、ペルチェ素子７の放熱で加熱された空気又は冷却水によっても、右側第２流路４１、左側第２流路４３及び中央第２流路４５内をそれぞれ流通する第２空調空気は加熱されることとなる。
【００６８】
特に、中央第２流路４５内を流通する第２空調用空気は、ペルチェ素子７と、右側第１流路４７内を流通する空気又は冷却水と、左側第１流路４９内を流通する空気又は冷却水とによって加熱されるため、右側第２流路４１及び左側第２流路内を流通する第２空調用空気と比較して、より高い温度となる。他の作用効果は実施例２の空調装置と同様である。
【００６９】
（実施例４）
実施例４の空調装置は、図１４に示すように、空調コア４００を備えている。この空調コア４００では、二つのペルチェ素子７が互の他面７ｂを対向させつつ上下に配置され、各ペルチェ素子７の間、すなわち、各ペルチェ素子７の他面７ｂ側には、他面側流路１０が隣接している。この他面側流路１０は、第１流路３９と、右側第２流路４１と、左側第２流路４３とで構成されている。また、各ペルチェ素子の一面７ａ側には、それぞれ一面側流路９が隣接している。
【００７０】
各一面側流路９には空調用フィン９ａが設けられており、第１流路３９には上下に熱源側フィン３９ａが設けられている。また、右側第２流路４１には上下に第２空調用フィン４１ａが設けられており、左側第２流路４３には上下に第２空調用フィン４３ａが設けられている。
【００７１】
各一面側流路９は、それぞれの上流側で配管１７の一端側と接続しており、また、それぞれの下流側で配管１９の一端側と接続している。右側第２流路４１及び左側第２流路４３についても、同図中では図示を省略するが、それぞれ上流側で配管２９の一端側と接続しており、それぞれの下流側で配管３１との一端側と接続している。第１流路３９についても同様に、上流側で配管２１の一端側と接続しており、下流側で配管２５の一端側と接続している。他の構成は実施例２の空調コア２００及び空調装置と同様である。
【００７２】
この空調装置における空調コア４００では、一面側流路９が複数設けられているため、冷房運転又は暖房運転時において、各一面側流路９内を流通する第１空調用空気によって、より好適に車室内の冷房又は暖房することが可能となる。
【００７３】
また、除湿運転時において、第１流路３９内を流通する空気又は冷却水の他、右側第２流路４１及び左側第２流路４３内を流通する第２空調用空気は、各ペルチェ素子７によって上下方向から放熱を受けて加熱される。さらに、右側第２流路４１及び左側第２流路４３内を流通する第２空調用空気は、第１流路３９内を流通する加熱された空気又は冷却水によっても一層加熱されることとなる。このため、この空調コア４００を備えた空調装置では、除湿運転時に第２空調用空気をより高い温度に加熱することが可能となり、より高い温度で車室内の除湿を行うことが可能となる。他の作用効果は実施例２の空調装置と同様である。
【００７４】
（実施例５）
実施例５の空調装置は、図１５に示すように、空調コア５００を備えている。この空調コア５００は、実施例４の空調装置における空調コア４００（図１４参照）の構成を一部変更している。図１５に示すように、空調コア５００では、一面側流路９が右一面側流路５１と左一面側流路５３とで構成されており、各ペルチェ素子７の一面７ａ側に右一面側流路５１と左一面側流路５３とがそれぞれ隣接している。また、各ペルチェ素子７の一面７ａ側には、一面側第１流路５５がそれぞれ隣接している。一面側第１流路５５は、第１流路右一面側流路５１と左一面側流路５３との間に挟持されている。
【００７５】
各右一面側流路５１及び各左一面側流路５３には、それぞれ空調用フィン５１ａ、５３ａが設けられており、一面側第１流路５５には熱源側フィン５５ａが設けられている。また、各右一面側流路５１及び各左一面側流路５３は、それぞれの上流側で配管１７の一端側と接続しており、それぞれの下流側で配管１９の一端側と接続している。一面側第１流路５５は、上流側で配管２１の一端側と接続しており、下流側で配管２５の一端側と接続している。他の構成は実施例２、４の空調コア２００、４００及び空調装置と同様である。
【００７６】
この空調装置における空調コア５００では、冷房運転時又は暖房運転時において、各右一面側流路５１及び各左一面側流路５３内を流通する第１空調用空気が各ペルチェ素子７による吸熱又は放熱によって冷却又は加熱される。この際、各右一面側流路５１及び各左一面側流路５３によって挟持された一面側第１流路５５内を流通する空気又は冷却水によっても、一面側流路５１及び各左一面側流路５３内を流通する第１空調用空気は、冷却又は加熱されることとなる。このため、この空調装置では、冷房運転又は暖房運転時において、より好適に車室内の冷房又は暖房することが可能となる。他の作用効果は実施例２、４の空調装置と同様である。
【００７７】
以上において、本発明を実施例１〜５に即して説明したが、本発明は上記実施例１〜５に制限されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して適用できることはいうまでもない。
【００７８】
例えば、第１空調用空気及び第２空調用空気について、車室外の空気である外気を利用することもできる。また、例えば、第１空調用空気には内気を利用し、第２空調用空気には外気を利用する等、それぞれ内気と外気とを選択的に利用することもできる。
【００７９】
また、大気解放弁２３を設けずに空調装置を構成して、第１流路９、３９、右側第１流路４７、左側第１流路４９、一面側第１流路５５内に空気を流通させないこともできる。この場合には、配管２１を設けず、第１流路９、３９、右側第１流路４７、左側第１流路４９、一面側第１流路５５のそれぞれと配管３３とを接続させ、同様に、配管２５、３７及び分岐弁２７及を設けず、右側第１流路４７、左側第１流路４９、一面側第１流路５５のそれぞれと配管３５とを接続させることが好ましい。これにより、空調装置の構成を簡略化することが可能になる。
【００８０】
さらに、実施例２、３における空調コア２００、３００について、上下を反転させ、ペルチェ素子７の一面７ａ側がペルチェ素子７の他面７ｂ側よりも上方に位置した状態で構成することも可能である。
【００８１】
また、空調コア２００〜５００におけるペルチェ素子７について、右側第２流路４１及び左側第２流路４３と隣接する位置には熱電変換素子８ｃを設けずに構成することもできる。空調コア３００にあっては、中央第２流路４５と隣接する位置の熱電変換素子８ｃについても同様である。このような場合であっても、第１流路３９、空調コア３００では右側第１流路４７及び左側第１流路４９内を流通する空気又は冷却水によって、右側第２流路４１及び左側第２流路４３内を流通する第２空調用空気は加熱されることとなる。、空調コア３００では、右側第１流路４７及び左側第１流路４９内を流通する空気又は冷却水によって、中央第２流路４５内を流通する第２空気も同様に加熱されることとなる。
【００８２】
さらに、ラジエータ３について、エンジンやモータ等の駆動装置の冷却を兼ねることもできる。この場合には、エンジンやモータ等の排熱によって冷却水を加熱することが可能となる。また、バッテリ５ａについて、モータ等の電源を兼ねることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００８３】
本発明の空調装置は車両の空調装置の他、建物の空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００８４】
７ａ…一面
７ｂ…他面
７…ペルチェ素子
９…一面側流路
１１、３９…第１流路
１３…第２流路
１００、２００…空調コア
１７、１９、２１、２５、３３、３５、２９、３１…配管（１７、１９…第１空調通路、２１、２５、３３、３５…液体通路、２９、３１…第２空調通路）
２３…大気開放弁
１５…電動フラッパ（開閉弁）
４１…右側第２流路（右側流路）
４７…右側第１流路（右側流路）
４３…左側第２流路（左側流路）
４９…左側第１流路（左側流路）
９ａ、５１ａ、５３ａ…空調用フィン
１１ａ、３９ａ、４７ａ、４９ａ、５５ａ…熱源側フィン
１３ａ、４１ａ、４３ａ、４５ａ…第２空調用フィン
【図１】
2012112563.tif 000003
【図２】
2012112563.tif 000004
【図３】
2012112563.tif 000005
【図４】
2012112563.tif 000006
【図５】
2012112563.tif 000007
【図６】
2012112563.tif 000008
【図７】
2012112563.tif 000009
【図８】
2012112563.tif 000010
【図９】
2012112563.tif 000011
【図１０】
2012112563.tif 000012
【図１１】
2012112563.tif 000013
【図１２】
2012112563.tif 000014
【図１３】
2012112563.tif 000015
【図１４】
2012112563.tif 000016
【図１５】
2012112563.tif 000017