(57)【要約】【課題】暖房及び除湿をより好適に実行できるとともに、空調装置の大型化を抑制できる空調用熱交換器を提供する。また、小型でありながら、暖房と防曇とを効果的に行うことができる空調装置を提供する。【解決手段】空調用熱交換器１００は、一面２１Ａ側及び他面２２Ａ側の一方が吸熱面となり、一面２１Ａ側及び他面２２Ａ側の他方が放熱面となる複数のペルチェ素子２０と、第１伝熱部材３１と、第２伝熱部材３２と、空調される空気を流通可能であるとともに、各第１伝熱部材３１が配設される空調用通路５０と、熱交換媒体通路１１〜１３とを備えている。空調用通路５０は第１〜４空調用通路５１〜５４を有している。各ペルチェ素子２０は、第１、２空調用通路５１、５２に属するペルチェ素子２０と、第３、４空調用通路５３、５４に属するペルチェ素子２０とに独立して制御される。【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で、他方が放熱面となる複数のペルチェ素子と、
前記一面に熱的に連結された第１伝熱部材と、
前記他面に熱的に連結された第２伝熱部材と、
空調される空気を流通可能であるとともに、前記第１伝熱部材が内部に配設される空調用通路と、
流体を流通可能であるとともに、前記第２伝熱部材が内部に配設される熱交換媒体通路とを備える空調用熱交換器であって、
前記空調用通路は少なくとも前記第１伝熱部材の上流側端部よりも下流側において複数に分かれており、
前記ペルチェ素子は、各該空調用通路に属する該ペルチェ素子毎に独立して制御されることを特徴とする空調用熱交換器。
【請求項２】
各前記空調用通路に属する前記ペルチェ素子は、前記空気の上流側に配置された上流ペルチェ素子と、該上流ペルチェ素子よりも該空気の下流側に配置された下流ペルチェ素子とからなり、
該上流ペルチェ素子と該下流ペルチェ素子とは、供給される電流の向きが異なるように制御される請求項１記載の空調用熱交換器。
【請求項３】
前記空調用通路は暖房用通路と除湿用通路とに分けられ、
該暖房用通路に属する前記ペルチェ素子と該除湿用通路に属する該ペルチェ素子とは、供給される電流の向きが異なるように制御される請求項１又は２記載の空調用熱交換器。
【請求項４】
前記暖房用通路に属する前記ペルチェ素子は、前記熱交換媒体通路を流れる前記流体の流通方向の上流側に位置し、
前記除湿用通路に属する前記ペルチェ素子は、前記熱交換媒体通路を流れる前記流体の流通方向の下流側に位置する請求項３記載の空調用熱交換器。
【請求項５】
前記暖房用通路に属する前記ペルチェ素子は、前記熱交換媒体通路を流れる前記流体の流通方向の下流側に位置し、
前記除湿用通路に属する前記ペルチェ素子は、前記熱交換媒体通路を流れる前記流体の流通方向の上流側に位置する請求項３記載の空調用熱交換器。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項記載の空調用熱交換器と、前記空調用熱交換器が内部に設けられるダクトとを具備した空調装置であって、
前記ダクトは、前記暖房用通路に属する前記ペルチェ素子の前記第１伝熱部材によって加熱された空気を暖房用吹き出し口に案内する暖房用案熱交換媒体通路と、
前記除湿用通路に属する前記ペルチェ素子の前記第１伝熱部材によって冷却された空気を除湿用吹き出し口に案内する除湿用案熱交換媒体通路とを有していることを特徴とする空調装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空調用熱交換器及び空調装置に関する。空調用熱交換器は、クーラコアやヒータコアとして、空調に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に従来の空調用熱交換器が開示されている。この空調用熱交換器は、一面側が吸熱面となり、他面側が放熱面となる除湿用ペルチェ素子と、一面側が放熱面となり、他面側が吸熱面となる暖房用ペルチェ素子と、除湿用ペルチェ素子の一面に固定された除湿用伝熱部材と、暖房用ペルチェ素子の一面に固定された暖房用伝熱部材とを備えている。
【０００３】
また、この空調用熱交換器は、空調される空気を流通可能であるとともに、除湿用伝熱部材及び暖房用伝熱部材が内部に配設される空調用通路と、除湿用ペルチェ素子の他面側である放熱面に当接して熱を奪うとともに、暖房用ペルチェ素子の他面側である吸熱面に当接して熱を与える熱交換器とを備えている。
【０００４】
除湿用ペルチェ素子及び除湿用伝熱部材は空調用通路の上流側に位置し、暖房用ペルチェ素子及び暖房用伝熱部材は空調用通路の下流側に位置している。
【０００５】
この空調用熱交換器では、空調される空気が空調用通路を流通する際、まず、除湿用伝熱部材に接触して冷却された後、暖房用伝熱部材に接触して加熱される。こうして、この空調用熱交換器は、空調される空気に対して暖房及び除湿を実行できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３００１２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、空調用熱交換器に対しては、暖房及び除湿をより好適に実行できることが求められている。しかしながら、上記従来の空調用熱交換器は、空調される空気全体を除湿用伝熱部材に接触させて冷却した後、その冷却された空気全体を暖房用伝熱部材に接触させて加熱しなければならない。このため、上記従来の空調用熱交換器が暖房及び除湿をより好適に実行するためには、例えば、空調用通路の経路長を長くして、空気全体が冷却及び加熱される所要時間を長くする必要があり、その結果として、空調装置の大型化を招き易い。
【０００８】
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、暖房及び除湿をより好適に実行できるとともに、空調装置の大型化を抑制できる空調用熱交換器を提供することを解決すべき課題としている。また、本発明は、小型でありながら、暖房と防曇とを効果的に行うことができる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】
【０００９】
本発明の空調用熱交換器は、一面側及び他面側の一方が吸熱面で、他方が放熱面となる複数のペルチェ素子と、
前記一面に熱的に連結された第１伝熱部材と、
前記他面に熱的に連結された第２伝熱部材と、
空調される空気を流通可能であるとともに、前記第１伝熱部材が内部に配設される空調用通路と、
流体を流通可能であるとともに、前記第２伝熱部材が内部に配設される熱交換媒体通路とを備える空調用熱交換器であって、
前記空調用通路は少なくとも前記第１伝熱部材の上流側端部よりも下流側において複数に分かれており、
前記ペルチェ素子は、各該空調用通路に属する該ペルチェ素子毎に独立して制御されることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
本発明の空調用熱交換器では、空調用通路が少なくとも第１伝熱部材の上流側端部よりも下流側において複数に分かれている。このため、空調される空気は、空調用熱交換器に進入すると、各空調用通路に分配され、各空調用通路内の各第１伝熱部材に接触しながら流通する。そして、この空調用熱交換器では、各ペルチェ素子が各空調用通路に属するペルチェ素子毎に独立して制御される。なお、例えば「各前記一面に熱的に連結された第１フィン」の「熱的に連結」とは、一面と第１フィンが直接連結されていることを含む以外に、一面と第１フィンの間に金属板を介した状態で一面と第１フィンが連結されている場合も含む。すなわち、一面と第１フィンとの間で熱移動が可能な状態で連結されていることを意味するものとする。
【００１１】
ここで、本発明の空調用熱交換器は、空調される空気全体を除湿用伝熱部材に接触させて冷却した後、その冷却された空気全体を暖房用伝熱部材に接触させて加熱する上記従来の空調用熱交換器とは異なり、一部の空調用通路を流通する空気を冷却する一方、別の空調用通路を流通する空気を加熱することが可能である。この際、冷却される空気と加熱される空気とは、空調用通路が異なるので混じり合わない。このため、この空調用熱交換器は、上記従来の空調用熱交換器と比較して、空調用通路の経路長を短くできる。その結果、この空調用熱交換器は、空調装置の大型化を抑制できる。
【００１２】
したがって、本発明の空調用熱交換器は、暖房及び除湿をより好適に実行できるとともに、空調装置の大型化を抑制できる。
【００１３】
伝熱部材は、各ペルチェ素子毎にあってもよく、複数のペルチェに跨って設けてもよい。伝熱部材は、フィンであってもよく、液体が流通する熱交換通路を用いてもよい。
【００１４】
流体としては、水等の液体や空気等の気体を採用できる。一般的には、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等の冷却水を採用することが好ましい。
【００１５】
各空調用通路に属するペルチェ素子は、空気の上流側に配置された上流ペルチェ素子と、上流ペルチェ素子よりも空気の下流側に配置された下流ペルチェ素子とからなり得る。そして、上流ペルチェ素子と下流ペルチェ素子とは、供給される電流の向きが異なるように制御されることが好ましい（請求項２）。
【００１６】
この場合、空気を２段に冷却したり、加熱したりすることができる。また、上流ペルチェ素子で空気を冷却して除湿し、下流ペルチェ素子でその空気を加熱することができることから、暖房しつつ防曇を行うことができる。
【００１７】
空調用通路は暖房用通路と除湿用通路とに分けられ得る。そして、暖房用通路に属するペルチェ素子と除湿用通路に属するペルチェ素子とは、供給される電流の向きが異なるように制御されことが好ましい（請求項３）。
【００１８】
この場合、暖房用通路に属するペルチェ素子は、一面側が放熱面となり、他面側が吸熱面となるように電流が供給される。また、除湿用通路に属するペルチェ素子は、一面側が吸熱面となり、他面側が放熱面となるように電流が供給される。このため、暖房用通路に属するペルチェ素子の一面に固定された第１伝熱部材は、その暖房用通路内を流通する空気を加熱する。その一方、除湿用通路に属するペルチェ素子の一面に固定された第１伝熱部材は、その除湿用通路内を流通する空気を冷却する。
【００１９】
暖房用通路に属するペルチェ素子は、熱交換媒体通路を流れる流体の流通方向の上流側に位置し、除湿用通路に属するペルチェ素子は、熱交換媒体通路を流れる流体の流通方向の下流側に位置することが好ましい（請求項４）。
【００２０】
この場合、流体は、流通方向の上流側で、暖房用通路に属するペルチェ素子に固定された第２伝熱部材に熱を奪われて温度が低下する。そして、温度が低下した流体が流通方向の下流側で、除湿用通路に属するペルチェ素子に固定された第２伝熱部材から熱を確実に奪う。その結果、空調用熱交換器は、除湿用通路に属するペルチェ素子の除湿能力を高くすることができる。
【００２１】
暖房用通路に属するペルチェ素子は、熱交換媒体通路を流れる流体の流通方向の下流側に位置し、除湿用通路に属するペルチェ素子は、熱交換媒体通路を流れる流体の流通方向の上流側に位置することも好ましい（請求項５）。
【００２２】
この場合、流体は、流通方向の上流側で、除湿用通路に属するペルチェ素子に固定された第２伝熱部材から熱を奪って温度が上昇する。そして、温度が上昇した流体が流通方向の下流側で、除湿用通路に属するペルチェ素子に固定された第２伝熱部材に熱を確実に与える。その結果、空調用熱交換器は、流体の温度範囲が高くなって、各ペルチェ素子の使用温度を高くすることができるので、空調効率が向上する。
【００２３】
本発明の空調装置は、上記空調用熱交換器と、前記空調用熱交換器が内部に設けられるダクトとを具備した空調装置であって、
前記ダクトは、前記暖房用通路に属する前記ペルチェ素子の前記第１伝熱部材によって加熱された空気を暖房用吹き出し口に案内する暖房用案熱交換媒体通路と、
前記除湿用通路に属する前記ペルチェ素子の前記第１伝熱部材によって冷却された空気を除湿用吹き出し口に案内する除湿用案熱交換媒体通路とを有していることを特徴とする（請求項６）。
【００２４】
本発明の空調装置は上記本発明の空調用熱交換器を採用している。そして、この空調装置によれば、ダクトが内部に暖房用案熱交換媒体通路と除湿用案熱交換媒体通路とを有していることから、加熱された空気と冷却された空気とは、空調用通路を通過した後、混ざり合わないまま暖房と窓の防曇とに利用可能となる。
【００２５】
したがって、本発明の空調装置によれば、小型でありながら、暖房と防曇とを効果的に行うことができる。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の空調用熱交換器は、暖房及び除湿をより好適に実行できるとともに、空調装置の大型化を抑制できる。また、本発明の空調装置によれば、小型でありながら、暖房と防曇とを効果的に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】実施例１の空調用熱交換器が適用された車両用空調装置の模式断面図である。
【図２】実施例１の空調用熱交換器に係り、図１のＩＩ−ＩＩ断面を示す模式断面図である。
【図３】実施例１の空調用熱交換器に係り、図１の要部拡大断面図である。
【図４】実施例１の空調用熱交換器に係り、図（ａ）及び図（ｂ）は、暖房用通路に属するペルチェ素子及び除湿用通路に属するペルチェ素子について、熱交換媒体通路に対するレイアウトを説明するとともに、冷却水の流通方向と冷却水の温度変化との関係を説明する説明図である。
【図５】実施例２の車両用空調装置の模式断面図である。
【図６】実施例２の車両用空調装置の要部を示す模式断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明を具体化した実施例１、２を図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（実施例１）
図１及び図２に示すように、実施例１の空調用熱交換器１００は、電源５、ポンプ４、ラジエータ３、空調ファン７及び駆動回路６とともに車両用空調装置を構成している。図１では、空調ファン７の図示を省略しているが、図２から判るように、空調ファン７は、空調用熱交換器１００に対して図１の紙面手前側に位置している。車両用空調装置は、車両に搭載されて車室内の空調を行うものであり、周知の構成の説明や図示は適宜簡略する。
【００３０】
図１に示すように、電源５は、車両に搭載されるバッテリや発電機等である。ポンプ４は、空調用熱交換器１００とラジエータ３とを接続する配管２Ｂに設けられており、配管２Ｂ内の熱交換用の流体である冷却水を循環させる。冷却水としては、ロングライフクーラント（ＬＬＣ）等が採用される。ラジエータ３は、ラジエータ用ファン３Ａに送風される外気と、ラジエータ３内を流通する冷却水との間で熱交換を行うことにより、ラジエータ３内を流通する冷却水を冷却する。図２に示すように、空調ファン７は、空調される空気を空調用熱交換器１００に向けて送風する。
【００３１】
図１及び図２に示すように、空調用熱交換器１００は、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３と、第１、２ヘッド１５、１６と、空調用通路５０とを備えている。
【００３２】
第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３は、水平方向（図１及び図２において、紙面の左右方向。）に延びる長尺管状体である。各第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３は、上下方向（図１において、紙面の上下方向。図２において、紙面に対して垂直方向。）に間隔を有して互いに平行に設けられている。第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の内部には、冷却水を流通可能な熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａが形成されている。熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａは、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の長手方向の一端と他端とに開いている。
【００３３】
第１ヘッド１５は、上下方向に延びる長尺な略矩形体であり、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の長手方向の一端に連結されている。第１ヘッド１５の内部には、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの一端と連通して冷却水を流通可能な第１集合路１５Ａが形成されている。第１ヘッド１５は、その上端が閉鎖されている一方、その下端が配管２Ａを介してラジエータ３に接続されている。
【００３４】
第２ヘッド１６も、上下方向に延びる長尺な略矩形体であり、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の長手方向の他端に連結されている。第２ヘッド１６の内部には、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの他端と連通して冷却水を流通可能な第２集合路１６Ａが形成されている。第２ヘッド１６は、その上端が閉鎖されている一方、その下端が配管２Ｂを介してラジエータ３に接続されている。配管２Ｂの途中にポンプ４が配設されている。
【００３５】
図１に示すように、ポンプ４が正方向に稼働すると、冷却水は、ラジエータ３、配管２Ａ及び第１集合路１５Ａを経由して、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの一端から他端に流れる。ここで、図１及び図４（ａ）に示すように、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａを流れる冷却水の流通方向をＤ１とする。その後、冷却水は、第２集合路１６Ａ、配管２Ｂを経由して、ポンプ４によりラジエータ３に送り返される。
【００３６】
なお、ポンプ４を逆方向に稼働させることにより、冷却水を熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａの他端から一端に向けて流すこともできる。この場合、図４（ｂ）に示すように、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａを流れる冷却水の流通方向をＤ２とする。
【００３７】
図１に示すように、第１ヘッド１５の上端と第２ヘッド１６の上端との間には、水平方向に延びる平板状の上部区画壁６４が設けられている。上部区画壁６４は、第１熱交換媒体通路１１に対して、上方に間隔を有して平行に延びている。
【００３８】
図１及び図２に示すように、第１ヘッド１５と第２ヘッド１６との間には、上下方向に延びる平板状の区画壁６１、６２、６３が第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の長手方向に間隔を有して互いに平行に設けられている。
【００３９】
図１に示すように、空調用熱交換器１００には、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３と、上部区画壁６４と、区画壁６１と、第１ヘッド１５とに囲まれることにより、上下に並ぶ３つの空間が形成されている。これらの空間は第１空調用通路５１とされている。また、空調用熱交換器１００には、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３と、上部区画壁６４と、区画壁６１と、区画壁６２とに囲まれることにより、上下に並ぶ３つの空間が形成されている。これらの空間は第２空調用通路５２とされている。さらに、空調用熱交換器１００には、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３と、上部区画壁６４と、区画壁６２と、区画壁６３とに囲まれることにより、上下に並ぶ３つの空間が形成されている。これらの空間は第３空調用通路５３とされている。また、空調用熱交換器１００には、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３と、上部区画壁６４と、区画壁６３と、第２ヘッド１６とに囲まれることにより、上下に並ぶ３つの空間が形成されている。これらの空間は第４空調用通路５４とされている。空調用通路５０は第１伝熱部材３１の上流側端部よりも下流側において第１〜４空調用通路５１〜５４に分かれている。
【００４０】
図２に示すように、空調される空気が空調ファン７によって空調用熱交換器１００に向けて送風されると、その空気は第１〜４空調用通路５１〜５４に分配され、各第１〜４空調用通路５１〜５４内を流通した後、空調用熱交換器１００における空調ファン７とは反対側に排出される。この際、各区画壁６１、６２、６３は、各第１〜４空調用通路５１〜５４内を流通する空気が互いに混じり合わないように区分けする。なお、図１では、各第１〜４空調用通路５１〜５４内を流通する空気は紙面の手前から奥に向かって流れる。第１〜４空調用通路５１〜５４が本発明の空調用通路５０に相当する。空調用通路５０のうち、第１、２空調用通路５１、５２が暖房用通路に相当する。空調用通路５０のうち、第３、４空調用通路５３、５４が除湿用通路に相当する。
【００４１】
図２に示すように、この車両用空調装置はダクト２００を備えている。ダクト２００によって暖房用案熱交換媒体通路５６及び除湿用案熱交換媒体通路５７が形成されている。暖房用案熱交換媒体通路５６及び除湿用案熱交換媒体通路５７は、空調用熱交換器１００に対して空調ファン７とは反対側に配設されている。
【００４２】
暖房用案熱交換媒体通路５６は、第１、２空調用通路５１、５２から排出される空気を車室内に開口する図示しない暖房用吹き出し口に案内する。そして、暖房用吹き出し口から排出される空気は、車室内の搭乗者に向かって送風されるようになっている。
【００４３】
除湿用案熱交換媒体通路５７は、第３、４空調用通路５３、５４から排出される空気を車室内に開口する図示しない除湿用吹き出し口に案内する。そして、除湿用吹き出し口から排出される空気は、車両の窓に向かって送風されるようになっている。
【００４４】
また、空調用熱交換器１００は、図１及び図２に示すように、１２個のペルチェ素子２０を備えている。より詳しくは、各第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の上面にそれぞれ４個のペルチェ素子２０が配設されている。言い換えれば、各第１〜４空調用通路５１〜５４内にそれぞれ３個のペルチェ素子２０が配設されている。
【００４５】
各ペルチェ素子２０は、周知の構成であるので説明及び図示は簡略するが、図３に示すように、平板状の第１絶縁基板２１と、第１絶縁基板２１に対して下方に間隔を有して平行に設けられた平板状の第２絶縁基板２２と、第１絶縁基板２１と第２絶縁基板２２とに挟持された複数の熱電変換チップ２５と、第１絶縁基板２１及び第２絶縁基板２２の互いに対向する面に形成され、各熱電変換チップ２５を電気的に接続する配線パターン２６とを有している。
【００４６】
図１に示すように、駆動回路６は、各ペルチェ素子２０に対して電源５から供給される電力を分配するため、４組の給電配線６Ａ、６Ｂを有している。図３に示すように、配線パターン２６の一端２６Ａ及び他端２６Ｂは、いずれか１組の給電配線６Ａ、６Ｂと電気的に接続されている。
【００４７】
実施例１では、各ペルチェ素子２０が暖房用通路に属するグループと、除湿用通路に属するグループとで独立して制御される。つまり、駆動回路６が給電配線６Ａ、６Ｂを介して、配線パターン２６の一端２６Ａから他端２６Ｂに向けて電流Ｉ１を流すことにより、第１絶縁基板２１の上面２１Ａが放熱面となり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａが吸熱面となる。その一方、駆動回路６が給電配線６Ａ、６Ｂを介して、配線パターン２６の他端２６Ｂから一端２６Ａに向けて電流Ｉ２を流すことにより、第１絶縁基板２１の上面２１Ａが吸熱面となり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａが放熱面となる。第１絶縁基板２１の上面２１Ａは本発明のペルチェ素子の一面であり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａは本発明のペルチェ素子の他面である。
【００４８】
また、空調用熱交換器１００は、各ペルチェ素子２０の各第１絶縁基板２１の上面２１Ａに固定された第１伝熱部材３１と、各ペルチェ素子２０の各第２絶縁基板２２の下面２２Ａに固定された第２伝熱部材３２とを備えている。
【００４９】
図１に示すように、各第１〜４空調用通路５１〜５４内には、それぞれ３個の第１伝熱部材３１が配設されている。また、各第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３には、それぞれ４個の第２伝熱部材３２が熱交換媒体通路１１Ａ〜１３Ａに位置するように装着されている。より詳しくは、図３に示すように、各第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３には、各ペルチェ素子２０が装着される位置に開口１４が貫設されている。そして、各ペルチェ素子２０の第２絶縁基板２２の下面２２ＡがＯリング１４Ａを介して開口１４の周縁に密着しつつ固定されることにより、下面２２Ａが開口１４を封止するとともに、下面２２Ａに固定された第２伝熱部材３２が開口１４を介して熱交換媒体通路１１Ａ〜１３Ａに突出するようになっている。
【００５０】
第１伝熱部材３１は、断面が櫛歯形状とされたアルミ押出型材が所定の長さに切断されてなる周知の熱交換用部材であり、複数枚の放熱板を有している。第１伝熱部材３１の各放熱板は、図２に示すように、空調ファン７により送風される空気の流通方向に沿うように延びており、送風される空気に対して、抵抗を低減しつつ長く接触するようになっている。
【００５１】
第２伝熱部材３２も、第１伝熱部材３１と同様の周知の熱交換用部材からなり、複数枚の放熱板を有している。図示は省略するが、第２伝熱部材３２の各放熱板は、第１〜３熱交換媒体通路１１〜１３の長手方向に沿うように延びており、熱交換媒体通路１１Ａ〜１３Ａ内を流通する冷却水に対して、抵抗を低減しつつ長く接触するようになっている。
【００５２】
なお、第１、２伝熱部材３１、３２は上記構成に限定されず、例えば、薄板が波状に曲げられてなるコルゲート伝熱部材であってもよい。
【００５３】
図１に示すように、駆動回路６から延びる１組目の給電配線６Ａ、６Ｂは、第１空調用通路５１に配設された３個のペルチェ素子２０の各配線パターン２６と電気的に接続されている。また、駆動回路６から延びる２組目の給電配線６Ａ、６Ｂは、第２空調用通路５２に配設された３個のペルチェ素子２０の各配線パターン２６と電気的に接続されている。また、駆動回路６から延びる３組目の給電配線６Ａ、６Ｂは、第３空調用通路５３に配設された３個のペルチェ素子２０の各配線パターン２６と電気的に接続されている。また、駆動回路６から延びる４組目の給電配線６Ａ、６Ｂは、第４空調用通路５４に配設された３個のペルチェ素子２０の各配線パターン２６と電気的に接続されている。
【００５４】
駆動回路６は、第１空調用通路５１に配設された３個のペルチェ素子２０と、第２空調用通路５２に配設された３個のペルチェ素子２０とに対して、上述した電流Ｉ１を流すように構成されている。これにより、第１、２空調用通路５１、５２に配設された各ペルチェ素子２０では、第１絶縁基板２１の上面２１Ａが放熱面となり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａが吸熱面となる。そして、上面２１Ａに固定された第１伝熱部材３１により、第１、２空調用通路５１、５２を流通する空気を加熱することができる。
【００５５】
その一方、駆動回路６は、第３空調用通路５３に配設された３個のペルチェ素子２０と、第４空調用通路５４に配設された３個のペルチェ素子２０とに対して、上述した電流Ｉ２を流すように構成されている。これにより、第３、４空調用通路５３、５４に配設された各ペルチェ素子２０では、第１絶縁基板２１の上面２１Ａが吸熱面となり、第２絶縁基板２２の下面２２Ａが放熱面となる。そして、上面２１Ａに固定された第１伝熱部材３１により、第３、４空調用通路５３、５４を流通する空気を冷却することができる。この際、結露する温度まで空気を冷却することにより、除湿を行うことができる。
【００５６】
こうして、第１、２空調用通路５１、５２に配設された各ペルチェ素子２０は暖房用として機能する。また、第３、４空調用通路５３、５４に配設された各ペルチェ素子２０は除湿用として機能する。すなわち、各ペルチェ素子２０は、第１、２空調用通路（暖房用通路）５１、５２に属するグループと、第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４に属するグループとに分けられている。
【００５７】
この空調用熱交換器１００では、空調ファン７が空調用熱交換器１００に向けて送風すると、送風された空気が第１〜４空調用通路５１〜５４に分配される。そして、各第１〜４空調用通路５１〜５４内を流通する空気は、各第１〜４空調用通路５１〜５４に配設された各第１伝熱部材３１と接触して熱交換を行う。
【００５８】
より詳しくは、第１、２空調用通路５１、５２を流通する空気は、第１、２空調用通路５１、５２に配設された各ペルチェ素子２０の各第１伝熱部材３１により加熱される。そして、加熱された空気は、暖房用案熱交換媒体通路５６によって、第１、２空調用通路５１、５２から図示しない暖房用吹き出し口に案内されるので、冷却された空気と混じり合わないまま、車室内を効果的に暖房することができる。
【００５９】
その一方、第３、４空調用通路５３、５４を流通する空気は、第３、４空調用通路５３、５４に配設された各ペルチェ素子２０の各第１伝熱部材３１により冷却される。そして、冷却された空気は、除湿用案熱交換媒体通路５７によって、第３、４空調用通路５３、５４から図示しない除湿用吹き出し口に案内されるので、加熱された空気と混じり合わないまま、車両の窓の曇り取りを効果的に行うことができる。こうして、この空調用熱交換器１００は、暖房及び除湿をより好適に実行できる。
【００６０】
この際、第１、２空調用通路５１、５２内で加熱される空気と、第３、４空調用通路５３、５４内で冷却される空気とは、区画壁６１〜６３により区画されて混じり合わない。このため、この空調用熱交換器１００は、空調される空気全体を冷却した後、その冷却された空気全体を加熱する上記従来の空調用熱交換器と比較して、空調用通路５０の経路長を短くできている。その結果、この空調用熱交換器１００は、車両用空調装置の大型化を抑制できる。
【００６１】
したがって、実施例１の空調用熱交換器１００は、暖房及び除湿をより好適に実行できるとともに、車両用空調装置の大型化を抑制できる。また、この車両用空調装置によれば、小型でありながら、暖房と防曇とを効果的に行うことができる。
【００６２】
また、この空調用熱交換器１００では、第１、２空調用通路５１、５２内に配設された各ペルチェ素子２０の第１伝熱部材３１が暖房のために例えば５０°Ｃに加熱されると、対をなす第２伝熱部材３２は第１伝熱部材３１の加熱に応じて冷却水から吸熱しなければならない。また、第３、４空調用通路５３、５４内に配設された各ペルチェ素子２０の第１伝熱部材３１が除湿のために例えば５°Ｃに冷却されると、対をなす第２伝熱部材３２は第１伝熱部材３１の冷却に応じて冷却水に対して放熱しなければならない。
【００６３】
ここで、図４（ａ）に示すように、ポンプ４が正方向に稼働して、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａを流れる冷却水が流通方向Ｄ１に流れる場合、第１、２空調用通路５１、５２内に配設された各ペルチェ素子２０は、冷却水の流通方向Ｄ１の上流側に位置する。その一方、第３、４空調用通路５３、５４内に配設された各ペルチェ素子２０は、冷却水の流通方向Ｄ１の下流側に位置する。そして、第１集合路１５Ａにおいて温度が例えば１０°Ｃである冷却水は、熱交換媒体通路１１Ａ〜１３Ａに流入すると、まず、流通方向Ｄ１の上流側で、第１、２空調用通路５１、５２内に配設された各ペルチェ素子２０の第２伝熱部材３２に熱を奪われ、温度が例えば５°Ｃに低下する。そして、この冷却水は、流通方向Ｄ１の下流側で、第３、４空調用通路５３、５４内に配設された各ペルチェ素子２０の第２伝熱部材３２から熱を確実に奪って、例えば１０°Ｃまで再び温度が上昇する。その結果、空調用熱交換器１００は、第３、４空調用通路５３、５４内に配設された各ペルチェ素子２０の除湿能力を高くすることができる。
【００６４】
より詳しく説明すると、第３、４空調用通路５３、５４に属するペルチェ素子２０の下面２２Ａからは、駆動回路６からペルチェ素子２０に投入される電力が熱に変わる分と、上面２１Ａで空気を冷却した分とを足した熱が放出される。そのため、下面２２Ａは出力が出やすい（熱の移動量が多い）。それに対して、上面２１Ａは比較的出力が小さい（熱の移動量が少ない）。よって、冷却水を第１、２暖房用通路５１、５２の各ペルチェ素子２０の第２伝熱部材３２に先に接触させて温度を低下させた後、その温度が低下した冷却水を第３、４空調用通路に属するペルチェ素子２０の第２伝熱部材３２に接触させることで、上面２１Ａにおける出力を大きくすることができる。
【００６５】
また、この空調用熱交換器１００では、図４（ｂ）に示すように、ポンプ４が逆方向に稼働して、熱交換媒体通路１１Ａ、１２Ａ、１３Ａを流れる冷却水が流通方向Ｄ２に流れる場合、第１、２空調用通路５１、５２内に配設された各ペルチェ素子２０は、冷却水の流通方向Ｄ２の下流側に位置する。その一方、第３、４空調用通路５３、５４内に配設された各ペルチェ素子２０は、冷却水の流通方向Ｄ２の上流側に位置する。そして、第２集合路１６Ａにおいて温度が例えば１０°Ｃである冷却水は、熱交換媒体通路１１Ａ〜１３Ａに流入すると、まず、流通方向Ｄ２の上流側で、第３、４空調用通路５３、５４内に配設された各ペルチェ素子２０の第２伝熱部材３２から熱を奪い、温度が例えば１５°Ｃに上昇する。そして、この冷却水は、流通方向Ｄ２の下流側で、第１、２空調用通路５１、５２内に配設された各ペルチェ素子２０の第２伝熱部材３２に熱を確実に与え、例えば１０°Ｃまで再び温度が低下する。その結果、空調用熱交換器１００は、冷却水の温度範囲が例えば１０〜１５°Ｃというように高くなって、各ペルチェ素子２０の使用温度を高くすることができる。ペルチェ素子２０は平均的作動温度が高い方が効率が良いため、空調用熱交換器１００の空調効率が向上する。
【００６６】
（実施例２）
実施例２の車両用空調装置は、図５及び図６に示すように、ダクト２０１内に第１、２空調用熱交換器１０１、１０２を備えている。
【００６７】
図５に示すように、ダクト２０１内が空調用通路７０とされている。ダクト２０１の最上流には内気用の開口２０１ａと外気用の開口２０１ｂとが形成されている。両開口２０１ａ、２０１ｂはフラッパ２０３によって選択的に開放されるようになっている。空調用通路７０内には両開口２０１ａ、２０１ｂと両空調用熱交換器１００との間にシロッコファン８が設けられており、シロッコファン８はモータ８ａによって回転駆動されるようになっている。
【００６８】
また、ダクト２０１内には空気の流れる方向に延びる区画壁２０２が設けられており、空調用通路７０はこの区画壁２０２によって暖房用通路７０ａと除湿用通路７０ｂとに分けられている。区画壁２０２はシロッコファン８も仕切っており、暖房用通路７０ａと除湿用通路７０ｂとには単一のシロッコファン８によってそれぞれ内気又は外気が供給されるようになっている。ダクト２０１は、実施例１と同様、第１、２空調用熱交換器１０１、１０２よりも下流側が暖房用案熱交換媒体通路５６及び除湿用案熱交換媒体通路５７とされている。暖房用案熱交換媒体通路５６は空気を車室内の暖房用吹き出し口に案内し、除湿用案熱交換媒体通路５７は空気を除湿用吹き出し口に案内する。
【００６９】
第１、２空調用熱交換器１０１、１０２は実施例１の空調用熱交換器１００と同様のものである。区画壁２０２は第１、２空調用熱交換器１０１、１０２も仕切っている。このため、図６に示すように、暖房用通路７０ａに属する第１、２空調用熱交換器１０１、１０２のペルチェ素子２０は、空気の上流側に配置された暖房用上流ペルチェ素子２０ａと、暖房用上流ペルチェ素子２０ａよりも空気の下流側に配置された暖房用下流ペルチェ素子２０ｂとからなる。また、除湿用通路７０ｂに属する第１、２空調用熱交換器１０１、１０２のペルチェ素子２０は、空気の上流側に配置された除湿用上流ペルチェ素子２０ｃと、除湿用上流ペルチェ素子２０ｃよりも空気の下流側に配置された除湿用下流ペルチェ素子２０ｄとからなる。
【００７０】
図５に示すように、第１空調用熱交換器１０１の第２ヘッド１６は配管２Ｃにより第１ラジエータ３０１に接続されている。配管２Ｃには第１ポンプ４０１が設けられている。第１ラジエータ３０１は配管２Ｄにより第１空調用熱交換器１０１の第１ヘッド１５に接続されている。また、第２空調用熱交換器１０２の第２ヘッド１６は配管２Ｅによりエンジン５００に接続され、エンジン５００は配管２Ｆにより第２ラジエータ３０２に接続されている。配管２Ｆには第２ポンプ４０２が設けられている。第２ラジエータ３０２は配管２Ｇにより第２空調用熱交換器１０１の第１ヘッド１５に接続されている。
【００７１】
図６に示す暖房用上流ペルチェ素子２０ａ、暖房用下流ペルチェ素子２０ｂ、除湿用上流ペルチェ素子２０ｃ及び除湿用下流ペルチェ素子２０ｄは、実施例１と同様、駆動回路６によって独立して制御される。
【００７２】
例えば、暖房用上流ペルチェ素子２０ａは、第１伝熱部材３１が吸熱を行うように制御され、暖房用通路７０ａを流通する空気を除湿する。また、暖房用下流ペルチェ素子２０ｂは、第１伝熱部材３１が放熱を行うように制御され、暖房用通路７０ａを流通する空気を加熱する。これにより、暖房用通路７０ａを流れる空気が車室内の搭乗者に向かって送風される。このため、窓の曇りを防止しつつ、車室内を温めることが可能になる。
【００７３】
また、除湿用上流ペルチェ素子２０ｃは節電のために通電が停止される。また、除湿用下流ペルチェ素子２０ｄは、第１伝熱部材３１が吸熱を行うように制御され、除湿用通路７０ｂを流通する空気を除湿する。これにより、除湿用通路７０ｂを流れる空気が車両のフロントガラスに向かって送風される。フロントガラスが曇り易ければ、除湿用上流ペルチェ素子２０ｃも第１伝熱部材３１が吸熱を行うように制御される。こうして、フロントガラスの曇りを確実に防止する。
【００７４】
この車両用空調装置も実施例１と同様の作用効果を奏することができる。特に、この車両用空調装置は、窓の曇りを考慮しながら車室内を好適に暖房することが可能である。
【００７５】
以上において、本発明を実施例１、２に即して説明したが、本発明は上記実施例１、２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。
【００７６】
実施例１では、冷却水の流通方向Ｄ１、Ｄ２を切り替えることによって、第１、２空調用通路（暖房用通路）５１、５２に属するペルチェ素子２０が冷却水の流通方向Ｄ１の上流側又は流通方向Ｄ２の下流側に位置し、第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４に属するペルチェ素子２０が冷却水の流通方向Ｄ１の下流側又は流通方向Ｄ２の上流側に位置するように変更しているが、本発明はこのような構成に限定されない。
【００７７】
例えば、駆動回路６が４組の給電配線６Ａ、６Ｂに流す電流の向きを切り替えて、第１、２空調用通路（暖房用通路）５１、５２に属するペルチェ素子２０と第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４に属するペルチェ素子２０とを変更するようにしてもよい。この場合、冷却水の流通方向を変更しなくても、同様の作用効果を奏することが可能となる。
【００７８】
また、冷却水の流通方向Ｄ１、Ｄ２を切り替えるタイミングとしては、除湿負荷が高い場合、第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４に属する各ペルチェ素子２０の除湿能力を高くできる流通方向Ｄ１に切り替え、除湿負荷が小さい場合、ペルチェ素子２０の効率を良くできる流通方向Ｄ２に切り替える方法が考えられる。
【００７９】
さらに、冷却水の流通方向Ｄ１、Ｄ２を切り替え可能な構成を採用せず、冷却水の流通方向がどちらかに固定されていてもよい。この場合、流通方向Ｄ２に固定する場合と比較して、流通方向Ｄ１に固定した場合の方が第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４に属する各ペルチェ素子２０の除湿能力を高くして、車室内の湿度変化に確実かつ迅速に対応できるので、より好ましい。
【００８０】
また、実施例１、２では、第１、２空調用通路（暖房用通路）５１、５２のペルチェ素子２０が６個であり、第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４のペルチェ素子２０が６個であるが、その数を変更できる構成になっていてもよい。例えば、除湿負荷が高い場合、第１、２空調用通路（暖房用通路）５１、５２のペルチェ素子２０の数を３個に減らし、第３、４空調用通路（除湿用通路）５３、５４のペルチェ素子２０を９個に増やすようにしてもよい。但し、この場合には、暖房用案熱交換媒体通路５６及び除湿用案熱交換媒体通路５７もその変更に対応して、冷却される空気と加熱される空気とが混じり合わないように変更できる構造にする必要がある。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
本発明は車両用空調装置の他、建物の空調装置等に利用可能である。
【符号の説明】
【００８２】
２０…ペルチェ素子
２１Ａ…ペルチェ素子の一面（第１絶縁基板の上面）
２２Ａ…ペルチェ素子の他面（第２絶縁基板の下面）
３１…第１伝熱部材
３２…第２伝熱部材
５０…空調用通路
１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ…熱交換媒体通路
１１、１２、１３…熱交換媒体通路（１１…第１熱交換媒体通路、１２…第２熱交換媒体通路、１３…第３熱交換媒体通路）
１００、１０１、１０２…空調用熱交換器（１０１…第１空調用熱交換器、１０２…第２空調用熱交換器）
５１、５２、５３、５４、７０ａ、７０ｂ…空調用通路（５１、５２、７０ａ…暖房用通路、５３、５４、７０ｂ…除湿用通路）
６１、６２、６３、６４、２０２…区画壁（６４…上部区画壁）
Ｄ１、Ｄ２…流体の流通方向
２００、２０１…ダクト
５６…暖房用案熱交換媒体通路
５７…除湿用案熱交換媒体通路
【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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【図６】
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