(57)【要約】  開示された実施形態は、乗り物の内部気候を加熱かつ冷却するシステムを含む。いくつかの実施形態では、本システムは、第１の流体チャネルと、第２の流体チャネルと、第１と第２のチャネルの間で流体流の進路を変えるように構成された流体分流チャネルと、流体導管に作動的に接続された熱電デバイスと、を有する導管を備える。ある実施形態では、熱電デバイスは複数の熱領域を備える。いくつかの実施形態では、複数の熱領域は、第１の極性と第２の極性との間で切換可能な第１の電気回路に接続された第１の熱領域と、第１の電気回路の極性とは独立して第１の極性と第２の極性との間で切換可能な第２の電気回路に接続された第２の熱領域と、を備える。
2012506813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域内の温度を制御するためのシステムであって、
少なくとも１つの主流体チャネルと、
前記少なくとも１つの主流体チャネルと作動的に接続された少なくとも１つの熱電デバイスであって、第１の極性における電気エネルギーの供給時に前記主流体チャネルの少なくとも１つを流れている流体の少なくとも一部を加熱し、第２の極性における電気エネルギーの供給時に前記流体の少なくとも一部を冷却するように構成された少なくとも１つの熱電素子を備えた少なくとも１つの熱電デバイスと、を備え、
少なくとも１つの熱電デバイスが複数の熱領域に細分化されており、前記複数の熱領域が、
前記第１の極性と前記第２の極性との間で切換可能な第１の電気回路と作動的に接続された第１の熱領域と、
前記第１の電気回路の極性から独立して、前記第１の極性と前記第２の極性との間で切換可能な第２の電気回路と作動的に接続された第２の熱領域と、
を備えるシステム。
【請求項２】
前記主流体チャネルに配置され、前記熱電デバイスの前記第１の熱領域における第１の主面と熱的に接続された少なくとも第１の熱交換器と、
前記主流体チャネルに配置され、前記熱電デバイスの前記第２の熱領域における第２の主面に熱的に接続された少なくとも第２の熱交換器と、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
作動流体チャネルと、
前記作動流体チャネルに配置され、前記熱電デバイスの前記第１の熱領域における第１の廃棄面と熱的に接続された少なくとも第３の熱交換器と、
前記作動流体チャネルに配置され、前記熱電デバイスの前記第２の熱領域における第２の廃棄面と熱的に接続された少なくとも第４の熱交換器と、
をさらに備え、
前記熱電デバイスが、前記第１の熱領域における前記第１の主面と前記第１の廃棄面との間で熱エネルギーを伝達し、かつ前記第２の熱領域における前記第２の主面と前記第２の廃棄面の間で熱エネルギーを伝達するように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも１つの前記第１の電気回路の極性および少なくとも１つの前記第２の電気回路の極性を制御することによって、複数の利用可能なモードのうちの１つで前記システムを動作させるようになっている制御装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の利用可能なモードが、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記システムが前記ミスト除去モードで動作しているときに、前記第１の電気回路を前記第２の極性で動作させ、前記第２の電気回路を前記第１の極性で動作させるようになっている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記熱電デバイスの前記第１の熱領域の第１の廃棄面に熱的に接続された第１の作動流体回路と、
前記第１の作動流体回路から独立した第２の作動流体回路と、
をさらに備え、
前記第２の作動流体回路が、前記熱電デバイスの前記第２の熱領域の第２の廃棄面に熱的に接続されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の作動流体回路および前記第２の作動流体回路の各々が、前記熱電デバイスとヒートシンクとの間、もしくは前記熱電デバイスと熱源との間のどちらか一方に選択的に接続されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の作動流体回路は、前記第１の電気回路が前記第１の極性に切り換えられたときに熱源に接続され、前記第１の電気回路が前記第２の極性に切り換えられたときにヒートシンクに接続され、さらに、前記第２の作動流体回路は、前記第２の電気回路が前記第１の極性に切り換えられたときに前記熱源に接続され、前記第２の電気回路が前記第２の極性に切り換えられたときにヒートシンクに接続される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の電気回路を前記第２の極性に切り換え、前記第２の電気回路を前記第１の極性に切り換えることによって、前記システムをミスト除去モードで動作させるように構成された制御装置をさらに備える、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
ＨＶＡＣシステムを使用して、温度制御された流体を領域に運ぶ方法であって、
流体流を前記領域に供給するため、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含む複数の利用可能なモードのうちの１つで前記システムを動作させる工程と、
前記領域に流体を前記ミスト除去モード中に運ぶ工程であって、
熱電デバイスの主流体チャネル内に流体流を送ることと、
前記熱電デバイスの第１の熱領域で前記流体流の少なくとも一部から熱エネルギーを除去することと、
続けて、前記熱電デバイスの第２の熱領域で前記流体流の前記少なくとも一部に熱エネルギーを加えること、によって、前記領域に流体を前記ミスト除去モード中に運ぶ工程と、
前記領域に流体を前記加熱モード中に運ぶ工程であって、
前記熱電デバイスの前記主流体チャネル内に流体流を送ることと、
前記熱電デバイスの前記第１の熱領域および前記第２の熱領域の少なくとも一方で前記流体流の少なくとも一部に熱エネルギーを加えることとによって、前記領域に流体を前記加熱モード中に運ぶ工程と、
前記領域に流体を前記冷却モード中に運ぶ工程であって、
前記熱電デバイスの前記主流体チャネル内に流体流を送ることと、
前記熱電デバイスの前記第１の熱領域および前記第２の熱領域の少なくとも一方で前記流体流の少なくとも一部から熱エネルギーを除去すること、によって、前記領域に流体を前記冷却モード中に運ぶ工程と、
を含む方法。
【請求項１２】
前記流体を前記ミスト除去モード中に運ぶ工程は、
前記第１の熱領域とヒートシンクの間で第１の作動流体を循環させることによって、前記熱電デバイスの前記第１の熱領域から熱エネルギーを除去することと、
前記第２の熱領域と熱源の間で第２の作動流体を循環させることによって、前記熱電デバイスの前記第２の熱領域に熱エネルギーを加えることと、
をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の作動流体および前記第２の作動流体の各々が、液体の熱伝達流体を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の作動流体が水溶液を有し、前記第２の作動流体が同じ水溶液を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記流体を前記加熱モード中に運ぶ工程は、
第１の極性を有する電気エネルギーを前記熱電デバイスの前記第１の熱領域に供給することと、
同じ極性を有する電気エネルギーを前記熱電デバイスの前記第２の熱領域に供給することと、をさらに含み、
前記熱電デバイスに供給される前記電気エネルギーは、熱エネルギーを、前記熱電デバイスを介して、少なくとも１つの作動流体から前記流体流の前記少なくとも一部へ伝達させる、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
領域内の流体を調節するシステムを製造する方法であって、
少なくとも１つの流体流チャネルを設ける工程と、
少なくとも１つの熱電デバイスを前記少なくとも１つの流体流チャネルに作動的に接続する工程と、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの少なくとも１つの廃棄面と熱的に連結されている少なくとも１つの作動流体チャネルを設ける工程と、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの第１の熱領域に、電力を前記第１の熱領域に第１の極性または第２の極性で選択的に供給するように構成された第１の電気回路を接続する工程と、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの第２の熱領域に、電力を前記第２の熱領域に前記第１の極性または前記第２の極性で選択的に供給するように構成された第２の電気回路を接続する工程と、
を含む方法。
【請求項１７】
前記第１の電気回路の極性および前記第２の電気回路の極性を選択することによって前記システムを少なくとも部分的に制御するようにされた制御装置を設ける工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記少なくとも１つの熱電デバイスと熱源またはヒートシンクとの間で熱エネルギーを選択的に移動させるように前記少なくとも１つの作動流体チャネルを構成する工程をさらに含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１つの熱電デバイスを前記少なくとも１つの流体流チャネルに作動的に接続する工程は、
少なくとも１つの第１の熱交換器を前記少なくとも１つの流体流チャネルに配置することと、
少なくとも１つの第２の熱交換器を前記少なくとも１つの流体流チャネルに配置することと、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの前記第１の熱領域を前記少なくとも１つの第１の熱交換器と接続することと、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの前記第２の熱領域を前記少なくとも１つの第２の熱交換器と接続することと、
を含む、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの熱電デバイスの前記第１の熱領域を前記少なくとも１つの第１の熱交換器に接続することは、前記第１の熱領域の主面を前記少なくとも１つの第１の熱交換器に接続することを含み、前記主面は前記第１の熱領域の廃棄面と反対側にある、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
領域内の温度を制御するシステムであって、
第１の流体チャネルと、
仕切りによって前記第１の流体チャネルから少なくとも部分的に分離した第２の流体チャネルと、
前記第１の流体チャネル内の空気を冷却するように作動的に接続された冷却装置と、
前記第２の流体チャネル内の空気を加熱するように作動的に接続されたヒータコアと、
前記ヒータコアよりも下流で前記第２の流体チャネルに作動的に接続された熱電デバイスと、
前記第１の流体チャネルと前記第２の流体チャネルとの間に配置された分流チャネルであって、前記冷却装置が前記第１の流体チャネルで冷却した空気が前記分流チャネルを通過した後に前記ヒータコアと前記熱電デバイスの少なくとも一方を通って流れるように、前記空気を前記第２の流体チャネルに選択的に流すように構成された分流チャネルと、
少なくとも冷却モード、加熱モードおよびミスト除去モードで前記システムを動作させるようになっている制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ミスト除去モード中に、前記分流チャネルによって空気の進路を前記第１の流体チャネルから前記第２の流体チャネルに変えさせる、システム。
【請求項２２】
前記分流チャネルが、少なくとも第１のポジションと第２のポジションとの間で動くようになっている分流混合ドアを備え、
前記分流混合ドアが前記第１のポジションにあるとき、空気は、前記第１の流体チャネルから前記第２の流体チャネルに流れ、
前記分流混合ドアが前記第２のポジションにあるとき、空気は、進路変更なしに前記第１の流体チャネルを通って流れることを許される、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２３】
前記第１の流体チャネルまたは前記第２の流体チャネルの少なくとも一方に流体を送るように構成された入口混合ドアをさらに備え、前記入口混合ドアは、第１のポジション、第２のポジション、および前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間の全てのポジションの間で動くように動作可能であり、前記入口混合ドアの動作は、前記分流混合ドアのポジションとは独立している、請求項２２に記載のシステム。
【請求項２４】
前記ミスト除去モード中に、前記冷却装置は前記第１の流体チャネルを通って流れる空気流から熱エネルギーを吸収し、前記熱電デバイスは前記第２の流体チャネルを通って流れる空気流の一部に熱エネルギーを伝達する、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２５】
前記システムに入る空気の少なくとも一部を前記第１の流体チャネルおよび前記第２の流体チャネルの少なくとも一方に送るように構成された入口チャネル選択装置をさらに備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２６】
前記加熱モード中に、前記入口チャネル選択装置は空気流を前記第２の流体チャネルに送るように構成され、前記熱電デバイスは熱エネルギーを前記空気流の少なくとも一部に伝達するように構成されている、請求項２５に記載のシステム。
【請求項２７】
前記冷却モード中に、前記冷却装置は空気流から熱エネルギーを吸収するように構成され、前記熱電デバイスは空気流から熱エネルギーを吸収するように構成されている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２８】
前記分流チャネルは、前記仕切りに形成された開口を有し、前記開口は少なくとも部分的に選択的に塞がれるように構成されている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項２９】
前記熱電デバイスは複数の熱領域に細分化されており、前記複数の熱領域は、
第１の極性での電気エネルギーの供給時に前記第２の流体チャネルを流れる流体を加熱し、第２の極性での電気エネルギーの供給時に前記流体を冷却するようになっている第１の熱領域と、
前記第１の熱領域に供給された電気エネルギーの極性から独立して、前記第１の極性と前記第２の極性との間で切り換え可能な第２の熱領域と、
を備える、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３０】
前記ヒータコアは少なくとも前記加熱モード中に動力伝達系冷却材と熱的に連結しており、前記ヒータコアは少なくとも前記冷却モード中に動力伝達系冷却材と熱的に連結していない、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３１】
前記熱電デバイスの少なくとも１つの表面は、空気流と熱的に連結している少なくとも１つの熱交換器に接続されている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３２】
前記冷却装置は、空気流と熱的に連結している少なくとも１つの熱交換器に接続されている、請求項２１に記載のシステム。
【請求項３３】
ＨＶＡＣシステムを使用して、領域へ温度制御された空気を運ぶ方法であって、
前記領域に空気流を供給するように、第１のモード、第２のモードおよび第３のモードを含む複数の利用可能なモードのうちの１つで前記システムを動作させる工程と、
前記領域に空気を前記第１の動作モード中に運ぶ工程であって、
空気流を少なくとも第１の流体流チャネルに送ることと、
前記第１の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を冷却装置で冷却することと、
続けて、前記空気流の冷却された部分の少なくとも一部を前記第１の流体流チャネルから第２の流体流チャネルへ移動させることと、
続けて、前記第２の流体流チャネル内の空気流の冷却された部分のうちの移動させられた部分の少なくとも一部を、ヒータコア、熱電デバイスまたは前記ヒータコアと前記熱電デバイスとの両方で加熱すること、によって、前記領域に空気を前記第１の動作モード中に運ぶ工程と、
前記領域に空気を前記第２の動作モード中に運ぶ工程であって、
空気流を少なくとも前記第２の流体流チャネルに送ることと、
前記第２の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を、前記ヒータコア、前記熱電デバイスまたは前記ヒータコアと前記熱電デバイスとの両方で加熱することと、によって、前記領域に空気を前記第２の動作モード中に運ぶ工程と、
前記領域に空気を前記第３の動作モード中に運ぶ工程であって、
空気流を、前記第１の流体流チャネルおよび前記第２の流体流チャネルの少なくとも一方に送ることと、
前記第１の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記冷却装置で冷却すること、前記第２の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記熱電デバイスで冷却すること、または前記第２の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記熱電デバイスで冷却しながら前記第１の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記冷却装置で冷却すること、によって、前記領域に空気を前記第３の動作モード中に運ぶ工程と、
を含む方法。
【請求項３４】
前記空気を前記第３のモード中に運ぶ工程は、
前記熱電デバイスを使用して空気流を所望の温度に冷却するために前記熱電デバイスに供給されるべき第１のエネルギー量が、前記冷却装置を使用して空気流を前記所望の温度に冷却するために前記冷却装置に供給されるべき第２のエネルギー量よりも小さいかどうかを決定することと、
前記第１のエネルギー量が前記第２のエネルギー量よりも小さいと決定されたとき、前記第２の流体流チャネル内の空気流を前記熱電デバイスで冷却することと、をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
前記空気を前記第２の動作モード中に運ぶ工程は、
前記ヒータコアが空気流を所望の温度に加熱する用意ができているかどうかを決定することと、
前記ヒータコアが空気流を前記所望の温度に加熱する用意ができていると決定されたとき、前記第２の流体流チャネル内の空気流を前記ヒータコアで加熱することと、
前記ヒータコアが空気流を前記所望の温度に加熱する用意ができていないと決定されたとき、前記第２の流体流チャネル内の空気流を熱電デバイスで加熱することと、をさらに含む、請求項３３に記載の方法。
【請求項３６】
乗り物内の乗客空気を調節する装置を製造する方法であって、
第１の空気導管および第２の空気導管に少なくとも部分的に分割された空気流チャネルを設ける工程と、
前記第１の空気導管に冷却装置を作動的に接続する工程と、
前記第２の空気導管にヒータコアを作動的に接続する工程と、
空気が前記チャネルを通って流れるときに少なくとも１つの熱電デバイスが前記ヒータコアの下流に在るように、前記第２の空気導管に前記少なくとも１つの熱電デバイスを作動的に接続する工程と、
空気が前記チャネルを通って流れるときに流体分流チャネルが前記冷却装置の下流かつ前記ヒータコアの上流に位置するように、前記第１の空気導管と前記第２の空気導管の間に前記流体分流チャネルを設ける工程と、を含み、
前記流体分流チャネルは、前記第１の空気導管から前記第２の空気導管に少なくとも部分的に選択的に空気を移動させるように構成されている、方法。
【請求項３７】
前記冷却装置を作動的に接続する工程は、少なくとも１つの熱交換器を前記第１の流体チャネルに配置することと、前記少なくとも１つの熱交換器を前記冷却装置に接続することとを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記ヒータコアを作動的に接続する工程は、少なくとも１つの熱交換器を前記第２の流体チャネルに配置することと、前記少なくとも１つの熱交換器を前記ヒータコアに接続することとを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
前記熱電デバイスを作動的に接続する工程は、少なくとも１つの熱交換器を前記第２の流体チャネルに配置することと、前記少なくとも１つの熱交換器を前記熱電デバイスに接続することとを含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項４０】
チャネル選択装置を設ける工程をさらに含み、前記チャネル選択装置は前記第１の空気導管および前記第２の空気導管の入口付近に配置される、請求項３６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この出願は、２００８年１０月２３日に出願された「ＨＥＡＴＥＲ−ＣＯＯＬＥＲ  ＷＩＴＨ  ＢＩＴＨＥＲＭＡＬ  ＴＨＥＲＭＯＥＬＥＣＴＲＩＣ  ＤＥＶＩＣＥ（バイサーマル熱電デバイスを有するヒータ−クーラ）」という名称の米国仮特許出願第61/108,004号の米国特許法第１１９条（ｅ）の下での利益を主張し、この出願の全内容は、参照により本明細書に組み込まれ、本明細書の一部とされる。
【０００２】
本開示は、加熱および冷却システムの分野に関し、より詳細には、熱電デバイスを内蔵する冷却および加熱システムに関する。
【背景技術】
【０００３】
乗り物の客室（passenger compartment）は、一般に、１つまたは複数の加熱、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムによって加熱および冷却される。ＨＶＡＣシステムは、熱交換器を通して空気流を送り、客室に流入する前に空気を加熱または冷却する。熱交換器では、例えば水−グリコール冷却材のような冷却材と空気との間でエネルギーが伝達される。空気は、通常、周囲空気から供給されるか、客室から再循環された空気と周囲空気との混合物から供給される。乗り物の客室を加熱および冷却するためのエネルギーは、一般に、例えば内燃機関のような燃料供給型エンジンから供給される。
【０００４】
自動車用ＨＶＡＣのいくつかの構造は、客室に流れる空気の補足的な加熱および／または冷却を行う熱電デバイスを含んでいる。既存の自動車用熱電デバイスＨＶＡＣの構造には、様々な欠点がある。
【発明の概要】
【０００５】
本明細書で説明される実施形態は、いくつかの特徴を有しており、それらの特徴の１つのみが、単独でそれらの所望の特性の原因となっているわけではない。特許請求の範囲に表されている本発明の範囲を限定することなしに、それらの有利な特徴のいくつかが、以下に簡単に述べられる。
【０００６】
開示された実施形態は、乗り物の内部気候（interior climate）を加熱および冷却するシステムを含んでいる。いくつかの実施形態では、乗り物の客室内の温度を制御するシステムは、主流体チャネルと、主流体チャネルに作動的に接続された（operatively connected）１つまたは複数の熱電デバイスとを含んでいる。熱電デバイスは、第１の極性（polarity）で電気エネルギーを供給したときに主流体チャネル内の流体を加熱し、第２の極性で電気エネルギーを供給したときに当該流体を冷却するように構成された少なくとも１つの熱電素子を含むことができる。熱電デバイスは、複数の熱領域（Thermal zone）に細分化可能である。複数の熱領域は、第１の極性と第２の極性との間で切換可能な第１の電気回路と接続された第１の熱領域と、第１の電気回路の極性とは独立して第１の極性と第２の極性との間で切換可能な第２の電気回路と接続された第２の熱領域と、を含むことができる。
【０００７】
本システムは、主流体チャネルに配置され、１つまたは複数の熱電デバイスと熱的に接続された第１の熱交換器を含むことができる。例として、主流体チャネルは、単一の熱電デバイスの第１の熱領域における第１の主面でその熱電デバイスと接続され、さらに主流体チャネルに配置されて熱電デバイスの第２の熱領域における第２の主面と熱的に接続された第２の熱交換器と接続されることがある。本システムは、作動流体チャネルと、作動流体チャネルに配置され、熱電デバイスの第１の熱領域における第１の廃棄面（waste surface）と熱的に接続された第３の熱交換器と、作動流体チャネルに配置され、熱電デバイスの第２の熱領域における第２の廃棄面と熱的に接続された第４の熱交換器と、を含むことができる。熱電デバイスは、第１の熱領域における第１の主面と第１の廃棄面との間で熱エネルギーを伝達し、かつ第２の熱領域における第２の主面と第２の廃棄面との間で熱エネルギーを伝達するように構成されていても良い。
【０００８】
本システムは、第１の電気回路の極性および第２の電気回路の極性を制御することによって複数の利用可能なモードのうちの１つで本システムを動作させるように構成された制御装置を含むことができる。複数の利用可能なモードは、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含むことがある。制御装置は、少なくとも１つの熱電デバイスがミスト除去モードで動作しているときに、１つまたは複数の熱電デバイスの第１の電気回路を第２の極性で、第２の電気回路を第１の極性で独立に動作させるように構成されることがある。
【０００９】
本システムは、１つまたは複数の熱電デバイスの第１の熱領域における第１の廃棄面と熱的に接続された第１の作動流体回路と、第１の作動流体回路から独立した第２の作動流体回路と、を含むことができる。第２の作動流体回路は、１つまたは複数の熱電デバイスの第２の熱領域における第２の廃棄面と熱的に接続されている。第１の作動流体回路および第２の作動流体回路の各々は、１つまたは複数の熱電デバイスとヒートシンクの間、もしくは１つまたは複数の熱電デバイスと熱源の間、のどちらかに選択的に接続されていても良い。第１の作動流体回路は、第１の電気回路が第１の極性に切り換えられたときに熱源に接続されることがあり、第１の電気回路が第２の極性に切り換えられたときにヒートシンクに接続されることがある。第２の作動流体回路は、第２の電気回路が第１の極性に切り換えられたときに熱源に接続されることがあり、第２の電気回路が第２の極性に切り換えられたときにヒートシンクに接続されることがある。本システムは、第１の電気回路を第２の極性に切り換え第２の電気回路を第１の極性に切り換えることによって本システムをミスト除去モードで動作させるように構成された制御装置を含むことができる。
【００１０】
ある実施形態では、ＨＶＡＣシステムを使用して乗り物の客室に温度制御された空気を運ぶ方法は、複数の利用可能なモードのうちの１つで本システムを動作させて空気流を客室に供給する工程を含む。複数の利用可能なモードは、乗り物内の１つまたは複数の領域で別々に動作可能なミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含むことができる。本方法は、主流体チャネルに空気流を送ることと、熱電デバイスの第１の熱領域で空気流から熱エネルギーを除去することにより主流体中の空気流を冷却することと、続けて、熱電デバイスの第２の熱領域で空気流に熱エネルギーを加えて空気流を加熱すること、によって、客室の少なくとも一部に空気をミスト除去動作モード中に運ぶ工程を含むことができる。本方法は、空気流を主流体チャネルに送ることと、熱電デバイスの第１の熱領域および第２の熱領域で空気流に熱エネルギーを加えて主流体チャネルの空気流を加熱することによって、客室の少なくとも一部に加熱された空気流を加熱動作モード中に運ぶ工程を含むことができる。本方法は、空気流を主流体チャネルに送ることと、熱電デバイスの第１の熱領域および第２の熱領域で空気流から熱エネルギーを除去して主流体チャネルの空気流を冷却することによって、客室の少なくとも一部に冷却された空気流を冷却動作モード中に運ぶ工程を含むことができる。
【００１１】
空気を運ぶ工程は、第１の熱領域とヒートシンクとの間で第１の作動流体を循環させることにより少なくとも１つの熱電デバイスの第１の熱領域から熱エネルギーを除去することと、第２の熱領域と熱源との間で第２の作動流体を循環させることによって熱電デバイスの第２の熱領域に熱エネルギーを加えることを含むことがある。第１の作動流体および第２の作動流体の各々は、液体の熱伝達流体を含むことがある。例えば、第１の作動流体は水溶液を含むことがあり、第２の作動流体は異なる温度の同じ水溶液を含むことがある。
【００１２】
加熱された空気流を運ぶ工程は、さらに、第１の極性を有する電気エネルギーを熱電デバイスの第１の熱領域に供給することと、同じ極性を有する電気エネルギーを熱電デバイスの第２の熱領域に供給することを含むことがある。熱電デバイスに供給される電気エネルギーによって、熱エネルギーが、熱電デバイスを介して少なくとも１つの作動流体から空気流に伝達されるようになる。
【００１３】
いくつかの実施形態では、乗り物内の乗客空気（passenger air）を調節するシステムを製造する方法は、空気流チャネルを設ける工程と、１つまたは複数の熱電デバイスを空気流チャネルに作動的に接続する工程と、１つまたは複数の熱電デバイスの少なくとも１つの廃棄面と熱的に連結している少なくとも１つの作動流体チャネルを設ける工程と、第１の電気回路を熱電デバイスの第１の熱領域に接続する工程と、を含む。第１の電気回路は、電力を第１の極性または第２の極性で選択的に第１の熱領域に供給するように構成されることができる。本方法は、熱電デバイスの第２の熱領域に第２の電気回路を接続する工程を含むことができる。第２の電気回路は、電力を第１の極性または第２の極性で選択的に第２の熱領域に供給するように構成されることができる。
【００１４】
本方法は、１つまたは複数の熱電デバイスの第１の電気回路の極性および第２の電気回路の極性を選ぶことによって少なくとも部分的に本システムを制御するように構成された制御装置を設けることを含むことができる。
【００１５】
本方法は、少なくとも１つの熱電デバイスと熱源またはヒートシンクとの間で熱エネルギーを選択的に移動させるように少なくとも１つの作動流体チャネルを構成することを含むことができる。
【００１６】
熱電デバイスを空気流チャネルに作動的に接続する工程は、第１の熱交換器を空気流チャネルに配置することと、第２の熱交換器を空気流チャネルに配置することと、熱電デバイスの第１の熱領域を第１の熱交換器に接続することと、熱電デバイスの第２の熱領域を第２の熱交換器に接続することと、を含むことがある。熱電デバイスの第１の熱領域を第１の熱交換器に接続することは、第１の熱領域の主面を第１の熱交換器に接続することを含むことがあり、この主面は第１の熱領域の廃棄面と反対側にある。
【００１７】
ある実施形態では、乗り物の客室の少なくとも一部の温度を制御するシステムは、第１の流体チャネルと、仕切りによって第１の流体チャネルから少なくとも部分的に分離した第２の流体チャネルと、第１の流体チャネル内の空気を冷却するように作動的に接続された冷却装置と、第２の流体チャネル内の空気を加熱するように作動的に接続されたヒータコアと、ヒータコアの下流で第２の流体チャネルに作動的に接続された熱電デバイスと、第１の流体チャネルと第２の流体チャネルとの間に配置された分流チャネルと、を含んでいる。分流チャネルは、冷却装置が第１の流体チャネルで冷却した空気が分流チャネルを通過した後にヒータコアおよび熱電デバイスの少なくとも一方を通って流れるように、その空気を第２の流体チャネルに選択的に流すように構成されていても良い。制御装置は、少なくとも１つのそのようなシステムを少なくとも冷却モード、加熱モードおよびミスト除去モードで動作させるように構成可能である。ミスト除去モード中に、制御装置は、分流チャネルによって、空気の進路を第１の流体チャネルから第２の流体チャネルに変えさせることができる。
【００１８】
分流チャネルは、少なくとも開ポジションと閉ポジションとの間で回転するに構成された分流混合ドアを含んでいることがある。分流混合ドアが開ポジションにあるとき、空気の進路は、第１の流体チャネルから第２の流体チャネルに変えられることがある。分流混合ドアが閉ポジションにあるとき、空気は、進路変更なしに第１の流体チャネルを通って流れることを許される。
【００１９】
本システムは、本システムに入る空気の少なくとも一部を第１の流体チャネルおよび第２の流体チャネルの少なくとも一方に送るように構成された入口チャネル選択装置を含むことができる。加熱モード中に、入口チャネル選択装置は空気流を第２の流体チャネルへ送るように構成されることがあり、熱電デバイスは熱エネルギーを空気流に伝達するように構成されることがある。入口チャネル選択装置は、入口混合ドアを含むことがある。入口混合ドアは、第１のポジション、第２のポジション、および第１のポジションと第２のポジションとの間の全てのポジションで動くように動作可能であって良い。入口混合ドアのポジションは、分流混合ドアのポジションと独立していても良い。
【００２０】
ミスト除去モード中に、少なくとも１つの冷却装置は空気流から熱エネルギーを吸収することができ、熱電デバイスは、空気流に熱エネルギーを伝達することができる。冷却モード中に、少なくとも１つの冷却装置は、空気流から熱エネルギーを吸収するように構成可能であり、熱電デバイスは、空気流から熱エネルギーを吸収するように構成可能である。
【００２１】
分流チャネルは、仕切りに形成された開口を有することがある。この開口は、選択的に塞がれるように構成されることがある。
【００２２】
１つまたは複数の熱電デバイスは、複数の熱領域に細分化されることがある。それらの複数の熱領域は、第１の極性での電気エネルギーの供給時に第２の流体チャネルを流れる流体を加熱し、第２の極性での電気エネルギーの供給時にその流体を冷却するように構成された第１の熱領域と、第１の熱領域に供給される電気エネルギーの極性と独立して第１の極性と第２の極性との間で切換可能な第２の熱領域と、を含んでいる。
【００２３】
１つまたは複数のヒータコアは、少なくとも加熱モード中に、動力伝達系冷却材（power train coolant）と熱的に連結していることがある。いくつかの実施形態では、ヒータコアは、少なくとも冷却モード中に、動力伝達系冷却材と熱的に連結していない。
【００２４】
１つまたは複数の熱電デバイスの少なくとも１つの表面は、空気流と熱的に連結された熱交換器と接続されることがある。この冷却装置は、空気流と熱的に連結された１つまたは複数の熱交換器と接続されることがある。
【００２５】
ある実施形態では、ＨＶＡＣシステムを使用して乗り物の客室に、温度制御された空気を運ぶ方法は、客室の少なくとも一部に空気流を供給するための複数の利用可能なモードのうちの１つで本システムの少なくとも一部を動作させる工程を含む。複数の利用可能なモードは、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含むことがある。本方法は、ミスト除去モード中に空気流を少なくとも第１の流体流チャネルに送ることと、第１の流体流チャネル内の空気流を冷却装置で冷却することと、続けて空気流を第１の流体流チャネルから第２の流体流チャネルに移動させることと、さらに続けて第２の流体流チャネルの空気流をヒータコア、熱電デバイスまたはヒータコアと熱電デバイスの両方で加熱することと、によって、客室に空気を運ぶ工程を含むことができる。本方法は、少なくとも第２の流体流チャネルに空気流を加熱モード中に送る工程と、第２の流体流チャネルの空気流をヒータコア、熱電デバイスまたはヒータコアと熱電デバイスの両方で加熱することにより、客室の少なくとも一部に加熱された空気を運ぶ工程と、を含むことができる。本方法は、第１の流体流チャネルおよび第２の流体流チャネルの少なくとも一方に空気流を冷却モード中に送ることと、第１の流体流チャネルの空気流を冷却装置で冷却することと、第２の流体流チャネルの空気流を熱電デバイスで冷却、または第２の流体流チャネルの空気流を熱電デバイスで冷却しながら第１の流体流チャネルの空気流を冷却装置で冷却することによって、冷却された空気流を客室の少なくとも一部に運ぶ工程を含むことができる。
【００２６】
空気を冷却モード中に運ぶ工程は、熱電デバイスを使用して空気流を所望の温度に冷却するために熱電デバイスに供給されるべき第１のエネルギー量が、冷却装置を使用して空気流を当該所望の温度に冷却するために冷却装置に供給されるべき第２のエネルギー量よりも少ないかどうかを決定することと、第１のエネルギー量が第２のエネルギー量よりも少ないということが決定されたときに第２の流体流チャネルの空気流を熱電デバイスで冷却することと、を含むことがある。
【００２７】
加熱された空気流を運ぶ工程は、ヒータコアが空気流を所望の温度に加熱することができるどうかを決定することと、ヒータコアが空気流を所望の温度に加熱できると決定されたときに第２の流体流チャネルの空気流をヒータコアで加熱することと、ヒータコアが空気流を所望の温度に加熱できないと決定されたときに第２の流体流チャネルの空気流を熱電デバイスで加熱することと、を含むことがある。
【００２８】
いくつかの実施形態では、乗り物の少なくとも一部の乗客空気を調節する装置を製造する方法は、第１の空気導管と第２の空気導管とに少なくとも部分的に分割された空気流チャネルを設ける工程と、第１の空気導管に冷却装置を作動的に接続する工程と、第２の空気導管にヒータコアを作動的に接続する工程と、空気がチャネルを通って流れるときに熱電デバイスがヒータコアの下流に位置するように第２の空気導管に少なくとも１つの熱電デバイスを作動的に接続する工程と、空気がチャネルを通って流れるときに流体分流チャネルが冷却装置の下流でヒータコアの上流に位置されるように第１の空気導管と第２の空気導管との間に流体分流チャネルを設ける工程と、を含む。流体分流チャネルは、第１の空気導管から第２の空気導管に空気を選択的に流すように構成されていても良い。
【００２９】
冷却装置を作動的に接続する工程は、熱交換器を第１の流体チャネルに配置することと、この熱交換器を冷却装置に接続することと、を含むことがある。ヒータコアを作動的に接続する工程は、熱交換器を第２の流体チャネルに配置することと、この熱交換器をヒータコアに接続することと、を含むことがある。熱電デバイスを作動的に接続する工程は、熱交換器を第２の流体チャネルに配置することと、この熱交換器を熱電デバイスに接続することと、を含むことがある。
【００３０】
この方法は、チャネル選択装置を設ける工程を含むことがあり、このチャネル選択装置は、第１の空気導管および第２の空気導管の入口付近に配置される。
【００３１】
以下の図面および関連した説明は、本開示の実施形態を例示するために行われ、特許請求の範囲を制限するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、熱電デバイスを内蔵するＨＶＡＣ構造の一実施例の模式的な説明図を示している。
【図２】図２は、熱電デバイスを内蔵するＨＶＡＣ構造の他の実施例の模式的な説明図を示している。
【図３】図３は、デュアルチャネル構造を内蔵するＨＶＡＣシステムの実施例の模式的な説明図を示している。
【図４】図４は、加熱状態におけるデュアルチャネル構造を内蔵するＨＶＡＣシステムの実施例の模式的な説明図を示している。
【図５】図５は、冷却状態におけるデュアルチャネル構造を内蔵するＨＶＡＣシステムの実施例の模式的な説明図を示している。
【図６】図６は、ミスト除去状態におけるデュアルチャネル構造を内蔵するＨＶＡＣシステムの実施例の模式的な説明図を示している。
【図７】図７は、バイサーマル熱電デバイスを内蔵するＨＶＡＣシステムの実施例に関係したチャートである。
【図８】図８は、バイサーマル熱電デバイスを内蔵するＨＶＡＣシステムの実施例の模式的な説明図である。
【図９】図９は、バイサーマル熱電デバイスの実施例の電力構成に関係したチャートである。
【図１０】図１０は、バイサーマル熱電デバイスを内蔵する温度制御システムの実施例の模式的な説明図である。
【図１１】図１１は、バイサーマル熱電回路の実施例の模式的な説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
ある好ましい実施形態および実施例が本明細書で開示されるが、発明の範囲は、特に開示された実施形態を超えて、本発明の他の代替えの実施形態および／または使用、および本発明の修正物および均等物にも及ぶ。したがって、本明細書で開示される発明の範囲は、下記で説明される特定の実施形態のいずれによっても限定されない。例えば、本明細書で開示されるいずれかの方法またはプロセスにおいても、その方法またはプロセスの行為または工程は、任意の適切な順序で行われてよく、開示された特定の順序に必ずしも限定されるものではない。
【００３４】
様々な実施形態と従来技術とを対比する目的のため、これらの実施形態のある態様および有利点が説明されている。どの特定の実施形態によっても、必ずしもそのような態様または有利点の全てが達成されるわけではない。したがって、例えば、本明細書でも教示されまたは暗示される可能性がある他の態様または有利点を必ずしも達成しないで、本明細書で教示されるように１つの有利点または１組の有利点を達成または最適化するように、様々な実施形態が実施されることがある。実施形態のいくつかは、流体回路およびバルブの特定の構成の背景の中で述べられているが、それらの発明が他のシステム構成で使用されてもよいことが理解される。
【００３５】
本明細書で使用されるときに、「冷却材」という用語は、加熱または冷却システム内で熱エネルギーを伝達する流体を広く意味する。本明細書で使用されるときに、「熱伝達デバイス」という用語は、熱交換器、熱伝達表面、熱伝達構造、両媒体間で熱エネルギーを伝達する他の適切な装置、またはそのようなデバイスの任意の組合せを広く意味する。本明細書で使用されるときに、「熱エネルギー源」および「熱源」という用語は、ヒータコア、乗り物のエンジン、エネルギーを熱エネルギーに変換する任意の適切なデバイス、またはそのような装置の任意の組合せを広く意味する。
【００３６】
乗り物の客室内の温度は、一般に、快適空気システム（comfort air system）とも呼ばれることがある加熱、換気および空調（ＨＶＡＣ）システムを使用して制御される。このシステムが加熱のために使用されるとき、乗り物のエンジン由来のような熱源はヒータコアとして作用することができ、熱エネルギーは、冷却材回路を介してヒータコアから熱交換器に伝達され得る。熱交換器は、客室に入る前に熱交換器を横切る空気流に熱エネルギーを伝達することができる。いくつかの構成では、ヒータコアが乗り物の客室内に送られる空気を十分に加熱することができる温度に達するのに、乗り物のエンジンすなわちヒータコアは、数分などの実質的な時間を必要とすることがある。例えば、プラグインハイブリッド車などの特定のタイプの乗り物では、乗り物が５０マイルなどの実質的な距離を運転されるまで、エンジンがオンにならないことさえある。
【００３７】
冷却は、圧縮機をベースにした冷却システム（エバポレータなどの様々な構成要素を含む）を使用して客室に入る空気流を冷却することで達成できる。乗り物のエンジンは、冷却システムの構成要素を作動させるエネルギーを（例えば、機械的または電気的な結合を介して）供給することができる。冷却システムの多くの構成要素は、加熱システムの構成要素から離れていることが多い。
【００３８】
いくつかの自動車用ＨＶＡＣシステムは、霧の発生を除去および／またはフロントガラス上の凝縮物の形成を防止するように加熱モード中に空気から湿気が除去されるミスト除去機能を実現する。いくつかのシステムでは、最初に強制的に空気をエバポレータに通して空気温度を露点よりも下げ、したがって水分を凝縮して除去することによって、ミスト除去機能が達成される。エバポレータは、例えば、２相蒸気圧縮サイクル（two-phase vapor compression cycle）によって冷却されてもよい。空気は、エバポレータを通過した後で、乗客の快適性に適した温度を達成するように強制的にヒータに通されてもよい。
【００３９】
自動車用ＨＶＡＣの構造は、客室の加熱および冷却を補うための１つまたは複数の熱電デバイス（ＴＥＤ）を含むことができる。しかし、熱電デバイスを加熱および冷却システムに追加することは、一般に、ＨＶＡＣシステムの設計に大きな影響を及ぼし、設計は２以上の熱交換器を含むことがある。したがって、一般的なＨＶＡＣシステム設計では使用されない追加の熱交換器または多数の他の構成要素を必要としないで、客室を高速かつ効率的に加熱および／または冷却することができる改善された温度制御システムが必要である。ＴＥＤが、他のサブシステムによって与えられる加熱または冷却能力を選択的に高めることができ、さらに、ミスト除去が要求されるとき、ＨＶＡＣシステムがエバポレータコアを使用して空気を除湿することを可能にすることができれば、システムは有利であろう。
【００４０】
熱電デバイスは単一デバイスで２機能を実現することができるので、システム構造は、サブシステムの最適構成を開発するために、再評価される必要がある。いくつかのシステム構造は、エバポレータコアおよびヒータコアと直列にＴＥＤを配置することに関連した問題を克服するためにＴＥ  ＨＶＡＣシステムを最適化するように開発された。いくつかの実施形態では、サブシステムの位置を最適化するために、複数の混合ドアと共に第１および第２の流体導管が利用されている。
【００４１】
ここで図１を参照すると、示されているものは、ヒータコア１３０、エバポレータ１２０および熱電デバイス（ＴＥＤ）１４０を含むＨＶＡＣシステム１００の実施例である。ＨＶＡＣシステムの少なくともいくつかの構成要素は、例えば流体導管のような熱エネルギー輸送手段を介して流体的に連結している。バルブ１５０、１６０、１７０のような制御デバイスは、導管を通じて熱エネルギーの伝達を制御するために使用できる。制御装置は、ＨＶＡＣシステムの様々な構成要素およびそれらの相関的な流体連通を制御するように構成可能である。図示された実施形態では、バルブ１６０が開いているときにヒータコア１３０とＴＥＤ１４０を接続する熱回路がある。空気処理ユニット（例えば、ファン）は、空気流１１０を送るように構成されている。空気流は、エバポレータ１２０、ヒータコア１３０およびＴＥＤ１４０と熱的に連結されている。ＴＥＤ１４０は、電気エネルギーが１つまたは複数のＴＥ素子に加えられたときに特定の方向に熱エネルギーを伝達する１つまたは複数の熱電素子を含むことができる。電気エネルギーが第１の極性を利用して供給されたとき、ＴＥＤ１４０は、熱エネルギーを第１の方向に伝達する。代わりに、第１の極性と反対の第２の極性の電気エネルギーが加えられたとき、ＴＥＤ１４０は、第１の方向と反対の第２の方向に熱エネルギーを伝達する。
【００４２】
加熱モードと呼ばれることがある第１のモードでは、バルブ１５０は開いており、ヒータコア１３０が、乗り物のエンジン、別個の燃料燃焼エンジン、電気的熱発生器または任意の他の熱源などの熱エネルギー源（図示されていない）と熱的に連結されるようになっている。空気流とエバポレータ１２０の間で伝達される熱エネルギーを最小限にするために、エバポレータ１２０は、熱エネルギーシンクと流体的に連結されていない。ヒータコア１３０からの熱エネルギーは、空気流１１０に伝達される。空気流の補足的な加熱を行うために、ＴＥＤ１４０とヒータコア１３０の間の熱回路を開くバルブ１６０が開かれてもよく、この場合、ＴＥＤ１４０は、熱エネルギー源と熱的に連結される。電気エネルギーは、熱エネルギーを空気流１１０に伝達する極性でＴＥＤ１４０に供給される。
【００４３】
冷却モードと呼ばれることがある第２のモードでは、バルブ１５０および１６０は閉じられ、バルブ１７０は開いている。したがって、ヒータコア１３０から空気流１１０に伝達される熱エネルギーを最小限にするために、ヒータコア１３０と熱エネルギー源との間の流体流は止められる。エバポレータ１２０は、冷却材などの流体がエバポレータ１２０を通って流れるようにする熱エネルギーシンク（図示されていない）、例えば圧縮機をベースにした冷却システムなどと流体連通している。エバポレータ１２０は、空気流１１０から熱エネルギーを運び去る。ＴＥＤ１４０は、このときバルブ１７０を介して、補助放熱器または冷却システムなどの熱エネルギーシンクと流体連通しており、空気流１１０から更なる熱エネルギーを運び去るように使用可能である。ＴＥＤの極性は、第１のモードで使用された極性と反対である。
【００４４】
ミスト除去モードと呼ばれることがある第３のモードでは、バルブ１５０は開き、バルブ１７０は閉じている。ヒータコア１３０は、熱エネルギー源と熱的に連結している。エバポレータ１２０は、熱ヒートシンクと熱的に連結している。空気流１１０の補足的な加熱を行うために、ＴＥＤ１４０が熱エネルギー源と熱的に連結するようにバルブ１６０が開かれてもよく、この場合、ＴＥＤ１４０は、熱エネルギーを熱エネルギー源から空気流１１０へ伝達する。第３のモードは、第１に、空気流１１０がエバポレータ１２０によって露点よりも下に冷却されて空気を凝縮し水分を除去するデミスタとして機能する。第２に、空気流１１０は、ヒータコア１３０によって加熱され、必要であれば、ＴＥＤ１４０が乗客の快適性に適した温度を達成する。
【００４５】
図２は、ヒータコア２３０、エバポレータ２２０、放熱器２６０、熱電（ＴＥ）コア２５０および熱電デバイス（ＴＥＤ）２４０を含むＨＶＡＣシステム２００の実施形態を示している。図２に示されたＨＶＡＣシステム２００の実施形態は、２以上の動作モードで動作することができる。「始動加熱モード」と呼ばれることがある第１のモードでは、エンジンが暖機運転中で客室を加熱するのに十分な温度にまだ達していない間、熱が客室に供給される。エンジンが冷えた状態から始動されたとき、エンジンは、快適なコンパートメント気候（compartment climate）を実現するように十分に客室内の温度を上げるだけ熱を発生することができない。乗り物のエンジンは、所望の温度まで温まるのに数分以上かかることがある。第１のモードでは、ヒータコアバルブ２８０は閉じられ、ＴＥＤバルブ２７０は開いており、それによって、放熱器２６０をＴＥＤ２４０の一方側と熱的に連結した状態にしている。同じくＴＥコア２５０と熱的に連結しているＴＥＤ２４０は、（例えば、ＴＥＤ２４０を放熱器２６０に接続する）放熱器回路から（例えば、ＴＥコア２５０をＴＥＤ２４０に接続する）ＴＥコア回路に熱エネルギーを伝達するように動作する。ＴＥコア２５０は、客室に入る空気流２１０に熱エネルギーを伝える。
【００４６】
エンジンが十分な熱を快適空気流２１０に供給できるだけ温まるまで、システム２００は、第１のモードで動作することができる。エンジンが快適空気を加熱する用意ができたとき、システム２００は、第２のモードすなわち「定常状態加熱モード」で動作することができる。第２のモードでは、ヒータコアバルブ２８０は開いており、ヒータコア２３０は、空気流２１０を加熱するために使用される。始動加熱モードか定常状態加熱モードかのどちらかの間中、ミスト除去モードが連動することがある。ミスト除去モードでは、空気流２１０がヒータコア２３０またはＴＥコア２５０によって加熱される前に、エバポレータ２２０が空気流２１０を除湿するように使用されることがある。それによって、システム２００は、ミストを除去されて加熱された快適空気を客室に供給できるようになる。
【００４７】
図３は、客室（図示されていない）に入る前に空気流１８が通過するＨＶＡＣシステム２の実施例を示している。ＨＶＡＣシステム２は、冷却装置１２、ヒータコア１４および熱電デバイス（ＴＥＤ）１６を含んでいる。ＨＶＡＣシステム２の少なくともいくつかの構成要素は、例えば流体導管などの熱エネルギー輸送手段を介して、互いに流体連通していることがある。制御装置は、ＨＶＡＣシステム２の様々な構成要素およびそれらの相関的な流体連通を制御するように構成される。ヒータコア１４は、一般に、乗り物のエンジン、別個の燃料燃焼エンジン、電気的な熱発生器または任意の他の熱源などの熱エネルギー源と熱的に連結するように構成されている。熱源からの熱エネルギーは、導管を通る冷却材を介してヒータコア１４に伝達されてもよい。
【００４８】
エバポレータまたは熱電デバイスなどの冷却装置１２は、圧縮機をベースにした冷却システム、凝縮機、または任意の他の冷却システムなどの熱ヒートシンクと熱的に連結している。ＴＥＤ１６は、電気エネルギーが加えられたときに特定の方向に熱エネルギーを伝達する１つまたは複数の熱電素子を含むことができる。第１の極性を利用して電気エネルギーが供給されたとき、ＴＥＤ１６は、第１の方向に熱エネルギーを伝達する。代わりに、第１の極性と反対の第２の極性の電気エネルギーが供給されたとき、ＴＥＤ１６は、第１の方向と反対の第２の方向に熱エネルギーを伝達する。ＴＥＤ１６は、乗り物のエンジン、別個の燃料燃焼エンジン、電気的な熱発生器、または任意の他の熱源などの熱エネルギー源と熱的に流体連通するように構成されている。また、ＴＥＤ１６は、低温コアすなわち放熱器、圧縮機をベースにした冷却システム、または任意の他の冷却システムなどの熱エネルギーシンクと熱的に流体連通するように構成されている。ＴＥＤ１６は、加熱、冷却、またはミスト除去などのＨＶＡＣシステム２のモードに依存して、空気流１８を加熱もしくは冷却するように構成されている。
【００４９】
ＨＶＡＣシステム２内の空気流１８は、１つまたは複数のチャネルすなわち導管を通って流れることができる。いくつかの実施形態では、第１のチャネル４と第２のチャネル６は仕切り２０で隔てられている。ある実施形態では、第１および第２のチャネル４、６は、図３に示されるように、ほぼ同じサイズ（例えば、ほぼ同じ高さ、長さ、幅および／または断面積）である。しかし、他の実施形態では、第１および第２のチャネル４、６は異なるサイズである。例えば、第１と第２のチャネル４、６の幅、高さ、長さおよび／または断面積は、異なることがある。いくつかの実施形態では、第１のチャネル４は、第２のチャネル６よりも大きい。他の実施形態では、第１のチャネル４は、第２のチャネル６よりも小さい。さらに別の実施形態では、任意の数のチャネルすなわち導管を作るために、追加の仕切りが使用されることがある。仕切りは、任意の適切な材料、形または構成であってもよい。仕切りは、複数のチャネルすなわち導管を部分的または完全に隔てる役目をすることができ、さらにチャネルとチャネルの間の流体連通を可能にする開口、ギャップ、バルブ、混合ドア、他の適切な構造または複数の構造の組合せを備えてもよい。仕切りの少なくとも一部は、第１のチャネル４を第２のチャネル６から断熱することができる。
【００５０】
ある実施形態では、ＨＶＡＣシステム２は、第１および第２のチャネル４、６を通過する空気流を制御するように動作できる第１の可動素子を備えている。例えば、入口混合ドアとも呼ばれる第１の混合ドア８が、第１および第２のチャネル４、６の上流（例えば、第１および第２のチャネル４、６の入口の直ぐ近く）に位置していてもよく、第１および第２のチャネル４、６を通過する空気流を制御するように動作することができる。第１の混合ドア８は、第１と第２のチャネル４、６の一方または両方を通過する空気流を選択的に変更し、許し、妨げ、または防ぐことができる。ある構成では、第１の混合ドア８は、空気流の全てを他方のチャネルを通して送りながら、空気流が一方のチャネルを通ることを防ぐことができる。第１の混合ドア８は、また、空気流が、異なった量および比率で両方のチャネルを通ることを可能にする。いくつかの実施形態では、第１の混合ドア８は、仕切り２０と連結されており、仕切り２０に対して回転する。他の第１の可動素子も、本明細書で開示されるある実施形態に適合している。
【００５１】
第２の可動素子（例えば、第２の混合ドア１０）が、冷却装置１２の下流、かつヒータコア１４およびＴＥＤ１６の上流に位置していてもよい。第２の可動素子は、空気の進路を第１のチャネル４から第２のチャネル６に選択的に変えることによって、第１および第２のチャネル４、６を通る空気流を制御するように動作することができる。いくつかの実施形態では、第２の混合ドア１０は、仕切り２０に結合されており、流体（例えば、空気）が第１のチャネル４と第２のチャネル６との間を流れることを許す開ポジションと、第１のチャネル４と第２のチャネル６との間での流れが実質的に妨げられる、もしくは防止される閉ポジションとの間で、仕切り２０に対して回転する。第１および第２の混合ドア８、１０は、制御装置または別個の制御システムによって制御されることがある。いくつかの実施形態では、第１および第２の混合ドア８、１０は、互いに独立して動作することができる。また、他の第２の可動素子は、本明細書で開示されるある実施形態にも適合している。
【００５２】
図示された実施形態では、冷却装置１２は、ヒータコア１４および熱電デバイス１６よりも上流で別個の導管すなわちチャネルに位置している。ＨＶＡＣシステム２が選択的に加熱、冷却および／またはミストの除去をするように用いられるとき、第１および第２の混合ドア８、１０は空気流を第１のチャネル４と第２のチャネル６との間に選択的に送るように、第１および第２のチャネル４、６が構成されている。
【００５３】
いくつかの実施形態では、冷却装置１２、ヒータコア１４および熱電デバイス１６のうちの１つまたは複数は、空気流と熱的に連結するように構成された熱交換器と熱的に連結していてもよい。
【００５４】
図４は、加熱モードと呼ばれる第１のモードにおけるＨＶＡＣシステム２の実施例を示している。このモードでは、第１の混合ドア８は、空気流１８が第１のチャネル４に入るのを実質的に妨げまたは阻止するようなポジションにされており、それによって、実質的に全ての空気流１８を強制的に第２のチャネル６に入れている。いくつかの実施形態では、空気流１８の一部は、第１のチャネル４を通ってもよい。第２の混合ドア１０は、空気流１８の実質的な部分が第１と第２のチャネル４、６の間を通過するのを許さないように構成されている。好ましいことには、このモードでは、空気流１８の実質的な部分は、冷却装置１２を通過しない。このモードでは、冷却装置１２は、冷却材システムなどの熱エネルギーシンクと熱的に連結しないように構成されていてもよく、それによって、冷却材などの資源は、どこか他でより効率的に使用される可能性がある。その上、第２のチャネル６を通して空気流を送って冷却装置１２を迂回することで、空気流１５から冷却装置１２への熱エネルギーの望ましくない伝達が減少する。冷却装置１２が熱ヒートシンクと積極的に熱的に連結していないときでも、冷却装置１２は、一般に、温度が空気流１８よりも低くなる。したがって、空気流１８の実質的な部分が冷却装置１２と熱的に連結されていれば、冷却装置１２は、望ましくないことに空気流１８が加熱される前に空気流１８の温度を下げるだろう。
【００５５】
第１のモードでは、第２のチャネル６と熱的に連結しているヒータコア１４が、乗り物のエンジンなどの熱源と熱的に連結されている。この熱源からヒータコア１４に伝達される熱エネルギーは、空気流１８に伝達される。温かいヒータコア１４は、客室を加熱するための空気流１８に十分な熱エネルギーを供給できることもあるけれども、熱電デバイス（ＴＥＤ）１６が補足的または代わりの熱エネルギー源として使用される。ＴＥＤ１６は、ヒータコア１４と同じ熱エネルギー源または他の熱エネルギー源と熱的に連結するように構成されることがある。電気エネルギーは、熱エネルギーを空気流１８に伝達する極性でＴＥＤ１６に供給されている。補足的な加熱を最適化するために、ＴＥＤ１６はヒータコア１４の下流に位置していることが好ましい。これによって、ＴＥＤ１６の第１の熱伝達表面（すなわち主面、図示されていない）とＴＥＤ１６の第２の熱伝達表面（すなわち廃棄面、図示されていない）との間の温度差を減少させ、それによって成績係数を高めることができる。ＴＥＤ１６は、一般に、補足的な加熱のために使用されるが、熱源が十分な熱をヒータコア１４に供給していないとき、例えば、エンジンが暖機運転しているときに、主熱源として使用されてもよい。また、ヒータコア１４が空気流１８に十分な熱エネルギーを供給しているとき、ＴＥＤ１６は、接続を解かれてもよい。結果として生じる空気流１８は、所望の温度に加熱されて客室に送られる。
【００５６】
いくつかの実施形態では、入口混合ドアとも呼ばれる第１の混合ドア８は、空気流１８の少なくとも一部が客室に入る前に加熱されるように、空気流１８の少なくとも一部を第２のチャネル６を通して送ることができるように構成されてもよい。よりゆっくりとした速度で客室を加熱するために空気流のより少ない部分が第２のチャネル６を通過し、および／または空気流のより多い部分が空気流が加熱されない第１のチャネル４を通過することができるように、入口混合ドア８が選択的に調節されても良い。加熱速度を上げるために、空気流のより多い部分が第２のチャネル６を通して送られ、空気流のより少ない部分が第１のチャネル４に入るように、混合ドアが選択的に調節されることがある。
【００５７】
図５は、冷却モードと呼ばれる第２のモードにおけるＨＶＡＣシステム２の実施例を示している。このモードでは、空気流１８の少なくとも一部（例えば、空気流１８の全て、実質的に全て、または実質的な部分）を客室に入る前に冷却するように冷却装置１２が作動的に接続されている第１のチャネル４を通して空気流１８の少なくとも一部を送ることができるように、第１の混合ドア８が構成されている。第２の混合ドア１０は、空気流１８の実質的な部分が第１と第２のチャネル４、６の間を通過することを防止するように構成されている。第１および第２のチャネル４、６を通過する空気流１８の量は、第１の混合ドア８のポジションを選択的に変えることによって調節してもよい。
【００５８】
第２のモードでは、エバポレータなどの冷却装置１２は、例えば補助放熱器などの熱ヒートシンク（不図示）と熱的に接続されている。このモードでは、ＨＶＡＣシステム２は、熱を空気流１８から冷却装置１２に伝達することによって空気流１８を冷却している。いくつかの実施形態では、熱電デバイス（ＴＥＤ）１６は、第２のチャネル６内の空気流１８に対して補足的な冷却を行うために使用されてもよい。ＴＥＤ１６は、低温コアすなわち補助放熱器などの熱エネルギーシンク（不図示）と熱的に連結するように構成されていても良い。ＴＥＤ１６に空気流から熱エネルギーを吸収させ、次に熱エネルギーを熱ヒートシンクに伝達させる極性で、電気エネルギーがＴＥＤ１６に供給される。第２のモードでは、ヒータコア１４は活動していない。例えば、ヒータコア１４は、積極的に熱源（例えば、動力伝達系冷却材）と熱的に実質的に連結していない。ある実施形態では、ヒータコア１４の活動化は、バルブまたは他の制御システム（図示されていない）を使用して制御されることがあり、ヒータコア１４は熱源から作動的に分離されることがある。
【００５９】
客室をよりゆっくりした速度で冷却するために、空気流１８のより少ない部分が第１のチャネル４を通過し、および／または空気流１８のより多い部分が第２のチャネル６を通過することができるように、第１の混合ドア８は選択的に調節可能である。冷却速度を上げるために、空気流１８のより多い部分が第１のチャネル４を通して送られ、空気流のより少ない部分が第２のチャネル６に入ることができるように、第１の混合ドア８は選択的に調節可能である。いくつかの実施形態では、第１の混合ドア８は、空気流１８が第２のチャネル６に入るのを実質的に防止または阻止するように位置していてもよく、それによって、空気流１８の少なくとも実質的な部分または実質的に全部を強制的に第１のチャネル４に入れている。そのような実施形態のうちのいくつかでは、ＴＥＤ１６は空気流１８から作動的に分離され、そうでなければＴＥＤ１６が使用する電気エネルギーはどこか他に送られ得る。
【００６０】
図６は、ミスト除去モードと呼ばれる第３のモードにおけるＨＶＡＣシステム２の実施例を示す。このモードでは、空気流１８から水分を除去するために空気流１８を冷却するように冷却装置１２を有する第１のチャネル４を通して空気流１８の少なくとも一部（例えば、全て、実質的に全て、または実質的な部分）を送ることができるように、第１の混合ドア８は構成されている。このモードでは、第２の混合ドア１０は、空気流１８が第１のチャネル４を通過し続けるのを実質的に防止または阻止するようなポジションになっている。それによって、空気流１８が冷却装置１２を通過した後で、空気流１８の少なくとも一部を第１のチャネル４から第２のチャネル６へ流している。
【００６１】
第３のモードでは、エバポレータなどの冷却装置１２は、第１のチャネル４と流体連通しており、かつ例えば補助放熱器（図示されていない）などの熱ヒートシンクと熱的に連結していても良い。このモードでは、ＨＶＡＣシステム２は、熱を空気流１８から冷却装置１２に伝達することによって空気流１８を冷却している。いくつかの実施形態では、冷却装置１２は、熱電デバイスであってもよい。冷却装置１２が熱電デバイスであるとき、ＴＥＤが空気流１８から熱エネルギーを吸収して熱エネルギーをヒートシンクに加えるように選択された極性で、電気エネルギーが熱電デバイスに供給される。いくつかの実施形態では、複数の熱電デバイスが、ＨＶＡＣシステム２に作動的に接続されている。少なくともいくつかのそのような実施形態では、各ＴＥＤおよび各ＴＥＤの各熱領域に送られる電気エネルギーの極性は、独立に制御されることがある。
【００６２】
第３のモードでは、ヒータコア１４は、乗り物のエンジン（図示されていない）などの熱源と熱的に連結されている。熱源からヒータコアに伝達された熱エネルギーは、空気流１８に伝達される。ヒータコア１４は、一般に、客室を加熱するために十分な熱エネルギーを供給することができるが、熱電デバイス（ＴＥＤ）１６は補足的な熱源として使用可能である。ＴＥＤ１６は、エンジン（図示されていない）などの熱エネルギー源と熱的に連結するように構成されていて良い。ＴＥＤが熱エネルギーを空気流１８に伝達させるような極性で、電気エネルギーがＴＥＤ１６に供給される。いくつかの実施形態では、ＴＥＤ１６がヒータコアの下流に位置しているとき、補足的な加熱の効率が高くなる。これによって、ＴＥＤ１６の主面と廃棄面との間の温度差を減少させ、それにより、成績係数を高めることができる。空気流１８が、ＴＥＤ１６に達する前にすでに客室に望ましい温度であるとき、ＴＥＤ１６の接続が解除されてもよく、その資源はどこか他に回されてもよい。
【００６３】
本明細書で説明される一実施形態では、ＨＶＡＣシステムの加熱機能および冷却機能は、ＨＶＡＣシステム内の実質的に異なる位置に配置されている２以上の別個のサブシステムによって実現される。いくつかの代わりの実施形態では、熱調節、人間の快適性およびシステム効率の向上を達成するため、単一のＴＥＤが同時に加熱および冷却する。これは、例えば、快適空気を同時に冷却したり加熱したりするために、ユーザが選んだ電圧極性で励起される別個の電気領域を有する単一のＴＥＤを構成することによって達成可能である。本明細書で使用されるときに、「バイサーマル熱電デバイス」および「バイサーマルＴＥＤ」という用語は、２以上の電気領域を有する熱電デバイスを広く意味し、これらの電気領域は、空気の望ましい調整を達成するために任意の適切な電気的、幾何学的または空間的構成を有することができる。
【００６４】
バイサーマルＴＥＤは、空気対空気、液体対空気、または液体対液体であろうと、熱電回路が複数の熱領域に細分化されるように設計および組み立て可能である。熱電デバイスは、Ｂｅｌｌ等によって教示された高密度の有利点を用いて組み立てられてもよく、または、従来技術（例えば、米国特許第6,959,555号および米国特許第7,231,772号を参照されたい。）を用いて組み立てられてもよい。Ｂｅｌｌ等によって教示されるような新しい熱電サイクルの有利点（例えば、L.E.Bell, "Alternate Thermoelectric Thermodynamic Cycles with Improved Power Generation Efficiencies," 22nd Int'l Conf. on Thermoelectrics, Herault, France (2003)（「発電効率の改善された交互の熱電気熱力学サイクル」サーモエレクトリックスに関する第２２回国際会議、エロー、フランス（２００３年））；米国特許第6,812,395号および米国特許出願公開第2004/0261829号を参照されたい。これらの文献の各々は、その全体が引用により本明細書に組み込まれる。）が、用いられても用いられなくてもよい。
【００６５】
いくつかの実施形態では、制御装置すなわちエネルギー管理システムは、周囲条件、目的のコンパートメント内の気候条件および目的のコンパートメントの望ましい環境状態に従って、電力の使用を最適化するようにバイサーマルＴＥＤを動作させている。例えば、ミスト除去の適用において、バイサーマルＴＥＤの電力は、ＴＥＤが快適空気の温度調節および除湿のために電気エネルギーを適切に使用するように、温度および湿度レベルを伝えるセンサによって得られたデータに従って管理されることがある。
【００６６】
いくつかの実施形態は、単一デバイスに、例えば、冷却、除湿および／または加熱などの２以上の機能を組み合わせることによって、寒い気象条件中に快適空気のミストを除去するために使用されるデバイスの数を減らしている。ある実施形態は、快適空気のミストを除去するために、要求に基づいた冷却電力を気候条件に従って供給することによって、システム効率を改善している。いくつかの実施形態では、冷却システムは、要求に見合った冷却電力を供給している。対照的に、蒸気圧縮機（ＶＣ）システムは、ただ１つの冷却電力レベルのみを有する。例えば、一般的なＶＣシステムは、全冷却電力を供給するか全く冷却電力を供給しないかのどちらかである。
【００６７】
ある実施形態は、エネルギー効率の良い方法で快適空気の温度を微調整する能力を実現することによって、より広い範囲の熱管理および制御を可能にしている。いくつかの実施形態は、シンクおよび熱源の利用に従って熱交換器の作動流体ループをさらに分けることによって、単一のデバイスで熱シンクおよび熱源を有利に利用する能力を実現している。
【００６８】
図７〜図８に示されたＨＶＡＣシステム３００の例では、加熱および冷却機能は、第１の熱領域３０８および第２の熱領域３１０を有する一体のまたは実質的に隣接するヒータ−クーラサブシステム３０６で実現されている。いくつかの実施形態では、ヒータ−クーラサブシステム３０６は、バイサーマル熱電デバイス（すなわちバイサーマルＴＥＤ）である。第１の熱領域３０８および第２の熱領域３１０の各々は、快適空気流Ｆ５を独立に選択的に加熱または冷却するように構成可能である。さらに、熱領域３０８、３１０の各々は、独立に構成可能な電気回路網および作動流体回路網によってサポートされることがある。制御装置（図示されていない）は、ヒータ−クーラサブシステム３０６を複数の利用可能なモードの１つで動作させるために、電気回路網および作動流体回路網を制御するように構成されることがある。例えば、制御装置は、ミスト除去モード、加熱モードまたは冷却モードが選ばれたときに、図７の表に示された構成に従ってＨＶＡＣシステム３００の電気網および作動流体回路網を調節することができる。
【００６９】
ＨＶＡＣシステム３００の動作モードを選ぶために、任意の適切な技術が使用可能である。例えば、温度、ファン速度、ベント位置などの１つまたは複数の設定を選ぶために作業者に与えられたユーザインタフェースを介して、１つの動作モードが少なくとも部分的に選ばれてもよい。いくつかの実施形態では、１つの動作モードは、客室の温度および湿度を測定する１つまたは複数のセンサを監視する制御装置によって、少なくとも部分的に選ばれる。また、制御装置は、周囲の環境条件を検出するセンサを監視することもできる。制御装置は、センサ、ユーザの制御、他のソース、または複数のソースの組合せから得られた情報を使用して、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードの中から選ぶことができる。選ばれた動作モードに基づいて、制御装置は、１つまたは複数のポンプ、ファン、電力供給装置、バルブ、圧縮機、ＨＶＡＣシステムの他の構成要素、またはＨＶＡＣシステムの複数の構成要素の組合せを動作させて、望ましい特性を有する快適空気を客室に供給することができる。
【００７０】
図８に示された実施例では、ＨＶＡＣシステム３００は、空気チャネル３０２、空気チャネル３０２を通して空気流Ｆ５を送るように構成されたファン３０４、空気チャネル３０２を通って流れる空気流Ｆ５を加熱、冷却および／またはミストの除去をするように構成されたバイサーマルＴＥＤ３０６、空気流Ｆ５を冷却するように構成された随意の冷却装置３１２、空気流Ｆ５を加熱するように構成された随意の加熱装置３１４、電力供給装置（図示されていない）、電力供給装置とバイサーマルＴＥＤ３０６との間に接続された電気的な接続Ｅ１〜Ｅ４、熱源（図示されていない）、ヒートシンク（図示されていない）、バイサーマルＴＥＤ３０６と１つまたは複数の熱源またはヒートシンクとの間で作動流体を運ぶように構成された作動流体導管Ｆ１〜Ｆ４、他のＨＶＡＣシステム構成要素、または複数の構成要素の任意の適切な組合せを含んでいる。熱源は、自動車で発生される廃熱の１つまたは複数の処分場所、例えば、動力伝達系冷却材、モータブロック、主放熱器、排気システム構成要素、バッテリーパック、他の適切な材料、または複数の材料の組合せなどがあり得る。ヒートシンクは、補助放熱器（例えば、動力伝達系の冷却材回路に接続されない放熱器）、熱蓄積デバイス、他の適切な材料、または複数の材料の組合せがあり得る。
【００７１】
ミスト除去モードでは、バイサーマルＴＥＤ３０６の第１の熱領域３０８は、快適空気Ｆ５を冷却および除湿する。制御装置は、電力供給装置に、第１の熱領域３０８に接続された第１の電気回路Ｅ１〜Ｅ２を介して、第１の極性（すなわち冷却極性）で電力を供給させる。制御装置は、ＴＥＤ３０６の第１の熱領域３０８の高温側に接続された第１の作動流体回路Ｆ１〜Ｆ２を、例えば補助放熱器などのヒートシンクと熱的に連結する。ＴＥＤ３０６の第１の熱領域３０８に供給される電力の極性で、熱エネルギーが快適空気Ｆ５から第１の作動流体回路Ｆ１〜Ｆ２に送られるようになる。
【００７２】
ミスト除去モードでは、バイサーマルＴＥＤ３０６の第２の熱領域３１０は、除湿された快適空気Ｆ５が第１の熱領域３０８を通過した後に、その空気を加熱する。制御装置は、電力供給装置に、第２の熱領域３１０に接続された第２の電気回路Ｅ３〜Ｅ４を介して、第２の極性（すなわち加熱極性）で電力を供給させる。制御装置は、ＴＥＤ３０６の第２の熱領域３１０の低温側に接続された第２の作動流体回路Ｆ３〜Ｆ４を、例えば動力伝達系冷却材などの熱源と熱的に連結するようにする。ＴＥＤ３０６の第２の熱領域３１０に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが第２の作動流体回路Ｆ３〜Ｆ４から快適空気Ｆ５に送られるようになる。快適空気Ｆ５を所望の温度および／または湿度に到達させるために、制御装置は、各熱領域で快適空気Ｆ５に伝達される熱エネルギー、または快適空気Ｆ５から伝達される熱エネルギーを調節することができる。快適空気Ｆ５は、次に、客室に送られる。
【００７３】
加熱モードが選択されたとき、バイサーマルＴＥＤ３０６の第１および第２の熱領域３０８、３１０は、両方とも、快適空気Ｆ５を加熱する。制御装置は、電力供給装置に、熱領域３０８、３１０に接続された第１および第２の電気回路Ｅ１〜Ｅ４を介して、加熱極性で電力を供給させる。制御装置は、ＴＥＤ３０６の低温側に接続された作動流体回路Ｆ１〜Ｆ４を、例えば動力伝達系冷却材などの熱源と熱的に連結するようにする。バイサーマルＴＥＤ３０６の両方の熱領域３０８、３１０に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが作動流体回路Ｆ１〜Ｆ４から快適空気Ｆ５に送られるようになる。
【００７４】
冷却モードが選択されたとき、バイサーマルＴＥＤ３０６の第１および第２の熱領域３０８、３１０は、両方とも、快適空気Ｆ５を冷却する。制御装置は、電力供給装置に、熱領域３０８、３１０に接続された第１および第２の電気回路Ｅ１〜Ｅ４を介して、冷却極性で電力を供給させる。制御装置は、ＴＥＤ３０６の高温側に接続された作動流体回路Ｆ１〜Ｆ４を、例えば補助放熱器などのヒートシンクと熱的に連結するようにする。バイサーマルＴＥＤ３０６の両方の熱領域３０８、３１０に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが快適空気Ｆ５から作動流体回路Ｆ１〜Ｆ４に送られるようになる。
【００７５】
図７〜図８に示されたＨＶＡＣシステム３００は、例えばエバポレータなどの冷却装置３１２および例えばヒータコアなどの加熱装置３１４を随意に含むことができる。冷却装置３１２および加熱装置３１４は、ＨＶＡＣシステムが特定のモードで動作している間に、バイサーマルＴＥＤ３０６の冷却、ミスト除去および加熱機能の１つまたは複数を補うように、またはこれらの機能の１つまたは複数に置き代わるように構成される。例えば、快適空気Ｆ５がヒータコア３１４を通過するとき、動力伝達系冷却材がその快適空気Ｆ５を望ましい温度に到達させるのに十分な高温にすでに達しているとき、ヒータコア３１４が、バイサーマルＴＥＤ３０６の代わりに快適空気Ｆ５を加熱するように使用されることがある。図８に示された実施例では、冷却装置３１２および／または加熱装置３１４がバイサーマルＴＥＤ３０６の上流に位置することを示しているが、冷却装置３１２および加熱装置３１４のうちの少なくとも１つはバイサーマルＴＥＤ３０６の下流に位置していても良いことが理解される。例えば、いくつかの実施形態では、ＨＶＡＣシステム３００がミスト除去モードで動作しているときに、ＴＥＤ３０６の下流に位置する加熱装置が除湿された空気を加熱している間に、バイサーマルＴＥＤ３０６の熱領域３０８、３１０のうちの少なくとも１つが快適空気Ｆ５を冷却または除湿するように使用されることがある。
【００７６】
図９〜図１１に示されたヒータ−クーラ４００の実施例では、第１の流体流Ｆ１は、２つの熱電回路領域４０２、４０８を有するバイサーマルＴＥＤの第１の側に位置する２つの熱交換領域４０４、４１０を通過する。第２の流体流Ｆ２は、バイサーマルＴＥＤの第２の側に位置した２つの熱交換領域４０６、４１２を通過する。第１の熱電回路領域４０２および第２の熱電回路領域４０８の各々は、互いに独立して、熱エネルギーを望ましい方向に選択的に伝達するように構成されていても良い。さらに、熱電回路領域４０２、４０８の各々は、独立に構成可能な電気回路経路Ｅ１〜Ｅ２、Ｅ３〜Ｅ４と接続されていても良い。制御装置は、複数の利用可能なモードのうちの１つでヒータ−クーラ４００を動作させるために電気回路網Ｅ１〜Ｅ４および流体流Ｆ１〜Ｆ２を制御するように構成されている。例えば、制御装置は、ミスト除去モード、加熱モードまたは冷却モードが選ばれたときに、図９の表に示された構成に従ってヒータ−クーラ４００の電気回路網を調節することができる。
【００７７】
図７〜図８に示されたＨＶＡＣシステム３００に関して前に説明された技術を含めたどんな適切な技術でも、ヒータ−クーラ４００の動作モードを選ぶために使用可能である。
【００７８】
図１０〜図１１に示された実施例では、ヒータ−クーラ４００は、第１の熱電回路領域４０２の相対する側と熱的に連結している熱交換領域４０４、４０６の第１の対を含んでいる。熱交換領域４１０、４１２の第２の対は、第２の熱電回路領域４０８の相対する側と熱的に連結している。第１および第２の熱電回路領域４０２、４０８は、熱交換領域を通って流れる流体を加熱、冷却および／またはミストの除去をするように構成されている。電力供給装置（図示されていない）は、独立した電気回路経路Ｅ１〜Ｅ２、Ｅ３〜Ｅ４を使用して熱電回路領域４０２、４０８の各々に電力を供給することができる。ヒータ−クーラは、ＴＥＤと熱的に連結している熱交換領域４０４および４１０、４０６および４１２を通って流体流Ｆ１〜Ｆ２を運ぶように構成された流体導管を含むことができる。
【００７９】
ミスト除去モードでは、ヒータ−クーラ４００の第１の熱電回路領域４０２は、主流体導管の第１の熱交換領域４０４を通って流れる主流体流Ｆ１を冷却する。制御装置は、電力供給装置に、第１の熱電回路領域４０２に接続された第１の電気回路Ｅ１〜Ｅ２を介して、第１の極性（すなわち冷却極性）で電力を供給させる。作動流体導管の第１の熱交換領域４０６を通って流れる作動流体流Ｆ２は、第１の熱電回路領域４０２の高温側から熱を除去する。流体流Ｆ１〜Ｆ２がヒータ−クーラ４００を横切るときに、作動流体流Ｆ２は、主流体流Ｆ１の流れの方向と反対方向に流れることができる。ヒータ−クーラ４００の第１の熱電回路領域４０２に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが主流対流Ｆ１から作動流体流Ｆ２に送られるようになる。いくつかの実施形態では、作動流体流Ｆ２は、例えば補助放熱器などのヒートシンクと熱的に連結されている。代わりの実施形態では、ミスト除去モードが選ばれたとき、制御装置は、作動流体流Ｆ２が主流対流Ｆ１と共に目標とするコンパートメントに送られるようにすることができる。
【００８０】
ミスト除去モードでは、主流体流Ｆ１が第１の熱交換領域４０４を通過した後であって、その主流体流Ｆ１が主流体導管の第２の熱交換領域４１０を通って流れている間に、ヒータ−クーラ４００の第２の熱電回路領域４０８が主流体流Ｆ１を加熱する。制御装置は、電力供給装置に、第２の熱電回路領域４０８に接続された第２の電気回路Ｅ３〜Ｅ４を介して、第２の極性（すなわち加熱極性）で電力を供給させる。作動流体導管の第２の熱交換領域４１２を通って流れる作動流体流Ｆ２は、第２の熱電回路領域４０８の低温側と熱的に連結している。作動流体流Ｆ２の流れの方向が主流対流Ｆ１の流れの方向と反対方向であるとき、作動流体流Ｆ２は、作動流体導管の第１の熱交換領域４０６に流れる前に、第２の熱交換領域４１２を通過する。ヒータ−クーラ４００の第２の熱電回路領域４０８に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが作動流体流Ｆ２から主流体流Ｆ１に送られるようになる。
【００８１】
加熱モードが選ばれたとき、ヒータ−クーラ４００の第１および第２の熱電回路領域４０２、４０８のうちの一方または両方は、主流体導管の第１および第２の熱交換領域４０４、４１０を通って流れる主流体流Ｆ１を加熱する。制御装置は、電力供給装置に、熱電回路領域４０２、４０８に接続された第１および第２の電気回路Ｅ１〜Ｅ４を介して、加熱極性で電力を供給させる。第１および第２の熱交換領域４０６、４１２を通って流れる作動流体流Ｆ２は、熱電回路領域４０２、４０８の低温側に熱を伝達する。いくつかの実施形態では、加熱モードが選ばれたときに、制御装置は、作動流体流Ｆ２を、例えば動力伝達系冷却材などの熱源と熱的に連結する。ヒータ−クーラ４００の第１および第２の熱電回路領域４０２、４０８に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが、作動流体流Ｆ２から主流体流Ｆ１に送られるようになる。いくつかの実施形態では、両方の熱電回路領域４０２、４０８が活動することなく主流体流Ｆ１が望ましい温度に到達できると決定されたとき、電力は、熱電回路領域４０２、４０８の一方のみに供給される。
【００８２】
冷却モードが選ばれたとき、ヒータ−クーラ４００の第１および第２の熱電回路領域４０２、４０８は、両方とも、主流体導管の第１および第２の熱交換領域４０４、４１０を通って流れる主流体流Ｆ１を冷却する。制御装置は、電力供給装置に、熱電回路領域４０２、４０８に接続された第１および第２の電気回路Ｅ１〜Ｅ４を介して、冷却極性で電力を供給させる。第１および第２の熱交換領域４０６、４１２を通って流れる作動流体流Ｆ２は、熱電回路領域４０２、４０８の高温側から熱を除去する。いくつかの実施形態では、冷却モードが選ばれたとき、制御装置は、作動流体流Ｆ２を、例えば補助放熱器などのヒートシンクと熱的に連結するようにする。ヒータ−クーラ４００の第１および第２の熱電回路領域４０２、４０８に供給される電力の極性によって、熱エネルギーが、主流体流Ｆ１から作動流体流Ｆ２に送られるようになる。いくつかの実施形態では、両方の熱電回路領域４０２、４０８が活動することなく主流体流Ｆ１が望ましい温度に到達できると決定されたとき、電力は、熱電回路領域４０２、４０８のうちの一方のみに供給される。
【００８３】
この明細書全体を通して、「いくつかの実施形態」、「ある実施形態」、または「一実施形態」との用語は、その実施形態に関連して説明された特定の特徴、構造または特性が少なくともいくつかの実施形態に含まれるということを意味する。したがって、この明細書全体を通して様々な箇所における「いくつかの実施形態」または「一実施形態」という句の利用は、必ずしも全て同じ実施形態を参照しているものではなく、１つまたは複数の同じまたは異なる実施形態を参照することがある。さらに、特定の特徴、構造または特性は、この開示から当業者には明らかな任意の適切な方法で、１つまたは複数の実施形態において組み合わされる可能性がある。
【００８４】
例示のために、いくつかの実施形態は、車両、航空機、列車、バス、トラック、ハイブリッド自動車、電気自動車、船、または人間または物の任意の他の運搬設備の客室に快適空気を供給するという内容として説明された。本明細書で開示された実施形態は、それらの実施形態が説明した特定の内容または設定に限定されず、少なくともいくつかの実施形態は、住宅、事務所、産業空間および他の建築物または空間に、快適空気を供給するために使用されることがあるということが理解される。また、少なくともいくつかの実施形態は、温度制御された流体が有利に使用される可能性のある他の状況、例えば設備の温度の管理などで使用されてもよいということも理解される。
【００８５】
この出願で使用されるときに、「備える」、「含む」、「有する」などの用語は、同義であり、非限定的な方法で包括的に使用され、追加の素子、特徴、行為、工程などを除外するものではない。また、「or」という用語は、例えば要素のリストを接続するために使用されるときの用語「または」が、そのリスト中の複数の素子の１つ、いくつか、または全てを意味するように、（排他的な意味でなく）包括的な意味で使用される。
【００８６】
同様に、実施形態の上記の説明において、能率的に開示しかつ様々な発明態様の１つまたは複数を理解するのを助けるため、様々な特徴が時として唯一の実施形態、図または説明にまとめられているということが理解されるべきである。
しかし、この開示方法は、いずれかの請求項が、その請求項に明示的に列挙されたものよりも多くの特徴を要求するという意志を反映するものと解釈すべきでない。それどころか、発明の態様は、開示された上述のいずれの単一の実施形態の特徴よりも少ない特徴の組合せにある。
【００８７】
本明細書に提示された発明はある好ましい実施形態および実施例について開示されているが、本発明は、特に開示された実施形態を超えて、本発明の代わりの実施形態および／または使用、および本発明の明白な修正物および均等物にも及ぶということが当業者にとって理解されるであろう。したがって、本明細書で開示された発明の範囲は、上記で説明された特定の実施形態によって限定されるべきでなく、以下の特許請求の範囲の適正な解釈によってのみ決定されるべきである。
【図１】
2012506813.tif 000003
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成23年6月23日(2011.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
領域内の温度を制御するためのシステムであって、
少なくとも１つの主流体チャネルと、
前記少なくとも１つの主流体チャネルと作動的に接続された少なくとも１つの熱電デバイスであって、第１の極性における電気エネルギーの供給時に前記主流体チャネルの少なくとも１つを流れている流体の少なくとも一部を加熱し、第２の極性における電気エネルギーの供給時に前記流体の少なくとも一部を冷却するように構成された少なくとも１つの熱電素子を備えた少なくとも１つの熱電デバイスと、
第１の作動流体回路と、
前記第１の作動流体回路から独立に構成可能な第２の作動流体回路と、を備え、
少なくとも１つの熱電デバイスが複数の熱領域に細分化されており、前記複数の熱領域が、
前記第１の極性と前記第２の極性との間で切換可能な第１の電気回路と作動的に接続された第１の熱領域と、
前記第１の電気回路の極性から独立して、前記第１の極性と前記第２の極性との間で切換可能な第２の電気回路と作動的に接続された第２の熱領域と、を備え、
前記第１の作動流体回路は前記熱電デバイスの前記第１の熱領域における第１の廃棄面と熱的に接続されており、前記第２の作動流体回路は前記熱電デバイスの前記第２の熱領域における第２の廃棄面と熱的に接続されている、システム。
【請求項２】
前記主流体チャネルに配置され、前記熱電デバイスの前記第１の熱領域における第１の主面と熱的に接続された少なくとも第１の熱交換器と、
前記主流体チャネルに配置され、前記熱電デバイスの前記第２の熱領域における第２の主面に熱的に接続された少なくとも第２の熱交換器と、
をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記第１の作動流体回路に配置され、前記第１の廃棄面と熱的に接続された少なくとも第３の熱交換器と、
前記第２の作動流体回路に配置され、前記第２の廃棄面と熱的に接続された少なくとも第４の熱交換器と、
をさらに備え、
前記熱電デバイスが、前記第１の熱領域における前記第１の主面と前記第１の廃棄面との間で熱エネルギーを伝達し、かつ前記第２の熱領域における前記第２の主面と前記第２の廃棄面の間で熱エネルギーを伝達するように構成されている、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
少なくとも１つの前記第１の電気回路の極性および少なくとも１つの前記第２の電気回路の極性を制御することによって、複数の利用可能なモードのうちの１つで前記システムを動作させるようになっている制御装置をさらに備える、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記複数の利用可能なモードが、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含む、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記制御装置は、前記システムが前記ミスト除去モードで動作しているときに、前記第１の電気回路を前記第２の極性で動作させ、前記第２の電気回路を前記第１の極性で動作させるようになっている、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記第１の作動流体回路および前記第２の作動流体回路の各々が、前記熱電デバイスとヒートシンクとの間、もしくは前記熱電デバイスと熱源との間のどちらか一方に選択的に接続されている、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記第１の作動流体回路は、前記第１の電気回路が前記第１の極性に切り換えられたときに熱源に接続され、前記第１の電気回路が前記第２の極性に切り換えられたときにヒートシンクに接続され、さらに、前記第２の作動流体回路は、前記第２の電気回路が前記第１の極性に切り換えられたときに前記熱源に接続され、前記第２の電気回路が前記第２の極性に切り換えられたときにヒートシンクに接続される、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記第１の電気回路を前記第２の極性に切り換え、前記第２の電気回路を前記第１の極性に切り換えることによって、前記システムをミスト除去モードで動作させるように構成された制御装置をさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記第１の作動流体回路は前記第２の作動流体回路から物理的に独立している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１１】
前記第１の作動流体回路は熱デバイスと熱源を接続しており、前記第２の作動流体回路は前記熱デバイスとヒートシンクを接続している、請求項１に記載のシステム。
【請求項１２】
ＨＶＡＣシステムを使用して、温度制御された流体を領域に運ぶ方法であって、
流体流を前記領域に供給するため、ミスト除去モード、加熱モードおよび冷却モードを含む複数の利用可能なモードのうちの１つで前記システムを動作させる工程と、
前記領域に流体を前記ミスト除去モード中に運ぶ工程であって、
熱電デバイスの主流体チャネル内に流体流を送ることと、
第１の作動流体回路内に第１の作動流体を循環させることによって、前記熱電デバイスの第１の熱領域で前記流体流の少なくとも一部から熱エネルギーを除去することと、
続けて、前記第１の作動流体回路とは独立に構成可能な第２の作動流体回路内に第２の作動流体を循環させることによって、前記熱電デバイスの第２の熱領域で前記流体流の前記少なくとも一部に熱エネルギーを加えること、によって、前記領域に流体を前記ミスト除去モード中に運ぶ工程と、
前記領域に流体を前記加熱モード中に運ぶ工程であって、
前記熱電デバイスの前記主流体チャネル内に流体流を送ることと、
前記熱電デバイスの前記第１の熱領域および前記第２の熱領域の少なくとも一方で前記流体流の少なくとも一部に熱エネルギーを加えることとによって、前記領域に流体を前記加熱モード中に運ぶ工程と、
前記領域に流体を前記冷却モード中に運ぶ工程であって、
前記熱電デバイスの前記主流体チャネル内に流体流を送ることと、
前記熱電デバイスの前記第１の熱領域および前記第２の熱領域の少なくとも一方で前記流体流の少なくとも一部から熱エネルギーを除去すること、によって、前記領域に流体を前記冷却モード中に運ぶ工程と、
を含む方法。
【請求項１３】
前記第１の作動流体回路はヒートシンクと接続されており、前記第２の作動流体回路は熱源と接続されている、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の作動流体および前記第２の作動流体の各々が、液体の熱伝達流体を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記第１の作動流体が水溶液を有し、前記第２の作動流体が同じ水溶液を有する、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
前記流体を前記加熱モード中に運ぶ工程は、
第１の極性を有する電気エネルギーを前記熱電デバイスの前記第１の熱領域に供給することと、
同じ極性を有する電気エネルギーを前記熱電デバイスの前記第２の熱領域に供給することと、をさらに含み、
前記熱電デバイスに供給される前記電気エネルギーは、熱エネルギーを、前記熱電デバイスを介して、少なくとも１つの作動流体から前記流体流の前記少なくとも一部へ伝達させる、請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
領域内の流体を調節するシステムを製造する方法であって、
少なくとも１つの流体流チャネルを設ける工程と、
少なくとも１つの熱電デバイスを前記少なくとも１つの流体流チャネルに作動的に接続する工程と、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの第１の廃棄面と熱的に連結されている第１の作動流体チャネルを設ける工程と、
前記第１の作動流体チャネルから独立に構成可能であり、前記少なくとも１つの熱電デバイスの第２の廃棄面と熱的に連結されている第２の作動流体チャネルを設ける工程と、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの第１の熱領域に、電力を前記第１の熱領域に第１の極性または第２の極性で選択的に供給するように構成された第１の電気回路を接続する工程と、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの第２の熱領域に、電力を前記第２の熱領域に前記第１の極性または前記第２の極性で選択的に供給するように構成された第２の電気回路を接続する工程と、
を含む方法。
【請求項１８】
前記第１の電気回路の極性および前記第２の電気回路の極性を選択することによって前記システムを少なくとも部分的に制御するようにされた制御装置を設ける工程をさらに含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記第１の作動流体チャネルはヒートシンクと接続されており、前記第２の作動流体チャネルは熱源と接続されている、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの熱電デバイスと前記熱源または前記ヒートシンクとの間で熱エネルギーを選択的に移動させるように前記第１および第２の作動流体チャネルを構成する工程をさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記少なくとも１つの熱電デバイスを前記少なくとも１つの流体流チャネルに作動的に接続する工程は、
少なくとも１つの第１の熱交換器を前記少なくとも１つの流体流チャネルに配置することと、
少なくとも１つの第２の熱交換器を前記少なくとも１つの流体流チャネルに配置することと、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの前記第１の熱領域を前記少なくとも１つの第１の熱交換器と接続することと、
前記少なくとも１つの熱電デバイスの前記第２の熱領域を前記少なくとも１つの第２の熱交換器と接続することと、
を含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１つの熱電デバイスの前記第１の熱領域を前記少なくとも１つの第１の熱交換器に接続することは、前記第１の熱領域の主面を前記少なくとも１つの第１の熱交換器に接続することを含み、前記主面は前記第１の熱領域の廃棄面と向かい合っている、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
領域内の温度を制御するシステムであって、
第１の流体チャネルと、
仕切りによって前記第１の流体チャネルから少なくとも部分的に分離した第２の流体チャネルと、
前記第１の流体チャネル内の空気を冷却するように作動的に接続された冷却装置と、
前記第２の流体チャネル内の空気を加熱するように作動的に接続されたヒータコアと、
前記ヒータコアよりも下流で前記第２の流体チャネルに作動的に接続された熱電デバイスと、
前記第１の流体チャネルと前記第２の流体チャネルとの間に配置された分流チャネルであって、前記冷却装置が前記第１の流体チャネルで冷却した空気が前記分流チャネルを通過した後に前記ヒータコアと前記熱電デバイスの少なくとも一方を通って流れるように、前記空気を前記第２の流体チャネルに選択的に流すように構成された分流チャネルと、
少なくとも冷却モード、加熱モードおよびミスト除去モードで前記システムを動作させるようになっている制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記ミスト除去モード中に、前記分流チャネルによって空気の進路を前記第１の流体チャネルから前記第２の流体チャネルに変えさせる、システム。
【請求項２４】
前記分流チャネルが、少なくとも第１のポジションと第２のポジションとの間で動くようになっている分流混合ドアを備え、
前記分流混合ドアが前記第１のポジションにあるとき、空気は、前記第１の流体チャネルから前記第２の流体チャネルに流れ、
前記分流混合ドアが前記第２のポジションにあるとき、空気は、進路変更なしに前記第１の流体チャネルを通って流れることを許される、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２５】
前記第１の流体チャネルまたは前記第２の流体チャネルの少なくとも一方に流体を送るように構成された入口混合ドアをさらに備え、前記入口混合ドアは、第１のポジション、第２のポジション、および前記第１のポジションと前記第２のポジションとの間の全てのポジションの間で動くように動作可能であり、前記入口混合ドアの動作は、前記分流混合ドアのポジションとは独立している、請求項２４に記載のシステム。
【請求項２６】
前記ミスト除去モード中に、前記冷却装置は前記第１の流体チャネルを通って流れる空気流から熱エネルギーを吸収し、前記熱電デバイスは前記第２の流体チャネルを通って流れる空気流の一部に熱エネルギーを伝達する、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２７】
前記システムに入る空気の少なくとも一部を前記第１の流体チャネルおよび前記第２の流体チャネルの少なくとも一方に送るように構成された入口チャネル選択装置をさらに備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項２８】
前記加熱モード中に、前記入口チャネル選択装置は空気流を前記第２の流体チャネルに送るように構成され、前記熱電デバイスは熱エネルギーを前記空気流の少なくとも一部に伝達するように構成されている、請求項２７に記載のシステム。
【請求項２９】
前記冷却モード中に、前記冷却装置は空気流から熱エネルギーを吸収するように構成され、前記熱電デバイスは空気流から熱エネルギーを吸収するように構成されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３０】
前記分流チャネルは、前記仕切りに形成された開口を有し、前記開口は少なくとも部分的に選択的に塞がれるように構成されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３１】
前記熱電デバイスは複数の熱領域に細分化されており、前記複数の熱領域は、
第１の極性での電気エネルギーの供給時に前記第２の流体チャネルを流れる流体を加熱し、第２の極性での電気エネルギーの供給時に前記流体を冷却するようになっている第１の熱領域と、
前記第１の熱領域に供給された電気エネルギーの極性から独立して、前記第１の極性と前記第２の極性との間で切り換え可能な第２の熱領域と、
を備える、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３２】
前記ヒータコアは少なくとも前記加熱モード中に動力伝達系冷却材と熱的に連結しており、前記ヒータコアは少なくとも前記冷却モード中に動力伝達系冷却材と熱的に連結していない、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３３】
前記熱電デバイスの少なくとも１つの表面は、空気流と熱的に連結している少なくとも１つの熱交換器に接続されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３４】
前記冷却装置は、空気流と熱的に連結している少なくとも１つの熱交換器に接続されている、請求項２３に記載のシステム。
【請求項３５】
ＨＶＡＣシステムを使用して、領域へ温度制御された空気を運ぶ方法であって、
前記領域に空気流を供給するように、第１のモード、第２のモードおよび第３のモードを含む複数の利用可能なモードのうちの１つで前記システムを動作させる工程と、
前記領域に空気を前記第１の動作モード中に運ぶ工程であって、
空気流を少なくとも第１の流体流チャネルに送ることと、
前記第１の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を冷却装置で冷却することと、
続けて、前記空気流の冷却された部分の少なくとも一部を前記第１の流体流チャネルから第２の流体流チャネルへ移動させることと、
続けて、前記第２の流体流チャネル内の空気流の冷却された部分のうちの移動させられた部分の少なくとも一部を、ヒータコア、熱電デバイスまたは前記ヒータコアと前記熱電デバイスとの両方で加熱すること、によって、前記領域に空気を前記第１の動作モード中に運ぶ工程と、
前記領域に空気を前記第２の動作モード中に運ぶ工程であって、
空気流を少なくとも前記第２の流体流チャネルに送ることと、
前記第２の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を、前記ヒータコア、前記熱電デバイスまたは前記ヒータコアと前記熱電デバイスとの両方で加熱することと、によって、前記領域に空気を前記第２の動作モード中に運ぶ工程と、
前記領域に空気を前記第３の動作モード中に運ぶ工程であって、
空気流を、前記第１の流体流チャネルおよび前記第２の流体流チャネルの少なくとも一方に送ることと、
前記第１の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記冷却装置で冷却すること、前記第２の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記熱電デバイスで冷却すること、または前記第２の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記熱電デバイスで冷却しながら前記第１の流体流チャネル内の空気流の少なくとも一部を前記冷却装置で冷却すること、によって、前記領域に空気を前記第３の動作モード中に運ぶ工程と、
を含む方法。
【請求項３６】
前記空気を前記第３のモード中に運ぶ工程は、
前記熱電デバイスを使用して空気流を所望の温度に冷却するために前記熱電デバイスに供給されるべき第１のエネルギー量が、前記冷却装置を使用して空気流を前記所望の温度に冷却するために前記冷却装置に供給されるべき第２のエネルギー量よりも小さいかどうかを決定することと、
前記第１のエネルギー量が前記第２のエネルギー量よりも小さいと決定されたとき、前記第２の流体流チャネル内の空気流を前記熱電デバイスで冷却することと、をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記空気を前記第２の動作モード中に運ぶ工程は、
前記ヒータコアが空気流を所望の温度に加熱する用意ができているかどうかを決定することと、
前記ヒータコアが空気流を前記所望の温度に加熱する用意ができていると決定されたとき、前記第２の流体流チャネル内の空気流を前記ヒータコアで加熱することと、
前記ヒータコアが空気流を前記所望の温度に加熱する用意ができていないと決定されたとき、前記第２の流体流チャネル内の空気流を熱電デバイスで加熱することと、をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３８】
乗り物内の乗客空気を調節する装置を製造する方法であって、
第１の空気導管および第２の空気導管に少なくとも部分的に分割された空気流チャネルを設ける工程と、
前記第１の空気導管に冷却装置を作動的に接続する工程と、
前記第２の空気導管にヒータコアを作動的に接続する工程と、
空気が前記チャネルを通って流れるときに少なくとも１つの熱電デバイスが前記ヒータコアの下流に在るように、前記第２の空気導管に前記少なくとも１つの熱電デバイスを作動的に接続する工程と、
空気が前記チャネルを通って流れるときに流体分流チャネルが前記冷却装置の下流かつ前記ヒータコアの上流に位置するように、前記第１の空気導管と前記第２の空気導管の間に前記流体分流チャネルを設ける工程と、を含み、
前記流体分流チャネルは、前記第１の空気導管から前記第２の空気導管に少なくとも部分的に選択的に空気を移動させるように構成されている、方法。
【請求項３９】
前記冷却装置を作動的に接続する工程は、少なくとも１つの熱交換器を前記第１の流体チャネルに配置することと、前記少なくとも１つの熱交換器を前記冷却装置に接続することとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４０】
前記ヒータコアを作動的に接続する工程は、少なくとも１つの熱交換器を前記第２の流体チャネルに配置することと、前記少なくとも１つの熱交換器を前記ヒータコアに接続することとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４１】
前記熱電デバイスを作動的に接続する工程は、少なくとも１つの熱交換器を前記第２の流体チャネルに配置することと、前記少なくとも１つの熱交換器を前記熱電デバイスに接続することとを含む、請求項３８に記載の方法。
【請求項４２】
チャネル選択装置を設ける工程をさらに含み、前記チャネル選択装置は前記第１の空気導管および前記第２の空気導管の入口付近に配置される、請求項３８に記載の方法。
【国際調査報告】
2012506813.tif 000014
2012506813.tif 000015