(57)【要約】   【課題】  本発明は、蓄熱型熱交換器（１２，１２’）に関する。  【解決手段】  この蓄熱型熱交換器は、流体の熱移動のための少なくとも１つの第１の流れチューブ（２５）及び少なくとも１つの第２の流れチューブ（２５）を備え、これらのチューブはそれぞれ、第１のマニホールド（２７）に伸延する第１の端部（２６）と第２のマニホールド（２９）に伸延する第２の端部（２８）とを有し、これらチューブは互いに隣接して配置される。蓄熱型熱交換器は、第１のチューブ（２５）と第２のチューブ（２５）との間に配置される少なくとも１つのインサート（３０）を備え、このインサート（３０）は、第１のチューブ（２５）に接触する第１の縁端（３２）と第２のチューブ（２５）に接触する第２の縁端（３３）とを備える複数のブレード（３１）で構成され、このインサート（３０）とチューブ（２５）との間には、少なくとも１つの間隙（３５）が画定されている。この間隙（３５）は、熱又は冷熱を蓄積するための材料で満たされる。  【選択図】  図４
2012521534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒用の第１の循環チューブ（２５）と第２の循環チューブ（２５）とを備える蓄熱型熱交換器（１２、１２’）であって、
前記第１の循環チューブ（２５）と第２の循環チューブ（２５）とは、それぞれ、第１のコレクタ（２７）内へ伸延する第１の端部（２６）と第２のコレクタ（２９）内へ伸延する第２の端部（２８）とを有し、
前記第１の循環チューブ（２５）と前記第２の循環チューブ（２５）とは、互いに隣接して配置され、少なくとも１つのインサート（３０）が、前記第１の循環チューブ（２５）と前記第２の循環チューブ（２５）との間に設けられており、
前記インサート（３０）は、第１の循環チューブ（２５）と接触する第１の縁端（３２）と第２の循環チューブ（２５）と接触する第２の縁端（３３）とを備える複数のフィン（３１）により構成され、
前記インサート（３０）と前記循環チューブ（２５）との間には、間隙（３５）が少なくとも１つ画定され、
前記間隙（３５）は、熱又は冷熱用の蓄熱材料によって満たされるようになっていることを特徴とする蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項２】
前記インサート（３０）のフィン（３１）同士は、０．４ｍｍ〜０．７５ｍｍのフィンのピッチＰａだけ、互いに離間していることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項３】
前記フィン（２１）のそれぞれは、５ｍｍ〜８ｍｍの長さＬａを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項４】
前記フィン（２１）のそれぞれは、０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍのフィン厚さを有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項５】
前記チューブ（１５）のそれぞれは、２７０ｍｍ〜３６０ｍｍの長さＬｔを有していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項６】
前記チューブ（１５）のそれぞれは、１．２ｍｍ〜１．３ｍｍの高さＨｔを有していることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項７】
２つの隣接した前記チューブ（１５）は、７ｍｍ〜９ｍｍのチューブピッチＰｔだけ、互いに離間することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項８】
前記チューブ（１５）のそれぞれは、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍのチューブ厚さＥｔを有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項９】
前記コレクタ（１７、１９）のそれぞれは、１０ｍｍ〜１４ｍｍのコレクタ高さＨｃを有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項１０】
前記熱交換器（１２、１２’，１２’’）は、、２０ｍｍ〜３５ｍｍの熱交換器深さＥＰを有していることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項１１】
前記熱交換器（１２、１２’，１２’’）は、３００ｍｍ〜４００ｍｍの熱交換長さＤを有していることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項１２】
前記熱交換器（１２、１２’，１２’’）は、２５０ｍｍ〜３００ｍｍの熱交換器全幅Ｌｔｅを有していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【請求項１３】
前記熱交換器（１２、１２’，１２’’）は、２３５ｍｍ〜２７５ｍｍの熱交換器動作幅Ｌｕｅを有していることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の蓄熱型熱交換器（１２、１２’）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空調ループ上や冷媒回路上に設置され、換気装置や暖房装置と協働する熱交換器、及び、協働して加熱装置、換気装置や空調装置を構成する車輌用の空調装置の分野に関する。本発明の目的は、熱交換器を提供すること、及び、この熱交換器を有する空調ループや冷媒回路を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
車輌は通常、換気・暖房・空調装置を備え、車輌の乗員室の内部を流れる空気流の流量・熱パラメータを制御している。この換気・暖房・空調装置は、主にプラスチックの本体内に配置され、通常、車輌の計器板の下に設置されている。この装置により、空気流は、乗員室の内部に拡散する前に、確実に案内及び循環させられる。
【０００３】
換気・暖房・空調装置は、第１の空調ループと協働し、換気・暖房・空調装置の本体から乗員室の方へ気流が流れる前に、この気流を冷却する。この第１の空調ループは、複数の要素を備え、必須のものとして、空調のループの内部に循環させる冷却流体を圧縮するための圧縮器と、熱交換及び冷却を行うために空気流が通過する蒸発器とを備えている。
【０００４】
第１の空調ループでの熱交換を可能にするようになっている第２の空調ループと、第１の空調ループが協同して作用するようになっている。第２の空調ループの内部では、第２の熱媒が循環する。この第２の熱媒は、例えば水とグリコールとの混合物から成っている。
【０００５】
負の熱量を蓄積することができる熱交換器を、第２の空調ループ上に設置することが知られている。この熱交換器は、冷熱の貯蔵体を備え、第１の空調ループが動作中は冷熱を蓄積し、第１の空調のループが停止中は冷熱を放出する。このようなケースは、とりわけ、車輌自体の停止に続いて車輌が、第１の空調ループの圧縮器を停止させる自動システムを備えている場合に生じる。
【０００６】
また、この換気・加熱・空調装置は、車輌のエンジンの第１の冷媒回路と協働するが、これは、熱エンジン，電気エンジン，ハイブリッドエンジンの別を問わない。第１の冷媒回路は、冷却液を第１の冷媒回路内に循環させるポンプを備えている。また、第１の冷媒回路は、乗員室内に供給する前に空気を加熱することができるよう、空気流が通過する加熱用ラジエータを備えている。
【０００７】
第１の冷媒回路は、第１の冷媒回路との熱交換ができるようになっている第２の冷媒回路と協働して動作してもよい。第２の冷媒回路の内部には、第２の熱媒が循環する。第２の熱媒は、例えば水とグリコールの混合物から成っている。
【０００８】
また、熱を蓄積するようなっている熱交換器を、第１の冷媒回路上や第２の冷媒回路上に設置することが知られている。この熱交換器は、熱の貯蔵体を備え、第１の冷媒回路が動作中は熱を蓄積し、第１の冷媒回路が停止中は熱を放出する。このようなケースは、とりわけ、車輌自体の停止に続いて、車輌が第１の冷媒回路のポンプを停止させる自動システムを備えている場合に起こりうる。
【０００９】
上述した場合において、熱交換器は、冷媒を循環させ端部がコレクターに通じる複数のチューブと、これらチューブと接触する蓄熱材料収容器とを備え、蓄熱材料と冷媒との間で熱交換するようになっている。この種の熱交換器については、例えば、特許文献１及び特許文献２を参照することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】仏国特許出願FR2.878.613
【特許文献２】仏国特許出願FR2.878.614
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、公知の熱蓄積材料容器を備えている熱の熱交換器を用いることにより、車輌が停止中の時を含めて、快適な温度を車輌のユーザーに提供するようにしなければならない。実際には、熱蓄積材料容器を備える蒸発器の概念を用いる場合、すぐに物理的な限界に達してしまう。特に、蓄熱材料容器が存在することにより、蒸発器内を流れる空気の熱移動のための面積を減少させてしまう。
【００１２】
更に、この蒸発器では、蒸発器の大きさに応じて、チューブの中に蓄積される蓄熱材料の量を減らす必要がある。
【００１３】
そして、このような蒸発器では、全熱伝導率が低くなってしまう。
【００１４】
従って、熱交換器による欠点を最小にしつつ、熱交換器が関与する熱交換を考慮して、より高い効率を発揮するよう、熱交換器の大きさを最適化することが望ましい。
【００１５】
正負ともに大きな熱量、とりわけ２００ｋＪ〜２７０ｋＪの範囲の熱量を、迅速に、例えば２分以下の時間で、蓄積することができることが必要である。
【００１６】
本発明の目的は、従前の不利な点を解消することが可能な熱交換器を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明による熱交換器は、第２の空調ループまたは第１の冷媒回路上に設置することができ、この熱交換器は、小型化が可能な一方、熱効率を最適化することができ、例えば、２分以下の時間で、２００ｋＪ〜２７０ｋＪの熱量を蓄積することが可能である。これは、熱交換器内を循環する冷媒の温度及び流量が適切な場合においてであり、特に、冷媒の温度が３°Ｃ程度、冷媒の流量が１０００のｌ／ｈ程度の場合を挙げることができる。
【００１８】
本発明の熱交換器は、冷媒を循環させる第１のチューブ及び第２のチューブを少なくとも備えている蓄熱型の熱交換器である。各チューブは、第１のコレクターの内部に通じる第１の端部と、第２のコレクターの内部に通じる第２の端部とを備えている。第１の循環チューブと第２の循環チューブは、互いに隣接して配置されている。
【００１９】
第１の循環チューブと第２の循環チューブとの間には、少なくとも、インサートが配置されている。このインサートは、第１の循環チューブと接触する第１の縁端と、第２の循環チューブと接触する第２の縁端とを有する複数のフィンとから成っている。インサートと循環チューブとの間に、間隙が画定されている。本発明によると、この隙間のスペースは、正の熱量または負の熱量の蓄積材料により満たされる。
【００２０】
好ましい態様では、各インサートのフィンは、互いにフィンのピッチＰａだけ離間している。フィンのピッチＰａは、０．４ｍｍ〜０．７５ｍｍである。好ましくは、フィンのピッチＰａは、０．４ｍｍ〜０．７ｍｍであり、特に、０．４ｍｍ〜０．６ｍｍ、さらに好ましくは約０．５ｍｍである。
【００２１】
各フィンの長さＬａは、好ましくは、５ｍｍ〜８ｍｍであり、各フィンの厚さＥａは、０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍである。
【００２２】
各チューブの長さＬｔは、好ましくは、２７０ｍｍ〜３６０ｍｍであり、高さＨｔは、１．２ｍｍ〜１．３ｍｍである。
【００２３】
２つの隣接したチューブは、互いに７ｍｍ〜９ｍｍのチューブのピッチＰｔだけ離間していることが好ましい。
【００２４】
各チューブの厚さＥｔは、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍであることが好ましい。
【００２５】
各コレクタの高さＨｃは、１０ｍｍ〜１４ｍｍであることが好ましい。
【００２６】
この熱交換器の高さＥＰは、好ましくは、２０ｍｍ〜３５ｍｍであり、熱交換器の長さＬｅは３００ｍｍ〜４００ｍｍであり、熱交換器の総幅Ｌｔｅは２５０ｍｍ〜３００ｍｍであり、熱交換器の作動幅Ｌｕｅは２３５ｍｍ〜２７５ｍｍである。
【００２７】
本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照して説明する発明の詳細な説明から明らかになると思う。この発明の詳細な説明は、非制限的な例として示すもので、発明の理解を助けるためのものであり、必要に応じて参照されるべきものである。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明による熱交換器を備える空調ループの一例を示す図である。
【図２】本発明による熱交換器を備える空調ループの別の一例を示す図である。
【図３】本発明による熱交換器を備える冷媒回路を示す図である。
【図４】本発明による熱交換器の正面図であり、図１〜図３の装置の概略を示す図である。
【図５】本発明による熱交換器を構成するインサートの部分図である。
【図６】本発明による熱交換器を構成するフィンの部分図である。
【図７】図１〜図４で示す熱交換器の部分図であり、本発明による熱交換器を構成するカバーのプレートを示す図である。
【図８】本発明による熱交換器を構成する蓄熱材料の温度の時間変化を表すグラフである。
【図９】本発明による熱交換器により蓄積されるエネルギーの時間変化を表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
公知のように、車輌は、換気・暖房・空調装置を備え、車輌の乗員室の内部を流れる空気流の流量・熱パラメータを制御している。この換気・暖房・空調装置は、プラスチックからなるエンクロージャーを構成しているケースを備え、その中には、空気流１のための熱処理回路の異なる構成要素が配置され、乗員室に導入される前に、空気流１を適切に導いている。
【００３０】
モーター通風機群が、換気・空調・暖房装置のケースの入口に配置され、熱処理を行う空気流１を、車輌や乗員室の外部から熱処理回路内に導入する。
【００３１】
本発明は、負の熱量、すなわち「冷熱」エネルギーとして知られている熱エネルギーを蓄積するという大枠の中で、用途を見出すことができる。図１及び図２は、２つの態様の空調ループを備える装置を示す。
【００３２】
一般に、換気・暖房・空調装置は、換気・暖房・空調機器を構成するための第１の空調ループ２と協働する。冷却流体が、第１の空調ループ２を通過する。空調ループは、冷却流体の循環を行わせて、一定の熱サイクルを形成する。冷却流体は、超臨界流体であってもよく、特に、二酸化炭素、Ｒ１３４ａ、それに類する亜臨界流体、あるいは他の流体であってもよい。
【００３３】
冷却流体が、圧縮器３、緩衝弁４、蒸発器５の順に通過できるよう、第１の空調ループ２が構成される。そして、冷却流体は、圧縮器３に帰還する。
【００３４】
蒸発器５により、冷却流体とこれが通過する空気流１との間の熱交換が確保される。空気流１は、車輌の乗員室内に供給される前に蒸発器５を通過することにより、除湿及び冷却される。乗員室とは、その内部に少なくとも車輌のユーザーが座る車輌の部分である。
【００３５】
また、暖房・換気・空調装置は、図１及び図２に示されていないが、ラジエータを備えており、このラジエータは、空気流１を加熱することができ、エンジン、特に車輌の推進させる熱機関の冷媒回路に属している。このようなラジエータは、図３における熱交換器１３’と同じであってもよい。
【００３６】
図１は、第１の空調ループ２を示す図であり、その中の冷却流体は、亜臨界流体、例えばＲ134ａ等である。この場合、第１の空調ループ２内の冷却流体の循環方向８において、第１の空調ループ２は、第１の空調ループ２上の圧縮器３と緩衝弁４との間に、コンデンサ６を備えている。
【００３７】
図２は、第１の空調ループ２を特に示す図であり、その中の冷却流体は、超臨界流体、例えばＲ７４４等である。この場合、第１の空調ループ２内の冷却流体の循環方向８において、第１の空調ループ２は、第１の空調ループ２上の圧縮器３と熱交換器９と間に、ガスクーラー７を備えている。
【００３８】
図１及び図２に示す２つの態様によれば、第１の空調ループ２は、第２のループ１０と協働する。第２の冷媒は、第２のループ１０内を循環する。第２のループ１０は、負の熱量を蓄積し、必要な場合に後から回復可能な蓄熱用熱交換器１２と、第２の冷媒を第２のループ１０内へ循環させる第２の循環ポンプ１１、好ましくは電気ポンプとを備えている。
【００３９】
第１の空調ループ２及び第２のループ１０は、１つの熱交換デバイスによって協働する。好ましい態様では、この熱交換デバイスとは、蒸発器５である。
【００４０】
熱交換デバイス、好ましい態様では蒸発器５により、第１の空調ループ２内を循環する冷却流体と、第２のループ１０の内を循環する第２の冷媒との間に熱交換が行われる。
【００４１】
変形態様では、第２の冷媒の循環方向８’において、第２のループ１０は、蓄熱用熱交換器１２の下流に熱放出用熱交換器１３を備えている。
【００４２】
第２の冷媒は、例えば、水５０％〜７０％とグリコール５０％〜３０％の混合液である。
【００４３】
熱放出用熱交換器１３は、第１の空調ループ２が停止中に、蓄熱用熱交換器１２に蓄積されている負の熱量を放出できるようになっている。好ましい態様では、熱放出用熱交換器１３には空気流１が通過する。空気流１は、熱放出用熱交換器１３を通過することにより、車輌の乗員室内へ供給されれる前に冷却される。
【００４４】
変形例および追加例では、第１の空調ループ２が停止中、蒸発器５は、蓄熱用熱交換器１２に蓄積される負の熱量の復旧に貢献することができる。
【００４５】
蓄熱用熱交換器１２に蓄積される熱量の復旧を可能にするため、第２の循環ポンプ１１によって第２の冷媒が循環するようになる。好ましい態様では、第２の循環ポンプ１１は、第１の空調ループ２が停止中または運転中に作動する。
【００４６】
しかしながら、換気・暖房・空調設置のエネルギー消費、とりわけ電力消費を最適化するために、蓄熱用熱交換器１２の蓄熱容量に達すれば、第２の循環ポンプ１１を停止することができる。
【００４７】
図１及び図２で示される態様では、熱交換デバイスは、第１の空調ループ２と第２のループ１０との間での熱交換を可能にしていると考えられ、それは、蒸発器５によって遂行される。これらの２つの例では、蒸発器５は、３流体型であり、具体的には、エア、冷却流体及び第２の冷媒である。しかしながら、第１の空調ループ２と第２のループ１０との間の熱交換を可能にする本発明の熱移動装置は、２流体型の熱交換器、とりわけ冷却冷媒と 第２の冷媒との２流体型熱交換器によっても実施可能である。このような２流体型熱交換器を用いる場合は、空気流１は、熱放出用熱交換器１３のみを 通過することにより、車輌の乗員室内へ供給されれる前に冷却される。
【００４８】
本発明はまた、熱量、すなわち「熱」エネルギーとして知られている熱エネルギーを蓄積するという大枠の中で、その用途を見出すことができる。図３には、そのような態様を示し、本発明に従った熱交換器をそれぞれ備えている冷媒回路を示している。
【００４９】
空気流１を加熱するため、暖房・換気・空調装置は、車輌のエンジンＭの第１の冷媒回路１５と協働する加熱ラジエータ１３’を有している。ここで、エンジンとは、熱エンジン，電気エンジン，ハイブリッドエンジンの別を問わず、車輌を確実に推進させるものをいう。
【００５０】
冷媒が、第１の冷媒回路１５の内部を循環して、エンジンＭにより生成される熱を放散して、これを冷却する。この目的のために、冷却用の冷媒が、第１の循環ポンプ１９によって、第１の冷媒回路１５内を循環するようになっている。このポンプは、エンジンＭによって駆動されることが好ましい。
【００５１】
冷却用の冷媒は、例えば、冷却液から成り、好ましくは、水５０％〜７０％とグリコール５０％〜３０％の混合液である。
【００５２】
空気流１の加熱を確実にするため、第１の冷媒回路１５は第１の分流弁１７を備え、空気流１’が通過する冷却ラジエータ１４を有する冷却枝路１５’の方へ冷却用冷媒を向けることができるようになっている。冷却ラジエータ１４を、車輌の前面側に配置し、車輌の外部からの空気流１’がこれを通過して、冷却用冷媒を冷却することができ、エンジンＭの最適温度を保証する。
【００５３】
また、第１の分流弁１７は加熱枝路１６に接続され、この加熱枝路１６は、必要な場合に後から熱を与えて回復させるための熱交換器１２’と、加熱枝路１６内の冷却用冷媒の循環を可能にする第２の循環ポンプ１１’、好ましくは電気式ポンプとを有している。
【００５４】
また、第１の分流弁１７は、迂回枝路１５”に接続され、冷却用冷媒が冷却枝路１５’及び加熱枝路１６と並列に循環することが確保される。
【００５５】
好ましくは、第１の分流弁１７は、冷却用冷媒を、冷却枝路１５’、迂回枝路１５”及び加熱枝路１６の１つ、２つ又は全部に循環させるように構成されている。変形例の態様では、蓄熱ループ１６は、冷却用冷媒の循環方向２０における蓄熱型熱交換器１２の下流の中に配置された熱放出用熱交換器１３’を備えている。
【００５６】
熱放出用熱交換器１３’は、冷媒回路１５が停止している時は、蓄熱型熱交換器１２”で蓄積された熱を放出することが出来る。
【００５７】
特に好ましい態様では、空気流１は熱放出用熱交換器１３’を通過する。空気流１は、車輌の乗員室内にこれが供給される前に熱放出用熱交換器１３’を通過し、その際に加熱される。
【００５８】
更に好ましい態様では、熱放出用熱交換器１３’は、車輌の乗員室に導入されるべき空気流１を加熱するための加熱ラジエータまたはユニットヒーター１３’を備えている。この構成では、加熱ラジエータ１３’は、冷媒回路１５が停止中に、蓄熱型熱交換器１２’に蓄積される熱量の放出に貢献する。蓄熱型熱交換器１２’に蓄積された熱量の放出を可能にするため、冷却の冷媒は、第２の循環ポンプ１１’によって循環されるようになる。好ましい態様では、冷媒回路１５の停止中又は動作中において、第２の循環ポンプ１１’の運転がなされる。
【００５９】
しかしながら、蓄熱型熱交換器１２’の蓄積熱量が、換気・加熱・空調設置のエネルギー消費、特に電力消費を最適にするレベルに達した時に、第２の循環ポンプ１１を停止させることは可能である。
【００６０】
また、蓄熱ループ１６は、２つの第２の分流弁１８及び１８’を備えている。第２の分流弁１８及び１８’は、第１の冷媒回路１５の動作条件に関係なく、即ち、第１の循環ポンプ１９が停止中か動作中かに関係なく、冷却用冷媒が加熱ループ１６内を循環できるようにしている。
【００６１】
図１〜図３では、蓄熱型熱交換器を統合した構成の例を示した。しかしながら、本発明は、蓄熱だけでなく、負の熱量を必要とする全ての装置の用途に用いることが可能である。
【００６２】
図４は、本発明に従い、図１〜図３に示されているループや回路で使用する蓄熱型の熱交換器の正面図である。図４は、図１又は図２の第２のループ１０上に設置される蓄熱型の熱交換器１２や、図３の加熱ループ１６上に設置される蓄熱型熱交換器１２’等の、熱交換器を示している。蓄熱型熱交換器１２及び１２’は、冷媒、すなわち第２の冷媒と冷却冷媒とを輸送する共通の点を示している。
【００６３】
蓄熱型熱交換器１２及び１２’は、それぞれ、冷媒の循環チューブ２５を複数備えている。
【００６４】
各循環チューブ２５は、冷媒用の第１のコレクタ２７、特に、入口のコレクタの中に伸びる第１の端部２６を備えている。各循環チューブ１５は、冷媒用の第２のコレクタ２９、特に、入口のコレクタの中に伸びる第２の端部２８を備えている。循環チューブ２５は、互いに一定の間隔で平行に配置されている。２つの隣接した循環チューブ２５同士の間に、インサート３０が配置されている。インサート３０には、両側からそれぞれ循環チューブ２５が接触し、循環チューブ２５内を循環する冷媒と、循環チューブ２５とインサート３０との間を通過する別の熱移動のための媒体との間において交換される熱量を増大させる。
【００６５】
循環チューブ２５とインサート３０との積層体より成るユニットが、蓄熱型の熱交換器１２，１２’のビームを画定している。
【００６６】
蓄熱型熱交換器１２の好適な態様では、第１のコレクタ２７及び第２のコレクタ２９が、それぞれの軸Ａ１及びＡ２に沿って延在し、好ましくは互いに平行に延在している。循環チューブ２５は、第１のコレクタ２７の軸Ａ１及び第２のコレクタ２９の軸Ａ２に対して垂直に配置されている。
【００６７】
インサート３０が、２つの循環チューブ２５同士の間に設けられ、各循環チューブ２５が２つのインサート３０に接触するようになっている。各インサート３０は、循環チューブ２５に対して提供される伝熱面積を大きくする。各インサート３０は、折り曲げたフィン３１の積重ねとして形成されている。
【００６８】
図５は、図４に示される熱交換器１２，１２’のインサート３０の部分図である。各フィン３１は、第１の循環チューブ２５と接触する第１の縁端３２と、第１のチューブ２５の反対側に配置され、第２のチューブ２５と接触する第２の縁端３３とを有している。
【００６９】
インサート３０は、連続したフィン３１全体に配置されている。第１のフィン３１の第１の縁端３２と、この第１のフィン３１に隣接する第２のフィン３１の第１の縁端３２とは、フィンのピッチＰａの分だけ間隔が空いている。換言すれば、フィンのピッチＰａは、２つの隣り合うフィン３１を離間する距離であり、更に詳細には、第１の縁端３２同士又は第２の端３３同士の距離である。
【００７０】
本発明によれば、フィンのピッチＰａは、０．４ｍｍ〜０．７５ｍｍであり、好ましくは約０．５ｍｍである。
【００７１】
この大きさは、熱交換器１２，１２’における熱特性の最適化と、欠点の最小化との間の妥協によるものである。
【００７２】
熱交換器１２，１２’における熱特性の最適化は、フィンのピッチＰａが約０．５ｍｍの時に達成される。
【００７３】
フィンのピッチＰａが０．４ｍｍ〜０．７５ｍｍにある場合には、２分未満の長さの時間内に、２００ＫＪ〜２７０ＫＪの熱量を蓄積することができる。フィンのピッチＰａは、０．４ｍｍ〜０．７ｍｍでもよく、好ましくは０．４ｍｍ〜０．６ｍｍであってもよい。
【００７４】
各フィン３１の長さは、５ｍｍ〜８ｍｍであり、好ましくは６ｍｍ〜４ｍｍ、更に好ましくは約６．５ｍｍである。
【００７５】
フィンの長さＬａは、１つのフィン３１の第１の縁端３２と、第２の縁端３３との間の距離に対応している。
【００７６】
各フィン３１の厚さは、０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍあり、好ましくは約０．０８ｍｍである。
【００７７】
各インサート２０は、例えば、フィンの厚さＥａに対応する０．０４ｍｍ〜０．１２ｍｍの厚さの伝熱材料製のストリップを折り曲げることにより作製されている。再び図４を参照すると、循環チューブ２５のチューブ長Ｌｔは、２７０ｍｍ〜３６０ｍｍであり、好ましくは３１５ｍｍである。チューブ長Ｌｔは、チューブ２５の第１の端部２６と第２の端部２８の間の距離であり、第１のコレクタ２７と第２のコレクタ２９の相対する２つの面同士の距離に対応している。
【００７８】
隣接し合う２つの循環チューブ２５は、チューブのピッチＰａだけ互いに離間しており、これは７ｍｍ〜９ｍｍであり、好ましくは７。７５ｍｍ〜８．５ｍｍである。チューブのピッチＰｔは、隣り合う２つの循環チューブ２５のそれぞれの延長軸Ａ３の間の距離である。
【００７９】
各循環チューブ２５のチューブの厚さＥｔは、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、好ましくは約０．２３ｍｍである。換言すれば、チューブ２５を構成する壁の厚さは、０．２ｍｍ〜０．２５ｍｍであり、好ましくは約０．２３ｍｍである。更に、各チューブ２５の高さＨｔは、１．２ｍｍ〜１．３ｍｍである。
【００８０】
例えば、図４に示されているように、蓄熱型熱交換器１２，１２’のビーム部分は、ビームの高さに対応する第１の方向に延在し、これは循環チューブ２５の延伸方向であり、また、循環チューブ２５とインサート３０の積層方向に対応する第２の方向に延在し、これは第１のコレクタ２７及び第２のコレクタ２９の延伸方向である。
【００８１】
更に、第１のコレクタ２７及び第２のコレクタ２９のそれぞれのコレクタ高Ｈｃは、１０ｍｍ〜１４ｍｍであり、好ましくは１２ｍｍである。コレクタ高Ｈｃは、第１の方向に沿った高さである。
【００８２】
最後に、蓄熱型熱交換器１２、１２’のそれぞれの深さＰｅは、２０〜３５ｍｍであり、好ましくは約２７．５ｍｍである。熱交換器の深さＰｅは、先に画定した第１の及び第２の方向と直交する第３の方向に沿っている。
【００８３】
蓄熱型熱交換器１２、１２’のそれぞれの熱交換器の長さＬｅは、第２の方向に向き、３００ｍｍ〜４００ｍｍであり、好ましくは約３４０ｍｍである。
【００８４】
蓄熱型熱交換器１２、１２’のそれぞれの熱交換器全幅Ｌｔｅは、２５０ｍｍ〜３００ｍｍであり、熱交換器動作幅Ｌｕｅは、２３５ｍｍ〜２７５ｍｍである。熱交換器の全幅Ｌｔｅは、蓄熱型熱交換器１２、１２’のそれぞれの第１の方向に沿った幅に相当し、熱交換器の動作幅Ｌｕｅは、蓄熱型熱交換器１２、１２’のそれぞれの第１の方向に沿うビーム部間の幅に相当している。好ましくは、熱交換器全幅Ｌｔｅは約２７５ｍｍであり、熱交換器動作幅Ｌｕｅは約２５５ｍｍである。
【００８５】
図６は、図４及び図５に示さるインサート３０を構成するフィン３１の詳細な図である。図６によれば、フィンのピッチＰａ，フィンの長さＬａ，フィンの厚さＥａについての理解が容易になる。
【００８６】
本発明に従い、熱や冷熱の蓄積の機能を与えるため、熱や冷熱を蓄積する材料、特に、相転移を生じる材料を、インサート３０と循環チューブ２５との間や２つの隣り合うフィン３１の間に共有される間隙３５に、少なくとも部分的に充填する。
【００８７】
蓄熱材料、特に相転移を生じる物質としては、例えば、冷熱の蓄熱型熱交換器用には、融点が８°Ｃ〜１２°Ｃのパラフィンを挙げることができる。
【００８８】
蓄積材料、特にパラフィンを間隙３５内に容易に充填できるようにして、蓄熱型熱交換器１２、１２’のそれぞれに蓄熱材料を保持するため、図７に示すような循環チューブ２５及びインサート３０を画定するカバープレート４０を２枚設けるようになっている。
【００８９】
このカバープレート４０は、第１のコレクタ２７及び第２のコレクタ２９に対して支持されるように配置され、循環チューブ２５及びインサート３０を閉じたスペースの中に固定し、相変化蓄熱材料と、フィン３１や循環チューブ２５との間の熱移動を支援している。このカバープレート４０は、例えばアルミニウム製である。１つのカバープレート４０には、少なくとも複数の充填開口３７が設けられ、フィン３１と循環チューブ２５との間に蓄熱材料を導入できるようにしている。
【００９０】
図４及び図５では、カバープレート４０を示していない。
【００９１】
最後に、冷媒は、蓄熱型熱交換器１２，１２’内を通過する際、第１のコレクタ２７から循環チューブ２５を通って第２のコレクタ２９に到る一方通行の「Ｉ」型の経路を進行することに留意すべきである。しかしながら、本発明では、蓄熱型熱交換器１２，１２’の態様によっては、１つのコレクタが、第１のコレクタ２７とこれに隣接して配置される第２のコレクタ２９とを有しているため、冷媒が蓄熱型熱交換器１２，１２’内を通過する際、循環する「Ｕ」型の経路を進行することもある。この態様では、循環チューブ２５の存在により、冷媒の「Ｕ」字型の循環が確実になる。
【００９２】
図８は、蓄熱材料の平均温度（摂氏で表される）の時間（秒で表される）に対する変化を示し、図９は、蓄熱型熱交換器１２，１２’により蓄積されるエネルギー（キロジュールで表される）の時間（秒で表される）に対する変化を示す。
【００９３】
従って、蓄熱型熱交換器１２，１２’は、最適化された熱効率を実現することができ、好ましくは、所与の時間ｔ0よりも短い時間、特にｔ0＝２分よりも短い時間に、２００ｋＪ〜３５０ｋＪの熱量を蓄積することができ、とりわけ２２０ｋＪ〜３７０ｋＪの熱量を蓄積することができる。
【００９４】
更に、この時間ｔ0の間、蓄熱材料の平均温度は、蓄積材料が熱蓄積を最適化する範囲にあり、特に、冷熱の蓄熱型熱交換器１２，１２’用には融点が８°Ｃ〜１２°Ｃの相転移材料が熱蓄積を最適化する範囲にある。
【００９５】
本発明は、例示目的である上記の実施態様に限定されず、本発明のあらゆる変形例・代替例、とりわけ上述の具体例における組み合わせの全ては、当業者にとって本発明の範囲にあることは認識しうるところである。
【符号の説明】
【００９６】
１  空気流
２  第１の空調ループ
３  圧縮器
４  緩衝弁
５  蒸発器
６  コンデンサ
７  ガスクーラー
８  循環方向
９  熱交換器
１０  第２のループ
１１  循環ポンプ
１２，１２’，１２’’  熱交換器
１３，１３’  熱交換器
１５  チューブ
１６  加熱枝路
１８，１８’  分流弁
２０  インサート
２５  循環チューブ
２６，２８  端部
２７，２９  コレクタ
３０  インサート
３１  フィン
３２，３３  縁端
Ｐａ  ピッチ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【国際調査報告】
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