WO2011129266A1 - 車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置 - Google Patents

車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置 Download PDF

Info

Publication number
WO2011129266A1
WO2011129266A1 PCT/JP2011/058867 JP2011058867W WO2011129266A1 WO 2011129266 A1 WO2011129266 A1 WO 2011129266A1 JP 2011058867 W JP2011058867 W JP 2011058867W WO 2011129266 A1 WO2011129266 A1 WO 2011129266A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electric heating
header
heater core
vehicle air
air conditioning
Prior art date
Application number
PCT/JP2011/058867
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
長野 秀樹
荒木 大助
江藤 仁久
林 直人
Original Assignee
株式会社ヴァレオジャパン
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社ヴァレオジャパン filed Critical 株式会社ヴァレオジャパン
Priority to EP11768787.1A priority Critical patent/EP2567840A4/en
Priority to JP2012510639A priority patent/JP6059984B2/ja
Publication of WO2011129266A1 publication Critical patent/WO2011129266A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2221Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating an intermediate liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/002Air heaters using electric energy supply
    • F24H3/004Air heaters using electric energy supply with a closed circuit for a heat transfer liquid
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/04Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element
    • F24H3/0405Air heaters with forced circulation the air being in direct contact with the heating medium, e.g. electric heating element using electric energy supply, e.g. the heating medium being a resistive element; Heating by direct contact, i.e. with resistive elements, electrodes and fins being bonded together without additional element in-between
    • F24H3/0429For vehicles
    • F24H3/0435Structures comprising heat spreading elements in the form of fins
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H3/00Air heaters
    • F24H3/02Air heaters with forced circulation
    • F24H3/06Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators
    • F24H3/08Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes
    • F24H3/081Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes using electric energy supply
    • F24H3/085The tubes containing an electrically heated intermediate fluid, e.g. water
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H9/00Details
    • F24H9/0052Details for air heaters
    • F24H9/0057Guiding means
    • F24H9/0063Guiding means in air channels
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268Constructional features
    • B60H2001/2287Integration into a vehicle HVAC system or vehicle dashboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2268Constructional features
    • B60H2001/2296Constructional features integration into fluid/air heat exchangers
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24HFLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
    • F24H2250/00Electrical heat generating means
    • F24H2250/04Positive or negative temperature coefficients, e.g. PTC, NTC

Definitions

  • the present invention relates to an electric heating type heater core used for vehicle air conditioning.
  • a hybrid vehicle Hybrid Electric Vehicle
  • an electric vehicle Electric Vehicle
  • an engine an internal combustion engine
  • the electric heating type heater core has a configuration in which a heat generating element (electric heating type heater) is provided in a heat exchanging portion with air, the generated heat is transmitted to the fins to increase a transmission area, and the passing air is heated.
  • a heat generating element electric heating type heater
  • the wind speed of the air in the ventilation path where the heater core is installed is not uniform due to the complexity of the shape of the ventilation path, etc., and there is a distribution of wind speed, and the wind speed is generally different in the same cross section of the ventilation path. It is.
  • an auxiliary heater is disposed separately from the heat exchanger in the vehicle interior, so that the installation space increases.
  • the configuration described in Patent Document 2 since the wind speed in the path is different for each arranged ventilation path, the arrangement of coarse and dense is changed, and there is a problem that versatility is low.
  • control is complicated, and it is necessary to provide temperature detection means for each heating element, which causes a problem that the configuration is complicated.
  • the electric heating element is used as an auxiliary heat source for the hot water heater core by engine cooling water heated by the engine, and cannot be applied to an electric vehicle in which the engine itself does not exist. .
  • the present invention relates to an electric heating heater core used for air conditioning for vehicles, and relates to electric heating for vehicle air conditioning having a highly versatile configuration capable of ensuring temperature uniformity even when there is an air volume distribution in the air blowing path.
  • An object of the present invention is to provide a type heater core and a vehicle air conditioner provided with the same.
  • an electric heating heater core for vehicle air conditioning includes a heat exchange section having a plurality of tubes and fins, and a header to which the tubes are connected, and the header An electric heating component is disposed inside the tube, each tube and the header form a closed flow path, and the closed flow path is filled with a liquid heat medium.
  • the electric heating heater core for vehicle air conditioning according to the present invention preferably further comprises a circulation means for circulating the liquid heat medium.
  • the temperature can be made more uniform. In addition, temperature uniformity can be ensured regardless of the posture of the heater core.
  • the header has an upstream header that connects the discharge port side of the circulation means and a downstream header that connects the suction port side of the circulation means,
  • Each tube has one end joined to the upstream header and the other end joined to the downstream header, the electric heating component is arranged in the upstream header, and the outlet of the circulation means It is preferable to have a heat generation distribution with the largest amount of heat generation in the portion near the side. The temperature can be made more uniform.
  • the electric heating component has a cylindrical shape having at least two openings, and the hollow portion of the cylindrical shape is a flow path of the liquid heat medium. It is preferable to become. Since the surface area is large, the liquid heat medium can be efficiently warmed. In addition, the liquid heat medium passing through the cylinder can be reliably transported to a far tube.
  • the electric heating component has a vibration-proof component fitted outside. It is possible to prevent damage to the electrical heating parts due to vibration.
  • the header has an upstream header that connects the discharge port side of the circulation means and a downstream header that connects the suction port side of the circulation means,
  • Each of the tubes has one end joined to the upstream header and the other end joined to the downstream header, and the electric heating component is arranged in the upstream header and upstream from the tubes. It is preferable that they are arranged. A short circuit of low-temperature water can be prevented and the temperature can be made more uniform.
  • the header includes an upstream section in which a discharge port side of the circulation means is connected in one header and a downstream section in which the suction port side of the circulation means is connected. It is preferable that each tube has a folded portion, one end is joined to the upstream compartment, and the other end is joined to the downstream compartment. Space can be saved by using one header.
  • a heat exchange part temperature detection element for detecting the temperature of the heat exchange part, and a temperature of the heat exchange part obtained from the heat exchange part temperature detection element
  • the heat generation control means for controlling the heat generation amount of the electric heat generating component
  • the circulation for controlling the circulation amount by the circulation means according to the temperature of the heat exchange section obtained from the heat exchange section temperature detecting element.
  • a quantity control means for controlling the number of parts of the temperature detecting element can be reduced.
  • the electric heating heater core for vehicle air conditioning further includes a first liquid temperature detecting element disposed downstream of the discharge port of the circulation means and downstream of the electric heating component, and the first Heat generation control means for controlling the amount of heat generated by the electric heat generating component in accordance with the temperature obtained from the liquid temperature sensing element, the tube connected to the downstream header or the downstream section, and the inlet of the circulation means It is preferable to include a second liquid temperature detecting element disposed between the second liquid temperature detecting element and a circulation amount controlling means for controlling the circulating means in accordance with the temperature obtained from the second liquid temperature detecting element. By arranging the detection elements in this way, the heat generation amount and the circulation amount can be reliably controlled.
  • the electric heating heater core for vehicle air conditioning is used as a heater core for a rear heater of a gasoline vehicle, a heater core for an electric vehicle, or a heater core that uses engine cooling water of a hybrid vehicle as a heat source. It is preferred that Ideal as a heater core for low heat source vehicles. Further, since the engine cooling water is not supplied, piping for the cooling water in the vehicle can be omitted.
  • a vehicle air-conditioning apparatus includes the electric heating heater core for vehicle air conditioning according to any one of the electric heating heater cores for vehicle air conditioning according to the present invention. Since the heat of the electrical heating component is diffused into the liquid heat medium, there is no local temperature rise, and a highly safe air conditioner can be obtained. In particular, it is optimal as a vehicle air conditioner for low heat source vehicles. Moreover, by replacing with a heat exchanger, the installation space of an air conditioner can be utilized and it can replace with the heater core which uses engine cooling water. Since engine cooling water is not used, it can be applied to an electric vehicle not having an engine, and by applying to a gasoline vehicle or a hybrid vehicle, piping of engine cooling water can be omitted.
  • the present invention relates to an electric heating heater core used for vehicle air conditioning, for vehicle air conditioning with a highly versatile configuration capable of ensuring temperature uniformity even when there is an air volume distribution in the air blowing path. It is possible to provide an electric heating heater core and a vehicle air conditioner provided with the same.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural outline of an example of an electric heating heater core for vehicle air conditioning according to the present embodiment.
  • An electric heating heater core 100 for vehicle air conditioning according to the present embodiment includes a heat exchange unit 10 having a plurality of tubes 2 and fins 3, and a header 4 to which each tube 2 is connected.
  • the heat generating component 1 is disposed, and each tube 2 and the header 4 form a closed flow path 50, and the closed flow path 50 is filled with the liquid heat medium L.
  • Each tube 2 has a closed flow path 50 with a liquid heat medium L inside.
  • the tube 2 is made of a metal material such as aluminum or copper. From the viewpoint of heat transfer, the cross-sectional shape is preferably flat. Further, dimples or ribs may be provided for the purpose of improving the heat transfer coefficient. In addition, as long as there exists an effect of this invention, the material, manufacturing method, and shape of a tube are not restrict
  • the fin 3 is made of a metal material such as aluminum or copper.
  • the shape of the fin is not particularly limited, but from the viewpoint of heat transfer, a thin corrugated type bent in a wave shape is preferable. Further, louvers, slits, etc. may be cut and raised for the purpose of improving the heat transfer coefficient.
  • the heat exchange unit 10 can have a known structure.
  • FIG. 1 a laminated structure in which the fins 3 are arranged between the tubes 2 and 2 is formed.
  • warm air that warms the passenger compartment is formed by exchanging heat between the heat of the liquid heat medium L that passes through the tubes 2 and the air that passes through the fins 3.
  • the header 4 is made of a metal material such as aluminum or copper.
  • the header 4 is a tank that distributes and joins the liquid heat medium L to each tube 2.
  • Each tube 2 and header 4 form a closed flow path 50.
  • the closed flow path 50 is filled with the liquid heat medium L.
  • the closed system means a state in which the flow path 50 is not connected to other devices such as an engine. That is, since the liquid heat medium L does not use engine cooling water, piping for circulating the engine cooling water becomes unnecessary, and space saving and low cost can be realized. It can also be applied to electric vehicles that do not have an engine. Furthermore, since the circulation amount of the liquid heat medium L can be drastically reduced from the conventional heater core using engine cooling water, power saving (power saving) and weight reduction can be achieved. Therefore, it is optimal as a heater core for low heat source vehicles.
  • a heater core for a rear heater of a gasoline vehicle a heater core of an electric vehicle, and a heater core that is provided side by side with a heater core that uses engine coolant of a hybrid vehicle as a heat source.
  • piping is not necessary as described above, so the degree of freedom in installation position is increased.
  • maximum and safe heating can be provided with limited electric capacity.
  • the liquid heat medium L can be a known medium such as water, antifreeze, or oil.
  • the filling amount of the liquid heat medium L is preferably performed so that no bubbles remain in the closed flow path 50.
  • the electric heating heater core for vehicle air conditioning it is preferable to further provide a reservoir tank portion having an auxiliary space capable of absorbing a volume change when the liquid heat medium L becomes high temperature.
  • a well-known PTC (Positive Temperature Coefficient) heater made of semiconductor ceramics is used for the electrical heating component 1.
  • Examples thereof include barium titanate semiconductor ceramics. Utilizing the characteristics of the PTC heater, it is used as a constant temperature heating element.
  • the shape of the PTC heater can be appropriately selected from a plate shape, a rod shape, a cylindrical shape, and the like, but a cylindrical shape is more preferable. It is preferable that the electric heating component 1 is disposed inside the header 4 in a non-contact state with the wall surface of the header 4 and in a state where the entire surface is immersed in the liquid heat medium L.
  • the power supply to the electrical heating component 1 is provided with the terminal portion 43 on the side surface of the header 4 in FIG. 1, but is not particularly limited in this embodiment. It is also possible to carry out in an integrated manner with the circulation means described later.
  • the liquid heating medium L is circulated by natural convection by providing the heating part 41 and the non-heating part 42 in the electrical heating part 1 and arranging the electrical heating part 1 in the lower header 4a.
  • the heating part 41 of the electric heating component 1 is arranged at the center of the lower header 4 a and the non-heating part 42 of the electric heating component 1 is arranged on the terminal side.
  • the liquid heat medium L warmed by the electric heating component 1 rises toward the upper header 4b as indicated by an arrow a, and is heat-exchanged with the blown air via the fins 3, and the lower header 4a as indicated by an arrow b.
  • the electric heating component 1 warms up again and rises.
  • the heat generated by the electric heating component 1 is diffused through the liquid heat medium L. There is no need to change the arrangement of the heat generating component 1. Therefore, regardless of the shape of the vehicle air conditioner to be described later, it can be diverted to various types of vehicles and is highly versatile. Furthermore, the electric heating heater core for vehicle air conditioning according to the present embodiment can ensure good temperature uniformity regardless of the air volume distribution in the air blowing path. Moreover, there is no local temperature rise, and safety is high.
  • the X1-X2 direction is substantially the left-right direction of the vehicle
  • the Y1-Y2 direction is the substantially vertical direction of the vehicle.
  • FIG. 2 is a sectional view showing an outline of the structure of an example of an electric heating heater core for vehicle air conditioning equipped with a circulation means.
  • the electric heating heater core 200 for vehicle air conditioning according to the present embodiment further includes a circulation means 15 for circulating the liquid heat medium L.
  • the temperature uniformity can be further improved by forced convection of the liquid heat medium L by the circulation means 15. 2 and FIG. 3, FIG. 4, FIG. 5 and FIG. 6 described later, the X1-X2 direction is substantially the left-right direction of the vehicle, while the Y1-Y2 direction is It is not necessarily limited to the substantially vertical direction of the vehicle, and can be, for example, the substantially longitudinal direction of the vehicle.
  • the circulation means 15 and forcibly circulating the degree of freedom in the design position of the heater core is increased.
  • the circulation means 15 may be a known circulation means such as a spiral pump type or an axial flow pump type, and is not particularly limited in this embodiment. Further, the circulation means 15 is preferably connected to the header 4 by piping.
  • the form of pipe connection is not particularly limited in the present embodiment, and a well-known connection method such as caulking ring connection or expansion valve type plate connection can be appropriately selected.
  • FIGS. 3A and 3B are diagrams for explaining an example of the electrical heating component, where FIG. 3A is a plan view, FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 3A, and FIG. It is sectional drawing.
  • the electric heating component 8 has a cylindrical shape having at least two openings 8a and 8b, and the cylindrical hollow portion 8c is a liquid heat medium. It is preferable that the flow path is L. Since the surface area is large, the liquid heat medium L can be efficiently heated and the heating capacity is improved.
  • the first opening 8a and the second opening 8b are preferably formed at both ends of the electric heating component 8, respectively. For example, as shown in FIG.
  • the first opening 8a is formed at the end of the electric heating component 8 so as to face the upstream of the circulation of the liquid heat medium L
  • the second opening 8b is formed as the liquid heat medium. It is formed on the most downstream side of the circulation of L and on the tube 2 side. By forming in this way, the liquid heat medium L passing through the cylinder can be reliably transported to a far tube.
  • the second opening 8b can be formed by cutting out a part of a cylindrical shape.
  • the electric heating component 1 has the vibration-proof component 44 fitted outside. It is possible to prevent damage to the electrical heating parts due to vibration.
  • the shape of the vibration-proof component 44 is not particularly limited as long as it does not block the flow path in the header.
  • the material is not limited as long as the effect of the present invention is achieved, and rubber or the like can be appropriately selected.
  • FIG. 2 a total of two electric heating parts 1 are arranged on the upper and lower headers 5, 6, respectively, but any one can be used according to the desired heat radiation amount.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a structural outline of an example of an embodiment in which the number of electric heating parts of the electric heating type heater core for vehicle air conditioning is one.
  • the header includes the upstream header 5 connected to the discharge port side 15a of the circulation means 15 and the downstream header 6 connected to the suction port side 15b of the circulation means 15.
  • Each tube 2 has one end 2a joined to the upstream header 5 and the other end 2b joined to the downstream header 6, the electric heating component 1 is arranged on the upstream header 5, and It is preferable that the portion H near the discharge port side 15a of the circulation means 15 has a heat generation distribution with the largest amount of heat generation. More preferably, the heat generation amount of the portion H close to the discharge port side 15a of the circulation means 15 is maximized, and has a heat generation distribution in which the heat generation amount gradually decreases toward the downstream (toward the direction X2 in FIG. 4). It is.
  • the calorific value of the electric heating component 1 can obtain a desired calorific value by changing the density of the heating lines of the electric heating component 1, for example.
  • the method for forming the heat generation distribution is not particularly limited in the present embodiment. For example, a configuration in which a heat generation distribution is formed by changing the density of heat generation lines in a single electrical heating component, or a configuration in which a plurality of electrical heating components having different heat generation amounts are arranged.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a structural outline of a modified example of an embodiment in which one electric heating part of an electric heating heater core for vehicle air conditioning is used.
  • the header is the upstream header 5 connected to the discharge port side 15 a of the circulation means 15 and the downstream header 6 connected to the suction port side 15 b of the circulation means 15.
  • Each tube 2 has one end 2a joined to the upstream header 5 and the other end 2b joined to the downstream header 6, the electric heating component 1 is arranged on the upstream header 5, and It is preferable that they are arranged upstream of the tubes 2.
  • the circulating liquid heat medium L always passes through the electric heating component 1, thereby preventing a short circuit of low-temperature water and making the temperature more uniform.
  • the electric heating component 1 can be reduced, and the cost can be reduced.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a structural outline of another embodiment of the electric heating heater core for vehicle air conditioning.
  • the header 7 includes the upstream section 7a in which the discharge port side 15a of the circulation means 15 is connected in one header 7 and the suction port side 15b of the circulation means 15.
  • Each tube 2 has a folded portion 2c, one end 2a is joined to the upstream compartment 7a, and the other end 2b is joined to the downstream compartment 7b. It is preferable. By arranging in this way, one header can be used, and space saving can be achieved.
  • the upstream header 5 and the downstream header 6 are separated from each other. If only the downstream header 6 is disposed, the heating efficiency may be inferior due to the effect of heat loss.
  • the upstream section 7a and the downstream section 7b are separated from each other.
  • a heat exchange part temperature detection element 21 that detects the temperature of the heat exchange part 10 and a heat exchange part temperature detection element 21 are further provided.
  • the heat generation control means (not shown) for controlling the heat generation amount of the electrical heating component 1 according to the temperature of the heat exchange unit 10 obtained from the above, and the temperature of the heat exchange unit 10 obtained from the heat exchange unit temperature detection element 21 Accordingly, it is preferable to include circulation amount control means (not shown) for controlling the circulation amount by the circulation means 15.
  • the heat generation amount of the electrical heating component 1 and the circulation amount of the circulation means 15 can be collectively controlled by the temperature information of the heat exchange unit 10 detected by the heat exchange unit temperature detection element 21, the temperature detection element component The number can be reduced. Further, even if the amount of air passing through the heat exchanging unit 10 or the set temperature of the blown air changes, the amount of generated heat can be controlled with a simple structure. Moreover, as shown in FIG. 2, it is more preferable to attach the heat exchange part temperature detection element 21 to the fin 3. The amount of heat generated by the heat exchange unit 10 can be detected more reliably.
  • a signal for turning on the electric heating component 1 or increasing the amount of generated heat is controlled to generate heat.
  • a signal for increasing the circulation amount of the circulation means 15 is output to the circulation amount control means (not shown). The temperature of the heat exchange unit 10 can be increased, and the conditioned air blown into the passenger compartment can be warmed.
  • a signal for maintaining the amount of heat generated by the electric heat generating component 1 is output to a heat generation control means (not shown),
  • a signal for reducing the circulation amount of the circulation means 15 is output to a circulation amount control means (not shown).
  • the temperature of the heat exchange unit 10 can be maintained, and the temperature of the conditioned air that is blown into the passenger compartment can be maintained.
  • a signal for turning off the electric heating component 1 or reducing the amount of generated heat is generated as a heat generation control means (non- And a signal for reducing the circulation amount of the circulation means 15 is outputted to the circulation amount control means (not shown).
  • the temperature of the heat exchange unit 10 can be lowered, and the temperature of the conditioned air blown into the passenger compartment can be lowered.
  • FIG. 4 As shown in FIG. 4, FIG. 5 or FIG. 6, in the electric heating heater core for vehicle air conditioning according to the present embodiment, further downstream of the discharge port side 15 a of the circulation means 15 and downstream of the electric heating component 1.
  • a first liquid temperature detecting element 22 disposed on the heat generating means, a heat generation control means (not shown) for controlling the amount of heat generated by the electric heat generating component 1 according to the temperature obtained from the first liquid temperature detecting element 22, and the downstream side Obtained from the second liquid temperature detecting element 23 and the second liquid temperature detecting element 23 disposed between the tube 2 connected to the header 6 or the downstream section 7b and the suction port side 15b of the circulating means 15.
  • circulation amount control means (not shown) that controls the circulation means 15 in accordance with the temperature.
  • the first liquid temperature detecting element 22 detects the maximum temperature t1 of the liquid heat medium L before heat radiation. In response to the temperature t1 of the liquid heat medium L with respect to the desired temperature, a signal for increasing or decreasing the amount of heat generated by the electric heating component 1 is output to a heat generation control means (not shown).
  • the air conditioning is at a constant temperature. Air can be blown into the passenger compartment.
  • a signal for increasing the amount of heat generated by the electric heat generating component 1 is generated as heat generation control means (not shown). Output to.
  • a signal for maintaining the heat generation amount of the electric heating component 1 is output to a heat generation control means (not shown). To do.
  • a heat generation control signal for turning off the electrical heating component 1 or reducing the heat generation amount is provided. Output to means (not shown).
  • FIG. 7 shows an embodiment of a vehicle air conditioner when the electric heating heater core for vehicle air conditioning according to this embodiment is attached as a heater for heating.
  • the Z1-Z2 direction is the longitudinal direction of the vehicle
  • the Y1-Y2 direction is the vertical direction of the vehicle
  • the front-rear direction is the lateral direction of the vehicle.
  • the vehicle air conditioner 900 includes an air flow generating means (for example, a blower) 60, a dust collection deodorizing filter 64, an evaporator 65, and an electric heating heater core 68 in a case 66 that forms an air passage. By operating the air flow generating means 60, an air flow is formed in the air passage.
  • the electric heating type heater core 68 is an electric heating type heater core for vehicle air conditioning according to the present embodiment, and the electric heating type heater core for vehicle air conditioning shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. .
  • the attachment of the electric heating heater core 68 to the case 66 of the vehicle air conditioner 900 is performed in the same manner as a conventional heater core.
  • the electric heating heater core 68 is provided in the case 66 so that the air flow 36 passes through the fins 3 of the electric heating heater core and the fins 3 face in the direction in which the air flow 36 is heated by heat exchange with the fins 3.
  • the longitudinal direction of the header of the electric heater core shown in FIG. 1, 2, 4, 5, or 6 (X1-X2 in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 5, FIG. 6 or FIG. 6). (Direction) is arranged so as to be perpendicular to the direction of the air flow 36 (Z1-Z2 direction in FIG. 7) (front and back direction in FIG. 7).
  • the electric heater core is upward (Y1 direction in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5 or FIG. 6) and downward (FIG. 1, FIG. 2, FIG. 4, FIG. 5 or FIG. 6 Y2 direction). ) May be reversed and placed in the vehicle air conditioner.
  • the heat generated by the electric heating component is diffused into the liquid heat medium, so that there is no local temperature rise. Therefore, it is possible to prevent the generation of a burning odor due to organic substances contained in the blown air.
  • thermal deterioration such as thermal deformation of the case 66 mainly made of resin such as polypropylene is less likely to occur.
  • the case 66 is located at a position where the occupant's body can come into contact, the arrangement is particularly frequent in commercial vehicles. However, in this case, the occupant does not come into contact with the electric heat generating portion, so safety can be ensured.
  • the vehicle air conditioner 900 is optimal as an air conditioner especially for low heat source vehicles. Moreover, the installation space of an air conditioner can be reduced by arrange

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

本発明は、車両用空調に用いられる電気発熱式ヒーターコアに関し、送風経路に風量分布がある場合であっても温度の均一性を確保することができる汎用性の高い構成の車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置を提供することを目的とする。本発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコア100は、複数のチューブ2とフィン3とを有する熱交換部10と、各チューブが接続されたヘッダ4と、を備え、ヘッダの内部には電気発熱部品1が配置され、各チューブとヘッダとが閉鎖系の流路50を形成し、閉鎖系の流路には、液状熱媒体Lが充填されている。

Description

車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置
 本発明は、車両用空調に用いられる電気発熱式のヒーターコアに関する。
 ハイブリッド車(Hybrid Electric Vehicle)又は電気自動車(Electric Vehicle)は、内燃機関(以下、エンジンと称すこともある。)の発熱量が少ない又は内燃機関自体が存在しないため、従来のガソリン車のようなエンジン冷却水からのエンジン排熱を利用した温水式ヒーターコアによる暖房システムでは十分な熱を得ることができないという問題がある。
 上記問題を解決するために、冷凍サイクルをヒートポンプに利用し、車室内を暖房する手段があるが、外気温が氷点下であると車外熱交換器が凍結する場合があり、この結果、充分な暖房能力を安定して得られない欠点がある。このため、ヒートポンプ能力の補助ヒータとして、電気発熱式ヒーターコアを使用する技術が提案されている(例えば、特許文献1を参照。)。
 電気発熱式ヒーターコアは、空気との熱交換部に発熱素子(電気発熱式ヒータ)を設け、発生した熱をフィンに伝達して伝達面積を増やし、通過する空気を暖める構成を有している(例えば、特許文献2又は3を参照。)。ところで、ヒーターコアが設置される送風経路内の空気の風速は、送風経路の形状の複雑さなどから一様ではなく、風速の分布が有り、送風経路の同一断面において風速が異なる場合が一般的である。このため、送風経路内に電気発熱式ヒーターコアを設ける場合には、温風の温度を均一化するために、風速が早い部位(空気流通量が多い部位)の発熱量を増やし、風速が遅い部位(空気流通量が少ない部位)の発熱量を減らす必要がある。電気発熱式ヒーターコアの温度分布を調節する技術としては、例えば、電気発熱式ヒーターコアの発熱素子の配置を粗密にする技術(例えば、特許文献2を参照。)、発熱素子ごとに通電時間を制御する技術(例えば、特許文献3を参照。)が提案されている。
 また、エンジン冷却水の排熱を利用した温水式ヒーターコアに電気発熱体を一体化したヒーターコアが提案されている(例えば、特許文献4を参照。)。
特開平07-237431号公報 特開2006-213232号公報 特開2006-218909号公報 特開平11-151926号公報
 しかし、特許文献1に記載の構成では、車室内に熱交換器とは別に補助ヒータを配置するため、取り付けスペースが増大してしまう。特許文献2に記載の構成では、配置される送風経路ごとに、経路内の風速が異なるので、粗密の配置を変更することとなり、汎用性が低い問題がある。特許文献3に記載の構成では、制御が複雑化するうえ、発熱素子ごとの温度検知手段を設ける必要があり、構成が複雑化する問題がある。また、特許文献4の構成では、電気発熱体は、エンジンで加熱されたエンジン冷却水による温水式ヒーターコアの補助的熱源として使用されており、エンジン自体が存在しない電気自動車に適用することができない。
 本発明は、車両用空調に用いられる電気発熱式ヒーターコアに関し、送風経路に風量分布がある場合であっても温度の均一性を確保することができる汎用性の高い構成の車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置を提供することを目的とする。
 上記目的を達成するために、本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアは、複数のチューブとフィンとを有する熱交換部と、前記各チューブが接続されたヘッダと、を備え、前記ヘッダの内部には電気発熱部品が配置され、前記各チューブと前記ヘッダとが閉鎖系の流路を形成し、該閉鎖系の流路には、液状熱媒体が充填されていることを特徴とする。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、さらに、前記液状熱媒体を循環させる循環手段を備えることが好ましい。より温度を均一にすることができる。また、ヒーターコアの姿勢に関わらず温度の均一性を確保できる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、前記ヘッダは、前記循環手段の吐出口側を接続した上流側ヘッダと前記循環手段の吸入口側を接続した下流側ヘッダとを有し、前記各チューブは、一端が前記上流側ヘッダに接合され、かつ、他端が前記下流側ヘッダに接合され、前記電気発熱部品は、前記上流側ヘッダに配置され、かつ、前記循環手段の吐出口側に近い部分の発熱量が最も多い発熱分布を有することが好ましい。より温度を均一にすることができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、前記電気発熱部品は、開口部を少なくとも二つ有した筒形状であり、かつ、該筒形状の中空部分が前記液状熱媒体の流路となることが好ましい。表面積が大きいため、効率的に液状熱媒体を暖めることができる。また、筒内を通過する液状熱媒体を確実に遠くのチューブまで運ぶことができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、前記電気発熱部品は、耐振部品を外部に嵌めていることが好ましい。振動による電気発熱部品の破損を防止することができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、前記ヘッダは、前記循環手段の吐出口側を接続した上流側ヘッダと前記循環手段の吸入口側を接続した下流側ヘッダとを有し、前記各チューブは、一端が前記上流側ヘッダに接合され、かつ、他端が前記下流側ヘッダに接合され、前記電気発熱部品は、前記上流側ヘッダに配置され、かつ、前記各チューブより上流に配置されていることが好ましい。低温水のショートサーキットを防止し、より温度を均一にすることができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、前記ヘッダは、一つのヘッダ内に前記循環手段の吐出口側を接続した上流側区画と前記循環手段の吸入口側を接続した下流側区画とを有し、前記各チューブは、折返し部を有し、一端が前記上流側区画に接合され、かつ、他端が前記下流側区画に接合されていることが好ましい。ヘッダを一つにすることで、省スペース化を図ることができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、さらに、前記熱交換部の温度を検知する熱交換部温度検知素子と、前記熱交換部温度検知素子から得られた前記熱交換部の温度に応じて、前記電気発熱部品の発熱量を制御する発熱制御手段と、前記熱交換部温度検知素子から得られた前記熱交換部の温度に応じて、前記循環手段による循環量を制御する循環量制御手段と、を備えることが好ましい。温度検知素子の部品数を削減することができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、さらに、前記循環手段の吐出口の下流で、かつ、前記電気発熱部品の下流に配置された第一の液温検知素子と、該第一の液温検知素子から得られる温度に応じて前記電気発熱部品の発熱量を制御する発熱制御手段と、前記下流側ヘッダ又は前記下流側区画に接続された前記チューブと前記循環手段の吸入口との間に配置された第二の液温検知素子と、該第二の液温検知素子から得られる温度に応じて前記循環手段を制御する循環量制御手段と、を備えることが好ましい。このように検知素子を配置することで、発熱量及び循環量を確実に制御することができる。
 本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアは、ガソリン車のリアヒーター用のヒーターコア、電気自動車のヒーターコア又はハイブリッド車のエンジン冷却水を熱源とするヒーターコアと併設されるヒーターコアとして使用されることが好ましい。低熱源車両向けのヒーターコアとして最適である。また、エンジン冷却水の供給を受けないので、車両内での冷却水の配管を省略することができる。
 本願発明に係る車両空調装置は、本願発明に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアのいずれか一つに記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコアを備えたことを特徴とする。電気発熱部品の熱は、液状熱媒体に拡散されるため、局所的な温度上昇がなく、安全性の高い空調装置とすることができる。特に、低熱源車両向けの車両用空調装置として、最適である。また、熱交換器に換えて配置することで、空調装置の取り付けスペースを活用し、エンジン冷却水を用いるヒーターコアと置き換えることができる。エンジン冷却水を使用しないため、エンジンを有さない電気自動車に適用することができ、ガソリン車又はハイブリッド車に適用することで、エンジン冷却水の配管を省略することができる。
 なお、上記構成は、可能な限り組み合わせることができる。
 本発明によれば、車両用空調に用いられる電気発熱式ヒーターコアに関し、送風経路に風量分布がある場合であっても温度の均一性を確保することができる汎用性の高い構成の車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置を提供することができる。
本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアの一例の構造概要を示す断面図である。 循環手段を備えた車両空調用電気発熱式ヒーターコアの一例の構造概要を示す断面図である。 電気発熱部品の一例を説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA-A断面図、(c)は(a)のB-B断面図である。 車両空調用電気発熱式ヒーターコアの電気発熱部品を1本とした形態の一例の構造概要を示す断面図である。 車両空調用電気発熱式ヒーターコアの電気発熱部品を1本とした形態の変形例の構造概要を示す断面図である。 車両空調用電気発熱式ヒーターコアの別形態の構造概要を示す断面図である。 車両空調用電気発熱式ヒーターコアを備えた車両空調装置の構造概要を示す断面図である。
 以下、添付の図面を参照して本発明の一態様を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施例であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。本発明の効果を奏する限り、種々の形態変更をしてもよい。
 図1は、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアの一例の構造概要を示す断面図である。本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコア100は、複数のチューブ2とフィン3とを有する熱交換部10と、各チューブ2が接続されたヘッダ4と、を備え、ヘッダ4の内部には電気発熱部品1が配置され、各チューブ2とヘッダ4とが閉鎖系の流路50を形成し、閉鎖系の流路50には、液状熱媒体Lが充填されている。
 各チューブ2は、内部が液状熱媒体Lの閉鎖系の流路50となっている。チューブ2は、アルミニウム、銅などの金属材料で形成されている。熱伝達の点から、断面形状は扁平状であることが好ましい。また、熱伝達率の向上を目的としてディンプル又はリブを設けてもよい。なお、本発明の効果を奏する限り、チューブの材質、製法及び形状は制限されるものではない。
 フィン3は、アルミニウム、銅などの金属材料で形成されている。フィンの形状は、特に限定されないが、熱伝達の点から、波状に曲折された薄板のコルゲートタイプが好ましい。また、熱伝達率の向上を目的としてルーバ、スリットなどの切り起こしを施してもよい。
 熱交換部10は、公知の構造とすることができ、図1ではチューブ2とチューブ2との間にフィン3を配置した積層構造を形成している。熱交換部10では、チューブ2を通過する液状熱媒体Lの熱とフィン3を通過する送風とを熱交換させることで車室内を暖める温風が形成される。
 ヘッダ4は、アルミニウム、銅などの金属材料で形成されている。ヘッダ4は、各チューブ2に液状熱媒体Lを分配させ、かつ、合流させるタンクである。
 各チューブ2とヘッダ4とは閉鎖系の流路50を形成している。閉鎖系の流路50には、液状熱媒体Lが充填されている。ここで、閉鎖系とは、流路50がエンジンなど他の機器とつながってない状態をいう。すなわち、液状熱媒体Lは、エンジン冷却水を用いるものではないため、エンジン冷却水を循環させるための配管が不要となり、省スペース、低コストを実現できる。そもそもエンジンをもたない電気自動車にも適用可能である。さらに、従来のエンジン冷却水を用いるヒーターコアより、液状熱媒体Lの循環量を激減できるため、省動力(省電力)、軽量化を図ることができる。よって、低熱源車両向けのヒーターコアとして最適である。例えば、ガソリン車のリアヒーター用のヒーターコア、電気自動車のヒーターコア、ハイブリッド車のエンジン冷却水を熱源とするヒーターコアと併設されるヒーターコアとして使用されることが好ましい。ガソリン車のリアヒーター用に使用する場合には、前述のとおり配管が不要なため、設置位置の自由度が高くなる。電気自動車用として使用する場合には、限られた電気容量のもとで、最大かつ安全な暖房を提供できる。ハイブリッド車用として使用する場合では、水温確保だけを目的としたエンジンの稼動が不要となり、燃費を向上させることができる。
 液状熱媒体Lは、水、不凍液、油など周知の媒体を使用できる。液状熱媒体Lの充填量は、液状熱媒体Lの流動音を避けるため、閉鎖系の流路50に気泡が残らないように行われることが好ましい。
 本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアには、さらに、液状熱媒体Lが高温となった時の容積変化を吸収しうる補助空間を有するリザーバータンク部を設けることが好ましい。
 電気発熱部品1は、例えば、半導体セラミックスからなる周知のPTC(Positive Temperature Coefficient)ヒータが使用される。チタン酸バリウム系半導体セラミックスが例示できる。PTCヒータの特性を利用して定温発熱体として利用する。PTCヒータの形状は、板状、棒状、円筒状など適宜選択することができるが、円筒状がより好ましい。電気発熱部品1は、ヘッダ4の内部に、ヘッダ4の壁面と非接触状態、かつ、液状熱媒体Lに全面が浸漬した状態で配置されていることが好ましい。非接触状態、かつ、浸漬した状態で配置することで、電気発熱部品1の熱をより効率的に液状熱媒体Lに伝達することができる。電気発熱部品1への電力供給は、図1にはヘッダ4の側面に端子部43を設けているが、本実施形態では、これに特に限定されるものではない。後述する循環手段と一体化して行うことも可能である。
 電気発熱部品1に加熱部41と非加熱部42とを設け、電気発熱部品1を下方のヘッダ4aに配置することで、液状熱媒体Lは、自然対流によって循環する。図1では、一例として電気発熱部品1の加熱部41を下方のヘッダ4aの中央部に配置し、電気発熱部品1の非加熱部42を端子側に配置した。電気発熱部品1で暖められた液状熱媒体Lは、矢印aのように上方のヘッダ4bに向かって上昇し、フィン3を介して送風空気と熱交換され、矢印bのように下方のヘッダ4aに向かって下降し、再び電気発熱部品1に暖められて上昇する。このように、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、電気発熱部品1で発生させた熱は、液状熱媒体Lを介して拡散するため、送風経路内の風量分布ごとに電気発熱部品1の配置を変更する必要がない。よって、後述の取り付ける車両用空調装置の形状に関わらず、様々な車種に転用することができ、汎用性が高い。さらに、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアは、送風経路内の風量分布に関わらず、良好な温度均一性を確保することができる。また、局所的な温度上昇がなく、安全性が高い。なお、図1において、X1-X2方向は、車両の略左右方向となり、Y1-Y2方向は、車両の略上下方向となる。
 図2は、循環手段を備えた車両空調用電気発熱式ヒーターコアの一例の構造概要を示す断面図である。本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコア200は、さらに、液状熱媒体Lを循環させる循環手段15を備えることが好ましい。循環手段15によって、液状熱媒体Lを強制対流させることで、温度均一性をより向上することができる。また、図2並びに後述の図3、図4、図5及び図6のように循環手段15を備える場合において、X1-X2方向は、車両の略左右方向となるが、Y1-Y2方向は、必ずしも車両の略上下方向に限定されず、例えば、車両の略前後方向とすることができる。このように循環手段15を備えて強制的に循環させることによって、ヒーターコアの設計位置の自由度が高くなる。
 循環手段15は、例えば、渦巻きポンプタイプ、軸流ポンプタイプなど周知の循環手段を用いることができ、本実施形態では特に限定されない。また、循環手段15の接続は、ヘッダ4に配管を接続することが好ましい。配管接続の形態は、本実施形態では特に限定されず、カシメリング結合、膨張弁タイプのプレート結合など周知の接続方法を適宜選択することができる。
 図3は、電気発熱部品の一例を説明するための図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA-A断面図、(c)は(a)のB-B断面図である。本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、電気発熱部品8は、開口部を少なくとも二つ8a、8b有した筒形状であり、かつ、該筒形状の中空部分8cが液状熱媒体Lの流路となることが好ましい。表面積が大きいため、効率的に液状熱媒体Lを暖めることができ、暖房能力が向上する。第1の開口部8aと第2の開口部8bとは、それぞれ電気発熱部品8の両端部に形成することが好ましい。例えば、図3に示すように、第1の開口部8aを電気発熱部品8の端部で液状熱媒体Lの循環の上流に対面するように形成し、第2の開口部8bを液状熱媒体Lの循環の最下流側で、かつ、チューブ2側に形成する。このように形成することで、筒内を通過する液状熱媒体Lを確実に遠くのチューブまで運ぶことができる。第2の開口部8bは、例えば、図3(c)に示すように、筒状の一部を切欠いて形成することができる。
 また、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、電気発熱部品1は、耐振部品44を外部に嵌めていることが好ましい。振動による電気発熱部品の破損を防止することができる。耐振部品44の形状は、ヘッダ内の流路を塞がない形状であれば、特に限定されない。例えば、図3に示すような十字状の羽部44aを有する形態の他、一部に穴が開けられた形態が挙げられる。また、材質は、本実施形態では、本発明の効果を奏する限り、限定されず、ゴムなど適宜選択可能である。
 図2では、電気発熱部品1を上下のヘッダ5、6に各1本の合計2本を配置しているが、所望の放熱量に応じて、いずれか1本とすることができる。図4は、車両空調用電気発熱式ヒーターコアの電気発熱部品を1本とした形態の一例の構造概要を示す断面図である。本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、ヘッダは、循環手段15の吐出口側15aを接続した上流側ヘッダ5と循環手段15の吸入口側15bを接続した下流側ヘッダ6とを有し、各チューブ2は、一端2aが上流側ヘッダ5に接合され、かつ、他端2bが下流側ヘッダ6に接合され、電気発熱部品1は、上流側ヘッダ5に配置され、かつ、循環手段15の吐出口側15aに近い部分Hの発熱量が最も多い発熱分布を有することが好ましい。より好ましくは、循環手段15の吐出口側15aに近い部分Hの発熱量を最も高くし、下流に向かうにつれて(図4のX2の方向へ向かうにつれて)次第に発熱量が低くなる発熱分布を有することである。このように発熱分布を形成することで、循環する液状熱媒体Lの温度をより均一にすることができるため、ヒーターコアの左右(X1-X2方向)での温度差を小さくすることができる。なお、電気発熱部品1の発熱量は、例えば、電気発熱部品1の発熱線の密度を変えることによって所望の発熱量を得ることができる。また、発熱分布の形成方法は、本実施形態では特に限定されない。例えば、1本の電気発熱部品の中で発熱線の密度を変えて発熱分布を形成する形態、発熱量の異なる電気発熱部品を複数本配置した形態とすることができる。
 図5は、車両空調用電気発熱式ヒーターコアの電気発熱部品を1本とした形態の変形例の構造概要を示す断面図である。本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコア301では、ヘッダは、循環手段15の吐出口側15aを接続した上流側ヘッダ5と循環手段15の吸入口側15bを接続した下流側ヘッダ6とを有し、各チューブ2は、一端2aが上流側ヘッダ5に接合され、かつ、他端2bが下流側ヘッダ6に接合され、電気発熱部品1は、上流側ヘッダ5に配置され、かつ、各チューブ2より上流に配置されていることが好ましい。このように配置することで、循環する液状熱媒体Lは、必ず電気発熱部品1を通過することとなり、低温水のショートサーキットを防止し、より温度を均一にすることができる。また、電気発熱部品1を小さくすることができ、コストダウンを図ることができる。
 図1、図2、図4又は図5では、各チューブ2の端部2a、2bはそれぞれ対向するヘッダ(図1の下方のヘッダ4a及び上方のヘッダ4b、図2、図4又は図5の上流側ヘッダ5及び下流側ヘッダ6)に接続されているが、本実施形態では、これに限定されない。図6に示すように、片ヘッダとすることができる。図6は、車両空調用電気発熱式ヒーターコアの別形態の構造概要を示す断面図である。本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコア400では、ヘッダ7は、一つのヘッダ7内に循環手段15の吐出口側15aを接続した上流側区画7aと循環手段15の吸入口側15bを接続した下流側区画7bとを有し、各チューブ2は、折返し部2cを有し、一端2aが上流側区画7aに接合され、かつ、他端2bが下流側区画7bに接合されていることが好ましい。このように配置することで、ヘッダを一つにすることができ、省スペース化を図ることができる。図2、図4又は図5に示した循環手段15を有し、かつ、ヘッダが二つである形態では、上流側ヘッダ5と下流側ヘッダ6とが離れているため、電気発熱部品1を下流側ヘッダ6だけに配置すると、熱損失の影響で加熱効率が劣る場合があるのに対し、図6に示したヘッダが一つである形態では、上流側区画7aと下流側区画7bとが同一ヘッダ内であり近接しているため、下流側区画7bに配置しても熱損失の影響が小さい。したがって、より好ましい形態は、電気発熱部品1を上流側区画7aに配置する形態であるが、これに限定されず、下流側区画7bに配置してもよい。また、所望の放熱量に応じて両方に配置してもよい。
 次に、図2、図4、図5又は図6を用いて、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアの発熱量制御について説明する。
 図2に示すように、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコア200では、さらに、熱交換部10の温度を検知する熱交換部温度検知素子21と、熱交換部温度検知素子21から得られた熱交換部10の温度に応じて、電気発熱部品1の発熱量を制御する発熱制御手段(不図示)と、熱交換部温度検知素子21から得られた熱交換部10の温度に応じて、循環手段15による循環量を制御する循環量制御手段(不図示)と、を備えることが好ましい。
 熱交換部温度検知素子21で検知した熱交換部10の温度情報により、電気発熱部品1の発熱量と循環手段15の循環量とを一括して制御することができるため、温度検知素子の部品数を削減することができる。また、熱交換部10を通過する風量、送風空気の設定温度などが変化しても、簡便な構造で発熱量を制御することができる。また、熱交換部温度検知素子21は、図2に示すようにフィン3に取り付けることがより好ましい。熱交換部10の発熱量をより確実に検知することができる。
 例えば、熱交換部温度検知素子21が検知した熱交換部10の温度が、所望の温度より低い場合には、電気発熱部品1への通電をオンにする又は発熱量を大きくする信号を発熱制御手段(不図示)に出力し、かつ、循環手段15の循環量を多くする信号を循環量制御手段(不図示)に出力する。熱交換部10の温度を高くすることができ、車室内に吹き出す空調空気を暖めることができる。熱交換部温度検知素子21が検知した熱交換部10の温度が、所望の温度である場合には、電気発熱部品1の発熱量を維持する信号を発熱制御手段(不図示)に出力し、かつ、循環手段15の循環量を少なくする信号を循環量制御手段(不図示)に出力する。熱交換部10の温度を維持することができ、車室内に吹き出す空調空気の温度を維持することができる。また、熱交換部温度検知素子21が検知した熱交換部10の温度が、所望の温度より高い場合には、電気発熱部品1の通電を切る又は発熱量を小さくする信号を発熱制御手段(不図示)に出力し、かつ、循環手段15の循環量を少なくする信号を循環量制御手段(不図示)に出力する。熱交換部10の温度を低くすることができ、車室内に吹き出す空調空気の温度を下げることができる。
 図4、図5又は図6に示すように、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアでは、さらに、循環手段15の吐出口側15aの下流で、かつ、電気発熱部品1の下流に配置された第一の液温検知素子22と、第一の液温検知素子22から得られる温度に応じて電気発熱部品1の発熱量を制御する発熱制御手段(不図示)と、下流側ヘッダ6又は下流側区画7bに接続されたチューブ2と循環手段15の吸入口側15bとの間に配置された第二の液温検知素子23と、第二の液温検知素子23から得られる温度に応じて循環手段15を制御する循環量制御手段(不図示)と、を備えることが好ましい。
 第一の液温検知素子22は、放熱前の液状熱媒体Lの最高温度t1を検知するものである。所望の温度に対する液状熱媒体Lの温度t1の高低に応じて、電気発熱部品1の発熱量を大小とする信号を発熱制御手段(不図示)に出力する。また、第二の液温検知素子23は、放熱後の液状熱媒体Lの温度t2を検知するものである。第一の液温検知素子22が検知した液状熱媒体Lの温度t1と第二の液温検知素子23が検知した液状熱媒体Lの温度t2との差Δ(Δ=t1-t2)に応じて循環手段15の循環量の増減を循環量制御手段(不図示)へ出力する。液状熱媒体Lの最高温度の制御と液状熱媒体Lの循環量とを一連に制御することができるため、ヒーターコアを通過する風量、送風空気の設定温度が変化しても、一定温度の空調空気を車室内に吹き出すことができる。
 例えば、第一の液温検知素子22が検知した液状熱媒体Lの温度t1が、所望の温度より低い場合には、電気発熱部品1の発熱量を大きくする信号を発熱制御手段(不図示)に出力する。第一の液温検知素子22が検知した液状熱媒体Lの温度t1が、所望の温度である場合には、電気発熱部品1の発熱量を維持する信号を発熱制御手段(不図示)に出力する。また、第一の液温検知素子22が検知した液状熱媒体Lの温度t1が、所望の温度より高い場合には、電気発熱部品1への通電を切る又は発熱量を小さくする信号を発熱制御手段(不図示)に出力する。それぞれの場合において、更に、第一の液温検知素子22が検知した液状熱媒体Lの温度t1と第二液温検知素子23が検知した液状熱媒体Lの温度t2との差Δに比例して循環手段15の循環量を制御する。
 暖房用ヒータとして本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアを取り付けした時の車両用空調装置の一形態を図7に示した。なお、図7において、Z1-Z2方向は、車両の前後方向であり、Y1-Y2方向は、車両の上下方向であり、更に、手前奥方向は、車両の左右方向である。車両用空調装置900は、空気通路を形成するケース66に、空気流れ発生手段(例えばブロア)60と、集塵脱臭フィルタ64と、エバポレータ65と、電気発熱式ヒーターコア68とを備える。空気流れ発生手段60を作動させることで空気通路に空気流れが形成される。すなわち、インテークドア(不図示)の切り替えにより車室外空気又は車室内空気が空気通路内に取り込まれ、その空気流れ32がブロア60に吸気される。続いて集塵脱臭フィルタ64及びエバポレータ65に空気流れ33がブロア60によって吐出され、浄化され、かつ、熱交換された空気流れ34がエアミックスドア67の切り替えによって、空気流れ35又は空気流れ36となる。空気流れ35は冷房運転時の空気流れである。一方、空気流れ36は、電気発熱式ヒーターコア68によって加熱される。電気発熱式ヒーターコア68は、本実施形態に係る車両空調用電気発熱式ヒーターコアであり、図1、図2、図4、図5又は図6の車両空調用電気発熱式ヒーターコアが例示できる。
 車両用空調装置900のケース66への電気発熱式ヒーターコア68の取り付けは、従来のヒーターコアと同様に行う。すなわち、電気発熱式ヒーターコアのフィン3に空気流れ36が通過してフィン3との熱交換により空気流れ36が加熱される向きにフィン3が向くように、ケース66に電気発熱式ヒーターコア68を取り付ける。具体的には、図1、図2、図4、図5又は図6に示す電気発熱式ヒーターコアのヘッダの長手方向(図1、図2、図4、図5又は図6のX1-X2方向)が空気流れ36の方向(図7のZ1-Z2方向)と垂直(図7の手前奥方向)になるように配置する。なお、電気発熱式ヒーターコアの上方向(図1、図2、図4、図5又は図6のY1方向)と下方向(図1、図2、図4、図5又は図6のY2方向)とを上下逆転させて、車両空調装置に配置してもよい。本実施形態に係る電気発熱式ヒーターコア68を取り付けた車両用空調装置900では、電気発熱部品の発熱は液状熱媒体に拡散されるため、局所的な温度上昇がない。したがって、送風空気に含まれる有機物による焦げ臭の発生を防止することができる。さらに、主にポリプロピレンなどの樹脂からなるケース66の熱変形などの熱劣化が生じにくくなる。乗員の身体が接触しうる位置にケース66がある場合、特に商用車で多い配置であるが、この場合、乗員は電気発熱部に身体が接触することがないので、安全性が確保できる。
 本実施形態に係る車両用空調装置900は、特に低熱源車両向けの空調装置として、最適である。また、熱交換器に換えて配置することで、空調装置の取り付けスペースを縮小することができる。エンジン冷却水を使用しないため、エンジンを有さない電気自動車に適用することができ、ガソリン車又はハイブリッド車に適用することで、エンジン冷却水の配管を省略することができる。
1、8 電気発熱部品
2 チューブ
2a、2b チューブの端部
2c チューブの折り返し部
3 フィン
4、7 ヘッダ
4a 下方のヘッダ
4b 上方のヘッダ
5 上流側ヘッダ
6 下流側ヘッダ
7a 上流側区画
7b 下流側区画
8a、8b 電気発熱部品の開口部
8c 電気発熱部品の中空部
10 熱交換部
15 循環手段
15a 吐出口側
15b 吸入口側
21 熱交換部温度検知素子
22 第一の液温検知素子
23 第二の液温検知素子
32、33、34 空気流れ
35 冷房運転時の空気流れ
36 暖房運転時の空気流れ
41 加熱部
42 非加熱部
43 端子部
44 耐振部品
44a 羽部
50 閉鎖系の流路
60 空気流れ発生手段(例えばブロア)
64 集塵脱臭フィルタ
65 エバポレータ
66 ケース
67 エアミックスドア
68、100、200、300、301、400 電気発熱式ヒーターコア
900 車両用空調装置

Claims (11)

  1.  複数のチューブとフィンとを有する熱交換部と、
     前記各チューブが接続されたヘッダと、を備え、
     前記ヘッダの内部には電気発熱部品が配置され、
     前記各チューブと前記ヘッダとが閉鎖系の流路を形成し、
     該閉鎖系の流路には、液状熱媒体が充填されていることを特徴とする車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  2.  さらに、前記液状熱媒体を循環させる循環手段を備えることを特徴とする請求項1に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  3.  前記ヘッダは、前記循環手段の吐出口側を接続した上流側ヘッダと前記循環手段の吸入口側を接続した下流側ヘッダとを有し、
     前記各チューブは、一端が前記上流側ヘッダに接合され、かつ、他端が前記下流側ヘッダに接合され、
     前記電気発熱部品は、前記上流側ヘッダに配置され、かつ、前記循環手段の吐出口側に近い部分の発熱量が最も多い発熱分布を有することを特徴とする請求項2に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  4.  前記電気発熱部品は、開口部を少なくとも二つ有した筒形状であり、かつ、該筒形状の中空部分が前記液状熱媒体の流路となることを特徴とする請求項2又は3に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  5.  前記電気発熱部品は、耐振部品を外部に嵌めていることを特徴とする請求項2、3又は4に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  6.  前記ヘッダは、前記循環手段の吐出口側を接続した上流側ヘッダと前記循環手段の吸入口側を接続した下流側ヘッダとを有し、
     前記各チューブは、一端が前記上流側ヘッダに接合され、かつ、他端が前記下流側ヘッダに接合され、
     前記電気発熱部品は、前記上流側ヘッダに配置され、かつ、前記各チューブより上流に配置されていることを特徴とする請求項2に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  7.  前記ヘッダは、一つのヘッダ内に前記循環手段の吐出口側を接続した上流側区画と前記循環手段の吸入口側を接続した下流側区画とを有し、
     前記各チューブは、折返し部を有し、一端が前記上流側区画に接合され、かつ、他端が前記下流側区画に接合されていることを特徴とする請求項2に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  8.  さらに、前記熱交換部の温度を検知する熱交換部温度検知素子と、
     前記熱交換部温度検知素子から得られた前記熱交換部の温度に応じて、前記電気発熱部品の発熱量を制御する発熱制御手段と、
     前記熱交換部温度検知素子から得られた前記熱交換部の温度に応じて、前記循環手段による循環量を制御する循環量制御手段と、
     を備えることを特徴とする請求項2、3、4、5、6又は7に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  9.  さらに、前記循環手段の吐出口の下流で、かつ、前記電気発熱部品の下流に配置された第一の液温検知素子と、
     該第一の液温検知素子から得られる温度に応じて前記電気発熱部品の発熱量を制御する発熱制御手段と、
     前記下流側ヘッダ又は前記下流側区画に接続された前記チューブと前記循環手段の吸入口との間に配置された第二の液温検知素子と、
     該第二の液温検知素子から得られる温度に応じて前記循環手段を制御する循環量制御手段と、
     を備えることを特徴とする請求項2、3、4、5、6又は7に記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  10.  ガソリン車のリアヒーター用のヒーターコア、電気自動車のヒーターコア又はハイブリッド車のエンジン冷却水を熱源とするヒーターコアと併設されるヒーターコアとして使用されることを特徴とする請求項1~9のいずれか一つに記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコア。
  11.  請求項1~10のいずれか一つに記載の車両空調用電気発熱式ヒーターコアを備えたことを特徴とする車両空調装置。
PCT/JP2011/058867 2010-04-12 2011-04-08 車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置 WO2011129266A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP11768787.1A EP2567840A4 (en) 2010-04-12 2011-04-08 ELECTRIC HEATING CORE FOR A VEHICLE AIR CONDITIONER AND ALSO EQUIPPED VEHICLE AIR CONDITIONER
JP2012510639A JP6059984B2 (ja) 2010-04-12 2011-04-08 車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010091727 2010-04-12
JP2010-091727 2010-04-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011129266A1 true WO2011129266A1 (ja) 2011-10-20

Family

ID=44798642

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2011/058867 WO2011129266A1 (ja) 2010-04-12 2011-04-08 車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP2567840A4 (ja)
JP (1) JP6059984B2 (ja)
WO (1) WO2011129266A1 (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102490571A (zh) * 2011-12-15 2012-06-13 上海贝洱热***有限公司 一种汽车空调的布置方法及汽车空调
WO2014033328A1 (en) * 2012-09-03 2014-03-06 Denis O'dwyer A heating system
JP2014084098A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc 加熱システム及び自動車両
JP2015502293A (ja) * 2011-12-23 2015-01-22 ヴァレオ システム テルミク 自動車の加熱および/または空調装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5923295B2 (ja) * 2011-12-19 2016-05-24 株式会社ヴァレオジャパン 電気発熱式温水加熱装置、それを備える車両用空調装置及び車両
FR3014369B1 (fr) * 2013-12-11 2017-06-23 Renault Sas Procede et dispositif de chauffage d'un habitacle de vehicule
DE102016225715A1 (de) * 2016-12-21 2018-06-21 Mahle International Gmbh Wärmetauscher für eine Klimatisierungsanlage eines Kraftfahrzeugs
FR3086370A1 (fr) * 2018-09-25 2020-03-27 Valeo Systemes Thermiques Cadre d'un radiateur electrique d'une installation de ventilation, de chauffage et/ou de climatisation d'un vehicule automobile

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613910U (ja) * 1992-07-28 1994-02-22 アラコ株式会社 車室内温風供給装置
JPH07237431A (ja) 1994-03-02 1995-09-12 Nippon Climate Syst:Kk 電気自動車用空調装置の制御方法
JPH09303292A (ja) * 1996-05-13 1997-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ev暖房循環ポンプ装置
JPH11151926A (ja) 1997-11-20 1999-06-08 Denso Corp 暖房用熱交換器
JPH11208250A (ja) * 1998-01-29 1999-08-03 Honda Motor Co Ltd 車両の室内暖房装置
JP2001219731A (ja) * 2000-02-08 2001-08-14 Zexel Valeo Climate Control Corp 自動車用空調装置
JP2006213232A (ja) 2005-02-04 2006-08-17 Denso Corp 空調装置
JP2006218909A (ja) 2005-02-08 2006-08-24 Denso Corp 空調装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE473036A (ja) *
FR781953A (fr) * 1934-11-28 1935-05-25 Radiateur de chauffage
FR2690978B1 (fr) * 1992-05-05 1994-06-17 Acotech Radiateurs de chauffage electrique.
GB2326932A (en) * 1997-06-30 1999-01-06 Gen Motors Corp Heat exchanger with electric heater
FR2842286A1 (fr) * 2002-07-09 2004-01-16 Herve Duplessy Dispositif de micro chaudiere electrique adaptable pour que chaque radiateur a fluide possede une autonomie totale
WO2007108066A1 (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha 車両空調装置
US8322407B2 (en) * 2008-04-29 2012-12-04 Honda Motor Co., Ltd. Heat exchanger with pressure reduction

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0613910U (ja) * 1992-07-28 1994-02-22 アラコ株式会社 車室内温風供給装置
JPH07237431A (ja) 1994-03-02 1995-09-12 Nippon Climate Syst:Kk 電気自動車用空調装置の制御方法
JPH09303292A (ja) * 1996-05-13 1997-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Ev暖房循環ポンプ装置
JPH11151926A (ja) 1997-11-20 1999-06-08 Denso Corp 暖房用熱交換器
JPH11208250A (ja) * 1998-01-29 1999-08-03 Honda Motor Co Ltd 車両の室内暖房装置
JP2001219731A (ja) * 2000-02-08 2001-08-14 Zexel Valeo Climate Control Corp 自動車用空調装置
JP2006213232A (ja) 2005-02-04 2006-08-17 Denso Corp 空調装置
JP2006218909A (ja) 2005-02-08 2006-08-24 Denso Corp 空調装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP2567840A4

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102490571A (zh) * 2011-12-15 2012-06-13 上海贝洱热***有限公司 一种汽车空调的布置方法及汽车空调
CN102490571B (zh) * 2011-12-15 2014-03-19 上海贝洱热***有限公司 一种汽车空调的布置方法及汽车空调
JP2015502293A (ja) * 2011-12-23 2015-01-22 ヴァレオ システム テルミク 自動車の加熱および/または空調装置
WO2014033328A1 (en) * 2012-09-03 2014-03-06 Denis O'dwyer A heating system
JP2014084098A (ja) * 2012-10-19 2014-05-12 Toyota Motor Engineering & Manufacturing North America Inc 加熱システム及び自動車両

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2011129266A1 (ja) 2013-07-18
EP2567840A4 (en) 2014-03-26
JP6059984B2 (ja) 2017-01-11
EP2567840A1 (en) 2013-03-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6059984B2 (ja) 車両空調用電気発熱式ヒーターコア及びそれを配した車両用空調装置
JP5436673B2 (ja) 燃料電池システムを冷却するための少なくとも1つの冷却回路を備える車両
JP5678208B2 (ja) 空調装置及び空調装置の動作方法
US11541725B2 (en) Thermal management system and integrated thermal management module for vehicle
US20110120146A1 (en) Air Conditioner for vehicle
JP2011152907A (ja) 電気式加熱装置及び車両用空気調和装置
JP5407944B2 (ja) 車両用空調装置
KR101673874B1 (ko) 냉각수 가열식 cnt 히터
JP2011143911A (ja) 車両用空調ユニット及び車両用空調システム
EP2495118A2 (en) Vehicle air conditioner
US20040250995A1 (en) Cooling system for vehicle
CN101240924A (zh) 汽车电子冷暖空调
CN103963603B (zh) 加热、通风和空气调节送风机
US20180264914A1 (en) Vehicular heating device and cooling water circulating pump provided therein
JP2015072090A (ja) コジェネレーションシステム
WO2019230089A1 (ja) 車室用暖房システム
CN105509305A (zh) 一种汽车空调加热用的ptc水加热器
WO2019054076A1 (ja) 機器温調装置
KR102367211B1 (ko) 냉각수 순환 펌프
KR102011670B1 (ko) 차량용 히터
CN102620466A (zh) 空调芯
JP2010167988A (ja) 換気熱回収システム及び車両用空気調和装置
KR20060028594A (ko) 하이브리드 차량용 냉각시스템
CN212950045U (zh) 用于车辆的暖风***以及具有其的车辆
KR20140077713A (ko) 차량용 축열 열교환기

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11768787

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012510639

Country of ref document: JP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2011768787

Country of ref document: EP