空氣調節熱交換器及具有該空氣調節熱交換器的空調的製作方法

2023-06-03 21:32:16

專利名稱：空氣調節熱交換器及具有該空氣調節熱交換器的空調的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種空氣調節熱交換器及具有該空氣調節熱交換器的空調。所述空氣調節熱交換器用作用於空氣調節的冷卻器芯或加熱器芯。
背景技術：
日本未審專利申請公開No. 10-300126公開了一種傳統的空氣調節熱交換器，其包括除溼帕爾貼(Peltier)裝置、加熱帕爾貼裝置、除溼熱傳遞構件和加熱熱傳遞構件。除溼帕爾貼裝置的一個表面作為吸熱表面，而另一表面作為散熱表面。加熱帕爾貼裝置的一個表面作為散熱表面，而另一表面作為吸熱表面。除溼熱傳遞構件固定到除溼帕爾貼裝置的所述一個表面上，而加熱熱傳遞構件固定到加熱帕爾貼裝置的所述一個表面上。空氣調節熱交換器具有空氣調節通道和兩個熱傳遞構件。空氣調節通道在其中具有除溼熱傳遞構件和加熱熱傳遞構件、並且允許待空氣調節的空氣流過空氣調節通道。第一熱交換構件與除溼帕爾貼裝置的作為散熱表面的所述另一表面接觸、並且從除溼帕爾貼裝置吸取熱。第二熱交換構件與加熱帕爾貼裝置的作為吸熱表面的所述另一表面接觸、並且向加熱帕爾貼裝置供應熱。除溼帕爾貼裝置和除溼熱傳遞構件相對於空氣流過空氣調節通道的方向設置在加熱帕爾貼裝置和加熱熱傳遞構件的上遊。在其中待空氣調節的空氣流過空氣調節通道的空氣調節熱交換器中，空氣通過與除溼熱傳遞構件接觸被冷卻並且隨後通過與加熱熱傳遞構件接觸被加熱。由此，空氣調節熱交換器提供對待空氣調節的空氣的加熱和除溼。已經存在對空氣調節熱交換器應當更高效地執行加熱和除溼的需求。但是，上述傳統的空氣調節熱交換器構造為使得所有待空氣調節的空氣通過與除溼熱傳遞構件接觸被冷卻並且隨後通過與加熱熱傳遞構件接觸被加熱。為了空氣調節熱交換器高效地執行加熱和除溼，空氣調節通道需要被加長以使所有待冷卻和加熱的空氣如期望地花費足夠長的時間通過。加長的空氣調節通道使具有該空氣調節熱交換器的空調尺寸增大。本發明指向一種空氣調節熱交換器，其提供高效的加熱和除溼並且防止空調尺寸變大。另外，本發明指向就其尺寸而言高效地提供加熱和除霧的空調。

發明內容
根據本發明的第一方面，空氣調節熱交換器包括多個帕爾貼裝置、多個第一熱傳遞構件、多個第二熱傳遞構件、空氣調節通道以及熱交換介質通道。每個帕爾貼裝置均具有第一表面和第二表面，這兩個表面中的一個作為吸熱表面而另一個作為散熱表面。多個第一熱傳遞構件分別熱連接至多個帕爾貼裝置的第一表面。多個第二熱傳遞構件分別熱連接至多個帕爾貼裝置的第二表面。空氣調節通道在其中具有帕爾貼裝置和第一熱傳遞構件。 空氣調節通道允許待空氣調節的空氣流過其中。空氣調節通道至少在第一熱傳遞構件相對於空氣流過空氣調節通道的空氣流動方向的上遊端部的下遊位置處具有多個分隔通道。在每個分隔通道中的帕爾貼裝置與在其餘分隔通道中的帕爾貼裝置分開地控制。熱交換介質通道在其中具有第二熱傳遞構件、並且允許流體流過熱交換介質通道。根據本發明的第二方面，空調包括空氣調節熱交換器和在其中具有該空氣調節熱交換器的管道。空氣調節熱交換器包括多個帕爾貼裝置、多個第一熱傳遞構件、多個第二熱傳遞構件、空氣調節通道以及熱交換介質通道。每個帕爾貼裝置均具有第一表面和第二表面，這兩個表面中的一個作為吸熱表面而另一個作為散熱表面。多個第一熱傳遞構件分別熱連接至多個帕爾貼裝置的第一表面。多個第二熱傳遞構件分別熱連接至多個帕爾貼裝置的第二表面。空氣調節通道在其中具有帕爾貼裝置和第一熱傳遞構件。空氣調節通道允許待空氣調節的空氣流過其中。空氣調節通道至少在第一熱傳遞構件相對於空氣流過空氣調節通道的空氣流動方向的上遊端部的下遊位置處具有加熱通道和除溼通道。在加熱通道中的帕爾貼裝置與在除溼通道中的帕爾貼裝置分開地控制。在加熱通道中的帕爾貼裝置和在除溼通道中的帕爾貼裝置被控制為使得向帕爾貼裝置供應的電流方向不同。熱交換介質通道在其中具有第二熱傳遞構件、並且允許流體流過熱交換介質通道。管道具有加熱引導通道和除溼引導通道。加熱引導通道將通過加熱通道中的第一熱傳遞構件加熱的空氣朝向加熱出口引導。除溼引導通道將通過除溼通道中的第一熱傳遞構件冷卻的空氣朝向除溼出口引導。注意到，句子「多個第一熱傳遞構件熱連接至帕爾貼裝置的第一表面熱」不但意味著所述多個第一熱傳遞構件直接連接至帕爾貼裝置的第一表面，而且意味著所述多個第一熱傳遞構件利用插置在第一熱傳遞構件與帕爾貼裝置的第一表面之間的金屬板連接至帕爾貼裝置的第一表面。即，該句子意味著多個第一熱傳遞構件連接至帕爾貼裝置的第一表面，同時第一熱傳遞構件與帕爾貼裝置的第一表面允許在它們之間的熱傳遞。對於句子「多個第二熱傳遞構件熱連接至帕爾貼裝置的第二表面」同樣如此。從下面與作為示例示出本發明原理的附圖相結合的描述，本發明的其他方面和優點將變得明顯。


參照下面對當前優選實施例的描述以及附圖，本發明及其目的和優點可以被最佳地理解，其中圖1是示意橫截面圖，示出了具有根據本發明的第一實施例的空氣調節熱交換器的車輛空調；圖2是示意橫截面圖，示出了沿圖1的線II-II截取的空氣調節熱交換器；圖3是放大局部橫截面圖，示出了圖1的空氣調節熱交換器；圖4A和圖4B是示例性視圖，示出了圖1的空氣調節熱交換器的加熱通道的帕爾貼裝置和除溼通道的帕爾貼裝置相對於該空氣調節熱交換器的熱交換介質通道的布局，並且還示出了冷卻水的流動方向與冷卻水的溫度變化之間的關係；圖5是示意橫截面圖，示出了根據本發明的第二實施例的車輛空調；以及圖6是示意局部橫截面圖，示出了圖5的車輛空調。
具體實施方式
下面將參照附圖描述根據本發明的第一和第二實施例的空氣調節熱交換器和空調。參照圖1和圖2，空氣調節熱交換器100、電源5、泵4、散熱器3、空氣調節風扇7和驅動電路6協作以形成車輛空調。儘管在圖1中未示出，但是如將從圖2中領會的，空氣調節風扇7設置在如圖1中所見的空氣調節熱交換器100的近側。空調安裝在車輛上用於調整在車輛艙室中或車輛內部的空氣狀況。對車輛空調的已知結構的描述和說明將被省略或適當簡化。電源5由安裝在車輛上的電池或發電機提供。如圖1中所示，泵4連接在使空氣調節熱交換器100和散熱器3相互連接的管道2B中用於導致在管道2B中的冷卻水或熱交換流體循環。諸如水之類的液體或諸如空氣之類的氣體可以用作流體。長壽命冷卻劑(LLC) 應當優選地用作冷卻水。流過散熱器3的冷卻水通過與由散熱器3的散熱風扇3A吹來的外部空氣的熱交換被冷卻。如圖2中所示，空氣調節風扇7能夠操作以將待空氣調節的空氣朝向空氣調節熱交換器100吹動。如圖1和圖2中所示，空氣調節熱交換器100包括第一熱交換器管11、第二熱交換器管12、第三熱交換器管13、第一蓋部15、第二蓋部16以及空氣調節通道50。熱交換器管11、12和13中的每一個均通過沿水平方向(或沿如圖1和圖2中所見的側向方向)延伸的細長管來提供。熱交換器管11、12和13沿豎直方向(或沿如圖1 中所見的豎直方向、或沿與圖2的平面垂直的方向)間隔開、並且設置為彼此平行。熱交換器管11、12和13分別在其中具有熱交換介質通道11A、12A和13A，這些通道允許冷卻水流過其中。熱交換介質通道11A、12A和13A中的每一個均具有沿熱交換管11、12和13的縱向方向敞開的相對端部。第一蓋部15為沿豎直方向延伸的大致矩形的形狀、並且熱交換器管11、12和13 中的每一個的一個端部均連接至第一蓋部15。第一蓋部15在其中具有第一冷卻水通道 15A，該第一冷卻水通道15A與熱交換介質通道11A、12A和13A中的每一個在它們的一個端部處連通用於允許冷卻水流過其中。第一蓋部15在其上端部處封閉並且在其下端部處經由管道2A連接至散熱器3。第二蓋部16也為沿豎直方向延伸的大致矩形的形狀並且連接至熱交換器管11、 12和13中的每一個的另一端部。第二蓋部16在其中具有第二冷卻水通道16A，該第二冷卻水通道16A與熱交換介質通道11A、12A和13A中的每一個在它們的另一端部處連通用於允許冷卻水流過其中。第二蓋部16在其上端部處封閉並且在其下端部處經由管道2B連接至散熱器3。如圖1中所示，當泵4沿常規方向動作時，由泵4抽吸的冷卻水流過散熱器3、管道2A和第一冷卻水通道15A並且隨後從熱交換介質通道11A、12A和13A的一個端部流動至另一端部。如圖1和圖4A中所示，其中冷卻水流過熱交換介質通道11A、12A和13A的水流動方向由Dl指示。在流過第二冷卻水通道16A到達管道2B之後，冷卻水通過泵4返回到散熱器3。注意到，冷卻水可以通過對泵4沿其反方向操作而從熱交換介質通道11A、12A和 13A的另一端部朝向所述一個端部流動。如圖4B中所示，其中冷卻水在這種情況下流過熱交換介質通道11A、12A和13A的水流動方向由D2指示。
如圖1中所示，上壁部64設置在第一蓋部15的上端部與第二蓋部16的上端部之間。上壁部64由沿水平方向延伸的平板形成。上壁部64從與其處於平行關係中的第一熱交換器管11向上地間隔開。如圖1和圖2中所示，隔斷壁部61、62和63設置在第一蓋部15與第二蓋部16之間。隔斷壁部61、62和63中的每一個均由沿豎直方向延伸的平板形成。隔斷壁部61、62 和63以彼此平行的關係沿熱交換器管11、12和13的縱向方向間隔開。如圖1中所示，空氣調節熱交換器100在其中具有由熱交換器管11、12和13、上壁部64、隔斷壁部61和第一蓋部15圍成的三個空間。這三個空間設置為一個在另一個的上面，它們將被稱為第一空氣調節通道51。空氣調節熱交換器100還在其中具有由熱交換器管11、12和13、上壁部64、隔斷壁部61和隔斷壁部62圍成的三個空間。這三個空間設置為一個在另一個的上面，它們將被稱為第二空氣調節通道52。空氣調節熱交換器100還在其中具有由熱交換器管11、12和13、上壁部64、隔斷壁部62和隔斷壁部63圍成的三個空間。這三個空間設置為一個在另一個的上面，它們將被稱為第三空氣調節通道53。空氣調節熱交換器100還在其中具有由熱交換器管11、12和13、上壁部64、隔斷壁部63和第二蓋部16圍成的三個空間。這三個空間設置為一個在另一個的上面，它們將被稱為第四空氣調節通道M。如圖2中所示，待空氣調節的並且由空氣調節風扇7朝向空氣調節熱交換器100 吹動的空氣散布到四個空氣調節通道51-54中。在流過四個空氣調節通道51-M之後，空氣朝向空氣調節熱交換器100的遠離空氣調節風扇7的相對側流出四個空氣調通道51-54。 在這種情況下，隔斷壁部61、62和63作用為將流過四個空氣調節通道51-54的空氣流分開，從而沒有混合的空氣流發生。注意到，在四個空氣調節通道51-M中的空氣流從圖1的平面的近側向遠側流動。四個分隔通道或空氣調節通道51-M作為本發明的空氣調節通道 50。空氣調節通道50的第一和第二空氣調節通道51和52作為本發明的加熱通道，而第三和第四空氣調節通道53和M作為本發明的除溼通道。如圖2中所示，車輛空調具有管道200，該管道200形成加熱引導通道56和除溼弓| 導通道57。加熱引導通道56和除溼弓I導通道57設置在空氣調節熱交換器100的遠離空氣調節風扇7的相對側上。加熱引導通道56將流出第一和第二空氣調節通道51和52的空氣朝向對車輛內部敞開的加熱出口(未示出)引導。流出加熱出口的空氣朝向車輛內部的乘客吹動。除溼引導通道57將流出第三和第四空氣調節通道53和M的空氣朝向對車輛內部敞開的除溼出口(未示出)引導。流出除溼出口的空氣朝向車輛的擋風玻璃吹動。如圖1中所示，空氣調節熱交換器100具有十二個帕爾貼裝置20。更具體地，在第一到第三熱交換器管11、12和13中的每一個的頂部上設有四個帕爾貼裝置20。S卩，在第一到第四空氣調節通道51-54中的每一個上豎直地設有三個帕爾貼裝置20。因為帕爾貼裝置20自身在本領域中是已知的，下面將僅僅提供對帕爾貼裝置20 的簡單描述。如圖3中所示，每個帕爾貼裝置20均具有由平板形成的第一絕緣基底21、由平板形成的第二絕緣基底22、多個熱電轉換晶片25以及布線圖26。第二絕緣基底22從與其處於平行關係中的第一絕緣基底21向下地間隔開。熱電轉換晶片沈被保持在第一絕緣基底21與第二絕緣基底22之間。布線圖沈形成在第一絕緣基底21和第二絕緣基底22的相對表面上，從而使熱電轉換晶片25電連接至第一絕緣基底21和第二絕緣基底22。如圖1中所示，前述驅動電路6具有四對供電線路6A和6B，通過這四對供電線路 6A和6B將從電源5供應的電力分配給相應的帕爾貼裝置20。如圖3中所示，布線圖沈具有一個端部26A和另一端部^B，這兩個端部電連接至它們相應的供電線路6A和6B。在第一實施例中，帕爾貼裝置20被分成彼此分離控制的兩組。帕爾貼裝置20中的一組設置在加熱通道中而另一組設置在除溼通道中。即，當驅動電路6將電流Il施加到布線圖沈中以使電流Il經由供電線路6A和6B從布線圖沈的一個端部26A流向另一端部^B時，第一絕緣基底21的頂表面21A作為散熱表面而第二絕緣基底22的底表面22A 作為吸熱表面。當驅動電路6將電流12施加到布線圖沈上以使電流12經由供電線路6A 和6B從另一端部26B流向一個端部26A時，第一絕緣基底21的頂表面21A作為吸熱表面而第二絕緣基底22的底表面22A作為散熱表面。第一絕緣基底21的頂表面21A作為本發明的帕爾貼裝置的第一表面，而第二絕緣基底22的底表面22A作為本發明的帕爾貼裝置的第一表面。空氣調節熱交換器100還具有固定在帕爾貼裝置20的各第一絕緣基底21的頂表面21A上的多個第一熱傳遞構件31、以及固定在帕爾貼裝置20的各第二絕緣基底22的底表面22A上的多個第二熱傳遞構件32。空氣調節通道50在第一熱傳遞構件31相對於空氣流過空氣調節通道51-54的空氣流動方向的上遊端部的下遊位置處具有四個分隔通道或四個空氣調節通道51-54。如圖1中所示，在第一到第四空氣調節通道51巧4中的每一個上設有三個第一熱傳遞構件31。四個第二熱傳遞構件32安裝到第一到第三熱交換器管11-13中的每一個上並且設置在它們對應的熱交換介質通道11A-13A中。更具體地，如圖3中所示，第一到第三熱交換器管11-13中的每一個均具有徑向穿過其中的四個開口 14，帕爾貼裝置20安裝在這些開口 14中。每個帕爾貼裝置20的第二絕緣基底22在其底表面22A處經由與開口 14的周緣緊密接觸的0形圈14A固定到其對應的熱交換器管11-13上，以使開口 14被密封，而固定到底表面22A上的第二熱傳遞構件32設置為經由開口 14突出到其對應的熱交換介質通道11A-13A中。第一熱傳遞構件31由已知的熱交換器構件提供並且具有多個散熱器板，該熱交換構件通過切割具有梳齒狀橫截面的鋁擠壓材形成。第一熱傳遞構件31的每個散熱器板沿著如圖2中所示的由空氣調節風扇7吹動的空氣流動方向延伸達到使得空氣與熱交換器板長時間段接觸的足夠長的距離並具有對空氣流動的減小的阻力。與第一熱傳遞構件31的情況一樣，第二熱傳遞構件32由已知的熱交換器構件提供。第二熱傳遞構件32還具有多個散熱器板。儘管在附圖中未示出，第二熱傳遞構件32 的每個散熱器板沿著第一到第三熱交換器管11-13的縱向方向延伸達到使得流過熱交換介質通道11A-13A的冷卻水與熱交換器板長時間段接觸的足夠長的距離並具有對冷卻水流動的減小的阻力。第一和第二熱傳遞構件31和32並不限於以上結構，而是可以設置為以波浪方式使薄板彎曲所形成的波浪形熱傳遞構件。第一和第二熱傳遞構件31和32可以形成為流體流過其中的翅片或熱交換通道。如圖1中所示，從驅動電路6延伸的供電線路6A和6B中的第一對電連接至第一空氣調節通道51中的每個帕爾貼裝置20的布線圖26。從驅動電路6延伸的供電線路6A 和6B中的第二對電連接至第二空氣調節通道52中的每個帕爾貼裝置20的布線圖26。從驅動電路6延伸的供電線路6A和6B中的第三對電連接至第三空氣調節通道53中的每個帕爾貼裝置20的布線圖26。從驅動電路6延伸的供電線路6A和6B中的第四對電連接至第四空氣調節通道M中的每個帕爾貼裝置20的布線圖26。驅動電路6構造為將前述電流Il施加到第一空氣調節通道51中的三個帕爾貼裝置20和第二空氣調節通道52中的三個帕爾貼裝置20上。因此，在第一和第二空氣調節通道51和52中的每個帕爾貼裝置20中，第一絕緣基底21的頂表面21A作為散熱表面，而第二絕緣基底22的底表面22A作為吸熱表面。由此，固定到頂表面21A上的第一熱傳遞構件 31允許流過第一和第二空氣調節通道51和52的空氣被加熱。驅動電路6還構造為將前述電流12施加到第三空氣調節通道53中的三個帕爾貼裝置20和第四空氣調節通道M中的三個帕爾貼裝置20上。因此，在第三和第四空氣調節通道53和M中的每個帕爾貼裝置20中，第一絕緣基底21的頂表面2IA作為吸熱表面，而第二絕緣基底22的底表面22A作為散熱表面。由此，固定到頂表面21A上的第一熱傳遞構件31允許流過第三和第四空氣調節通道53和M的空氣被冷卻。在這種情況下，通過將空氣冷卻到露點溫度實現除溼。由此，在第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20用於加熱車輛內部，而在第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20用於使車輛內部除溼。艮口， 帕爾貼裝置20被分為兩組，一組屬於第一和第二空氣調節通道51和52 (加熱通道)，而另一組屬於第三和第四空氣調節通道53和54 (除溼通道)。當空氣由空氣調節風扇7朝向空氣調節熱交換器100吹動時，被吹動的空氣散布到四個空氣調節通道51-54中。流過四個空氣調節通道51-54的空氣通過與四個空氣調節通道51-54中的第一熱傳遞構件31接觸而被加熱或冷卻。更具體地，流過第一和第二空氣調節通道51和52的空氣由第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20的第一熱傳遞構件31加熱。在第一和第二空氣調節通道 51和52中加熱的並且由加熱引導通道56引導至加熱出口(未示出)的空氣導致車輛內部被高效地加熱而不會與被冷卻的空氣混合。另一方面，流過第三和第四空氣調節通道53和M的空氣由第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20的第一熱傳遞構件31冷卻。在第三和第四空氣調節通道 53和M中冷卻的並且由除溼引導通道57引導至除溼出口(未示出)的空氣導致車輛的擋風玻璃被高效地除霧而不會與被加熱的空氣混合。由此，空氣調節熱交換器100高效地提供加熱和除溼。在這種情況下，隔斷壁部61-63的設置防止在第一和第二空氣調節通道51和52 中加熱的空氣與在第三和第四空氣調節通道53和M中冷卻的空氣相互混合。因此，與其中所有待空氣調節的空氣被冷卻並且隨後被加熱的傳統的空氣調節熱交換器相比，空氣調節熱交換器100能夠使諸如50之類的空氣調節通道縮短。因此，空氣調節熱交換器100防止車輛空調尺寸變大。因此，空氣調節熱交換器100防止車輛空調尺寸變大，同時高效地提供加熱和除溼。另外，車輛空調就其尺寸而言高效地提供加熱和除霧。
在空氣調節熱交換器100中，當第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20的第一熱傳遞構件31被加熱到例如50攝氏度用於加熱時，成對的第二熱傳遞構件32 因第一熱傳遞構件31的加熱而需要從冷卻水吸熱。當第三和第四空氣調節通道53和M 中的帕爾貼裝置20的第一熱傳遞構件31被冷卻到例如5攝氏度用於除溼時，成對的第二熱傳遞構件32因第一熱傳遞構件31的冷卻而需要向冷卻水供熱。當泵4沿常規方向操作以使流過熱交換介質通道11A-13A的冷卻水沿圖4A中所示的方向Dl流動時，在第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20設置在第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20相對於水流動方向Dl的上遊。當在第一冷卻水通道15A中的具有例如10攝氏度溫度的冷卻水流過熱交換介質通道11A-13A時，在第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20的第二熱傳遞構件32從冷卻水吸取熱量並且冷卻水的溫度下降到例如5攝氏度。該冷卻水從第三和第四空氣調節通道53和 54中的帕爾貼裝置20的第二熱傳遞構件32積極吸熱。由此，冷卻水的溫度再次上升到例如10攝氏度。因此，空氣調節熱交換器100增強了第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20的除溼能力。更具體地，在第三和第四空氣調節通道53和M中的每個帕爾貼裝置20的底表面 22A將從驅動電路6供應給帕爾貼裝置20的電力轉變成的熱量以及用於使頂表面21A處的空氣冷卻的熱量散發。由此，儘管底表面22A能夠傳遞較大量的熱，但頂表面21A傳遞較小量的熱。因此，通過與第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20的第二熱傳遞構件32接觸使冷卻水冷卻並且隨後允許該水與第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20的第二熱傳遞構件32接觸，增大了從頂表面21A傳遞的熱的量。當泵4沿反方向操作以使流過熱交換介質通道11A-13A的冷卻水沿圖4B中所示的方向D2流動時，第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20設置在第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20相對於水流動方向D2的下遊。當第二冷卻水通道16A中的具有例如10攝氏度的溫度的冷卻水流過熱交換介質通道11A-13A時，冷卻水從第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20的第二熱傳遞構件32吸取熱量，從而將水溫提高到例如15攝氏度。該冷卻水向第一和第二空氣調節通道51和52中的帕爾貼裝置20的第二熱傳遞構件32積極供熱，從而將水溫再次降低到例如10攝氏度。因此， 空氣調節熱交換器100將冷卻水的溫度範圍提高到比如10°C到15°C之間的範圍，以使空氣調節熱交換器100增強帕爾貼裝置20的操作溫度。因為帕爾貼裝置20在以平均高操作溫度操作時是高效的，所以提高了上述實施例的空氣調節熱交換器100的空氣調節的效率。參照示出了第二實施例的車輛空調的圖5和圖6，該空調具有管道201、位於管道 201中的第一和第二空氣調節熱交換器101和102。如圖5中所示，管道201在其中具有空氣調節通道70。當沿空氣流動方向察看時， 管道201在其上遊端部處具有開口 201A和開口 201B。開口 201A用於允許內部空氣進入空氣調節通道70內。開口 201B用於允許外部空氣進入空氣調節通道70內。開口 201A和 201B由舌門203有選擇地打開和閉合。西羅克風扇8在開口 201A、201B與空調調節熱交換器101、102之間的位置處設置在空調調節通道70內。西羅科風扇8由馬達8A驅動旋轉。隔斷壁部202設置在管道201中並且沿空氣流過管道201的空氣流動方向延伸。 隔斷壁部202將空氣調節通道70分成具有加熱通道70A和除溼通道70B的兩個分隔通道。隔斷壁部202延伸通過西羅科風扇8，以使西羅科風扇8的一部分位於加熱通道70A中而剩餘部分位於除溼通道70B中、用於將內部空氣或外部空氣供應給加熱通道70A和除溼通道 70B。如圖6中所示，如在第一實施例的情況下一樣，管道201在其中在第一和第二空氣調節熱交換器101、102的下遊位置處具有加熱引導通道56和除溼引導通道57。加熱引導通道56將空氣引導至車輛內部中的加熱出口，而除溼引導通道57將空氣引導至除溼出口。第一和第二空氣調節熱交換器101、102與第一實施例的對應部分基本相同。隔斷壁部202延伸通過第一和第二空氣調節熱交換器101、102，以使第一和第二空氣調節熱交換器101、102的一部分位於加熱通道70A中，而剩餘部分位於除溼通道70B中。由此，如圖 6中所示，加熱通道70A在其中具有第一加熱帕爾貼裝置20A以及相對於空氣流動方向設置在第一加熱帕爾貼裝置20A的下遊的第二加熱帕爾貼裝置20B。除溼通道70B在其中具有第一除溼帕爾貼裝置20C以及相對於空氣流動方向設置在第一除溼帕爾貼裝置20C的下遊的第二除溼帕爾貼裝置20D。參照圖5和圖6，第一空氣調節熱交換器101的第二蓋部16通過第一泵401安裝在其中的管道2C連接至第一散熱器301。第一散熱器301通過管道2D連接至第一空氣調節熱交換器101的第一蓋部15。第二空氣調節熱交換器102的第二蓋部16通過管道2E連接至發動機500，該發動機500又通過第二泵402安裝在其中的管道2F連接至第二散熱器 302。第二散熱器302通過管道2G連接至第二空氣調節熱交換器102的第一蓋部15。同在第一實施例的情況下一樣，第一加熱帕爾貼裝置20A、第二加熱帕爾貼裝置 20B、第一除溼帕爾貼裝置20C和第二除溼帕爾貼裝置20D由驅動電路6分開地控制。第一加熱帕爾貼裝置20A的操作被控制，以使第一熱傳遞構件31吸熱。由此，第一加熱帕爾貼裝置20A能夠操作以使流過加熱通道70A的空氣除溼。第二加熱帕爾貼裝置 20B的操作被控制，以使第一熱傳遞構件31散熱。由此，第二加熱帕爾貼裝置20B能夠操作以加熱流過加熱通道70A的空氣。流過加熱通道70A並且朝向車輛內部的乘客吹動的空氣加熱車輛內部，同時防止車輛的擋風玻璃起霧。停止向第一除溼帕爾貼裝置20C施加電流用於節省電力。第二除溼帕爾貼裝置 20D的操作被控制，以使第一熱傳遞構件31吸熱。由此，第二除溼帕爾貼裝置20D能夠操作以使流過除溼通道70B的空氣除溼。流過除溼通道70B的空氣朝向車輛的擋風玻璃吹動。 當擋風玻璃趨於容易起霧時，第一除溼帕爾貼裝置20C的操作也被控制，以使第一熱傳遞構件31吸熱。由此，車輛的擋風玻璃積極地防止起霧。第二實施例的車輛空調提供了與第一實施例基本相同的效果。特別地，鑑於擋風玻璃的霧氣，第二實施例的車輛空調能夠操作以有效地加熱車輛內部。本發明已經在第一和第二實施例的背景中進行描述，但是其並不限於這些實施例。對於本領域的技術人員明顯的是，本發明能夠以如在下面例示的不同方式進行實施。在第一實施例中，通過將水流動方向從D2改變為D1，在第一和第二空氣調節通道 (加熱通道)51和52中的帕爾貼裝置20相對於水流動方向Dl設置在第三和第四空氣調節通道(除溼通道)53和討中的帕爾貼裝置20的上遊。通過將水流動方向從Dl改變為D2， 在第一和第二空氣調節通道(加熱通道)51和52中的帕爾貼裝置20相對於水流動方向D2 設置在第三和第三空氣調節通道(除溼通道)53和M中的帕爾貼裝置20的下遊。但是， 本發明並不限於第一實施例的這種結構。
將由驅動電路6施加到四對供電線路6A和6B上的電流方向變換，可以改變在第一和第二空氣調節通道(加熱通道)51和52中的帕爾貼裝置20的功能以及在第三和第四空氣調節通道(除溼通道)53和M中的帕爾貼裝置20的功能。在這種情況下，實現了第一實施例的相同效果而不需要改變水流動方向。水流動方向在Dl與D2之間變換的時刻可以被確定，以使當除溼負擔較高時，水流動方向D2變換為Dl用於增大在第三和第四空氣調節通道53和M中的帕爾貼裝置20的除溼能力，而當除溼負擔較低時，水流動方向Dl轉變為D2用於增大帕爾貼裝置20的操作效率。儘管水流動方向能夠在Dl與D2之間變換，但是水流動方向可以固定為Dl和D2 中的任一個。在這種情況下，方向Dl比D2有利之處在於第三和第四空氣調節通道(除溼通道)53和M中的帕爾貼裝置20的除溼能力被增強，並且由此能夠積極地且快速地滿足在車輛內部中的任意溼度的變化。儘管在第一和第二實施例中第一和第二空氣調節通道(加熱通道)51和52的帕爾貼裝置20的數目為六個而第三和第四空氣調節通道(除溼通道)53和M的帕爾貼裝置 20的數目為六個，但是可以通過改變帕爾貼裝置20的數目來修改第一和第二實施例。當除溼負擔較高時，可以布置為將第一和第二空氣調節通道(加熱通道)51和52的帕爾貼裝置20的數目減小到例如三個，而第三和第四空氣調節通道(除溼通道)53和M的帕爾貼裝置20的數目增大到九個。但是，在這種情況下，加熱引導通道56和除溼引導通道57需要被相應地修改，使得沒有待冷卻的空氣和待加熱的空氣混合發生。在以上實施例中，第一熱傳遞構件和第二熱傳遞構件設置用於每個帕爾貼裝置。 但是，根據本發明，第一熱傳遞構件和第二熱傳遞構件可以設置為覆蓋多個帕爾貼裝置。本發明不但能夠用於車輛空調，而且能夠用於建築物的空調。
權利要求
1.一種空氣調節熱交換器(100、101、102)，包括:多個帕爾貼裝置(20)，每個均具有第一表面(21A)和第二表面02A)，所述第一表面 (21A)和所述第二表面(22A)中的一個作為吸熱表面而另一個作為散熱表面；多個第一熱傳遞構件(31)，所述多個第一熱傳遞構件(31)分別熱連接至所述帕爾貼裝置00)的所述第一表面(21A)；多個第二熱傳遞構件(32)，所述多個第二熱傳遞構件(3 分別熱連接至所述帕爾貼裝置00)的所述第二表面(22A)；空氣調節通道(50、70)，所述空氣調節通道(50、70)中具有所述帕爾貼裝置OO)和所述第一熱傳遞構件(31)，所述空氣調節通道(50、70)允許待被空氣調節的空氣從該空氣調節通道(50、70)中流過；以及熱交換介質通道(11A、12A、13A)，所述熱交換介質通道(11A、12A、13A)中具有所述第二熱傳遞構件(32)、並且允許流體從該熱交換介質通道(11A、12A、13A)中流過；其特徵在於，所述空氣調節通道(50、70)至少在所述第一熱傳遞構件(31)的相對於空氣流過所述空氣調節通道(50、70)的空氣流動方向而言的上遊端部的下遊位置處具有多個分隔通道 (51、52、53、54、7(^、7( )，其中，每個分隔通道(51、52、53、54、70A、70B)中的所述帕爾貼裝置(20)與其它分隔通道(51、52、53、54、70A、70B)中的所述帕爾貼裝置(20)分開地被控制。
2.根據權利要求1所述的空氣調節熱交換器(101、102)，其特徵在於，每個分隔通道 (70A.70B)中均具有第一帕爾貼裝置Q0A、20C)以及設置在所述第一帕爾貼裝置Q0A、 20C)的相對於所述空氣流動方向而言的下遊處的第二帕爾貼裝置Q0B、20D)，其中，所述第一帕爾貼裝置(20A、20C)和所述第二帕爾貼裝置(20B、20D)被控制為使得供應給所述第一和第二帕爾貼裝置(20A、20B、20C、20D)的電流(II、12)方向不同。
3.根據權利要求1或2所述的空氣調節熱交換器(100、101、102)，其特徵在於，所述分隔通道(51、52、53、54、70A、70B)設置為加熱通道(51、52、70A)和除溼通道(53、M、70B)，其中，所述加熱通道(51、52、70A)中的所述帕爾貼裝置00)和所述除溼通道(53J4、70B)中的所述帕爾貼裝置00)被控制為使得供應給所述帕爾貼裝置00)的電流(11、1幻方向不同。
4.根據權利要求3所述的空氣調節熱交換器(100、101、102)，其特徵在於，所述加熱通道(51、52、70A)中的所述帕爾貼裝置00)設置在所述除溼通道(53、54、70B)中的所述帕爾貼裝置00)的相對於流體流過所述熱交換介質通道(11A、12A、13A)的流體流動方向 (Dl)而言的上遊。
5.根據權利要求3所述的空氣調節熱交換器(100、101、102)，其特徵在於，所述加熱通道(51、52、70A)中的所述帕爾貼裝置00)設置在所述除溼通道(53、M、70B)中的所述帕爾貼裝置00)的相對於流體流過所述熱交換介質通道(11A、12A、13A)的流體流動方向 (D2)而言的下遊。
6.一種空調，包括空氣調節熱交換器(100、101、102)，包括多個帕爾貼裝置(20)，每個均具有第一表面(21A)和第二表面02A)，所述第一表面(21 Α)和所述第二表面(22A)中的一個作為吸熱表面而另一個作為散熱表面；多個第一熱傳遞構件(31)，所述多個第一熱傳遞構件(31)分別熱連接至所述帕爾貼裝置00)的所述第一表面OlA)；多個第二熱傳遞構件(32)，所述多個第二熱傳遞構件(3 分別熱連接至所述帕爾貼裝置OO)的所述第二表面(22A)；空氣調節通道(50、70)，所述空氣調節通道(50、70)中具有所述帕爾貼裝置OO)和所述第一熱傳遞構件(31)，所述空氣調節通道(50、70)允許待被空氣調節的空氣從該空氣調節通道(50、70)中流過；以及熱交換介質通道(11A、12A、13A)，所述熱交換介質通道(11A、12A、13A)中具有所述第二熱傳遞構件(32)、並且允許流體從該熱交換介質通道(11A、12A、13A)中流過；以及管道(200、201)，所述管道(200,201)中具有所述空氣調節熱交換器(100U01U02)； 其特徵在於，所述空氣調節通道(50、70)至少在所述第一熱傳遞構件(31)的相對於空氣流過所述空氣調節通道(50、70)的空氣流動方向而言的上遊端部的下遊位置處具有加熱通道(51、 52、70A)和除溼通道(53、M、70B)，其中所述加熱通道(51、52、70A)中的所述帕爾貼裝置 (20)與所述除溼通道(53、54、70B)中的所述帕爾貼裝置QO)分開地被控制，其中所述加熱通道(51、52、70A)中的所述帕爾貼裝置OO)和所述除溼通道(53J4、70B)中的所述帕爾貼裝置OO)被控制為使得供應給所述帕爾貼裝置OO)的電流(II、12)方向不同，其中所述管道O00、201)具有加熱引導通道(56)和除溼引導通道(57)，其中所述加熱引導通道 (56)能夠操作成將由所述加熱通道(51、52、70Α)中的所述第一熱傳遞構件(31)加熱的空氣朝向加熱出口引導，其中所述除溼引導通道(57)能夠操作成將由所述除溼通道(5354、 70Β)中的所述第一熱傳遞構件(31)冷卻的空氣朝向除溼出口引導。
7.根據權利要求6所述的空調，其特徵在於，所述加熱通道(51、52、70Α)中的所述帕爾貼裝置OO)設置在所述除溼通道(53、54、70Β)中的所述帕爾貼裝置QO)的相對於流體流過所述熱交換介質通道(11Α、12Α、13Α)的流體流動方向(Dl)而言的上遊。
8.根據權利要求6所述的空調，其特徵在於，所述加熱通道(51、52、70Α)中的所述帕爾貼裝置OO)設置在所述除溼通道(53、54、70Β)中的所述帕爾貼裝置QO)的相對於流體流過所述熱交換介質通道(11Α、12Α、13Α)的流體流動方向(D2)而言的下遊。
全文摘要
空氣調節熱交換器及具有該空氣調節熱交換器的空調。一種空氣調節熱交換器，包括多個帕爾貼裝置、多個第一熱傳遞構件、多個第二熱傳遞構件、空氣調節通道以及熱交換介質通道。空氣調節通道在其中具有帕爾貼裝置和第一熱傳遞構件。空調調節通道允許待空氣調節的空氣流過其中。空氣調節通道至少在第一熱傳遞構件相對於空氣流過空氣調節通道的空氣流動方向的上遊端部的下遊位置處具有多個分隔通道。在每個分隔通道中的帕爾貼裝置與在其餘分隔通道中的帕爾貼裝置分開地控制。熱交換介質通道在其中具有第二熱傳遞構件、並且允許流體流過熱交換介質通道。
文檔編號F24F5/00GK102466285SQ20111037184
公開日2012年5月23日 申請日期2011年11月10日 優先權日2010年11月12日
發明者加藤裕久, 坂高壽, 守作直人, 村瀨正和, 橫町尚也, 秋山泰有 申請人:株式會社豐田自動織機