KR100613716B1 - Heating device for a heater having ptc - Google Patents
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Abstract
본 발명은 피티씨 일체형 히터의 난방성능 향상 장치에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 소정 온도에 따라 배관을 개폐하는 히터밸브를 통해 엔진의 가열된 냉각수를 피티씨 소자가 일체로 형성된 히터에 선택적으로 이송시켜 줌으로서, 엔진의 초기 가열 시간을 단축시키고, 신속히 가열된 엔진 내부의 냉각수를 통해 최초 시동후 공조 장치에서 가열된 공기를 토출하기 위한 시간을 단축시키는 특징이 있다.The present invention relates to an apparatus for improving heating performance of a PTC integrated heater, and more particularly, selectively transfers heated cooling water of an engine to a heater in which a PTC element is integrated through a heater valve for opening and closing a pipe according to a predetermined temperature. As a zoom, the initial heating time of the engine is shortened, and the time for discharging the heated air from the air conditioning apparatus after the initial start through the coolant inside the rapidly heated engine is characterized.
피티씨, 히터, 냉각수, 밸브, 라디에이터PTC, Heater, Coolant, Valve, Radiator
Description
도 1은 종래 피티씨 일체형 히터코어가 내장된 자동차용 공조장치의 단면도.1 is a cross-sectional view of a vehicle air conditioner with a built-in conventional PTI integrated heater core.
도 2는 종래 냉각수 순환구조를 개략적으로 나타내는 도면.2 is a view schematically showing a conventional cooling water circulation structure.
도 3은 본 발명에 따른 냉각수 순환구조를 개략적으로 나타내는 도면.3 is a view schematically showing a cooling water circulation structure according to the present invention.
도 4는 본 발명의 또 다른 냉각수 순환을 개략적으로 나타내는 블록구성도.Figure 4 is a block diagram schematically showing another cooling water circulation of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *
1 : 밸브 3 : 히터밸브1
5 : 제어부 7 : 센서5: control unit 7: sensor
11 : 제1배관 13 : 제3배관11: first piping 13: third piping
20 : 히터 30 : 엔진20: heater 30: engine
40 : 라디에이터40: radiator
본 발명은 소정 온도에 따라 배관을 개폐하는 히터밸브를 통해 엔진의 가열된 냉각수를 피티씨 소자가 일체로 형성된 히터에 선택적으로 이송시켜 줌으로서, 엔진의 초기 가열 시간을 단축시키고, 신속히 가열된 엔진 내부의 냉각수를 통해 최초 시동후 공조 장치에서 가열된 공기를 토출하기 위한 시간을 단축시키는 특징이 있는 피티씨 일체형 히터의 난방성능 향상 장치에 관한 것이다.The present invention selectively transfers the heated cooling water of the engine to the heater formed integrally with the PTC element through a heater valve for opening and closing the pipe according to a predetermined temperature, thereby reducing the initial heating time of the engine, and quickly heated engine The present invention relates to an apparatus for improving heating performance of a PTC integrated heater, which has a feature of shortening a time for discharging heated air from an air conditioning apparatus after an initial start through an internal cooling water.
일반적으로 자동차의 난방시스템은 엔진의 과열방지를 위해 엔진 내부를 순환하여 가열된 냉각수가 라디에이터를 순환하면서 외부 공기와 열교환되고, 히터를 순환하면서 블로어가 외부공기를 실내로 송풍하여 차량 내부를 난방 하거나 성애 제거에 이용하는 시스템이다.In general, a car's heating system circulates inside the engine to prevent the engine from overheating, and the heated coolant circulates with the radiator to exchange heat with the outside air, while the blower blows the outside air into the room to heat the inside of the vehicle. It is a system used for elimination
즉, 냉각수 방식을 사용하는 히터는 초기 차량의 시동이 걸린 후 일정시간이 지나야 냉각수가 가열되고, 이렇게 가열된 냉각수가 히터를 지날 때 블로워가 외부공기를 실내로 송풍하게 되는바, 초기 가열되지 않은 냉각수를 통해 냉풍이 토출되는 것을 방지하기 위해 피티씨(PTC) 소자를 일체로 형성하는 히터가 개발되고 있다.That is, the heater using the coolant method is the cooling water is heated only after a predetermined time after the initial vehicle is started, the blower blows the outside air into the room when the heated coolant passes the heater, the initial heating is not In order to prevent cold air from being discharged through the cooling water, a heater that integrally forms a PTC element (PTC) is being developed.
이러한 일체형 히터는 전기를 통해 피티씨 소자가 가열되어 열을 발생시키는 것으로서, 도 1은 종래 피티씨 일체형 히터가 내장된 자동차용 공조장치의 단면도이다.The integrated heater generates heat by heating the PTC element through electricity, and FIG. 1 is a cross-sectional view of a vehicle air conditioner in which a PTC integrated heater is built in the related art.
도시된 바와 같이, 종래 피티씨 일체형 히터는 자동차용 공조장치(101)의 케이스(108) 내부에서 히터(200)에 피티씨(PTC) 소자(220)를 일체로 형성한다.As shown, the conventional PTI integrated heater forms the
상기 공조장치(101)는 외형을 이루는 케이스(108)의 입구에 차량의 실내로 공기를 강제로 공급하는 송풍기(107)를 구비하며, 그 후방으로 공기를 저온상태로 열교환시키는 증발기(109)와, 상기 증발기(109) 후방에 공기를 고온상태로 열교환시키는 피티씨(PTC;Positive Temperature Coefficient) 소자(220)를 일체로 구비한 히터(200)를 형성한다.The air conditioner (101) is provided with a blower (107) forcibly supplying air to the interior of the vehicle at the inlet of the case (108) forming the outer shape, and the evaporator (109) for heat-exchanging the air at a low temperature in the rear; A
그리고, 상기 히터(200)에는 냉각수가 순환을 하는바, 도 2는 종래 냉각수 순환구조를 개략적으로 나타내는 도면이다.In addition, the coolant circulates in the
도시된 바와 같이, 엔진(300)을 사이에 두고 히터(200)와 라디에이터(400)가 각각 냉각수 순환을 위해 입구 및 출구 유로에 의해 연결되고, 가열된 냉각수는 히터(200)와 라디에이터(400)를 순환하면서 열교환되어 엔진(300)을 냉각시킨다.As shown,
따라서, 히터는 피티씨 소자에 의한 가열작용과 엔진의 가열된 냉각수를 통해서 차량 내부 가열된 공기를 토출시킨다.Therefore, the heater discharges the heated air inside the vehicle through the heating action by the PTC element and the heated cooling water of the engine.
한편, 통상적인 엔진은 70~80℃일 때, 차량 주행을 위한 최적온도가 되는바, 이러한 이유로 엔진(300)과 라디에이터를 연결하는 유로에는 써모스탯(301;thermostat)이 설치되어, 엔진내부의 온도가 일정온도까지 상승할 때까지는 냉각수가 라디에이터를 순환하지 못하도록 유로를 폐쇄하여 줌으로서, 엔진의 가열시간을 단축시키고 있다.On the other hand, a typical engine is the optimum temperature for driving the vehicle when the 70 ~ 80 ℃, for this reason the thermostat (301; thermostat) is installed in the flow path connecting the
반면에, 상기 히터와 엔진을 연결하고 있는 유로는 항시 개방되어 있다.On the other hand, the flow path connecting the heater and the engine is always open.
그러나, 기온이 낮은 겨울철 차량에 시동을 건 다음 급히 공조장치를 작동시키게 되면, 피티씨 소자가 작동하더라도 히터를 가열하는데 한계가 있고, 엔진 내 부에 있는 냉각수의 온도가 외부 온도와 유사하여 너무 낮기 때문에 따뜻한 공기가 최초 토출되기 위한 시간이 길다는 문제점이 있다.However, if the air conditioner is started quickly after starting the vehicle in a low temperature winter, the heater is limited even when the PTC element is operated, and the temperature of the coolant inside the engine is too low, similar to the outside temperature. Therefore, there is a problem that the time for the first discharge of warm air is long.
특히, 이른 아침 차량의 유리창에 서리나 성애가 형성되는 경우 공조장치를 통해 유리창으로 공기를 토출시키게 되는바, 토출되는 차가운 공기는 서리나 성애를 원활히 제상시키지 못하는 문제점이 있다.In particular, when frost or frost is formed in the windshield of the vehicle early in the morning, the air is discharged to the glass window through the air conditioning apparatus, and the discharged cold air does not defrost the frost or frost smoothly.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명은 히터와 엔진 사이를 연결시키는 유로에 써모스탯을 장착하여 엔진이 충분히 가열될 때까지 엔진의 냉각수가 히터로 순환하지 못하도록 함으로서, 엔진을 조기에 가열시켜 엔진성능을 향상시키고 공조장치를 통해 조기에 가열된 공기를 토출하도록 하는 것을 목적으로 한다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, the present invention is equipped with a thermostat in the flow path connecting the heater and the engine so that the cooling water of the engine does not circulate to the heater until the engine is sufficiently heated By doing so, the engine is preheated to improve the engine performance and to discharge the preheated air through the air conditioner.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 엔진의 냉각수가 라디에이터로 이동하도록 하는 제1배관 및 라디에이터의 냉각수가 엔진으로 이동하도록 하는 제2배관과; 상기 엔진의 냉각수가 피티씨 일체형 히터로 이동하도록 하는 제3배관 및 피티씨 일체형 히터의 냉각수가 엔진으로 이동하도록 하는 제4배관과; 상기 엔진에서 제1배관을 개폐하여 이동하는 냉각수의 이동을 제어하는 밸브와; 상기 엔진에서 제3배관을 개폐하여 이동하는 냉각수의 이동을 제어하는 히터밸브와; 상기 엔진에 구비되어 냉각수의 온도를 측정하는 센서와; 상기 센서를 통해 측정된 값을 인지하여 상기 밸브와 히터밸브의 작동을 제어하는 제어부를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 피티씨 일체형 히터의 난방성능 향상 장치를 제공한다.The present invention for achieving the above object is the first pipe to allow the coolant of the engine to move to the radiator and the second pipe to allow the coolant of the radiator to move to the engine; A third pipe for allowing the coolant of the engine to move to the PTC integrated heater and a fourth pipe for allowing the coolant of the PTC integrated heater to move to the engine; A valve for controlling the movement of the coolant to open and close the first pipe in the engine; A heater valve controlling a movement of the coolant to open and close a third pipe in the engine; A sensor provided in the engine to measure a temperature of cooling water; It provides a heating performance improving device of the PTC integrated heater, characterized in that it comprises a control unit for controlling the operation of the valve and the heater valve by recognizing the value measured by the sensor.
상기한 난방성능 향상 장치는 엔진이 충분히 가열된 다음 냉각수가 히터나 라디에이터 방향으로 순환하도록 함으로서, 엔진의 출력을 향상시킬 뿐만 아니라, 급속히 가열된 공기가 공조장치를 통해 실내로 토출됨으로서, 겨울철 차량에 형성되는 서리나 성애를 신속히 제거할 수 있게 된다.The heating performance improving apparatus allows the cooling water to circulate in the direction of the heater or the radiator after the engine is sufficiently heated, thereby improving the output of the engine and rapidly discharging the air to the room through the air conditioner. It will be possible to quickly remove the frost and sex that form.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
또한, 본 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 단지 예시로 제시된 것이며, 종래 구성과 동일한 부분은 동일한 부호 또는 명칭을 사용한다.In addition, this embodiment is presented by way of example only, not limiting the scope of the present invention, the same parts as the conventional configuration uses the same reference numerals or names.
그리고, 본 기술사상을 통해 구현되는 다양한 실시예가 있을 수 있다.In addition, there may be various embodiments implemented through the technical idea.
도 3은 본 발명에 따른 냉각수 순환구조를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 또 다른 냉각수 순환을 개략적으로 나타내는 블록구성도이다.3 is a view schematically showing a cooling water circulation structure according to the present invention, Figure 4 is a block diagram schematically showing another cooling water circulation of the present invention.
도시한 바와 같이, 엔진(30)과 라디에이터(40) 사이에는 냉각수 순환을 위한 제1배관(11) 및 제2배관(12)이 형성되는데, 상기 제1배관(11)은 냉각수가 엔진(30)에서 라디에이터(40)로 이동하는 유로 역할을 하고, 상기 제2배관(12)은 냉각수가 라디에이터(40)에서 엔진(30)으로 이동하는 유로 역할을 한다.As shown, between the
그리고, 상기 엔진(30)과 히터(20) 사이에는 냉각수 순환을 위한 제3배관(13) 및 제4배관(14)이 형성되는데, 상기 제3배관(13)은 냉각수가 엔진(30)에서 히터(20)로 이동하는 유로 역할을 하고, 상기 제4배관(14)은 냉각수가 히터(20)에서 엔진(30)으로 이동하는 유로 역할을 한다.In addition, a
여기서, 상기 히터(20)는 피티씨 소자가 일체로 형성된 히터를 사용한다.Here, the
한편, 상기 엔진(30)에서 제1배관(11)을 통해 이동하는 냉각수의 이동을 제어하기 위해 밸브(1)가 형성되는바, 상기 밸브(1)는 통상 엔진(30) 내부의 온도가 70~80℃ 미만일 경우 제1배관(11)을 폐쇄하여 엔진의 냉각수가 라디에이터(40)로 이동하는 것을 차단하고, 엔진(30) 내부의 온도가 70~80℃ 이상일 경우 제1배관(11)을 개방하여 엔진의 냉각수가 라디에이터(40)로 이동하도록 한다.On the other hand, the valve (1) is formed to control the movement of the coolant moving through the first pipe (11) in the
그리고, 상기 엔진(30)에서 제3배관(13)을 통해 이동하는 냉각수의 이동을 제어하기 위해 히터밸브(3)가 형성되는바, 상기 히터밸브(3)는 통상 엔진(30) 내부의 온도가 40℃ 미만일 경우 제1배관(11)을 폐쇄하여 엔진의 냉각수가 히터(20)로 이동하는 것을 차단하고, 엔진(30) 내부의 온도가 40℃ 이상일 경우 제3배관(13)을 개방하여 엔진의 냉각수가 히터(20)로 이동하도록 한다.In addition, a
한편, 상기 엔진에는 내부온도 즉, 연료가 연소되는 과정에서 발생하는 열에 의해 냉각수의 온도 변화를 측정하는 센서(7)가 구비되고, 상기 센서(7)를 통해 측정된 값을 인지하는 제어부(5)가 추가로 구비되는 것이 바람직한바, 이럴 경우 제어부는 엔진 내부의 온도에 따라 각각의 밸브(1,3)를 제어하여 제1배관(11) 또는 제3배관(13)을 개폐하게 된다.On the other hand, the engine is provided with a sensor (7) for measuring the temperature change of the cooling water by the internal temperature, that is, the heat generated during the combustion of the fuel, the
상기와 같은 구조로 이루어진 본 발명의 작용 및 효과는 다음과 같다.The action and effect of the present invention made of the above structure is as follows.
차량에 시동이 걸리면 엔진(30) 내부에서 연료가 연소되면서 가열되는바, 엔진(30) 내부에서 가열된 냉각수의 온도를 측정한 센서(7)의 신호에 따라 제어부(5) 는 밸브(1)나 히터밸브(3)를 제어하게 된다.When the vehicle is started, the fuel is heated while the fuel is combusted in the
즉, 엔진 내부 온도가 70~80℃ 이상일 경우 밸브(1)을 통해 제1배관(11)이 개방되면, 엔진내부의 가열된 냉각수는 라디에이터를 순환하면서 외부공기에 의해 냉각되어 다시 엔진 내부로 유입됨으로서, 엔진의 내부 온도는 차량 운행을 위한 최적의 온도인 70~80℃ 정도로 유지된다.That is, when the internal temperature of the engine is 70 to 80 ° C. or more, when the
한편, 엔진 내부 온도가 40℃ 이상일 경우, 히터밸브(1)를 통해 제3배관(13)이 개방되면, 엔진 내부의 가열된 냉각수는 히터(20)를 순환하면서 별도의 블로워에 의해 차량 내부로 가열된 공기를 토출시킨다.On the other hand, when the engine internal temperature is 40 ° C or more, when the
이때, 상기 엔진 내부 온도가 40℃ 미만일 때에는 엔진 내부의 냉각수가 라디에이터나 히터 방향으로 이동하지 않고 엔진 내부에서 순환하기 때문에, 차량에 시동이 걸린 이후 단시간 내에 엔진 내부의 온도는 엔진이 구동하기 위한 최적의 온도에 도달할 수 있게 된다.At this time, when the engine internal temperature is less than 40 ° C., since the coolant inside the engine circulates inside the engine without moving in the direction of the radiator or the heater, the temperature inside the engine is optimal for driving the engine within a short time after the vehicle is started. The temperature of can be reached.
뿐만 아니라, 엔진 내부 온도가 40℃ 이상일 경우 히터 방향으로 냉각수의 순환을 허용함으로서, 겨울철 시동을 걸고 나서 단시간 내에 공조장치를 통해 가열된 공기를 차량 내부로 토출시켜, 빠른 시간 안에 차량의 유리창에 형성된 서리나 성애를 제거할 수 있게 된다.In addition, by allowing the circulation of the coolant in the direction of the heater when the engine internal temperature is 40 ℃ or more, after the start of the winter start to discharge the heated air through the air conditioning device within the vehicle within a short time, formed on the windshield of the vehicle in a short time It will be able to remove frost and sexuality.
여기서, 상기 엔진 냉각수 온도가 40℃ 이상이 되면 블로워를 통해 충분히 따뜻한 공기가 실내로 토출될 수 있다.Here, when the engine coolant temperature is 40 ° C. or more, sufficiently warm air may be discharged to the room through a blower.
상기한 바와 같이 본 발명은 엔진이 일정 온도 이상이 될 때까지 엔진 내부의 냉각수 순환을 방지함으로서, 엔진 내부의 온도가 구동하기 최적의 온도에 짧은 시간안에 도달하여 엔진의 효율을 향상시키는 효과가 있다. As described above, the present invention prevents the coolant circulation inside the engine until the engine reaches a predetermined temperature or more, thereby improving the efficiency of the engine by reaching the optimum temperature for driving the engine within a short time. .
특히, 엔진 내부의 온도를 빠른 시간 안에 가열시켜 주기 때문에, 엔진 시동후 공조장치를 통한 가열된 공기가 토출될 수 있는 시간을 줄여주어 겨울철 차량 내부 온도를 신속히 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량의 유리창에 형성된 성에나 서리 또한 신속히 제거할 수 있는 이점이 있다.In particular, since the temperature inside the engine is quickly heated, it reduces the time that the heated air can be discharged through the air conditioning unit after the engine is started, so that the temperature inside the vehicle can be quickly increased in winter, Formed frost or frost also has the advantage of being able to quickly remove.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |