KR100825141B1 - 차량용 난방 및 공기 조화 시스템 - Google Patents

차량용 난방 및 공기 조화 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 주행 상태 및 정지 상태 중에 차량의 내부를 난방 및 냉방하기 위한 차량용, 특히 다용도 차량용 난방 및 공기 조화 시스템(10)에 관한 것이다. 차량의 내부는 개별적으로 난방 및 냉방될 수 있는 전방 영역 및 후방 영역으로 분리되어 있고, 차량의 주행 상태 중에 전방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 전방 시스템(12)과, 차량의 주행 상태 중에 후방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 후방 시스템(14)과, 차량이 정지 상태에 있을 때 적어도 후방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 정지 상태용 시스템(16)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 정지 상태용 시스템이 후방 시스템에 합체되어 있다. 본 발명은 또한 난방 및 공기 조화 시스템(10)을 이용한 차량의 난방 및 공기 조화 방법에 관한 것이다.

Description

차량용 난방 및 공기 조화 시스템{HEATING AND AIR CONDITIONING SYSTEM FOR A MOTOR VEHICLE}
본 발명은 내부가 개별적으로 난방 및 냉방될 수 있는 전방 영역 및 후방 영역으로 분리되어 있는 차량의 주행 상태 및 정지 상태 중에 차량의 내부를 난방 및 냉방하기 위한 차량용, 특히 다용도 차량용 난방 및 공기 조화 시스템에 관한 것이다. 난방 및 공기 조화 시스템은 차량의 주행 상태 중에 전방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 전방 시스템과, 차량의 주행 상태 중에 후방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 후방 시스템과, 차량이 정지 상태에 있을 때 적어도 후방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 정지 상태용 시스템을 포함한다.
본 발명은 또한 차량의 난방 및 공기 조화 방법에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 난방 및 공기 조화 시스템을 구비하는 차량에 관한 것이다.
다용도 차량, 특히 트럭의 트랙터에 있어서, 난방 및 냉방 시에, 즉 일반적으로 차량의 내부를 공기 조화할 때에 특정의 요건이 설정된다. 차량의 내부는 일반적으로 전방 영역과 후방 영역으로 분리되고, 전방 영역은 차량의 주행 상태 중에 점유되는 운전석과 조수석을 포함하고, 후방 영역은 차량이 정지 상태에 있을 때 사용되는 슬리퍼-캡(sleeper-cab)을 포함한다. 슬리퍼 캡 내에서 시간을 보내 는 휴식 중의 운전자에게 쾌적한 기온을 제공하기 위하여, 차량이 정지 상태에 있을 때 후방 영역을 각각 난방 및 냉방할 수 있는 것이 유리하다.
이러한 목적을 위하여, 종래 기술의 개념은 전방 시스템과 후방 시스템을 조합하는 것, 특히 차량이 정지 상태에 있을 때도 공기 조화 시스템의 공통 압축기를 구동하여, 차량의 후방 영역을 냉방하는 것을 제안하고 있다. 이러한 개념의 단점은 높은 연료 소비율, 차량이 정지 상태에 있을 때에 모터의 마모, 오염물질 등의 추가의 방출물 및 엔진의 작동에 기인한 소음이 있다는 점이다.
이들 단점은, 차량의 주행 상태 중에만 전방 시스템과 후방 시스템의 작동을 허용하고, 추가의 자립식 정지 상태용 공기 조화 시스템을 제공함으로써 부분적으로 완화된다. 정지 상태용 시스템은 예컨대 보조 모터 또는 보조 배터리에 의해 전력이 공급되는 전기적으로 또는 기계적으로 구동될 수 있는 압축기에 의해 동작한다. 이러한 개념이 연료 소비율을 감소시키고, 마모 경감 및 방출물의 경감을 유도하기는 하지만, 자립식의 정지 상태용 공기 조화 시스템에 기인하여 과도하게 복잡하게 될 것이 요구된다는 단점을 갖는다.
본 발명의 범위 내에서, 차량의 작동 상태는 "주행 상태(running state)" 및
"정지 상태(stop-state)"라는 용어로 표시된다. 이와 관련하여, "주행 상태"는 차량이 반드시 여행중이거나 이동 중일 필요는 없는 작동 상태를 나타내고 있다는 것을 기억해야 한다. 오히려, "주행 상태"는 전력 공급이 진행되고 있는 것, 즉 차량이 엔진이 동작 중이라는 의미로 충분하다.
본 발명의 목적은 매우 합리적인 배치를 포함하는 난방 및 공기 조화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립항의 특징에 의해 달성된다.
본 발명의 유리한 실시예가 종속항에 한정되어 있다.
본 발명은 정지 상태용 시스템이 후방 시스템에 합체되어 있다는 점에서 통상의 난방 및 공기 조화 시스템을 넘어서 구현된다. 따라서 시스템의 전체 배치가 보다 합리적으로 되는데, 그 이유는 정지 상태용 시스템과 후방 시스템이 공통의 구성 요소를 구비하기 때문이다.
특히, 정지 상태용 시스템은 냉방용 열교환기와 저온 어큐물레이터를 포함하고, 상기 냉방용 열교환기, 후방 시스템의 난방용 열교환기 및 후방 시스템의 증발기에는 동일한 송풍기에 의해 기류가 공급되도록 되어 있다. 정지 상태용 시스템의 저온 어큐물레이터는 차량의 주행 상태 중에 저온 어큐물레이터의 영역에서의 증발 공정에 의해 충전된다. 이 경우에, 정지 상태용 시스템을 후방 시스템에 합체하는 것은 저온 어큐물레이터와 연통하는 냉방용 열교환기에 후방 시스템의 증발기 및 난방용 열교환기와 동일한 송풍기에 의해 공기를 공급함으로써 구현될 수 있다.
이러한 조처에 있어서는, 정지 상태용 시스템의 냉방용 열교환기와 정지 상태용 시스템의 저온 어큐물레이터가 열매체 회로에 배치되어 있고, 펌프에 의하여 열매체가 상기 회로를 통하여 이송되는 것이 특히 유리하다. 따라서 열 수반 매체(heat carrier medium)는 저온 어큐물레이터에 저장된 냉기(cold)를 인출하여 저온 열 수반 매체를 전기 구동식 펌프의 전력을 통하여 냉방용 열교환기로 운반할 수 있다. 송풍기로부터의 공기가 저온 열 수반 매체에 작용하고, 이로 인하여 냉각된 공기로서의 스트림(stream)을 차량의 후방 영역으로 공급할 수 있다.
또한 전방 시스템의 증발기, 후방 시스템의 증발기 및 정지 상태용 시스템의 저온 어큐물레이터가 동일한 콘덴서와 연통하고, 전체 난방 및 공기 조화 시스템에 압축기가 제공되는 것이 특히 유리하다. 따라서 전체 시스템을 작동하는 데에 단일의 콘덴서 및 단일의 압축기를 제공하는 것으로 충분하다. 콘덴서 내에서 액화되는 냉각 매체는 밸브 제어식으로 전방 시스템의 증발기, 후방 시스템의 증발기 및 정지 상태용 시스템의 저온 어큐물레이터에 도달할 수 있다. 이들 구성 요소로부터, 냉각 매체는 상기 시스템의 유일한 압축기로 복귀한다.
그러나, 전방 시스템의 증발기와 후방 시스템의 증발기가 동일한 콘덴서와 연통하고, 정지 상태용 시스템이 자체의 콘덴서 및 자체의 압축기를 구비하는 것도 가능하다. 이와 같이 함으로써, 단지 하나의 압축기 및 단지 하나의 콘덴서를 구비하는 실시예에 비하여 적응형 복잡도(adaptive complexity)가 증가하지만, 정지 상태의 공기 조화 시스템을 합체할 때의 융통성 측면에서는 유리하다. 정지 상태용 공기 조화 시스템에 별도의 콘덴서와 별도의 압축기를 장착함으로써, 정지 상태용 공기 조화 시스템을 냉각 매체로 개별적으로 충전하고, 그 시스템을 전체 시스템에 부가하는 것이 가능하다.
또한, 후방 시스템의 증발기와 정지 상태용 시스템의 저온 어큐물레이터가 동일한 콘덴서와 연통하고 전방 시스템이 자체의 콘덴서 및 자체의 압축기를 구비하는 것도 가능하다. 이와 같이 함으로써, 전방 시스템은 조합형 후방 정지 상태용 공기 조화 시스템으로부터 분리된다. 따라서 전방 시스템의 부하가 감소하고, 전방 영역과 후방 영역 사이에 냉각 매체 도관은 더 이상 필요하지 않게 되며, 후방 정지 상태용 공기 조화 시스템이 전방 시스템을 고려하지 않고 융통성 있게 일체화될 수 있다. 조합형 후방 정지 상태용 공기 조화 시스템의 압축기는 기계적으로 또는 전기적으로 구동될 수 있다. 차량의 정지 상태에서는 압축기의 작동이 일반적으로 필요하지 않은데, 그 이유는 저온 어큐물레이터가 정지 상태용 공기 조화에 필요한 냉기를 제공하기 때문이다.
그러나, 후방 시스템과 정지 상태용 시스템이 정지 상태에서 작동할 수 있는 공통의 압축기를 구비하는 것이 유리할 수 있다. 이러한 실시예에서, 저온 어큐물레이터는 생략될 수 있다. 정지 상태에서, 압축기는 기계적으로 또는 전기적으로 작동될 수 있다. 이러한 작동에 필요한 전력은 예컨대 충분히 충전된 보조 배터리 또는 연료 전지로부터 인출할 수 있다.
또한 본 발명은, 정지 상태용 시스템이 저온 어큐물레이터를 구비하고, 정지 상태용 시스템과 후방 시스템이 펌프를 매개로 저온 어큐물레이터와 연통하는 공통의 냉방용 열교환기를 구비하는 경우에 더욱 유리하게 된다. 이러한 조처에 의해, 후방 시스템에 할당되는 주행 상태의 공기 조화를 위한 별도의 증발기는 생략될 수 있다. 오히려, 주행 상태 중의 후방 영역의 공기 조화는 저온 어큐물레이터의 개입에 의해 실행된다.
또한, 정지 상태용 시스템과 후방 시스템이 공통의 어큐물레이터-증발기-열교환기 유닛(20)을 포함하는 것이 가능하다. 따라서 저온 어큐물레이터는 정지 상태 중에 송풍기로부터 공기가 공급되는 열교환기로서, 주행 상태 중에 송풍기로부터 공기가 공급되는 열교환기로서 냉기를 저장하는 작용을 한다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템을 이용하여 차량의 난방 및 공기 조화 방법과, 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템을 구비하는 차량에 관한 것이다. 이들 조처에 의해, 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 이점 및 특별한 특징이 방법 및 차량에 대한 사상 내에서 또한 구현된다.
본 발명은 정지 상태용 시스템을 후방 시스템에 합체함으로써, 전체 시스템에 대한 합리적인 조처를 달성할 수 있다는 결론에 기초하는 것이다. 또한 이러한 합체로 인하여, 종래 기술의 시스템에 비교하여 연료 소비 및 방출물을 줄이고 관련 부품의 마모를 줄이기 위한 필수 조건을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제1 실시예의 개략도이고,
도 2는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템에 구비되는 구성 요소의 가능한 기하학적 배치를 나타내는 2개의 설명도이고,
도 3은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제2 실시예의 개략도이고,
도 4는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제3 실시예의 개략도이고,
도 5는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제4 실시예의 개략도이고,
도 6은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제5 실시예의 개략도이고,
도 7은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제6 실시예의 개략도이고,
도 8은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제7 실시예의 개략도이고,
도 9는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제8 실시예의 개략도이고,
도 10은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제9 실시예의 개략도이고,
도 11은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제10 실시예의 개략도이다.
도 12는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제11 시예의 개략도이다.
이제 바람직한 실시예를 도시하고 있는 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 설명하기로 한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명에 있어서, 동일 도면 부호는 동일하거나 유사한 구성을 지시하고 있다.
도 1은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제1 실시예의 개략도를 도시하고 있다. 도 2는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템에 구비되는 구성 요소의 가능한 기하학적 배치를 나타내는 2개의 설명도이다. 난방 및 공기 조화 시스템(10)은 전방 시스템(12), 후방 시스템(14) 및 정지 상태용 시스템(16)을 구비하고, 이들 시스템은 서로 결합되어 있다. 도 2는 특히 공통 압축기(36), 공통 콘덴서(34) 및 공통 어큐물레이터(42)가 전방 시스템(12)의 증발기(32), 후방 시스템(14)의 증발기(24) 및 정지 상태용 시스템(16)의 저온 어큐물레이터(20)와 연통하고, 동일 송풍기(26)의 기류가 후방 시스템(14)의 난방용 열교환기(22), 정지 상태용 시스템(16)의 냉방용 열교환기(18), 도 2에 도시된 바와 같이 후방 시스템(14)의 냉방용 열교환기로서 작용하는 후방 시스템(14)의 증발기(24)에 작용하는 것을 도시하고 있다. 위에서 언급한 구성 요소 이외에, 난방 및 공기 조화 시스템(10)은 냉각수(47)가 공급될 수 있는 난방용 열교환기(44)와, 전방 시스템(12)의 증발기(32)에 할당된 팽창 요소(46), 후방 시스템(14)의 증발기(24)에 할당된 팽창 요소(48) 및 저온 어큐물레이터(20)에 할당된 팽창 요소(50)를 구비한다. 위에서 설명한 송풍기(26) 이외에, 전방 시스템(12)의 증발기(32)와 전방 시스템(12)의 난방용 열교환기(44)에 기류를 공급할 수 있는 추가의 송풍기(52)가 제공된다. 또한, 콘덴서(34)에 기류를 공급하기 위한 송풍기(54)가 제공된다. 또한, 전기적으로 동작 가능한 자기 밸브(56, 58, 60)가 제공된다. 자기 밸브(56)의 개방 상태에서, 전방 시스템(12)의 증발기(32)에는 냉각 매체(cooling agent)가 공급되는 반면 에, 자기 밸브(56)의 폐쇄 상태에서는 이러한 공급이 차단된다. 자기 밸브(58)의 개방 상태에서, 후방 시스템(14)의 증발기(24)에는 냉각 매체가 공급되는 반면에, 자기 밸브(58)의 폐쇄 상태에서는 이러한 공급이 차단된다. 자기 밸브(60)의 개방 상태에서, 저온 어큐물레이터(20)에는 냉각 매체가 공급되는 반면에, 자기 밸브(60)의 폐쇄 상태에서는 이러한 공급이 차단된다. 또한, 저온 어큐물레이터(20)를 향하는 방향으로 냉각 매체가 역류하는 것을 방지하는 체크 밸브(62)가 제공된다. 저온 어큐물레이터(20)와 냉방용 열교환기(18)는 열매체 회로(28)를 매개로 서로 연결되어 있고, 열 수반 매체를 구성 요소를 통하여 운반하는 펌프(30)가 제공된다. 또한, 정지 상태의 난방 작업을 가능하게 하도록, 후방 시스템(14)의 난방용 열교환기(22)로 흐르는 냉각수를 가열할 수 있는 워터 히터(64)가 제공된다.
주행 상태에서, 압축기(36)는 콘덴서(34)에 압축된 냉각 매체를 공급하도록 차량의 엔진에 의해 구동된다. 그 후, 전방 시스템(12) 및 후방 시스템(14)의 증발기(32, 34)로 공급되고, 자기 밸브(56, 58, 60)의 상태에 따라 어큐물레이터(42)를 매개로 저온 어큐물레이터(20)로 공급된다. 특히 저온 어큐물레이터(20)는 자기 밸브(60)가 개방된 상태로 전술한 바와 같이 충전될 수 있다. 차량의 정지 상태에서, 즉 엔진이 휴지 상태일 때, 냉각 에너지는 펌프(30)를 동작시킴으로써 저온 어큐물레이터(20)로부터 인출될 수 있다. 이러한 냉각 에너지는 냉방용 열교환기(18)를 매개로 그것에 작용하는 기류(26)를 통하여 저온 기류의 형태로 차량의 후방 영역으로 반송될 수 있다(도 2 참조).
도 3은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제2 실시예의 개략도이 다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 난방 및 공기 조화 시스템(10)에 있어서, 전방 시스템(12)과 후방 시스템(14)은 특히 주행 상태에서의 작동과 관련하여 도 1에 따른 난방 및 공기 조화 시스템(10)과 유사하게 설계되어 있다. 다만, 주행 상태 중에 전방 시스템(12)과 후방 시스템(14)의 선택적 작동을 가능하게 하는 밸브는 제공되지 않는다. 물론, 이것은 팽창 요소(346, 348) 이전에 자기 밸브를 배치함으로써 가능하다.
정지 상태용 시스템(16)은 도 1과 관련하여 설명한 바와 상이한 방식으로 난방 및 공기 조화 시스템(10)에 합체된다. 정지 상태용 시스템은 추가의 압축기(340)를 구비하며, 바람직하게는 이러한 압축기는 예컨대 발전기, 배터리, 바람직하게는 보조 배터리로부터의 직접적인 전력에 의해 전기적으로 구동될 수도 있고, 연료 전지의 전력에 의해 구동될 수도 있다. 압축된 냉각 매체는 추가의 콘덴서(338)로 반송되고, 추가의 송풍기(370)에 의해 냉각된다. 압축된 냉각 매체는 추가의 어큐물레이터(368)와 팽창 요소(350)를 매개로 저온 어큐물레이터(320)로 반송된다. 이와 같이 실시된 저온 어큐물레이터(320)의 충전 공정은 바람직하게는 차량의 주행 상태 중에 실시되는데, 그 이유는 압축(340)를 작동하기 위한 충분한 전력을 사용할 수 있기 때문이다. 그러나 충분한 양의 전력을 사용할 수 있다면, 차량의 정지 상태에서 충전 공정을 실시하는 것도 가능하다. 저온 어큐물레이터(320)의 방출은 도 1에 따른 실시예에서와 같이 실행된다.
도 3에 따른 본 발명의 실시예에서, 정지 상태용 시스템(16)을 후방 시스템(14)에 합체하는 것은, 공통 송풍기(326)로부터의 기류가 후방 시스템(14)의 난 방용 열교환기(322), 정지 상태용 시스템(16)의 냉방용 열교환기(318) 및 후방 시스템(14)의 증발기(324)의 구성에 작용하는 점에서 또한 특징이 있다.
도 4는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제3 실시예의 개략도이다. 도시된 실시예의 난방 및 공기 조화 시스템(10)에 있어서, 압축기(436)와 콘덴서(434)는 전방 시스템(12)의 작동을 위하여 제공되고, 압축기(440)와 콘덴서(438)는 후방 시스템(14)의 작동과 정지 상태용 시스템(16)의 작동을 위하여 제공된다. 따라서 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합과, 전방 시스템(12)은 완전히 분리되어 있다. 특히 전기적으로 구동되는 압축기(440)는 바람직하게는 주행 상태에서 작동하여, 증발기(424)를 통한 후방 영역의 주행 상태 공기 조화를 제공하고, 저온 어큐물레이터(420)를 충전한다. 펌프(430)를 작동시킴으로써 열매체 회로(428)를 매개로 방전이 다시 실시된다. 도 3과 관련하여 위에서 언급한 바와 같이 압축기(440)의 작동은 반드시 정지 상태 중인 것으로 고려되는 것을 주의해야 한다. 그 다음, 자기 밸브(458)가 개방된 상태로 증발기(424)를 매개로 후방 영역을 직접 냉각하는 것이 가능하거나 및/또는 자기 밸브(460)가 개방된 상태로 저온 어큐물레이터(420)의 충전이 가능하여, 이러한 냉각 에너지를 추후에 저온 어큐물레이터(420)로부터 인출한다. 다시, 도 2에 도시된 바와 같이, 동일한 송풍기(426)로부터의 기류가 난방용 열교환기(422), 냉방용 열교환기(418) 및 증발기(424)에 작용한다.
도 5는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제4 실시예의 개략도이다. 여기서도, 한편으로 전방 시스템(12), 다른 한편으로 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합이 완전하게 분리된다. 전방 시스템(12)은 도 4의 전방 시스템에 대응하는 것이다. 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합은 도 4에 따른 실시예와 달리 저온 어큐물레이터를 구비하지 않는다. 따라서 정지 상태의 공기 조화에 있어서도, 증발기(524) 내에 냉기를 발생시킬 수 있도록 하기 위하여 압축기(540)가 작동해야 한다. 따라서 압축기(540)용 보조 모터에 의해 전기적으로 또는 기계적으로 구동될 수 있는 압축기를 사용하는 것이 바람직한데, 그 이유는 이러한 압축기가 차량의 정지 상태 중에 배터리, 특히 보조 배터리에 의해, 또는 연료 전지로부터의 전력에 의해 작동될 수 있기 때문이다. 도 4에 따른 실시예에서와 같이 난방용 열교환기(522)에는 냉각수(566)가 공급되며, 이러한 공급은 워터 히터를 통하여 정지 상태 동안에 난방 목적으로 또한 달성될 수 있다.
도 6은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제5 실시예의 개략도이다. 이 실시예의 난방 및 공기 조화 시스템(10)은 도 5와 관련하여 설명한 시스템과 상당 부분 대응하는 것이다. 전방 시스템(12)과, 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합의 난방 수단에 관련해서만, 차이점을 설명하기로 한다. 전방 시스템(12)은 바람직하게는 증발기(632)를 바이패스함으로써 송풍기(652)에 의해 공기가 공급되는 에어 히터(672)를 구비한다. 이러한 에어 히터는 예컨대 통상의 연료 작동식 보조 공기 난방 장치로서 형성될 수 있다. 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합은 전기 히터(674)를 구비한다. 이 전기 히터에는 차량 배터리, 특히 보조 배터리, 연료 전지 또는 발전기로부터 전력이 공급된다. 또한 전기 히터(674)에는 바람직하게는 증발기(624)를 바이패스함으로써 송풍기(626) 에 의해 기류가 공급된다.
도 7은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제6 실시예의 개략도이다. 다시, 한편으로 전방 시스템(12), 다른 한편으로 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합이 서로 완전하게 분리되어 있다. 전방 시스템(12)은 통상의 방식으로 구성되어 있다. 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합은 도 4에 따른 실시예와 달리 별도의 증발기가 생략되어 있다. 냉각 회로의 증발기로서 단지 저온 어큐물레이터(720)만이 제공된다. 결과적으로, 차량의 후방 영역의 냉방이 필요하다면 주행 상태에서도, 냉방에 필요한 냉기가 열매체 회로(728)를 매개로 펌프(730)에 의해 저온 어큐물레이터(720)로부터 냉방용 열교환기(718)를 매개로 인출된다.
도 8은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제7 실시예의 개략도이다. 이 시스템은 도 7에 따른 시스템과 상당 부분 대응하는 것이다. 후방 시스템과 정지 상태용 시스템의 조합에 있어서 히터와 관련하여 차이점이 존재한다. 본 실시예에서, 바람직하게는 냉방용 열교환기(818)를 바이패스함으로써 송풍기(826)에 의해 공기가 공급되는 에어 히터(876)가 제공된다. 이러한 에어 히터는 예컨대 통상의 연료 작동식 보조 공기 가열 장치로서 형성될 수 있다.
도 9는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제8 실시예의 개략도이다. 본 발명의 제8 실시예에 따른 난방 및 공기 조화 시스템(10)은 도 8에 따른 실시예와 상당 부분 대응하는 것이다. 그러나 후방 시스템(14)과 정지 상태용 시스템(16)의 조합에서, 별도의 냉방용 열교환기는 생략되어 있다. 오히려 저온 어 큐물레이터가 어큐물레이터-증발기-열교환기 유닛(20)으로서 설계되며, 이 유닛에는 차량의 내부로 냉기를 전달하도록 송풍기(926)에 의해 공기가 직접 공급될 수 있다. 예컨대 도 7과 관련하여 설명한 바와 같이 냉각수가 통과하는 예컨대 난방용 열교환기, 예컨대 도 8과 관련하여 설명한 바와 같이 보조 난방 장치, 또는 도 6과 관련하여 설명한 바와 같은 전기 히터에 의해 난방 장치(도시 생략)가 또한 제공될 수 있다.
도 10은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제9 실시예의 개략도이다. 여기서, 2개의 개별 냉각 회로(1084, 1086)가 제공된다. 양 냉각 회로(1084, 1086)는 동일한 증발기(1076)와 연통하고, 증발기를 통하여 개별적으로 흐르는 매체는 증발기 내에서 혼합되지 않는다. 냉각 회로(1086)는 보조 모터(1080) 또는 보조 배터리(1080)에 의해 구동될 수 있는 압축기(1040)를 포함한다. 보조 모터의 구동은 본 발명의 다른 실시예에서와 같이 직접적으로 기계적으로 실행될 수 있고, 또는 보조 모터가 발전기를 매개로 압축기(1040)를 직접 구동하거나, 발전기에 의해 충전된 배터리를 개재한 상태로 압축기를 구동한다. 제2 냉각 회로(1086)는 자체의 콘덴서(1038), 자체의 어큐물레이터(1082), 자체의 팽창 요소(1078)를 구비하는 점에서 완전하다. 차량의 주행 상태 동안에, 일반적으로 압축기(1036)가 작동하는 반면에, 압축기(1040)는 작동하지 않는다. 차량의 정지 상태에서는, 압축기(1040)의 동작에 의해 정지 상태의 공기 조화가 실시된다.
도 11은 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제10 실시예의 개략도이다. 이 시스템은 도 10에 따른 시스템과 상당 부분 대응하는 것이다. 도 10과 의 차이점은 완전히 분리된 냉각 회로가 제공되지 않는다는 것이다. 압축기(1036)와 압축기(1040)가 작동하는 상태에서의 시스템의 적절한 동작은 체크 밸브(1188, 1190, 1192)의 배치에 의해 보장된다. 압축기(1036)의 동작과 압축기(1140)의 정지 중에, 체크 밸브(1192)는 팽창 요소(1148)를 바이패스하는 도관을 매개로 냉각 매체의 유동이 일어나지 않지만, 전체 유동이 팽창 요소(1148)를 통하여 진행하는 것을 보장한다. 압축기(1140)는 콘덴서(1138)를 향한 냉각 매체의 유동을 방지한다. 압축기(1136)의 정지 및 압축기(1140)의 작동 중에, 체크 밸브(1190)는 팽창 요소(1178)를 통한 유동이 증발기(1176)로 진행하는 것을 보장한다. 체크 밸브(1188)는 증발기(1132)를 통한 유동이 발생하지 않는 것을 보장한다. 압축기(1136)는 콘덴서(1134)를 향하는 방향으로 원치 않는 냉각 매체의 유동을 방지하는 작용을 한다.
도 12는 본 발명에 따른 난방 및 공기 조화 시스템의 제11 실시예의 개략도이다. 이 시스템은 도 10에 따른 실시예의 시스템과 상당 부분 대응하는 것이다. 그러나 도 10과의 차이점은 주행 상태 및 정지 상태를 위한 별도의 증발기, 주행 상태용의 증발기(1224)와 정지 상태용 증발기(1226)가 제공된다는 것이다. 또한 정지 상태의 시스템(16)을 후방 시스템(14)에 합체하는 것은, 특히 후방 시스템(14)의 난방용 열교환기(1222), 후방 시스템(14)의 증발기(1224) 및 정지 상태용 시스템(16)의 증발기(1270)에 동일한 송풍기(1226)에 의해 기류가 공급되어, 예컨대 도 2와 관련하여 위에서 이미 설명한 바와 같은 배치를 갖게 되는 것을 의미하는 것이다. 도 2에 따른 냉방용 열교환기를 단지 포 12에 따른 증발기(1276)로 대 체한 것이다.
이상의 설명, 첨부 도면 및 청구범위에 개시된 본 발명의 특징은 개별적으로 또는 조합으로 본 발명의 구현에 필수적인 것일 수 있다.
도면 부호
10 공기 조화 시스템
12 전방 시스템
14 후방 시스템
16 정지 상태용 시스템
18 난방용 열교환기
20 저온 어큐물레이터
22 난방용 열교환기
24 증발기
26 송풍기
28 열 캐리어 회로
30 펌프
32 증발기
34 콘덴서
36 압축기
38 콘덴서
40 압축기
42 어큐물레이터
44 난방용 열교환기
46 팽창 요소
47 냉각수
48, 50 팽창 요소
52, 54 송풍기
56-58 자기 밸브
60 체크 밸브
64 워터 히터
66 냉각수
70 송풍기
72 에어 히터
74 히터
76 증발기
78 팽창 요소
80 보조 모터/보조 배터리
82 어큐물레이터
84, 86 냉각 회로
88, 90, 92 체크 밸브

Claims (11)

  1. 내부가 개별적으로 난방 및 냉방될 수 있는 전방 영역 및 후방 영역으로 분리되어 있는 차량의 주행 상태 및 정지 상태 중에 차량의 내부를 난방 및 냉방하기 위한 차량용 난방 및 공기 조화 시스템(10)으로서,
    - 차량의 주행 상태 중에 전방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 전방 시스템(12)과,
    - 차량의 주행 상태 중에 후방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 후방 시스템(14)과,
    - 차량이 정지 상태에 있을 때 적어도 후방 영역을 난방 및 냉방하기 위한 정지 상태용 시스템(16)을 포함하며,
    - 상기 정지 상태용 시스템(16)이 후방 시스템(14)에 합체되는 것이며,
    - 상기 정지 상태용 시스템(16)은 냉방용 열교환기(18)와 저온 어큐물레이터(20; cold accumulator)를 포함하고,
    - 상기 냉방용 열교환기(18), 상기 후방 시스템(14)의 난방용 열교환기(22) 및 후방 시스템의 증발기(24)에 동일한 송풍기(26)에 의해 기류가 공급되는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  2. 삭제
  3. 제2항에 있어서, 상기 정지 상태용 시스템(16)의 냉방용 열교환기(18)와 정지 상태용 시스템의 저온 어큐물레이터(20)는 열매체 회로(heat carrier circuit)에 배치되어 있고, 펌프(30)에 의하여 상기 열매체 회로를 통해 열매체가 이송되는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    - 전방 시스템(12)의 증발기(32), 후방 시스템(14)의 증발기(24) 및 정지 상태용 시스템(16)의 저온 어큐물레이터(20)는 동일한 콘덴서(34)와 연통하고,
    - 상기 콘덴서(34)에는 전체 난방 및 냉방 시스템을 작동시키는 압축기(36)가 제공되는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    - 전방 시스템(12)의 증발기(332)와 후방 시스템(14)의 증발기(334)는 동일한 콘덴서(334)와 연통하고,
    - 정지 상태용 시스템(16)은 자체의 콘덴서(338)와 자체의 압축기(340)를 구비하는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    - 후방 시스템(14)의 증발기(424)와 정지 상태용 시스템(16)의 저온 어큐물 레이터(420)는 동일한 콘덴서(428)와 연통하고,
    - 전방 시스템(12)은 자체의 콘덴서(434)와 자체의 압축기(436)를 구비하는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 후방 시스템과 정지 상태용 시스템은 정지 상태에서 작동할 수 있는 공통의 압축기(540, 640)를 구비하는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    - 상기 정지 상태용 시스템은 저온 어큐물레이터(720, 820)를 구비하고,
    - 정지 상태용 시스템과 후방 시스템은 펌프(730, 830)을 매개로 저온 어큐물레이터(720, 820)와 연통하는 공통의 냉방용 열교환기(718, 818)를 구비하는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 정지 상태용 시스템(16)과 후방 시스템(14)은 공통의 어큐물레이터-증발기-열교환기 유닛(920)을 구비하는 것인 차량용 난방 및 공기 조화 시스템.
  10. 삭제
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 하나의 항에 따른 난방 및 공기 조화 시스템(10)을 구비하는 차량.
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