KR100957323B1 - Automobile Heater Apparatus Having Variable Circulating Path - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변순환경로를 갖는 자동차용 히터장치에 관한 것으로,The present invention relates to a heater device for a vehicle having a variable net environment path.
냉각용 작동유체가 출입되도록 유입구와 배출구가 구비된 엔진;An engine having an inlet and an outlet to allow the cooling working fluid to enter and exit;
상기 엔진과 유로를 통해 작동유체가 순환되도록 연결되며 가열된 작동유체에 의해 열 발산되는 것으로, 유입부와 배출부가 구비된 발열수단; 및A heat generating means connected to the working fluid through the engine and the flow path and circulated by the heated working fluid and having an inlet and an outlet; And
상기 엔진 배출구와 상기 발열수단 유입부를 연통하는 공급유로와, 상기 발열수단 배출부와 상기 엔진 유입구를 연통하는 배출유로(212)가 서로 통하도록 연결하는 보조유로(210)와, A supply passage communicating the engine outlet with the heat generating means inlet, an auxiliary passage 210 connecting the heat generating means outlet with the discharge passage 212 communicating with the engine inlet;
상기 보조유로(210) 상에 설치되어 상기 작동유체를 가열하는 보조발열기(220)와, An auxiliary heater 220 installed on the auxiliary flow path 210 to heat the working fluid;
상기 공급유로(211)와 상기 보조유로(210)의 분기점에 설치되어 상기 엔진배출구(112)쪽 및 상기 보조발열기(220) 쪽 유로를 개폐하는 제1유로제어밸브(230)와, A first flow path control valve 230 installed at a branch point of the supply flow path 211 and the auxiliary flow path 210 to open and close the flow path of the engine discharge port 112 and the auxiliary heater 220;
상기 배출유로(212)와 상기 보조유로(210)의 분기점에 설치되어 상기 엔진유입구(111)쪽 및 상기 보조발열기(220)쪽 유로를 개폐하는 제2유로제어밸브(240)와, A second channel control valve 240 installed at a branch point of the discharge channel 212 and the auxiliary channel 210 to open and close the channel of the engine inlet 111 and the auxiliary heater 220;
상기 제1유로제어밸브(230)와 상기 발열수단(120) 사이, 또는 상기 제2유로제어밸브(240)와 상기 발열수단(120) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 설치되어 상기 작동유체가 순환되도록 하는 펌프부(250)와, Installed between at least one of the first flow control valve 230 and the heat generating means 120 or between the second flow control valve 240 and the heat generating means 120 to circulate the working fluid. Pump unit 250,
상기 공급유로(211) 중 상기 엔진 배출구(112)로부터 상기 제1유로제어밸브(230)까지의 유로와 상기 보조유로(210) 중 상기 제2유로제어밸브(240)로부터 상기 보조발열기(220)까지의 유로가 서로 연통되도록 하는 바이패스부(260)로 이루어져, 상기 엔진(110)의 냉각시에는 상기 발열수단(120)으로 유입되는 작동유체를 상기 보조발열기(220)로 가열하여 상기 엔진(110)을 통과하지 않는 유로로 순환되도록 하고 상기 엔진(110)의 워밍업 후에는 상기 발열수단(120)과 상기 엔진(110)이 상호 통하는 유로로 순환되도록 하는 보조가열수단(200); 을 포함하여 이루어지는 가변순환유로를 갖는 자동차용 히터장치를 제공한다.The auxiliary heater 220 of the flow path from the engine outlet 112 to the first flow control valve 230 of the supply flow path 211 and the second flow control valve 240 of the auxiliary flow path 210. Comprising a bypass portion 260 to communicate with each other, the cooling fluid of the engine 110 when the operating fluid flowing into the heat generating means 120 to the auxiliary heater 220 to the engine ( Auxiliary heating means 200 for circulating in the flow path that does not pass through 110 and after the warm-up of the engine 110 is circulated in the flow path through which the heat generating means 120 and the engine 110 communicate with each other; Provided is a heater device for a vehicle having a variable circulation passage comprising a.
자동차, 히터장치, 엔진, 냉각수, 히터코어, 보조가열, PTC Automotive, Heater, Engine, Coolant, Heater Core, Auxiliary Heating, PTC
Description
본 발명은 가변순환경로를 갖는 자동차용 히터장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heater apparatus for a vehicle having a variable net environment path.
일반적으로, 차량에는 엔진을 냉각시키기 위한 냉각용 작동유체(예컨대, "냉각수")가 순환되고, 상기 작동유체는 엔진에서 가열되며 히터코어의 방열핀 사이를 유동하는 공기를 가열하여 차량의 실내에 온풍이 공급되도록 한다.Generally, a cooling fluid (eg, "coolant") for cooling the engine is circulated in the vehicle, and the working fluid is heated in the engine and heats air flowing between the radiating fins of the heater core to warm the air in the interior of the vehicle. To be supplied.
즉, 상기 작동유체는 엔진에서 가열되어 고온이 되는데, 이러한 고온의 작동유체는 차량의 실내로 연결된 송풍경로를 유동하는 공기와의 열교환에 의해 차량의 실내공기를 따뜻하게 만드는 역할을 수행한다.That is, the working fluid is heated in the engine to a high temperature, the high temperature working fluid serves to warm the indoor air of the vehicle by heat exchange with the air flowing through the air flow path connected to the interior of the vehicle.
도1은 종래의 자동차용 히터장치를 개략적으로 도시한 구성도이다.1 is a configuration diagram schematically showing a conventional heater device for automobiles.
도1에 나타낸 바와 같이 종래의 자동차용 히터장치는, 작동시 열이 발생하는 엔진(11)과, 상기 엔진(11)에 유로(15)를 매개로 연결되어 상기 유로(15) 속을 흐르는 냉각수의 순환에 의해 발열되면서 상기 엔진(11)에는 냉각된 냉각수를 다시 공급하는 히터코어(12)와, 상기 엔진(11)과 상기 히터코어(12) 사이에 설치되는 보 조가열수단(13)과, 상기 냉각수가 순환되도록 하는 워터펌프(14) 등으로 구성된다.As shown in FIG. 1, a conventional automotive heater apparatus includes an
상기 히터코어(12)는 엔진(11)에서 배출된 고온의 냉각수가 그 내부를 통과하면서 주위 공기와 열교환하여 차 실내 공기를 따뜻하게 하기 위한 구성으로, 방열핀과 같은 구조로 이루어진다.The
또한, 상기 히터코어(12)를 통과한 저온의 냉각수는 상기 워터펌프(14)에 의하여 상기 엔진(11)으로 다시 유입되고 엔진(11) 내부를 통과하여서 다시 가열되어 고온의 냉각수가 상기 히터코어(12)로 유입되도록 하는 순환구조를 갖는다.In addition, the low temperature cooling water passing through the
그런데, 통상 상기 엔진(11)은 초기 작동시에 엔진의 냉각상태가 일정시간 지속되기 때문에 상기 엔진(11)에서 배출되는 냉각수는 여전히 저온 상태를 유지하게 되므로 상기 히터코어(12)에서 발열이 이루어지지 않는바, 이러한 현상은 겨울철에 더욱 심하여 탑승자는 일정시간 온풍을 공급받지 못하게 된다.However, in the
따라서, 상기 히터코어(12) 전단에 엔진 가열과 무관한 별도의 보조가열수단(13)을 설치하여 엔진이 워밍업되기 전에도 냉각수를 가열하여 상기 히터코어(12)에서 온풍이 나오도록 하며, 엔진(11)이 워밍업되고 나면 상기 보조가열수단(13)의 작동이 정지되어 엔진(11)에서 배출된 냉각수만으로 상기 히터코어(12)가 발열되도록 한다.Therefore, by installing a separate auxiliary heating means (13) irrelevant to the engine heating in front of the
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 자동차용 히터장치는 도1에 도시된 바와 같이 보조가열수단에 의해 가열된 냉각수가 히터코어를 통과한 후 다시 차가운 엔진으로 유입되는 불합리한 구조를 이루고 있는바, 상기 히터코어를 통과한 냉각수 는 상기 엔진을 통과하고 나면 더욱 냉각되어 상기 보조가열수단으로 냉각수를 재발열시키는데 많은 시간이 소요될 뿐만 아니라 이에 따른 불필요한 전력을 낭비하게 되는 문제점이 있다.However, the conventional automotive heater apparatus as described above has an unreasonable structure in which the coolant heated by the auxiliary heating means passes through the heater core and then flows back into the cold engine, as shown in FIG. The coolant passing through the core is further cooled after passing through the engine, and it takes a long time to reheat the coolant to the auxiliary heating means and wastes unnecessary power.
즉, 종래의 자동차용 히터장치는 히터코어를 통과한 냉각수가 무조건 엔진을 통과하는 구조로 이루어져 있기 때문에 열효율이 저하되는 문제와 함께 냉각된 냉각수를 다시 소정온도로 가열하여야 하기 때문에 보조가열수단에 많은 전력이 필요한 문제점이 있다.That is, the conventional heater device for automobiles has a structure in which the coolant passing through the heater core passes through the engine unconditionally, and the heat efficiency is lowered, and the cooled coolant needs to be heated again to a predetermined temperature. There is a problem that requires power.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 엔진과 히터코어 및 보조가열수단의 순환경로를 적절하게 제어함으로써 열적 손실을 최소화하여 열효율을 증대시키고 보조가열수단을 최소한의 전력만으로 운용할 수 있도록 함으로서 자동차용 히터장치를 최적으로 제어하는데 있다.The present invention is to solve the problems described above, the object is to properly control the circulation path of the engine, the heater core and the auxiliary heating means to minimize the thermal loss to increase the thermal efficiency and the auxiliary heating means with a minimum of power It is possible to optimally control the heater device for automobiles by allowing them to operate.
또한, 엔진 운전이 종료된 후에도 엔진의 잠열을 이용하여 냉각수가 히터코어 쪽으로 순환되도록 함으로써 온풍을 계속해서 공급받을 수 있도록 함에 있다.In addition, even after the engine operation is completed, the coolant is circulated to the heater core by using the latent heat of the engine so that the warm air can be continuously supplied.
상술한 바와 같은 목적을 해결하기 위하여 본 발명은, In order to solve the above-mentioned problems,
냉각용 작동유체가 출입되도록 유입구와 배출구가 구비된 엔진;An engine having an inlet and an outlet to allow the cooling working fluid to enter and exit;
상기 엔진과 유로를 통해 작동유체가 순환되도록 연결되며 가열된 작동유체 에 의해 열 발산되는 것으로, 유입부와 배출부가 구비된 발열수단; A heat dissipation means connected to the working fluid through the engine and the flow path and heat dissipated by the heated working fluid, the inlet and the outlet being provided;
상기 엔진과 상기 발열수단에 연결되는 것으로, 상기 엔진의 냉각시에는 상기 발열수단으로 유입되는 작동유체를 가열하여 상기 엔진을 통과하지 않는 유로로 순환되도록 하고, 상기 엔진의 워밍업 후에는 상기 발열수단과 상기 엔진이 상호 통하는 유로로 순환되도록 하는 보조가열수단; 을 포함하여 이루어지는 가변순환유로를 갖는 자동차용 히터장치를 제공한다.It is connected to the engine and the heat generating means, and when the engine is cooled to heat the working fluid flowing into the heat generating means to be circulated to the passage that does not pass through the engine, and after the warm-up of the engine and the heat generating means Auxiliary heating means for allowing the engine to circulate in a flow path communicating with each other; Provided is a heater device for a vehicle having a variable circulation passage comprising a.
또한, 상기 보조가열수단은, 상기 엔진 배출구와 상기 발열수단 유입부를 연통하는 공급유로와, 상기 발열수단 배출부와 상기 엔진 유입구를 연통하는 배출유로가 서로 통하도록 연결하는 보조유로;In addition, the auxiliary heating means, the auxiliary flow path for connecting the supply passage communicating the engine outlet and the heat generating means inlet, and the discharge passage communicating the heat generating means discharge and the engine inlet with each other;
상기 보조유로 상에 설치되어 상기 작동유체를 가열하는 보조발열기; An auxiliary heating element installed on the auxiliary passage to heat the working fluid;
상기 공급유로와 상기 보조유로의 분기점에 설치되어 상기 엔진배출구쪽 및 상기 보조발열기쪽 유로를 개폐하는 제1유로제어밸브;A first flow path control valve installed at a branch point of the supply flow path and the auxiliary flow path to open and close the engine discharge port side and the auxiliary heater side flow path;
상기 배출유로와 상기 보조유로의 분기점에 설치되어 상기 엔진유입구쪽 및 상기 보조발열기쪽 유로를 개폐하는 제2유로제어밸브;A second passage control valve installed at a branch point of the discharge passage and the auxiliary passage to open and close the engine inlet side and the auxiliary heater side passage;
상기 제1유로제어밸브와 상기 발열수단 사이, 또는 상기 제2유로제어밸브와 상기 발열수단 사이 중 적어도 어느 한 곳에 설치되어 상기 작동유체가 순환되도록 하는 펌프부;를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.And a pump unit installed between at least one of the first flow control valve and the heat generating means or between the second flow control valve and the heat generating means to circulate the working fluid.
또한, 상기 보조가열수단에는, 상기 공급유로 중 상기 엔진 배출구로부터 상기 제1유로제어밸브까지의 유로와, 상기 보조유로 중 상기 제2유로제어밸브로부터 상기 보조발열기까지의 유로가 서로 연통되도록 하는 바이패스부가 형성된 것을 특 징으로 한다.In addition, the auxiliary heating means may be configured such that a flow path between the engine outlet port and the first flow path control valve in the supply flow path and a flow path from the second flow path control valve to the auxiliary heat generator in the auxiliary flow path communicate with each other. The pass section is formed.
또한, 상기 제1유로제어밸브와 상기 제2유로제어밸브는 3방향밸브로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the first flow control valve and the second flow control valve is characterized in that consisting of a three-way valve.
또한, 상기 보조발열기는 PTC소자로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary heater is characterized in that consisting of a PTC element.
또한, 상기 보조발열기, 상기 제1유로제어밸브, 상기 제2유로제어밸브, 상기 펌프부는 엔진냉각수센서 및 코어온도센서로부터 온도정보를 입력받는 제어부에 의하여 각각 제어되는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary heater, the first flow path control valve, the second flow path control valve, the pump unit is characterized in that each controlled by a control unit for receiving temperature information from the engine coolant sensor and the core temperature sensor.
여기서, 상기 제어부는, 상기 엔진 냉각시 상기 제1유로제어밸브와 상기 제2유로제어밸브가 공히 보조발열기 쪽 유로만 개방하도록 제어하고, 상기 보조발열기와 상기 펌프부가 공히 온(ON)되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.Herein, the control unit controls the first flow path control valve and the second flow path control valve to open only the side path of the auxiliary heat generator when the engine is cooled, and controls the auxiliary heat generator and the pump unit to be turned on. It is characterized by.
또한, 상기 제어부는, 상기 엔진 냉각수 온도가 상기 발열수단 배출부 온도보다 높을 때, 상기 제1유로제어밸브는 보조발열기 쪽 유로만 개방하고, 상기 제2유로제어밸브는 엔진 쪽 유로만 개방하도록 제어하며, 상기 보조발열기는 온(ON)시키고 상기 펌프부는 오프(OFF)시키는 것을 특징으로 한다.The control unit may control the first flow path control valve to open only the auxiliary heater side flow path and the second flow path control valve to open only the engine side flow path when the engine coolant temperature is higher than the heat generating means discharge part temperature. The auxiliary heater may be turned on and the pump unit may be turned off.
또한, 상기 제어부는, 상기 엔진 워밍업 종료시, 상기 제1유로제어밸브와 상기 제2유로제어밸브가 공히 상기 엔진 쪽 유로만 개방하도록 제어하고, 상기 보조발열기와 상기 펌프부가 공히 오프(OFF)되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.The control unit controls the first flow path control valve and the second flow path control valve to open only the engine side flow path at the end of the engine warm-up, and controls the auxiliary heater and the pump unit to be turned off. Characterized in that.
또한, 상기 제어부는, 상기 엔진 비작동시, 상기 제1유로제어밸브와 상기 제2유로제어밸브가 공히 상기 엔진 쪽 유로만 개방하도록 제어하고, 상기 보조발열기는 오프(OFF)시키고 상기 펌프부는 온(ON)시키는 것을 특징으로 한다.The control unit may control the first flow path control valve and the second flow path control valve to open only the engine-side flow path when the engine is not operated, the auxiliary heater is turned off, and the pump part is turned on. It is characterized in that (ON).
본 발명에 의하면, 히터장치의 유로가 최적으로 제어됨에 따라 열효율이 개선되고 특히 최소한의 전력으로 보조발열기가 운용되므로 에너지를 절감할 수 있는 특유의 효과가 있다.According to the present invention, as the flow path of the heater device is optimally controlled, the thermal efficiency is improved, and in particular, the auxiliary heater is operated with a minimum power, thereby having a unique effect of saving energy.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도2는 본 발명에 따른 자동차용 히터장치의 엔진 냉각시 폐회로순환 과정을 보인 구성도이고, 도3은 엔진 워밍업 중 작동유체의 순환 과정을 보인 구성도이며, 도4는 엔진 워밍업 종료시 작동유체의 순환과정을 보인 구성도이고, 도5는 엔진 비작동시 작동유체의 순환과정 및 각 구성의 동작 상태를 보인 구성도이며, 도6은 본 발명에 따른 제어관계를 보인 블록도이다.Figure 2 is a block diagram showing a closed circuit circulation process during the engine cooling of the heater device for a vehicle according to the present invention, Figure 3 is a block diagram showing the circulation process of the working fluid during engine warm-up, Figure 4 is a view of the working fluid at the end of the engine warm-up 5 is a block diagram showing a circulating process, and FIG. 5 is a block diagram showing a circulating process of an operating fluid and an operating state of each component when the engine is not operated, and FIG. 6 is a block diagram showing a control relationship according to the present invention.
먼저, 도2를 참조하여 본 발명을 설명하면, 본 발명은 크게 엔진(110)과 발열수단(120)과 보조가열수단(200)을 포함하여 이루어진다.First, referring to FIG. 2, the present invention is largely made up of an
상기 엔진(110)에는 엔진(110)을 냉각시키기 위한 냉각용 작동유체가 유입 및 유출될 수 있도록 상기 엔진(110) 일측에 유입구(111)가 형성되고 타측에 배출구(112)가 형성된다.In the
여기서, 상기 작동유체는 엔진(110)을 냉각시키기 위한 목적으로 사용될 수 있는 모든 유체를 통칭하는 것으로, 예를 들면 물 또는 물과 부동액을 소정비율로 혼합한 것(이하, "냉각수") 등이 있을 수 있는바, 상기 작동유체가 냉각수로 국한되는 것은 아니다.Here, the working fluid refers to all fluids that can be used for the purpose of cooling the
또한, 상기 엔진(110)에는 작동유체가 순환되도록 하는 워터펌프(113)가 구비되어 있는데, 상기 워터펌프(113)는 상기 엔진(110)의 기계적 동력전달에 의하여 엔진(110) 운전 중에는 상기 워터펌프(113)도 동작하게 된다.In addition, the
이때, 상기 엔진(110)은 가솔린기관, 디젤기관, 가스기관과 같은 전통적인 단일형 엔진도 포함하지만, 서로 다른 두가지 형태가 병합된 하이브리드(Hybrid)용 엔진도 포함되는바, 이하에서는 이러한 모든 개념의 엔진을 통칭하여 그냥 엔진(110)이라고 한다.At this time, the
한편, 상기 발열수단(120)은 상기 작동유체가 순환되도록 상기 엔진(110)과 유로를 통해 연결되는 것으로, 상기 엔진(110)에 의해 가열된 작동유체는 상기 발열수단(120)을 지나면서 주위와 열교환을 통해 열을 발산하게 되고 이에 따라 냉각된 작동유체는 다시 엔진(110)으로 유입되어 엔진(110)을 냉각시키게 된다.On the other hand, the heat generating means 120 is connected to the
즉, 상기 발열수단(120)은 상기 엔진(110)을 냉각시키는 한편 주위로 열을 발산하게 되므로 그 열을 다양한 곳에 이용할 수 있는데, 예를 들면 상기 발열수단(120)의 열을 이용하여 차실내의 공기를 따뜻하게 할 수 있다.That is, since the heat generating means 120 cools the
이때, 상기 발열수단(120)은 필요에 따라 여러 가지 구조로 이루어질 수 있으나 차실내 공기를 따뜻하게 하는데 사용하기 위해서는 히터코어 형태로 실시되는 것도 가능하다.At this time, the heat generating means 120 may be made of various structures as necessary, but may also be implemented in the form of a heater core in order to use to warm the interior air.
이와 같이 상기 발열수단(120)에 가열된 작동유체가 통과하면서 주위와 열교 환이 일어나기 위해서 상기 발열수단(120)의 일측에는 작동유체가 유입되는 유입부(121)가 형성되고 타측에는 열교환이 끝난 작동유체가 배출되는 배출부(122)가 형성된다.In this way, in order for the exchange of heat with the surroundings while the heated working fluid passes through the heat generating means 120, an
한편, 상기 보조가열수단(200)은 상기 엔진(110)과 상기 발열수단(120)에 상호 연통가능하게 연결되는 것으로, 상기 보조가열수단(200)은 상기 엔진(110)이 워밍업되기 전에 저온의 작동유체가 상기 발열수단(120)으로 유입되어 상기 발열수단(120)이 정상적으로 열발산하지 않는 것을 보완하기 위하여 마련된 것으로, 상기 엔진(110) 작동과 별개로 동작되는 에너지원에 의하여 자체적으로 상기 작동유체를 가열함으로써, 엔진(110) 워밍업 전에도 상기 발열수단(120)에서 열 발산이 이루어지도록 하기 위한 목적으로 마련된다.On the other hand, the auxiliary heating means 200 is connected to the
여기서, 상기 보조가열수단(200)은 엔진(110) 냉각시에 상기 발열수단(120)으로 유입되는 작동유체를 가열하고 그 작동유체가 상기 발열수단(120)에서 배출될 때 상기 엔진(110)을 통과하지 않는 우회 유로로 순환되도록 함으로써 상기 발열수단(120)과 보조가열수단(200) 사이에 폐회로를 형성하여 작동유체가 상기 엔진(110)를 통과할 때 발생하는 열손실을 방지한다.Here, the auxiliary heating means 200 heats the working fluid introduced into the heat generating means 120 when the
또한, 상기 보조가열수단(200)은 엔진(110) 워밍업 후에 상기 발열수단(120)과 상기 엔진(110)이 상호 연통하는 유로로 순환되도록 함으로써 엔진(110)에 의해 가열된 작동유체가 상기 발열수단(120)에서 열 발산한 후 다시 엔진(110)으로 재유입되도록 한다.In addition, the auxiliary heating means 200 after the warm-up of the
상기 보조가열수단(200)은 도2에 도시된 바와 같이 크게 보조유로(210)와 보조발열기(220)와 제1유로제어밸브(230)와 제2유로제어밸브(240)와 펌프부(250)를 포함하여 이루어진다.As shown in FIG. 2, the auxiliary heating means 200 includes an
상기 엔진 배출구(112)와 상기 발열수단 유입부(121)를 연통하는 유로를 "공급유로(211)"라고 하고, 상기 발열수단 배출부(122)와 상기 엔진 유입구(111)를 연통하는 유로를 "배출유로(212)"라고 하는데, 상기 보조유로(210)는 상기 공급유로(211)와 상기 배출유로(212)가 서로 통하도록 연결하는 유로이다.A flow path for communicating the
이에 따라 상기 공급유로(211)와 상기 배출유로(212)는 상기 보조유로(210)에 의하여 상기 엔진(110)이나 상기 발열수단(120)을 통하지 않고도 서로 연통된다.Accordingly, the
그리고, 상기 보조발열기(220)는 상기 보조유로(210) 상에 설치되는 것으로, 상기 보조유로(210) 내부를 흐르는 작동유체를 가열하게 되는데, 상기 보조발열기(220)는 상기 엔진(110)의 작동과 무관하게 발열되도록 외부로부터 전원을 공급받으면 발열되는 전기발열체로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the
전원공급에 의하여 발열되는 상기 보조발열기(220)의 종류에는 여러 가지가 있을 수 있으나, 본 발명의 실시예에서는 상기 보조발열기(220)가 PTC소자로 이루어진 PTC히터로 구현된다.There may be various kinds of the sub-heater 220 generated by the power supply, in the embodiment of the present invention, the sub-heater 220 is implemented as a PTC heater made of a PTC element.
PTC히터는 히터의 온도가 변화되더라도 온도계수의 변화가 작은 정특성 서미스터(PTC; positive temperature coefficient thermistor, 이하'PTC 소자'라 함)로 주로 만들어진다.The PTC heater is mainly made of a positive temperature coefficient thermistor (PTC), which has a small change in temperature coefficient even if the temperature of the heater changes.
참고로, 상기 PTC 소자에 대해서 간단히 설명하면, 온도가 높아져도 화재의 염려가 없는 세라믹으로 이루어져 있으며, PTC 소자로 만들어진 히터를 PTC 히터라고 한다.For reference, the PTC element will be described briefly. A heater made of a PTC element is made of a ceramic which is made of a ceramic which does not cause a fire even when the temperature is increased.
또한, 상기 PTC 히터는 신체나 생활용품을 건조하기 위한 드라이어나, 열을 필요로 하는 각종의 생활기구로 사용하기도 하지만, 방출하는 열을 제어하기가 용이하여 각종 산업장치에 많이 사용되고 있다.In addition, although the PTC heater is used as a dryer for drying a body or household goods, or various living appliances requiring heat, it is easy to control the heat emitted and is widely used in various industrial apparatuses.
또한, 상기 제1유로제어밸브(230)는 상기 공급유로(211)와 상기 보조유로(210)의 분기점에 설치되어 상기 엔진 배출구(112) 쪽 및 상기 보조발열기(220)쪽 유로를 개폐하는 밸브로, 상기 제1유로제어밸브(230)에서 상기 발열수단(120)의 유입부(121) 쪽 유로는 항상 개방된 상태가 된다.In addition, the first flow path control
즉, 상기 엔진 배출구(112) 쪽에서 제1유로제어밸브(230)로 들어오는 유로나 상기 보조발열기(220) 쪽에서 제1유로제어밸브(230)로 들어오는 유로가 상기 제1유로제어밸브(230)의 제어에 의하여 개폐된다.That is, the flow path coming into the first
또한, 상기 제2유로제어밸브(240)는 상기 배출유로(212)와 상기 보조유로(210)의 분기점에 설치되어 상기 엔진 유입구(111) 쪽 및 상기 보조발열기(220) 쪽 유로를 개폐하는 밸브로, 상기 제2유로제어밸브(240)에서 상기 발열수단(120)의 배출부(122) 쪽 유로는 항상 개방된 상태가 된다. In addition, the second flow path control
즉, 상기 엔진 유입구(111) 쪽으로 나가는 유로나 상기 보조발열기(220) 쪽 으로 나가는 유로가 상기 제2유로제어밸브(240)의 제어에 의하여 개폐된다.That is, the flow path exiting toward the
여기서, 상기 제1유로제어밸브(230)와 상기 제2유로제어밸브(240)는 3방향(Three Way)밸브로 이루어지게 되는바, 이들 밸브에 전기적 신호가 입력되면 그 중 두곳의 유로를 개폐하게 되어 유로 전환이 이루어진다.Here, the first flow path control
또한, 상기 펌프부(250)는 상기 제1유로제어밸브(230)와 상기 발열수단(120) 사이, 또는 상기 제2유로제어밸브(240)와 상기 발열수단(120) 사이 중 적어도 어느 한 곳에 설치되어 도2에 나타낸 바와 같이 상기 엔진(110)에 구비된 워터펌프(113)의 힘이 상기 유로에 미치지 않거나 도5에 나타낸 바와 같이 상기 엔진(110)이 오프되어 상기 워터펌프(113)가 동작하지 않을 때에도 상기 작동유체가 순환되도록 한다.In addition, the
여기서, 상기 펌프부(250)는 상기 엔진(110)과 무관하게 동작하는 구성으로 외부의 전원에 의해서 동작되도록 하는 것이 바람직하다.Here, the
한편, 상기 보조가열수단(200)에는, 상기 공급유로(211) 중 상기 엔진(110)배출구(112)로부터 상기 제1유로제어밸브(230)까지의 유로와, 상기 보조유로(210) 중 상기 제2유로제어밸브(240)로부터 상기 보조발열기(220)까지의 유로가 서로 연통되도록 하는 바이패스부(260)가 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, the auxiliary heating means 200, the flow path from the
상기 바이패스부(260)는 도3에 나타낸 바와 같이 엔진(110)이 워밍업 중일 때 즉, 상기 엔진(110)이 완전하게 워밍업되지는 않았지만 상기 엔진(110)의 냉각수온도가 상기 발열수단(120)의 배출부(122) 온도보다는 높을 때 상기 작동유체가 엔진(110)을 통과한 뒤 상기 보조발열기(220)를 다시 한번 통과하도록 하여 고온의 작동유체가 상기 발열수단(120)을 지나도록 한다.As shown in FIG. 3, the
즉, 도3의 상태는 아직 엔진(110) 워밍업이 종료되지 않았으므로 상기 보조발열기(220)가 동작하는 온 상태가 된다.That is, the state of FIG. 3 is in the on state in which the
그리고, 상기 보조발열기(220), 상기 제1유로제어밸브(230), 상기 제2유로제어밸브(240), 상기 펌프부(250)는 도6에 나타낸 바와 같이 제어부(270)의 제어신호에 의하여 각각 제어되는데, 상기 제어부(270)는 엔진(110)의 냉각수 온도를 측정하는 엔진냉각수센서(114)와 상기 발열수단(120)의 배출부(122) 쪽 작동유체의 온도를 측정하는 코어온도센서(123)로부터 작동유체의 온도정보를 입력받는다.The
따라서, 상기 엔진(110)의 냉각수 온도가 설정온도 이하가 되면 상기 제어부(270)는 엔진(110) 냉각 상태로 판단하고, 도2에 나타낸 바와 같이 상기 제1유로제어밸브(230)와 상기 제2유로제어밸브(240)가 공히 상기 보조발열기(220) 쪽 유로만 개방하도록 제어하여, 작동유체가 상기 엔진(110) 쪽으로는 순환되지 않도록 하면서 상기 보조발열기(220)와 상기 펌프부(250)가 공히 온(ON)되도록 제어한다.Therefore, when the coolant temperature of the
도2의 상태에서는 상기 엔진(110)의 워터펌프(113) 힘이 순환하는 작동유체에 미치지 못하므로 상기 펌프부(250)를 온시켜 작동유체가 순환될 수 있도록 하고, 상기 보조발열기(220)를 온시켜 작동유체를 가열함으로써 엔진(110) 냉각상태에서도 상기 발열수단(120)을 통해 열 발산이 이루어지도록 하였는바, 이는 특히 겨울철 엔진(110) 워밍업 시간이 긴 경우에 차실내를 빨리 따뜻하게 할 수 있어 매 우 유용하다.In the state of FIG. 2, since the force of the
한편, 상기 제어부(270)는 도3에 나타낸 바와 같이 엔진(110) 워밍업이 진행 중인 경우, 즉 상기 엔진 냉각수 온도가 상기 발열수단 배출부(122) 온도보다 높을 때 상기 제1유로제어밸브(230)는 보조발열기(220) 쪽 유로만 개방하고 상기 제2유로제어밸브(240)는 엔진(110) 쪽 유로만 개방하도록 제어하여 상기 엔진(110)을 통과하면서 가열된 작동유체가 상기 바이패스부(260)를 통해 상기 보조발열기(220)에서 다시 한번 가열된 후 상기 발열수단(120)으로 공급되도록 한다.On the other hand, the
여기서, 상기 작동유체가 엔진(110)을 통과하면서 흡열한 양만큼 상기 보조발열기(220)는 작동유체를 덜 가열하여도 작동유체가 목표온도에 도달하기 때문에 상기 보조발열기(220)는 적은 전력으로 운용이 가능하다.Here, the
이때, 상기 보조발열기(220)는 온 상태가 되고, 상기 펌프부(250)는 오프가 되도록 제어부(270)에 의하여 제어된다.In this case, the
그리고, 도4에 나타낸 바와 같이 상기 제어부(270)는 엔진(110) 워밍업이 종료되고 나면 상기 제1유로제어밸브(230)와 상기 제2유로제어밸브(240)가 공히 엔진(110) 쪽 유로만 개방하도록 제어하고, 상기 보조발열기(220)와 상기 펌프부(250)가 공히 오프되도록 제어한다.As shown in FIG. 4, when the warming-up of the
이때는 상기 엔진(110)의 열만으로도 상기 작동유체가 충분히 목표온도에 도달하기 때문에 상기 보조발열기(220)는 오프되고, 상기 워터펌프(113)의 힘이 순환 하는 작동유체에 미치므로 상기 펌프부(250)도 오프된다.At this time, since the working fluid reaches the target temperature sufficiently only by the heat of the
마지막으로, 도5에 나타낸 바와 같이 엔진(110)의 시동이 꺼져서 엔진(110) 비작동시가 되면 상기 제어부(270)는, 상기 제1유로제어밸브(230)와 상기 제2유로제어밸브(240)가 공히 상기 엔진(110) 쪽 유로만 개방하도록 제어하는데, 이 상태는 도4의 상태 즉 엔진(110) 워밍업이 종료된 상태와 동일하다.Finally, as shown in FIG. 5, when the start of the
하지만, 엔진(110)이 작동하지 않기 때문에 상기 워터펌프(113)의 힘이 작동유체에 미치지 않아 상기 펌프부(250)가 온되도록 함으로써 작동유체가 순환될 수 있도록 하는 한편, 상기 보조발열기(220)도 오프시켜 아직 잠열이 남아있는 엔진 열에 의하여 작동유체가 가열된 후 상기 발열수단(120)에서 열 발산이 이루어지도록 한다.However, since the
이와 같이 본 발명은 엔진(110) 시동이 꺼진 상태에서도 엔진(110)의 잠열을 이용해 작동유체를 가열하고 그 가열된 작동유체로 실내 공기를 따뜻하게 할 수 있는 장점이 있다.As described above, the present invention has the advantage of heating the working fluid using latent heat of the
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 사용하여 상세히 설명하였으나, 본 발명의 범위는 설명된 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 범위 내에서 얼마든지 구성요소의 치환과 변형이 가능한바, 이 또한 본 발명의 권리에 속하게 된다.As mentioned above, although this invention was demonstrated in detail using the preferable Example, the scope of the present invention is not limited to the specific Example described, and the person of ordinary skill in the art is not limited within the scope of this invention. Substitution and modification of the components are possible, which also belongs to the rights of the present invention.
도1은 종래의 자동차용 히터장치를 개략적으로 도시한 구성도,1 is a schematic view showing a conventional heater device for a vehicle;
도2는 본 발명에 따른 자동차용 히터장치의 엔진 냉각시 폐회로순환 과정을 보인 구성도,2 is a configuration diagram showing a closed circuit circulation process during engine cooling of a heater device for a vehicle according to the present invention;
도3은 엔진 워밍업 중 작동유체의 순환 과정을 보인 구성도,3 is a configuration diagram showing a circulating process of the working fluid during engine warm-up;
도4는 엔진 워밍업 종료시 작동유체의 순환과정을 보인 구성도,4 is a configuration diagram showing a circulating process of the working fluid at the end of engine warm-up;
도5는 엔진 비작동시 작동유체의 순환과정 및 각 구성의 동작 상태를 보인 구성도,5 is a configuration diagram showing an operating state of each configuration and the circulation process of the working fluid when the engine is inactive;
도6은 본 발명에 따른 제어관계를 보인 블록도.Figure 6 is a block diagram showing a control relationship in accordance with the present invention.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
110 : 엔진(하이브리드용 엔진) 111 : 유입구110: engine (hybrid engine) 111: inlet
112 : 배출구 113 : 워터펌프112: outlet 113: water pump
120 : 발열수단 121 : 유입부120: heating means 121: inlet
122 : 배출부 200 : 보조가열수단122: outlet 200: auxiliary heating means
210 : 보조유로 211 : 공급유로210: auxiliary flow passage 211: supply passage
212 : 배출유로 220 : 보조발열기212: discharge passage 220: auxiliary heater
230 : 제1유로제어밸브 240 : 제2유로제어밸브230: first flow control valve 240: second flow control valve
250 : 펌프부 260 : 바이패스부250: pump portion 260: bypass portion
270 : 제어부270 control unit
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2019098627A1 (en) * | 2017-11-15 | 2019-05-23 | 신재승 | Insulation system for double window |
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2008
- 2008-06-02 KR KR1020080051698A patent/KR100957323B1/en active IP Right Grant
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