KR101078823B1

KR101078823B1 - defrosting apparatus of air-conditioner for electric vehicle

Info

Publication number: KR101078823B1
Application number: KR1020090130289A
Authority: KR
Inventors: 조동호; 서인수; 이흥열; 이준호; 양학진; 윤대훈; 박영규; 김철현; 유병역; 강대준; 윤 정; 설동균; 김중귀; 김용찬; 조일용; 주영주; 안재환
Original assignee: 고려대학교 산학협력단; 한국과학기술원
Priority date: 2009-12-23
Filing date: 2009-12-23
Publication date: 2011-11-01
Also published as: KR20110073119A

Abstract

본 발명은 집전장치 등의 열원부에서 발생하는 열량을 이용하여 실외 열교환기에 착상된 서리를 제거하거나 서리가 착상되는 것을 방지할 수 있는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치에 관한 것으로, 본 발명은 압축기와, 전기자동차의 실내측에 설치되는 실내 열교환기와, 전기자동차의 실외측에 설치되어 난방 운전시 증발기로 작용하는 실외 열교환기와, 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기를 연결하는 냉매배관에 설치되어 응축된 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 압축기와 실내 열교환기 및 실외 열교환기로 연결된 냉매배관들을 상호 선택적으로 연결하도록 설치되어 냉방 또는 난방을 위한 냉매 흐름을 제어하는 절환밸브를 포함하여 구성된 전기자동차용 공기조화기의 제상장치에 있어서, 전기자동차에서 열을 발생시키는 열원부 중 적어도 어느 하나로부터 열을 전달받는 열전달매체가 유동하는 열취득관과; 상기 실외 열교환기의 일측에 설치되어, 실외 열교환기에 열을 전달하는 제상 열교환기와; 상기 열취득관과 제상 열교환기를 순환 유로로 연결하는 순환배관과; 상기 순환배관을 통해 열매체를 압송하는 순환펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치를 제공한다.The present invention relates to a defrosting apparatus of an air conditioner for an electric vehicle that can remove frost formed on an outdoor heat exchanger or prevent frost from forming by using heat generated from a heat source such as a current collector. The compressor, an indoor heat exchanger installed on the indoor side of the electric vehicle, an outdoor heat exchanger installed on the outdoor side of the electric vehicle and acting as an evaporator during heating operation, and a refrigerant pipe connected to the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to condense An electric vehicle comprising an expansion valve for expanding the refrigerant at low temperature and low pressure, and a switching valve installed to selectively connect the refrigerant pipes connected to the compressor, the indoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger to control the refrigerant flow for cooling or heating. Defroster of air conditioner for air, which generates heat in electric vehicle Heat obtained tube to a heat source of at least receiving transfer heat from one heat transfer medium flow and; A defrost heat exchanger installed at one side of the outdoor heat exchanger to transfer heat to the outdoor heat exchanger; A circulation pipe connecting the heat acquisition pipe and the defrost heat exchanger to a circulation flow path; It provides a defrosting device of an air conditioner for an electric vehicle comprising a circulation pump for pumping the heat medium through the circulation pipe.

전기자동차, 집전장치, 집전코일, 증발기, 제상장치, 제상 열교환기 Electric vehicle, current collector, current collector coil, evaporator, defroster, defrost heat exchanger

Description

Defrosting apparatus of air-conditioner for electric vehicle

본 발명은 전기자동차의 냉난방을 위한 공기조화기의 제상장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로에 매설된 급전장치를 통하여 차량 하부의 집전장치에서 전자기 유도를 이용하여 전력을 공급받는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차 등의 전기자동차의 냉난방을 위한 공기조화기에 있어서, 집전장치 등의 열원부에서 발생하는 열량을 이용하여 실외 열교환기에 착상된 서리를 제거하거나 서리가 착상되는 것을 방지할 수 있는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치에 관한 것이다. The present invention relates to a defrosting apparatus of an air conditioner for heating and cooling of an electric vehicle, and more particularly, a non-contact magnetic induction charging which is powered by electromagnetic induction in a current collector under a vehicle through a power supply device embedded in a road. Air conditioner for air-conditioning of electric vehicles such as electric vehicles, for electric vehicles that can remove frost on the outdoor heat exchanger or prevent frost from forming by using the heat generated from heat sources such as current collectors. It relates to a defrosting device of an air conditioner.

통상의 화석연료를 이용하여 운전되는 자동차의 경우 자동차의 엔진과 연결된 압축기를 구비하고, 이 압축기를 통하여 냉매를 압축순환시킴으로써 냉방운전을 수행하고, 난방운전시는 엔진에서 발생하는 열을 이용하거나 보조열량으로 전기히터를 추가하는 방법을 사용하고 있다. In the case of a car driven by a normal fossil fuel, a car is provided with a compressor connected to the engine of the car and performs cooling operation by compressing and circulating refrigerant through the compressor. It uses the method of adding electric heater by calorie.

종래의 자동차 공기조화기는 난방은 엔진에서 방출되는 배열과 히터를 이용하여 실내로의 열교환을 통해 난방을 하고, 냉방은 냉매압축기를 이용한 냉동사이클을 구성하여 실내의 공기조화를 실시하게 된다. 따라서 겨울철 외기온도가 급격 히 내려가는 저온의 상태에서도 엔진에서의 발열량 자체는 동일하므로 난방성능 자체는 저하되지 않는다. 또한 고온의 엔진에서 나오는 배열의 온도가 높고 발열량 자체가 많기 때문에 별도의 추가 열원 없이도 난방이 가능하다. Conventional automotive air conditioners are heated by heat exchange into the room using an array and a heater discharged from the engine, the cooling is performed by configuring a refrigeration cycle using a refrigerant compressor to perform the air conditioning of the room. Therefore, even in low temperature conditions where the outside air temperature drops sharply in winter, the heating value itself is the same, so the heating performance itself does not decrease. In addition, the heat from the high-temperature engine is high and the calorific value is high, allowing heating without additional heat sources.

그리고, 보조열원의 개념의 전기히터를 사용하는 경우에도 엔진과 연결된 발전기에서 전력을 지속적으로 공급하므로 전력의 수요에 영향이 없다. In addition, even when using the electric heater of the concept of auxiliary heat source, since the power is continuously supplied from the generator connected to the engine, there is no influence on the demand of power.

그러나, 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차를 비롯한 모든 종류의 전기자동차의 경우, 엔진과 같은 높은 온도의 열원이 없고 열량 자체도 적기 때문에 동력원 또는 구동부에서의 발열에 의한 난방이 불가능하여 전기히터 또는 히트펌프와 같은 방식을 사용하여야 한다. However, all types of electric vehicles, including non-contact magnetic induction charging type electric vehicles, do not have a high temperature heat source such as an engine and have a small amount of heat. The same method should be used.

이중 전기히터의 경우 구조가 간단하고 사용방법이 쉽다는 장점이 있으나, 전력대비 열발생량이 100%를 넘을 수 없기 때문에 많은 양의 전기를 소모해야 한다는 단점이 있다. 냉방운전의 경우 통상적인 냉동 사이클의 COP가 3.0정도라면 100의 냉방성능을 발휘하기 위해서는 33의 전기만을 소모하면 되지만 전기히터를 사용하여 난방을 하게 되면 100의 난방성능을 내기 위해서는 100 이상의 전력소모가 불가피 하므로 냉방운전 대비 공조기의 전력사용량이 커지게 된다. 전기자동차의 대부분은 배터리를 사용하거나 연료전지, 혹은 급전장치 등에 의한 전력수급을 통하여 동작하게 되는데 이러한 과다한 전기사용은 배터리 또는 집전장치의 소모를 촉진시키고 발전장치 혹은 집전장치의 용량을 대폭 증가시켜야 하는 결과를 가져온다. 따라서 전기자동차의 난방운전에 있어 히트펌프의 사용은 불가결하다고 할 수 있다. The dual electric heater has the advantage that the structure is simple and easy to use, but it has a disadvantage in that a large amount of electricity must be consumed because the heat generation can not exceed 100% of the power. In the case of cooling operation, if the COP of a normal refrigeration cycle is about 3.0, only 33 electricity is consumed to achieve 100 cooling performance. However, when heating using an electric heater, power consumption of 100 or more is required to produce 100 heating performance. As it is inevitable, the power consumption of the air conditioner is increased compared to the cooling operation. Most electric vehicles are operated by using batteries or supplying power through fuel cells or power supply devices. Such excessive use of electricity should promote the consumption of batteries or current collectors and greatly increase the capacity of power generators or current collectors. Get the result. Therefore, the use of the heat pump in the heating operation of the electric vehicle can be said to be indispensable.

그러나, 이러한 히트펌프를 사용하여 공기조화기를 구성하게 되면, 난방 운전시 증발기로 작용하는 실외 열교환기의 표면에 낮은 온도(0℃ 이하)의 외기에 의해서 착상이 되는 현상이 발생하게 되는데, 이와 같은 온도조건(이슬점 온도조건)이 지속되면 실외 열교환기의 표면에 착상된 서리가 점차적으로 성장하여 외기와 실외 열교환기와의 접촉면적이 현저히 줄어들어 열교환 효율이 현저히 감소하게 되고, 이로 인해 난방 성능 및 압축기 효율이 현저하게 저하되고, 과도한 토출압력 및 토출온도의 상승으로 인해 압축기의 손상이 초래되는 문제가 발생한다. However, if the air conditioner is configured using such a heat pump, the phenomenon of frosting occurs due to the low temperature (0 ° C. or less) outside air on the surface of the outdoor heat exchanger that acts as an evaporator during heating operation. If the temperature condition (dew point temperature condition) is continued, the frost formed on the surface of the outdoor heat exchanger gradually grows, and the contact area between the outdoor and the outdoor heat exchanger is significantly reduced, thereby significantly reducing the heat exchange efficiency, thereby heating performance and compressor efficiency. This remarkably lowers, and a problem arises in that the compressor is damaged due to excessive discharge pressure and rise in discharge temperature.

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 히트펌프 방식으로 이루어진 전기자동차의 냉난방 공기조화기에 있어서, 전기자동차에서 열이 발생하는 임의의 열원부의 열을 이용하여 난방 운전시 낮은 외기 온도에 의해 실외 열교환기의 표면에 착상이 생기는 것을 방지하고, 이로써 착상에 따른 난방 성능 및 효율의 저하 및 압축기 손상을 방지할 수 있는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치를 제공함에 있다. The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention in the heating and cooling air conditioner of the electric vehicle made of a heat pump method, when heating operation using the heat of any heat source portion that generates heat in the electric vehicle. It is to provide a defrosting device of an air conditioner for an electric vehicle that can prevent the formation of frost on the surface of the outdoor heat exchanger by a low outside air temperature, thereby preventing the deterioration of heating performance and efficiency and compressor damage.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 한 형태에 따르면, 압축기와, 전기자동차의 실내측에 설치되는 실내 열교환기와, 전기자동차의 실외측에 설치되어 난방 운전시 증발기로 작용하는 실외 열교환기와, 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기를 연결하는 냉매배관에 설치되어 응축된 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 압축기와 실내 열교환기 및 실외 열교환기로 연결된 냉매배관들을 상호 선택적으로 연결하도록 설치되어 냉방 또는 난방을 위한 냉매 흐름을 제어하는 절환밸브를 포함하여 구성된 전기자동차용 공기조화기의 제상장치에 있어서, 전기자동차에서 열을 발생시키는 열원부 중 적어도 어느 하나로부터 열을 전달받는 열전달매체가 유동하는 열취득관과; 상기 실외 열교환기의 일측에 설치되어, 실외 열교환기에 열을 전달하는 제상 열교환기와; 상기 열취득관과 제상 열교환기를 순 환 유로로 연결하는 순환배관과; 상기 순환배관을 통해 열매체를 압송하는 순환펌프를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치가 제공된다.According to an aspect of the present invention for achieving the above object, a compressor, an indoor heat exchanger installed on the indoor side of the electric vehicle, an outdoor heat exchanger installed on the outdoor side of the electric vehicle and acting as an evaporator during heating operation, An expansion valve installed in the refrigerant pipe connecting the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to expand the condensed refrigerant at low temperature and low pressure, and installed to selectively connect the refrigerant pipes connected to the compressor, the indoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger to cool or In the defrosting apparatus of an air conditioner for an electric vehicle comprising a switching valve for controlling the refrigerant flow for heating, the heat transfer heat transfer medium that receives heat from at least one of the heat source portion for generating heat in the electric vehicle Acquisition tube; A defrost heat exchanger installed at one side of the outdoor heat exchanger to transfer heat to the outdoor heat exchanger; A circulation pipe connecting the heat acquisition pipe and the defrost heat exchanger to a circulation flow path; There is provided a defrosting apparatus for an air conditioner for an electric vehicle, comprising a circulation pump for pumping a heat medium through the circulation pipe.

본 발명의 다른 한 형태에 따르면, 압축기와, 전기자동차의 실내측에 설치되는 실내 열교환기와, 전기자동차의 실외측에 설치되어 난방 운전시 증발기로 작용하는 실외 열교환기와, 상기 실내 열교환기와 실외 열교환기를 연결하는 냉매배관에 설치되어 응축된 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 압축기와 실내 열교환기 및 실외 열교환기로 연결된 냉매배관들을 상호 선택적으로 연결하도록 설치되어 냉방 또는 난방을 위한 냉매 흐름을 제어하는 절환밸브를 포함하여 구성된 전기자동차용 공기조화기의 제상장치에 있어서, 전기자동차에서 열을 발생시키는 열원부 중 적어도 어느 하나에 설치되어 열원부를 통해 공기를 송풍하여 열전달시키는 열취득용 송풍기와; 상기 열취득용 송풍팬으로부터 송풍된 공기를 상기 실외 열교환기로 안내하는 덕트와; 상기 열취득용 송풍기의 작동을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치가 제공된다.According to another aspect of the present invention, a compressor, an indoor heat exchanger installed on an indoor side of an electric vehicle, an outdoor heat exchanger installed on an outdoor side of the electric vehicle and acting as an evaporator during heating operation, and the indoor heat exchanger and an outdoor heat exchanger An expansion valve installed in the connecting refrigerant pipe to expand the condensed refrigerant at low temperature and low pressure, and installed to selectively connect the refrigerant pipes connected to the compressor, the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to control the refrigerant flow for cooling or heating. A defrosting apparatus for an electric vehicle air conditioner, including a switching valve, comprising: a heat acquisition blower installed in at least one of a heat source unit for generating heat in an electric vehicle, and configured to blow air through the heat source unit for heat transfer; A duct for guiding the air blown from the heat acquisition blower fan to the outdoor heat exchanger; Provided is a defrosting apparatus for an air conditioner for an electric vehicle, comprising a controller for controlling the operation of the blower for obtaining heat.

이러한 본 발명에 따르면, 난방 운전시 전기자동차의 배터리나 집전장치 등의 열원부에서 가열된 열전달매체가 실외 열교환기 일측에 구성된 제상 열교환기로 공급되어, 실외 열교환기 표면에 열을 전달함으로써 착상된 서리를 제거하거나 착상이 진행되지 않도록 억제한다. 따라서, 착상에 따른 실외 열교환기이 열교환 성 능의 저하를 방지할 수 있다. According to the present invention, the heat transfer medium heated in the heat source unit such as the battery or the current collector of the electric vehicle during heating operation is supplied to the defrost heat exchanger configured on one side of the outdoor heat exchanger, frost formed by transferring heat to the surface of the outdoor heat exchanger Remove or suppress the conception. Therefore, the outdoor heat exchanger according to the idea can prevent the deterioration of the heat exchange performance.

또한, 제상 운전을 수행하지 않을 때에는 열원부에서 가열된 열전달매체를 보조 실내 열교환기로 보내어 실내 열교환기와 함께 실내 난방을 수행할 수 있으므로 난방 성능을 더욱 향상시킬 수 있는 이점도 있다. In addition, when the defrosting operation is not performed, the heat transfer medium heated in the heat source unit may be sent to the auxiliary indoor heat exchanger, thereby performing indoor heating together with the indoor heat exchanger, thereby further improving heating performance.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차용 공기조화기의 제상장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail a preferred embodiment of the defrosting apparatus of the air conditioner for an electric vehicle according to the present invention.

참고로, 이하에서 설명하는 전기자동차용 공기조화기의 제상장치는 도로에 매설된 급전장치를 통하여 차량 하부의 집전장치에서 전자기 유도를 이용하여 전력을 공급받는 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차의 공기조화기에 적용된 것을 예시하고 있으나, 본 발명은 이외에도 열원부를 갖는 모든 종류의 전기자동차의 공기조화기에 동일 또는 유사하게 적용될 수 있다. For reference, the defrosting device of the air conditioner for an electric vehicle described below is an air conditioner of a non-contact magnetic induction charging type electric vehicle in which electric power is supplied by using electromagnetic induction from a current collector in a lower part of a vehicle through a power supply device embedded in a road. Although it is illustrated that the present invention is applied to the present invention, the present invention can be applied to the same or similar to the air conditioner of all kinds of electric vehicles having a heat source in addition.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제상장치를 구비한 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차용 공기조화기의 구성을 나타낸 것으로, 이 실시예의 공기조화기는 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(10)와, 전기자동차의 실내측에 설치되는 실내 열교환기(20)와, 전기자동차의 실외측에 설치되는 실외 열교환기(30)와, 상기 실내 열교환기(20)와 실외 열교환기(30)를 연결하는 냉매배관에 설치되어 응축된 냉매를 저온저압으로 팽창시키는 팽창밸브(40)와, 상기 압축기(10)와 실내 열교환기(20) 및 실외 열교환기(30)로 연결된 냉매배관들을 상호 선택적으로 연결하도록 설치되어 냉방 또는 난방을 위한 냉매 흐름을 제어하는 절환밸브(50)와, 순환펌프(110)와 제상 열교환기(120)와 열취득관(130)과 보조 실내 열교환기(140)와 순환배관(170) 등으로 구성되는 제상장치를 포함하여 구성된다. 1 shows a configuration of an air conditioner for a non-contact magnetic induction charging type electric vehicle equipped with a defrosting apparatus according to an embodiment of the present invention, the air conditioner of this embodiment is a compressor 10 for compressing and sending out a refrigerant; And an indoor heat exchanger 20 installed at an indoor side of the electric vehicle, an outdoor heat exchanger 30 installed at an outdoor side of the electric vehicle, and connecting the indoor heat exchanger 20 to the outdoor heat exchanger 30. An expansion valve 40 installed in the refrigerant pipe to expand the condensed refrigerant at low temperature and low pressure and the refrigerant pipe connected to the compressor 10 and the indoor heat exchanger 20 and the outdoor heat exchanger 30 are selectively connected to each other. Switching valve 50 is installed to control the refrigerant flow for cooling or heating, circulation pump 110, defrost heat exchanger 120, heat acquisition pipe 130 and auxiliary indoor heat exchanger 140 and circulation piping ( 170) the defrosting device .

상기 압축기(10)와 실내 열교환기(20) 및 실외 열교환기(30), 보조 열교환기(50)들은 냉매가 유동하는 냉매배관에 의해 상호 연결된다. The compressor 10, the indoor heat exchanger 20, the outdoor heat exchanger 30, and the auxiliary heat exchanger 50 are interconnected by a refrigerant pipe through which a refrigerant flows.

상기 실내 열교환기(20)는 냉방운전시에는 실외 열교환기(30) 및 팽창밸브(40)를 유동한 냉매를 공급받아 증발기로서 작용하며, 난방운전시에는 압축기(10)로부터 고온고압으로 압축된 냉매를 공급받아 응축기로서 작용한다. The indoor heat exchanger 20 receives a refrigerant flowing through the outdoor heat exchanger 30 and the expansion valve 40 during the cooling operation and acts as an evaporator. In the heating operation, the indoor heat exchanger 20 is compressed at a high temperature and high pressure. It receives a refrigerant and acts as a condenser.

반대로, 상기 실외 열교환기(30)는 냉방운전시에는 압축기(10)로부터 고온고압으로 압축된 냉매를 공급받아 응축기로서 작용하며, 난방운전시에는 실내 열교환기(20) 및 팽창밸브(40)를 유동한 냉매를 공급받아 증발기로서 작용한다. On the contrary, the outdoor heat exchanger 30 receives the refrigerant compressed at high temperature and high pressure from the compressor 10 during the cooling operation, and acts as a condenser, and the indoor heat exchanger 20 and the expansion valve 40 during the heating operation. It is supplied with the flowing refrigerant and acts as an evaporator.

상기 절환밸브(50)는 4방밸브로 구성되며, 냉방 운전시에는 압축기(10)로부터 송출된 냉매가 실외 열교환기(30) 쪽으로 유동함과 동시에 실내 열교환기(20)를 통과한 냉매가 압축기(10)로 재유입되면서 순환하도록 유로를 제어하고, 난방 운전시에는 압축기(10)로부터 송출된 냉매가 실내 열교환기(20)로 유동함과 동시에 실외 열교환기(30)를 통과한 냉매가 압축기(10)로 재유입되면서 순환하도록 제어한다. The switching valve 50 is composed of a four-way valve, and during the cooling operation, the refrigerant sent from the compressor 10 flows toward the outdoor heat exchanger 30 and at the same time, the refrigerant passing through the indoor heat exchanger 20 is compressed. The flow path is controlled to circulate while being re-introduced to (10), and during the heating operation, the refrigerant discharged from the compressor (10) flows to the indoor heat exchanger (20) and the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger (30) is compressor. It is controlled to circulate as it flows back into (10).

상기 제상장치를 구성하는 순환펌프(110)는 열전달매체, 예컨대 리튬브로마이드(냉각수)와 같은 유체를 순환배관(170)을 통해 강제로 펌핑하여 순환시키는 작용을 한다. 그리고, 상기 열취득관(130)은 상기 순환펌프(110)에 의해 펌핑된 열전 달매체가 유동하면서 전기자동차의 열원부에서 열을 전달받는 작용을 한다. 상기 열취득관(130)은 전기자동차의 열원부인 배터리(1)와 집전장치(2)와 압축기(10)와 인버터 드라이버(3) 등의 발열부에 직접 접촉하여 열을 전달받거나 열원부에 별도로 설치되는 송풍기로부터 열을 전달받도록 구성될 수 있다. The circulation pump 110 constituting the defrosting device serves to circulate by forcibly pumping a fluid such as a heat transfer medium, for example, lithium bromide (cooling water) through the circulation pipe 170. In addition, the heat acquisition tube 130 functions to receive heat from the heat source of the electric vehicle while the heat transfer medium pumped by the circulation pump 110 flows. The heat acquisition tube 130 receives heat by directly contacting heat generating parts such as a battery 1, a current collector 2, a compressor 10, and an inverter driver 3, which are heat sources of an electric vehicle, or separately from a heat source. It may be configured to receive heat from the blower is installed.

상기 제상 열교환기(120)는 실외 열교환기(30)의 바로 일측에 설치되며, 제상 열교환기(120)의 일측에는 제상 열교환기(120)를 통해 실외 열교환기(30)로 공기를 송풍시키는 제상용 송풍팬(125)이 설치된다. 이 실시예에서는 제상용 송풍팬(125)을 통해 상기 제상 열교환기(120)의 열이 실외 열교환기(30)로 전달되지만, 이와 다르게 제상 열교환기(120)가 실외 열교환기(30)에 접촉하도록 설치되어 제상 열교환기(120)를 유동하는 열매체의 열이 직접 실외 열교환기(30)에 전달될 수도 있을 것이다. The defrost heat exchanger 120 is installed on one side of the outdoor heat exchanger 30, the one side of the defrost heat exchanger 120 to blow air to the outdoor heat exchanger 30 through the defrost heat exchanger 120 Commercial blower fan 125 is installed. In this embodiment, the heat of the defrost heat exchanger 120 is transferred to the outdoor heat exchanger 30 through the defrost blower fan 125, but the defrost heat exchanger 120 contacts the outdoor heat exchanger 30. The heat of the heat medium which is installed to flow through the defrost heat exchanger 120 may be directly transmitted to the outdoor heat exchanger 30.

상기 제상 열교환기(120)의 입구측에는 순환펌프(110)를 통한 열전달매체의 흐름을 차단 또는 개방하여 제상 열교환기(120)로의 열전달매체 공급을 제어하는 제1유로제어밸브(150)가 설치된다. A first flow control valve 150 is installed at the inlet side of the defrost heat exchanger 120 to block or open the flow of the heat transfer medium through the circulation pump 110 to control the heat transfer medium supply to the defrost heat exchanger 120. .

그리고, 상기 보조 실내 열교환기(140)는 입구측이 상기 순환펌프(110)와 제상 열교환기(120)를 연결하는 순환배관(170)에 연결되고, 출구측이 상기 순환펌프(110)와 열취득관(130)을 연결하는 순환배관(170)에 연결되면서 상기 제상 열교환기(120)와 병렬로 연결되어, 제상 운전이 이루어지지 않을 때 순환펌프(110)로부터 열전달매체를 공급받아 실내 열교환기(20)와 함께 실내 난방을 수행하는 작용을 한다. 상기 보조 실내 열교환기(140)의 입구측에는 순환펌프(110)로부터 보조 실내 열교환기(140)로의 열전달매체 공급을 차단 또는 허용하는 제2유로제어밸브(160)가 설치된다. 미설명 부호 145는 보조 실내 열교환기(140)를 통해 실내로 공기를 송풍하는 난방용 송풍기이다. In addition, the auxiliary indoor heat exchanger 140 is connected to the circulation pipe 170 for connecting the inlet side to the circulation pump 110 and the defrost heat exchanger 120, and the outlet side to heat the circulation pump 110. Is connected to the circulation pipe 170 for connecting the acquisition pipe 130 and connected in parallel with the defrost heat exchanger 120, when the defrost operation is not received when the heat transfer medium is supplied from the circulation pump 110 indoor heat exchanger Together with (20) it performs the function of performing room heating. A second flow control valve 160 is installed at the inlet side of the auxiliary indoor heat exchanger 140 to block or allow the heat transfer medium supply from the circulation pump 110 to the auxiliary indoor heat exchanger 140. Reference numeral 145 is a heating blower for blowing air into the room through the auxiliary indoor heat exchanger (140).

상기와 같이 구성된 공기조화기 및 제상장치의 작동은 다음과 같이 이루어진다. Operation of the air conditioner and defroster configured as described above is made as follows.

먼저, 냉방 작동시 절환밸브(50)가 압축기(10)와 실외 열교환기(30)가 서로 연결되도록 유로를 절환한다. 그리고, 압축기(10)가 구동되면, 압축기(10)에서 고온고압으로 압축되어 송출된 냉매가 절환밸브(50)를 거쳐 실외 열교환기(30)로 유입되어 외기와의 열교환을 통해 응축된 다음, 팽창밸브(40)를 거치면서 감압된 후 실내 열교환기(20)를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 증발된다. 이 때, 실내 열교환기(20)를 통해 열교환된 외기는 전기자동차의 실내로 유입되면서 실내를 냉방한다. First, during the cooling operation, the switching valve 50 switches the flow path so that the compressor 10 and the outdoor heat exchanger 30 are connected to each other. Then, when the compressor 10 is driven, the refrigerant compressed and sent out at high temperature and high pressure in the compressor 10 flows into the outdoor heat exchanger 30 through the switching valve 50 and condenses through heat exchange with outside air. After the pressure is reduced while passing through the expansion valve 40, it passes through the indoor heat exchanger 20 and evaporates through heat exchange with the outside air. At this time, the outdoor air heat exchanged through the indoor heat exchanger 20 cools the room while being introduced into the interior of the electric vehicle.

상기 실내 열교환기(20)를 통과한 냉매는 절환밸브(50)를 거쳐 압축기(10)의 입구부로 유동하여 압축기(10) 내로 재유입되면서 순환한다. The refrigerant passing through the indoor heat exchanger 20 flows through the switching valve 50 to the inlet of the compressor 10 and circulates while being re-introduced into the compressor 10.

다음으로, 난방 운전시에는 절환밸브(50)가 절환되면서 압축기(10)와 실내 열교환기(20)가 연결되도록 유로가 절환된다. 이어서, 상기 압축기(10)가 구동되면, 압축기(10)에서 고온고압으로 압축되어 송출된 냉매는 절환밸브(50)를 거쳐 실내 열교환기(20)로 유입되어 외기와의 열교환을 통해 응축된다. 이 때, 실내 열교환기(20)를 통해 열교환된 외기는 전기자동차의 실내로 유입되면서 실내를 난방한다. Next, during the heating operation, the flow path is switched so that the compressor 10 and the indoor heat exchanger 20 are connected while the switching valve 50 is switched. Subsequently, when the compressor 10 is driven, the refrigerant compressed and sent out at high temperature and high pressure in the compressor 10 is introduced into the indoor heat exchanger 20 through the switching valve 50 and condensed through heat exchange with the outside air. At this time, the outdoor air heat exchanged through the indoor heat exchanger 20 is heated to the interior of the electric vehicle while heating.

상기 실내 열교환기(20)를 통과하여 응축된 냉매는 팽창밸브(40)를 통과하면서 감압된 후, 실외 열교환기(30)를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 증발된다. 이 때, 외기 온도가 영하 이하로 되면 실외 열교환기(30)의 표면에서 착상이 일어나게 되지만, 상기 제상장치의 순환펌프(110)가 열취득관(130)의 열전달매체를 제상 열교환기(120)로 펌핑하여 실외 열교환기(30)에 열을 전달하는 제상 운전 모드를 실행함으로써 실외 열교환기(30)의 표면에 착상된 서리를 제거하거나 착상이 진행되지 않도록 한다. 이를 좀 더 상세하게 설명하면 다음과 같다. The refrigerant condensed through the indoor heat exchanger 20 is reduced in pressure while passing through the expansion valve 40, and then evaporated through heat exchange with the outside air while passing through the outdoor heat exchanger 30. At this time, when the outside air temperature is below zero, frosting is generated on the surface of the outdoor heat exchanger 30, but the circulation pump 110 of the defrosting device converts the heat transfer medium of the heat acquisition tube 130 into the defrost heat exchanger 120. By performing the defrosting operation mode to transfer the heat to the outdoor heat exchanger 30 by pumping to the frost to remove the frost on the surface of the outdoor heat exchanger (30) or to prevent the conception. If this is explained in more detail as follows.

도 1에 도시한 것과 같이, 공기조화기의 난방 운전시, 열취득관(130) 내의 열전달매체는 배터리(1), 집전장치(2), 압축기(10), 인버터 드라이버(3) 등을 유동하면서 이들 열원부에서 발생하는 열을 전달받아 가열된다. As shown in FIG. 1, in the heating operation of the air conditioner, the heat transfer medium in the heat acquisition tube 130 flows through the battery 1, the current collector 2, the compressor 10, the inverter driver 3, and the like. While receiving heat generated from these heat source portion is heated.

상기 열취득관(130) 내에서 가열된 열전달매체는 순환펌프(110)에 의해 제상 열교환기(120)로 공급된다. 이 때, 제상 운전 모드에서 제1유로제어밸브(150)는 개방된 상태로 되어 제상 열교환기(120)를 향한 열전달매체의 흐름을 허용하고, 제2유로제어밸브(160)는 차단되어 보조 실내 열교환기(140)로의 유로 흐름은 차단되어 있다. The heat transfer medium heated in the heat acquisition tube 130 is supplied to the defrost heat exchanger 120 by the circulation pump 110. At this time, in the defrosting operation mode, the first flow control valve 150 is opened to allow the flow of the heat transfer medium toward the defrost heat exchanger 120, and the second flow control valve 160 is blocked so that the auxiliary room is closed. Flow path to the heat exchanger 140 is blocked.

그리고, 상기 제상용 송풍팬(125)이 작동하여 외기가 제상 열교환기(120)를 통과하면서 가열된 후 실외 열교환기(30)로 공급되어 실외 열교환기(30)의 표면을 가열하고, 착상된 서리를 제거한다. In addition, the defrost blower fan 125 operates to heat the outside air through the defrost heat exchanger 120, and then is supplied to the outdoor heat exchanger 30 to heat the surface of the outdoor heat exchanger 30. Remove frost

상기 제상 열교환기(120)를 통해 열교환된 열전달매체는 다시 열취득관(130)으로 재유입되어 열원부의 열에 의해 재가열되면서 순환된다. The heat transfer medium heat-exchanged through the defrost heat exchanger 120 is circulated again by being re-introduced into the heat acquisition tube 130 and reheated by the heat of the heat source unit.

한편, 상술한 것과 같은 제상 운전은 주기적으로 실행될 수도 있지만, 상기 실외 열교환기(30)의 온도를 감지하는 온도센서를 설치하여, 상기 온도센서에 의해 감지된 온도에 의해 착상 조건을 검출하고, 착상 조건이 될 경우에만 제상운전을 수행할 수도 있다. On the other hand, the defrosting operation as described above may be performed periodically, but by installing a temperature sensor for sensing the temperature of the outdoor heat exchanger (30), by detecting the landing condition by the temperature detected by the temperature sensor, The defrosting operation can be performed only when the condition is met.

그리고, 제상 운전을 수행하지 않을 경우, 도 2에 도시한 것과 같이 상기 제1유로제어밸브(150)는 차단되어 제상 열교환기(120)로의 유체 흐름을 차단하고, 제2유로제어밸브(160)는 개방되어 보조 실내 열교환기(140)로의 유체 흐름이 허용된다. When the defrosting operation is not performed, as illustrated in FIG. 2, the first flow control valve 150 is blocked to block the flow of fluid to the defrost heat exchanger 120, and the second flow control valve 160 is performed. Is open to allow fluid flow to the secondary indoor heat exchanger 140.

이 상태에서 순환펌프(110)가 작동하면, 열취득관(130)에서 가열된 열전달매체는 순환펌프(110)에 의해 보조 실내 열교환기(140)로 공급되어 실내 열교환기(20)와 함께 실내를 난방하는 열원으로서 작용한 다음, 다시 열취득관(130)으로 재유입되어 열원부의 열에 의해 재가열된 후 보조 실내 열교환기(140)로 순환한다. When the circulation pump 110 operates in this state, the heat transfer medium heated in the heat acquisition tube 130 is supplied to the auxiliary indoor heat exchanger 140 by the circulation pump 110 to be indoors together with the indoor heat exchanger 20. After acting as a heat source for heating, it is re-introduced back to the heat acquisition tube 130 and reheated by the heat of the heat source portion and then circulated to the auxiliary indoor heat exchanger (140).

한편, 전술한 실시예에서는 열취득관(130)-순환펌프(110)-제상 열교환기(120)로 이어지는 열전달매체의 유동에 의해 실외 열교환기(30)의 제상이 이루어지지만, 이와 다르게 배터리(1)와 집전장치(2) 등의 열원부 일측에 별도의 열취득용 송풍기를 설치하여 상기 열원부에서 발생한 열을 외부로 송풍시키고, 상기 열취득용 송풍기에 의해 송풍된 열풍을 상기 실외 열교환기(30)로 이어진 덕트로 안내하여 실외 열교환기(30)의 표면을 가열시키고, 이로써 제상을 수행할 수도 있다. 상기 열취득용 송풍기와 덕트, 열취득용 송풍기의 작동을 제어하는 컨트롤러는 상기 열취득관(130)-순환펌프(110)-제상 열교환기(120) 등으로 구성되는 제상장치에 보조적인 제상수단으로서 추가 구성될 수도 있지만, 상기 열취득관(130)-순환펌프(110)-제상 열교환기(120)을 설치하지 않고 상기 열취득용 송풍기와 덕트, 컨트롤러 만으로 제상장치를 구성할 수도 있을 것이다. Meanwhile, in the above-described embodiment, the outdoor heat exchanger 30 is defrosted by the flow of the heat transfer medium leading to the heat acquisition pipe 130, the circulation pump 110, and the defrost heat exchanger 120. 1) and a separate heat acquisition blower on one side of the heat source unit such as the current collector 2 to blow heat generated from the heat source unit to the outside, and the hot air blown by the heat acquisition blower to the outdoor heat exchanger. Guide to the duct leading to (30) to heat the surface of the outdoor heat exchanger (30), thereby performing defrosting. The controller for controlling the operation of the heat acquisition blower and the duct, the heat acquisition blower is a defrosting means auxiliary to the defrosting device consisting of the heat acquisition pipe 130-circulation pump 110-defrost heat exchanger 120, etc. Although it may be configured as an additional, the defrosting device may be configured only by the blower, the duct, the controller for the heat acquisition without installing the heat acquisition pipe 130-circulation pump 110-defrost heat exchanger 120.

전술한 실시예는 단지 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시 목적으로 제시된 것이로 본 발명은 이에 한정되지 아니하며, 첨부된 특허청구범위에 기재된 범위 내에서 다양한 변경 및 실시가 가능할 것이다. The foregoing embodiments are presented for purposes of illustration only for understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto, and various changes and implementations may be made within the scope of the appended claims.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 제상장치가 적용된 비접촉 자기 유도 충전 방식 전기자동차용 공기조화장치의 구성을 나타낸 회로도이다. 1 is a circuit diagram illustrating a configuration of a non-contact magnetic induction charging type electric vehicle air conditioner to which a defrosting device according to an embodiment of the present invention is applied.

도 2는 도 1의 공기조화장치에서 제상운전이 수행되지 않고 보조 실내 난방운전이 진행되는 상태를 나타낸 냉매 회로도이다.FIG. 2 is a refrigerant circuit diagram illustrating a state in which an auxiliary indoor heating operation is performed without a defrosting operation in the air conditioner of FIG. 1.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

1 : 배터리 2 : 집전장치1 battery 2 current collector

3 : 인버터 드라이버 10 : 압축기3: inverter driver 10: compressor

20 : 실내 열교환기 30 : 실외 열교환기20: indoor heat exchanger 30: outdoor heat exchanger

40 : 팽창밸브 50 : 절환밸브40: expansion valve 50: switching valve

110 : 순환펌프 120 : 제상 열교환기110: circulation pump 120: defrost heat exchanger

125 : 제상용 송풍팬 130 : 열취득관125: blower fan for defrost 130: heat acquisition tube

140 : 보조 실내 열교환기 150 : 제1유로제어밸브140: auxiliary indoor heat exchanger 150: first flow control valve

160 : 제2유로제어밸브 170 : 순환배관160: second flow control valve 170: circulation piping

Claims

The compressor, an indoor heat exchanger installed on the indoor side of the electric vehicle, an outdoor heat exchanger installed on the outdoor side of the electric vehicle and acting as an evaporator during heating operation, and a refrigerant pipe connected to the indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger to condense An electric vehicle comprising an expansion valve for expanding the refrigerant at low temperature and low pressure, and a switching valve installed to selectively connect the refrigerant pipes connected to the compressor, the indoor heat exchanger, and the outdoor heat exchanger to control the refrigerant flow for cooling or heating. In the defrosting device of the air conditioner for

A heat acquisition tube through which a heat transfer medium receives heat from at least one of a heat source unit generating heat in the electric vehicle;

A defrost heat exchanger installed at one side of the outdoor heat exchanger to transfer heat to the outdoor heat exchanger;

A circulation pipe connecting the heat acquisition pipe and the defrost heat exchanger to a circulation flow path;

A circulation pump for pumping the heat medium through the circulation pipe;

It is installed on one side of the indoor heat exchanger, the inlet side is connected to the circulation pipe connecting the circulation pump and the defrost heat exchanger, the outlet side is connected to the circulation pipe connecting the circulation pump and the heat acquisition pipe, defrost operation An auxiliary indoor heat exchanger which receives the heat transfer medium fed from the circulation pump when not in use;

Defrosting apparatus of an air conditioner for an electric vehicle, characterized in that it comprises a flow path control valve for controlling the flow path so that the heat transfer medium pumped from the circulation pump is selectively supplied to the defrost heat exchanger or the auxiliary indoor heat exchanger.

The defrost apparatus of an air conditioner for an electric vehicle according to claim 1, wherein the defrost heat exchanger is installed to be in contact with the outdoor heat exchanger.

The defrost apparatus of claim 1, further comprising a defrost blower fan installed at one side of the defrost heat exchanger to blow air to the outdoor heat exchanger through the defrost heat exchanger.

delete

The apparatus of claim 1, further comprising a temperature sensor for measuring a temperature of the outdoor heat exchanger;

The flow control valve is a defrosting device of an air conditioner for an electric vehicle, characterized in that for controlling the flow of the heat transfer medium through the circulation pipe in accordance with the refrigerant temperature measured by the temperature sensor.

2. The apparatus of claim 1, further comprising: a heat acquisition blower installed in at least one of the heat source parts to blow air through the heat source parts for heat transfer;

A duct for guiding the air blown from the heat acquisition blower fan to the outdoor heat exchanger;

Defroster of the air conditioner for an electric vehicle, characterized in that further comprising a controller for controlling the operation of the blower for the heat acquisition.

The apparatus of claim 6, further comprising a temperature sensor for measuring a refrigerant temperature of the outdoor heat exchanger;

The controller is a defrosting device of an air conditioner for an electric vehicle, characterized in that for controlling the operation of the blower for heat acquisition in accordance with the refrigerant temperature measured by the temperature sensor.

The defrosting apparatus of an air conditioner for an electric vehicle according to claim 1, wherein the heat transfer medium is lithium bromide.

The air conditioner of claim 1, wherein the heat source unit is at least one of a current collector, a battery, a compressor of the air conditioner, and an inverter driver for generating electric power by electromagnetic waves generated by a power feeding device. Defroster of the machine.

delete