KR101544874B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

차량용 공조장치 Download PDF

Info

Publication number
KR101544874B1
KR101544874B1 KR1020120140685A KR20120140685A KR101544874B1 KR 101544874 B1 KR101544874 B1 KR 101544874B1 KR 1020120140685 A KR1020120140685 A KR 1020120140685A KR 20120140685 A KR20120140685 A KR 20120140685A KR 101544874 B1 KR101544874 B1 KR 101544874B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
air
ptc heater
heat exchanger
internal heat
vent
Prior art date
Application number
KR1020120140685A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20140073034A (ko
Inventor
이용흥
김용상
김진욱
강민웅
최태혁
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020120140685A priority Critical patent/KR101544874B1/ko
Publication of KR20140073034A publication Critical patent/KR20140073034A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101544874B1 publication Critical patent/KR101544874B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507—Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514—Details of air conditioning housings
    • B60H1/00521—Mounting or fastening of components in housings, e.g. heat exchangers, fans, electronic regulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00664—Construction or arrangement of damper doors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00735—Control systems or circuits characterised by their input, i.e. by the detection, measurement or calculation of particular conditions, e.g. signal treatment, dynamic models
    • B60H1/00792—Arrangement of detectors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2218—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters controlling the operation of electric heaters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H1/2215—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters
    • B60H1/2225—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant the heat being derived from electric heaters arrangements of electric heaters for heating air

Abstract

템프 도어를 삭제하고 PTC 히터의 출력과 내부 열교환기에 흐르는 냉매의 유량 제어를 통해 토출 온도를 제어하며 공조케이스 내부의 공기 유로를 단순화하고 별도의 믹싱 공간을 삭제 가능하여 다양한 공조 모드를 충실히 수행하면서도 전체적인 사이즈는 획기적으로 축소시킬 수 있는 차량용 공조장치가 개시된다. 차량용 공조장치는 송풍기로부터 송풍되는 공기가 유입되어 다수의 공기토출구로 토출 되도록 구성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 증발기 및 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기의 하류 측에 설치되는 PTC 히터를 포함하는 것으로서, 상기 PTC 히터의 출력을 제어하는 PTC 히터 제어수단 및 상기 내부 열교환기에 흐르는 냉매의 유량을 제어하는 내부 열교환기 제어수단을 포함하며, 상기 PTC 히터 제어수단 및 내부 열교환기 제어수단을 통해 토출 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 템프 도어의 삭제 구조와 플로어 도어의 배치 위치를 최적화한 구조를 통해, 다양한 공조 모드를 충분히 제어 가능하면서도 공조장치의 사이즈를 매우 집약적으로 하여 컴펙트한 설계가 가능하다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고전압 PTC 히터의 출력과 내부 열교환기에 흐르는 냉매의 유량을 제어하여 토출 온도를 제어하는 히트펌프 시스템을 구현한 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 냉방시스템은 냉매사이클의 증발기 측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기의 내부에서 유동되는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어 차량 실내를 냉방한다. 아울러, 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어 측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어의 내부에서 유동되는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
한편, 전술한 차량용 공조장치와는 다른 것으로 전기 자동차의 경우에는, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있다. 이러한 히트펌프 시스템은 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기 및 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브를 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방모드가 가동될 경우에 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 기능을 수행하게 되며, 난방모드가 가동될 경우에는 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 기능을 수행하게 된다.
도 1은 종래의 히트펌프 시스템을 적용한 차량용 공조장치를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 공조장치(1)는 입구 측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구 측에는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b), 플로어 벤트(12c,12d)가 형성된 공조케이스(10)와, 공조케이스(10)의 내부에 설치되는 증발기(2) 및 내부 열교환기(3)와, 증발기(2)와 내부 열교환기(3)의 사이에 설치됨과 아울러 내부 열교환기(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 내부 열교환기(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하여 온도를 조절하는 템프도어(20)와, 각 벤트(12a~12d)측에 설치되어 공조모드에 따라 각 벤트(12a~12d)의 개도를 조절하는 모드도어(30)를 포함하여 이루어진다.
또한, 종래의 차량용 공조장치(1)는 차량 시동 초기의 난방을 위한 보조 난방장치로 배터리의 전기적 에너지를 이용하여 난방을 수행할 수 있도록 보조 열교환기의 기능을 하는 PTC 히터(5)가 내부 열교환기(3)의 하류 측에 설치된다. 아울러, 공조케이스(10)의 공기유입구(11) 측에는 내기 또는 외기를 선택적으로 공조케이스(10) 측으로 송풍하기 위한 송풍기(미도시)가 설치된다.
따라서, 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉풍으로 바뀐 뒤, 템프도어(20)의 개도 조절에 의해 일부 냉풍은 내부 열교환기(3)를 바이패스 하여 믹싱챔버(MC)로 유동하고 일부 냉풍은 내부 열교환기(3) 및 PTC 히터(5)를 통과하면서 열교환되어 온풍으로 바뀌어 믹싱챔버(MC)로 유동하게 된다. 이후에, 믹싱챔버(MC)로 유동한 냉풍과 온풍은 상호 믹싱된 후 소정의 공조모드(페이스모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)에 따라 모드도어(30)에 의해 개방되는 각 벤트(12a~12d)를 통해 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 냉,난방이 수행된다.
이 경우, PTC 히터(5)는 내부 열교환기(3)와 인접하여 병렬 배치되는 것으로서, 차량의 시동 초기와 같이 난방성능이 부족한 경우에 가동되어 난방성능을 향상시키게 된다.
이와 같이, 종래의 히터코어를 적용한 차량용 공조장치와 히트펌프 시스템을 적용한 차량용 공조장치는 모두 템프도어를 사용하여 찬 공기와 따뜻한 공기를 믹싱 함으로써 원하는 토출 온도를 만들게 된다.
이로 인해, 종래에는 템프 도어가 차지하는 공간에 의해 공조케이스의 사이즈가 커지고 하중이 많이 나가게 되며, 별도의 에어 믹싱 구역이 요구되는 문제점이 있다. 또한, 히트펌프 시스템을 적용한 차량용 공조장치의 경우, PTC 히터와 내부 열교환기를 통과하여 온도가 높아진 공기를 통과하지 않은 공기와 한번 더 믹싱하여야 하기 때문에 필요한 온도 이상으로 공기 온도를 높여야 하고, 결국 필요 이상의 PTC 히터의 출력과 내부 열교환기의 성능이 필요한 문제점이 있다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 템프 도어를 삭제하고 PTC 히터의 출력과 내부 열교환기에 흐르는 냉매의 유량 제어를 통해 토출 온도를 제어하도록 구현된 차량용 공조장치를 제공한다.
이와 더불어, 본 발명에서는 공조케이스 내부의 공기 유로를 단순화하고 별도의 믹싱 공간을 삭제 가능하여 다양한 공조 모드를 충실히 수행하면서도 전체적인 사이즈는 획기적으로 축소시킬 수 있는 차량용 공조장치를 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 송풍기로부터 송풍되는 공기가 유입되어 다수의 공기토출구로 토출 되도록 구성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 증발기 및 내부 열교환기와, 상기 내부 열교환기의 하류 측에 설치되는 PTC 히터를 포함하는 것으로서, 상기 PTC 히터의 출력을 제어하는 PTC 히터 제어수단 및 상기 내부 열교환기에 흐르는 냉매의 유량을 제어하는 내부 열교환기 제어수단을 포함하며, 상기 PTC 히터 제어수단 및 내부 열교환기 제어수단을 통해 토출 온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치는 템프 도어의 삭제 구조와 플로어 도어의 배치 위치를 최적화한 구조를 통해, 다양한 공조 모드를 충분히 제어 가능하면서도 공조장치의 사이즈를 매우 집약적으로 하여 컴펙트한 설계가 가능한 매우 유용한 발명이다.
도 1은 종래의 히트펌프 시스템을 적용한 차량용 공조장치를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부 열교환기 제어수단을 도시한 구성도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 PTC 히터를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트 모드를 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트 모드를 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 플로어 모드를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 바이레벨 모드를 도시한 것이며,
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹스 모드를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부 열교환기 제어수단을 도시한 구성도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 PTC 히터를 도시한 것이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 입구 측에 공기유입구가 형성되고 출구 측에는 다수의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에 공기통로가 형성된 공조케이스(110)와, 공조케이스(110) 내부의 공기통로 상에 설치되는 증발기(102) 및 내부 열교환기(103)를 포함한다. 또한, 공조케이스(110)의 공기유입구에는 내,외기 전환도어(미도시)에 의해 개폐되는 내기유입구(미도시)와 외기유입구(미도시)를 통해 내기 또는 외기를 선택적으로 유입하여 송풍하는 송풍기(미도시)가 설치된다.
또한, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로에는 PTC 히터(105)가 구비된다. PTC 히터(105)는 내부 열교환기(103)의 하류 측에 설치되는 것으로서, 내부 열교환기(103)와 인접하게 병렬 설치되며 내부에 다수개의 PTC 소자와 방열핀이 형성되어 PTC 소자에서 발생된 열과 방열핀을 통과하는 공기 사이에 열교환이 이루어지도록 하여 보조 열교환기로서 난방 역할을 수행한다. 아울러, 상기 공조케이스(110)는 송풍기로부터 송풍되는 공기가 공기유입구로 유입되어 내부의 공기통로를 지난 후 다수의 공기토출구로 토출 되도록 구성된다.
그리고, 공조케이스(110)의 출구 측에 형성된 다수의 공기토출구는, 차량의 앞유리 측으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(111)와, 앞좌석 탑승자의얼굴 측으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(112)와, 탑승자의 발 측으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(113)가 차례로 형성된다. 아울러, 디프로스트 벤트(111) 측에는 디프로스트 도어(120)와, 페이스 벤트(112) 측에는 벤트 도어(130)가 설치되어, 토출구의 개도를 조절하게 된다.
특히, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 PTC 히터 제어수단과, 내부 열교환기 제어수단을 구비한다. PTC 히터 제어수단은 상기 PTC 히터(105)의 출력을 제어함으로써 PTC 히터(105)를 통과하는 공기의 온도를 조절할 수 있다. 그리고, 내부 열교환기 제어수단은 상기 내부 열교환기(103)에 흐르는 냉매의 유량을 제어함으로써, 내부 열교환기(103)를 통과하는 공기의 온도를 조절할 수 있다.
이와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 상기 PTC 히터 제어수단 및 내부 열교환기 제어수단을 통해 공조케이스(110)의 내부를 유동하는 공기의 토출 온도를 제어하게 된다. 따라서, 공조케이스(110)의 내부에 공기의 토출 온도를 조절하기 위한 별도의 템프 도어를 구비하지 않고도 PTC 히터 제어수단을 통해 PTC 히터의 출력을 제어함과 아울러 내부 열교환기 제어수단을 통해 내부 열교환기(103)에 흐르는 냉매의 유량을 제어함으로써 공기의 토출 온도를 제어할 수 있다. 결국, 공조케이스(110) 내부에 템프 도어를 삭제함에 따라 템프 도어가 차지하는 공간을 줄여 공조장치 전체의 사이즈를 축소시킬 수 있는 효과가 있다.
이 경우, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 제1 온도센서(200)를 구비한다. 제1 온도센서(200)는 상기 내부 열교환기(103)의 상류 측에 설치되어, 이를 통과하는 유동 공기의 온도를 감지한다. 따라서, 증발기(102)를 통과하여 내부 열교환기(103)를 지나기 전의 공기 온도를 감지함으로써, 감지된 온도를 근거로 하여 내부 열교환기(103)로 냉매를 토출하는 압축기의 출력을 제어하는 등의 방법으로 내부 열교환기(103)의 온도를 정밀하게 조절할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 제2 온도센서(300)를 구비한다. 제2 온도센서(300)는 상기 PTC 히터(105)의 하류 측에 설치되어, 이를 통과하는 유동 공기의 온도를 감지한다. 따라서, 내부 열교환기(103)를 지나 최종적으로 PTC 히터(105)를 통과한 고익의 온도를 감지함으로써, 감지된 온도를 근거로 하여 PTC 히터(105)의 출력을 정밀하게 제어한다. 이 경우, 제2 온도센서(300)로 측정된 온도뿐 아니라 PTC 히터(105) 자체에서 측정된 온도를 함께 반영하여 PTC 히터(105)에 인가 듀티비를 조정할 수 있다.
또한, 도 4를 참조하면, 바이패스 유로(210)와 삼방향 밸브(223)가 더 구비된다. 바이패스 유로(210)는 냉매순환라인 상에 설치되는 것으로서, 내부 열교환기(103)로 냉매를 토출하는 압축기와 내부 열교환기(103)를 연결하는 유로 상에 설치되어 냉매를 바이패스 시키는 기능을 수행한다. 이 경우, 바이패스 유로(210)의 일 측은 압축기와 내부 열교환기(103) 사이의 냉매순환라인에 연결되고, 타 측은 내부 열교환기(103)와 실외 열교환기 사이의 냉매순환라인에 연결된다.
삼방향 밸브(223)는 유량 조절 밸브로서의 작용을 하는 것으로서, 상기 바이패스 유로(210)의 분기 지점에 설치되어 냉매를 내부 열교환기(103)와 바이패스 유로(210) 측으로 선택적으로 유동시킨다. 즉, 삼방향 밸브(223)는 내부 열교환기9103)로 유입되는 냉매와 바이패스 유로(210)로 유동되는 냉매의 유량을 조절하게 된다. 따라서, 압축기로부터 배출되는 냉매가 간단한 구성으로 구현된 하나의 삼방향 밸브(223)에 의해, 내부 열교환기(103) 측으로 유동되는 냉매의 유량과 내부 열교환기(103)를 바이패스하는 냉매의 유량을 선택적으로 조절할 수 있게 된다.
아울러, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치(100)는 상기 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)는 공조케이스(110)의 내부 단일 유로 상에 순차로 나란하게 배치된다. 즉, 송풍기로부터 유입된 공기는 공조케이스(110) 내에서 먼저 증발기(102)를 통과하고, 증발기(102)로부터 동일 유로상의 하류 측에 설치된 내부 열교환기(103)를 지난 후, 내부 열교환기(103)로부터 동일 유로상의 하류 측에 설치된 PTC 히터(105)를 통과하게 된다.
결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치는 PTC 히터 제어수단 및 내부 열교환기 제어수단을 통해 공기의 토출 온도를 제어하여 템프도어를 삭제할 수 있음과 동시에 단일 유로 상에 설치된 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)의 배치 구조를 통해 찬공기와 뜨거운 공기가 만나 섞이기 위한 별도의 믹싱 공간을 필요로 하지 않는다. 따라서, 공조장치 전체적인 사이즈를 더욱 축소 가능한 것이다.
또한, 상기 PTC 히터(105)의 하류 측에 플로어 도어(140)가 설치된다. 플로어 도어(140)는 플랫 타입으로 이루어지나 돔 타입이나 다른 구조로도 구현 가능하다. 이 경우, 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)는 공조케이스(110)의 상부에 형성되며, 플로어 벤트(113)는 공조케이스(110)의 하부에 형성되어 있다. 상기 플로어 도어(140)는 PTC 히터(105)를 통과한 공기를 상기 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)로 향하는 유로와, 상기 페이스 벤트(112)로 향하는 유로를 선택적으로 개방한다. 따라서, 플로어 도어(140)의 동작을 통해 다양한 공조 모드를 구현할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 도면을 참조하여 이후에 설명하기로 한다.
아울러, 상기 플로어 도어(140)는 PTC 히터(105)의 인접한 부위에서 PTC 히터(105)의 상하 높이 방향으로 중앙 부위에 설치되어, PTC 히터(105)를 지나 유동하는 공기를 상,하 방향으로 풍배 조절하도록 구성된다. 따라서, 플로어 도어(140)의 상부 개방 정도 및 하부 개방 정도를 적절히 조절함에 따라, 다양한 공조 모드를 수행할 수 있음과 아울러 상부와 하부로 토출되는 공기의 온도 배분을 적절히 조절할 수 있다.
이 경우, 상기 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 지나는 단일의 유로는 2개의 유로로 분기되도록 구성된다. 2개로 분기된 유로 중 하나의 유로는 플로어 도어(140)를 기준으로 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112) 측으로 향하도록 형성되고, 다른 하나의 유로는 플로어 벤트(113) 측으로 향하도록 형성된다. 그리고, 플로어 도어(140)는 회전축이 공조케이스(110)의 외벽에 인접하게 배치된 상태로 상기 분기 유로의 개도를 조절한다. 결국, 플로어 도어(140)의 회전 동작에 따라, 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112) 측 유로와, 플로어 벤트(113) 측 유로로의 공기 유동량을 제어하게 된다.
이러한 구성을 통해, 각 벤트로 안내되기 위한 공조케이스(110) 내부의 격벽을 생략할 수 있어 공조케이스(110) 내부를 매우 집약적으로 설계할 수 있으므로, 공조장치의 전체적인 사이즈를 획기적으로 축소시킬 수 있다.
아울러, 도 4에 도시된 것처럼, 상기 PTC 히터(105)는 발열 수단인 스톤(106)을 다수개 구비하고, PTC 히터(105)의 상하 높이 방향으로 일 지점을 기준으로 상부와 하부의 스톤(106) 수가 서로 다르게 구비된다. 본 실시 예에서, PTC 히터(105)의 상부에 구비된 스톤(106) 수는 하부에 구비된 스톤(106) 수보다 적게 형성된다. 이러한 구성을 통해, PTC 히터(105)의 상하 스톤(106) 수를 적절히 조절함으로써, 토출 공기의 상하 온도차를 제어할 수 있다.
한편, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 벤트 모드를 도시한 것이다. 도 5를 참조하면, 벤트 모드 시 디프로스트 도어(120)는 디프로스트 벤트(111)를 폐쇄하고 벤트 도어(130)는 페이스 벤트(112)를 개방하고 있으며, 플로어 도어(140)는 플로어 벤트(113)를 폐쇄하고 있다. 송풍기로부터 유입된 공기는 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 순차로 지나 열교환된 후 모두 페이스 벤트(112)를 통해 토출된다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 디프로스트 모드를 도시한 것이다. 도 6을 참조하면, 디프로스트 모드 시 디프로스트 도어(120)는 디프로스트 벤트(111)를 개방하고 벤트 도어(130)는 페이스 벤트(112)를 폐쇄하고 있으며, 플로어 도어(140)는 플로어 벤트(113)를 폐쇄하고 있다. 송풍기로부터 유입된 공기는 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 순차로 지나 열교환된 후 모두 디프로스트 벤트(111)를 통해 토출된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 플로어 모드를 도시한 것이다. 도 7을 참조하면, 플로어 모드 시 플로어 도어(140)는 플로어 벤트(113)를 개방함과 아울러 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)로 향하는 유로를 완전히 폐쇄하고 있다. 송풍기로부터 유입된 공기는 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 순차로 지나 열교환된 후 모두 플로어 벤트(113)를 통해 토출된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 바이레벨 모드를 도시한 것이다. 도 8을 참조하면, 바이레벨 모드 시 디프로스트 도어(120)는 디프로스트 벤트(111)를 폐쇄하고 벤트 도어(130)는 페이스 벤트(112)를 개방하고 있으며, 플로어 도어(140)는 중간 위치로 회전되어 있어 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)로 향하는 유로와 플로어 벤트(113)로 향하는 유로를 대략 반반씩 개방하고 있다. 송풍기로부터 유입된 공기는 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 순차로 지나 열교환된 후 일부는 페이스 벤트(112)를 통해 다른 일부는 플로어 벤트(113)를 통해 토출된다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 믹스 모드를 도시한 것이다. 도 9를 참조하면, 믹스 모드 시 디프로스트 도어(120)는 디프로스트 벤트(111)를 개방하고 벤트 도어(130)는 페이스 벤트(112)를 폐쇄하고 있으며, 플로어 도어(140)는 중간 위치로 회전되어 있어 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)로 향하는 유로와 플로어 벤트(113)로 향하는 유로를 대략 반반씩 개방하고 있다. 송풍기로부터 유입된 공기는 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 순차로 지나 열교환된 후 일부는 디프로스트 벤트(111)를 통해 다른 일부는 플로어 벤트(113)를 통해 토출된다.
이와 같이, 템프 도어의 삭제 구조와 플로어 도어의 배치 위치를 최적화한 구조를 통해 다양한 공조 모드를 충분히 제어 가능하면서도 공조장치의 사이즈를 매우 집약적으로 하여 컴펙트한 설계가 가능하다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
110 : 공조케이스 102 : 증발기
103 : 내부 열교환기 105 : PTC 히터
200 : 제1 온도센서 300 : 제2 온도센서
111 : 디프로스트 벤트 112 : 페이스 벤트
113 : 플로어 벤트 140 : 플로어 도어

Claims (9)

  1. 송풍기로부터 송풍되는 공기가 유입되어 다수의 공기토출구로 토출 되도록 구성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 내부에 설치되는 증발기(102) 및 내부 열교환기(103)와, 상기 내부 열교환기(103)의 하류 측에 설치되는 PTC 히터(105)를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 PTC 히터(105)의 출력을 제어하는 PTC 히터 제어수단; 및
    상기 내부 열교환기(103)에 흐르는 냉매의 유량을 제어하는 내부 열교환기 제어수단을 포함하며, 상기 PTC 히터 제어수단 및 내부 열교환기 제어수단을 통해 토출 온도를 제어하며,
    상기 PTC 히터(105)의 하류 측에 플로어 도어(140)가 설치되고; 상기 공기토출구는 공조케이스(110)의 상부에 형성되는 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)와, 공조케이스(110)의 하부에 형성되는 플로어 벤트(113)를 포함하며; 상기 플로어 도어(140)는 PTC 히터(105)를 통과한 공기를 상기 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)로 향하는 유로와 상기 페이스 벤트(112)로 향하는 유로를 선택적으로 개방하고,
    상기 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)는 공조케이스(110)의 내부 단일 유로 상에 순차로 배치되고, 상기 플로어 도어(140)는 상기 PTC 히터(105)의 인접한 부위에서 PTC 히터(105)의 상하 높이 방향으로 중앙 부위에 설치되어, PTC 히터(105)를 지나 유동하는 공기를 상,하 방향으로 풍배 조절하되,
    상기 플로어 도어(140)는 PTC 히터(105)를 통과한 공기를 상하 방향으로 구획하도록 회전축이 공조케이스(110) 외벽에 위치하고 평판부가 PTC 히터(105)를 향해 연장 형성되며,
    상기 PTC 히터(105)는 상하 방향으로 온도를 독립 제어하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 내부 열교환기(103)의 상류 측에 유동 공기의 온도를 감지하는 제1 온도센서(200)가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 PTC 히터(105)의 하류 측에 유동 공기의 온도를 감지하는 제2 온도센서(300)가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    압축기와 상기 내부 열교환기(103)를 연결하는 유로 상에 냉매를 바이패스 시키는 바이패스 유로(210)가 형성되고, 상기 바이패스 유로(210)의 분기 지점에 냉매를 상기 내부 열교환기(103)와 바이패스 유로(210) 측으로 선택적으로 유동시키는 삼방향 밸브(223)가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)는 공조케이스(110)의 내부 단일 유로 상에 순차로 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 증발기(102), 내부 열교환기(103) 및 PTC 히터(105)를 지나는 단일의 유로는 상기 플로어 도어(140)를 기준으로 하나는 상기 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112)로 향하도록 다른 하나는 상기 플로어 벤트(113)로 향하도록 2개의 유로로 분기되며, 상기 플로어 도어(140)는 회전축이 공조케이스(110)의 외벽에 인접하게 배치된 상태로 상기 분기 유로의 개도를 조절하도록 구성되어, 상기 플로어 도어(140)의 회전 동작에 따라 상기 디프로스트 벤트(111) 및 페이스 벤트(112) 측 유로와 상기 플로어 벤트(113) 측 유로로의 공기 유동량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 PTC 히터(105)는 발열 수단인 스톤(106)을 다수개 구비하고, PTC 히터(105)의 상하 높이 방향으로 일 지점을 기준으로 상부와 하부의 스톤(106) 수가 서로 다르게 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
KR1020120140685A 2012-12-06 2012-12-06 차량용 공조장치 KR101544874B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120140685A KR101544874B1 (ko) 2012-12-06 2012-12-06 차량용 공조장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120140685A KR101544874B1 (ko) 2012-12-06 2012-12-06 차량용 공조장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140073034A KR20140073034A (ko) 2014-06-16
KR101544874B1 true KR101544874B1 (ko) 2015-08-19

Family

ID=51126680

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120140685A KR101544874B1 (ko) 2012-12-06 2012-12-06 차량용 공조장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101544874B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101766045B1 (ko) 2015-10-08 2017-08-08 현대자동차주식회사 차량용 공조시스템
CN106853759B (zh) * 2015-12-09 2019-04-02 广州汽车集团股份有限公司 一种汽车ptc加热系统的控制方法及装置
KR101755926B1 (ko) 2015-12-09 2017-07-10 현대자동차주식회사 차량용 공조시스템
DE102017116191B4 (de) * 2016-07-27 2023-12-21 Hanon Systems Klimaanlage zur Mehrzonenklimatisierung eines Fahrzeuginnenraums
KR20230033756A (ko) * 2021-08-31 2023-03-09 현대자동차주식회사 전기자동차용 전후석 개별 공조 제어시스템

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011255733A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Japan Climate Systems Corp 車両用空調装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011255733A (ja) * 2010-06-07 2011-12-22 Japan Climate Systems Corp 車両用空調装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20140073034A (ko) 2014-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9919576B2 (en) Air conditioner for vehicle and controlling method thereof
KR101544874B1 (ko) 차량용 공조장치
KR20050120156A (ko) 차량용 공기 조화 장치
KR20120027670A (ko) 차량용 공조장치
KR101941052B1 (ko) 차량용 공조장치
KR20110090478A (ko) 차량용 공조장치
KR101492146B1 (ko) 차량용 좌,우 독립 공조장치 및 그 제어방법
KR101492154B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101450635B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101220971B1 (ko) 차량용 공조장치
CN110871662B (zh) 车辆用空调装置
KR101237271B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101094846B1 (ko) 차량용 공기조화장치
KR20080006993A (ko) 차량용 공조장치
KR101527798B1 (ko) 차량용 공조장치 및 그 제어방법
KR101450631B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101313583B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101544876B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101425880B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101899367B1 (ko) 차량용 공조장치
KR20100009211A (ko) 차량용 공기조화장치
KR101511509B1 (ko) 차량용 공조장치
KR20220109787A (ko) 차량용 공조장치
KR101250275B1 (ko) 차량용 공조장치
KR101997620B1 (ko) 차량용 공조장치

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
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180717

Year of fee payment: 4