KR102056790B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 송풍장치와 공조케이스의 공기유입구 사이에 제습로터를 내장한 제습덕트를 구비하고, 상기 제습로터를 통과한 공기를 냉각하는 냉각수단(현열교환기)을 설치함으로써, 상기 제습로터를 통과하면서 온도가 상승한 공기를 상기 냉각수단을 통해 냉각시켜주므로 최대냉방모드시 냉방성능을 향상할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 송풍장치와 공조케이스의 공기유입구 사이에 제습로터를 내장한 제습덕트를 구비하고, 상기 제습로터를 통과한 공기를 냉각하는 냉각수단(현열교환기)을 설치한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.

이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입(Semi-Center type)과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 대별할 수 있다.

한편, 최근에는 탑승자의 필요에 따라 차량 실내의 운전석과 조수석에 각기 다른 온도의 공기가 공급되도록 하여 개별적인 냉난방이 이루어지도록 하는 이른바 좌,우 독립 공조장치가 적용되고 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 구성도로써, 상기 공조장치(1)는, 일측에 공기유입구(11)가 형성되고 타측에는 각각 모드도어(16)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12), 페이스 벤트(13), 플로어 벤트(14)가 형성된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)내의 공기통로상에 순차적으로 일정간격을 두고 설치되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍장치(20)로 구성된다.

그리고, 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에는 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로와 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로의 개도를 조절하여 온도를 조절하도록 온도조절도어(15)가 설치된다.

아울러, 상기 모드도어(16)는 해당 벤트의 개도를 조절하면서 다양한 공기 토출모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)를 수행하게 된다.

상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치(1)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로를 개방함과 아울러 온풍통로를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 상기 송풍장치(20)에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 소정의 공기 토출모드(벤트모드,바이레벨모드,플로어모드,믹스모드,디프로스트모드)에 따라 모드도어(16)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.

또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로를 폐쇄함과 아울러 온풍통로를 개방하게 된다. 이에 따라 상기 송풍장치(20)에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 통과한 후 온풍통로를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 소정의 공기 토출모드에 따라 모드도어(16)에 의해 개방되는 벤트를 통해 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.

상기의 공조장치(1)에서 상기 증발기(2)는, 차량 실내를 냉방시키는 작용과 함께, 증발기(2)의 표면온도가 실내공기의 이슬점 이하로 내려갈 때, 증발기(2)를 거쳐 토출되는 공기 중의 습기를 제거하는 제습작용도 함께 수행하게 된다.

이러한 상기 증발기(2)의 냉방부하는, 유입공기의 건구 온도차와 관련된 현열부하와, 습도차와 관련된 잠열부하로 이루어지는데, 고온 다습한 실외공기가 실내로 유입되는 상태에서 에어컨 가동시, 냉방부하 중 잠열부하가 대부분을 차지함으로써 냉방효율이 크게 저하되는 경우가 있다.

이처럼, 상기 종래의 공조장치(1)는, 습도가 높은 날씨에서 에어컨 작동시, 습기가 많이 함유된 공기가 증발기(2)를 바로 통과하게 됨으로써 냉방부하가 증대되어 냉방효율이 저하되며, 이러한 공기가 증발기(2)를 통과하여 냉각된 상태로 차실내로 유입될 경우 차실내의 쾌적성도 저하되는 문제가 있었다.

상기한 문제를 해결하기 위해, 최근에는 제습처리를 위한 제습로터(45)가 설치된 공조장치가 개발되고 있다.

도 2는 제습로터를 갖는 공조장치를 나타낸 구성도로서, 간략히 설명하면, 송풍장치(30)와 공조케이스(40)내의 증발기(41) 사이에 제습통로(44) 및 재생통로(43)를 형성하고, 상기 제습통로(44) 및 재생통로(43)상에는 하나의 제습로터(45)를 걸쳐지게 설치하며, 상기 제습로터(45) 전방의 재생통로(44)내에는 재생히터(46)를 설치한 것이다.

이때, 상기 재생통로(44)의 배출구(44a)는 차량 외측방향으로 연장되어, 상기 재생통로(44)를 통과한 공기가 모두 차량 외부로 배출되게 된다.

이후, 제습이 필요할 경우, 상기 제습로터(45)가 회전함과 동시에 상기 재생히터(46)가 가동하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치(30)를 통과한 공기 중 일부는 제습통로(43)측에 위치한 제습로터(45) 부위를 통과하면서 습기가 제거된 상태로 증발기(41)로 유동하게 되고, 이후 증발기(41)를 거치면서 냉각되고 히터코어(42)를 선택적으로 통과한 후 차실내로 공급되게 된다.

상기 송풍장치(30)를 통과한 공기 중 다른 일부는 상기 재생통로(44)로 유입된 후, 상기 재생히터(46)에 의해 가열된 상태로 상기 재생통로(44)측에 위치한 제습로터(45) 부위를 통과하게 되는데,

이때, 상기 제습통로(43)에서 습기를 흡착한 상태의 제습로터(45) 부위가 상기 재생통로(44)측으로 회전하게 되므로, 상기 재생히터(46)에 의해 가열된 공기는 상기 제습로터(45)를 통과하면서 제습로터(45)에 흡착된 습기를 강제 증발시킨 후 재생통로(44)의 배출구(44a)를 통해 외부로 배출된다.

상기의 과정을 통하여 상기 제습로터(45)의 표면은 원래의 건조한 상태로 재생되어 다시 제습능력을 갖게 된다.

도 3은 제습공조시 제습로터를 통과한 공기의 상태량 변화를 나타내는 습공기선도로서, 상기 제습로터(45)를 통과하는 공기의 상태량 변화는 화살표 A와 같이 등엔탈피선을 따라 절대 습도가 하강하는 만큼 공기의 온도가 상승해야 되지만, 실제 공기의 상태량 변화는 화살표 B와 같이 시스템의 비가역성으로 인해 엔탈피가 보다 상승하게 된다.

즉, 공기가 상기 제습로터(45)를 통과할 때 열교환은 없지만, 공기 중의 수분이 제습로터(45)의 제습제를 통해 분리가 되는 과정에서 제습되는 수분의 양 만큼 공기의 온도는 상승하게 되고, 이로인해 최대냉방모드시 냉방성능을 저하시키는 문제가 있다.

상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 송풍장치와 공조케이스의 공기유입구 사이에 제습로터를 내장한 제습덕트를 구비하고, 상기 제습로터를 통과한 공기를 냉각하는 냉각수단(현열교환기)을 설치함으로써, 상기 제습로터를 통과하면서 온도가 상승한 공기를 상기 냉각수단을 통해 냉각시켜주므로 최대냉방모드시 냉방성능을 향상할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부에 송풍팬이 구비된 송풍장치와, 일측에는 상기 송풍장치로부터 송풍된 공기가 유입되도록 공기유입구가 형성되고, 타측에는 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 열교환기를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스의 공기유입구와 상기 송풍장치의 사이에 연결 설치되며, 내부에는 상기 송풍장치에서 송풍된 공기가 유동하는 제습통로 및 재생통로가 구획 형성되어, 상기 제습통로를 통과한 공기를 상기 공기유입구측으로 유입시키는 제습덕트와, 상기 제습덕트의 내부에 회전 가능하게 설치되되, 일부는 상기 제습통로측에 배치되고 다른 일부는 상기 재생통로측에 배치되게 설치되어 상기 제습통로내를 유동하는 공기를 제습하는 제습로터와, 상기 제습덕트의 제습로터와 상기 공기유입구의 사이에 설치되며 상기 제습로터를 통과하여 제습통로를 유동하는 공기를 냉각하는 냉각수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 송풍장치와 공조케이스의 공기유입구 사이에 제습로터를 내장한 제습덕트를 구비하고, 상기 제습로터를 통과한 공기를 냉각하는 냉각수단(현열교환기)을 설치함으로써, 상기 제습로터를 통과하면서 온도가 상승한 공기를 상기 냉각수단을 통해 냉각시켜주므로 최대냉방모드시 냉방성능을 향상할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 제습로터를 갖는 공조장치를 나타낸 구성도,
도 3은 종래의 제습공조시 제습로터를 통과한 공기의 상태량 변화를 나타내는 습공기선도
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 개략적으로 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대냉방모드를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대난방모드를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 제습로터 전단 및 후단과 현열교환기 후단의 공기온도를 나타내는 습공기선도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 내부에 송풍팬(138)이 구비된 송풍장치(130)와, 일측에는 상기 송풍장치(130)로부터 송풍된 공기가 유입되도록 공기유입구(111)가 형성되고 타측에는 유입된 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부의 공기통로상에는 냉풍통로와 온풍통로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 내부에 설치되는 열교환기를 포함하여 구성된다.

상기 열교환기는, 상기 공조케이스(110)의 내부에 서로 일정간격 이격되어 설치되는 증발기(101) 및 히터코어(102)로 이루어진다.

상기 증발기(101)는 상기 공조케이스(110)내의 냉풍통로측에 설치되고, 상기 히터코어(102)는 온풍통로측에 설치된다.

상기 증발기(101)와 히터코어(102)의 사이에는 상기 히터코어(102)를 바이패스하는 냉풍통로와 상기 히터코어(102)를 통과하는 온풍통로의 개도를 조절하는 온도조절도어(115)가 설치된다.

상기 송풍장치(130)는, 상부에 내,외기유입구(131,132)가 형성되고 내부에는 상기 내,외기유입구(131,132)를 개폐하도록 내,외기 전환도어(133)가 설치된 인테이크 덕트(134)와, 상기 인테이크 덕트(134)의 하부에 결합됨과 아울러 내부에 송풍팬(138)이 설치된 스크롤케이스(136)로 구성된다.

상기 스크롤케이스(136)의 일측에는 상기 송풍팬(138)에 의해 송풍된 공기를 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 송풍할 수 있도록 토출부(137)가 연장 형성된다.

또한, 상기 송풍장치(130)내의 송풍팬(138) 상부(상류측)에는 후술하는 제습로터(124)에 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 필터(135)가 설치된다.

상기 필터(135)는 상기 인테이크 덕트(134)와 스크롤케이스(136)의 사이에 삽입 설치된다.

이처럼, 상기 필터(135)는 상기 제습로터(124)에 이물질이 유입되는 것을 막아주어, 제습로터(124)내의 제습재(미도시) 효율 및 내구성을 향상하게 된다. 즉, 상기 제습재의 표면에 수분보다 작은 이물질이 통과할 경우 제습성능이 저하되기 때문에 이러한 이물질을 상기 필터(135)에서 1차로 제거하게 되는 것이다.

또한, 상기 송풍장치(130)의 일측에는 상기 블로어(138)를 구동시키도록 블로어구동부(138a)가 구비된다. 상기 블로어구동부(138a)는 모터인 것이 바람직하다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 출구측에 형성된 복수의 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112)와, 앞좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(113)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(114)가 형성된다.

또한, 상기 공조케이스(110)의 내부에는 상기 디프로스트 벤트(112), 페이스 벤트(113), 플로어 벤트(114)를 각각 개폐하도록 복수개의 모드도어(116)가 설치된다.

한편, 상기 공조케이스(110)의 하부에는 상기 증발기(101)의 표면에서 발생하여 낙하하는 응축수를 차량 외부로 배출할 수 있도록 드레인 포트(미도시)가 형성된다.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)와 상기 송풍장치(130)의 사이에는 제습덕트(120)가 연결 설치된다.

상기 제습덕트(120)는, 내부에 형성된 구획벽(123)을 사이에 두고 일측에는 제습통로(121)가 형성되고 타측에는 재생통로(122)가 형성되어, 상기 송풍장치(130)에서 송풍된 공기가 상기 제습통로(121)와 재생통로(122)로 유동하게 된다.

상기 제습통로(121)는, 상기 송풍장치(130)의 토출부(137)와 상기 공기유입구(111)를 연통시키도록 형성되고, 상기 재생통로(122)는, 상기 송풍장치(130)의 토출부(137)와 외부를 연통시키도록 형성된다.

따라서, 상기 제습통로(121)를 통과한 공기가 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)측으로 유입되게 된다.

상기 구획벽(123)은 상기 제습덕트(120)의 내부를 상,하로 양분하도록 형성되고, 이로인해 상기 제습통로(121)는 상기 구획벽(123)의 상부에 형성되고, 상기 재생통로(122)는 상기 구획벽(123)의 하부에 형성된다.

한편, 도면에서는 편의상 상기 제습통로(121)와 재생통로(122)를 동일한 크기로 도시하였으나, 상기 제습통로(121)가 재생통로(122) 보다 크도록 상기 구획벽(123)을 형성하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 송풍장치(130)로부터 송풍된 공기 중 제습덕트(120)의 제습통로(121)를 통과한 공기만 공조케이스(110)의 공기유입구(111)로 유입되므로 상기 제습통로(121)를 재생통로(122) 보다 크게 형성해야 최대냉방모드시 풍량을 증대하고 냉방성능도 향상할 수 있는 것이다.

또한, 상기 제습덕트(120)는 별도로 제작하여 상기 송풍장치(130)의 토출부(137)와 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111) 사이에 조립할 수도 있고, 또는 상기 송풍장치(130)의 토출부(137)와 일체로 형성하거나 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)와 일체로 형성할 수도 있다.

그리고, 상기 제습덕트(120)의 내부에는 제습로터(124)가 회전 가능하게 설치되되, 제습로터(124)의 일부는 상기 제습통로(121)측에 배치되고 다른 일부는 상기 재생통로(122)측에 배치되게 설치되어 상기 제습통로(121)내를 유동하는 공기를 제습하게 된다.

즉, 상기 제습로터(124)는 상기 구획벽(123)을 관통하여 설치됨에 따라 제습로터(124)의 일부는 상기 제습통로(121)측에 배치되고 나머지는 상기 재생통로(122)측에 배치되는 것이다.

또한, 상기 제습로터(124)내에는 제습재가 구비되어 통과하는 공기 중에 포함된 습기를 흡착하게 된다.

이러한 상기 제습로터(124)는 원통형으로 형성되어 상기 제습덕트(120)내의 구획벽(123)측에 회전가능하게 설치된다. 이때, 상기 구획벽(123)에는 상기 제습로터(124)를 회전가능하게 지지하도록 지지브라켓(미도시)이 형성될 수 있다.

아울러, 상기 제습덕트(120)의 내부에는 상기 제습로터(124)를 회전 구동하도록 모터(미도시)가 설치된다.

여기서, 상기 모터와 제습로터(124)는 다양한 구조로 연결할 수 있는데, 즉, 상기 모터를 상기 구획벽(123)에 고정 설치한 후 모터의 회전축을 상기 제습로터(124)의 중심에 직접 결합할 수 도 있고, 또는 상기 모터를 상기 제습덕트(120)의 내벽면에 설치한 후 상기 모터와 제습로터(124)를 벨트로 연결할 수 도 있으며, 또는 상기 모터의 회전축과 상기 제습로터(124)의 외주면을 기어결합하여 연결할 수 도 있다.

그리고, 상기 재생통로(122)내의 상기 제습로터(124) 상류측에는 상기 재생통로(122)내를 유동하는 공기를 가열하여 상기 재생통로(122)측 제습로터(124) 부위를 건조 재생시키는 가열수단이 설치된다.

즉, 상기 제습로터(124)는 상기 제습통로(121)와 재생통로(122) 사이에서 계속 회전하게 되므로, 상기 제습통로(121)를 거치면서 습기를 흡착한 부위가 재생통로(122)를 거치면서 가열수단에 의해 재생되는 과정을 반복하게 된다.

좀더 상세히 설명하면, 상기 송풍장치(130)로부터 송풍된 공기 중 일부는 상기 제습통로(121)로 유동하면서 공기중에 포함된 습기가 제습로터(124)에 흡착되어 제습되고, 나머지 일부는 상기 재생통로(122)를 통과하면서 상기 가열수단에 의해 가열된다. 이때 가열된 공기는 상기 제습통로(121)에서 습기를 흡착한 상태에서 재생통로(122)로 회전된 제습로터(124)의 표면을 통과하게 되고, 이 과정에서 상기 제습로터(124)에 흡착된 습기를 강제 증발시키게 된다. 이러한 과정을 통해 상기 제습로터(124)의 표면은 원래의 건조한 상태로 재생되어 다시 제습능력을 갖게 되는 것이다.

상기 가열수단은, 전기 가열식 히터(미도시)로 이루어질 수도 있고, 또는 차량의 엔진 냉각수 이용한 열교환기(125)로 이루어질 수도 있다.

상기 열교환기(125)에는 차량 엔진측으로부터 상기 히터코어(102)로 공급되는 냉각수의 일부를 분기하여 공급하게 되며, 다시말해, 차량 엔진과 상기 히터코어(102)를 연결하는 메인 냉각수파이프(P1)로부터 분기된 보조 냉각수파이프(P2)가 상기 열교환기(125)와 연결된다.

즉, 엔진측으로부터 공급되는 뜨거운 냉각수 중 일부는 상기 메인 냉각수파이프(P1)를 통해 히터코어(102)를 순환하게 되고, 일부는 상기 보조 냉각수파이프(P2)를 통해 분기되어 상기 재생통로(122)내의 열교환기(125)를 순환하게 된다.

그리고, 상기 제습덕트(120)의 제습로터(124)와 상기 공기유입구(111)의 사이에는 상기 제습로터(124)를 통과하여 제습통로(121)를 유동하는 공기를 냉각하는 냉각수단이 설치된다.

상기 냉각수단은, 현열교환기(127)인 것이 바람직하다.

상기 현열교환기(127)는, 상기 제습로터(124)를 통과하면서 제습된 공기의 온도를 낮추기 위하여 1차적인 열교환을 수행하는 열교환기로서, 알루미늄 등의 박판을 벌집 형상으로 구성하거나 또는 여러겹으로 구성하여 그 사이로 공기가 유동하면서 열교환하여 냉각되게 된다.

또한, 상기 제습덕트(120)의 제습통로(121) 일측에는, 상기 송풍장치(130)에서 송풍된 공기가 유동하는 열교환통로(126)가 형성된다.

이때, 상기 열교환통로(126)의 입구는 상기 제습통로(121)와 연통하도록 형성되고, 열교환통로(126)의 출구는 외부와 연통하도록 형성된다.

그리고, 상기 현열교환기(127)는, 원통형으로 형성되어 상기 제습덕트(120)에 회전 가능하게 설치되되, 일부는 상기 제습통로(121)측에 배치되고 다른 일부는 상기 열교환통로(126)측에 배치되게 설치된다.

따라서, 상기 송풍장치(130)로부터 송풍된 공기가 상기 열교환통로(126)를 유동하면서 상기 열교환통로(126)측에 위치한 현열교환기(127) 부위를 냉각하게 되고, 이렇게 냉각된 현열교환기(127) 부위가 상기 제습통로(121)측으로 회전하여 상기 제습통로(121)를 유동하는 제습된 공기를 냉각하게 되는 것이다.

상기 현열교환기(127)를 회전시키는 구조는 앞서 설명한 제습로터(124)와 동일하다. 즉, 상기 현열교환기(127)는 상기 제습덕트(120)측에 지지브라켓(미도시)을 통해 회전가능하게 설치되고, 모터(미도시)를 통해 회전 구동하게 된다.

또한, 상기 열교환통로(126)의 내부에는, 상기 현열교환기(127)의 사용여부를 결정할 수 있도록 상기 열교환통로(126)를 개폐하는 개폐도어(128)가 설치된다.

상기 개폐도어(128)는 상기 열교환통로(126)의 내부에서 상기 현열교환기(127) 보다 상류측에 설치된다.

따라서, 상기 현열교환기(127)를 구동할 경우에는 상기 개폐도어(128)로 열교환통로(126)를 개방하고, 상기 현열교환기(127)를 구동 정지할 경우에는 상기 개폐도어(128)로 열교환통로(126)를 폐쇄하게 된다.

이와 같이, 상기 제습로터(124)와 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111) 사이에 상기 현열교환기(127)를 설치하게 되면, 도 4 및 도 7을 참조하면, 상기 제습로터(124) 전단의 공기 온도를 T1, 엔탈피를 h1 이라하고, 상기 제습로터(124) 후단의 공기 온도를 T2, 엔탈피를 h2 라 하며, 상기 현열교환기(127) 후단의 공기 온도를 T3, 엔탈피를 h3 이라 할때, 공기 온도는 T2 > T3 > T1 이 되고, 엔탈피는 h2 > h1 > h3 이 된다.

따라서, 상기 현열교환기(127)를 통해 상기 제습로터(124)를 통과한 제습된 공기를 냉각함으로써, 상기 제습된 공기의 온도 상승량을 최소화함과 동시에 엔탈피의 감소가 가능하여, 최대냉방모드시 냉방성능을 향상할 수 있는 것이다.

한편, 상기 현열교환기(127)의 구동조건은, 최대냉방모드시에는 상기 현열교환기(127)를 구동하고, 에어컨 오토(AUTO)제어 조건에서 최대냉방모드 및 송풍장치의 저단 작동시에도 상기 현열교환기(127)를 구동하며, 에어컨 오토(AUTO)제어 조건에서 저온 다습한 조건에서는 상기 현열교환기(127)를 미구동하는 것이 바람직하다. 몰론 최대난방모드시에도 상기 현열교환기(127)를 미구동하는 것이 바람직하다.

이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.

가. 최대냉방모드(도5)

최대냉방모드시는 도 5와 같이, 상기 온도조절도어(115)는 공조케이스(110)내 냉풍통로를 개방하고 온풍통로를 폐쇄하게 된다.

또한, 상기 제습로터(124)는 모터에 의해 회전하게 되고, 상기 가열수단인 열교환기(125)로는 엔진 냉각수가 순환하게 된다.

아울러, 상기 현열교환기(127)가 구동되는데, 즉, 상기 개폐도어(128)가 열교환통로(126)를 개방하고, 상기 현열교환기(127)가 모터에 의해 회전하게 된다.

따라서, 상기 송풍장치(130)에 의하여 송풍되는 공기는, 상기 제습덕트(120)의 제습통로(121)와 재생통로(122) 및 열교환통로(126)로 각각 유입된다.

이때, 상기 제습통로(121)로 유입된 공기는 상기 제습로터(124)를 통과하는 과정에서 공기중에 포함된 습기가 제습로터(124)에 흡착되어 제습되고, 이후 상기 현열교환기(127)와 열교환하면서 냉각된 후 상기 공기유입구(111)를 통해 공조케이스(110) 내로 공급되며,

상기 재생통로(122)로 유입된 공기는 상기 재생통로(122)를 통과하면서 상기 가열수단에 의해 가열된다. 이때 가열된 공기는 상기 제습통로(121)에서 습기를 흡착한 상태에서 재생통로(122)로 회전된 제습로터(124)의 표면을 통과하게 되고, 이 과정에서 상기 제습로터(124)에 흡착된 습기를 강제 증발시키게 된다. 이러한 과정을 통해 상기 제습로터(124)의 표면은 원래의 건조한 상태로 재생되어 다시 제습능력을 갖게 된다.

이후, 상기 재생통로(122)에서 제습로터(124)를 통과한 공기는 차량 외부로 배출된다.

상기 열교환통로(126)로 유입된 공기는, 상기 현열교환기(127)와 열교환하여 현열교환기(127)를 냉각하게 된다.

계속해서, 상기 제습통로(121)를 통해 상기 공조케이스(110)내로 공급된 공기는 상기 증발기(101)를 통과하면서 냉풍으로 바뀐 뒤, 상기 히터코어(102)를 바이패스하게 되고, 이후 상기 모드도어(116)에 의해 개방된 공기토출구를 통해 차량 실내로 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.

나. 최대난방모드(도6)

최대난방모드시는 도 6과 같이, 상기 온도조절도어(115)는 공조케이스(110)내 냉풍통로를 폐쇄하고 온풍통로를 개방하게 된다.

또한, 상기 제습로터(124)는 모터에 의해 회전하게 되고, 상기 가열수단인 열교환기(125)로는 엔진 냉각수가 순환하게 된다.

아울러, 상기 현열교환기(127)가 구동 정지되는데, 즉, 상기 개폐도어(128)가 열교환통로(126)를 폐쇄하고, 상기 현열교환기(127)는 회전 정지 된다.

따라서, 상기 송풍장치(130)에 의하여 송풍되는 공기는, 상기 제습덕트(120)의 제습통로(121)와 재생통로(122)로 각각 유입된다.

이때, 상기 제습통로(121)로 유입된 공기는 상기 제습로터(124)를 통과하는 과정에서 공기중에 포함된 습기가 제습로터(124)에 흡착되어 제습되고, 이후 상기 현열교환기(127)를 통과한 후 상기 공기유입구(111)를 통해 공조케이스(110) 내로 공급되며,

상기 재생통로(122)로 유입된 공기는 상기 재생통로(122)를 통과하면서 상기 가열수단(125)에 의해 가열된다. 이때 가열된 공기는 상기 제습통로(121)에서 습기를 흡착한 상태에서 재생통로(122)로 회전된 제습로터(124)의 표면을 통과하게 되고, 이 과정에서 상기 제습로터(124)에 흡착된 습기를 강제 증발시키게 된다. 이러한 과정을 통해 상기 제습로터(124)의 표면은 원래의 건조한 상태로 재생되어 다시 제습능력을 갖게 된다.

이후, 상기 재생통로(122)에서 제습로터(124)를 통과한 공기는 차량 외부로 배출된다.

계속해서, 상기 제습통로(121)를 통해 상기 공조케이스(110)내로 공급된 공기는 상기 증발기(101)를 통과한 후, 상기 히터코어(102)를 통과하는 과정에서 온풍으로 바뀐 뒤, 상기 모드도어(116)에 의해 개방된 공기토출구를 통해 차량 실내로 토출되어 차실내를 난방하게 된다.

100: 공조장치 101: 증발기
102: 히터코어 110: 공조케이스
111: 공기유입구
112: 디프로스트 벤트 113: 페이스 벤트
114: 플로어 벤트 115: 온도조절도어
116: 모드도어
120: 제습덕트 121: 제습통로
122: 재생통로 123: 구획벽
124: 제습로터 125: 열교환기
126: 열교환통로 127: 현열교환기
128: 개폐도어
130: 송풍장치 135: 필터

Claims (8)

1. 내부에 송풍팬(138)이 구비된 송풍장치(130)와, 일측에는 상기 송풍장치(130)로부터 송풍된 공기가 유입되도록 공기유입구(111)가 형성되고, 타측에는 공기를 토출하도록 복수개의 공기토출구가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110)의 내부에 설치되는 열교환기를 포함하여 이루어진 차량용 공조장치에 있어서,
   상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)와 상기 송풍장치(130)의 사이에 연결 설치되며, 내부에는 상기 송풍장치에서 송풍된 공기가 유동하는 제습통로(121) 및 재생통로(122)가 구획 형성되어, 상기 제습통로(121)를 통과한 공기를 상기 공기유입구(111)측으로 유입시키는 제습덕트(120)와,
   상기 제습덕트(120)의 내부에 회전 가능하게 설치되되, 일부는 상기 제습통로(121)측에 배치되고 다른 일부는 상기 재생통로(122)측에 배치되게 설치되어 상기 제습통로(121)내를 유동하는 공기를 제습하는 제습로터(124)와,
   상기 제습덕트(120)의 제습로터(124)와 상기 공기유입구(111)의 사이에 설치되며 상기 제습로터(124)를 통과하여 제습통로(121)를 유동하는 공기를 냉각하는 냉각수단을 포함하여 이루어지고,
   상기 냉각수단은 현열교환기(127)이며, 상기 제습덕트(120)의 제습통로(121) 일측에는 상기 송풍장치(130)에서 송풍된 공기가 유동하는 열교환통로(126)가 형성되고, 상기 현열교환기(127)는 상기 제습덕트(120)에 회전 가능하게 설치되되 일부는 상기 제습통로(121)측에 배치되고 다른 일부는 상기 열교환통로(126)측에 배치되게 설치되며, 상기 열교환통로(126)의 내부에는 상기 열교환통로(126)를 개폐하는 개폐도어(128)가 설치되고,
   최대냉방모드시, 개폐도어(128)는 열교환통로(126)를 개방하며;
   에어컨 오토(Auto) 제어 조건에서 최대냉방모드 또는 송풍장치의 저단 작동시, 개폐도어(128)는 열교환통로(126)를 개방하고;
   최대난방모드 또는 에어컨 오토 제어 조건에서 저온 다습한 조건시, 개폐도어(128)는 열교환통로(126)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 열교환통로(126)의 입구는 상기 제습통로(121)와 연통하도록 형성되고, 열교환통로(126)의 출구는 외부와 연통하도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제습통로(121)는, 상기 송풍장치(130)의 토출부(137)와 상기 공기유입구(111)를 연통시키도록 형성되고,
   상기 재생통로(122)는, 상기 송풍장치(130)의 토출부(137)와 외부를 연통시키도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 재생통로(122)내의 상기 제습로터(124) 상류측에는 상기 재생통로(122)내를 유동하는 공기를 가열하여 상기 재생통로(122)측 제습로터(124) 부위를 건조시키는 가열수단이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 가열수단은, 상기 재생통로(122)내에 설치되며, 차량 엔진측으로부터 공급되는 냉각수가 순환하는 열교환기(125)인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.

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