KR20000000136A - Cooling and heating system for vehicle - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air-conditioning and heating device for a car is provided to improve more the efficiency of an air-conditioning and heating not by giving an overload to an engine and not by using pollution materials such as a cooling agent, and formed in a simple structure not to have much space of an engine room. CONSTITUTION: The air-conditioning and heating device for a car comprises:a first duct(10) in the side of an instrument panel of a car; an air inlet hole on one side of the first duct(10) having an ambient air inflow hole(12) formed to directly and forcibly flow in air from an engine room or outside by a ventilation fan(32) and having a re-rotation air inflow hole(14) to flow in the air that re-rotates the indoor of a car; an air outlet hole on the other side of the first duct(10) to be able to outlet the flowed air to the indoor of the car, containing an outlet hole of a front glass side of a panel, an outlet hole(17) indoors, and an outlet hole(18) of a floor side.

Description

자동차용 냉난방 장치{Cooling and heating system for vehicle}Cooling and heating system for automobiles {Cooling and heating system for vehicle}

본 발명은 자동차용 냉난방 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 열전 소자의 반도체 특성을 이용하여 자동차 실내의 냉, 난방을 이루어지게 하는 자동차용 냉난방 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating and cooling device for an automobile, and more particularly, to an automotive heating and cooling device for cooling and heating a vehicle interior by using semiconductor characteristics of a thermoelectric element.

일반적으로 자동차의 냉난방 장치는 주위의 온도 변화에 불구하고 실내의 온도를 일정하게 유지시킬 수 있게 함은 물론, 예를 들어 윈도우 글래스의 김이나 성애를 없애는 등 여러 가지 목적에 알맞게 유입 공기를 선택적으로 가열하거나 냉각시켜 순환케 하는 공조 시스템이다.In general, a car's heating and cooling system not only keeps the indoor temperature constant in spite of a change in the ambient temperature, but also selectively selects the inlet air for various purposes, for example, to remove steam or frost on the window glass. An air conditioning system that circulates by heating or cooling.

종래의 자동차용 냉난방 장치는, 도 1 에서 나타낸 바와 같이, 도시되지 않은 인스트루먼트 패널(Instrument Panel) 쪽에 덕트(Duct)(1)가 구비되고, 상기 덕트(1)의 한 쪽에는 공기 흡입구(2), 즉 엔진 룸(Engine Room)(도시 생략)이나 외부로부터 직접 공기가 송풍 팬(4)에 의하여 강제로 유입되는 외기 유입구(2a)와 차 실내를 재 순환한 공기가 유입되는 재순환 공기 유입구(2b)가 구비된다. 한편, 상기 덕트(1)의 다른 쪽에는 공기를 실내 쪽으로 배출하는 공기 배출구(3), 즉 패널의 전면 글래스측 배출구(3a)와 실내측 배출구(3b) 뿐만 아니라 플로어(Floor)쪽 배출구(3c)가 구비된다. 그리고 상기 덕트(1) 내부에는 공기 흡입구(2)를 통하여 유입되는 공기를 냉각 또는 가열시킬 수 있는 냉, 난방 장치의 주요 구성부가 내장 설치되어 있다. 즉, 상기 덕트(1) 내부에는 히터(Heater)(5)와 증발기(6)가 상호 격리된 상태로 내장되고, 특히 상기 증발기(6)는 압축기(7), 응축기(8) 등과 같은 다른 여러 냉각 장치의 구성 요소들과 함께 냉매를 순환시킬 수 있도록 배관 연결되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional automotive air conditioner is provided with a duct 1 on an instrument panel side, which is not shown, and an air inlet 2 on one side of the duct 1. That is, the outside air inlet port 2a through which air is directly introduced from the engine room (not shown) or the outside by the blower fan 4, and the recirculation air inlet port 2b through which the air recirculated inside the car is introduced. ) Is provided. On the other hand, the other side of the duct 1 has an air outlet 3 for discharging air toward the interior, that is, a floor side outlet 3c as well as a front glass side outlet 3a and an interior side outlet 3b of the panel. ) Is provided. And inside the duct (1) is installed a major component of the cold, heating device that can cool or heat the air flowing through the air inlet (2). That is, the heater 5 and the evaporator 6 are embedded in the duct 1 in a state in which they are separated from each other. In particular, the evaporator 6 may include various compressors such as the compressor 7 and the condenser 8. Piping is carried out together with the components of the cooling unit to circulate the refrigerant.

이와 같이 구비된 종래의 냉난방 장치는 사용자의 수동 선택이나 온도 센서(도시 생략)의 동작에 의하여 차 실내 온도와 외기의 온도를 측정하여 미리 설정된 온도에 맞도록 자동 제어된다. 즉, 실내 온도를 높일 필요가 있을 경우에는 히터(5)를 가동하여 유입 공기를 가열시키는 한편, 실내 온도를 낮춰야 할 경우에는 압축기(8)를 가동하여 증발기(7) 쪽에서 유입 공기의 온도를 낮춘 후 사용자가 원하는 부분에 공급케 하고 있다.The conventional air conditioning and heating device provided as described above is automatically controlled to match the preset temperature by measuring the vehicle interior temperature and the temperature of the outside air by manual selection of a user or operation of a temperature sensor (not shown). That is, when it is necessary to increase the room temperature, the heater 5 is operated to heat the inlet air, while when the room temperature needs to be lowered, the compressor 8 is operated to lower the temperature of the inlet air on the evaporator 7 side. After that, the user wants to supply the parts.

그러나, 이러한 종래의 냉난방 장치는, 특히 냉각 장치를 가동할 경우 엔진에 상당히 부하가 걸리기 때문에 자동차의 성능에 악 영향을 미칠 뿐만 아니라 에너지의 손실도 상당히 커지게 되는 문제점이 있고, 복잡하고 값 비싼 부품들로 인하여 차량 가격이 오르고 고장도 매우 잦게 된다.However, such a conventional heating and cooling system has a problem that not only adversely affects the performance of the vehicle but also considerably increases the energy loss since the engine is considerably loaded when the cooling system is operated. Due to this, the price of the vehicle rises and breakdowns are very frequent.

또한, 냉각 장치의 여러 구성 요소(압축기, 응축기 등)들이 엔진룸의 일정 공간을 차지하고 있고 중량 부담도 커지게 되므로 자동차의 경량화에 역행한다.In addition, various components (compressors, condensers, etc.) of the cooling system occupy a certain space in the engine room, and the weight burden increases, thus countering the weight reduction of the vehicle.

결국, 종래의 냉난방 장치를 사용하면 사용자로 하여금 주행 중에 상당한 불편을 느끼게 할뿐만 아니라 연료나 배터리(Battery)의 소모량도 가중되어 경제성도 떨어지며, 차량의 수명을 단축시키는 원인이 되기도 한다.As a result, the use of a conventional heating and cooling device not only makes a user feel a great inconvenience while driving, but also increases the consumption of fuel or a battery, thereby lowering economic efficiency and shortening the life of the vehicle.

따라서, 본 발명은 상술한 문제점을 해소하기 위하여 창작된 것으로서, 본 발명의 목적은 엔진에 과부하를 주지 않고 냉매 등의 공해물질을 쓰지 않으면서 냉난방의 효율을 더욱 증대시킬 수 있는 자동차용 냉난방 장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention was created to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention is to provide an automotive heating and cooling device that can further increase the efficiency of heating and cooling without overloading the engine and using pollutants such as a refrigerant To provide.

또한 엔진룸의 공간을 많이 차지하지 않도록 간단한 구조로 이루어진 자동차용 냉난방 장치를 제공하는 데 있다.In addition, to provide a car heating and cooling device with a simple structure so as not to take up a lot of space in the engine room.

도 1 은 종래의 실시예에 따른 자동차용 냉난방 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면.1 is a view schematically showing the overall configuration of a vehicle air conditioning apparatus according to a conventional embodiment.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 냉난방 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면.2 is a view schematically showing the overall configuration of a vehicle heating and cooling device according to an embodiment of the present invention.

도 3 은 도 2 의 요부 사시도.3 is a perspective view of main parts of FIG. 2;

도 4 는 도 3 의 A - A 선 단면도.4 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.

도 5 는 도 3 에 도시된 전도 파이프의 절개 단면도.FIG. 5 is a cutaway cross-sectional view of the conducting pipe shown in FIG. 3. FIG.

도 6a, 도 6b 는 본 발명의 작동 관계를 설명하기 위한 회로도로서, 도 6a 는 냉각 작용에 관한 회로도이고, 도 6b 는 가열 작용에 관한 회로도.6A and 6B are circuit diagrams for explaining the operation relationship of the present invention, Fig. 6A is a circuit diagram relating to a cooling action, and Fig. 6B is a circuit diagram relating to a heating action.

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

10 : 제 1 덕트, 12,14, 22 : 공기 흡입구,10: first duct, 12, 14, 22: air intake,

16,17,18,24 : 공기 배출구, 20 : 제 2 덕트,16,17,18,24: air outlet, 20: second duct,

32, 34 : 송풍 팬, 40 : 열 교환 수단,32, 34: blowing fan, 40: heat exchange means,

42 : 열전 소자, 44 : 제 1 전열판,42: thermoelectric element, 44: first heat transfer plate,

45 : 제 2 전열판, 46 : 전도 파이프,45: second heat transfer plate, 46: conduction pipe,

46b : 전열 부재, 46c : 작동 유체,46b: heat transfer member, 46c: working fluid,

48 : 핀, 50 : 스위칭 수단,48: pin, 50: switching means,

52 : 제 1 스위치, 54 : 제 2 스위치,52: first switch, 54: second switch,

60 : 배터리.60: battery.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 자동차용 냉난방 장치는, 자동차의 외부 공기 또는 재순환 공기를 흡입하여 실내 쪽으로 순환시킬 수 있는 복수의 공기 흡입구 및 배출구를 갖춘 제 1 덕트와, 자동차의 외부 공기만을 흡입 및 배출시킬 수 있는 제 2 덕트와, 상기 제 1, 2 덕트 내부에 각 각 공기를 강제 이송시킬 수 있도록 설치된 복수의 송풍 팬과, 상기 제 1, 2 덕트 내부에 공통으로 걸쳐지게 설치되어 배터리의 공급 전류의 흐름을 전환시킴에 따라 제 1 덕트 쪽으로 냉방 공기 또는 온방 공기를 변환하여 공급케 하는 열 교환 수단과, 상기 열 교환 수단으로 공급되는 배터리의 전류 흐름 방향을 전환시키는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.An automotive air conditioning apparatus according to the present invention for achieving the above object comprises a first duct having a plurality of air inlets and outlets for sucking and circulating the outside air or recirculated air of the car to the interior, and the outside air of the car A second duct capable of inhaling and discharging the bay, a plurality of blow fans installed to force the air to be forced into the first and second ducts, and the first and second ducts, A heat exchange means for converting and supplying cooling air or warm air toward the first duct by switching the flow of the supply current of the battery; and switching means for switching the current flow direction of the battery supplied to the heat exchange means. Characterized in that.

상기 열 교환 수단은 배터리의 전원 공급에 따라 가열 및 냉각 작용이 동시에 이루어지는 열전 소자와, 상기 열전 소자의 양 쪽면에 각 각 부착되는 제 1, 2 전열판과, 상기 제 1, 2 전열판에 각 각 매설되어 수직 방향으로 절곡 돌출되는 복수의 전도 파이프와, 상기 전도 파이프의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 부착되는 복수의 핀을 포함하는 것이 바람직하다.The heat exchange means includes a thermoelectric element which simultaneously performs heating and cooling operations in accordance with a power supply of a battery, first and second heating plates attached to both sides of the thermoelectric element, and embedded in the first and second heating plates, respectively. And a plurality of conductive pipes which are bent and projected in the vertical direction, and a plurality of fins which are attached at predetermined intervals in the longitudinal direction of the conductive pipe.

상기 전도 파이프는 그 내부에 다공질의 소결 합금으로 이루어진 전열 부재 가 더 부착되고, 작동 유체가 진공 상태로 주입된 후 밀봉되는 것이 바람직하다.Preferably, the conductive pipe is further attached to a heat transfer member made of a porous sintered alloy, and sealed after the working fluid is injected under vacuum.

상기 스위칭 수단은 소정의 제어 신호에 따라 배터리의 전류가 열전 소자 정, 역 방향으로 교번하여 흐르도록 선택적으로 연결되는 복수의 단자를 각 각 갖춘 제 1, 2 스위치를 구비하는 것이 바람직하다.Preferably, the switching means includes first and second switches each having a plurality of terminals selectively connected to alternately flow the battery current in the positive and reverse directions according to a predetermined control signal.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.

도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 자동차용 냉난방 장치의 전체 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3 은 도 2 의 요부 사시도이고, 도 4 는 도 3 의 A - A 선 단면도이다. 도 5 는 도 3 에 도시된 전도 파이프의 절개 단면도이다.2 is a view schematically showing the overall configuration of a vehicle heating and cooling device according to an embodiment of the present invention. 3 is a perspective view illustrating main parts of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 3. FIG. 5 is a cutaway sectional view of the conducting pipe shown in FIG. 3. FIG.

상기 도면에서, 자동차의 인스트루먼트 패널(Instrument Panel) 쪽에 제 1 덕트(Duct)(10)가 구비되고, 상기 제 1 덕트(10)의 한 쪽에는 송풍 팬(32)에 의하여 엔진 룸(도시 생략)이나 외부로부터 직접 공기가 강제로 유입되는 외기 유입구(12)와 차 실내를 재 순환한 공기가 유입되는 재순환 공기 유입구(14)로 이루어진 공기 흡입구가 구비된다. 한편, 상기 제 1 덕트(10)의 다른 쪽에는 패널의 전면 글래스측 배출구(16)와 실내측 배출구(17) 뿐만 아니라 플로어(Floor)쪽 배출구(18)로 이루어진 공기 배출구가 유입된 공기를 실내 쪽으로 배출할 수 있도록 구비된다.In the drawing, a first duct 10 is provided on an instrument panel side of an automobile, and an engine room (not shown) is provided on one side of the first duct 10 by a blower fan 32. In addition, an air inlet is formed of an outside air inlet 12 through which air is directly introduced from the outside and a recirculating air inlet 14 through which air recirculated through the vehicle interior is introduced. On the other hand, the air on the other side of the first duct 10, the air discharge port consisting of the front glass side outlet 16 and the indoor side outlet 17 of the panel as well as the floor side outlet 18 is introduced into the room. It is provided to be discharged to the side.

본 실시예에서는 상기 제 1 덕트(10)의 일측면에 자동차의 외부 공기만을 다른 송풍 팬(34)에 의하여 강제로 흡입 및 배출시킬 수 있는 제 2 덕트(20)가 더 구비되고, 이 제 2 덕트(20)에도 다른 공기 흡입구(22) 및 공기 배출구(24)가 형성된다.In this embodiment, the second duct 20 is further provided on one side of the first duct 10 to forcibly suck and discharge only the outside air of the vehicle by another blower fan 34. Another air inlet 22 and air outlet 24 are also formed in the duct 20.

특히, 부호 40 은 본 실시예의 요부 구성 요소인 열 교환 수단을 나타낸 것으로서, 이는 상기 제 1, 2 덕트(10)(20) 내부에 공통으로 걸쳐지게 설치되어, 배터리(60)의 전류 흐름을 전환시킴에 따라 제 1 덕트(10) 쪽으로 냉방 공기 또는 온방 공기를 변환하여 공급케 하는 것이다.In particular, reference numeral 40 denotes a heat exchange means, which is a main component of the present embodiment, which is installed to be common to the inside of the first and second ducts 10 and 20 to switch the current flow of the battery 60. By converting the cooling air or the warm air toward the first duct 10 to supply.

즉, 상기 열 교환 수단(40)은, 도 3 및 도 4 에서 더 상세하게 나타낸 바와 같이, 제 1, 2 덕트(10)(20)가 접하는 부분에 열전 소자(42)가 결합되는데, 이는 배터리(60)의 전원 공급에 따라 한 쪽 면은 가열 작용이, 그 다른 쪽 면은 냉각 작용이 동시에 이루어지는 반도체 소자이다.That is, the heat exchange means 40, as shown in more detail in Figures 3 and 4, the thermoelectric element 42 is coupled to the portion where the first and second ducts 10, 20 are in contact, which is a battery According to the power supply of (60), one side is a semiconductor element in which a heating action and the other surface perform a cooling action simultaneously.

상기 열전 소자(42)의 양 쪽면에는, 예를 들어 알루미늄(Al) 재질로 이루어진 제 1, 2 전열판(44)(45)이 각 각 에폭시(Epoxy) 수지를 사용하여 부착된다. 여기서 상기 제 1 전열판(44)은 제 1 덕트(10) 내부를 향하도록 결합되는 반면에, 제 2 전열판(45)은 제 2 덕트(20) 내부를 향하도록 결합된다.On both sides of the thermoelectric element 42, for example, first and second heat transfer plates 44 and 45 made of aluminum (Al) are attached to each other by using an epoxy resin. Here, the first heat transfer plate 44 is coupled to face the inside of the first duct 10, while the second heat transfer plate 45 is coupled to face the inside of the second duct 20.

상기 제 1, 2 전열판(44)(45)에는, 예를 들어 구리(Cu)나 알루미늄(Al) 등과 같은 재질로 이루어진 여러 개의 전도 파이프(46)가 각 각 매설되어 수직 방향으로 구부려져 돌출된다. 그리고 상기 전도 파이프(46)의 수직 돌출된 길이 방향으로, 예를 들어 알루미늄 재질로 된 핀(Fin)(48)을 소정 간격을 두고 여러 겹으로 부착된다.In the first and second heat transfer plates 44 and 45, for example, a plurality of conductive pipes 46 made of a material such as copper (Cu) or aluminum (Al) are embedded and bent in the vertical direction to protrude. . In addition, in the vertically protruding longitudinal direction of the conductive pipe 46, for example, fins 48 made of, for example, aluminum may be attached in multiple layers at predetermined intervals.

더욱이, 상기 전도 파이프(46)는, 도 5 에서 나타낸 바와 같이, 그 내부에 다공질로 소결된 금속의 합금 재질로 이루어진 전열 부재(46b)가 더 부착되고, 또한, 작동 유체(46c)가 진공 상태로 주입되어 세라믹과 같은 마개(46a)로 밀봉되는 것이 매우 바람직하다. 여기서, 상기 작동 유체(46c)는, 예를 들어, 극저온용으로는 아르곤(Ar), 헬륨(He), 질소(N2) 등의 가스를 사용하고, 저온용으로는 물, 에탄올(Ethanol), 메탄올(Methanol), 아세톤(Acetone) 등을 사용하고, 고온용으로는 세슘(Cesium), 소듐(Sodium)이나 리튬(Lithium) 등을 사용하면 바람직하다. 이는 일반적인 금속재의 파이프만을 사용하게 되면, 특히 구부려진 상태에서는 발열체로부터 가장 멀리 떨어진 곳까지의 열 전도율이 상당히 저하되기 때문이다. 참고로, 본 실시예의 전도 파이프(46)를 사용한 실험 결과 90 % 이상의 열 전도율이 입증되고 있으므로 제 1, 2 전열판(44)(45)에 매설된 전도 파이프(46) 쪽과 최 원거리의 전도 파이프(46)쪽 사이의 온도 격차 문제를 해결하게 된다.Furthermore, as shown in FIG. 5, the conductive pipe 46 further has a heat transfer member 46b made of an alloy material of a porous sintered metal therein, and the working fluid 46c in a vacuum state. It is highly desirable to be injected into and sealed with a stopper 46a, such as a ceramic. Here, the working fluid 46c, for example, uses gases such as argon (Ar), helium (He), nitrogen (N 2 ) for cryogenic use, water, ethanol (Ethanol) for low temperature , Methanol, acetone, and the like are preferably used, and cesium, sodium, lithium, or the like is preferably used for high temperature. This is because using only a general metal pipe, in particular in a bent state, the thermal conductivity to the furthest away from the heating element is significantly reduced. For reference, as a result of experiment using the conductive pipe 46 of the present embodiment, a thermal conductivity of 90% or more is proved, so that the conductive pipe 46 and the longest distance conductive pipe embedded in the first and second heat transfer plates 44 and 45 are provided. This solves the temperature gap between the (46) pages.

부호 50 은 스위칭(Switching) 수단을 나타낸 것으로서, 이는 열 교환 수단(40) 수단의 열전 소자(42)에 연결되어 배터리(60)로부터 공급되는 전류의 흐름 방향을 정 반대로 전환시키는 수단이다.Reference numeral 50 denotes a switching means, which is connected to the thermoelectric element 42 of the heat exchange means 40 means, which means to reverse the direction of flow of current supplied from the battery 60.

상기 스위칭 수단(50)은 소정의 제어 신호에 따라 배터리(60)의 전류가 열전 소자(42)의 정, 역 방향으로 교번하여 흐르도록 선택적으로 연결되는 복수의 단자(a,b,B1,c,d,B2)를 각 각 갖춘 제 1, 2 스위치(52)(54)를 구비하고 있다. 즉, 열전 소자(42)의 한 쪽 단자에 제 1 스위치(52)의 a 단자와 제 2 스위치(54)의 d 단자가 병렬 연결되고, 열전 소자(42)의 다른 한 쪽 단자에는 제 1 스위치(52)의 b 단자와 제 2 스위치(54)의 c 단자가 병렬 연결된다. 그리고 배터리(60)의 (+)극에는 제 1 스위치(52)의 B1 단자가, 배터리(60)의 (-)극에는 제 2 스위치(54)의 B2 단자가 각 각 연결된다.The switching means 50 is a plurality of terminals (a, b, B1, c) selectively connected so that the current of the battery 60 alternately flows in the forward and reverse directions of the thermoelectric element 42 according to a predetermined control signal The first and second switches 52 and 54 are provided with, d and B2, respectively. That is, the a terminal of the first switch 52 and the d terminal of the second switch 54 are connected in parallel to one terminal of the thermoelectric element 42, and the first switch is connected to the other terminal of the thermoelectric element 42. The b terminal of 52 and the c terminal of the second switch 54 are connected in parallel. The B1 terminal of the first switch 52 is connected to the (+) pole of the battery 60, and the B2 terminal of the second switch 54 is connected to the (−) pole of the battery 60, respectively.

미 설명 부호 70 은 풍향 조절기를 나타낸다.Reference numeral 70 denotes a wind direction controller.

이와 같이 구비된 본 발명에 따른 차량용 냉난방 장치의 작동 관계를 도 6a 및 도 6b 를 더 참조하여 살펴보기로 한다.The operation relationship of the vehicle air conditioning apparatus according to the present invention provided as described above will be described with reference to FIGS. 6A and 6B.

도 6a, 도 6b 는 본 발명의 작동 관계를 설명하기 위한 회로도로서, 도 6a 는 냉각 작용에 관한 회로도이고, 도 6b 는 가열 작용에 관한 회로도이다.6A and 6B are circuit diagrams for explaining the operation relationship of the present invention. FIG. 6A is a circuit diagram relating to a cooling action, and FIG. 6B is a circuit diagram relating to a heating action.

도 6a 에서, 수동적인 선택이나 차 실내 온도와 유입 공기의 온도를 측정하여 미리 설정된 온도와 맞추어 감지되는 온도 감지 센서의 동작에 따라 도시 생략된 제어부에서 소정의 제어 신호가 제 1, 2 스위치(52)(54)로 입력된 후 배터리(60)의 (+)극에 연결된 제 1 스위치(52)의 B1 단자가 a 단자와 연결됨과 동시에, 제 2 스위치(54)의 c 단자는 배터리(60)의 (-)극과 연결된 B2 단자와 상호 연결되면, 열전 소자(42)에서의 전류 흐름은 화살표 방향과 같이 T1 단자에서 T2 단자로 흐르게 되고, 이를 정 방향으로 흐른다고 가정한다. 이 경우 열전 소자(42)의 제 1 전열판(44) 쪽이 냉각되는 한편, 제 2 전열판(45) 쪽은 가열된다고 가정하면, 제 1 덕트(10) 내부로 유입된 공기가 제 1 덕트(10) 쪽에 돌출된 전도 파이프(46) 및 핀(48)을 거치면서 신속하게 냉각되어 실내로 차가운 공기를 공급하게 된다.In FIG. 6A, a predetermined control signal is controlled by the control unit, which is not shown, according to a manual selection or an operation of a temperature sensing sensor which is sensed according to a preset temperature by measuring a temperature of a vehicle interior temperature and an intake air. Terminal B1 of the first switch 52 connected to the (+) pole of the battery 60 is connected to the a terminal, and the c terminal of the second switch 54 is connected to the battery 60. When interconnected with the B2 terminal connected to the negative pole of, the current flow in the thermoelectric element 42 flows from the T1 terminal to the T2 terminal as shown by the arrow direction, and it is assumed to flow in the positive direction. In this case, assuming that the first heat transfer plate 44 side of the thermoelectric element 42 is cooled while the second heat transfer plate 45 side is heated, air introduced into the first duct 10 passes through the first duct 10. The cooling pipe is rapidly cooled while passing through the conductive pipes 46 and the fins 48 protruding to the side.

반면에, 도 6b 에서와 같이, 소정의 제어 신호에 따라 제 1 스위치(52)의 b 단자는 배터리(60)의 (+)극에 연결된 B1 단자와, 제 2 스위치(54)의 d 단자는 배터리(60)의 (-)극에 연결된 B2 단자와 각 각 전환 연결되면, 열전 소자(42)로 통하는 전류 흐름의 방향은 T2 단자에서 T1 단자로, 즉 역 방향으로 뒤바뀌게 된다. 따라서, 열전 소자(42)는 제 1 전열판(44) 쪽을 가열시킴과 동시에 제 2 전열판(45) 쪽은 냉각시키므로 제 1 덕트(10) 쪽의 전도 파이프(46) 및 핀(48)을 거친 유입 공기는 반대로 신속하게 가열됨으로써 실내로 뜨거운 공기를 공급하게 된다.On the other hand, as shown in Figure 6b, according to a predetermined control signal, the b terminal of the first switch 52, the B1 terminal connected to the (+) pole of the battery 60, and the d terminal of the second switch 54 When each switching connection with the B2 terminal connected to the (-) pole of the battery 60, the direction of current flow through the thermoelectric element 42 is reversed from the T2 terminal to the T1 terminal, that is, in the reverse direction. Accordingly, the thermoelectric element 42 heats the first heat transfer plate 44 and cools the second heat transfer plate 45, thereby passing through the conductive pipes 46 and the fins 48 on the side of the first duct 10. The incoming air, on the contrary, is rapidly heated to supply hot air to the room.

물론, 제 2 덕트(20) 쪽으로 유입된 공기는 송풍 팬(34)에 의하여 강제로 배출케 됨으로써, 제 2 전열판(45) 쪽의 전도 파이프(46)와 판(48)을 통하여 냉각되거나 가열된 공기를 차 외부로 배출하게 된다. 특히 겨울철에는 제 2 전열판(45) 쪽이 과냉되지 않도록 엔진룸으로부터 비교적 가열된 공기를 유입시킨 후 외부로 배출시키면 바람직하겠다.Of course, the air introduced into the second duct 20 is forcibly discharged by the blower fan 34, and thus is cooled or heated through the conductive pipe 46 and the plate 48 of the second heat transfer plate 45. The air will be exhausted out of the car. In particular, in the winter, it is preferable to introduce relatively heated air from the engine room and discharge it to the outside so as not to overcool the second heat transfer plate 45.

결국, 본 발명의 냉난방 장치는 단지 열전 소자(42)로 공급되는 전류의 방향만을 전환시켜 줌으로써 덕트의 연결 구조도 변경시키지 않고 항상 제 1 덕트(10) 내부 쪽으로 돌출 구비된 제 1 전열판(44), 전도 파이프(46) 및 핀(48)을 거쳐 냉각 또는 가열되는 유입 공기를 차 실내로 공급케 한다.As a result, the heating and cooling device of the present invention only changes the direction of the current supplied to the thermoelectric element 42 so that the first heat transfer plate 44 is always provided toward the inside of the first duct 10 without changing the connection structure of the duct. The inlet air, which is cooled or heated via the conduction pipe 46 and the fins 48, is supplied to the vehicle interior.

상술한 본 발명에 의하면, 엔진에 과부하가 걸리지 않고도 냉난방의 효율을 더욱 증대시킬 수 있다. 예를 들어 난방의 경우 12 V 4 A 정도의 전류만 흘려도 순간 온도가 + 100℃ 까지 상승시킬 수 있는 등 에너지 절감 효과가 크다. 종래와 같은 냉각 장치의 여러 구성 부품이 필요 없으므로 공간 활용도가 뛰어나고 중량 부담도 줄일 수 있어서 자동차의 소형 경량화에 기여하는 바가 크다. 비교적 간단한 구조로 효율의 극대화를 이룰 수 있으므로 경제성이 뛰어나다. 자동차의 연료나 배터리의 소모량도 대폭 줄일 수 있다. 장기간의 가동도 가능하므로 사용자의 편의성도 증대된다. 냉매 문제로 인한 공해와 오존층 파괴를 해소할 수 있으므로 매우 환경 친화적이다.According to the present invention described above, the efficiency of heating and cooling can be further increased without overloading the engine. For example, in the case of heating, even if a current of about 12 V 4 A flows, the instantaneous temperature can be raised to + 100 ° C. Since various components of the conventional cooling device are not required, the space utilization is excellent and the weight burden can be reduced, which contributes to the compact and lightweight vehicle. It is economical because it can maximize efficiency with relatively simple structure. Car fuel and battery consumption can be significantly reduced. Long-term operation also increases user convenience. It is very environmentally friendly because it can eliminate pollution and ozone layer destruction caused by refrigerant problem.

Claims (4)

자동차의 외부 공기 또는 재순환 공기를 흡입하여 실내 쪽으로 순환시킬 수 있는 복수의 공기 흡입구 및 배출구를 갖춘 제 1 덕트와,A first duct having a plurality of air inlets and outlets for sucking and circulating the outside air or recirculating air of the vehicle, 자동차의 외부 공기만을 흡입 및 배출시킬 수 있는 제 2 덕트와,A second duct capable of sucking and discharging only the outside air of the vehicle, 상기 제 1, 2 덕트 내부에 각 각 공기를 강제 이송시킬 수 있도록 설치된 복수의 송풍 팬과,A plurality of blowing fans installed to forcibly transfer air into the first and second ducts; 상기 제 1, 2 덕트 내부에 공통으로 걸쳐지게 설치되어 배터리의 공급 전류의 흐름을 전환시킴에 따라 제 1 덕트 쪽으로 냉방 공기 또는 온방 공기를 변환하여 공급케 하는 열 교환 수단과,A heat exchange means installed in common within the first and second ducts so as to convert the supply current of the battery and to convert the cooling air or the warm air to the first duct and to supply the air; 상기 열 교환 수단으로 공급되는 배터리의 전류 흐름 방향을 전환시키는 스위칭 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉난방 장치.And switching means for switching a current flow direction of a battery supplied to said heat exchange means. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 열 교환 수단은 배터리의 전원 공급에 따라 가열 및 냉각 작용이 동시에 이루어지는 열전 소자와,The heat exchanging means includes a thermoelectric element in which heating and cooling are simultaneously performed according to a power supply of a battery; 상기 열전 소자의 양 쪽면에 각 각 부착되는 제 1, 2 전열판과,First and second heat transfer plates respectively attached to both sides of the thermoelectric element, 상기 제 1, 2 전열판에 각 각 매설되어 수직 방향으로 절곡 돌출되는 복수의 전도 파이프와,A plurality of conductive pipes embedded in the first and second heat transfer plates and bent and projected in a vertical direction; 상기 전도 파이프의 길이 방향으로 소정 간격을 두고 부착되는 복수의 핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉난방 장치.And a plurality of fins attached at predetermined intervals in the longitudinal direction of the conductive pipe. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 전도 파이프는 그 내부에 다공질의 소결 합금으로 이루어진 전열 부재 가 더 부착되고, 작동 유체가 진공 상태로 주입된 후 밀봉되는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉난방 장치.The conductive pipe is further attached to the heat-transfer member made of a porous sintered alloy therein, the heating and cooling device for a vehicle, characterized in that the sealing after the working fluid is injected in a vacuum state. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 스위칭 수단은 소정의 제어 신호에 따라 배터리의 전류가 열전 소자 정, 역 방향으로 교번하여 흐르도록 선택적으로 연결되는 복수의 단자를 각 각 갖춘 제 1, 2 스위치를 구비하는 것을 특징으로 하는 자동차용 냉난방 장치.The switching means includes a first switch and a second switch each having a plurality of terminals selectively connected to alternately flow the battery current in the positive and reverse directions according to a predetermined control signal. Air conditioning unit.
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