KR20060082479A

KR20060082479A - 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법

Info

Publication number: KR20060082479A
Application number: KR1020050002985A
Authority: KR
Inventors: 박민우
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2005-01-12
Filing date: 2005-01-12
Publication date: 2006-07-18

Abstract

본 발명은 히터코어가 설치된 공기조화케이스의 내부 공간에 의해 히터코어를 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 전열히터의 발열수단에 할당된 전력을 모두 사용하지 않고 일정 양만큼의 전력을 공급함으로써 저전력으로 공기의 가열 성능을 최대한 높일 수 있도록 한 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 하며,

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스의 내부에 설치된 히터코어에 인접한 다수의 발열수단이 내장된 전열히터를 포함하여 이루어진 자동차 공기조화장치에 있어서, 상기 전열히터내의 다수의 발열수단에 독립적으로 전원을 인가하되, 상기 히터코어의 영역중 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 상기 발열수단부터 전원을 인가하는 것을 특징으로 한다.

히터코어, 발열수단, 공기, 유속, 제어

Description

자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법{A method for controlling electric heater of of air-conditioner in the car}

도 1은 일반적인 자동차 공기조화장치의 내부 구성도.

도 2는 종래 기술에 의한 자동차 공기조화장치의 내부 구성도.

도 3은 본 발명에 의한 자동차 공기조화장치의 내부 구성도.

도 4는 본 발명에 적용되는 전열히터에 발열수단이 배열 설치된 상태를 보여주는 평면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 공기조화케이스

4 : 히터코어

20 : 전열히터

21,22,23 : 발열수단

본 발명은 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법에 관한 것으로, 히터코어가 설치된 공기조화케이스의 내부 공간에 의해 히터코어를 통과하는 공기의 유속 이 가장 빠른 부분에 대응되는 전열히터의 발열수단에 할당된 전력을 모두 사용하지 않고 일정 양만큼의 전력을 공급함으로써 저전력으로 공기의 가열 성능을 최대한 높일 수 있도록 한 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 공기조화장치는 차량 외부 또는 차량 실내에서 공기를 도입하여 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 자동차의 실내로 송풍함으로써 자동차 실내를 냉방 또는 난방하는 장치로, 그 케이스 내부에는 블로어에 의하여 송풍되는 공기를 유도하는 유로가 형성되며, 이 유로 상에는 송풍공기를 가열 또는 냉각시키는 열교환기들과 상기 열교환기들을 거치면서 가열 또는 냉각되어 송풍되는 냉,온기를 자동차의 실내의 각 부분으로 분배하여 송풍을 안내하는 여러 개의 도어들이 장치된다.

첨부 도면 도 1은 이러한 자동차용 공기조화장치의 내부구조를 개략적으로 도시한 단면도로서, 특히 공기조화장치를 소형화하기 위해 송풍공기 냉각용 증발기 유니트와 가열용 히터 유니트가 하나의 유니트로 구성된 세미-센터 타입(Semi-center type) 공기조화장치(1)의 내부구조를 나타낸 것이다.

도시된 바와 같이, 공기조화케이스(2)의 내부 유로중 증발기(3)는 상류쪽에 설치되어 있고, 히터코어(4)는 하류쪽에 설치되어 있다.

공기조화케이스(2)의 입구단에는 블로어 케이스(미도시)가 설치되어 있고, 이 블로어 케이스에는 모터(미도시)에 의하여 구동되는 송풍팬(미도시)이 설치되어 있다.

상기 블로어 케이스의 상부에는 실내기 흡입구(미도시) 및 실외기 흡입구(미 도시)가 설치되어 있고, 이 흡입구들은 전환도어(미도시)의 선회에 따라 개폐 조절된다.

따라서, 상기 모터의 구동에 따른 송풍팬의 회동에 의하여 발생하는 흡입력에 의하여 실내기 흡입구 또는 실외기 흡입구를 통하여 블로어 케이스 내부로 공기가 유입되어 공기조화케이스(2)의 내부 유로로 송풍됨으로써 증발기(3) 및/또는 히터코어(4)를 거치면서 공기가 열교환되어 냉기 또는 온기로 바뀔 수 있다.

그리고, 히터코어(4) 후방쪽의 공기조화케이스(2)의 출구단에는 자동차 창문쪽으로의 공기토출을 안내함으로써 자동차 창문의 성에를 제거하기 위한 디프로스트 덕트(미도시)와 연결되는 디프로스트 벤트(5)와, 자동차 실내의 상반부 쪽으로의 공기 토출을 안내하기 위한 벤트 덕트(미도시)와 연결되는 페이스 벤트(6) 및 자동차 실내의 하반부 쪽으로의 공기토출을 안내하기 위한 플로어 덕트(미도시)와 연결되는 플로어 벤트(7)가 차례로 설치된다.

또한, 상기 벤트들(5,6,7)은 각각 도어(6a,6a,7a)에 의하여 소정의 냉난방 모드에 따라 개폐 조절되도록 되어 있다.

한편, 히터코어(4)는 공기조화케이스(2)의 내부 유로의 단면적중 하반부를 차지하도록 설치되어 있으며, 히터코어(4)의 전방(즉, 히터코어(4)와 증발기(3)의 사이)에는 히터코어(4)쪽의 송풍통로(9)와 히터코어 상부쪽 공기조화케이스(2)의 내부 유로(10)의 개도를 조절하는 온도조절도어(8)가 설치되어 있다.

따라서, 온도조절도어(8)가 히터코어(4)쪽의 송풍통로(9)를 막고 있을 경우에는 증발기(3)를 거친 공기는 히터코어(4)를 거치지 않고 히터코어(4)를 우회하여 상기 벤트들(5,6,7)중 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 냉방이 수행될 수 있다.

또한, 온도조절도어(8)가 히터코어(4) 상부쪽 공기조화케이스(2)의 내부 유로(10)쪽을 막고 있을 경우에는 증발기(3)를 거친 공기는 모두 히터코어(4)를 거쳐 상기 벤트들(5,6,7)중 개방된 벤트들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 난방이 수행될 수 있다.

상기와 같은 자동차의 난방은 엔진에 의해 냉각수가 충분히 가열된 상태를 전제로 하는 것이므로 냉각수가 가열되지 않은 상태에서 냉풍이 차실내로 공급되어 난방의 효과를 기대할 수 없었다.

특히, 외기의 온도가 매우 낮은 동절기에는 엔진과 냉각수가 영하의 온도로 냉각되어 있는 상태이므로 엔진의 구동으로 냉각수의 온도를 난방이 안정화되는 온도까지 높이는 데는 긴 시간이 필요하게 된다.

또한, 자동차의 엔진이 디젤 엔진인 경우에는 가솔린 엔진에 비하여 발열량이 낮으므로 동절기의 실내 초기 난방은 더욱 어렵게 된다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 자동차용 공기조화장치의 일례를 도 2에 나타내 보였다.

도면을 참조하면, 히터코어(4)의 후측에 공기를 보조적으로 가열하기 위해 PTC(Positive Thermister Coefficient)소자를 이용한 전열히터(20)를 설치하였다.

그리고, 상기 공기조화장치는 외기의 온도를 감지하여 상기 전열히터(20)를 온,오프하는 제어수단을 포함하고 있다.

상기와 같이 구성된 공기조화장치에 의한 시동 초기의 난방은 자동차의 실내로 공급되는 공기를 전열히터(20)를 이용하여 보조적으로 가열함으로써 이루어진다.

상기 종래 기술은 차량이 저속이나 정차중의 아이들 상태에서 자동차의 전력이 부족하게 되는 현상이 생기기는 것을 막기 위하여 난방기구인 전열히터(20)를 가동시키는데 필요한 양만큼의 전력을 할당하여 사용하고 있는데, 예를 들어 1kw의 전력을 할당하여 사용하는 것이다.

따라서, 종래 기술은 전열히터(20)에 1Kw의 전력을 할당시 전열히터(20)내에 3단의 발열수단(21,22,23)을 설치하여 이 발열수단(21,22,23)을 3단으로 나누어 각 단별로 330W로 나누어 전력을 공급하고 있다.

이는 PTC 소자 특성상 초기 작동시 소모 전류가 과도하게 상승하는 것을 막는 효과와 자동차 소모 전력이 부족할시 1단(330W) 또는 2단(660W)로 작동하도록 하기 위함이다.

그러나, 종래 기술은 다음과 같은 문제점이 있었다.

겨울철에 차량 시동 초기 단시간에 걸쳐 공기를 빨리 가열해주어야 할 필요성이 있는 경우에는 종래와 같이 전열히터(20)를 1단 또는 2단등의 임의로 작동시키면 도 2에 도시된 바와 같이, 송풍통로(9)를 통해서 히터코어(4)를 통과하는 공기의 유속이 히터코어(4)의 위치마다 모두 상이하기 때문에 단시간에 걸쳐 효율적으로 공기를 가열해주지 못하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 히터코어가 설치된 공기조화케이스의 내부 공간에 의해 히터코어를 통과하는 공기의 유속에 비례하여 할당된 전력을 모두 사용하지 않고 일정 양만큼의 전력을 공급함으로써 저전력으로 공기의 가열 성능을 최대한 높일 수 있도록 한 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 의한 자동차 공기조화장치의 내부 구성도이고, 도 4는 본 발명에 적용되는 전열히터에 발열수단이 배열 설치된 상태를 보여주는 평면도이다.

본 발명이 적용되는 공기조화장치(1)를 설명하면 다음과 같다.

공기조화케이스(2)의 내부 유로중 증발기(3)는 상류쪽에 설치되어 있고, 히터코어(4)는 하류쪽에 설치되어 있다.

상기 블로어 케이스의 상부에는 실내기 흡입구(미도시) 및 실외기 흡입구(미도시)가 설치되어 있고, 이 흡입구들은 전환도어(미도시)의 선회에 따라 개폐 조절된다.

본 발명은 상기와 같은 공기조화케이스(2)의 내부에 설치된 히터코어(4)에 인접하여 전열히터(20)를 설치하되, 이 전열히터(20)의 구성을 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 다수열의 발열수단(21,22,23,...)을 내장하여서 구성한 것이다.

여기서, 상기 전열히터(20)는 히터코어(4)에 인접한 위치인 전방 또는 후방에 설치될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 발열수단(21,22,23,...)은 본 발명의 실시예에서 상기 전열히터(20)의 내부에 상,중,하로 이격되게 설치하였다.

상기와 같은 구성에서 증발기(3)를 통과한 공기는 송풍통로(9)를 지나 히터코어(4)를 통과하게 되는데, 공기조화케이스(2)의 내부 구조 및 히터코어(4)의 설치 위치상 히터코어(4)의 중앙부에는 실선 화살표와 같이 공기의 유속이 가장 빨라지게 된다.

좀더 상세하게 설명하면, 상기 송풍통로(9)에 마주하는 히터코어(4)의 영역 을 통과하는 공기의 유속이 가장 빠르게 된다.

그 다음으로, 히터코어(4)의 중앙부를 제외한 나머지 하부 영역이 중앙부에 비해 두 번째로 공기의 통과 유속이 빠르고, 하부 영역에서 공기 통과 유속이 가장 느리게 된다.

따라서, 본 발명은 상기 전열히터(20)내의 다수의 발열수단(21,22,23,...)에 독립적으로 전원을 인가하되, 상기 히터코어(4)의 영역중 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 상기 발열수단부터 전원을 인가하는 하는 것이다.

상기와 같은 본 발명의 발열수단으로 전원을 인가하는 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

먼저, 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 발열수단(21,22,23)중 중앙부에 위치한 발열수단(22)에 제일 먼저 전원을 인가하되, 1단에 해당되는 전력(330W)을 공급한다.

그 다음으로, 상기 전열히터(20)의 중앙부에 위치한 발열수단(22)을 제외한히터코어(4)의 상부에 해당되는 발열수단(21)을 상기 발열수단(22)과 함께 2단에 해당되는 전력(660W)을 공급한다.

이후, 히터코어(4)의 하부에 해당되는 발열수단(23)을 상기 발열수단(22)(21)과 함께 3단에 해당되는 전력(990W)을 공급한다.

따라서, 본 발명은 히터코어를 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 발열수단에 먼저 1단에 해당되는 전력을 공급함으로써, 히터코어를 통과하는 공기를 최대한 빠른 시간내에서 가열할 수 있게 되어 난방 성능을 극대화시킬 수 있게 되는 것이다.

이제까지 설명한 본 발명은 공기조화케이스의 내부에 설치된 히터코어의 설치 조건에 따라 공기의 유속이 달라지게 되는 바, 전열히터의 중앙부에 위치한 발열수단에 먼저 전력을 공급하지 않고 히터코어를 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 해당되는 전열히터의 발열수단에 제일 먼저 전원을 공급할 수 있음은 물론이다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 히터코어가 설치된 공기조화케이스의 내부 공간에 의해 히터코어를 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 전열히터의 발열수단에 할당된 전력을 모두 사용하지 않고 일정 양만큼의 전력을 공급함으로써 저전력으로 공기의 가열 성능을 최대한 높일 수 있게 된다.

Claims

공조케이스(2)의 내부에 설치된 히터코어(4)에 인접한 다수의 발열수단(21,22,23,...)이 내장된 전열히터(20)를 포함하여 이루어진 자동차 공기조화장치에 있어서,

상기 전열히터(20)내의 다수의 발열수단(21,22,23,...)에 독립적으로 전원을 인가하되, 상기 히터코어(4)의 영역중 통과하는 공기의 유속이 가장 빠른 부분에 대응되는 상기 발열수단부터 전원을 인가하는 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법.
제 1 항에 있어서, 상기 공기의 유속이 빠른 부분은 히터코어(4)의 중앙부이며,

상기 공기의 유속이 느린 부분은 히터코어(4)의 상하부인 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법.
제 2 항에 있어서, 상기 발열수단(21,22,23,...)은 상기 전열히터(20)의 내부에 상,중,하로 이격되게 설치된 것을 특징으로 하는 자동차 공기조화장치의 전열히터 제어방법.