KR20080052526A - Solar use of car air-conditioning - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무더운 여름이나 추운 겨울에 주차되어 있는 차량의 내부온도를 사용자가 원하는 정도로 맞추어 줄 수 있는 냉난방장치에 관한 것으로서, 시동이 꺼져 있는 상태로 휴식상태에 있는 자동차의 연료와 상관없이 냉난방장치를 가동시켜서 차량을 이용하는 사람이 뜨거운 열기나 추운 공기가 있는 차량을 탑승하고 운행할 필요가 없이 쾌적한 상태에서 차량을 승차하고 운행할 수 있는 환경을 만들기 위한 것이다.The present invention relates to a heating and cooling device that can adjust the internal temperature of a vehicle parked in a hot summer or cold winter to the extent desired by the user. It is intended to create an environment in which a vehicle user can ride and operate a vehicle in a comfortable state without having to ride and operate a vehicle having hot heat or cold air.
차량냉난방장치는 기존의 주택이나 사무실에 있는 차량냉난방장치보다 그 사용량이 더욱 많이 쓰일 것이다. 그중 에어컨은 차량의 옵션품목으로 나와서 요즈음은 소·중·대형차량에 상관없이 날씨가 더운 나라에서는 거의 필수품이 되다시피 되어 있는 것이 현실이다.Vehicle air conditioners will be used more frequently than vehicle air conditioners in existing homes or offices. Among them, the air conditioner is an option of the vehicle, and nowadays, it is almost a necessity in a country where the weather is hot regardless of small, medium or large vehicles.
종래에는 차량냉난방장치는 차량의 시동이 꺼져서 운행을 하지 않을 시에는 냉방장치를 가동할 수 가없어 차량의 내부온도가 대기중의 온도보다 훨씬 뜨거워지거나 추워져서 한여름의 낮시간이나 한겨울에 출근시간 등에는 냉난방장치의 예비운전 없이는 승차 후 바로 시동을 걸고 운행을 하지 못할 정도로 더운 것이 현실이다.Conventionally, the vehicle air conditioning system cannot operate the air conditioning system when the vehicle is not started because the vehicle is turned off, so that the internal temperature of the vehicle becomes much hotter or colder than the air temperature, so it is possible to go to work during midday or midwinter. The reality is that it is too hot to start the car immediately after the ride without the preliminary operation of the air conditioning and heating system.
따라서 기존의 차량용 냉난방장치는 차량의 기능이 정지해 있을 시에는 차량의 내부온도를 일정수준으로 유지할 수 없다는 심각한 문제를 지니고 있었다.Therefore, the existing vehicle air conditioners had a serious problem that the internal temperature of the vehicle cannot be maintained at a certain level when the vehicle function is stopped.
일반적으로 운행하지 않는 차량의 내부 온도를 낮출 수 있는 방법은 현재까지 없다고 보는 것이 맞다 할 것이다.In general, there is no way to reduce the internal temperature of a non-driving vehicle is right.
원격조정장치를 통하여 멀리서 차량의 시동을 먼저 걸어 두고 시동이 걸린 상태에서 차량의 기존 에어컨을 이용하여 차량의 온도를 낮추는 것은 가능하다 하겠지만 그 방법은 본 발명이 이루고자 하는 차량의 기름을 낭비하지 않고 차량의 내부 온도를 낮추는 방법과는 거리가 먼 것이다.Although it is possible to lower the temperature of the vehicle by using the existing air conditioner of the vehicle while the vehicle is first started and the vehicle is started from a distance through the remote control device, the method does not waste the oil of the vehicle to achieve the present invention. This is far from the method of lowering the temperature inside.
이 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서,This invention is made | formed in view of the above conventional problems,
이 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 정지되어 휴식상태에 있는 자동차 내부의 온도를 태양열 전지모듈을 이용하여 최대한의 전력을 확보한 다음 센서에 의한 동작으로 일정수준(사용자가 승차하여 너무 덥거나 추울 정도로 느끼지 않는 상태)으로 만들어서 차량을 승차하는 사용자가 쾌적한 상태에서 차량을 즉시 운행할 수 있는 차량용 냉난방장치를 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to obtain the maximum power by using the solar cell module to stop the temperature inside the car at rest and rest, and then operate by the sensor to a certain level (so hot or cold that the user rides. It is to provide a vehicle heating and cooling device that can be made in a non-sensing state so that the user who rides the vehicle can immediately operate the vehicle in a comfortable state.
자동차 실내에는 태양, 대기, 도로 또는 엔진 등과 같이 외부 및 내부에서 가해지는 여러 가지의 열과 냉기로 인하여 실내의 좌석이나 계기류가 뜨거워지거나 차가워지게 된다. 이렇게 차내에 열이 쌓여있게 되거나 차가워지게 되면 사용자는 냉난방장치를 가동하게 되는데 이때 이루어지는 냉방을 보면 송풍기가 증발기(Evaporater)를 통해 차가운 바람을 차량 실내로 불어 주게 되고, 공기 중에 포함된 수분이 물방울로 응축되어 외부로 배출하게 되므로 차량 실내의 온도와 습도가 낮아져 쾌적한 실내환경이 이루어지게 된다. 그러나 이와 같은 차량용 에어컨도 단지 차량이 운행중일 때에 사용할 수 있을 뿐이지 차량이 정지되어 있다면 에어컨을 가동할 수 가없는 문제가 있다.In a car interior, various heat and cold air applied from the outside and the inside, such as the sun, the atmosphere, the road, or the engine, heats or cools the seat or the instrument of the interior. When the heat accumulates in the car or becomes cold, the user operates the air conditioning system. At this time, the air blower blows cool air through the evaporator to the interior of the vehicle. As it is condensed and discharged to the outside, the indoor temperature and humidity of the vehicle are lowered, resulting in a pleasant indoor environment. However, such a vehicle air conditioner can be used only when the vehicle is running, but there is a problem that the air conditioner cannot be operated if the vehicle is stopped.
또한 한겨울에는 차량을 운행하기 일정시간 전에 차량의 시동을 걸어 놓아서 승차 후 따스한 기온을 느낄 수 있게 만들기 위해 미리 차량의 시동을 걸어 두는 방법 이외에는 없을 것이다Also, in the winter, there is no way to start the vehicle in advance so that you can feel the warm temperature after boarding it.
최근 자동차 냉난방장치의 사용자 요구수준은 운행중에나 이루어질 수 있는 단순냉난방, 냉풍, 온풍의 공급을 떠나서보다 쾌적하고 안락한 환경공조를 요구하며 정지되어 있는 차량의 내부온도 또한 일정수준으로 유지하고 싶어하는 수준에 이르고 있다.Recently, the user's demand level of automotive heating and cooling system has reached the level that wants to keep the internal temperature of the stationary vehicle at a certain level, requiring a more comfortable and comfortable environment coordination, apart from the provision of simple heating, cooling and warm air that can be made while driving. have.
본 발명은 태양열을 이용 적정한 전기를 생산하여 차량의 축전지를 충전하고 컴퓨터 중앙집중처리장치(CPU)의 열을 식히는 방법 중의 하나인 열전소자 방식의 냉각기를 이용하여 차량의 내부에 차가운 바람을 흐르게 하여 차량 내부의 온도를 낮추는 단계로 이루어진 것에 특징이 있다.The present invention is to produce a suitable electricity by using solar heat to charge the battery of the vehicle and to cool the inside of the vehicle by using a thermoelectric cooler which is one of the methods to cool the heat of the computer central processing unit (CPU) Characterized in that the step of lowering the temperature inside the vehicle.
이상의 내용에 기하여 이 발명은 차량을 운전하며 소모하는 연료를 쓰지 않고도 차량이 정차나 주차 등으로 시동이 꺼져 있는 상태에서 자연의 태양열을 이용한 축전시스템을 이용하여 차량의 냉난방장치를 가동케 하여 차량의 내부온도를 외부의 온도보다 낮거나 높게 만들어 더운 여름날이나 추운 겨울날에도 쾌적한 환경 속에서 차량을 승차, 운전할 수 있는 자동차의 내부환경을 만들어 주는 효과가 있으며 차량을 승차한 사람이 짜증나지 않은 상태에서 바로 차량을 운행할 수 있다.In view of the above, the present invention operates a vehicle's air-conditioning system using a solar power storage system using natural solar power while the vehicle is turned off by stopping or parking without driving fuel consumption. By making the internal temperature lower or higher than the outside temperature, it creates the internal environment of the car that can ride and drive the vehicle in a pleasant environment even on hot summer days or cold winter days. Can drive a vehicle.
또한 운행중인 차량의 냉난방장치를 구동하는데 수시로 별도의 전기를 공급할 수 있어 차량의 더운 기온을 짧은 시간 내 낮출 수 있고 더 나아가서 차량의 연료를 절감할 수 있는 효과가 있다. 비단 이 장치는 차량에만 국한된 것이 아니라 실생활을 함에 있어 냉난방의 한 보조 역할을 할 수 있는 장치로서 자리 매김 할 것이라 사료된다.In addition, it is possible to supply a separate electric power from time to time to drive the heating and cooling device of the running vehicle can lower the hot temperature of the vehicle in a short time and further has the effect of reducing the fuel of the vehicle. This device is not limited to vehicles, but it is considered to be positioned as a device that can serve as a subsidiary of heating and cooling in real life.
현대를 살아가면서 문명의 이기인 자동차를 이용하며 기존의 느껴왔던 차량 내부의 온도에 따른 불편을 최소화할 수 있는 획기적인 효과를 얻을 수 있고 가정에서는 전력의 소모나 기름, 도시가스 등 냉난방 연료의 소비를 절감할 수 있는 크나 큰 효과를 거둘 수 있다.While living in modern times, it is possible to use the car that is the civilization's self, and to achieve a breakthrough effect that can minimize the inconvenience caused by the internal temperature of the vehicle, and to consume the heating and cooling fuel such as oil and city gas at home. The savings can be huge.
이하에 첨부된 도면을 따라 상세하게 설명하면 다음과 같다.When described in detail with reference to the accompanying drawings as follows.
먼저 도면 1에 나타난 것처럼 차량에 전. 후. 측면의 유리부위에 태양전지모듈(도 1의 1)을 장착하고 거기에서 생긴 전류를 축전지(도 1의 3)에 모아 두었다가 일정량 이상의 전기가 모아 지면 차량 내부의 2D센서(도 1의 2)에서 차량 내부의 온도를 감지하여 열전소자모듈(도)에 전기를 공급하여 온도를 사용자가 맞추어 놓은 상태로h 만들고 차량의 팬을 가동케 하여 휴면 차량 내부의 온도를 높이거나 낮춘다.First on the vehicle as shown in Figure 1. after. When the solar cell module (1 in FIG. 1) is mounted on the side of the glass and the current generated therein is collected in the storage battery (3 in FIG. 1), when a certain amount of electricity is collected, the 2D sensor inside the vehicle (2 in FIG. 1) It senses the temperature inside the vehicle and supplies electricity to the thermoelectric element module (degrees) to make the temperature customized by the user, and activates the fan of the vehicle to raise or lower the temperature inside the dormant vehicle.
냉방을 말하자면 기존의 차량에 장착되어 있는 콘덴서(도 7)는 자동차 엔진룸의 맨 앞에 위치하여 콤프레서(도 8)에서 전달된 고온고압의 에어컨 냉매를 차게해서 액체상태의 냉매로 전환해주는 역할을 하는 것으로 별개로 장착되기도 하고 라디에터(도 9)와 같이 조립되어 냉방시스템의 형태로 구성되기도 한다.In other words, the air conditioner (FIG. 7) installed in the existing vehicle is located at the front of the engine room and serves to cool the high temperature and high pressure air conditioner refrigerant delivered from the compressor (FIG. 8) to convert it into a liquid refrigerant. It may be separately installed or assembled as a radiator (FIG. 9) and may be configured in the form of a cooling system.
기존의 자동차는 엔진에서 발생하는 열을 빼앗아 데워진 냉각수가 라디에타를 통과하면서 온도가 낮아지고 차가워진 냉각수는 다시 엔진으로 들어가 엔진의 열을 식혀주는 과정을 반복한다. 그 과정을 차량의 휴식 상태에서 장착되어 있는 베터리 만을 가동하려 한다면 그 배터리는 전의 응축량의 한계로 아주 짧은 시간 동안 가동을 할 수밖에는 없을 것이다.Existing cars take the heat generated by the engine and the heated coolant passes through the radiator, which lowers the temperature, and the coolant cools back into the engine and cools the engine. If the process is to run only the battery in the rest state of the vehicle, the battery will run for a very short time due to the limitation of the previous condensation.
그러나 본 발명은 기종의 방식을 이용하는 것이 아닌 별도의 냉난방장치를 구성하여 차량의 내부 온도를 사용자가 원하는 수준으로 만들어 줄 수 있는 기능을 하는 것이다.However, the present invention is not to use a model of the system to configure a separate air-conditioning device to function to make the internal temperature of the vehicle to the desired level.
태양전지모듈에서 발생 된 전기를 차량의 축전지(도 1의 3)에 충전되게 하고 2D센서(도 1의 2)에서 받아들인 정보로 조절기(도 1의 4)에서 그 전류의 방향을 조절하여 차량의 에바(도 12)에 별도로 구성(기존 출고 차량은 별도 제작이고 신차는 기 장착되어 나옴)되어 있는 열전소자모듈에 그 전류를 공급하여 에바의 구성품인 증발기를 덥거나 차갑게 만들어서 에바에 있는 쿨링팬을 가동하여 차량 안에 차가웁거나 더운 공기를 송풍하게 하여 휴식 차량의 실내온도를 낮추거나 높게 만드는 구이다.Electricity generated from the solar cell module is charged to the vehicle battery (3 in FIG. 1) and the information received from the 2D sensor (2 in FIG. 1) is adjusted to the direction of the current in the controller (4 in FIG. 1) with the information received from the 2D sensor (2 in FIG. 1). Eva's cooling fan in EVA by supplying the current to the thermoelectric module that is separately configured (the existing vehicle is manufactured separately and the new car is already installed) by making the evaporator a component of EVA hot or cold. It is used to blow cool or hot air into the vehicle to lower or raise the indoor temperature of the rest vehicle.
태양전지의 모듈은 일반 중형차에 장착될 경우 대략 980 X 450 X 40 mm 정도의 면적을 사용하여 장착할 수 있으며 그 정도의 면적은 단결정 실리콘형 태양전지를 이용할 경우 얻어질 수 있는 순간 전력량은 50W(와트) 3A(암페어) 20V(볼트) 정도가 된다. 이 전력을 별도의 축전지(도 1의 3) 또는 기존 차량에 있는 축전지에 모아서 차량에 장착된 센서의 감지를 이용하여 차량의 냉난방장치를 운전시킨다.The module of the solar cell can be mounted using an area of about 980 X 450 X 40 mm when mounted in a general medium-sized car, and the area of the solar cell is 50W (the instantaneous power that can be obtained when using a single crystal silicon solar cell). Watts) 3A (Amps) 20V (Volts). This power is collected in a separate battery (3 in FIG. 1) or a battery in an existing vehicle to drive the vehicle's air conditioning system using the detection of a sensor mounted in the vehicle.
열전소자모듈과 붙어 있는 히트싱크(증발기)의 온도는 전원의 조절로 온도를 낮출 시에 0도에서 -4도 정도의 온도를 유지케 할 수 있으며 발열 시에는 35도에서 60도의 사이로 조절이 가능하다. 그 증발기에 바람을 불게 하여 차량의 내부에 온 도를 낮추는 역할을 담당하기에 충분한 정도의 온도 조절이 가능한 부품이다.The temperature of the heat sink (evaporator) attached to the thermoelectric module can be maintained between 0 and -4 degrees when the temperature is lowered by adjusting the power supply, and can be adjusted between 35 and 60 degrees when the heat is generated. Do. It is a part that can adjust temperature enough to play a role in lowering the temperature inside the vehicle by blowing wind on the evaporator.
물론 일례로 한 여름날 낮에 정지되어 있는 차량의 내부를 시원하게 하려면 상당량의 전력이 필요한 것이 사실이나 본 발명이 실현하고자 하는 정도의 차량내부온도(외부온도와 약 10도 정도 낮거나 높은 온도)를 만들어 내는 것은 평상시의 냉난방장치 정도의 능력이 필요치 않아 그 전력을 태양열을 이용하여 만들어 내고 사용함에는 큰 어려움이 없다.Of course, to cool the inside of a vehicle stopped on a summer day, for example, a considerable amount of power is required, but the inside temperature of the vehicle (the outside temperature and about 10 degrees lower or higher temperature) can be created. It does not require the ability of the usual heating and cooling system, so there is no great difficulty in generating and using the power using solar heat.
또한 한겨울의 차량에 탑승하기 전 일정시간에 리모콘이나 예약 타이머 등을 이용하여 미리 본 발명의 장치를 구동케 한다면 전력의 소모 자체가 크지 않기에 차량의 실내 온도를 충분히 높이고서 차량의 시동을 걸 수 있는 장치가 된다.In addition, if the device of the present invention is driven in advance by using a remote controller or a reservation timer at a predetermined time before boarding the vehicle in midwinter, power consumption itself is not great, so the vehicle can be started with a sufficiently high room temperature. It becomes the device which there is.
도 1 - 이 발명에 따른 태양열 축전형 차량냉난방시스템의 투시도1-Perspective view of a solar power storage vehicle heating and cooling system according to the present invention
도 2 - 기존 차량의 냉난방시스템의 일례를 표현한 투시도Figure 2-Perspective view showing an example of an air conditioning system of an existing vehicle
도 3 - 태양전지 모듈을 전면에 장착한 부위를 나타낸 평면도3 is a plan view showing a portion of the solar cell module mounted on the front
도 4 - 태양전지 모듈을 후면에 장착한 부위를 나타낸 평면도4 is a plan view showing a portion of the solar cell module mounted on the back
도 5 - 태양전지 모듈을 측면에 장착한 부위를 나타낸 평면도5 is a plan view showing a portion of the solar cell module mounted on the side
도 6 - 차량 내부의 공기의 흐름을 나타낸 평면도6 is a plan view showing the flow of air inside the vehicle
도 7 - 차량에 장착된 콘덴서의 실사도7-Realistic view of a condenser mounted on a vehicle
도 8 - 차량에 장착된 콤프레서의 실사도8-Realistic view of a compressor mounted on a vehicle
도 9 - 차량에 장착된 라디에타의 실사도9-Photorealistic view of the radiator mounted on the vehicle.
도 10 - 태양전지 모듈의 여러 형태를 나타낸 실사도10-Photorealistic view showing various forms of the solar cell module
도 11 - 냉각 및 발열을 하는 열전소자모듈의 실사도11-A realistic view of the thermoelectric module for cooling and heating
도 12 - 차량의 내부 냉난방을 담당하는 에바(eva)를 나타내는 실사도Fig. 12-A photogram showing an eva in charge of internal air conditioning of the vehicle;
※ 각 부호의 설명※ Explanation of each code
1: 태양전지모듈 2: 2D 일사센서1: solar cell module 2: 2D solar sensor
3: 축전지 4: 조절기3: battery 4: regulator
5: 메인콘덴서 6: 콘덴서휠5: main capacitor 6: condenser wheel
7: 콤프레서 8: 서브콘덴서7: Compressor 8: Subcondenser
9: 서브콘덴서휠 10: 프런트히터유니트9: sub-condenser wheel 10: front heater unit
11: 프런트에바유니트 12: 오버해드에바유니트11: Front Eva Unit 12: Overhead Eva Unit
13: 리어솔레노이드벨브 14: 리어솔레노이드벨브13: Rear solenoid valve 14: Rear solenoid valve
15: 태양 일사15: solar radiation
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