KR20080078912A - 차량용 통합 가열/열수 시스템 - Google Patents

차량용 통합 가열/열수 시스템 Download PDF

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Abstract

차량(12)용 통합 가열/열수 시스템(10)은 공기 가열 장치(14), 공기 가열 장치(14)가 가열을 위해 공기에 의해 차량(12)의 내부(30)에 연결되도록 하는 적어도 하나의 공기 덕트(20,22,24), 공기 가열 장치(14)에서 가열된 공기가 차량(12)의 내부(30)로 가열을 위해 유입되도록 하는 팬(18), 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)에 배치된 열수 저장 용기(16), 열수 저장 용기(16)가 차량(12)에 있는 탭(34)에 물에 의해 연결되도록 하는 제1 파이프 덕트(36) 및 열수 저장 용기(16)가 물 탱크(32)에 물에 의해 연결되도록 하는 제2 파이프 덕트(38)를 포함하며, 파이프 덕트들(36)(38) 중의 적어도 하나가 공기 덕트들(20,22,24) 중의 하나에 배치된다.
가열/열수 시스템, 공기, 가열, 덕트, 파이프

Description

차량용 통합 가열/열수 시스템{COMBINED HEATING/HOT WATER SYSTEM FOR A VEHICLE}
본 발명은 차량용 통합 가열/열수 시스템 및 통합 가열/열수 시스템을 포함하는 차량에 관한 것이다.
이와 같은 통합 가열/열수 시스템들은, 예를 들어, 캠핑용 차량, 모터 홈 및 선박 등에 가열 및 열수를 제공하기 위해 사용될 수 있다.
이와 같은 차량용 통합 가열/열수 시스템은, 예를 들어, 독일의 실용신안 DE 20 2004 003 914 U1에 나타나 있다. 요구된 바와 같이, 기류를 가열시키기 위한 공기 히터는 공기-유체-열 교환기에 연결되며, 이를 경유하여 열은 히트 싱크(heat sink)로 방출될 수 있다. 상기 히트 싱크는, 예를 들면, 가사용 물을 위한 시스템일 수 있다. 그러므로, 오직 하나의 에너지원만이 사용되어야 하는 차량용 통합 가열/열수 시스템이 제공될 수 있다.
본 발명의 목적은 동작시에 안전하고, 높은 에너지 효율 등급을 가지며 사용자에게 편안한 취급 방법을 제공하는 차량용 통합 가열/열수 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 독립 청구항들의 특징들에 의해 달성된다. 본 발명의 유용한 개량들은 종속 청구항들에서 특징지워진다.
본 발명의 제1 특징에 의하면, 본 발명은 공기 가열 장치, 상기 공기 가열 장치가 가열되는 상기 차량의 내부에 공기에 의해 연결되도록 하는 적어도 하나의 공기 덕트, 상기 공기 가열 장치에서 가열된 공기가 상기 가열되는 차량의 상기 내부로 유입되도록 하는 팬, 상기 공기 가열 장치의 리세스에 배치된 열수 저장 용기, 상기 열수 저장 용기가 상기 차량에 배치된 탭에 물에 의해 연결되도록 하는 제1 파이프 덕트 및 상기 열수 저장 용기가 물 탱크에 물에 의해 연결되도록 하는 제2 파이프 덕트를 포함하며, 파이프 덕트들 중의 적어도 하나는 상기 공기 덕트들 중의 하나에 배치되는 차량용 통합 가열/열수 시스템을 특징으로 한다.
먼저, 이에 의해 적어도 하나의 공기 덕트에 배치된 적어도 하나의 파이프 덕트의 온도 조절이 달성될 수 있다. 일반적으로, 통합 가열/열수 시스템이 동작하지 않을 때, 열수 시스템의 파이프 덕트에 있는 물의 온도가 주변 온도로 복귀하므로 이는 특히 유리하다. 이 경우에 파이프 덕트가 온도 조절된 공기에 의해 플러시(flush)될 수 있음에 따라, 적어도 하나의 공기 덕트 내에 파이프 덕트를 배치함으로써 이를 방지하는 것이 가능하다. 더욱이, 공기 덕트와 파이프 덕트의 조합의 공간 절약형 설계가 가능하다.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 제1 공기 덕트는 상기 공기 가열 장치의 하류 및 가열되는 차량 내부의 상류에 배치되고, 상기 파이프 덕트들 중의 적어도 하나는 제1 공기 덕트에 배치된다. 그러므로 상기 공기 가열 장치로부터의 열에 의해 상기 공기 덕트에 배치된 상기 파이프 덕트의 온도를 제어하는 것이 가능하다. 이는 상기 공기 가열 장치가 저온 가열 장치이면 특히 유리하다. 왜냐하면 이때는 상기 공기 가열 장치에 의해 가열된 공기의 온도에 대한 상기 적어도 하나의 파이프 덕트의 온도의 적응이 특히 단순한 방법으로 가능하기 때문이다. 상기 통합 가열/열수 시스템이 동작하지 않는 경우에는, 상기 통합 가열/열수 시스템의 배치에 따라서, 상기 통합 가열/열수 시스템과 가열되는 차량의 내부 사이에 대류 흐름을 형성함으로써, 상기 적어도 하나의 파이프 덕트는 따뜻한 공기에 의해 플러시 되고 이에 따라 온도 제어가 가능하게 된다.
본 발명의 특히 더 바람직한 실시예에서, 제2 공기 덕트는 상기 공기 가열 장치의 상류 및 가열되는 차량의 내부의 하류에 배치되고, 파이프 덕트들 중의 적어도 하나는 제2 공기 덕트에 배치된다. 이는 가열되는 차량의 내부로부터의 열에 의하여 상기 적어도 하나의 파이프 덕트에 대한 특히 고른 온도 제어를 가능하게 해준다. 가열되는 차량의 내부로부터의 열은 그렇게 상기 적어도 하나의 파이프 덕트 주위에 흐르고 상기 파이프 덕트의 온도를 제어한다. 상기 통합 가열/열수 시스템이 동작하지 않는 경우에는, 이 실시예에서 상기 통합 가열/열수 시스템과 가열되는 차량의 내부 사이에 대류 흐름이 형성되는 것도 역시 가능하며, 이에 따라 상기 적어도 하나의 파이프 덕트는 더운 공기에 의해 플러시되고, 결국 온도 제어가 가능하게 된다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 상기 공기 가열 장치는 액체 연료에 의해 작동될 수 있는 가열 장치를 포함한다. 이 경우에 상기 통합 가열/열수 시스템이 연료, 예를 들면 가솔린 또는 디젤 연료와 같이 차량용 연료로서 사용가능한 연료에 의해 작동될 수 있음으로 특히 유리하다. 이에 따라 가솔린 또는 디젤 연료로 작동되는 통합 가열/열수 시스템들에서의 공기 덕트들에 적어도 하나의 파이프 덕트를 배치하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 제2 특징에 의하면, 본 발명은 차량의 바깥 면에 배치된 상기 통합 가열/열수 시스템을 가지는 차량을 특징으로 한다. 그러므로, 상기 통합 가열/열수 시스템의 디자인에 대한 상당히 넓은 범위가, 특히 그 크기와 형상에 관하여, 가능하다. 더욱이, 차량의 점유자들을 위한 더 많은 공간이 가열되는 차량의 내부에 제공될 수 있다. 바람직하게는, 상기 통합 가열/열수 시스템은 차량 밑에 또는 차량 위에 배치된다.따라서 상기 통합 가열/열수 시스템과 가열되는 차량의 내부 사이에 대류 흐름이 형성되는 것이 가능하며, 이에 따라 더운 공기는 상기 적어도 하나의 공기 덕트에 배치된 상기 적어도 하나의 파이프 덕트 주위에 흐르고 온도 제어가 가능하게 된다.
이하에서는, 개략적인 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들이 설명한다.
도 1은 차량용 통합 가열/열수 시스템의 제1 실시예에 대한 개략도를 나타낸다.
도 2는 차량용 통합 가열/열수 시스템의 제2 실시예에 대한 개략도를 나타낸다.
도 3은 차량용 통합 가열/열수 시스템의 제3 실시예에 대한 개략도를 나타낸 다.
동일한 구성 또는 기능의 요소들은 모든 도면들에서 동일한 참조 번호가 부여된다.
도 1은 차량(12)용 통합 가열/열수 시스템(10)의 제1 실시예에 대한 개략도를 나타낸다.
본 실시예에 따른 통합 가열/열수 시스템(10)은 공기 가열 장치(14), 제1 공기 덕트(20) 및 제2 공기 덕트(22)를 구비하며, 이들에 의해 공기 가열 장치(14)는 차량(12), 특히 가열되는 차량(12)의 내부(30)와 공기에 의해 연결된다. 열수 저장 용기(16), 가열 장치(17) 및 팬(fan)(18)은 공기 가열 장치(14)의 리세스(recess)(15)에 배치된다. 열수 저장 용기(16)는 차량(12)에 사용되는 열수를 저장하기 위하여 사용된다.
가열 장치(17)는 전기적인 가열 기구 또는 화석 연료, 특히 가스 또는 액체연료를 연소하기 위한 가열 기구일 수 있다. 특히, 가열 장치(17)는 액체 연료들에 의해서 동작할 수 있으며, 이러한 액체 연료들은 차량(12)을 구동시키기 위한 자동차 연료로 이미 사용되는 것이며, 예를 들면, 가솔린이나 디젤 연료이다.
공기 가열 장치(14)에 배치된 팬(18)은 가열 장치(17)의 유동 방향의 상류 또는 하류에 배치될 수 있다. 팬(18)은 또한 공기 가열 장치(14)의 외부, 예를 들면, 가열되는 차량(12)의 내부(30)에 배치될 수도 있다.
제1 공기 덕트(20), 제2 공기 덕트(22) 및 공기 가열 장치(14)는 열 절연 층(26)을 구비하며, 이를 통하여 제1 공기 덕트(20) 및 제2 공기 덕트(22)는 물론 공기 가열 장치(14)의 열손실이 감소될 수 있다. 열 절연층(26)은 또한 제1 공기 덕트(20), 제2 공기 덕트(22) 및 공기 가열 장치(14)의 일부 영역들에만 배치될 수도 있다.
물 탱크(32)는 차량(12) 내부에 배치된다. 물 탱크(32)는 바람직하게는 가사용 물을 제공하기 위해 구비된다. 물 탱크(32)는 또한 가열되는 차량(12)의 내부(30)의 외부에 또는 차량(12)의 외부에 배치될 수 있다. 차량(12) 내에 탭(34)이 배치되고, 이에 의하여 냉수 또는 바람직하게는 공기 가열 장치(14)에 의해 가열된 가사용 물이 물 탱크(32)로부터 나올 수 있다. 탭(34)은 바람직하게는 가열되는 차량(12)의 내부(30)에 배치된다. 하지만, 또한 차량(12)의 다른 지점들에 배치될 수도 있다.
제1 파이프 덕트(36)에 의하여, 열수 저장 용기(16)는 차량(12)에 배치된 탭(34)에 물에 의해 연결된다. 제2 파이프 덕트(38)는 열수 저장 용기(16)와 물 탱크(32) 사이에 유체 연결을 형성한다. 파이프 덕트들(36)(38)은 제2 공기 덕트(22) 내에 배치된다. 여기에서 도시된 본 발명의 실시예에서, 공기 가열 장치(14)는 차량(12)의 바깥면(28)에 배치된다. 하지만, 또한 그에 대신하여 차량(12) 내에, 특히 가열되는 차량(12)의 내부(30)에 배치될 수도 있다.
이하에서는 차량(12)용 통합 가열/열수 시스템(10)의 제1 실시예의 운용 방식에 대하여 상세히 기술할 것이다.
공기 가열 장치(14)의 작동 중에, 차량(12)의 내부(30)로부터의 공기는 팬(18)에 의하여 유동 방향(40)으로 공기 가열 장치(14) 안으로 유입된다. 공기는 가열 장치(17)를 통하여 흐르며, 공기는 가열되어 유동 방향(42)으로 제1 공기 덕트를 경유하여 가열되는 차량(12)의 내부(30)로 흐른다. 가열 장치(17)에 의하여 열수 저장 용기(16)는 더욱 가열된다.
가열되는 차량(12)의 내부(30)를 가열시키기 위해 열이 필요하지 않는 경우, 가령, 여름과 같은 경우, 가열 장치(17)는 단지 열수 저장 용기(16)만을 가열하기 위해서 사용될 수도 있다. 이 경우에 공기 가열 장치(14)는 외부 공기 모드에서 작동될 수 있으며, 외부 공기는 도시되지 않은 플랩들(flap)을 경유하여 팬(18)에 의하여 주변으로부터 흡입되고, 다시 주변으로 방출될 수 있다.
만일, 열수를 탭(34)으로부터 빼내면, 새로운 물이 물 탱크(32)로부터 열수 저장 용기(16)로 흐르며, 여기에서 공기 가열 장치(14)에 의해 가열될 수 있다.
공기 가열 장치(14)의 작동 중에, 가열되는 차량(12)의 내부(30)로부터의 공기가 제2 공기 덕트(22)를 경유하여 공기 가열 장치(14) 안으로 계속적으로 공급됨에 따라, 물을 운반하는 파이프 덕트들(36)(38)의 온도가 최소한 가열되는 차량(12)의 내부(30)의 온도에 근접한 온도로 유지될 수 있다.
만약, 공기 가열 장치(14)가 동작하지 않는 경우에는, 가열되는 내부(30)를 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)와 공기에 의해 연결함으로써, 가열되는 내부(30), 공기 가열 장치(14)의 리세스(15), 제1 공기 덕트(20) 및 제2 공기 덕트(22)에 비슷한 온도들이 보급되는 것을 보장할 수 있으므로, 또한 공기 가열 장치(14)의 작동 상태에서, 파이프 덕트들(36)(38)은 대략적으로 차량(12)의 내 부(30)의 온도를 유지할 수 있다. 이러한 경우, 파이프 덕트들(36)(38)에 있는 가사용 물의 온도가 추운 계절에도 지나치게 급격히 떨어지거나 혹은, 예를 들어 겨울에, 가사용 물이 파이프 덕트들(36)(38)에서 어는 것을 방지할 수 있기 때문에 이는 특히 유리하다. 특히, 공기 가열 장치(14)가 상대적으로 단시간 동안 즉, 하루의 반 또는 하루 동안만 동작하지 않을 때 이는 적용된다.
도 2는 차량(12)용 가열/열수 시스템(10)의 제2 실시예를 도시한다.
제3 공기 덕트(24)가 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)와 가열되는 차량(12)의 내부(30)의 사이에 배치되고, 파이프 덕트들(36)(38)이 제3 공기 덕트(24) 내에 배치되는 점에서 제1 실시예와 다르다. 공기는 제3 공기 덕트(24)를 통하여 능동적으로 흐르지 않으며, 즉, 팬에 의하여 흐른다.
이와 같은 배치에서 심지어는 예를 들어, 제1 공기 덕트(20) 또는 제2 공기 덕트(22)에서 공기 플랩들(미도시)을 닫아서 제1 공기 덕트(20)와 제2 공기 덕트(22)의 공기 흐름이 중단된 경우에도, 더운 공기는 파이프 덕트들(36)(38)을 지나서 흐를 수 있고, 파이프 덕트들의 온도를 제어할 수 있으므로 제3 공기 덕트(24)에 있는 파이프 덕트들(36)(38)의 배치 상태는 특히 유리하다. 예를 들어, 공기 가열 장치(14)가 차량(12)의 내부(30) 아래에 배치되면, 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)를 경유하여 열수 저장 용기(16)로부터 방출되는 열은 대류 흐름으로 파이프 덕트(36)(38)을 지나 제3 공기 덕트(24)를 경유하여 차량(12)의 내부(30) 안으로 흐를수 있다. 따라서 파이프 덕트들(36)(38)의 온도를 열수 저장 용기(16)의 방출된 열에 의해 제어할 수 있게 된다. 예를 들면, 차량(12)의 내부(30) 위에 공기 가열 장치(14)를 배치함에 따라, 가열되는 차량(12)의 내부(30)에서 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)로 대류 흐름이 형성될 수 있다. 이에 따라 파이프 덕트들(36)(38)의 온도는 차량(12)의 내부(30)으로부터의 열에 의해 제어될 수 있다.
차량(12)용 통합 가열/열수 시스템의 도 3에 도시된 제3 실시예에서, 제1 파이프 덕트(36)와 제2 파이프 덕트(38)는 공기 가열 장치(14)의 하류와 가열되는 차량(12)의 내부(30)의 상류의 상류에 있는 제1 공기 덕트(20)에 배치된다.
팬(18)에 의한 공기 가열 장치(14)의 작동중에, 공기는 가열되는 차량(12)의 내부(30)로 부터 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)로 유동 방향(40)으로 유입된다. 공기는 가열 장치(17)를 통하여 흐르고, 또한 가열된다. 가열된 공기는 마침내 제1 공기 덕트(20)를 경유하여 유동 방향(42)을 따라 가열되는 차량(12)의 내부(30)로 흐른다. 제1 공기 덕트(20)에 배치된 파이프 덕트(36)(38)의 온도는 가열 장치(17)로부터 나오는 더운 공기 흐름에 의하여 제어된다. 공기 가열 장치(14)의 하류와 가열되는 차량(12)의 내부(30)의 상류에 제1 공기 덕트(20) 내에 있는 파이프 덕트(36)(38)의 배치는 저온 가열 시스템, 즉, 특히, 공기 가열 장치(14)를 나온 공기의 온도가 섭씨 100도보다 낮을 때에 특히 적합하므로 파이프 덕트(36)(38)에 있는 가사용 물의 온도가 물의 비점보다 높지 않게 된다.
요구사항들에 따라, 오직 하나의 파이프 덕트(36)(38)가 공기 덕트(20,22,24) 중 하나의 내부에 배치되는 통합 가열/열수 시스템(10)도 역시 본 발명의 범위에 포함된다는 점을 이해하여야 한다. 그러므로, 예를 들면, 열수 저장 용기(16)가 차량(12)에 배치된 탭(34)에 물에 의해 연결되는 제1 파이프 덕트(36) 만이 공기 덕트들(20,22,24) 중의 하나에 배치될 수 있다. 또는, 열수 저장 용기(16)가 물 탱크(32)에 물에 의해 연결되는 제2 파이프 덕트(38)만이 공기 덕트 (20,22,24) 중의 하나에 배치될 수 있다. 각각의 다른 파이프 덕트들(36)(38)은 이러한 경우들에서, 예를 들면, 유도 메커니즘 없이 각각 공기 덕트들(20,22,24)을 통하여 열수 저장 용기(16)로부터 탭(34) 또는 물 탱크(32)에 직접적으로 유도될 수 있다.
본 발명에 따른 통합 가열/열수 시스템들은 캠핑용 차량, 모터 홈 및 선박 등에 가열 및 열수를 제공하기 위해 사용될 수 있다.

Claims (5)

  1. 차량(12)용 통합 가열/열수 시스템(10)에 있어서,
    공기 가열 장치(14);
    상기 공기 가열 장치(14)가 가열되는 상기 차량(12)의 내부(30)에 공기에 의해 연결되도록 하는 적어도 하나의 공기 덕트(20,22,24);
    상기 공기 가열 장치(14)에서 가열된 공기가 상기 가열되는 상기 차량(12)의 상기 내부(30)로 유입되도록 하는 팬(18);
    상기 공기 가열 장치(14)의 리세스(15)에 배치된 열수 저장 용기(16);
    상기 열수 저장 용기(16)가 상기 차량(12)에 배치된 탭(34)에 물에 의해 연결되도록 하는 제1 파이프 덕트(36); 및
    상기 열수 저장 용기(16)가 물 탱크(32)에 물에 의해 연결되도록 하는 제2 파이프 덕트(38)를 구비하며,
    상기 파이프 덕트들(36)(38)중의 적어도 하나는 상기 공기 덕트들(20,22,24) 중의 하나의 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/열수 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 공기 덕트(20)는 상기 공기 가열 장치(14)의 하류 및 상기 가열되는 상기 차량(12)의 상기 내부(30)의 상류에 배치되고,
    상기 파이프 덕트들(36)(38) 중의 적어도 하나는 상기 제1 공기 덕트(20) 내 에 배치되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/열수 시스템(10).
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 공기 덕트(20)는 상기 공기 가열 장치(14)의 상류 및 상기 가열되는 상기 차량(12)의 상기 내부(30)의 하류에 배치되고,
    상기 파이프 덕트들(36)(38) 중의 적어도 하나는 상기 제2 공기 덕트(20) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는 통합 가열/열수 시스템(10).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기 가열 장치(14)는 액체 연료에 의해 작동될 수 있는 가열 장치(17)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 가열/열수 시스템(10).
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 통합 가열/열수 시스템(10)을 포함하는 차량(12)에 있어서,
    상기 통합 가열/열수 시스템(10)은 상기 차량(12)의 바깥 면(28)에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량(12).
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