KR20100030102A - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 공조 장치에 관한 것으로서, 특히 전석 공조 유닛 및 후석 공조 유닛을 가지며, 상기 후석 공조 유닛의 열교환기로서 열전 소자 모듈이 사용된 차량용 공조 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle air conditioner, and more particularly, to a vehicle air conditioner having a front seat air conditioning unit and a rear seat air conditioning unit, wherein a thermoelectric element module is used as a heat exchanger of the rear seat air conditioning unit.
일반적으로 차량용 공조 장치는 차 실내의 온도와 습도를 조절하여 쾌적한 환경을 만들어 주는 것으로서, 그 목적에 따라 차 실내를 냉방하기 위한 냉방 장치와 차 실내를 난방하기 위한 난방 장치를 포함한다.In general, the vehicle air conditioner is to create a comfortable environment by adjusting the temperature and humidity of the car interior, and includes a cooling device for cooling the car interior and a heating device for heating the car interior according to the purpose.
상기 냉방 장치는 냉매가 증발기로 유입되어 통과하는 동안 냉매의 증발에 필요한 기화 잠열을 증발기의 주위를 유동하는 공기로부터 흡수함으로써 냉기를 생산하며, 이렇게 생산된 냉기를 차 실내로 공급하는 장치이다.The cooling device generates cold air by absorbing latent heat of vaporization necessary for evaporation of the refrigerant from the air flowing around the evaporator while the refrigerant flows into the evaporator and supplies the cold air thus produced to the vehicle interior.
상기 난방 장치는 일반적으로 엔진을 냉각한 고온의 냉각수를 히터 코어에 유도하고, 상기 히터 코어에 유도된 냉각수에 의해 히터 코어의 주위를 유동하는 공기를 가열하여 온기를 생산하며, 이렇게 생산된 온기를 차 실내로 공급하는 장치 이다.The heating device generally induces a high temperature coolant that cools the engine to the heater core, and produces warmth by heating air flowing around the heater core by the coolant induced in the heater core. It is a device that supplies into the car interior.
그러나, 상기와 같은 종래의 차량용 공조 장치에 있어서, 공조된 공기는 공조 케이스의 출구단에 형성된 디프로스트 벤트, 페이스 벤트 등을 통해 차 실내의 원하는 영역으로 각각 토출되는데, 상기 각종 벤트들은 앞좌석의 전방에 배치되기 때문에 뒷좌석의 냉난방 효율이 떨어지게 된다.However, in the conventional vehicle air conditioner as described above, the air conditioning air is discharged to the desired area of the vehicle interior through the defrost vent, the face vent, etc. formed at the outlet end of the air conditioning case, the various vents of the front seat Since it is disposed in front, the cooling and heating efficiency of the rear seat is reduced.
따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 최근에는 다양한 방법에 의하여 열교환된 공기를 뒷좌석의 영역까지 공급하는 기술이 개발되고 있다.Accordingly, in order to solve the above problems, a technique for supplying air heat exchanged by various methods to the rear seat area has recently been developed.
도 1은 종래 차량용 공조 장치를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional vehicle air conditioner.
도 1을 참조하면, 차량용 공조 장치(10)에는 내부에 공기 유로가 형성된 공조 케이스(11)가 구비된다.Referring to FIG. 1, the
상기 공조 케이스(11)의 일측에는 공기 도입구로부터 도입된 공기를 공기 유로로 송풍하는 송풍기(12)가 설치되고, 상기 공조 케이스(11)의 내부에는 도어(미도시)들이 설치되어 공기 유로를 선택적으로 개폐함으로써 공기의 흐름을 조절한다.One side of the
상기 송풍기(12)로부터 전석 증발기(21)와 히터 코어(22)가 공조 케이스(11)의 공기 유로 상에 순차적으로 배치되어 있다.From the
상기 공조 케이스(11)에서 상기 히터 코어(22)의 상방에 대응되는 위치에는 앞좌석용 페이스 벤트(23), 사이드 벤트(24), 플로어 벤트(25), 디프로스트 벤트(26)가 설치되어 전석 공조 유닛(20)을 구성함으로썩, 앞좌석 영역으로 공조된 공기를 토출한다.In the
상기 히터 코어(22)의 하류에는 후석 증발기(31)가 공조 케이스(11)의 공기 유로 상에 배치되어 있으며, 상기 공조 케이스(11)에서 상기 후석 증발기(31)의 후방에 대응되는 위치에는 뒷좌석용 벤트(32)가 설치되고, 상기 히터 코어(22)와 상기 후석 증발기(31) 사이에는 뒷좌석용 플로어 벤트(33)가 설치되어 후석 공조 유닛(30)을 구성함으로써, 공조된 공기를 뒷좌석 영역으로 토출한다.The
그러나, 상기와 같은 구조의 차량용 공조 장치(10)는 앞좌석 영역에 비해 뒷좌석 영역의 냉난방 공기가 부족한 문제점이 있고, 전석 공조 유닛(20)이 구동되어야만 후석 공조 유닛(30)도 구동될 수 있는 문제점이 있다.However, the
또한, 후석 공조 유닛(30)을 설치함으로써, 추가적으로 후석 증발기(31) 및 후석 히터 코어(미도시)가 필요하기 때문에 비경제적인 문제점이 있다.In addition, by installing the rear seat
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 뒷좌석 영역으로도 충분한 냉난방 공기를 공급할 수 있고, 후석 공조 유닛의 구동에 있어 전석 공조 유닛의 구동에 종속됨이 없이 독립적인 구동을 할 수 있는 개선된 차량용 공조 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention is to solve the above problems, it is possible to supply sufficient cooling and heating air to the rear seat area, and in the driving of the rear air conditioning unit is improved that can be independently driven without being dependent on the driving of the front air conditioning unit An object of the present invention is to provide a vehicle air conditioner.
본 발명에 따른 차량용 공조 장치는 제어 유닛과, 증발기 및 히터 코어가 구비된 전석 공조 유닛 및 일측이 상기 전석 공조 유닛과 연통되어 차량의 뒷좌석으로 냉난방된 공기를 공급하는 콘솔 덕트를 포함하며, 상기 콘솔 덕트의 타측부에는: 상기 제어 유닛으로부터 전원의 인가에 의하여 상기 전석 공조 유닛으로부터 상기 콘솔 덕트로 유입된 공기와 열교환함으로써 냉난방 공기 및 폐열 공기를 생성하는 열전 소자 모듈; 상기 열전 소자 모듈에서 열교환된 냉난방 공기를 차량 실내의 뒷좌석 영역으로 공급하는 공급 덕트; 및 상기 폐열 공기를 상기 차량의 외부로 배출하는 배출 덕트를 포함할 수 있다.The vehicle air conditioner according to the present invention includes a control unit, an all-air air conditioning unit equipped with an evaporator and a heater core, and one side of which communicates with the all-air air conditioning unit to supply air cooled and heated to the rear seat of the vehicle. The other side of the duct includes: a thermoelectric element module that generates air-conditioning air and waste heat air by heat-exchanging with air introduced into the console duct from the front seat air conditioning unit by application of power from the control unit; A supply duct for supplying air-conditioning air exchanged from the thermoelectric module to a rear seat area of a vehicle interior; And it may include a discharge duct for discharging the waste heat air to the outside of the vehicle.
상기 열전 소자 모듈의 일측 콘솔 덕트에는 회전 가능한 제1 후석 도어 및 제2 후석 도어가 설치되어, 상기 제1 후석 도어는 상기 전석 공조 유닛으로부터 상기 열전 소자 모듈로의 공기 이동 경로를 개폐하고, 상기 제2 후석 도어는 상기 차량의 실내와 연통되도록 상기 콘솔 덕트의 타측부에 형성된 연통홀을 개폐할 수 있 다.A rotatable first rear door and a second rear door are installed in one console duct of the thermoelectric element module, and the first rear door opens and closes an air moving path from the all air conditioning unit to the thermoelectric element module. 2 rear seat door can open and close the communication hole formed in the other side of the console duct to communicate with the interior of the vehicle.
상기 공급 덕트는 상기 냉난방 공기를 상기 뒷좌석 영역의 상부로 공급하는 후석 바디 덕트 및 상기 후석 바디 덕트의 양측으로 분기되어 상기 뒷좌석 영역의 하부 양측으로 상기 냉난방 공기를 공급하는 한 쌍의 후석 플로어 덕트를 구비할 수 있다.The supply duct is provided with a rear seat body duct for supplying the cooling and heating air to the upper portion of the rear seat area and a pair of rear seat floor ducts for supplying the cooling and heating air to both sides of the lower seat area of the rear seat area. can do.
본 발명에 따른 차량용 공조 장치에 의하면, 앞좌석 영역 및 뒷좌석 영역이 독립적으로 냉난방될 수 있으며, 콘솔 덕트에 전류의 인가 방향 및 인가량에 의해 정확한 온도 조절이 가능하고, 빠른 반응성을 가진 열전 소자 모듈을 설치함으로써, 열손실 등을 방지할 수 있어 뒷좌석 영역의 냉난방 기능을 향상시킬 수 있다.According to the vehicle air conditioner according to the present invention, the front seat area and the rear seat area can be independently cooled and heated, precise temperature control is possible by the direction and the amount of current applied to the console duct, thermoelectric element module having a fast response The heat loss and the like can be prevented by providing a heat sink, thereby improving the cooling and heating function of the rear seat area.
또한, 구성 부품 수를 줄임에 의하여 차량용 공조 장치의 구조를 단순화시키고, 비용을 절감시킬 수 있는 장점을 가진다.In addition, by reducing the number of components has the advantage of simplifying the structure of the vehicle air conditioner, and can reduce the cost.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 차량용 공조 장치에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a vehicle air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조 장치가 차량에 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 개략도이고, 도 3은 도 2의 차량용 공조 장치를 개략적으로 나타낸 단면도이며, 도 4는 도 3의 차량용 공조 장치의 또 다른 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.2 is a schematic diagram schematically showing a vehicle air conditioner installed in a vehicle according to an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing the vehicle air conditioner of FIG. 2, and FIG. 4 is a vehicle air conditioner of FIG. 3. A cross-sectional view schematically showing still another aspect of the device.
도 2를 참조하면, 본 발명의 차량용 공조 장치(100)는 차량(200)의 전방에 설치되어 차량(200) 실내의 앞좌석 영역으로 공조된 공기를 토출하는 전석 공조 유닛(110) 및 상기 전석 공조 유닛(110)에 일측이 연통 가능하게 연결되어 타측을 통해 차량(200) 실내의 뒷좌석 영역으로 공조된 공기를 토출하는 콘솔 덕트(130)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2, the
상기 콘솔 덕트(130)에는 차량 하부를 통해 차량의 후방으로 연장되는 배출 덕트(131)가 구비될 수 있다.The
상기 차량용 공조 장치(100)는 차량 실내의 앞좌석 및 뒷좌석에 공조된 공기를 토출할 수 있을 뿐만 아니라 앞좌석 및 뒷좌석의 좌우측 영역으로 구분하여 공조된 공기를 토출하되, 각각 독립적으로 공기 토출을 제어할 수 있는 멀티 존 컨트롤 타입(multi zone control type)이 사용될 수 있다.The
이하, 본 발명에서는 멀티 존 컨트롤 타입의 공조 장치를 일 예로 사용하여 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described by using a multi-zone control type air conditioner as an example.
도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 전석 공조 유닛(110)은 일반적이거나 종래 기술로서의 차량용 공조 장치에 사용되는 공조 유닛으로, 전석 케이스(111)와 상기 전석 케이스(111)에 내장된 증발기(112) 및 히터 코어(113)를 구비하며, 차 실내로 냉난방된 공기를 토출하는 페이스 벤트(114), 디프로스트 벤트(115), 플로어 벤트(116) 등이 형성되어 있다.3 and 4, the front seat
상기 전석 공조 유닛(110)에는 주통로(117) 및 상기 주통로(117)로부터 분기 된 분기 통로9118)가 형성되어 있는데, 상기 주통로(117)로는 송풍 유닛(미도시)에 의하여 강제된 송풍 공기가 유입되고, 상기 분기 통로(118)로는 상기 증발기(112)를 통과한 공기가 유입된다.The main
상기 분기 통로(118)는 제1,2,3 분기 통로(118a,118b,118c)로 구분되는데, 상기 제1 분기 통로(118a)는 상기 페이스 벤트(114), 디프로스트 벤트(115), 플로어 벤트(116) 등에 직접 연결되어 증발기(112)를 통과하면서 냉각된 공기를 차량(200) 실내의 앞좌석 영역으로 토출할 수 있다.The
상기 제2 분기 통로(118b) 상에는 히터 코어(113)가 배치되어 상기 제2 분기 통로(118b)로 유입된 공기는 상기 히터 코어(113)에 의하여 가열되어 상기 페이스 벤트(114), 디프로스트 벤트(115), 플로어 벤트(116) 등을 통해 가열된 공기를 차량(200) 실내의 앞좌석 영역으로 토출할 수 있다.A
상기 제3 분기 통로(118c)는 상기 콘솔 덕트(130)와 직접 연결되어 후석 공조 유닛(120)으로 송풍된 공기를 공급할 수 있다.The
상기 분기 통로(118)로의 공기 유입은 상기 주통로(117) 상에 설치된 전석 도어(119)의 개폐에 의하여 조절될 수 있다.The inflow of air into the
상기 전석 공조 유닛(110)은 일반적이거나 종래 기술과 동일 또는 유사하므로 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.The front seat
상기 콘솔 덕트(130)의 타측, 즉 차량(200)의 뒷좌석 측에는 냉난방 공기 및 폐열을 생성하는 열전 소자 모듈(133)과, 차량(200)의 뒷좌석 영역으로 냉난방된 공기를 공급하는 공급 덕트(134)와, 상기 폐열을 배출하는 배출 덕트(131) 및 공기 의 유입 경로를 개폐하는 제1 및 제2 후석 도어(136,137)가 구비될 수 있다.The other side of the
상기 열전 소자 모듈(133)은 상기 콘솔 덕트(130) 내로 유입된 공기와 열교환하는 것으로서, 제어 유닛(140)으로부터 인가된 전원에 의하여 흡열 또는 발열 반응을 할 수 있다.The
즉, 상기 열전 소자 모듈(133)은 열전 소자(133a)를 중심으로 양측에 방열핀(133b,133c)들이 결합된 구조로서, 전류의 인가 방향에 따라 일측에서는 흡열 반응이 일어나고, 타측에서는 발열 반응이 일어난다.That is, the
따라서, 예컨대 뒷좌석 영역으로 온기를 공급하기 위하여는 전류 인가 방향을 조절하여 상기 공급 덕트(134) 측을 향한 방열핀(133b)들에 발열 반응을 일으켜 온기를 생성하고, 그 반대의 방열핀(133c)들에서 생성된 냉기는 폐열로서 차량(200) 외부로 배출할 수 있다. Thus, for example, in order to supply warmth to the rear seat region, the heating application direction is adjusted to generate a warmth reaction to the heat dissipation fins 133b toward the
상기 폐열 배출은 상기 배출 덕트(131)를 통해 이루어질 수 있다.The waste heat discharge may be made through the
본 발명의 일 실시예에서는 상기 콘솔 덕트(130) 내에서 상기 열전 소자 모듈(133)이 수평적으로 설치되어 열전 소자(133a) 상부의 방열핀(133b)들에서는 차량(200) 실내로 냉난방하기 위한 공기가 생성되고, 상기 열전 소자(133a)의 하부에 결합된 방열핀(133c)들에서는 폐열이 생성되는 구조가 채용될 수 있다.In the exemplary embodiment of the present invention, the
상기와 같은 구조의 경우, 상기 콘솔 덕트(130) 내에는 상기 열전 소자 모듈(133)에 의하여 서로 연통되지 않는 제1 통로 및 제2 통로로 구분되어 형성될 수 있는데, 상기 제1 통로는 상기 공급 덕트(134)로 연장되고, 상기 제2 통로는 상기 배출 덕트(131)로 연장될 수 있다.In the above structure, the
한편, 냉난방 공기의 생성량을 증가시키기 위하여 상기 냉난방 공기를 생성하는 방열핀(123b)들의 열교환 면적이 상기 폐열을 생성하는 방열핀(133c)들의 열교환 면적보다 더 크게 형성될 수 있다.On the other hand, in order to increase the amount of air-conditioning air generated, the heat exchange area of the heat radiation fins 123b for generating the air-conditioning air may be larger than the heat exchange area of the heat radiation fins 133c for generating the waste heat.
그리고 상기 차량용 공조 장치(100)의 내부가 격벽(150)에 의하여 구획되어 좌우측으로의 공기 토출을 독립적으로 제어할 수 있는 경우, 상기 열전 소자 모듈(133)은 상기 좌우측 각각에 설치되어 독립적으로 작동될 수 있다.And when the interior of the
물론, 냉난방 효율을 향상시키기 위하여 상기 콘솔 덕트(130) 내에는 복수개의 열전 소자 모듈(133)이 설치될 수도 있다.Of course, a plurality of
상기 공급 덕트(134)는 상기 뒷좌석 영역의 상부 좌우측으로 냉난방 공기를 공급하기 위한 후석 바디 덕트(134a) 및 상기 뒷좌석 영역의 하부 좌우측으로 냉난방 공기를 공급하기 위한 후석 플로어 덕트(134b)를 더 포함할 수 있다.The
상기 후석 플로어 덕트(134b)의 경우 한 쌍이 상기 후석 바디 덕트(134a)의 양측으로 분기된 형태일 수 있다.In the case of the rear
상기 후석 바디 덕트(134a) 및 상기 후석 플로어 덕트(134b)는 토출구에 회전 가능하게 설치된 공급 도어(138)에 의하여 개폐되어 공기의 토출이 조절될 수 있다.The rear
상기 제1 및 제2 후석 도어(136,137)는 상기 콘솔 덕트(130) 내로 유입되는 공기를 선택적으로 결정할 수 있다.The first and second
즉, 상기 제1 후석 도어(136)는 상기 콘솔 덕트(130)의 일측부와 타측부 사이를 개폐하여 상기 전석 공조 유닛(110) 측으로부터 유입되는 공기를 조절할 수 있으며, 상기 제2 후석 도어(137)는 차량(200) 실내와 연통되도록 상기 콘솔 덕트(130)에 형성된 연통홀(135)을 개폐하여, 차량(200) 실내의 공기가 콘솔 덕트(130) 내로 유입되는 것을 조절할 수 있다.That is, the first
여기서, 차량(200) 실내의 공기를 유입하는 경우는 겨울철 난방 중 초기 난방과 같이 차량(200) 실내의 온도보다 공조 장치(100)로부터 토출되는 공기의 온도가 더 낮은 경우로서, 상대적으로 온도가 높은 실내의 공기를 수용하여 상기 공조 장치(100)에서 빠르게 공기의 온도를 올리기 위함이다.Here, when the air in the
상기와 같은 구조의 차량용 공조 장치(100)는 앞좌석 영역 및 뒷좌석 영역에 대한 냉난방 공기의 공급을 독립적으로 제어할 수 있으며, 콘솔 덕트(130)에 전류의 인가 방향 및 인가량에 의해 정확한 온도 조절이 가능하고, 빠른 반응성을 가진 열전 소자 모듈(133)을 설치함으로써, 뒷좌석 영역의 냉난방 기능을 향상시킬 수 있다.The
즉, 종래 전석 공조 유닛(110)에서 생성된 냉난방 공기를 뒷좌석 영역으로 보냄으로써 열손실이 생기던 문제의 경우, 콘솔 덕트(130) 내에서 열교환을 하여 냉난방 공기를 생성함으로써 상기와 같은 문제점을 해결할 수 있다.That is, in the case of a problem in which heat loss occurs by sending the cooling and heating air generated by the conventional seat
한편, 상기 열전 소자 모듈(133)을 사용함으로써 발생되는 폐열 공기의 경우, 배출 덕트(131)를 통해 차량(200)의 후방으로 보내 외부로 배출할 수 있어 불필요한 공기가 공조 장치(100) 내에 잔존하는 것을 방지할 수 있다.Meanwhile, in the case of the waste heat air generated by using the
또한, 추운 겨울날 초기 난방과 같이 공조 장치(100)의 공기가 실내 온도보다 상대적으로 낮은 경우, 따뜻한 실내 공기를 이용하여 공조를 시키므로 빠른 속 도로 차량의 실내를 난방할 수 있다.In addition, when the air of the
도 1은 종래 차량용 공조 장치를 나타낸 도면.1 is a view showing a conventional vehicle air conditioner.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조 장치가 차량에 설치된 모습을 개략적으로 나타낸 개략도.Figure 2 is a schematic diagram showing a state in which a vehicle air conditioning apparatus according to an embodiment of the present invention is installed in a vehicle.
도 3은 도 2의 차량용 공조 장치를 개략적으로 나타낸 단면도.3 is a schematic cross-sectional view of the vehicle air conditioner of FIG.
도 4는 도 3의 차량용 공조 장치의 다른 모습을 개략적으로 나타낸 단면도.4 is a cross-sectional view schematically showing another aspect of the vehicle air conditioner of FIG.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100... 차량용 공조 장치 110... 전석 공조 유닛100 ...
130... 콘솔 덕트 131... 배출 덕트130 ...
133... 열전 소자 모듈 134... 공급 덕트133 ...
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