KR20110002541A - 차량용 무시동 냉난방장치 - Google Patents

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최낙삼
정종균
반용운
이명규
이재규
이성기
김쾌만
강희용
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타타대우상용차 주식회사
이성기
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Abstract

본 발명은 차량용 무시동 냉난방장치에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 열전소자모듈과; 상기 열전소자모듈의 일면에 구비되는 제 1방열판과, 실내공기 또는 외부공기를 유입하여 상기 제 1방열판과 열교환시킨 상태로 실내로 배출시키는 송풍팬과, 상기 열전소자모듈의 타면에 구비되는 제 2방열판을 포함하여 구성되어 차량의 캡 내부에 구비되는 실내유닛과; 차량의 캡 외부에 구비되어 상기 제 2방열판의 열을 전달받아 외부공기와 열교환시키는 라디에이터와, 외부공기를 유입하여 상기 라디에이터와 열교환시킨 상태에서 외부로 배출시키는 송풍팬으로 구성되는 실외유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치에 관한 것이다.
이와 같이 구성된 본 발명은 차량의 캡 내부를 냉난방시키는 과정 중에 발생되는 소음을 최소화 할 수 있게 되어 차량의 내부에서 운전자가 보다 편안하고 용이하게 휴식을 취할 수 있고, 나아가 차량의 내부를 냉난방시키는 과정 중에 매연 등이 발생될 우려가 없기 때문에 친환경적일 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있고, 아울러 그 무게 또한 가볍기 때문에 차량에 보다 간편하게 설치될 수 있음은 물론 주행에 따른 차량의 연비 또한 크게 절감될 수 있는 효과가 있다.
실내유닛, 실외유닛

Description

차량용 무시동 냉난방장치{VEHICLE ANTI-START AIR-CONDITIONING AND HEATING EQUIPMENT}
본 발명은 열전소자모듈과; 상기 열전소자모듈의 일면에 구비되는 제 1방열판과, 실내공기 또는 외부공기를 유입하여 상기 제 1방열판과 열교환시킨 상태로 실내로 배출시키는 송풍팬과, 상기 열전소자모듈의 타면에 구비되는 제 2방열판을 포함하여 구성되어 차량의 캡 내부에 구비되는 실내유닛과; 차량의 캡 외부에 구비되어 상기 제 2방열판의 열을 전달받아 외부공기와 열교환시키는 라디에이터와, 외부공기를 유입하여 상기 라디에이터와 열교환시킨 상태에서 외부로 배출시키는 송풍팬으로 구성되는 실외유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차는 비주행 상태에서는 장기간 동안 옥내 또는 옥외에 주정차하게 되는 바, 이러한 자동차에 설치된 에어컨이나 히터장치 및 공기 순환장치의 가동은 별도의 엔진의 구동여부에 따라 연동되어 작동된다.
여기서, 특히 상기 에어컨은 별도의 상기 엔진으로부터 동력을 전달받아 작동되고, 상기 히터장치는 별도의 상기 엔진이 구동된 상태에서 엔진에서 발생되는 열을 이용하여 차량 실내 공기를 가열하도록 하고 있다.
그러나, 별도의 상기 엔진 구동에 따라 상기 에어컨이나 상기 히터장치가 작동될 시 발생되는 소음으로 인해 운전자가 자동차 내부에서 보다 편안하고 용이하게 휴식을 취하기가 어려울 뿐만 아니라 별도의 상기 엔진 구동시 발생되는 매연으로 인해 환경오염이 발생하게 되는 문제점이 있다.
그리고, 별도의 상기 엔진의 무게가 무겁기 때문에 별도의 상기 엔진을 자동차에 간편하게 설치하기가 어려울 뿐만 아니라 주행에 따른 자동차의 연비 또한 보다 큰 폭으로 증대되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로써, 차량의 캡 내부를 냉난방시키는 과정 중에 발생되는 소음을 최소화 할 수 있게 되어 차량의 내부에서 운전자가 보다 편안하고 용이하게 휴식을 취할 수 있고, 나아가 차량의 내부를 냉난방시키는 과정 중에 매연 등이 발생될 우려가 없기 때문에 친환경적일 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있고, 아울러 그 무게 또한 가볍기 때문에 차량에 보다 간편하게 설치될 수 있음은 물론 주행에 따른 차량의 연비 또한 크게 절감될 수 있는 차량용 무시동 냉난방장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 열전소자모듈과; 상기 열전소자모듈의 일면에 구비되는 제 1방열판과, 실내공기 또는 외부공기를 유입하여 상기 제 1방열판과 열교환시킨 상태로 실내로 배출시키는 송풍팬과, 상기 열전소자모듈의 타면에 구비되는 제 2방열판을 포함하여 구성되어 차량의 캡 내부에 구비되는 실내유닛과; 차량의 캡 외부에 구비되어 상기 제 2방열판의 열을 전달받아 외부공기와 열교환시키는 라디에이터와, 외부공기를 유입하여 상기 라디에이터와 열교환시킨 상태에서 외부로 배출시키는 송풍팬으로 구성되는 실외유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치를 제공한다.
여기서, 차량의 알터네이트로부터 전기적에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급하는 주배터리와 병렬연결되어 전기적에너지가 충전되는 보조배터리가 구비되고, 상기 실내유닛과 실외유닛은 제어부의 제어에 의해 상기 보조배터리로부터 전기적에너지를 공급받아 구동되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 주배터리와 보조배터리의 병렬연결상태를 단속하는 제 1릴레이가 구비되는 것이 바람직하다.
나아가, 상기 보조배터리의 전압을 검출하는 보조배터리 전압검출부가 구비되고, 상기 제어부는 상기 보조배터리 전압검출부가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하는 것이 바람직하다.
아울러, 상기 주배터리의 전압을 검출하는 주배터리 전압검출부가 구비되고, 상기 제어부는 상기 주배터리 전압검출부와 보조배터리 전압검출부가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하는 것이 바람직하다.
본 발명은 실내유닛의 열전소자모듈을 이용하여 특히, 시동이 꺼진 상태의 차량의 캡 내부를 보다 쾌적한 상태로 냉난방시킬 수 있음은 물론 전기공급에 따라 상기 열전소자모듈이 작동되어 차량의 캡 내부를 냉난방시키기 때문에 종래처럼 별 도의 엔진을 이용하여 차량의 캡 내부를 냉난방시킬 필요가 없어지게 될 뿐만 아니라 이로 인해 차량의 캡 내부를 냉난방시키는 과정 중에 발생되는 소음을 최소화 할 수 있게 되어 차량의 내부에서 운전자가 보다 편안하고 용이하게 휴식을 취할 수 있고, 나아가 종래처럼 차량의 내부를 냉난방시키는 과정 중에 매연 등이 발생될 우려가 없기 때문에 친환경적일 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있고, 아울러 그 무게 또한 가볍기 때문에 차량에 보다 간편하게 설치될 수 있음은 물론 주행에 따른 차량의 연비 또한 크게 절감될 수 있는 효과가 있다.
그리고, 상기 실내유닛과 실외유닛이 제어부의 제어에 의해 상기 보조배터리로부터 전기적에너지를 공급받아 구동되기 때문에 차량의 캡 내부를 냉난방시키는 과정 중에 주배터리가 방전될 우려가 없어지게 되는 효과가 있다.
또한, 상기 주배터리와 보조배터리의 병렬연결된 상태를 단속하는 제 1릴레이로 인해 상기 주배터리와 보조배터리의 병렬연결상태를 보다 용이하게 단속할 수 있게 되는 효과가 있다.
나아가, 상기 제어부가 상기 보조배터리 전압검출부가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하기 때문에 불필요하게 차량의 알터네이트가 구동되어 충전이 완료된 상기 보조배터리로 전기적에너지를 공급할 우려가 없어지게 됨은 물론 이로 인한 연료소비 또한 크게 절감될 수 있게 되는 효과가 있다.
아울러, 상기 제어부가 주배터리 전압검출부와 상기 보조배터리 전압검출부가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하기 때문에 상기 보조배터리가 방전될 경우 상기 실내유닛과 실외유닛이 상기 주배터리에 충전된 전기적에너지를 공급받아 구동될 수 있는 효과가 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다. 물론 본 발명의 권리범위는 하기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 기술분야의 통상적인 지식을 가진자에 의하여 다양하게 변형 실시될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 차량용 무시동 냉난방장치를 개략적으로 나타내는 측면도이다.
본 발명의 일실시예인 차량용 무시동 냉난방장치는 도 1에서 보는 바와 같이 크게, 차량의 캡(5)내부에 구비되는 실내유닛(30)과; 차량의 캡(5) 외부에 구비되는 실외유닛(50);을 포함하여 이루어진다.
도 2는 도 1의 실내유닛(30)과 실외유닛(50)을 개략적으로 나타내는 구성도이다.
먼저, 차량의 캡(5) 내부에 구비되는 상기 실내유닛(30)은 도 2에서 보는 바와 같이 크게, 열전소자모듈(310)과; 상기 열전소자모듈(310)의 일면에 구비되는 제 1방열판(320)과; 실내공기 또는 외부공기를 유입하여 상기 제 1방열판(320)과 열교환 시킨 상태로 실내로 배출시키는 송풍팬(330)과; 상기 열전소자모듈의 타면에 구비되는 제 2방열판(350);을 포함하여 구성된다.
상기 열전소자모듈(310, thermoelectric device : TED)은 공급되는 전원의 극성변화에 따라 어느 일면은 발열되며 반대의 타면은 흡열이 일어나는 소자로써, 발열면과 흡열면에 각각 방열판을 설치하고 상기 방열판에 송풍기에 의해 바람을 공급함에 따라 열풍 또는 냉풍을 얻게 되는데, 이는 공지된 기술임과 동시에 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자라면 자명하게 이해하여 실시할 수 있는 사항임으로 이하 자세한 설명은 생략하도록 한다.
다음으로, 상기 실외유닛(50)은 도 2에서 보는 바와 같이 크게, 차량의 캡(5) 외부에 구비되어 상기 제 2방열판(350)의 열을 전달받아 외부공기와 열교환시키는 라디에이터(510)와; 외부공기를 유입하여 상기 라디에이터(510)와 열교환시킨 상태로 외부로 배출시키는 송풍팬(530);을 포함하여 구성된다.
상기 실내유닛(30)과 상기 실외유닛(50)은 양단부가 각각 상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)에 기밀하게 연결고정되고, 내부에 물 등의 유체가 순환되는 연결관(40)에 의해 상호 연결될 수 있다.
도 3은 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 연결상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
다음으로, 도 3에서 보는 바와 같이 차량의 알터네이트(10)로부터 전기적에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급하는 주배터리(20)와 병렬연결되어 전기적에너지가 충전되는 보조배터리(80)가 구비되고,
상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)은 제어부의 제어에 의해 상기 보조배터리(80)로부터 전기적에너지를 공급받아 구동되는 것이 좋다.
상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)이 상기 제어부의 제어에 의해 상기 보조배터리(80)로부터 전기적에너지를 공급받아 구동되기 때문에 차량의 캡(5) 내부를 냉난방시키는 과정 중에 상기 주배터리(20)가 방전될 우려가 없어지게 되는 이점이 있게 된다.
특히, 도 3에서 보는 바와 같이 상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 병렬연결상태를 단속하는 제 1릴레이(60)가 구비되는 것이 좋다.
상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 병렬연결된 상태를 단속하는 상기 제 1릴레이(60)로 인해 상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 병렬연결상태를 보다 용이하게 단속할 수 있게 되는 이점이 있게 된다.
도 4는 제어부(70)의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
다음으로, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 보조배터리(80)의 전압을 검출하는 보조배터리 전압검출부(100)가 구비되고,
상기 제어부(70)는 상기 보조배터리 전압검출부(100)가 출력하는 신호에 따 라 상기 제 1릴레이(60)를 제어하는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 상기 보조배터리(80)에 전기적에너지의 충전이 완료되면 상기 보조배터리 전압검출부(100)는 이를 감지하여 상기 제어부(70)로 감지한 신호를 출력하게 되고, 상기 제어부(70)는 상기 보조배터리 전압검출부(100)가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이(60)가 상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 병렬연결상태를 단락시킬 수 있도록 제어하게 된다.
상기 제어부(70)가 상기 보조배터리 전압검출부(100)가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이(60)를 제어하기 때문에 불필요하게 차량의 알터네이트(10)가 구동되어 충전이 완료된 상기 보조배터리(80)로 전기적에너지를 공급할 우려가 없어지게 됨은 물론 이로 인한 연료소비 또한 크게 절감될 수 있게 되는 이점이 있게 된다.
다음으로, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 주배터리(20)의 전압을 검출하는 주배터리 전압검출부(130)가 구비되고,
상기 제어부(70)는 상기 주배터리 전압검출부(130)와 보조배터리 전압검출부(100)가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이(60)를 제어하는 것이 좋다.
보다 구체적으로, 차량의 캡 내부를 지속적으로 냉난방하여 상기 보조배터리(80)가 방전되었을 경우 상기 보조배터리 전압검출부(100)는 이를 감지하여 상기 제어부(70)로 감지한 신호를 출력하게 되고, 상기 제어부(70)는 상기 보조배터리 전압검출부(100)가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이(60)가 상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 병렬연결상태를 단락시킬 수 있도록 제어하게 된다.
이 상태에서 상기 제어부(70)의 제어에 의해 상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)은 상기 주배터리(20)로부터 전기적에너지를 공급받아 구동될 수 있게 된다.
상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)으로 전기적에너지를 공급하는 상기 주배터리(20)에 남아있는 전기적에너지 양이 상기 제어부(70)에 미리 설정된 기준전압값 미만일 경우 상기 주배터리 전압겁출부(130)는 이를 감지하여 상기 제어부(70)로 감지한 신호를 출력하게 되고,
이때, 상기 제어부(70)는 단락상태인 상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 병렬연결상태가 다시 연결상태로 유지될 수 있도록 상기 제 1릴레이(60)를 제어하게 된다.
상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)의 연결상태가 단락상태에서 다시 연결상태로 전환됨에 따라 상기 주배터리(20)와 보조배터리(80)는 차량의 알터네이트(10)로부터 전기적에너지를 공급받아 충전될 수 있게 된다.
상기 제어부(70)가 상기 주배터리 전압검출부(130)와 상기 보조배터리 전압검출부(100)가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하기 때문에 상기 보조배터리(80)가 방전될 경우 상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)이 상기 주배터리(20)에 충전된 전기적에너지를 공급받아 구동될 수 있는 이점이 있게 된다.
한편, 도 4에서 보는 바와 같이 상기 실내유닛(30) 및 실외유닛(50)을 작동시키는 스위치부(150)가 더 구비되는 것이 좋다.
상기 스위치부(150)는 예를 들어, 상기 제어부(70)상에 누름식 버튼 또는 다이얼버튼 방식으로 구비될 수 있겠으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 도 4의 스위치부(150)를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
보다 구체적으로, 상기 스위치부(150)는 상기 실내유닛(30) 및 실외유닛(50)의 작동상태를 on 및 off상태로 전환시키는 on/off 스위치(151)와; 차량의 캡(5) 내부를 냉방 또는 난방상태로 전환시키는 냉난방스위치(153)와; 차량의 캡(5) 내부의 냉난방온도를 조절하는 온도조절스위치(155)와; 차량의 캡(5) 내부의 냉온풍량을 조절하는 풍량조절스위치(157);를 포함하여 이루어질 수 있다.
운전자가 상기 on/off스위치(151)를 조작하여 상기 실내유닛(30) 및 실외유닛(50)의 작동상태를 on상태로 설정함과 동시에 상기 냉난방스위치(153)를 냉방 또는 난방상태로 각각 전환시킨 경우
예를 들어, 상기 제어부(70)에 내장된 상태의 제 2릴레이(90)는 상기 주배터리(20) 또는 상기 보조배터리(80)가 상기 실내유닛(30)의 열전소자모듈(310)로 공급하는 전원의 극성을 각각 자동으로 변화시켜 차량의 캡(5) 내부가 냉방 또는 난방상태를 유지할 수 있도록 한다.
그리고, 운전자가 상기 온도조절스위치(155)를 조작할 시 상기 제어부(70)는 상기 실내유닛(30)과 실외유닛(50)로 공급되는 전기적에너지의 공급량을 조절하게 되고, 이로 인해 차량의 캡(5)내부의 냉난방온도가 운전자가 원하는 수치로 유지될 수 있게 된다.
또한, 운전자가 상기 풍량조절스위치(157)를 조작할 시 상기 제어부(70)는 상기 실내유닛(30)의 송풍팬(330)과 상기 실외유닛(50)의 송풍팬(530)의 회전속도를 제어하게 되고, 이로 인해 차량의 캡(5) 내부의 냉온풍량이 운전자가 원하는 수치로 유지될 수 있게 된다.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명은 상기 실내유닛(30)의 열전소자모듈(310)을 이용하여 특히, 시동이 꺼진 상태의 차량의 캡(5) 내부를 보다 쾌적한 상태로 냉난방시킬 수 있음은 물론 전기공급에 따라 상기 열전소자모듈(310)이 작동되어 차량의 캡(5) 내부를 냉난방시키기 때문에 종래처럼 별도의 엔진을 이용하여 차량의 캡(5) 내부를 냉난방시킬 필요가 없어지게 될 뿐만 아니라 이로 인해 차량의 캡(5) 내부를 냉난방시키는 과정 중에 발생되는 소음을 최소화 할 수 있게 되어 차량의 내부에서 운전자가 보다 편안하고 용이하게 휴식을 취할 수 있고, 나아가 종래처럼 차량의 내부를 냉난방시키는 과정 중에 매연 등이 발생될 우려가 없기 때문에 친환경적일 뿐만 아니라 환경오염을 방지할 수 있고, 아울러 그 무게 또한 가볍기 때문에 차량에 보다 간편하게 설치될 수 있음은 물론 주행에 따른 차량의 연비 또한 크게 절감될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예인 차량용 무시동 냉난방장치를 개략적으로 나타내는 측면도이고,
도 2는 도 1의 실내유닛과 실외유닛을 개략적으로 나타내는 구성도이고,
도 3은 주배터리와 보조배터리의 연결상태를 개략적으로 나타내는 블록도이고,
도 4는 제어부의 제어상태를 개략적으로 나타내는 블록도이고,
도 5는 도 4의 스위치부를 개략적으로 나타내는 블록도이다.
*** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명***
5; 캡, 10; 알터네이트,
20; 주배터리, 30; 실내유닛,
310; 열전소자모듈, 320; 제 1방열판,
330, 530; 송풍팬, 350; 제 2방열판,
40; 연결관, 50; 실외유닛,
510; 라디에이터, 60; 제 1릴레이,
70; 제어부, 80; 보조배터리,
90; 제 2릴레이, 100; 보조배터리 전압검출부,
130; 주배터리 전압검출부, 150; 스위치부,
151; on/off스위치, 153; 냉난방스위치,
155; 온도조절스위치, 157; 풍량조절스위치.

Claims (5)

  1. 열전소자모듈과; 상기 열전소자모듈의 일면에 구비되는 제 1방열판과, 실내공기 또는 외부공기를 유입하여 상기 제 1방열판과 열교환시킨 상태로 실내로 배출시키는 송풍팬과, 상기 열전소자모듈의 타면에 구비되는 제 2방열판을 포함하여 구성되어 차량의 캡 내부에 구비되는 실내유닛과;
    차량의 캡 외부에 구비되어 상기 제 2방열판의 열을 전달받아 외부공기와 열교환시키는 라디에이터와, 외부공기를 유입하여 상기 라디에이터와 열교환시킨 상태에서 외부로 배출시키는 송풍팬으로 구성되는 실외유닛;을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    차량의 알터네이트로부터 전기적에너지를 공급받아 차량에 필요한 전원을 공급하는 주배터리와 병렬연결되어 전기적에너지가 충전되는 보조배터리가 구비되고,
    상기 실내유닛과 실외유닛은 제어부의 제어에 의해 상기 보조배터리로부터 전기적에너지를 공급받아 구동되는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 주배터리와 보조배터리의 병렬연결상태를 단속하는 제 1릴레이가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 보조배터리의 전압을 검출하는 보조배터리 전압검출부가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 보조배터리 전압검출부가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 주배터리의 전압을 검출하는 주배터리 전압검출부가 구비되고,
    상기 제어부는 상기 주배터리 전압검출부와 보조배터리 전압검출부가 출력하는 신호에 따라 상기 제 1릴레이를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 무시동 냉난방장치.
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