KR20110046620A - 차량용 냉각수 가열식 전기히터 시스템 - Google Patents

차량용 냉각수 가열식 전기히터 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 차량용 냉각수 가열식 전기히터(20) 시스템은 차량의 내부에 장착되는 구동엔진(10); 구동엔진(10)을 냉각하기 위한 냉각시스템; 냉각시스템으로부터 냉각수를 공급받아 냉각수에 열원을 공급하는 전기히터(20)와 가열된 냉각수를 강제순환시킬 수 있는 구동펌프(21), 실내공기를 가열할 수 있는 실내전기히터(27), 가열된 실내공기를 순환시킬 수 있는 실내송풍기(26)를 설치하여, 구동엔진(10)이 정지되었을 외부 무선리모컨(31)으로부터 작동신호가 전달되면 냉각시스템의 냉각수를 전기히터(20)에 의해 가열하면서 구동펌프(21)를 이용하여 강제 순환시킴으로써 구동엔진(10)의 온도를 상승시키고, 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 작동시켜 차량실내(2)를 예열하여, 저온시동성을 개선하고 예열에 따른 배출가스를 감소시키며 실내 조기난방에 따른 성애 등으로부터 운전자 시계를 확보하여 이용의 편리성을 향상시키게 된다.
냉각수(coolant), 전기히터(electrical heater), 구동펌프(coolant pump)

Description

차량용 냉각수 가열식 전기히터 시스템 {Electrical coolant pre-heating system for a vehicle}
본 발명은 차량용 구동엔진(10)과 차량실내(2)의 예열시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동엔진(10)이 정지된 상태에서 차량의 내부에 설치된 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내전기히터(27)와 실내송풍기(26)를 무선리모컨(31)에 의해 원격작동시켜 구동엔진(10) 작동전에 냉각수 온도를 상승시키고, 차량 실내공기를 가열 순환시켜 차량실내(2)를 예열하는 장치에 관한 것이다.
차량용 냉각시스템은 차량에 장착된 구동엔진(10)의 과열을 방지하는 장치로 엔진 시동 초기에는 적정온도보다 낮은 상태에 있어, 일부 차량의 경우에는 전기히터(20)를 추가하여 냉각수 온도를 조기에 상승시키는 장치가 있다. 이러한 전기히터(20) 장치의 일례가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 냉각수 가열식 전기히터(20)는 국내 공개공보 10-2004-0076926에 개시된 것이다. 도 1을 참조하면, 차량(1)의 내부에 구동엔진 냉각시스 템과 히터시스템 사이에 열원을 공급하기 위한 전기히터(20)를 설치하여 차량시동후 차량으로부터 전원을 공급받아 냉각수 온도가 보다 빨리 상승하도록 한다.
그런데 상술한 바와 같이 구성된 전기히터(20)는 차량 시동후에만 작동되는 보조적인 수단으로 초기 차량의 저온시동성은 개선됨이 없고, 차량실내(2)의 히터성능을 보조하면서 예열되는 시간동안 배출가스가 여전히 발생되는 문제가 있다. 특히, 엔진이 작동되지 않는 경우 전기히터(20)의 예열기능도 정지되어, 차량 이용전에 구동엔진(10)과 차량실내(2)를 예열하고자하는 원격시동 기능을 대체할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은, 차량(1)의 구동엔진(10)이 정지된 상태에서 구동엔진(10)의 냉각시스템과 차량실내에 열원을 공급하고, 이를 구동펌프(21)와 실내송풍기(26)를 이용하여 강제로 순환시켜 구동엔진(10)과 차량실내(2)를 예열할 수 있도록 하며, 특히 기존의 무선리모컨(31)에 의한 원격 엔진시동기능을 대체하기 위하여 이용자가 무선리모컨(31)에 의해 작동신호를 발생시키면 엔진 정지상태에서 가열된 냉각수를 공급하여 구동엔진(10)을 예열하고, 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 이용하여 실내를 예열하여, 저온시동에 의한 엔진의 기계적인 충격을 완화와 엔진예열을 위한 배기가스를 감소시키고, 실내 난방을 통해 겨울철 성애 등으로 인한 운전자시계를 조기에 확보하는 이용의 편리성을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 냉각수 가열식 전기히터(20)는 차량의 내부에 설치되는 구동엔진(10); 구동엔진의 과열을 방지하는 냉각시스템; 냉각시스템으로부터 냉각수를 공급받아 가열할 수 있는 전기히터(20)와 가열된 냉각수를 강제로 순환시킬 수 있는 구동펌프(21), 실내공기를 가열할 수 있는 실내전기히터(27)와 이를 강제순환시킬 수 있는 실내송풍기(26)를 설치하여, 냉각수 온도센서(23)가 설정값 이하일 때에 전기히터(20)와 구동펌프(21)를 이용하여 구동엔 진(10)을 예열하고, 실내온도센서(29)가 설정값 이하일 때 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 작동시켜 차량실내(2)가 예열될 수 있음을 특징으로 한다
본 발명에 따르면, 차량(1) 운행전 차량의 내부전원을 이용하여 냉각수를 가열하고 이를 강제순환시켜 구동엔진(10)의 온도가 상승되어, 차량의 저온시동성이 개선되고, 구동엔진(10) 예열에 따른 배기가스가 감소된다. 또한 실내가 예열되어 성애 등으로부터 운전자 시계를 조기에 확보할 수 있으며, 이를 무선리모컨(31)으로 원격제어함으로써 이용자는 엔진시동 없이 원격제어에 의한 엔진예열 및 실내난방에 대한 동일한 효과를 가질 수 있는 편리성이 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉각수 가열식 전기히터(20)의 개략적인 구성도이고, 도 3은 무선리모컨(31)을 이용한 원격제어 기능을 위한 무선모듈(30)과 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)가 장착되어 구성도이며, 도 4는 실내전기히터 작동스위치(28)에 의해 구동펌프(21)와 실내송풍기(26) 및 실내전기히터(27)가 작동되는 구성도이며, 도 5는 외부전원장치(46)와 외부전원충전기(47)에 의해 전기히터(20)와 실내전기히터(27)를 위한 배터리(40, 41)가 충전되는 상태를 도시하며, 도 6은 냉각수 가열을 위한 전기히터(20) 시스템이 보조배터리(41)에 의해서 작동되며 주배터리(40)와 분리되어 있음을 설명하기 위한 개략적인 도시이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 실시 예의 차량의 구동엔진(10)의 냉각시스템으로부터 냉각수를 공급받아 냉각수를 가열하기 위한 전기히터(20)와 가열된 냉각수를 강제 순환하기 위한 구동펌프(21)를 장착하여, 구동엔진(10)을 예열할 수 있도록 하고, 엔진의 냉각수가 가열되었을 때에는 히터코어(25)를 이용하고 냉각수가 낮은 경우에는 실내전기히터(27)를 이용하여 실내공기를 가열하고, 이를 실내송풍기(27)를 이용하여 순환시켜 실내를 예열할 수 있도록한다.
또한 무선리모컨(31)과 무선모듈(30)을 이용하여 외부에서 제어기(22)를 작동시켜 차량(1) 이용 전에 구동엔진(10)을 예열하고 차량실내(2)를 난방시킬 수 있음을 특징으로 한다.
도 4는 차량운행 후 구동엔진이 정지되었을 때에 이용자가 실내전기히터 작동스위치(28)를 작동시키면 냉각수의 온도에 따라 냉각수 온도가 높은 경우에는 구동펌프(21)와 실내송풍기(26)를 작동시키고 가열된 냉각수가 순환되는 히터코어(25)를 이용하여 실내를 난방하고, 냉각수 온도가 낮은 경우에는 실내전기히터(27)와 실내송풍기(26)를 작동시켜 실내를 난방함을 도시한다.
도 5는 차량(1)에 설치된 배터리(40, 41)가 외부전원장치(43)에 의해 충전될 수 있음을 도시한 것으로서, 차량 주차시 외부전원장치(46)가 외부전원충전기(47)가 연결되면 배터리(40, 41)를 충전하면서, 또한 무선리모컨(31)에 의해 구동엔진(10)과 차량실내(2) 예열을 위한 작동신호가 전달되었을 때에 전기히터(20)와 구동펌프(21)를 작동시켜 구동엔진(10)을 예열하고, 실내전기히터(27)와 실내송풍기(26)를 이용하여 실내를 예열함을 도시하고 있다.
도 6은 차량에 설치된 냉각수 가열을 위한 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)가 별도의 보조배터리(41)에 의해 작동됨은 예시한 것으로서, 보조배터리(41)는 주배터리(40)의 전원부와 분리되어 있어 구동엔진(10)과 차량실내(2) 예열을 위한 전원부하가 차량(1)의 전원에는 영향을 주지 않으며, 보조배터리(41)의 충전이 필요한 경우 차량충전기(15)와 충전릴레이(42)에 의해 충전됨을 도시하고 있다.
이와 같이 차량의 구동엔진(10)이 정지된 상태에서, 전기히터(20)와 구동펌프(21) 및 실내전기히터(27)와 실내송풍기(26)를 이용하여 차량(1)의 구동엔진(10)과 차량실내(2)를 예열하면, 이용자는 차량을 이용하고자할 때에 저온상태에서 엔진시동을 보다 용이하게 할 수 있으며, 가열된 히터성능을 이용하여 차량실내(2)와 실외 습기로부터 전방 운전시계를 보다 효과적으로 확보할 수 있어, 겨울철 불충분한 시계 상태에서 운전에 따른 위험성을 효과적으로 방지할 수 있게 된다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예들에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 많은 변형이 가능함은 명백하다.
도 1은 종래의 디젤엔진 차량을 위한 냉각수 가열식 전기히터의 개략적인 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기히터(20)와 구동펌프(21)의 개략적인 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 전기히터(20)와 구동펌프(21)가 무선리모컨(31)의 제어 신호에 의해 작동됨을 도시한다.
도 4는 실내히터작동스위치(28)에 의한 구동펌프(21)와 실내전기 히터(27)의 작동을 도시한다.
도 5는 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)가 가 외부전원 장치(46)에 의해 작동됨을 도시한다.
도 6은 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 위한 보조배터리(41) 전원이 차량 주배터리(40) 전원과 분리되어 있음을 도시한다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1...차량 2...차량실내
10...구동엔진 11...라디에이터(radiator)
12...써모스타트(thermostat) 13...냉각수펌프
14...알터네이터 15...차량충전기
20...전기히터 21...구동펌프
22...제어기 23...냉각수온도센서
24...제어밸브 25...히터코어(heater core)
26...실내송풍기 27...실내전기히터
28...무시동히터작동스위치 30...무선모듈
31...무선리모컨 40...주배터리
41...보조배터리 42...충전릴레이
43...타이머 44...전압센서
45...충전신호 46...외부전원장치
47...외부전원충전기

Claims (5)

  1. 차량(1)의 내부에 장착되는 구동엔진(10);
    상기 차량(1)의 구동엔진(10)의 냉각을 위해 냉각수를 순환시키기 위한 냉각시스템;
    냉각시스템으로부터 가열된 냉각수를 공급받아 히터시스템에 공급하는 히터코어(25);
    상기 냉각시스템으로부터 냉각수를 공급받아 전기에 의한 열원을 발생시켜 냉각수를 가열하는 전기히터(20)와 가열된 냉각수를 강제 순환할 수 있도록 하는 구동펌프(21);
    실내공기에 전기에 의한 열원을 공급할 수 있는 실내전기히터(27)와 이를 강제순환시킬 수 있는 실내송풍기(26)를 설치하여, 구동엔진(10)이 정지된 상태에서 타이머(43) 설정에 의한 예열작동이 시작될 때에, 제어기(22)는 냉각수온도센서(23)가 설정값 이하이면, 제어밸브(24)를 닫고 전기히터(20)를 이용하여 냉각수를 가열하면서 구동펌프(21)를 작동시켜 엔진 냉각시스템에 가열된 냉각수가 공급되도록 하고, 실내온도센서(29)의 온도가 설정값 이하일 때에 실내송풍기(26)를 작동시켜 히터코어(25)와 실내전기히터(26)에 의해 가열된 공기를 차량실내(2)에 순환하여 구동엔진(10)과 차량실내(2)를 예열함을 특징으로 하는 냉각수 가열식 전기히터(20) 시스템
  2. 제 1항에 있어서,
    차량의 구동엔진(10)이 정지되었을 때에 실내히터스위치(28)가 제어기(22)로 입력되면, 제어기(22)는 냉각수 온도센서(23)의 온도가 높은 경우에는 구동펌프(21)와 실내송풍기(26)를 작동시켜 히터코어(25)를 순환하는 가열된 냉각수를 이용하고, 냉각수 온도가 낮은 경우에는 실내 송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 작동시켜 실내를 난방함을 특징으로 하는 냉각수 가열식 전기히터(20) 시스템
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)는 차량 배터리(40, 41)를 이용하여 작동되며, 차량외부에서 무선리모컨(31)에 의해 작동신호가 발생하였을 때에 차량의 무선모듈(30)은 제어기(22)를 작동하여, 차량(1)의 구동엔진(10)이 정지된 상태에서 구동엔진(10) 및 차량실내(2)를 예열할 수 있음을 특징으로 하는 냉각수 가열식 전기히터(20) 시스템
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 작동시키기 위한 차량(1) 내부의 배터리(40, 41)는, 차량 주행중 알터네이터(14)와 배터리충전기(15)에 의해 충전되고, 차량 정차시에도 차량 외부의 전원장치(46)와 외부전원충전기(47)에 의해 충전됨을 특징으로 하는 냉각수 가열식 전기히터(20) 시스템
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26)와 실내전기히터(27)를 작동시키기 위한 별도의 보조배터리(41)를 장착하고, 차량(1)의 주배터리(40) 전원과 분리하여, 전기히터(20)와 구동펌프(21), 실내송풍기(26) 및 실내전기히터(27)를 이용함에 따른 보조배터리(41)의 과다방전 등의 전류부하가 차량 시스템에는 영향을 주지 않음을 특징으로 하는 냉각수 가열식 전기히터(20) 시스템
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