KR20110053761A - Cold reserving system and control method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 본 발명은 일체형 축냉 열교환기를 이용하고, 축냉재가 순환되도록 함으로써 축냉 지속 시간을 늘릴 수 있어 축냉 효율을 보다 향상할 수 있으며, 냉방시스템을 재가동하기 위해 소요되는 에너지와 시간을 절약할 수 있는 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a vehicle cooling storage cooling system and a control method thereof, and more particularly, the present invention uses an integrated storage cooling heat exchanger, by allowing the storage coolant to be circulated to increase the duration of the storage cooling, thereby further improving the storage storage efficiency. The present invention relates to a vehicle cooling storage system and a control method thereof, which can save energy and time required to restart the cooling system.
근래 자동차 산업에 있어서 세계적으로 환경과 에너지에 대한 관심이 높아짐에 따라 연비 개선을 위한 연구가 이루어지고 있으며 다양한 소비자의 욕구를 만족시키기 위해 경량화ㆍ소형화 및 고기능화를 위한 연구개발이 꾸준히 이루어지고 있다. In recent years, as the interest in the environment and energy in the automobile industry is increasing, researches for improving fuel efficiency have been conducted, and research and development for light weight, miniaturization, and high functionalization have been steadily made to satisfy various consumer needs.
최근, 자동차 운행 시, 정차되면 자동으로 엔진을 정지하고 다시 변속기의 조작으로 엔진이 재시동되도록 하는 아이들 스톱/고 시스템을 채택하는 경우가 많다. Recently, when the vehicle is stopped, the idle stop / go system is often adopted to automatically stop the engine and restart the engine by operating the transmission.
그러나 자동차의 냉방장치는 엔진에 의해 작동되므로 엔진이 정지될 경우, 압축기도 정지하게 되고 이에 따라, 열교환기의 온도가 상승되어 사용자의 쾌적함을 떨어뜨리는 문제점이 있다. However, since the cooling device of the vehicle is operated by the engine, when the engine is stopped, the compressor is also stopped, and accordingly, the temperature of the heat exchanger is increased, thereby degrading the user's comfort.
또한, 열교환기 내부의 열교환매체는 상온에서도 쉽게 기화되므로 압축기가 동작되지 않는 짧은 시간동안 열교환매체가 기화되어 다시 엔진이 작동되어 압축기 및 열교환기가 작동되더라도 기화된 열교환매체를 압축하여 액화해야하므로 실내에 냉풍이 공급되기 위한 시간이 오래 소요될 뿐만 아니라 전체 에너지 소요량이 높아지는 문제점이 있다. In addition, since the heat exchange medium inside the heat exchanger is easily vaporized even at room temperature, the heat exchange medium is vaporized for a short time when the compressor is not operated, and the engine is operated again, so even if the compressor and the heat exchanger are operated, the vaporized heat exchange medium must be compressed and liquefied. Not only does it take a long time for the cold air to be supplied, but there is a problem that the overall energy requirement is increased.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 축냉재를 이용하여 냉방장치가 가동될 때 열교환기에 의한 냉기를 저장하고 아이들 상태에서는 상기 축냉재의 냉기를 이용하는 방법이 제안된 바 있으며, 크게 열교환기와는 개별적으로 장착되는 축냉장치와 열교환기와 일체로 형성되는 형태 등이 제안된 바 있다.In order to solve the above problems, a method of storing cold air by a heat exchanger when an air conditioner is operated using a cold storage material and using cold air of the cold storage material in an idle state has been proposed. Forms such as a unit formed integrally with the cold storage device and the heat exchanger has been proposed.
개별적으로 축냉재가 저장되는 축냉기가 구비된 차량용 공조장치를 도 1에 도시하였다.1 shows an air conditioner for a vehicle equipped with a cooler for storing the coolant separately.
상기 도 1에 도시한 차량용 공조장치는 각각의 도어(11d, 12d, 13d)에 의하여 개도가 조절되는 벤트(11, 120, 130)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 공기유입구와 연결되어 외기를 송풍하는 송풍부(14); 상기 공조케이스(10) 내부에 구비되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 냉ㆍ난방설정에 따라 회동되어 상기 히터코어(H)를 통과하는 공기의 양을 조절하는 템프도어(15); 및 상기 증발기(E)와 히터코어(H) 사이에 축냉재가 내장된 축냉기(16); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다.The air conditioner for a vehicle shown in FIG. 1 includes an
상기 차량용 공조장치는 종래와 비교하여 축냉재가 내장된 축냉기가 형성됨으로써 조건에 따라 증발기의 토출온도를 상기 복수개의 축냉기 내부에 장입된 축냉재의 온도에 냉기를 저장하고, 아이들 상태에서 이를 방출하여 축냉에 의해 냉방성능을 향상시키고, 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.The vehicle air conditioner stores a cold air at a temperature of the coolant charged in the plurality of coolers according to a condition by forming a cooler with a built-in coolant as compared to the conventional, and in the idle state Emission by improving the cooling performance by the cold storage, there is an effect that can save energy.
그러나 상기 차량용 공조장치는 상기 축냉기가 별도의 구성품으로 상기 증발기와 직렬로 배열됨에 따라, 축냉기가 구비되는 공조케이스 내부의 공간이 소요되어 공조장치의 소형화를 방해하게 되며, 별도의 축냉기를 형성하고 장착하기 위한 공정이 추가되어 생산성을 저하시키는 문제점이 있다. However, in the vehicle air conditioner, as the accumulator is arranged in series with the evaporator as a separate component, space is required inside the air conditioner case in which the accumulator is provided, which hinders the miniaturization of the air conditioner. There is a problem in that a process for forming and mounting is added to decrease productivity.
또한, 상기 축냉기는 증발기와 열교환된 공기와 2차로 열교환되므로 축냉 성능에 한계가 있는 문제점이 있다. In addition, the heat accumulator has a problem in that the cold storage performance is limited because the heat exchanger is second heat exchange with the heat exchanged with the evaporator.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 열교환기와는 별도의 축냉재 저장수단이 구비되어 축냉재가 순환되도록 함으로써 축냉재에 의한 축냉 효과를 향상할 수 있는 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다. The present invention has been made to solve the problems as described above, the object of the present invention is to provide a storage device separate from the heat exchanger is provided with a storage means to improve the storage effect by the storage material by circulating the storage material. It is to provide a storage cooling system for vehicle cooling and a control method thereof.
특히, 본 발명의 목적은 냉방시스템의 상태(온/오프)에 따라 축냉재 순환을 제어할 수 있어 축냉 및 방냉 효율을 높일 수 있으며, 축냉재 효과 지속 시간을 늘릴 수 있는 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다. In particular, an object of the present invention is to control the coolant circulation in accordance with the state (on / off) of the cooling system to increase the efficiency of storage and cooling, and to accumulate the cooling system for vehicle cooling and increase the duration of the effect of the coolant and It is to provide a control method.
또한, 본 발명의 목적은 일체형 축냉 열교환기를 이용하여 소형화가 가능하고, 외부 유동 공기와 원활하게 열교환될 수 있으며, 직접적으로 열교환매체의 냉기를 저장할 수 있어 효율적으로 축냉할 수 있고, 엔진 정지 시 이를 효율적으로 전달하여 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있으며, 내부 열교환매체의 급격한 온도 상승을 방지하여 재냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화 할 수 있는 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention can be miniaturized by using an integrated heat storage heat exchanger, can be heat exchanged smoothly with the external flow air, can directly store the cold air of the heat exchange medium can be efficiently stored cooling, when the engine is stopped Provides efficient cooling system for vehicle cooling and its control method that can prevent rapid temperature rise in the vehicle interior by efficiently transferring it and minimize energy and time consumed during re-cooling by preventing the rapid temperature rise of the internal heat exchange medium. It is.
본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 축냉재가 유동되는 축냉재 유동 부(150) 및 열교환매체가 유동되는 열교환매체 유로(160)가 형성된 축냉 열교환기(100); 축냉재가 저장되는 축냉재 저장수단(200); 상기 축냉 열교환기(100)와 축냉재 저장수단(200)을 연결하는 연결라인(300)에 구비되어 상기 축냉재를 순환하는 이송수단(400); 및 상기 이송수단(400)의 작동을 제어하여 축냉재의 순환을 제어하는 제어부(500)를 포함하는 것을 특징으로 한다. The
이 때, 상기 축냉 열교환기(100)는 하나의 튜브(103)에 상기 축냉재 유동부(150) 및 열교환매체 유로(160)가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다. At this time, the cold
또한, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 축냉 지속 시간이 40 ~ 60 초인 것을 특징으로 하고, 상기 축냉재 저장수단(200)은 축냉재가 유동될 수 있는 전체 공간의 25 ~ 30 %로 형성되는 것을 특징으로 하며, 상기 축냉재 저장수단(200)은 2~5 l의 용량으로 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the vehicle cooling storage
또, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 상기 축냉재가 3 ~ 10 l/min 으로 순환되는 것을 특징으로 한다. In addition, the vehicle cooling
이 때, 상기 축냉 열교환기(100)의 튜브(103)는 상ㆍ하측에 제1연통부(112) 및 제2연통부(113)가 형성된 구획플레이트(111); 상기 구획플레이트(111)의 일측에 접합되며, 상기 제1연통부(112) 및 제2연통부(113) 중 하나와 연통되어 상기 축냉재 유동부(150)를 형성하는 제1플레이트(120); 및 상기 구획플레이트(111)의 타측에 접합되며, 상기 제1연통부(112) 및 제2연통부(113) 중 나머지와 연통되어 열교환매체 유로(160)를 형성하는 제2플레이트(130);가 복수개 구비되는 것을 특징으로 한다. At this time, the
또한, 상기 축냉 열교환기(100)의 튜브(103)는 한 쌍의 플레이트(140) 접합에 의해 좌ㆍ우 양측에 열교환매체 유로(160)가 각각 형성되며 상기 열교환매체 유로(160) 사이에 축냉재 유동부(150)가 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the
아울러, 상기 축냉 열교환기(100)의 튜브(103)는 한 쌍의 플레이트(140) 접합에 의해 좌ㆍ우 양측에 열교환매체 유로(160) 및 축냉재 유동부(150)가 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the
또, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 상기 축냉재 저장수단(200)의 냉기를 저장하는 보조 축냉수단(210)이 더 형성되는 것을 특징으로 하고, 상기 보조 축냉수단(210)은 냉기 저장용 열전소자 또는 별도의 축냉재가 이용되는 것을 특징으로 한다. In addition, the vehicle
한편, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법은 상술한 바와 같은 차량냉방용 축냉시스템(1000)을 이용하며, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법은 냉방시스템(600)의 작동(온/오프)에 따라 축냉재의 순환이 제어되는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the control method of the vehicle cooling
아울러, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법은 상기 냉방시스템(600)의 온 상태가 확인되면, 상기 축냉재가 제1시간동안 순환되고, 제2시간동안 순환이 정지되는 불연속순환단계(S220); 및 상기 축냉재가 연속 순환되는 연속순환단계(S230); 가 수행되는 것을 특징으로 하며, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법은 불연속순환단계(S220) 이전에 제1지연시간 동안 축냉재의 순환이 지연 되는 제1순환지연단계(S210)가 수행되는 것을 특징으로 한다. In addition, the control method of the vehicle cooling
이 때, 상기 불연속순환단계(S220)는 180 ~ 270 초 동안 수행되는 것을 특징으로 하고, 상기 제1시간 및 제2시간은 5 ~ 10 초 인 것을 특징으로 하며, 상기 제1지연시간은 15 ~ 20 초 인 것을 특징으로 한다. At this time, the discontinuous circulation step (S220) is characterized in that performed for 180 ~ 270 seconds, the first time and the second time is characterized in that 5 to 10 seconds, the first delay time is 15 ~ It is characterized by 20 seconds.
또한, 상기 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법은 상기 냉방시스템(600)의 오프 상태가 확인되면, 제2지연시간동안 축냉재의 순환이 지연되는 제2순환지연단계(S310); 및 축냉재가 순환되면서 냉기를 방출하는 순환단계(S320); 가 수행되는 것을 특징으로 하고, 이 때, 상기 제2지연시간은 10 ~ 20 초 인 것을 특징으로 한다. In addition, the control method of the vehicle cooling storage cooling system (1000) includes a second circulation delay step (S310) of delaying the circulation of the storage coolant during a second delay time, when the off state of the
이에 따라, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법은 열교환기와는 별도의 축냉재 저장수단이 구비되어 축냉재가 순환되도록 함으로써 축냉재에 의한 축냉 효과를 향상할 수 있는 차량냉방용 축냉시스템 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다. Accordingly, the vehicle cooling storage system and the control method thereof according to the present invention is provided with a storage material storage means separate from the heat exchanger to circulate the storage coolant to improve the cooling effect of the vehicle cooling storage cooling system. And a control method thereof.
특히, 본 발명은 냉방시스템의 상태(온/오프)에 따라 축냉재 순환을 제어할 수 있어 축냉 및 방냉 효율을 높일 수 있으며, 축냉재 효과 지속 시간을 늘릴 수 있는 장점이 있다. In particular, the present invention can control the coolant circulation according to the state (on / off) of the cooling system can increase the cooling and cooling efficiency, there is an advantage that can increase the duration of the coolant effect.
또한, 본 발명은 일체형 축냉 열교환기를 이용하여 소형화가 가능하고, 외부 유동 공기와 원활하게 열교환될 수 있으며, 직접적으로 열교환매체의 냉기를 저 장할 수 있어 효율적으로 축냉할 수 있고, 엔진 정지 시 이를 효율적으로 전달하여 차량 실내의 급격한 온도 상승을 방지할 수 있으며, 내부 열교환매체의 급격한 온도 상승을 방지하여 재냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention can be miniaturized by using an integrated heat storage heat exchanger, and can be heat exchanged smoothly with the external flow air, can directly store the cold air of the heat exchange medium can be efficiently stored cold storage, it is effective when the engine is stopped It is possible to prevent the sudden temperature rise in the vehicle interior by transmitting to, and to minimize the energy and time consumed during recooling by preventing the rapid temperature rise of the internal heat exchange medium.
이하, 상술한 바와 같은 특징을 가지는 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 및 그 제어 방법을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a vehicle-cooling
도 2는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000)을 나타낸 도면이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000)의 축냉 열교환기(100) 일예를 나타낸 사시도, 튜브(103) 분해사시도 및 단면도이며, 도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000)의 축냉 열교환기(100)의 다른 예를 나타낸 사시도 및 플레이트(140) 정면도이고, 도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000)의 축냉 열교환기(100)의 또 다른 예를 나타낸 사시도 및 플레이트(140) 정면도이며, 도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000)의 시간에 따른 벤트토출온도를 나타낸 그래프이며, 도 12는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000)의 축냉지속시간과 축냉소요시간을 나타낸 그래프이고, 도 13은 본 발명에 다른 차량냉방용 축냉시스템(1000)을 나타낸 다른 도면이며, 도 14는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법을 나타낸 단 계도이고, 도 15는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법의 축냉단계(S200) 시, 벤트토출온도를 나타낸 그래프이며, 도 16은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법의 방냉단계(S300) 시, 벤트토출온도를 나타낸 그래프이다. 2 is a view showing a vehicle cooling
본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 차량용 냉방시스템(600)으로부터 축냉재로 냉기를 저장하고, 엔진 정지 시, 냉기를 방출하기 위한 구성으로서, 축냉 열교환기(100) 축냉재 저장수단(200), 이송수단(400) 및 제어부(500)를 포함하여 구성된다. The vehicle cooling
먼저, 차량용 냉방시스템(600)은 일반적으로 열교환매체를 응축하는 응축수단(610), 응축된 열교환매체를 압축하는 압축수단(630), 압축된 열교환매체가 내부를 유동하며 외부 공기가 열교환되는 열교환기, 및 팽창수단(620)을 포함하여 형성되며, 열교환매체는 상기 구성을 순환하게 되며 냉방을 담당하게 된다. First, the
본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 냉방시스템(600)에 이용되는 열교환기가 내부에 열교환매체가 유동되는 열교환매체 유로(160) 및 축냉재가 유동되는 축냉재 유동부(150)가 형성된 축냉 열교환기(100)가 이용된다. In the vehicle
이 때, 상기 축냉 열교환기(100)는 하나의 튜브(103)에 상기 축냉재 유동부(150) 및 열교환매체 유로(160)가 일체로 형성되어 소형화가 가능하며, 열교환매체 및 축냉재 간의 열교환이 용이하게 이루어져 축냉재가 열교환매체의 냉기를 효과적으로 전달받을 수 있도록 한다. In this case, the cold storage heat exchanger (100) may be miniaturized by integrally forming the cold storage material flow unit (150) and the heat exchange medium flow path (160) in one tube (103), and heat exchange between the heat exchange medium and the cold storage material. This facilitates the coolant to effectively receive the cool air of the heat exchange medium.
상기 축냉 열교환기(100)의 구체적인 예를 도 3 내지 도 9에 도시하였다. 3 to 9 show specific examples of the cold storage heat exchanger (100).
도 3 및 도 5에 도시한 축냉 열교환기(100)는 구획플레이트(111), 제1플레이트(120), 및 제2플레이트(130)의 접합에 의해 튜브(103)를 형성하며, 상기 튜브(103)의 연통부와 연통되어 열교환매체를 유입하는 입구파이프(101), 및 배출하는 출구파이프(102)가 형성된다. 3 and 5, the cold storage heat exchanger (100) forms a tube (103) by joining a partition plate (111), a first plate (120), and a second plate (130). In communication with the communicating portion of 103, an
상기 구획플레이트(111)는 양측에 제1플레이트(120) 및 제2플레이트(130)가 접합되어 각각 축냉재 유동부(150) 및 열교환매체 유로(160)를 형성하기 위한 구성으로서, 상측에 제1연통부(112)가 하측에 제2연통부(113)가 형성된 예를 도시하였다. The
상기 제1플레이트(120)는 상기 구획플레이트(111)의 제1연통부(112) 및 제2연통부(113) 중 하나와 연통되어 상기 축냉재 유동부(150)를 형성한다. The
상기 제1플레이트(120)는 상측 및 하측에 상기 구획플레이트(111)에 대응되는 위치에 각각 제3연통부(121) 및 제4연통부(122)가 형성되며, 상기 제1연통부(112) 및 제2연통부(113) 중 하나와 연통되도록 내부 공간이 구획된다. The
도면에서 상기 제1플레이트(120)는 상기 구획플레이트(111)의 좌측에 형성되어 하측에 형성된 제4연통부(122)가 상기 구획플레이트(111)의 제2연통부(113)와 연통되어 축냉재 유동부(150)를 형성하는 예를 나타내었으며, 상기 구획플레이트(111)에 접합되는 방향 또는 이용되는 연통부는 변경 형성될 수 있다. In the drawing, the
이 때, 상기 제1플레이트(120)의 상측에 형성된 제3연통부(121)는 열교환매체 유로(160)가 연통된다. At this time, the heat exchange
상기 제2플레이트(130)는 상기 구획플레이트(111)의 타측에 접합되며, 상기 제1연통부(112) 및 제2연통부(113) 중 나머지와 연통되어 열교환매체 유로(160)를 형성한다. The
상기 제2플레이트(130)는 상기 제1플레이트(120) 형상과 유사하되, 상하 대칭으로 형성되는 데, 상측 및 하측에 각각 제5연통부(131) 및 제6연통부(132)가 형성되며, 상기 제1연통부(112) 및 제2연통부(113) 중 나머지 하나와 연통되도록 내부 공간이 구획된다. The
도면에서, 상기 제2플레이트(130)는 상기 구획플레이트(111)의 우측에 형성되어 상측에 형성된 제5연통부(131)가 상기 구획플레이트(111)의 제1연통부(112)와 연통되어 열교환매체 유로(160)를 형성하는 예를 나타내었다. In the drawing, the
즉, 상기 열교환기는 상측에 위치한 제1연통부(112), 제3연통부(121), 및 제5연통부(131)는 제2플레이트(130)와 구획플레이트(111) 사이의 "U"자형 공간과 연통되어 상기 공간이 열교환매체 유로(160) 및 축냉재 유동부(150) 중 하나를 형성하도록 축냉재 또는 열교환매체가 유동된다.That is, the heat exchanger is the
또한, 하측에 위치한 제2연통부(113), 제4연통부(122), 및 제6연통부(132)는 제1플레이트(120)와 구획플레이트(111) 사이의 "∩"형상의 공간과 연통되어 상기 공간이 열교환매체 유로(160) 및 축냉재 유동부(150) 중 나머지 하나를 형성하도록 축냉재 또는 열교환매체가 유동된다. In addition, the
상기 도 6 및 도 7에 도시한 축냉 열교환기(100)는 한 쌍의 플레이트(140) 접합에 의해 좌ㆍ우 양측에 열교환매체 유로(160)가 각각 형성되며 상기 열교환매체 유로(160) 사이에 축냉재 유동부(150)가 형성되는 튜브(103)를 이용한 예를 도시하였다. 6 and 7, the heat-cooled
상기 플레이트(140)는 이웃하는 튜브(103)를 연결하도록 열교환매체 유로(160)와 연통되는 열교환매체 연통홀(141)이 형성되고, 축냉재 유동부(150)와 연통되는 축냉재 연통홀(142)이 형성되며, 복수개의 비드(143)가 형성되어 열교환성능을 보다 향상할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. The
상기 도 6 및 도 7에 도시한 축냉 열교환기(100)는 상기 축냉재 유동부(150)가 좌ㆍ우측의 열교환매체 유로(160) 사이에 형성되어 양측방향에서 열교환되도록 형성된 예를 도시하였다.6 and 7 illustrate an example in which the heat storage
도 8 및 도 9에 도시한 축냉 열교환기(100)는 상기 축냉 열교환기(100)의 튜브(103)가 한 쌍의 플레이트(140) 접합에 의해 좌ㆍ우 양측에 열교환매체 유로(160) 및 축냉재 유동부(150)가 형성되는 예를 도시하였다. The heat storage
상기 도 8 및 도 9에 도시한 축냉 열교환기(100)는 상기 도 6 및 도 7에 도시한 축냉 열교환기(100)와 비교하여, 하나의 열교환매체 유로(160)만 형성된 예를 도시한 것으로서, 상기 축냉재 유동부(150)는 공기 흐름방향으로 전측 또는 후측에 형성될 수 있다. 8 and 9 illustrate an example in which only one heat exchange
본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 상기 축냉 열교환기(100)상기 도 3 내지 도 9에 도시한 외에도 더욱 다양하게 변형 실시될 수 있다. In the vehicle cooling
상기 도 3 내지 도 9에 도시한 바와 같은 축냉 열교환기(100)는 플레이트(140)의 접합에 의해 열교환매체 유로(160) 및 축냉재 유동부(150)가 독립적으로 형성되며, 튜브(103)를 일체로 형성할 수 있어 제조가 용이하며, 별도의 축냉재 유동수단이 필요치 않아 소형화가 가능한 장점이 있다. 3 to 9, the cold
또한, 상기 축냉 열교환기(100)는 축냉재 유동부(150)와 열교환매체 유로(160)가 일체로 형성되어 전도에 의해 용이하게 열교환이 이루어짐으로써 축냉재가 열교환매체의 냉기를 효과적으로 저장할 수 있으며, 엔진 정지 시에도 냉기를 원활히 방출할 수 있는 장점이 있다. In addition, the cold
상기 축냉재 저장수단(200)은 축냉재를 저장하는 공간으로, 연결라인(300)에 의해 상기 축냉 열교환기(100)와 연결된다. The cold storage material storage means 200 is a space for storing the cold storage material, and is connected to the cold
상기 이송수단(400)은 상기 연결라인(300) 상에 구비되어 상기 축냉재를 이송하는 수단으로서, 펌프 등과 같이 축냉재가 순환되도록 하는 다양한 수단이 이용될 수 있다. The transfer means 400 is provided on the
상기 제어부(500)는 상기 이송수단(400)의 작동을 제어하여 축냉재의 순환을 제어하는 수단으로서, 냉방시스템(600)의 상태(온/오프), 시간, 및 벤트토출온도 등에 따라 이송수단(400)의 작동을 제어한다. The
본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 상기 별도의 축냉재 저장수단(200)이 구비되고, 축냉재가 순환되도록 함으로써 보다 많은 양의 축냉재를 이용 할 수 있으며, 이에 따라 열교환매체의 냉기를 효과적으로 저장 및 방출하여 축냉재에 의한 효과를 늘릴 수 있는 장점이 있다. Vehicle refrigeration system for cooling the
상기 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 축냉 지속 시간이 40 ~ 60 초가 되도록 형성되는 것이 바람직한데, 상기 축냉 지속 시간이란, 냉매시스템 오프 시점으로부터 벤트토출온도를 12 ℃ 이하로 유지할 수 있는 시간을 의미한다. The vehicle cooling
도 10은 냉방시스템(600)의 오프 시, 축냉재 유동부(150)가 형성되지 않은 일반 열교환기, 축냉재 유동부(150)가 형성되되, 축냉재가 순환되지 않는 축냉 열교환기(100), 및 상기 축냉재 저장수단(200)의 용량이 각각 3 l, 7 l 로 형성되며 9 l/min 으로 순환되는 축냉 열교환기(100)를 이용하였을 때, 시간에 따른 벤트토출 온도를 나타내었다. 10 is a normal heat exchanger in which the
도 10에 도시한 그래프에서, 냉방시스템(600)이 오프되면, 12℃를 초과하기까지의 시간이, 축냉재 유동부(150)가 형성되지 않은 일반 열교환기는 13초이며, 축냉재 유동부(150)가 형성된 축냉 열교환기(100)는 19.5 초이다. In the graph shown in FIG. 10, when the
즉, 축냉재 유동부(150)가 형성됨에 따라 얻어지는 축냉 효과는 6.5 초 정도이나 축냉 지속 시간이 19.5초라하더라도, 이는 일반적인 신호체계에서 아이들 상태가 지속될 수 있는 시간이 더 길게 될 가능성이 커 일정 시간동안 지연할 뿐 사용자의 냉방쾌적성이 저하될 수 있다. That is, even if the cool storage effect obtained by the formation of the
이에 반해, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)인 축냉재 저장수단(200)이 구비되며, 축냉재 유동부(150)에 축냉재가 순환되도록 한 구성은 축냉재 저장수단(200)의 축냉 지속 시간이 66.5 초로 지속적으로 축냉 효과를 발휘할 수 있음을 확인할 수 있다. On the contrary, the cool storage material storage means 200 which is the vehicle
이와 같이, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 축냉재 유동부(150)와 열교환매체 유로(160)가 일체로 형성된 축냉 열교환기(100)를 이용하고, 축냉재 저장수단(200)과 연결되어 축냉재가 순환되도록 함으로써 축냉 지속 시간을 축냉재만 이용하는 것과 비교하여 현저하게 늘릴 수 있는 장점이 있다. As described above, the vehicle
상기 도 10에 도시한 바와 같이, 축냉재 순환량은 동일하되, 상기 축냉재 저장수단(200)의 용량 변경 시에, 축냉 지속 시간에 큰 영향을 끼치지 않으므로, 축냉재가 유동될 수 있는 전체 용량이 15 내지 17 l 인 경우에는 2 ~ 5 l의 용량을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 10, the amount of circulation of cool storage material is the same, but when the capacity of the cool storage
한편, 축냉재가 유동될 수 있는 전체 용량이 15 내지 17 l 보다 증가되거나 감소되는 경우에, 상기 축냉재 저장수단(200)의 용량 역시 증가되거나 감소되는 것이 바람직하므로, 축냉재가 유동될 수 있는 전체 공간의 25 ~ 30 %로 형성되는 것이 바람직하다. On the other hand, when the total capacity through which the coolant can flow is increased or decreased from 15 to 17 l, the capacity of the coolant storage means 200 is also preferably increased or decreased, so that the coolant can flow. It is preferable to form from 25 to 30% of the total space.
상기 축냉재가 유동될 수 있는 전체 공간이란, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)에 축냉재가 유동될 수 있는 축냉 열교환기(100), 축냉재 저장수단(200), 연결라인(300), 이송수단(400) 내부의 공간을 포함하는 전체를 의미한다. The total space through which the coolant may flow is a cool
또한, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 상기 이송수단(400)에 의해 상기 축냉재가 3 ~ 10 l/min 으로 순환되는 것이 바람직하다. In addition, in the vehicle cooling system for
상기 축냉재의 순환량이 3 l/min 미만인 경우에, 축냉 시, 축냉이 모두 완료 된 축냉재가 원활히 이송되지 않을 수 있으며, 방냉 시, 충분한 축냉효과를 발휘하기 어려운 문제점이 있다. When the circulation amount of the cold storage material is less than 3 l / min, when the cold storage, the cold storage material is completed is not smoothly transported, and when cooling, there is a problem that it is difficult to exhibit a sufficient cold storage effect.
또한, 반대로, 상기 축냉재의 순환량이 10 l/min 초과인 경우에 축냉 시, 축냉이 완료되기 이전에 축냉재가 순환되어 축냉이 원활하게 이루어지지 않은 채 이동될 수 있으며, 방냉 시, 불필요한 냉기 방출이 될 수 있어 에너지가 낭비될 수 있는 문제점이 있다. On the contrary, when the circulating amount of the cool storage material is greater than 10 l / min, the cool storage material is circulated before the cool storage is completed, and the cool storage material may be moved without smoothly cooling. There may be a problem that energy can be wasted because it can be discharged.
도 11은 상기 축냉재 저장수단(200)의 용량이 3 l 이며, 각각 5 l/min, 5 l/min, 9l/min으로 축냉재가 순환될 때, 시간에 따른 벤트토출온도를 나타낸 그래프로, 순환량에 따라 축냉 지속 시간이 달라질 수 있음을 확인할 수 있다. FIG. 11 is a graph showing the vent discharge temperature with time when the accumulator is circulated at 5 l / min, 5 l / min, and 9 l / min, respectively. As a result, it can be seen that the duration of cold storage can vary depending on the circulation.
또한, 도 12는 축냉지속시간과 축냉소요시간을 나타낸 그래프로, 축냉재 순환량이 많아질수록 축냉 효과가 유지되는 축냉 지속 시간은 길어지나, 축냉재가 냉기를 저장하는 축냉 소요 시간 역시 길어지게 되므로, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 축냉재가 3 ~ 10 l/min 로 순환되도록 한다. In addition, FIG. 12 is a graph showing the duration of the cold storage and the time required for the cold storage. As the amount of circulation of the cold storage material increases, the storage time of the cold storage is longer, but the time required for storing the cold air is also longer. , The vehicle
도 13에 도시한 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000)은 상기 축냉재 저장수단(200)에 축냉재의 냉기를 저장하는 보조 축냉수단(210)이 더 형성된 예를 도시하였다. 13 illustrates an example in which the vehicle
도 13에서 상기 보조 축냉수단(210)은 상기 축냉재 저장수단(200)의 일측에 상기 축냉 열교환기(100)를 순환하는 축냉재와는 별도의 축냉재가 구비되어 축냉 효과를 더욱 높일 수 있도록 한 예를 도시한 것으로서, 본 발명의 보조 축냉수 단(210)은 이에 한정되지 않으며, 냉기 저장용 열전소자 등을 포함하여 축냉재의 냉기를 축냉하는 수단이 이용될 수 있다. In FIG. 13, the auxiliary cold storage means 210 is provided with a cold storage material separate from the cold storage material circulating the cold
한편, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법은 상술한 바와 같은 차량냉방용 축냉시스템(1000)을 이용하며, 냉방시스템(600)의 작동(온/오프)에 따라 축냉재의 순환이 제어되도록 한다. On the other hand, the control method of the vehicle cooling
상기 냉방시스템(600)의 작동은 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 냉방시스템(600)을 가동하기 위한 사용자의 조작 신호, 또는 냉방시스템(600)을 구성하는 구성품들의 작동을 감지하여 이루어질 수 있다. As illustrated in FIG. 14, the operation of the
상기 축냉시스템(1000) 제어 방법은 크게 냉방시스템(600)의 온 상태에서 열교환매체의 냉기를 저장하는 축냉단계(S200) 및 냉방시스템(600)의 오프 상태에서 저장된 냉기를 방출하는 방냉단계(S300)로 구분될 수 있다. The control method of the
먼저, 본 발명의 축냉시스템(1000) 제어 방법은 냉방시스템(600)의 온/오프 상태를 확인(S100)한 후, 냉방시스템(600) 가동이 확인되면 축냉단계(S200)가 수행되고, 냉방시스템(600) 가동 정지가 확인되면 방냉단계(S300)가 수행된다. First, the control method of the
먼저, 상기 축냉단계(S200)는 상기 냉방시스템(600)의 온 상태가 확인되면, 불연속순환단계(S220) 및 연속순환단계(S230)가 수행된다. First, when the ON state of the
상기 불연속순환단계(S220)는 상기 축냉재가 제1시간동안 순환되고, 제2시간동안 순환이 정지되는 구간으로서, 축냉재의 순환/정지가 반복되는 단계이며, 상기 불연속순환단계(S220)는 180 ~ 270 초 동안 수행되는 것이 바람직하다. The discontinuous circulation step (S220) is a section in which the coolant is circulated for a first time and the circulation is stopped for a second time, and the circulation / stop of the coolant is repeated, and the discontinuous circulation step (S220) is performed. It is preferably carried out for 180 to 270 seconds.
상기 불연속순환단계(S220)는 축냉재가 열교환매체와 열교환되어 축냉되면 순환되고, 다시 축냉 후, 순환이 반복되는 단계로서, 불연속순환단계(S220)를 통해 축냉재가 열교환매체와 용이하게 열교환되어 상기 축냉재가 열교환매체의 냉기를 저장할 수 있다. The discontinuous circulation step (S220) is a step in which the coolant is heat-exchanged with the heat-exchange medium and circulated when the coolant is regenerated, and after the coolant is regenerated, the circulation is repeated. The heat storage material may store cold air of the heat exchange medium.
상기 제1시간 및 제2시간은 5 ~ 10 초로, 사용자의 온도쾌적성을 저하하지 않는 범위 내에서 수행되도록 한다. The first time and the second time is 5 to 10 seconds, so as to be performed within a range that does not lower the temperature comfort of the user.
상기 연속순환단계(S230)는 상기 불연속순환단계(S220)를 통해 낮아진 축냉재의 온도를 효과적으로 낮은 상태로 유지하기 위한 단계로서, 축냉재가 연속 순환된다. The continuous circulation step (S230) is a step for effectively maintaining a low temperature of the cold storage material lowered through the discontinuous circulation step (S220), the cold storage material is continuously circulated.
본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어방법은 상기 축냉단계(S200)에서, 상기 냉방시스템(600)이 가동되기 위한 시간 및 상기 축냉 열교환기(100) 내부의 축냉재가 축냉할 수 있도록 상기 불연속순환단계(S220) 이전에 제1지연시간동안 축냉재 순환이 지연되는 제1순환지연단계(S210)가 더 수행될 수 있다. The control method of the vehicle cooling cooling system (1000) of the present invention in the storage cooling step (S200), so that the time to operate the
이 때, 상기 제1순환지연단계(S210)에서 제1지연시간은 15 ~20 초 동안 수행되는 것이 바람직하다.At this time, the first delay time in the first circulation delay step (S210) is preferably performed for 15 to 20 seconds.
도 15는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법의 축냉단계(S200) 시, 벤트토출온도를 나타낸 그래프로, 동일한 축냉 열교환기(100)에서 축냉재를 순환하지 않을 경우와, 축냉재를 순환할 경우의 벤트토출온도를 나타내었다. 15 is a graph showing the vent discharge temperature during the storage cooling step (S200) of the control method of the vehicle
상기 도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제 어 방법은 냉방시스템(600) 가동이 확인되면, 제1순환지연단계(S210), 불연속순환단계(S220), 및 연속순환단계(S230)를 통해 열교환매체의 온도를 저하하면서도 축냉재가 열교환매체의 냉기를 효과적으로 저장하도록 한다. As shown in FIG. 15, the control method of the vehicle cooling system for cooling the vehicle cooling system of the present invention is the first circulation delay step (S210), the discontinuous circulation step (S220), when the operation of the
한편, 상기 방냉단계(S300)는 냉방시스템(600)의 오프 상태가 확인되면, 제2순환지연단계(S310), 및 순환단계(S320)가 수행되도록 할 수 있다. On the other hand, in the cooling step S300, when the off state of the
상기 제2순환지연단계(S310)는 상기 축냉 열교환기(100) 내부의 축냉재에 의한 축냉효과에 의해 온도 상승을 방지하도록 하기 위한 단계로서, 제2지연시간 동안 축냉재의 순환이 지연된다. The second circulation delay step (S310) is a step for preventing the temperature rise by the effect of the cold storage by the cold storage material in the cold
이 때, 상기 제2지연시간은 10 ~ 20 초인 것이 바람직하다. At this time, the second delay time is preferably 10 to 20 seconds.
상기 순환단계(S320)는 축냉재가 순환되면서 냉기를 방출하여 공기를 냉각하여 사용자의 냉방쾌적성을 향상하고, 열교환매체의 급격한 온도상승을 방지하도록 하는 단계이다. The circulation step (S320) is a step of releasing cold air while the coolant is circulated to cool air to improve cooling comfort of the user, and to prevent a sudden temperature rise of the heat exchange medium.
도 16은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법의 방냉단계(S300) 시, 벤트토출온도를 나타낸 그래프로, 동일한 축냉 열교환기(100)의 축냉재를 순환하지 않는 경우와 축냉재를 순환하는 경우의 벤트토출온도를 나타내었다. 16 is a graph showing the vent discharge temperature during the cooling step S300 of the method for controlling the
더욱 상세하게, 축냉재를 순환하지 않는 경우에, 냉방시스템(600)이 오프되면 급격하게 벤트 토출온도가 상승되어 약 15 초 내에 12℃ 이상으로 상승되나, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 제어 방법에 따른 예는 40초 동안 벤트토출온도가 12℃ 이하로 유지될 수 있음을 확인할 수 있다. More specifically, in the case where the cooling
이에 따라, 본 발명의 차량냉방용 축냉시스템(1000) 및 그 제어 방법은 열교환기와는 별도의 축냉재 저장수단(200)이 구비되어 축냉재가 순환되도록 함으로써 축냉재가 용이하게 열교환매체의 냉기를 저장하여 축냉 효과를 향상할 수 있으며, 방냉 시, 축냉지속시간을 현저히 늘려 사용자의 냉방쾌적성을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the vehicle
또한, 방냉 시, 열교환매체의 급격한 온도 상승을 방지함으로써 재냉방 시 소모되는 에너지와 시간을 최소화 할 수 있는 장점이 있다. In addition, when cooling, by preventing the rapid rise of the temperature of the heat exchange medium has the advantage of minimizing the energy and time consumed during re-cooling.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application is not limited, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims.
도 1은 종래 차량용 공조장치를 나타낸 도면. 1 is a view showing a conventional vehicle air conditioner.
도 2는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템을 나타낸 도면. Figure 2 is a view showing a vehicle cooling system for cooling according to the present invention.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템의 축냉 열교환기 일예를 나타낸 사시도, 튜브 분해사시도 및 단면도. 3 to 5 is a perspective view, an exploded perspective view and a cross-sectional view showing an example of the heat storage heat exchanger of the cold storage system for vehicle cooling according to the present invention.
도 6 및 도 7은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템의 축냉 열교환기의 다른 예를 나타낸 사시도 및 플레이트 정면도. 6 and 7 are a perspective view and a plate front view showing another example of the heat storage heat exchanger of the cold storage system for vehicle cooling according to the present invention.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템의 축냉 열교환기의 또 다른 예를 나타낸 사시도 및 플레이트 정면도. 8 and 9 are a perspective view and a plate front view showing another example of the heat storage heat exchanger of the cold storage system for vehicle cooling according to the present invention.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템의 시간에 따른 벤트토출온도를 나타낸 그래프.10 and 11 are graphs showing the vent discharge temperature with time of the vehicle cooling system for cooling.
도 12는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템의 축냉지속시간과 축냉소요시간을 나타낸 그래프. 12 is a graph showing the cooling time and the cooling time required for the storage cooling system for vehicle cooling according to the present invention.
도 13은 본 발명에 다른 차량냉방용 축냉시스템을 나타낸 다른 도면.13 is another view showing a vehicle cooling system for cooling the vehicle according to the present invention.
도 14는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템 제어 방법을 나타낸 단계도. 14 is a step showing a control method for the vehicle cooling system for cooling the vehicle according to the present invention.
도 15는 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템 제어 방법의 축냉 단계 시, 벤트토출온도를 나타낸 그래프. 15 is a graph showing the vent discharge temperature during the cold storage step of the vehicle cooling system for controlling the cold storage system according to the present invention.
도 16은 본 발명에 따른 차량냉방용 축냉시스템 제어 방법의 방냉 단계 시, 벤트토출온도를 나타낸 그래프. 16 is a graph showing the vent discharge temperature during the cooling step of the control method of the vehicle cooling storage system according to the present invention.
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS
1000 : 차량냉방용 축냉시스템1000: Vehicle cooling system
100 : 축냉 열교환기100: cold storage heat exchanger
101 : 입구파이프 102 : 출구파이프101: inlet pipe 102: outlet pipe
103 : 튜브 104 : 핀103: tube 104: pin
111 : 구획 플레이트 112 : 제1연통부111: partition plate 112: first communication portion
113 : 제2연통부113: second communication unit
120 : 제1플레이트 122 : 제3연통부120: first plate 122: third communication unit
123 : 제4연통부123: fourth communication unit
130 : 제2플레이트 132 : 제5연통부130: second plate 132: fifth communication unit
133 : 제6연통부133: sixth communication unit
140 : 플레이트 141 : 열교환매체 연통홀140: plate 141: heat exchange medium communication hole
142 : 축냉재 연통홀 143 : 비드142: coolant communication hole 143: bead
150 : 축냉재 유동부150: coolant flow portion
160 : 열교환매체 유로160: heat exchange medium flow path
200 : 축냉재 저장수단 210 : 보조 축냉수단200: cold storage material storage means 210: auxiliary cold storage means
300 : 연결라인300: connection line
400 : 이송수단400: transfer means
500 : 제어부500: control unit
600 : 냉방시스템 610 : 응축수단600: cooling system 610: condensing means
620 : 팽창수단 630 : 압축수단620: expansion means 630: compression means
640 : 순환라인640: circulation line
S100 : 냉방시스템 온/오프 확인 단계S100: Cooling system on / off check step
S200 : 축냉단계 S210 : 제1순환지연단계S200: cold storage step S210: first circulation delay step
S220 : 불연속순환단계 S230 : 연속순환단계S220: discontinuous circulation step S230: continuous circulation step
S300 : 방냉단계 S310 : 제2순환지연단계S300: Cooling stage S310: Second circulation delay stage
S320 : 순환단계S320: circulation stage
Claims (19)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020090110430A KR20110053761A (en) | 2009-11-16 | 2009-11-16 | Cold reserving system and control method thereof |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101360447B1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-02-11 | 한라비스테온공조 주식회사 | Evaporator of conditioning apparatus |
CN105705898A (en) * | 2013-08-29 | 2016-06-22 | 开利公司 | Thermal energy storage assembly with phase change materials |
CN110901347A (en) * | 2018-09-17 | 2020-03-24 | 现代自动车株式会社 | Concentrated energy module for a vehicle |
-
2009
- 2009-11-16 KR KR1020090110430A patent/KR20110053761A/en not_active Application Discontinuation
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KR101360447B1 (en) * | 2012-12-26 | 2014-02-11 | 한라비스테온공조 주식회사 | Evaporator of conditioning apparatus |
CN105705898A (en) * | 2013-08-29 | 2016-06-22 | 开利公司 | Thermal energy storage assembly with phase change materials |
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