KR20110116665A - 에어컨 전원 시스템 - Google Patents

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KR20110116665A
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박종선
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00492—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices comprising regenerative heating or cooling means, e.g. heat accumulators
    • B60H1/00499—Heat or cold storage without phase change including solid bodies, e.g. batteries
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F11/00—Control or safety arrangements
    • F24F11/62—Control or safety arrangements characterised by the type of control or by internal processing, e.g. using fuzzy logic, adaptive control or estimation of values
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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    • F25B49/00—Arrangement or mounting of control or safety devices
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    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
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    • F25B2600/00—Control issues
    • F25B2600/02—Compressor control
    • F25B2600/021—Inverters therefor

Abstract

본 발명은 에어컨 전원 시스템에 관한 것으로서, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 에어컨 전원 시스템은, 외부 교류 전원 공급부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되며, 에어컨 압축기로 충전된 직류 전원을 공급하는 메인 충전용 배터리와; 상기 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되는 보조 충전용 배터리와; 상기 보조 충전용 배터리로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 직류/교류 인버터와; 상기 직류/교류 인버터로부터 인가되는 교류 전원에 의해 구동하는 교류 모터와; 상기 교류 모터의 구동에 따라 전기를 생산하는 알터네이터와; 외부 교류 전원 공급부로부터 충전기를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리 및 보조 충전용 배터리가 충전되도록 제어하고, 상기 알터네이터를 통해 생산된 전기를 공급받으면 공급받은 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리 및 보조 충전용 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

에어컨 전원 시스템{Electric power source for air conditioner}
본 발명은 전원 시스템에 관한 것으로서, 특히 에어컨을 가동시키기 위한 전원 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량에는 실내의 쾌적한 환경을 위한 편의 시설로서 에어컨이 구비되어 있다. 이러한 차량용 에어컨은 겨울철에는 소정의 히터를 가동시켜 실내 온도를 높이는 난방 기능을 수행하고, 여름철에는 소정의 에어컨을 가동시켜 실내 온도를 낮추는 냉방 기능을 수행함으로써 운전자를 포함한 탑승자들이 쾌적함을 느낄 수 있도록 하고 있다.
그런데, 대부분의 차량용 에어컨은 차량 시동을 ON시킨 상태에서만 가동시킬수가 있다. 이에 따라, 차량이 장시간 주정차하고 있을 경우, 에어컨을 가동시키기 위해 차량 시동을 ON시킴으로써 연료를 불필요하게 낭비할 뿐만 아니라 환경을 오염시키는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 차량 시동을 ON시키지 않은 상태에서 에어컨을 자체적으로 가동시킬 수 있도록 일반 교류 전원이나 알터네이터를 통해 배터리를 충전시킨 후에 에어컨 전원으로서 사용할 수 있도록 된 에어컨 전원 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 에어컨 전원 시스템은, 외부 교류 전원 공급부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되며, 에어컨 압축기로 충전된 직류 전원을 공급하는 메인 충전용 배터리와; 상기 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되는 보조 충전용 배터리와; 상기 보조 충전용 배터리로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 직류/교류 인버터와; 상기 직류/교류 인버터로부터 인가되는 교류 전원에 의해 구동하는 교류 모터와; 상기 교류 모터의 구동에 따라 전기를 생산하는 알터네이터와; 외부 교류 전원 공급부로부터 충전기를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리 및 보조 충전용 배터리가 충전되도록 제어하고, 상기 알터네이터를 통해 전기를 공급받으면 공급받은 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리 및 보조 충전용 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 메인 충전용 배터리에는 교류 에어컨 압축기를 구동시키기 위한 직류/교류 인버터가 연결되어 있을 수가 있다.
또한, 상기 알터네이터는 외부 교류 전원 공급부로부터 교류 전원이 인가되지 않는 상태에서 상기 메인 충전용 배터리의 방전시, 상기 직류/교류 인버터 및 교류 모터와 연동하여 전기를 생산할 수가 있다.
한편, 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 제 2 실시 형태의 에어컨 전원 시스템은, 외부 교류 전원 공급부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되며, 에어컨 압축기로 충전된 직류 전원을 공급하는 메인 충전용 배터리와; 상기 충전기를 통해 충전되거나 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되는 보조 충전용 배터리와; 상기 보조 충전용 배터리로부터 공급되는 직류 전원에 의해 구동하는 직류 모터와; 상기 직류 모터의 구동에 따라 전기를 생산하는 알터네이터와; 외부 교류 전원 공급부로부터 충전기를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리 및 보조 충전용 배터리가 충전되도록 제어하고, 상기 알터네이터를 통해 전기를 공급받으면 공급받은 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리 및 보조 충전용 배터리가 충전되도록 제어하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
여기에서, 상기 메인 충전용 배터리에는 직류 에어컨 압축기를 구동시키기 위한 직류 모터가 연결되어 있을 수가 있다.
또한, 상기 알터네이터는 외부 교류 전원 공급부로부터 전원이 인가되지 않는 상태에서 상기 메인 충전용 배터리의 방전시, 상기 직류 모터와 연동하여 전기를 생산할 수가 있다.
본 발명에 따르면, 일반 교류 전원이나 알터네이터를 통해 배터리를 편리하게 충전시킨 후 충전된 배터리를 통해서 차량 에어컨을 가동시킴으로써 주정차시에 별도로 차량 시동을 ON시키지 않은 상태에서 에어컨을 자유롭고 편리하게 사용할 수가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 에어컨 전원 시스템 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 제 2 실시 형태의 에어컨 전원 시스템 개념도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 에어컨 전원 시스템(100)은 교류 모터 & 인버터 구동형으로서, 외부 교류 전원(220V)이나 알터네이터를 이용하여 배터리를 충전시키고, 충전된 배터리를 통해 교류 에어컨 시스템에 전원을 공급한다. 즉, 버스 등의 차량내에 기본적으로 설치된 직류 에어컨 시스템과는 별도로 교류 에어컨 시스템이 설치된 경우에 전원을 인가할 수 있는 형태이다.
도 1을 참조하여, 본 발명에 따른 제 1 실시 형태의 에어컨 전원 시스템(100)의 구성을 살펴보면, 메인 충전용 배터리(110), 보조 충전용 배터리(120), 직류/교류 인버터(130), 교류 모터(140), 알터네이터(150:Alternator) 및 제어부(160)를 포함하여 이루어진다.
상기 메인 충전용 배터리(110)는 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류 전원을 배터리에 적합한 크기로 변환하는 충전기(2)를 통해 충전되거나, 또는 알터네이터(150)에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되며, 교류 에어컨(미도시)에 설치되는 압축기(12)로 충전된 직류 전원을 공급한다. 이 때, 상기 메인 충전용 배터리(110)에는 교류 에어컨 압축기(12)를 구동시키기 위한 직류/교류 인버터(11)가 연결된다. 즉, 메인 충전용 배터리(110)에서 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하기 위한 직류/교류 인버터(11)가 연결되는 것이다.
상기 보조 충전용 배터리(120)는 상기 충전기(2)를 통해 충전되거나, 또는 알터네이터(150)에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전된다.
상기 직류/교류 인버터(130)는 상기 보조 충전용 배터리(120)로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하고, 상기 교류 모터(140)는 상기 직류/교류 인버터(130)로부터 인가되는 교류 전원에 의해 구동한다.
상기 알터네이터(150)는 메인 충전용 배터리(110) 및 보조 충전용 배터리(120)의 충전용 발전기로서 상기 교류 모터(140)의 구동에 따라 전기를 생산한다. 그리고 생산된 교류 전기는 직류로 변환된다. 이 때, 상기 알터네이터(150)는 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 별도의 교류 전원이 인가되지 않는 상태에서 상기 메인 충전용 배터리(110)가 방전되게 되면, 메인 충전용 배터리(110)를 충전시키기 위해 보조 충전용 배터리(120)에 의해 상기 직류/교류 인버터(130) 및 교류 모터(140)와 연동하여 전기를 생산한다.
상기 제어부(160)는 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 충전기(2)를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리(110) 및 보조 충전용 배터리(120)가 충전되도록 제어한다. 그리고, 상기 제어부(160)는 상기 알터네이터(150)를 통해 생산된 전기를 공급받으면 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리(110) 및 보조 충전용 배터리(120)가 충전되도록 제어한다.
본 발명에 따른 제 2 실시 형태의 에어컨 전원 시스템(200)은 직류 모터 구동형으로서, 외부 교류 전원(220V)이나 알터네이터를 이용하여 배터리를 충전시키고, 충전된 배터리를 통해 직류 에어컨에 전원을 공급한다. 이러한 에어컨 전원 시스템(200)은 버스 등의 차량내에 기본적으로 설치되어 있는 직류 에어컨 시스템에 전원을 인가할 수 있는 형태이다.
도 2를 참조하여, 본 발명에 따른 제 2 실시 형태의 에어컨 전원 시스템(200)의 구성을 살펴보면, 메인 충전용 배터리(210), 보조 충전용 배터리(220), 직류 모터(230), 알터네이터(240) 및 제어부(250)를 포함하여 이루어진다.
상기 메인 충전용 배터리(210)는 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하고, 변환된 직류 전원을 배터리에 적합한 크기로 변환하는 충전기(2)를 통해 충전되거나, 또는 알터네이터(240)에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되며, 직류 에어컨(미도시)에 설치되는 에어컨 압축기(22)로 충전된 직류 전원을 공급한다. 이 때, 상기 메인 충전용 배터리(210)에는 직류 에어컨 압축기(22)를 구동시키기 위한 직류 모터(21)가 연결된다.
상기 보조 충전용 배터리(220)는 상기 충전기(2)를 통해 충전되거나 또는 알터네이터(240)에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전된다.
상기 직류 모터(230)는 상기 보조 충전용 배터리(220)로부터 공급되는 직류 전원에 의해 구동한다.
상기 알터네이터(240)는 상기 메인 충전용 배터리(210) 및 보조 충전용 배터리(220)의 충전용 발전기로서 상기 직류 모터(230)의 구동에 따라 전기를 생산한다. 이 때, 상기 알터네이터(240)는 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 교류 전원이 인가되지 않는 상태에서 상기 메인 충전용 배터리(210)가 방전되게 되면, 메인 충전용 배터리(210)를 충전시키기 위해 보조 충전용 배터리(220)에 의해 상기 직류 모터(230)와 연동하여 전기를 생산한다.
상기 제어부(250)는 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 충전기(2)를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리(210) 및 보조 충전용 배터리(220)가 충전되도록 제어한다. 그리고, 상기 제어부(250)는 알터네이터(240)를 통해 생산된 전기를 공급받으면 공급받은 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리(210) 및 보조 충전용 배터리(220)가 충전되도록 제어한다.
본 발명에 따른 에어컨 전원 시스템의 작용에 대하여 살펴보기로 한다.
차량에 별도의 교류 에어컨 시스템이 설치되어 있는 경우에는 본 발명에 따른 에어컨 전원 시스템(100)을 통해 전원을 공급할 수가 있다. 구체적으로는, 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 충전기(2)를 통해 메인 충전용 배터리(110) 및 보조 충전용 배터리(120)를 충전시킨 후, 차량 시동의 ON 또는 OFF 여부에 관계없이 자유롭게 에어컨을 가동시킬 수가 있다. 만약에 메인 충전용 배터리(110)가 방전되게 되면 보조 충전용 배터리(120)를 이용하여 알터네이터(150)를 통해 전기를 생산하여 메인 충전용 배터리(110)를 재충전시키거나 외부 교류 전원 공급부(1)를 연결하여 재충전시키면 된다.
차량에 통상의 직류 에어컨 시스템이 설치되어 있는 경우에는 본 발명에 따른 에어컨 전원 시스템(200)을 통해 전원을 공급할 수가 있다. 구체적으로는, 외부 교류 전원 공급부(1)로부터 충전기(2)를 통해 메인 충전용 배터리(210) 및 보조 충전용 배터리(220)를 충전시킨 후, 차량 시동의 ON 또는 OFF 여부에 관계없이 자유롭게 에어컨을 가동시킬 수가 있다. 만약에 메인 충전용 배터리(210)가 방전되게 되면 보조 충전용 배터리(220)를 이용하여 알터네이터(240)를 통해 전기를 생산하여 메인 충전용 배터리(210)를 재충전시키거나 외부 교류 전원 공급부(1)를 연결하여 재충전시키면 된다.
결과적으로, 차량에서 차량 시동의 ON 또는 OFF 여부에 관계없이 자유롭게 에어컨을 가동시킴으로써 보다 쾌적한 차량내 환경을 조성할 수가 있다.
한편, 본 발명에 따른 에어컨 전원 시스템을 한정된 실시예에 따라 설명하였지만, 본 발명의 범위는 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명과 관련하여 통상의 지식을 가진자에게 자명한 범위내에서 여러 가지의 대안, 수정 및 변경하여 실시할 수 있다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100,200 : 에어컨 전원 시스템 110,210 : 메인 충전용 배터리
120,220 : 보조 충전용 배터리 130 : 직류/교류 인버터
140 : 교류 모터 150,240 : 알터네이터
160,250 : 제어부 230 : 직류 모터

Claims (6)

  1. 에어컨을 가동시키기 위한 전원 시스템(100)으로서,
    외부 교류 전원 공급부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되며, 에어컨 압축기로 충전된 직류 전원을 공급하는 메인 충전용 배터리(110)와;
    상기 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되는 보조 충전용 배터리(120)와;
    상기 보조 충전용 배터리(120)로부터 공급되는 직류 전원을 교류 전원으로 변환하는 직류/교류 인버터(130)와;
    상기 직류/교류 인버터(130)로부터 인가되는 교류 전원에 의해 구동하는 교류 모터(140)와;
    상기 교류 모터(140)의 구동에 따라 전기를 생산하는 알터네이터(150)와;
    외부 교류 전원 공급부로부터 충전기를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리(110) 및 보조 충전용 배터리(120)가 충전되도록 제어하고, 상기 알터네이터(150)를 통해 전기를 공급받으면 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리(110) 및 보조 충전용 배터리(120)가 충전되도록 제어하는 제어부(160)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨 전원 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 메인 충전용 배터리(110)에는 교류 에어컨 압축기(12)를 구동시키기 위한 직류/교류 인버터(11)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 에어컨 전원 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 알터네이터(150)는 외부 교류 전원 공급부로부터 전원이 인가되지 않는 상태에서 상기 메인 충전용 배터리(110)의 방전시, 상기 직류/교류 인버터(130) 및 교류 모터(140)와 연동하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는 에어컨 전원 시스템.
  4. 에어컨을 가동시키기 위한 전원 시스템(200)으로서,
    외부 교류 전원 공급부로부터 인가되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 충전기를 통해 충전되거나, 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전원에 의해 충전되며, 에어컨 압축기로 충전된 직류 전원을 공급하는 메인 충전용 배터리(210)와;
    상기 충전기를 통해 충전되거나 알터네이터에서 생산되어 공급되는 전기에 의해 충전되는 보조 충전용 배터리(220)와;
    상기 보조 충전용 배터리(220)로부터 공급되는 직류 전원에 의해 구동하는 직류 모터(230)와;
    상기 직류 모터(230)의 구동에 따라 전기를 생산하는 알터네이터(240)와;
    외부 교류 전원 공급부로부터 충전기를 통해 전원을 공급받으면 공급받은 해당 전원을 통해 상기 메인 충전용 배터리(210) 및 보조 충전용 배터리(220)가 충전되도록 제어하고, 상기 알터네이터(240)를 통해 전기를 공급받으면 공급받은 해당 전기를 통해 메인 충전용 배터리(210) 및 보조 충전용 배터리(220)가 충전되도록 제어하는 제어부(250)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 에어컨 전원 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 메인 충전용 배터리(210)에는 직류 에어컨 압축기(22)를 구동시키기 위한 직류 모터(21)가 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 에어컨 전원 시스템.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 알터네이터(240)는 외부 교류 전원 공급부로부터 교류 전원이 인가되지 않는 상태에서 상기 메인 충전용 배터리(210)의 방전시, 상기 직류 모터(230)와 연동하여 전기를 생산하는 것을 특징으로 하는 에어컨 전원 시스템.
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