KR20120100776A - 차량 에어 컨디셔너 - Google Patents

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KR20120100776A
KR20120100776A KR1020120021104A KR20120021104A KR20120100776A KR 20120100776 A KR20120100776 A KR 20120100776A KR 1020120021104 A KR1020120021104 A KR 1020120021104A KR 20120021104 A KR20120021104 A KR 20120021104A KR 20120100776 A KR20120100776 A KR 20120100776A
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peltier
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KR1020120021104A
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다카히사 반
마사카즈 무라세
나오야 요코마치
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가부시키가이샤 도요다 지도숏키
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Abstract

실내를 위한 차량 에어 컨디셔너는 동력원, 실내 외측에 제공되는 라디에이터, 동력원과 라디에이터 사이에 열 매체가 통과하여 순환되는 열 매체 통로, 제 1 펠티에 장치 및 제 1 열 교환기를 갖는 제 1 펠티에 모듈, 그리고 제 2 펠티에 장치 및 제 2 열 교환기를 갖는 제 2 펠티에 모듈을 포함한다. 제 1 및 제 2 펠티에 장치는 각각 제 1 표면 및 제 2 표면을 가지며, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나는 열을 방출하는 역할을 하고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 다른 하나는 열을 흡수하는 역할을 한다. 제 1 열 교환기는 제 1 표면에 열적으로 결합된다. 제 2 열 교환기는 제 1 표면에 열적으로 결합된다. 열 매체 통로는 제 1 및 제 2 펠티에 장치의 제 2 표면에 열적으로 결합된다.

Description

차량 에어 컨디셔너{VEHICLE AIR CONDITIONER}
본 발명은 차량 에어 컨디셔너에 관한 것이다.
일본 미심사 특허 출원 공보 제 10-35268 호는 폐열 수집기, 라디에이터, 펠티에 (peltier) 모듈, 및 열 매체로서 물이 통과하여 순환되는 열 매체 통로를 포함하는 차량 에어 컨디셔너를 기재한다.
폐열 수집기는 전기 모터와 같은 차량 동력원으로부터 폐열을 수집하는 기능을 한다. 펠티에 모듈은 제 1 및 제 2 표면을 갖는 펠티에 장치를 갖고 이들 표면 중 하나는 열 방출 표면으로서의 역할을 하고 다른 하나는 열 흡수 표면으로서의 역할을 하며, 제 1 열 교환기는 펠티에 장치의 제 1 표면에 열적으로 결합되고, 제 2 열 교환기는 펠티에 장치의 제 2 표면에 열적으로 결합된다. 열 매체 통로는 폐열 수집기, 라디에이터, 그리고 펠티에 모듈의 제 2 열 교환기를 연결한다.
에어 컨디셔너에서, 차량 실내 (vehicle passenger compartment) 의 에어 컨디셔닝은 펠티에 장치의 열 방출 및 흡수 표면을 스위칭함으로써 그리고 또한 열 매체 통로의 물 흐름 경로를 변경함으로써 실행된다.
구체적으로, 실내를 가열할 때, 펠티에 장치는 제 1 표면이 열 방출 표면으로서의 역할을 하고 제 2 표면이 열 흡수 표면으로서의 역할을 하도록 작동된다. 폐열 수집기는 제 2 열 교환기에 연결되어 있으며, 제 2 열 교환기 및 폐열 수집기는 라디에이터로부터 연결 해제되어 있다. 열 매체 통로에서 흐르는 물은 폐열 수집기의 열에 의해 가열된다. 물의 열은 펠티에 장치의 제 2 표면의 제 2 열 교환기를 통하여 흡수된다. 따라서 흡수되는 열은 제 1 열 교환기로부터 주변 공기로 복사된다. 그 후 가열된 공기는 실내로 공급되어, 실내의 가열이 달성된다.
실내를 냉각시킬 때, 펠티에 장치는 제 1 표면이 열 흡수 표면으로의 역할을 하고 제 2 표면이 열 방출 표면으로서의 역할을 하도록 작동된다. 라디에이터는 제 2 열 교환기에 연결되어 있으며, 제 2 열 교환기 및 라디에이터는 폐열 수집기로부터 연결 해제되어 있다. 열은 펠티에 장치의 제 1 표면의 제 1 열 교환기를 통하여 흡수되고 제 1 교환기 주위의 공기는 냉각된다. 냉각된 공기는 실내에 공급되어, 실내의 냉각이 달성된다. 열 매체 통로의 물은 펠티에 장치로부터의 열이 방출되는 제 2 열 교환기에 의해 가열되고 실내 외측의 공기와의 열교환에 의해 라디에이터에서 냉각된다.
다른 공지된 에어 컨디셔너는 일본 미심사 특허 출원 공보 제 2010-195287 호에 기재되어 있다. 에어 컨디셔너는 라디에이터, 제 1 펠티에 모듈, 제 2 펠티에 모듈, 그리고 물이 통과하여 순환되는 열 매체 통로를 포함한다. 열 매체 통로는 라디에이터, 제 1 펠티에 모듈 및 제 2 펠티에 모듈을 연결한다.
에어 컨디셔너에 의해 실내를 가열할 때, 제 1 펠티에 모듈은 열 매체 통로에서 흐르는 물로부터 열을 흡수하고 또한 주변 공기에 열을 방출하도록 작동된다. 가열된 공기는 실내에 공급되어, 실내의 가열이 달성된다.
냉각 시에, 제 2 펠티에 모듈 및 라디에이터는 제 2 펠티에 모듈이 열 매체 통로에서 흐르는 물에 열을 방출하고 또한 주변 공기로부터 열을 흡수하도록 작동된다. 냉각된 공기는 실내에 공급되어, 실내의 냉각이 달성된다.
제습 시에, 제 1 및 제 2 펠티에 모듈 및 라디에이터가 작동된다. 공기는 제 2 펠티에 모듈에 의해 냉각되고 제습되고, 그 후 냉각된 공기는 제 1 펠티에 모듈에 의해 가열된다. 적절하게 조절된 온도의 공기가 실내에 공급되어, 실내의 제습이 달성된다.
공보 제 10-35268 호에 기재된 에어 컨디셔너는 구조가 복잡하고 크기가 크며, 이는 차량의 설치시 불리하다. 게다가, 펠티에 모듈에 의해 냉각된 에어는 재가열될 수 없기 때문에, 제습은 실내의 가열의 효율의 감소를 야기한다.
공보 제 2010-195287 호에 기재된 에어 컨디셔너에서, 한편 제습은 실내의 냉각의 효율의 감소를 필연적으로 야기하지는 않지만, 에어 컨디셔너는 차량 동력원으로부터 열을 방출하기 위해 추가적인 라디에이터를 요구한다. 다수의 라디에이터의 제공은 에어 컨디셔너의 증가된 크기를 초래하고, 이는 차량 내의 에어 컨디셔너의 용이한 설치를 막는다.
본 발명은 실내의 효율적인 에어 컨디셔닝 및 차량 내의 용이한 설치를 가능하게 하는 차량 에어 컨디셔너를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 양태에 따르면, 차량의 실내를 위한 차량 에어 컨디셔너는 차량을 구동하기 위한 동력원, 실내 외측에 제공되는 라디에이터, 동력원과 라디에이터 사이에 열 매체가 통과하여 순환되는 열 매체 통로, 제 1 펠티에 장치 및 제 1 열 교환기를 갖는 제 1 펠티에 모듈, 및 제 2 펠티에 장치 및 제 2 열 교환기를 갖는 제 2 펠티에 모듈을 포함한다. 제 1 펠티에 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나는 열을 방출하는 역할을 하고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 다른 하나는 열을 흡수하는 역할을 한다. 제 1 열 교환기는 제 1 표면에 열적으로 결합된다. 제 2 펠티에 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나는 열을 방출하는 역할을 하고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 다른 하나는 열을 흡수하는 역할을 한다. 제 2 열 교환기는 제 1 표면에 열적으로 결합된다. 열 매체 통로는 제 1 펠티에 장치의 제 2 표면 그리고 제 2 펠티에 장치의 제 2 표면에 열적으로 결합된다.
본 발명의 다른 양태 및 이점은, 본 발명의 원리를 실시예로서 나타내는, 첨부된 도면과 관련하여 이하의 설명으로부터 명백해 질 것이다.
도 1 은 본 발명의 실시형태에 따른 차량 에어 컨디셔너의 개략도이다.
도 2 는 도 1 의 에어 컨디셔너의 확대 부분도이다.
도 3 은 차량 실내를 가열할 때 도 1 의 에어 컨디셔너의 작동을 설명하는 개략도이다.
도 4 는 도 3 과 유사하지만, 냉각된 공기를 재가열함으로써 실내를 제습할 때 에어 컨디셔너의 작동을 설명하는 도면이다.
이하는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량 에어 컨디셔너의 실시형태를 설명할 것이다. 실시형태의 에어 컨디셔너는 차량의 실내의 가열, 냉각 및 제습을 제공하기 위해 차량에서의 사용을 위한 것으로 의도된다.
도 1 을 참조하면, 에어 컨디셔너는 엔진 (3), 라디에이터 (5), 튜브 (7, 9), 제 1 펠티에 모듈 (11), 및 제 2 펠티에 모듈 (13) 을 포함한다. 제 1 및 제 2 펠티에 모듈 (11, 13) 은 실내와 연통하는 덕트 (15) 에 제공된다.
엔진 (3) 은 차량을 구동하기 위한 동력원이다. 도면에 도시되지 않았지만, 엔진 (3) 은 엔진 (3) 을 냉각시키기 위해 엔진 냉매가 흐르는 워터 자켓을 갖는다. 엔진 (3) 은 엔진 냉매가 워터 자켓 안으로 그리고 밖으로 통과하여 흐르는 입구 (3A) 및 출구 (3B) 를 갖는다. 엔진 (3) 은 전기 모터 또는 동력 제어 유닛 (PCU) 과 같은 구동기 회로에 의해 대체될 수 있다. 대안적으로는, 이러한 전기 모터 또는 PCU 와 조합된 엔진 (3) 이 동력원으로서 사용될 수 있다.
라디에이터 (5) 는 엔진 냉매가 흐르는 장치이고 주변 공기와의 열교환에 의해 냉각된다. 라디에이터 (5) 는 엔진 냉매가 라디에이터 (5) 의 안으로 그리고 밖으로 통과하여 흐르는 입구 (5A) 및 출구 (5B) 를 갖는다. 전기 작동식 팬 (5C) 이 라디에이터 (5) 에 인접하여 제공되고 제어기 (도시되지 않음) 에 전기적으로 연결된다. 엔진 냉매는 본 발명의 열 매체에 대응한다.
엔진 (3) 및 라디에이터 (5) 는 튜브 (7, 9) 에 의해 연결된다. 구체적으로, 튜브 (7) 는 엔진 (3) 의 출구 (3B) 와 라디에이터 (5) 의 입구 (5A) 사이를 연결하고, 튜브 (9) 는 라디에이터 (5) 의 출구 (5B) 와 엔진 (3) 의 입구 (3A) 사이를 연결한다. 엔진 냉매는 튜브 (7, 9) 를 통하여 엔진 (3) 과 라디에이터 (5) 사이에서 순환된다. 전기 작동식 펌프 (P1) 가 튜브 (7) 에 제공되고 상기 언급된 제어기에 전기적으로 연결된다. 펌프 (P1) 는 튜브 (9) 에 제공될 수 있다. 튜브 (7, 9) 는 본 발명의 열 매체 통로에 대응한다.
도 2 를 참조하면, 제 1 펠티에 모듈 (11) 은 제 1 펠티에 장치 (17) 및 제 1 핀 (19) 을 갖는다. 제 1 펠티에 장치 (17) 는 제 1 단열 기재 (21), 제 2 단열 기재 (23), 그리고 제 1 및 제 2 단열 기재 (21, 23) 사이에 유지되는 다수의 열전기 변환기 (25) 를 갖는다. 제 1 펠티에 장치 (17) 에서, 제 1 단열 기재 (21) 는 열이 방출되는 제 1 표면 (17A) 을 형성하고, 제 2 단열 기재 (23) 는 열이 흡수되는 제 2 표면 (17B) 을 형성한다. 제 1 펠티에 장치 (17) 는 제어기에 전기적으로 연결된다. 제 1 펠티에 장치 (17) 는 제 1 표면 (17A) 에서 제 1 핀 (19) 에 열적으로 결합되는 방식으로 고정되고 , 제 2 표면 (17B) 에서 튜브 (9) 와 접촉하도록 놓여서 제 1 펠티에 모듈 (11) 은 튜브 (9) 에 열적으로 결합된다.
제 1 핀 (19) 은, 공기 흐름 저항을 낮추면서, 공기에, 구체적으로는 외부 공기 및 덕트 (15) 를 통하여 흐르는 내부 공기에 노출되는 넓은 표면 영역을 제공하도록 덕트 (15) 내의 공기 흐름의 방향을 따라 뻗어있는 다수의 열 복사 판에 의해 형성된다. 덕트 (15) 에서, 제 1 핀 (19) 의 열 복사 판과 외부 또는 내부 공기 사이에 열 교환이 발생한다. 제 1 핀 (19) 은, 예컨대 주름진 핀에 의해 제공된다.
제 2 펠티에 모듈 (13) 은 제 2 펠티에 장치 (27) 및 제 2 핀 (29) 을 갖는다. 제 1 펠티에 장치 (17) 에서와 같이, 제 2 펠티에 장치 (27) 는 제 1 단열 기재 (21), 제 2 단열 기재 (23), 그리고 제 1 및 제 2 단열 기재 (21, 23) 사이에 유지되는 다수의 열전기 변환기 (25) 를 갖는다. 제 2 펠티에 장치 (27) 에서, 제 1 단열 기재 (21) 는 열이 흡수되는 제 1 표면 (27A) 을 형성하고, 제 2 단열 기재 (23) 는 열이 방출되는 제 2 표면 (27B) 을 형성한다. 제 2 펠티에 장치 (27) 는 제어기에 전기적으로 연결된다. 제 2 펠티에 장치 (27) 는 제 1 표면 (27A) 에서 제 2 핀 (29) 에 열적으로 결합되는 방식으로 고정되고, 제 2 표면 (27B) 에서 튜브 (9) 와 접촉하도록 놓여서 제 2 펠티에 모듈 (13) 은 튜브 (9) 에 열적으로 결합된다.
제 2 핀 (29) 은 제 1 핀 (19) 과 유사한 구조를 갖고 또한 주름진 핀에 의해 제공될 수 있다. 제 1 및 제 2 핀 (19, 29) 은 본 발명의 제 1 및 제 2 열 교환기에 각각 대응한다.
덕트 (15) 는 원통형 메인 부분 (31) 그리고 덕트 (15) 의 공기 흐름 방향으로 볼 때 이 메인 부분의 상류 단부에서 메인 부분 (31) 으로부터 분기되는 2 개의 원통형 분기 부분 (33, 35) 을 갖는다. 분기부로부터 멀리 떨어진 분기 부분 (33) 의 단부는 차량의 실내로 개방되는 내부 공기 입구 (33A) 를 형성하고, 분기부로부터 멀리 떨어진 분기 부분 (35) 의 단부는 차량의 외측의 외부 공기에 개방되는 외부 공기 입구 (35A) 를 형성한다. 전기 작동식 플래퍼 (37) 가 분기 부분 (33, 35) 이 합쳐지는 덕트 (15) 의 부분에 제공된다. 메인 부분 (31) 에는 그 안에 전기 작동식 팬 (31A) 이 제공되고 그의 하류 측에서 실내와 연통한다. 팬 (31A) 과 플래퍼 (37) 는 제어기에 전기적으로 연결된다. 본 발명의 선택기 (selector) 에 대응하는 플래퍼 (37) 는 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 에 대하여 내부 및 외부 공기 입구 (33A, 35A) 를 각각 개방하고 밀폐하도록 작동 가능한 어떠한 적절한 밸브에 의해 대체될 수 있다.
제 1 및 제 2 펠티에 모듈 (11, 13) 은 제 1 및 제 2 펠티에 모듈 (11, 13) 이 튜브 (9) 에 열적으로 결합되는 방식으로 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 에 제공된다. 제 2 펠티에 모듈 (13) 은 튜브 (9) 의 엔진 냉매 흐름 방향으로 볼 때 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 하류에 제공된다. 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 은 튜브 (9) 가 통과하여 삽입되는 구멍 (15A, 15B) 을 갖는다.
상기 설명된 차량 에어 컨디셔너에서, 엔진 (3) 이 작동되는 동안, 펌프 (P1) 및 팬 (5C) 은 제어기에 의해 작동되어 엔진 냉매는 도 3 에서 화살표로 나타낸 방향으로 튜브 (7, 9) 를 통과하여 순환된다. 엔진 (3) 의 폐열에 의해 가열된 엔진 냉매는 엔진 (3) 의 출구 (3B) 로부터, 튜브 (7) 를 통과하여 흐르고 그 후 라디에이터 (5) 의 입구 (5A) 로 흐른다. 열 교환은 라디에이터 (5) 에서 흐르는 엔진 냉매와 라디에이터 (5) 주위의 공기 사이에서 발생하여, 엔진 냉매의 열은 팬 (5C) 의 도움에 의해 실내 외측의 공기 안으로 복사된다. 따라서 라디에이터 (5) 에서 냉각된 엔진 냉매는 그 후 튜브 (9) 를 통과하여 라디에이터 (5) 의 출구 (5B) 로부터 그리고 엔진 (3) 의 입구 (3A) 로 흐르고, 엔진 (3) 을 냉각시킨다. 엔진 (3) 이 작동되는 동안, 본 실시형태의 에어 컨디셔너는 이하에 설명되는 것과 같이 차량의 실내의 가열, 냉각 및 제습을 제공한다.
실내를 가열할 때, 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 제 1 펠티에 장치 (17) 는 제어기에 의해 작동된다. 플래퍼 (37) 및 팬 (31A) 은 제어기에 의해 작동되어 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 은 분기 부분 (33) 에 연결되지만, 도 3 에 나타낸 것과 같이 분기 부분 (35) 으로부터 연결 해제되고 내부 공기는 메인 부분 (31) 안으로 유입된다. 이러한 경우, 제 1 펠티에 장치 (17) 의 열 흡수 표면 또는 제 2 표면 (17B) 은 튜브 (9) 에서 흐르는 엔진 냉매로부터 열을 흡수하고, 제 1 펠티에 장치 (17) 의 열 방출 표면 또는 제 1 표면 (17A) 은 제 1 핀 (19) 에 열을 방출한다. 그 결과, 제 1 핀 (19) 은 가열되고, 메인 부분 (31) 의 가열된 제 1 핀 (19) 과 접촉하는 내부 공기는 따라서 가열된다. 실내에 존재하는 내부 공기는 외부 공기보다 더 높은 온도를 가지며, 내부 공기는 제 1 핀 (19) 에 의해 효율적으로 가열된다. 가열된 내부 공기는 팬 (31A) 에 의해 덕트 (15) 를 통과하여 실내로 공급된다. 이러한 방법으로, 실내의 가열이 실행된다.
튜브 (9) 에서 흐르고 제 1 펠티에 장치 (17) 에 의해 냉각되는 엔진 냉매는 엔진 (3) 안으로 그의 입구 (3A) 를 통과하여 흐르며 엔진 (3) 을 냉각하는데 사용된다. 엔진 (3) 이 튜브 (7, 9) 의 엔진 냉매 흐름 방향으로 볼 때 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 하류에 위치되는 본 실시형태의 에어 컨디셔너에서, 엔진 (3) 은 라디에이터 (5) 에 의해 뿐만 아니라 제 1 펠티에 장치 (17) 에 의해 냉각되는 엔진 냉매에 의해 냉각될 수 있다. 다시 말하면, 엔진 (3) 은 에어 컨디셔너의 가열 작동 동안 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 폐열을 이용함으로써 효율적으로 냉각될 수 있다.
실내를 냉각할 때, 제 2 펠티에 모듈 (13) 의 제 2 펠티에 장치 (27) 가 작동되고, 플래퍼 (37) 및 팬 (31A) 이 상기 가열 작동의 경우에서와 같이 작동되어 내부 공기는 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 안으로 유입된다. 이러한 경우, 제 2 펠티에 장치 (27) 의 제 2 표면 (27B) 은 튜브 (9) 에서 흐르는 엔진 냉매에 열을 방출하고, 제 2 펠티에 장치 (27) 의 제 1 표면 (27A) 은 제 2 핀 (29) 으로부터 열을 흡수한다. 그 결과, 제 2 핀 (29) 은 냉각되고, 메인 부분 (31) 의 제 2 핀 (29) 과 접촉하는 내부 공기는 냉각된다. 실내에 존재하는 내부 공기는 외부 공기보다 더 낮은 온도를 갖고, 내부 공기는 제 2 핀 (29) 에 의해 효율적으로 냉각된다. 냉각된 내부 공기는 실내에 공급되어, 실내의 냉각은 실행된다. 튜브 (9) 에서 흐르고 제 2 펠티에 장치 (27) 로부터 열을 받는 엔진 냉매는 엔진 (3) 을 냉각하는데 사용되고 그 후 라디에이터 (5) 에 의해 냉각된다. 즉, 냉각 작동 동안 제 2 펠티에 모듈 (13) 의 폐열은 엔진 (3) 의 폐열을 따라 실내 외측의 공기 안으로 방출된다.
실내를 제습할 때, 도 4 에 나타낸 것과 같이, 제 1 및 제 2 펠티에 모듈 (11, 13) 모두가 제어기에 의해 작동된다. 플래퍼 (37) 및 팬 (31A) 은 메인 부분 (31) 이 분기 부분 (35) 에 연결되지만 분기 부분 (33) 으로부터 연결 해제되고 외부 공기는 메인 부분 (31) 안으로 유입되도록 또한 작동된다. 이러한 경우, 제 2 핀 (29) 에 의해 냉각되고 제습되는 외부 공기는 그 후 적절한 온도로 제 1 핀 (19) 에 의해 가열된다. 내부 공기보다 더 낮은 습도를 갖는 외부 공기는 제 2 핀 (29) 에 의해 효율적으로 냉각되고 제습된다. 적절한 온도로 조정된 외부 공기는 실내의 제습을 위해, 뿐만 아니라 실내의 적절한 에어 컨디셔닝을 위해 실내에 공급된다. 튜브 (9) 에서 흐르면서 제 1 펠티에 장치 (17) 에 열을 방출하고 제 2 펠티에 장치 (27) 로부터 열을 받는 엔진 냉매는 엔진 (3) 안으로 그의 입구 (3A) 를 통과하여 유입되고 엔진 (3) 을 냉각시키는데 사용된다. 외부 공기를 제습하기 위해 가열할 필요가 없을 때, 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 작동은 수행되지 않는다.
본 실시형태의 차량 에어 컨디셔너에서, 실내의 가열 및 냉각은 각각 가열된 외부 공기 및 냉각된 외부 공기를 사용하여 또한 달성될 수 있으며, 이는 가열 및 냉각 작동 동안 외부 공기가 내부 공기보다 더 낮은 습도를 가질 때 실내의 습도를 유지하는 것을 용이하게 한다. 실내의 제습은 제습된 내부 공기를 사용하여 또한 달성될 수 있다. 외부 공기가 내부 공기보다 더 높은 습도를 갖는 기상 조건에서, 이러한 제습된 내부 공기의 사용은 실내의 효율적인 제습을 가능하게 하고 실내와 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 사이에 내부 공기를 순환시킴으로써 실내의 습도를 유지하는 것을 용이하게 한다. 플래퍼 (37) 는 분기 부분 (33, 35) 모두가 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 에 연결되도록 위치될 수 있으며, 이는 실내의 에어 컨디셔닝이 원하는 혼합 비율로 서로 혼합된 내부 공기와 외부 공기를 사용하는 것을 가능하게 한다.
상기 설명된 것과 같이, 본 실시형태의 차량 에어 컨디셔너에 따르면, 실내의 가열, 냉각 또는 제습을 포함하는, 작동 모드에 의존하여 튜브 (7, 9) 에서 흐르는 엔진 냉매의 흐름 경로를 변경할 필요가 없다. 엔진 (3) 이 튜브 (7, 9) 에 연결되고 튜브 (7, 9) 에서 흐르는 엔진 냉매에 의해 냉각되는 에어 컨디셔너에서, 에어 컨디셔닝 동안 제 1 및 제 2 펠티에 모듈 (11, 13) 의 폐열 뿐만 아니라, 엔진 (3) 의 폐열이 또한 엔진 냉매에 의해 전달되고 라디에이터 (5) 로부터 실내 외측의 공기 안으로 복사된다. 따라서, 실시형태의 에어 컨디셔너는 엔진 (3) 을 냉각시키기 위해 추가적인 라디에이터를 요구하지 않고, 이는 에어 컨디셔너의 더 작은 크기를 초래한다.
따라서, 본 실시형태의 차량 에어 컨디셔너는 실내의 효율적인 에어 컨디셔닝 및 차량에 에어 컨디셔너의 용이한 설치를 가능하게 한다.
특히 제 2 펠티에 모듈 (13) 이 튜브 (9) 의 엔진 냉매 흐름 방향으로 볼 때 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 하류에 제공되는 본 발명의 에어 컨디셔너에서, 제 2 펠티에 장치 (27) 는 차량 실내를 제습할 때 제 1 펠티에 장치 (17) 에 의해 냉각되는 엔진 냉매에 열을 방출하기 때문에, 더 많은 양의 열이 제 2 펠티에 장치 (27) 의 열 흡수 표면에서 흡수되고 그러므로 제 2 핀 (29) 은 충분히 냉각된다. 외부 공기는 이러한 냉각된 제 2 핀 (29) 에 의해 효율적으로 냉각되고 충분히 제습되며, 실내의 효율적인 제습을 초래한다. 냉각된 외부 공기는 제 1 핀 (19) 에 의해 재가열될 수 있고, 이는 실내의 에어 컨디셔닝의 효율의 감소를 야기하지 않는다.
본 실시형태의 에어 컨디셔너에서, 제 1 및 제 2 펠티에 모듈 (11, 13) 은 실내와 연통하는 덕트 (15) 에 제공된다. 덕트 (15) 에는 실내에 외부 공기 또는 내부 공기를 선택적으로 공급하는 것을 가능하게 하는 플래퍼 (37) 가 제공된다. 실내의 효율적인 에어 컨디셔닝은 요구에 따라 선택되는 외부 또는 내부 공기를 가열, 냉각 또는 제습함으로써 달성된다.
본 발명은 상기 설명된 실시형태로 제한되지 않으며, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않으면서 다양한 방법으로 변경될 수 있다는 것이 이해된다.
예컨대, 튜브 (7, 9) 를 통과하여 흐르는 엔진 냉매는 엔진 (3) 을 냉각시키는데 뿐만 아니라 차량에 제공되고 튜브 (7, 9) 에 열적으로 결합되는 배터리와 같은 다른 어떠한 구성 요소를 냉각시키는데 또한 사용될 수 있다.
제 1 펠티에 모듈 (11) 및 제 2 펠티에 모듈 (13) 의 개수는 2 이상일 수 있다. 제 1 펠티에 모듈 (11) 의 개수와 제 2 펠티에 모듈 (13) 의 개수는 반드시 동일할 필요는 없으며, 이들은 서로 상이할 수 있다.
제 1 핀 (19) 및 제 2 핀 (29) 은 물이 통과하여 순환하는 제 1 열 교환기 및 제 2 열 교환기로 각각 대체될 수 있다. 이러한 경우, 제 1 열 교환기에서 흐르는 물은 제 1 펠티에 장치 (17) 로부터 열을 받고 그러므로 가열된다. 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 의 외부 공기 또는 내부 공기는 이러한 가열된 물에 의해 열 교환기에 의해 가열된다. 유사하게는, 제 2 열 교환기에서 흐르는 물은 제 2 펠티에 장치 (27) 에 열을 방출하고 냉각된다. 덕트 (15) 의 메인 부분 (31) 의 외부 공기 또는 내부 공기는 이러한 냉각된 물에 의해 열 교환기에 의해 냉각된다.
본 발명은 엔진 동력을 갖는 차량, 엔진 및 전기 모터에 의해 구동되는 하이브리드 차량, 및 전기 모터에 의해 구동되는 전기 차량에서의 사용을 위한 에어 컨디셔너에 적용 가능하다.

Claims (4)

  1. 차량의 실내를 위한 차량 에어 컨디셔너로서,
    차량을 구동하기 위한 동력원;
    실내 외측에 제공되는 라디에이터;
    상기 동력원과 라디에이터 사이에 열 매체가 통과하여 순환되는 열 매체 통로;
    제 1 펠티에 장치 및 제 1 열 교환기를 가지며, 상기 제 1 펠티에 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나는 열을 방출하는 역할을 하고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 다른 하나는 열을 흡수하는 역할을 하며, 제 1 열 교환기는 제 1 표면에 열적으로 결합되는 제 1 펠티에 모듈; 및
    제 2 펠티에 장치 및 제 2 열 교환기를 가지며, 상기 제 2 펠티에 장치는 제 1 표면 및 제 2 표면을 갖고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 하나는 열을 방출하는 역할을 하고, 제 1 표면 및 제 2 표면 중 다른 하나는 열을 흡수하는 역할을 하며, 제 2 열 교환기는 제 1 표면에 열적으로 결합되는 제 2 펠티에 모듈을 포함하고,
    상기 열 매체 통로는 제 1 펠티에 장치의 제 2 표면 그리고 제 2 펠티에 장치의 제 2 표면에 열적으로 결합되는 차량 에어 컨디셔너.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 펠티에 장치의 제 1 표면은 열을 방출하는 역할을 하고 제 1 펠티에 장치의 제 2 표면은 열을 흡수하는 역할을 하여 제 1 펠티에 모듈은 실내의 가열을 제공하고, 상기 제 2 펠티에 장치의 제 1 표면은 열을 흡수하는 역할을 하고 제 2 펠티에 장치의 제 2 표면은 열을 방출하는 역할을 하여 제 2 펠티에 모듈은 실내의 냉각을 제공하는 차량 에어 컨디셔너.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 제 2 펠티에 모듈은 열 매체 통로의 열 매체 흐름 방향으로 볼 때 제 1 펠티에 모듈의 하류에 제공되는 차량 에어 컨디셔너.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 제 1 펠티에 모듈 및 제 2 펠티에 모듈은 실내와 연통하는 덕트에 제공되고, 이 덕트에는 실내에 외부 공기 또는 내부 공기의 선택적인 공급을 가능하게 하는 선택기가 제공되는 차량 에어 컨디셔너.
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