KR20160068284A

KR20160068284A - 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법

Info

Publication number: KR20160068284A
Application number: KR1020140173779A
Authority: KR
Inventors: 이세민; 박태용; 안용남; 원종보; 이성제
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2014-12-05
Filing date: 2014-12-05
Publication date: 2016-06-15
Also published as: KR102172936B1

Abstract

본 발명의 냉난방 모듈(D)은 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(100); 상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(200); 상기 응축기(200)에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단(300); 상기 팽창수단(300)을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 증발기(400); 공기가 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제1송풍부(500); 공기가 상기 응축기(200)를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제2송풍부(600); 및 개폐수단(800)에 의해 선택적으로 상기 제1송풍부(500) 및 제2송풍부(600)를 통해 공급되는 공기가 탑승객 측으로 이송되는 토출덕트(700)를 포함한다. 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 증발기(400)를 통해 냉각된 공기 또는 응축기(200)를 통해 가열된 공기가 탑승객 측으로 이송되어 소형화가 가능하고 난방 쾌적성을 높일 수 있다.

Description

냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법{AIR CONDITIONING MODULE, AIR CONDITIONER FOR VEHICLES AND CONTROLLING METHOD OF THE SAME}

본 발명은 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 장착이 용이한 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치의 일예를 나타낸 개략도로, 종래의 차량용 공조장치는 각각의 도어(11d, 12d, 13d)에 의하여 개도가 조절되는 벤트(11, 12, 13)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구에 연결되어 외기를 송풍하는 송풍부(14); 상기 공조케이스(10) 내부에 구비되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 상기 공조케이스(10)의 냉기통로와 온기통로의 개도를 조절하는 템프도어(15)를 포함하여 형성된다. 상기한 바와 같이 구성된 종래의 차량용 공조장치는 냉방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉기통로를 개방함과 동시에 상기 온기통로를 폐쇄한다. 따라서 상기 송풍부(14)에 의하여 송풍되는 공기는 상기 증발기(E)를 통과하면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉기통로 쪽으로 유동되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 냉방이 수행된다. 또한, 난방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉기통로를 폐쇄함과 동시에 상기 온기통로를 개방함에 따라 송풍되는 공기는 온기통로를 통하여 상기 히터코어(H)를 거치면서 상기 히터코어(H)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀌게 되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로서 자동차 실내의 난방이 수행된다.

이 때, 상기 증발기로 차가운 냉매를 공급하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창수단(3), 그리고, 상기 팽창수단(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(E) 등이 냉매 배관(5)으로 연결되어 이루어진다. 한편, 상기 증발기(E)는 상술한 바와 같이, 공조케이스(10) 내부에 구비되며, 상기 응축기(2)는 주행풍을 이용하여 냉매를 냉각하기 위하여 자동차 전방에 위치되며, 상기 압축기(1)는 엔진 구동 벨트에 의해 구동됨에 따라 엔진룸 내부에 위치되어야 한다. 이에 따라 배관(5) 연결이 복합해지는 문제점이 있다.

한편, 트럭과 같은 차량은 엔진이 작동하지 않는 상태에서도 냉방이 가능하도록 차량용 배터리를 전원으로 작동되는 차량용 무시동 에어컨 장치가 제안된 바 있으며, 이를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 상기 도 3 및 도 4는 차량용 무시동 에어컨 장치를 나타낸 사시도 및 개략도로, 상기 도 3 및 도 4에 도시한 차량용 배터리를 전원으로 작동되는 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)와, 상기 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)와 각각 연통되어 냉매가 유입되는 응축기 입구(21)와 유입된 냉매가 외기와 열교환한 후 토출되도록 응축기 출구(22)가 각각 형성된 제1 및 제2 응축부(20a, 20b)로 구성되는 와식 응축기(20)와, 상기 제1 및 제2 응축부(20a, 20b)에 형성된 상기 응축기 출구(22)와 각각 연통되는 제1 및 제2 모세관(30a, 30b)과, 상기 제1 및 제2 모세관(30a, 30b)과 각각 연통되며, 냉매가 유입되는 증발기 입구(41)와 유입된 냉매가 내기와 열교환한 후 상기 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)로 각각 토출되도록 증발기 출구(42)가 각각 형성된 제1 및 제2 증발기(40a, 40b)를 포함한다.

그런데, 종래의 차량용 공조장치는 난방을 위하여 엔진 냉각수를 이용하고, 상기 차량용 무시동 에어컨 장치는 엔진이 작동되지 않은 상태에서 난방을 수행하기 위해서는 별도의 히터를 설치해야 한다.

이에 따라, 냉방 및 난방을 동시에 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 차량에 장착하는 것이 용이한 장치가 요구되고 있으며, 특히, 엔진이 정지되거나, 엔진을 이용하지 않는 형태에서도 냉방 및 난방을 적절하게 수행할 수 있는 장치가 요구되고 있다.

특허1) 대한민국 등록특허 10-1251206호(발명의 명칭 : 차량용 무시동 에어컨)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 장착이 용이한 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 목적은 차량 배터리에 의해 구동되어 엔진 정지 시에도 차량 실내 온도를 용이하게 조절할 수 있으며, 차량 좌석 하측에 각각 냉난방 모듈이 구비됨으로써 탑승객의 온도 쾌적성을 높일 수 있는 장점이 있고, 배터리가 방전되지 않도록 제어가능한 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 냉난방 모듈은 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단; 상기 팽창수단을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 증발기; 공기가 상기 증발기를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제1송풍부; 공기가 상기 응축기를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제2송풍부; 및 개폐수단에 의해 선택적으로 상기 제1송풍부 및 제2송풍부를 통해 공급되는 공기가 탑승객 측으로 이송되는 토출덕트를 포함한다. 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈은 증발기를 통해 냉각된 공기 또는 응축기를 통해 가열된 공기가 탑승객 측으로 이송가능한 장점이 있다.

또한, 상기 냉난방 모듈은 상기 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기, 제1송풍부, 제2송풍부 및 토출덕트가 판형의 베이스부에 구비되며, 상기 베이스부에는 상기 증발기가 장착되고 상기 제1송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제1장착공 및 상기 응축기가 장착되고 상기 제2송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제2장착공이 형성되어 본 발명의 냉난방 모듈은 소형화가 가능하며, 장착 성능을 보다 높일 수 있는 장점이 있다.

또, 상기 토출덕트는, 외부몸체; 상기 외부몸체 내부를 상측영역 및 하측영역으로 구획하는 제1격벽; 상기 외부몸체의 길이방향으로 상기 제1격벽의 양측에 각각 상측영역과 하측영역을 연통하도록 중공되는 제1연통공 및 제2연통공; 상기 제1연통공 및 제2연통공 사이의 상기 상측영역을 상기 외부몸체의 길이방향으로 구획하여 그 내부에 제1공간부를 형성하며, 상기 제1공간부를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 제2공간부를 형성하는 제2격벽 및 제3격벽; 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제1송풍부의 토출측과 연결되어 냉각된 공기가 상기 제2격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제1-1유입부 및 제1-2유입부; 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2송풍부의 토출측과 연결되어 가열된 공기가 상기 제3격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제2-1유입부 및 제2-2유입부; 상기 제1공간부로 유입된 공기가 탑승객 측으로 공급되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제1벤트; 상기 제2공간부로 유입된 공기가 배출되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제2벤트를 포함할 수 있다.

이 때, 상기 냉난방 모듈은 상기 베이스부의 상측에 상기 토출덕트가 "ㄱ"자 형태로 절곡형성되며, 상기 토출덕트의 절곡된 내측에 인접하여 상기 압축기, 응축기, 팽창밸브, 및 증발기가 구비되고, 상기 토출덕트의 외측 면에 상기 제1벤트 및 제2벤트가 형성됨으로써 전체 모듈을 소형화 가능한 장점이 있다.

또, 상기 개폐수단은 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 개방하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄하거나, 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 개방하는 수단이 이용될 수 있다.

더욱 상세하게, 상기 냉난방 모듈은 상기 상측영역에 상기 토출덕트의 길이방향으로 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부가 서로 인접하게 위치되며, 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부가 서로 인접하게 위치되고, 상기 개폐수단이 상기 토출덕트의 상측영역에 위치되는 판형태로 상기 토출덕트의 길이방향으로 이동되는 판부와, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제1-1유입부 또는 제1-2유입부를 개방하도록 중공되는 제1개방공과, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제2-1유입부 또는 제2-2유입부를 개방하도록 중공되는 제2개방공을 포함할 수 있다.

또, 상기 냉난방 모듈은 상기 개폐수단의 판부 일면이 상기 토출덕트의 내벽에 밀착되고, 상기 계폐수단의 판부 타면이 밀착되도록 상기 제1격벽으로부터 연장되는 밀착부가 더 형성될 수 있다.

이를 통해, 상기 냉난방 모듈은, 냉방 시 상기 개폐수단의 제1개방공이 상기 제1-1유입부를 개방하고 상기 제2개방공이 제2-2유입부를 개방하며 상기 판부가 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄함에 따라 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 배출되며, 난방 시 상기 개폐수단의 판부가 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1개방공이 상기 제1-2유입부를 개방하며 상기 제2개방공이 상기 제2-1유입부를 개방함에 따라 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 배출되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1송풍부는 유입측이 상기 제1장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되며, 상기 제2송풍부는 유입측이 상기 제2장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정된다.

특히, 상기 냉난방 모듈은 탑승객이 차량으로부터 탈착 및 장착가능하여, 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용가능한 장점이 있다. 이 때, 상기 냉난방 모듈은 독립적으로 제어가능하다.

한편, 본 발명의 차량용 공조장치는 상술한 바와 같은 특징을 가지는 냉난방 모듈; 상기 냉난방 모듈을 구동하는 배터리; 및 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이 때, 상기 차량용 공조장치는 상기 냉난방 모듈이 복수개 구비될 수 있으며, 상기 냉난방 모듈은 운전자가 착석하는 제1좌석, 자동차 폭방향으로 제1좌석에 이웃하게 위치되는 제2좌석, 자동차 길이방향으로 상기 제1좌석에 이웃하게 위치되는 제3좌석, 및 자동차 폭방향으로 상기 제3좌석에 이웃하게 위치되는 제4좌석의 하측에 각각 구비되는 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 바와 같은 차량용 공조장치 제어 방법에 있어서, 입력부를 통해 목표온도가 입력되는 입력 단계; 온도센서를 통해 측정된 측정온도와 상기 입력부를 통해 입력된 목표온도 간 차가 특정온도 이상인지 확인하는 온도 확인 단계; 상기 온도 확인 단계에서 측정온도와 목표온도 간 차가 특정온도 이상인 경우, 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈을 작동하는 모듈 작동 단계를 포함한다. 이에 따라, 본 발명의 차량용 공조장치 제어 방법은 목표 온도와 실내 온도를 비교하여 차량 실내의 온도를 용이하게 조절할 수 있다.

특히, 상기 차량용 공조장치 제어 방법은 상기 특정온도가 낮은 값에서 높은 값으로 증가되는 제1온도 내지 제N온도이며, 상기 제1온도에서 제N온도로 증가될수록 상기 모듈 작동 단계에서 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈의 작동 수가 증가됨으로써, 차량 실내를 안정적으로 온도 제어할 수 있으면서도 냉난방 모듈을 작동하기 위한 에너지를 효율적으로 사용하여 배터리의 방전을 방지할 수 있는 장점이 있다.

이 때, 상기 모듈 작동 단계는 상기 제1냉난방 모듈, 제2냉난방 모듈, 제3냉난방 모듈, 및 제4냉난방 모듈의 순서로 작동한다.

또한, 상기 차량용 공조장치 제어 방법은 배터리의 충전량을 확인하는 배터리 충전량 확인 단계를 더 포함하고, 상기 모듈 작동 단계에서 확인된 배터리 충전량에 따라 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈의 작동 수가 조절가능하며, 더욱 상세하게, 상기 차량용 공조장치는 상기 배터리 충전량 확인 단계에서 확인된 배터리의 충전량이 적을수록 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈의 작동 수가 감소된다. 이를 통해, 본 발명의 차량용 공조장치 제어 방법은 배터리의 방전을 더욱 확실하게 방지할 수 있다.

이에 따라, 본 발명의 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법은 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 장착이 용이한 장점이 있다.

특히, 본 발명의 냉난방 모듈은 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용가능한 장점이 있다.

또한, 본 발명의 본 발명의 냉난방 모듈, 차량용 공조장치 및 그 제어 방법은 차량 배터리에 의해 구동되어 엔진 정지 시에도 차량 실내 온도를 용이하게 조절할 수 있으며, 차량 좌석 하측에 각각 냉난방 모듈이 구비됨으로써 탑승객의 온도 쾌적성을 높일 수 있는 장점이 있고, 배터리가 방전되지 않도록 제어가능한 장점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타낸 개략도.
도 2는 종래의 에어컨 냉방 시스템을 나타낸 개략도.
도 3 및 도 4는 차량용 무시동 에어컨 장치를 나타낸 사시도 및 개략도.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 냉난방 모듈은 나타낸 사시도, 분해사시도, 단면사시도.
도 8은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 부분 사시도.(토출덕트 및 베이스부)
도 9는 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 단면 분해사시도.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 냉방 상태를 나타낸 도면.
도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 난방 상태를 나타낸 도면.
도 14는 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타낸 개략도.
도 15는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 냉난방 모듈 배치를 나타낸 개략도.
도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어 방법 단계도.
도 18은 상기 도 16 및 도 17에 나타낸 차량용 공조장치 제어 방법의 일예를 나타낸 도면.
도 19는 본 발명에 따른 차량용 공조장치 제어 방법 다른 단계도.
도 20은 상기 도 19에 나타낸 차량용 공조장치의 제어 방법의 일예를 나타낸 도면.

이하, 본 발명의 냉난방 모듈(D), 차량용 공조장치(1000) 및 그 제어 방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명의 냉난방 모듈(D)을 설명한다.

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 냉난방 모듈(D)은 나타낸 사시도, 분해사시도, 단면사시도이고, 도 8은 본 발명에 따른 냉난방 모듈(D)의 부분 사시도(토출덕트(700) 및 베이스부(900))이며, 도 9는 본 발명에 따른 냉난방 모듈(D)의 단면 분해사시도이다.

본 발명의 냉난방 모듈(D)은 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(500), 제2송풍부(600), 및 토출덕트(700)를 포함한다.

상기 압축기(100)(Compressor)는 기상 냉매를 흡입하여 압축시키는 구성으로서, 고온 고압의 기체 상태로 상기 응축기(200)로 공급한다. 이 때, 상기 압축기(100)는 배터리(B)에 의해 동력을 전달받아 구동하여 차량 정지 시에도 냉난방 모듈(D)이 작동되도록 하는 것이 바람직하다.

상기 응축기(200)는(Condenser) 상기 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 상기 팽창수단(300)으로 토출한다. 이 때, 상기 응축기(200)는 상기 냉매가 응축됨에 따라 상기 응축기(200)를 통과하는 공기를 가열하는 난방원으로 작용된다. 상기 도 6에서, 상기 응축기(200)는 한 쌍의 헤더탱크, 상기 헤더탱크에 양단이 고정되는 튜브, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀, 상기 팽창수단(300)으로 액상의 냉매만 공급되도록 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하는 기액분리기를 포함하는 예를 나타내었으나, 더욱 다양한 형태로 형성될 수 있다.

상기 팽창수단(300)(Expansion Valve)은 상기 응축기(200)로에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창하여 저온 저압의 습포화 상태로 하여 상기 증발기(400)로 토출한다.

상기 증발기(400)(Evaporator)는 상기 팽창수단(300)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 외기와 열교환하여 증발시킨 후, 상기 압축기(100)로 토출한다. 이 때, 응축기(200)는 상기 냉매가 증발됨에 따라 상기 증발기(400)를 통과하는 공기를 냉각하는 냉각원으로 작용된다. 상기 도 6에서, 상기 증발기(400)는 한 쌍의 헤더탱크, 상기 헤더탱크에 양단이 고정되는 튜브, 상기 튜브 사이에 개재되는 핀을 포함하는 예를 나타내었다.

즉, 냉매는 압축기(100)-응축기(200)-팽창수단(300)-증발기(400)를 순차적으로 순환하는 것으로, 각각의 구성은 배관(미도시)을 통해 연결될 수 있으며, 도 5 내지 도 13에서는 이들을 연결하는 배관은 나타내지 않았다.

상기 제1송풍부(500)는 공기가 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 수단이며, 상기 제2송풍부(600)는 공기가 상기 응축기(200)를 통과하여 가열되도록 송풍하는 수단이다.

상기 토출덕트(700)는 상기 제1송풍부(500)를 통해 공급되는 냉각된 공기 및 상기 제2송풍부(600)를 통해 공급되는 가열된 공기가 이송되는 부분으로서, 이 때, 차량 실내의 탑승객 측으로는 개폐수단(800)에 의해 선택적으로 상기 제1송풍부(500)를 통해 공급되는 냉각된 공기 또는 상기 제2송풍부(600)를 통해 공급되는 가열된 공기가 이송된다. 상기 토출덕트(700)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 구체적인 형상은 아래에서 다시 설명한다.

이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 하나의 냉매가 순환되는 사이클을 구성하는 전체가 냉방 및 난방을 수행하는 하나의 모듈을 형성함으로써 소형화가 가능하며, 차량 실내 온도를 용이하게 조절할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 베이스부(900)가 더 구비될 수 있다. 상기 베이스부(900)는 상술한 냉난방 모듈(D)을 구성하는 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(500), 제2송풍부(600) 및 토출덕트(700)들이 장착되는 부분으로서, 판형태로 형성될 수 있다. 상기 베이스부(900)는 상기 증발기(400)가 장착되고 상기 제1송풍부(500)의 작동에 의해 공기가 유입되도록 중공되는 제1장착공(910)이 형성되며, 상기 응축기(200)가 장착되고 상기 제2송풍부(600)의 작동에 의해 공기가 유입되도록 중공되는 제2장착공(920)이 형성된다. 상기 제1장착공(910) 및 제2장착공(920)은 각각 상기 증발기(400) 및 응축기(200)가 베이스부(900)에 장착될 수 있으면서도 공기가 유입될 수 있는 정도의 크기로 형성되어야 하며, 이 때, 공기가 용이하게 열교환(증발기(400)의 경우 냉각, 응축기(200)의 경우 가열)될 수 있도록, 상기 제1장착공(910)은 상기 증발기(400)의 코어부(튜브 및 핀 형성 영역)에 대응되는 크기 이상으로 형성되고, 상기 제2장착공(920)은 상기 응축기(200)의 코어부(튜브 및 핀 형성 영역)에 대응되는 크기 이상으로 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 베이스부(900)에 다른 구성품들이 모두 장착됨으로써 소형화가 가능하며, 차량 내부에 어떤 곳이든 자유롭게 설치가 가능한 장점이 있다.

이 때, 상기 제1송풍부(500)는 유입측이 상기 제1장착공(910)을 감싸도록 상기 베이스부(900)에 고정되며 토출측이 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)를 감싸도록 상기 토출덕트(700)에 고정되며, 상기 제2송풍부(600)는 유입측이 상기 제2장착공(920)을 감싸도록 상기 베이스부(900)에 고정되며 토출측이 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)를 감싸도록 상기 토출덕트(700)에 고정된다. 상기 도 7에서, 상기 제1송풍부(500) 및 제2송풍부(600)는 크로스 플로우 팬(Cross flow fan) 형태가 이용된 예를 나타내었으나, 이 외에도 상기 제1장착공(910) 또는 제2장착공(920)으로부터 공기를 유입하여 상기 토출덕트(700) 측으로 공급할 수 있다면 더욱 다양한 형태가 이용될 수 있다.

상기 토출덕트(700)는 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기 및 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 유입되어 상기 개폐수단(800)의 작동에 의해 선택적으로 탑승객 측으로 토출되도록 하는 부분으로서, 외부몸체(710), 제1격벽(720), 제1연통공(721) 및 제2연통공(722), 제2격벽(730) 및 제3격벽(740), 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754), 제1벤트(760), 및 제2벤트(770)를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 외부몸체(710)는 상기 토출덕트(700)의 외형을 형성하는 부분이다.

상기 제1격벽(720)은 상기 외부몸체(710) 내부를 상측영역 및 하측영역으로 구획하는 부분이다.

상기 제1연통공(721) 및 제2연통공(722)은 상기 외부몸체(710)의 길이방향으로 상기 제1격벽(720)의 양측에 각각 상측영역과 하측영역을 연통하도록 중공되는 부분이다.

상기 제2격벽(730) 및 제3격벽(740)은 상기 제1연통공(721) 및 제2연통공(722) 사이의 상기 상측 영역을 상기 외부몸체(710)의 길이방향으로 구획하도록 형성되는 부분으로서, 상기 제2격벽(730) 및 제3격벽(740)은 상기 제1격벽(720)에 수직하게 형성된다. 이를 통해, 상기 외부몸체(710), 제1격벽(720) 내지 제3격벽(740)에 의해 형성되는 내부 공간에 제1공간부(711)를 형성하며, 상기 제1공간부(711)를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 제2공간부(712)를 형성한다. 즉, 상기 제2공간부(712)는 상측영역에서, 상기 외부몸체(710)의 길이방향으로 양측인 상기 제1연통공(721) 및 제2연통공(722) 형성 영역과 하측영역을 의미한다.

상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)는 상기 외부몸체(710)의 일정 영역이 중공되며, 상기 제1송풍부(500)의 토출측과 연결되어 냉각된 공기가 상기 제2격벽(730)에 의해 구획되는 제1공간부(711) 및 제2공간부(712)로 각각 유입되는 부분이며, 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)는 상기 외부몸체(710)의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2송풍부(600)의 토출측과 연결되어 가열된 공기가 상기 제3격벽(740)에 의해 구획되는 제1공간부(711) 및 제2공간부(712)로 각각 유입되는 부분이다. 즉, 상기 제1-1유입부(751)는 상기 제1송풍부(500)의 작동에 의해 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1공간부(711)로 유입되는 부분이며, 상기 제1-2유입부(752)는 상기 제1송풍부(500)의 작동에 의해 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제2공간부(712)로 유입되는 부분이다. 또한, 상기 제2-1유입부(753)는 상기 제2송풍부(600)의 작동에 의해 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제1공간부(711)로 유입되는 부분이며, 상기 제2-2유입부(754)는 상기 제2송풍부(600)의 작동에 의해 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2공간부(712)로 유입되는 부분이다. 이 때, 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)는 서로 인접하게 위치되어 개별적으로 각각 중공될 수도 있고, 상기 외부몸체(710) 내부에서 상기 제2격벽(730)에 의해 구획되므로 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)가 연속적으로 하나가 중공된 형태일 수 있다. 또한, 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)는 서로 인접하게 위치되어 개별적으로 각각 중공될 수도 있고, 상기 외부몸체(710) 내부에서 상기 제3격벽(740)에 의해 구획되므로 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)가 연속적으로 하나가 중공된 형태일 수 있다. 상기 도 8은 상기 제1-1유입부(751) 및 제1-2유입부(752)가 하나로 중공된 형태이고, 상기 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)가 하나로 중공된 형태를 나타내었다.

상기 제1벤트(760)는 상기 제1공간부(711)로 유입된 공기가 탑승객 측으로 공급되도록 상기 외부몸체(710)의 제1공간부(711)가 형성된 일정 영역이 중공되는 부분이며, 상기 제2벤트(770)는 상기 제2공간부(712)로 유입된 공기가 배출되도록 상기 외부몸체(710)의 제2공간부(712)가 형성된 일정 영역이 중공되는 부분이다. 이 때, 상기 제2벤트(770)는 차량 외부와 연결되어 상기 제2공간부(712)로 유입된 공기가 차량 외부로 배출된다.

다시 말해, 상기 토출덕트(700)는 상기 개폐수단(800)의 작동에 의해 상기 증발기(400)를 통과한 냉각된 공기 및 상기 응축기(200)를 통과한 가열된 공기 중 하나가 상기 제1공간부(711)로 유입되어 상기 제1벤트(760)를 통해 탑승객 측으로 이송되며, 나머지가 제2공간부(712)로 유입되어 상기 제2벤트(770)를 통해 배출된다.

이와 같은 토출덕트(700)의 내부 공기 흐름을 조절하는 수단이 개폐수단(800)이며, 상기 제1-1유입부(751) 및 제2-2유입부(754)를 개방하고 상기 제1-2유입부(752) 및 제2-1유입부(753)를 폐쇄(냉방 모드)하거나, 상기 제1-1유입부(751) 및 제2-2유입부(754)를 폐쇄하고 상기 제1-2유입부(752) 및 제2-1유입부(753)를 개방(난방 모드)한다. 더욱 상세하게, 상기 개폐수단(800)은 판부(810)와, 제1개방공(820)과, 제2개방공(830)을 포함할 수 있다.

상기 판부(810)는 상기 토출덕트(700)의 상측영역에 위치되어 상기 제1-1유입부(751), 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)를 폐쇄가능한 판 형태로 상기 토출덕트(700)의 길이방향으로 이동된다. 이 때, 상기 판부(810)에는 상기 제1-1유입부(751) 또는 제1-2유입부(752)를 개방하도록 중공되는 제1개방공(820) 및 상기 판부(810)의 일정 영역이 중공되어 상기 제2-1유입부(753) 또는 제2-2유입부(754)를 개방하도록 중공되는 제2개방공(830)이 형성된다. 즉, 상기 개폐수단(800)의 판부(810)는 일측 면이 상기 토출덕트(700)의 외부몸체(710) 내벽에 밀착되어 상기 제1-1유입부(751), 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)의 개폐를 조절한다.

본 발명의 냉난방 모듈(D)은 이 때, 상기 토출덕트(700) 내부에 상기 개폐수단(800) 판부(810)의 타면(상기 판부(810)의 외부몸체(710) 내벽에 밀착되는 일측의 반대면)을 지지하도록 밀착부(780)가 더 형성될 수 있다. 상기 밀착부(780)는 상기 제1-1유입부(751), 제1-2유입부(752), 제2-1유입부(753) 및 제2-2유입부(754)를 통한 공기의 유입을 방해하지 않는 크기로 형성되어야 함은 당연하다.

이 때, 상기 토출덕트(700)(외부몸체(710))는 상기 판형의 베이스부(900)에 구비되어 소형화가 가능하도록 "ㄱ"자 형태로 절곡형성될 수 있다. 즉, 상기 도 5 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 상기 베이스부(900)의 이웃하는 두 변을 따라 상기 베이스부(900)의 일측 면에 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 토출덕트(700)의 절곡된 내측에 인접하여 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브, 및 증발기(400)가 구비되고, 상기 토출덕트(700)의 외측 면에 상기 제1벤트(760) 및 제2벤트(770)가 형성되는 것이 바람직하다.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 냉난방 모듈(D)의 냉방 상태를 나타낸 도면이고, 도 12 및 도 13은 본 발명에 따른 냉난방 모듈(D)의 난방 상태를 나타낸 도면이다. 도 11 및 도 13에서, 상기 토출덕트(700)는 상측영역의 제1벤트(760)가 형성된 부분의 단면을 나타내었으며, 이해를 위하여 상기 제1송풍부(500) 및 제2송풍부(600)의 내부 구성은 나타내지 않았다. 상기 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 냉방 시, 상기 개폐수단(800)의 제1개방공(820)이 상기 제1-1유입부(751)를 개방하고 상기 제2개방공(830)이 제2-2유입부(754)를 개방하며, 상기 판부(810)가 상기 제1-2유입부(752) 및 제2-1유입부(753)를 폐쇄하고, 이에 따라, 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-1유입부(751), 제1공간부(711) 및 제1벤트(760)를 통해 탑승객 측으로 이송되고, 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-2유입부(754), 제2공간부(712) 및 제2벤트(770)를 통해 차량 외부로 배출되며, 또한, 상기 도 12 및 도 13에 도시한 바와 같이, 난방 시, 상기 개폐수단(800)의 판부(810)가 상기 제1-1유입부(751) 및 제2-2유입부(754)를 폐쇄하고, 상기 제1개방공(820)이 상기 제1-2유입부(752)를 개방하며, 상기 제2개방공(830)이 상기 제2-1유입부(753)를 개방함에 따라 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-2유입부(752), 제2공간부(712) 및 제2벤트(770)를 통해 차량 외부로 배출되고, 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-1유입부(753), 제1공간부(711) 및 제1벤트(760)를 통해 탑승객 측으로 이송된다.

특히, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 탑승객이 차량으로부터 탈착 및 장착가능하여 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용가능하다. 이 때, 본 발명에서, 상술한 "탑승객 측"으로의 의미는 차량 외부에서 이용할 경우 냉난방 모듈(D)을 이용하는 "사용자 측"으로 해석될 수 있으며, 그 방향은 상기 제1벤트(760)를 통해 공기가 토출되는 측이다. 외부 활동 시, 차량 외부에서 공조가 필요한 경우, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 차량의 배터리(B) 또는 외부 전원을 이용하여 작동될 수 있다. 또한, 상기 냉난방 모듈(D)은 차량 실내에서 탈착이 가능한 다양한 위치에 장착될 수 있으며, 그 예로서, 글로브박스(Glove box), 콘솔박스(Console box), 뒷좌석과 뒷유리 사이의 공간, 및 차량 바닥부분 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되지 않고 본 발명의 냉난방 모듈(D)이 장착될 수 있는 공간을 형성할 수 있다면 더욱 다양한 위치에 장착될 수 있다. 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 차량의 메인제어시스템에 의해 제어될 수도 있고, 또, 이와는 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 본 발명의 냉난방 모듈(D)은 차량 실내 공조를 담당하는 경우 및 차량 외부에서 이용하는 경우 모두 차량 실내 공조를 제어하는 메인제어시스템과는 개별적으로 작동 가능하다.

아래에서, 상술한 바와 같은 냉난방 모듈(D)을 이용하여 차량 실내 공조를 담당하는 경우의 일 예를 설명한다. 도 14는 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)를 나타낸 개략도이고, 도 15는 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)의 냉난방 모듈(D) 배치를 나타낸 개략도이다. 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 냉난방 모듈(D), 배터리(B) 및 제어부(E)를 포함한다.

상기 냉난방 모듈(D)은 상술한 바와 같은 특징을 갖되, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 냉난방 모듈(D)이 복수개 구비될 수 있다. 특히, 상기 냉난방 모듈(D)은 차량 실내 좌석 하측에 각각 구비되어 직접적으로 냉각된 공기 또는 가열된 공기를 실내의 탑승객 측으로 공급할 수 있다. 상기 도 15는 상기 냉난방 모듈(D)이 총 4개로, 운전자가 착석하는 제1좌석(S1)에 구비되는 제1냉난방 모듈(D1), 자동차 폭방향으로 제1좌석(S1)에 이웃하게 위치되는 제2좌석(S2)에 구비되는 제2냉난방 모듈(D2), 자동차 길이방향으로 상기 제1좌석(S1)에 이웃하게 위치되는 제3좌석(S3)에 구비되는 제3냉난방 모듈(D3), 및 자동차 폭방향으로 상기 제3좌석(S3)에 이웃하게 위치되는 제4좌석(S4)의 하측에 구비되는 제4냉난방 모듈(D4)을 포함하는 예를 나타내었다.

상기 배터리(B)는 상기 냉난방 모듈(D)을 구동하는 구성으로서, 상기 압축기(100), 및 개폐수단(800)의 작동원이 된다.

상기 제어부(E)는 입력부(I)에 의한 사용자의 입력 및 차량 조건(온도센서(T)를 통해 측정된 온도, 및 배터리(B)의 충전량 등) 등을 고려하여 상기 냉난방 모듈(D)의 작동을 제어하는 부분이다.

한편, 도 16 및 도 17은 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000) 제어 방법 단계도이고, 도 18은 상기 도 16 및 도 17에 나타낸 차량용 공조장치(1000) 제어 방법의 일예를 나타낸 도면이다. 본 발명의 차량용 공조장치(1000) 제어 방법은 입력 단계(S10), 온도 확인 단계(S20), 및 모듈 작동 단계(S30)를 포함할 수 있다.

상기 입력 단계(S10)는 입력부(I)를 통해 목표온도가 입력되는 단계이다.

상기 온도 확인 단계(S20)는 온도센서(T)를 통해 측정된 측정온도와 상기 입력부(I)를 통해 입력된 목표온도 간 차가 특정온도 이상인지 확인하는 단계이다.

상기 모듈 작동 단계(S30)는 상기 제어부(E)가 상기 온도 확인 단계(S20)에서 측정온도와 목표온도 간 차가 특정온도 이상인 경우, 상기 제1냉난방 모듈(D1) 내지 제4냉난방 모듈(D4)을 작동하는 단계이다. 이 때, 상기 냉난방 모듈(D)은 복수개 구비되므로, 상기 특정온도가 낮은 값에서 높은 값으로 증가되는 제1온도 내지 제N온도이며, 상기 제1온도에서 제N온도로 증가될수록 상기 모듈 작동 단계(S30)에서 상기 제1냉난방 모듈(D1) 내지 제4냉난방 모듈(D4)의 작동 수가 증가된다. 즉, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)의 제어 방법은 측정온도와 목표온도 간 차가 클수록 작동되는 냉난방 모듈(D)의 개수가 증가됨으로써 차량 실내를 보다 빠르고 효과적으로 온도 조절할 수 있다. 또한, 상기 모듈 작동 단계(S30)는 상기 제1냉난방 모듈(D1), 제2냉난방 모듈(D2), 제3냉난방 모듈(D3), 및 제4냉난방 모듈(D4)의 순서로 작동한다. 예를 들어, 상기 제어부(E)가 상기 냉난방 모듈(D) 1개 작동이 필요하다고 판단되면 상기 제1냉난방 모듈(D1)이 작동되며, 2개 작동이 필요하다고 판단되면 상기 제1냉난방 모듈(D1) 및 제2냉난방 모듈(D2)이 작동되고, 3개 작동이 필요하다고 판단되면 상기 제1냉난방 모듈(D1) 내지 제3냉난방 모듈(D3)이 작동되며, 최대 작동이 필요하다고 판단되면 상기 제1냉난방 모듈(D1) 및 제4냉난방 모듈(D4)이 작동된다.(도 18 참조) 이 때, 상기 특정온도(제1온도 내지 제N온도)는 설정된 특정한 값이다.

도 19는 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000) 제어 방법 다른 단계도이고, 도 20은 상기 도 19에 나타낸 차량용 공조장치(1000)의 제어 방법의 일예를 나타낸 도면이다. 본 발명의 차량용 공조장치(1000) 제어 방법은 배터리 충전량 확인 단계(S40)를 더 포함할 수 있다.

상기 배터리 충전량 확인 단계(S40)는 배터리(B)의 충전량을 확인하는 단계이며, 상기 모듈 작동 단계(S30)에서, 상기 배터리 충전량 확인 단계(S40)를 통해 확인된 배터리(B) 충전량에 따라 제1냉난방 모듈(D1) 내지 제4냉난방 모듈(D4)의 작동 수가 조절된다.

이 때, 상기 차량용 공조장치(1000)는 상기 배터리 충전량 확인 단계(S40)에서 확인된 배터리(B)의 충전량이 적을수록 상기 제1냉난방 모듈(D1) 내지 제4냉난방 모듈(D4)의 작동 수가 감소된다.

즉, 본 발명의 차량용 공조장치(1000) 제어 방법은 상기 도 20에 도시한 바와 같이, 온도에 따라 냉난방 모듈(D)의 작동 수를 결정하되, 배터리(B) 충전량이 낮으면 작동되는 수를 조절하여 배터리(B)의 방전을 방지할 수 있는 장점이 있다. 도 20에서 상기 제1충전량 내지 제4충전량은 설정된 특정한 값이며, 상기 도 20에 도시한 예는 일예로서, 더욱 다양하게 제1냉난방 모듈(D1) 내지 제4냉난방 모듈(D4)의 작동은 조절될 수 있다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

D : 냉난방 모듈
(D1 : 제1냉난방 모듈 D2 : 제2냉난방 모듈
D3 : 제3냉난방 모듈 D4 : 제4냉난방 모듈)
100 : 압축기
200 : 응축기
300 : 팽창수단
400 : 증발기
500 : 제1송풍부
600 : 제2송풍부
700 : 토출덕트 710 : 외부몸체
711 : 제1공간부 712 : 제2공간부
720 : 제1격벽 721 : 제1연통공
722 : 제2연통공
730 : 제2격벽
740 : 제3격벽
751 : 제1-1유입부 752 : 제1-2유입부
753 : 제2-1유입부 754 : 제2-2유입부
760 : 제1벤트
770 : 제2벤트
780 : 밀착부
800 : 개폐수단
810 : 판부 820 : 제1개방공
830 : 제2개방공
900 : 베이스부 910 : 제1장착공
920 : 제2장착공
B : 배터리
I : 입력부
T : 온도센서F
E : 제어부
1000 : 차량용 공조장치
S1 : 제1좌석 S2 : 제2좌석
S3 : 제3좌석 S4 : 제4좌석

Claims

냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기;
상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;
상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단;
상기 팽창수단을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 증발기;
공기가 상기 증발기를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제1송풍부;
공기가 상기 응축기를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제2송풍부; 및
개폐수단에 의해 선택적으로 상기 제1송풍부 및 제2송풍부를 통해 공급되는 공기가 탑승객 측으로 이송되는 토출덕트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제1항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 상기 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기, 제1송풍부, 제2송풍부 및 토출덕트가 판형의 베이스부에 구비되며,
상기 베이스부에는 상기 증발기가 장착되고 상기 제1송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제1장착공 및 상기 응축기가 장착되고 상기 제2송풍부의 작동에 의해 공기가 유입되는 제2장착공이 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제2항에 있어서,
상기 토출덕트는,
외부몸체;
상기 외부몸체 내부를 상측영역 및 하측영역으로 구획하는 제1격벽;
상기 외부몸체의 길이방향으로 상기 제1격벽의 양측에 각각 상측영역과 하측영역을 연통하도록 중공되는 제1연통공 및 제2연통공;
상기 제1연통공 및 제2연통공 사이의 상기 상측영역을 상기 외부몸체의 길이방향으로 구획하여 그 내부에 제1공간부를 형성하며, 상기 제1공간부를 감싸는 "ㄷ"자 형태의 제2공간부를 형성하는 제2격벽 및 제3격벽;
상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제1송풍부의 토출측과 연결되어 냉각된 공기가 상기 제2격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제1-1유입부 및 제1-2유입부;
상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되며, 상기 제2송풍부의 토출측과 연결되어 가열된 공기가 상기 제3격벽에 의해 구획되는 제1공간부 및 제2공간부로 각각 유입되는 제2-1유입부 및 제2-2유입부;
상기 제1공간부로 유입된 공기가 탑승객 측으로 공급되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제1벤트;
상기 제2공간부로 유입된 공기가 배출되도록 상기 외부몸체의 일정 영역이 중공되는 제2벤트를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제3항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 상기 베이스부의 상측에 상기 토출덕트가 "ㄱ"자 형태로 절곡형성되며, 상기 토출덕트의 절곡된 내측에 인접하여 상기 압축기, 응축기, 팽창밸브, 및 증발기가 구비되고, 상기 토출덕트의 외측 면에 상기 제1벤트 및 제2벤트가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제3항에 있어서,
상기 개폐수단은 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 개방하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄하거나,
상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 개방하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제5항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 상기 상측영역에 상기 토출덕트의 길이방향으로 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부가 서로 인접하게 위치되며, 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부가 서로 인접하게 위치되고,
상기 개폐수단이 상기 토출덕트의 상측영역에 위치되는 판형태로 상기 토출덕트의 길이방향으로 이동되는 판부와, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제1-1유입부 또는 제1-2유입부를 개방하도록 중공되는 제1개방공과, 상기 판부의 일정 영역이 중공되어 상기 제2-1유입부 또는 제2-2유입부를 개방하도록 중공되는 제2개방공을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제6항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 상기 개폐수단의 판부 일면이 상기 토출덕트의 내벽에 밀착되고, 상기 계폐수단의 판부 타면이 밀착되도록 상기 제1격벽으로부터 연장되는 밀착부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제7항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은,
냉방 시 상기 개폐수단의 제1개방공이 상기 제1-1유입부를 개방하고 상기 제2개방공이 제2-2유입부를 개방하며 상기 판부가 상기 제1-2유입부 및 제2-1유입부를 폐쇄함에 따라 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 배출되며,
난방 시 상기 개폐수단의 판부가 상기 제1-1유입부 및 제2-2유입부를 폐쇄하고 상기 제1개방공이 상기 제1-2유입부를 개방하며 상기 제2개방공이 상기 제2-1유입부를 개방함에 따라 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제1-2유입부, 제2공간부 및 제2벤트를 통해 배출되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제2-1유입부, 제1공간부 및 제1벤트를 통해 탑승객 측으로 이송되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제1송풍부는 유입측이 상기 제1장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제1-1유입부 및 제1-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되며,
상기 제2송풍부는 유입측이 상기 제2장착공을 감싸도록 상기 베이스부에 고정되며 토출측이 상기 제2-1유입부 및 제2-2유입부를 감싸도록 상기 토출덕트에 고정되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제1항 내지 제9항 중 선택되는 어느 한 항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 차량으로부터 탈착 및 장착가능한 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
제10항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 독립적으로 제어가능한 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 장치.
제1항 내지 제9항 중 선택되는 어느 한 항에 의한 냉난방 모듈;
상기 냉난방 모듈을 구동하는 배터리; 및
제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제12항에 있어서,
상기 차량용 공조장치는 상기 냉난방 모듈이 복수개 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제13항에 있어서,
상기 냉난방 모듈은 운전자가 착석하는 제1좌석, 자동차 폭방향으로 제1좌석에 이웃하게 위치되는 제2좌석, 자동차 길이방향으로 상기 제1좌석에 이웃하게 위치되는 제3좌석, 및 자동차 폭방향으로 상기 제3좌석에 이웃하게 위치되는 제4좌석의 하측에 각각 구비되는 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제14항에 의한 차량용 공조장치 제어 방법에 있어서,
입력부를 통해 목표온도가 입력되는 입력 단계;
온도센서를 통해 측정된 측정온도와 상기 입력부를 통해 입력된 목표온도 간 차가 특정온도 이상인지 확인하는 온도 확인 단계;
상기 온도 확인 단계에서 측정온도와 목표온도 간 차가 특정온도 이상인 경우, 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈을 작동하는 모듈 작동 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 차량용 공조장치 제어 방법은 상기 특정온도가 낮은 값에서 높은 값으로 증가되는 제1온도 내지 제N온도이며,
상기 제1온도에서 제N온도로 증가될수록 상기 모듈 작동 단계에서 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈의 작동 수가 증가되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
제15항에 있어서,
상기 모듈 작동 단계는 상기 제1냉난방 모듈, 제2냉난방 모듈, 제3냉난방 모듈, 및 제4냉난방 모듈의 순서로 작동하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
제16항에 있어서,
상기 차량용 공조장치 제어 방법은 배터리의 충전량을 확인하는 배터리 충전량 확인 단계를 더 포함하고,
상기 모듈 작동 단계에서 확인된 배터리 충전량에 따라 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈의 작동 수가 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.
제17항에 있어서,
상기 차량용 공조장치는 상기 배터리 충전량 확인 단계에서 확인된 배터리의 충전량이 적을수록 상기 제1냉난방 모듈 내지 제4냉난방 모듈의 작동 수가 감소되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치 제어 방법.