KR20160144552A - 차량용 공조시스템 - Google Patents

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KR20160144552A
KR20160144552A KR1020150080681A KR20150080681A KR20160144552A KR 20160144552 A KR20160144552 A KR 20160144552A KR 1020150080681 A KR1020150080681 A KR 1020150080681A KR 20150080681 A KR20150080681 A KR 20150080681A KR 20160144552 A KR20160144552 A KR 20160144552A
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박준규
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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Abstract

냉방덕트가 구비되고, 냉방덕트의 일측에 냉방측유입구가 형성되며 냉방덕트의 타측에 냉방측 실내유출구 및 냉방측 실외유출구가 형성되고, 냉방덕트 내부에 증발기가 구비된 냉방모듈과 난방덕트가 구비되고, 난방덕트의 일측에 난방측유입구가 형성되며 난방덕트의 타측에 난방측 실내유출구 및 난방측 실외유출구가 형성되고, 난방덕트 내부에 응축기가 구비된 난방모듈 및 냉방덕트 또는 난방덕트 내부에 각각 마련된 냉방블로워 및 난방블로워를 포함하는 차량용 공조시스템이 소개된다.

Description

차량용 공조시스템 {AIR CONDITIONING SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치의 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 운행 환경에서 보다 효율적 공조를 위한 공조시스템의 구성에 관한 것이다.
자동차에는 실내를 냉, 난방하기 위한 공조시스템이 설치된다. 이러한 공조시스템은, 차량의 실내온도를 항상 쾌적하게 유지시키는 것이 중요한 과제로 되어 있다.
차량용 공조시스템 중 냉각기는 냉매를 압축하는 압축기, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 만드는 팽창밸브, 그리고 냉매의 증발 잠열을 이용하여 공기를 냉각하는 증발기 등을 구성요소로서 포함한다. 일반적으로 이러한 냉각 시스템은 공기의 온도를 낮추며 절대 습도를 조절한다.
난방은 엔진룸의 열을 식히기 위한 냉각수가 엔진의 열을 빼앗아 고온의 상 되었을 때 이것을 열원으로 사용하여 온풍 발생하기 위한 히터코어와 엔진의 냉각수를 공급하기 위한 펌프로 구성이 된다. 일반적으로 이러한 난방 시스템은 공기의 온도를 높히며 상대습도를 조절한다.
일반적인 기존의 공조시스템의 경우 냉기의 공급은 냉각기에서 온기의 공급은 엔진의 냉각수를 통하여 공급하였으나 운행되는 환경에 따라 구조의 변경이 필요할 수 있다. 특히 엔진의 냉각수가 없는 경우에는 기존의 공조시스템은 구성하기 어렵고 비효율적인 문제가 있었다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2007-0064937A
본 발명은 공조시스템의 온기 공급을 위한 새로운 열원을 제공하고 그에 최적화된 공조시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 냉방덕트가 구비되고, 냉방덕트의 일측에 냉방측유입구가 형성되며 냉방덕트의 타측에 냉방측 실내유출구 및 냉방측 실외유출구가 형성되고, 냉방덕트 내부에 증발기가 구비된 냉방모듈;과 난방덕트가 구비되고, 난방덕트의 일측에 난방측유입구가 형성되며 난방덕트의 타측에 난방측 실내유출구 및 난방측 실외유출구가 형성되고, 난방덕트 내부에 응축기가 구비된 난방모듈; 및 냉방덕트 또는 난방덕트 내부에 각각 마련된 냉방블로워 및 난방블로워;를 포함한다.
난방덕트 내부에 구비된 응축기와 냉방덕트 내부에 구비된 증발기는 하나의 냉매유로 상에 연결될 수 있다.
냉매유로 상에는 압축기, 팽창벨브가 함께 연결될 수 있다.
냉방덕트 및 난방덕트의 실내유출구와 실외유출구 사이에 각각 마련되어 공기의 외부 유출량을 조절하는 배기조절도어;를 포함할 수 있다.
냉방블로워는 토출측이 냉방덕트의 냉방측유입구에 연결되고, 유입측이 실내로 연통된 실내덕트와 연결될 수 있다.
실내덕트에는 내기가 유출되도록 냉방블로워와 연결된 내기유출홀이 형성되고, 내기유출홀에는 개폐도어가 마련되어 냉방블로워로 내기 또는 외기의 유입이 조절될 수 있다.
개폐도어는 회전축이 구비된 회전식 도어이며, 개폐도어의 회전에 따라 냉방블로워에 도입되는 내기 또는 외기의 양이 조절될 수 있다.
냉방블로워 및 난방블로워의 유입측과 연결되고, 상단에 개구부가 마련되어 차체의 상하방향으로 필터의 탈착이 가능한 필터하우징;이 구비될 수 있다.
필터하우징은 냉방블로워 또는 난방블로워의 공기 유입방향으로 통공될 수 있다.
냉방블로워 또는 난방블로워는 차량의 엔진룸에 위치되고, 냉방블로워 또는 난방블로워의 유입측 상부에는 유입측 방향으로 연장되어 이물질의 유입을 방지하는 후드가 마련될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 엔진의 냉각수의 공급이 없는 환경에서 에너지 효율이 높은 차량용 공조시스템을 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 사시도
도 2는 도 1에 도시된 차량용 공조시스템을 A-A선을 따라 절개한 단면도
도 3은 도 2에 도시된 차량용 공조시스템 B부분의 확대도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 최대냉방상태를 나타낸 도면
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 최대난방상태를 나타낸 도면
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모듈에 외기가 유입되는 도면
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모듈에 내기가 유입되는 도면
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모듈에 내기 및 외기가 유입되는 도면
도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 도면
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 개략도
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차량용 공조시스템을 A-A선을 따라 절개한 단면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 차량용 공조시스템 B부분의 확대도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 최대냉방상태를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 최대난방상태를 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모듈(100)에 외기가 유입되는 도면이며, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모듈(100)에 내기가 유입되는 도면이고, 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모듈에 내기 및 외기가 유입되는 도면이며, 도 9는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 도면이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 개략도이다.
도 1을 참고하면 본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 냉방덕트(101)가 구비되고, 냉방덕트(101)의 일측에 냉방측유입구(103)가 형성되며 냉방덕트(101)의 타측에 냉방측 실내유출구(105) 및 냉방측 실외유출구(107)가 형성되고, 냉방덕트(101) 내부에 증발기(111)가 구비된 냉방모듈(100);과 난방덕트(201)가 구비되고, 난방덕트(201)의 일측에 난방측유입구(203)가 형성되며 난방덕트(201)의 타측에 난방측 실내유출구(205) 및 난방측 실외유출구(207)가 형성되고, 난방덕트(201) 내부에 응축기(211)가 구비된 난방모듈(200); 및 냉방덕트(101) 또는 난방덕트(201) 내부에 각각 마련된 냉방블로워(109) 및 난방블로워(209);를 포함한다.
도 1 내지 2를 참고하여 살펴보면 냉방모듈(100)에는 냉방덕트(101)가 구비되고, 냉방덕트(101)의 일측에 냉방측유입구(103)가 형성되며 냉방덕트(101)의 타측에 냉방측 실내유출구(105) 및 냉방측 실외유출구(107)가 형성되고, 냉방덕트(101) 내부에 증발기(111)가 구비된다. 난방모듈(200)에는 난방덕트(201)가 구비되고, 난방덕트(201)의 일측에 난방측유입구(203)가 형성되며 난방덕트(201)의 타측에 난방측 실내유출구(205) 및 난방측 실외유출구(207)가 형성되고, 난방덕트(201) 내부에 응축기(211)가 구비된다. 냉방블로워(109) 및 난방블로워(209)는 냉방덕트(101) 또는 난방덕트(201) 내부에 각각 마련된다.
본발명은 공조시스템 내에서 냉방덕트(101)와 난방덕트(201)를 별도의 독립된 공간으로 마련하여 상호 공조공기 간의 간섭을 줄여 냉각된 공기가 재가열되거나, 가열된 공기가 재냉각되는 것을 방지하여 공조시스템의 효율을 개선시킬 수 있다. 또한 냉방덕트(101)와 난방덕트(201)에 각각 냉방블로워(109)와 난방블로워(209)를 별도로 마련함으로써 실내에 공급하는 공기의 풍량을 충분히 확보할 수 있다. 또한 냉방덕트(101) 또는 난방덕트(201)의 유출구를 실내유출구 및 실외유출구로 별도로 마련함으로써, 공조된 공기를 반드시 실내로만 공급하는 것이 아니라 경우에 따라 실외로 배출할 수도 있는 장점이 있다.
난방덕트(201) 내부에 구비된 응축기(211)와 냉방덕트(101) 내부에 구비된 증발기(111)는 하나의 냉매유로 상에 연결될 수 있다. 냉매유로 상에는 압축기(215), 팽창밸브(115)가 함께 연결될 수 있다.
도 10을 참고하여 살펴보면 본 발명은 하나의 냉각라인 상에 팽창밸브(115), 증발기(111), 압축기(215), 응축기(211)를 모두 배치함으로써 압축기(215)를 통과한 고온고압의 냉매를 열원으로 사용하게 된다. 즉 기존의 차량용 공조시스템 중에서 냉각시스템만을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 할 수 있는 효과가 있다. 이는 엔진 냉각수 등의 열원을 확보할 수 없는 경우 유용하게 사용될 수 있다. 또한 본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 난방을 위한 별도의 히팅라인 및 워터펌프가 필요없어 구조가 단순화되고, 냉매의 냉각영역이 확장되어 공조시스템의 효율이 개선되는 효과가 있다.
본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 공조를 시작함과 동시에 증발기(111) 및 응축기(211)는 항시 가동을 하게 된다. 이 경우 증발기(111)와 응축기(211)로의 냉매공급을 선택적으로 공급하기 위한 3-WAY VALVE 등의 구성요소가 필요없어 구조가 단순화되는 효과가 있다. 즉 난방 열원의 확보 및 냉방의 효율 상승의 효과를 동시에 얻을 수 있게 된다.
냉방덕트(101) 및 난방덕트(201)의 실내유출구와 실외유출구 사이에 각각 마련되어 공기의 외부 유출량을 조절하는 배기조절도어(113, 213);를 포함할 수 있다.
도 2 내지 5를 참고하여 살펴보면, 본 발명은 배기조절도어(113, 213)를 통하여 공조된 공기의 실내공급 또는 실외배기 여부를 조절할 수 있게 된다. 배기조절도어(113, 213)를 조절하여 냉방모듈(100) 또는 난방모듈(200)에 의해 공조된 공기의 혼합배율을 조절함으로써 정밀한 실내 공조가 가능하게 된다. 도 4와 같이 최대냉각모드에서는 냉방덕트(101) 상의 배기조절도어(113)는 냉방측 실외유출구(107)를 막아 냉각된 공기가 실내로 공급될 수 있도록 하며, 난방덕트(201) 상의 배기조절도어(213)는 난방측 실내유출구(205)를 막아 난방된 공기가 실외로 배기될 수 있도록 한다. 도 5와 같이 최대난방모드에서는 난방덕트(201) 상의 배기조절도어(213)는 난방측 실외유출구(207)를 막아 난방된 공기가 실내로 공급될 수 있도록하며, 냉방덕트(101) 상의 배기조절도어(113)는 냉방측 실내유출구(105)를 막아 냉방된 공기가 실외로 배기될 수 있도록 한다.
냉방블로워(109)는 토출측이 냉방덕트(101)의 냉방측유입구(103)에 연결되고, 유입측이 실내로 연통된 순환덕트(300)와 연결될 수 있다. 순환덕트(300)에는 내기가 유출되도록 냉방블로워(109)와 연결된 내기유출홀(303)이 형성되고, 내기유출홀(303)에는 개폐도어(301)가 마련되어 냉방블로워(109)로 내기 또는 외기의 유입이 조절될 수 있다. 개폐도어(301)는 회전축이 구비된 회전식 도어이며, 개폐도어(301)의 회전에 따라 냉방블로워(109)에 도입되는 내기 또는 외기의 양이 조절될 수 있다.
순환덕트(300)는 실내공기를 흡입하여 냉방블로워(109)로 공급한다. 개폐도어(301)는 내기유출홀(303)에 마련되어 냉방블로워(109)에 공급되는 내기 또는 외기를 조절한다.
도 6 내지 8을 참고하여 살펴보면, 냉방블로워(109)는 실외의 공기를 유입하여 냉방모듈(100)에 의해 냉각된 공기를 실내로 공급할 수도 있고 실내의 공기를 순환덕트(300)를 통하여 공급받아 냉방모듈(100)을 통해 냉각 후 다시 실내로 공급할 수도 있다. 도 6에 도시된 것과 같이 개폐도어(301)가 위치하는 경우 실내공기의 냉방블로워(109)로의 유입은 차단하고 실외공기만을 냉방블로워(109)에 공급한다. 도 7에 도시된 것과 같이 개폐도어(301)가 위치하는 경우 실외공기의 냉방블로워(109)로의 유입은 차단하고 실내공기만을 냉방블로워(109)에 공급한다. 도 8에 도시된 것과 같이 개폐도어(301)가 위치하는 경우 실내공기 및 실외공기를 모두 냉방블로워(109)로에 공급한다. 냉방모듈 가동시 냉각된 실외공기를 공급하여 기존의 실내공기와 대류시켜 공조할 수도 있으나, 실내의 공기자체를 순환덕트(300)를 통하여 다시 냉방블로워(109)에 공급하여 냉방모듈(100)을 통해 실내공기 냉각시키면 빠르게 공조할 수 있는 효과가 있다.
냉방블로워(109) 및 난방블로워(209)의 유입측과 연결되고, 상단에 개구부가 마련되어 차체의 상하방향으로 필터의 탈착이 가능한 필터하우징(400);이 구비될 수 있다. 필터하우징(400)은 냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)의 공기 유입방향으로 통공될 수 있다.
도 9를 참고하여 살펴보면, 필터 장착을 위한 필터하우징(400)의 개구부를 상단에 마련하고 차체의 상하방향으로 필터의 탈착이 가능하도록 함으로써, 필터의 교환시 별도의 부품의 분해 없이도 가능하도록하여 차량정비가 용이해지는 효과가 있다. 필터하우징(400)이 냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)의 공기 유입방향으로 통공되어 있어 블로워의 공기흡입을 방해하지 않으면서 필터가 가려지는 면적을 최소화하여 필터의 성능이 저하되지 않도록 하는 효과가 있다.
냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)는 차량의 엔진룸에 위치되고, 냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)의 유입측 상부에는 유입측 방향으로 연장되어 이물질의 유입을 방지하는 후드(401)가 마련될 수 있다.
도 9를 참고하여 살펴보면, 정비의 용이성을 위하여 냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)를 차량의 엔진룸에 배치하는 경우 우천 폭설 등의 기상변동상황이나 세차 등의 특수상황에서 이물질이 냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)에 유입되어 오작동 또는 고장을 유발할 수 있다. 이를 방지하기 위한 장치가 필요하나 공기의 흡입을 막아서는 안되므로 냉방블로워(109) 또는 난방블로워(209)의 상부에 후드(401)를 설치하여 이물질의 유입을 예방할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100 : 냉방모듈 200 : 난방모듈
300 : 순환덕트 400 : 필터하우징

Claims (10)

  1. 냉방덕트가 구비되고, 냉방덕트의 일측에 냉방측유입구가 형성되며 냉방덕트의 타측에 냉방측 실내유출구 및 냉방측 실외유출구가 형성되고, 냉방덕트 내부에 증발기가 구비된 냉방모듈;
    난방덕트가 구비되고, 난방덕트의 일측에 난방측유입구가 형성되며 난방덕트의 타측에 난방측 실내유출구 및 난방측 실외유출구가 형성되고, 난방덕트 내부에 응축기가 구비된 난방모듈; 및
    냉방덕트 또는 난방덕트 내부에 각각 마련된 냉방블로워 및 난방블로워;를 포함하는 차량용 공조시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    난방덕트 내부에 구비된 응축기와 냉방덕트 내부에 구비된 증발기는 하나의 냉매유로 상에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  3. 청구항 2에 있어서,
    냉매유로 상에는 압축기, 팽창밸브가 함께 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    냉방덕트 및 난방덕트의 실내유출구와 실외유출구 사이에 각각 마련되어 공기의 외부 유출량을 조절하는 배기조절도어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  5. 청구항 1에 있어서,
    냉방블로워는 토출측이 냉방덕트의 냉방측유입구에 연결되고, 유입측이 실내로 연통된 순환덕트와 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  6. 청구항 5에 있어서,
    순환덕트에는 내기가 유출되도록 냉방블로워와 연결된 내기유출홀이 형성되고, 내기유출홀에는 개폐도어가 마련되어 냉방블로워로 내기 또는 외기의 유입이 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    개폐도어는 회전축이 구비된 회전식 도어이며, 개폐도어의 회전에 따라 냉방블로워에 도입되는 내기 또는 외기의 양이 조절되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    냉방블로워 및 난방블로워의 유입측과 연결되고, 상단에 개구부가 마련되어 차체의 상하방향으로 필터의 탈착이 가능한 필터하우징;이 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    필터하우징은 냉방블로워 또는 난방블로워의 공기 유입방향으로 통공된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    냉방블로워 또는 난방블로워는 차량의 엔진룸에 위치되고, 냉방블로워 또는 난방블로워의 유입측 상부에는 유입측 방향으로 연장되어 이물질의 유입을 방지하는 후드;가 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
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