KR20170057949A - 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치 - Google Patents

풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20170057949A
KR20170057949A KR1020150161482A KR20150161482A KR20170057949A KR 20170057949 A KR20170057949 A KR 20170057949A KR 1020150161482 A KR1020150161482 A KR 1020150161482A KR 20150161482 A KR20150161482 A KR 20150161482A KR 20170057949 A KR20170057949 A KR 20170057949A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat pump
air conditioning
pressure
wind power
Prior art date
Application number
KR1020150161482A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101754497B1 (ko
Inventor
김홍운
Original Assignee
김홍운
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 김홍운 filed Critical 김홍운
Priority to KR1020150161482A priority Critical patent/KR101754497B1/ko
Publication of KR20170057949A publication Critical patent/KR20170057949A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101754497B1 publication Critical patent/KR101754497B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00357—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles
    • B60H1/00385—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell
    • B60H1/004—Air-conditioning arrangements specially adapted for particular vehicles for vehicles having an electrical drive, e.g. hybrid or fuel cell for vehicles having a combustion engine and electric drive means, e.g. hybrid electric vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/0065—Control members, e.g. levers or knobs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L8/00—Electric propulsion with power supply from forces of nature, e.g. sun or wind
    • B60L8/006—Converting flow of air into electric energy, e.g. by using wind turbines
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91—Electric vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주배터리로 구동되는 전기자동차의 주행풍을 이용한 풍력발전으로 전력을 생산하고, 생산된 전력을 보조배터리에 저장하며, 보조배터리에 저장된 전력으로 공기조화부를 작동시켜 도로주행에 필요한 에너지와 별도로 공기조화에 필요한 에너지를 자체적으로 생산하여 이용함으로써 전기자동차의 주행거리를 연장시킬 수 있고, 공기조화부로 히트펌프를 이용하여 하나의 장치로 난방 및 냉방이 가능한 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는, 주배터리로 구동되는 전기자동차에 사용되는 공기조화장치에 있어서, 차량의 주행풍에 의해 회전팬이 회전되며 전력을 생산하는 풍력발전부와; 상기 풍력발전부에서 생산된 전력을 저장하는 보조배터리가 구비된 보조전력부와; 상기 보조전력부로부터 전력을 공급받아 작동되며 차내의 온도를 조절하는 공기조화부를; 포함하되, 상기 공기조화부는, 차내의 온도를 외기보다 낮게 유지할 수 있는 냉방모드와 차내의 온도를 외기보다 높게 유지할 수 있는 난방모드를 단일의 장치로 수행하는 히트펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치{HEAT PUMP TYPE AIR CONDITIONING DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE USING WIND POWER GENERATOR}
본 발명은 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 주배터리로 구동되는 전기자동차의 주행풍을 이용한 풍력발전으로 전력을 생산하고, 생산된 전력을 보조배터리에 저장하며, 보조배터리에 저장된 전력으로 공기조화부를 작동시켜 도로주행에 필요한 에너지와 별도로 공기조화에 필요한 에너지를 자체적으로 생산하여 이용함으로써 전기자동차의 주행거리를 연장시킬 수 있고, 공기조화부로 히트펌프를 이용하여 하나의 장치로 난방 및 냉방이 가능한 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치에 관한 것이다.
현재 자동차 업계에서는 연료절감 및 대기환경 보호차원에서 엔진자동차에서 전기자동차로 트렌드가 이동하고 있으며 전기자동차 개발에 박차를 가하고 있는 상황이다.
그러나 기존 전기자동차의 경우 주배터리 1개로 도로주행 및 공기조화장치(에어컨 등)를 구동해야 하는 어려움이 있다.
즉, 주배터리만으로 도로주행 및 공기조화장치를 구동하는 기존의 시스템은 결국 주배터리의 사용시간 단축을 야기하고 결과적으로 빠른 방전과 주행거리의 단축으로 인해 공기조화장치 가동이 용이하지 못한 문제점이 있었고, 주배터리의 충전에는 상당한 시간이 소요되기 때문에 주행거리를 우선시하게 될 경우 공기조화장치의 구동을 멈추는 선택을 할 수 밖에 없는 구조라는 한계가 있었다.
한편, 종래기술로 등록특허공보 제10-0371218호(공고일자: 2003.02.07.)에 "차량 질주시 발생되는 풍력을 이용한 발전장치"가 제안된 바 있으나, 상기의 종래기술은 일반적인 차량에 풍력발전장치를 설치하되 임펠러를 어떠한 방식으로 설치하여 풍력발전효율을 높일 수 있을지에 초점이 맞춰진 기술로서, 차량 중 특정 분야인 전기자동차에 어떠한 방식으로 풍력발전장치를 적용하는 경우 현저한 효과를 얻을 수 있을지에 안은 제시해주지 못한 한계가 있었다.
또한, 엔진을 이용한 차량의 경우 냉방과 별도로 난방에는 엔진열을 이용하나, 전기자동차에서는 엔진열을 이용할 수 없어 전기자동차의 경우에는 난방에 별도의 공기조화장치를 설치해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 풍력을 이용하여 도로주행에 필요한 에너지와 별도로 공기조화에 필요한 에너지를 자체적으로 생산하여 이용함으로써 전기자동차의 주행거리를 연장시킬 수 있고, 공기조화부로 히트펌프를 이용하여 하나의 장치로 난방 및 냉방이 가능한 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치를 제공하는 데에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는, 주배터리로 구동되는 전기자동차에 사용되는 공기조화장치에 있어서, 차량의 주행풍에 의해 회전팬이 회전되며 전력을 생산하는 풍력발전부와; 상기 풍력발전부에서 생산된 전력을 저장하는 보조배터리가 구비된 보조전력부와; 상기 보조전력부로부터 전력을 공급받아 작동되며 차내의 온도를 조절하는 공기조화부를; 포함하되, 상기 공기조화부는, 차내의 온도를 외기보다 낮게 유지할 수 있는 냉방모드와 차내의 온도를 외기보다 높게 유지할 수 있는 난방모드를 단일의 장치로 수행하는 히트펌프로 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는, 상기 히트펌프는, 압축기의 출구에 4방향밸브의 일측이 결합되고, 그 4방향밸브의 다른 일측에 실내열교환기가 연결되며, 그 실내열교환기에 이어 팽창밸브가 연결되고, 그 팽창밸브에 이어 수액기가 연결되며, 그 수액기에 이어 실외열교환기가 연결되고, 그 실외열교환기에 상기 4방향밸브의 또 다른 일측이 결합되어, 상기 4방향밸브의 방향을 변환시키면서 난방모드와 냉방모드로 각각 사이클을 형성하며 냉매가 순환되되, 상기 히트펌프는, 냉매가 저장되어 있는 냉매저장탱크와, 특정지점에서의 냉매의 압력을 측정하는 압력계를 더 포함하여 구성되고, 상기 압력계에 측정된 냉매의 압력과 압력이 측정된 그 특정지점에서의 설정된 압력을 비교하여 상기 냉매저장탱크와 상기 특정지점 사이에 냉매의 유출입을 제어하는 공조제어부를; 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는, 상기 압력계는 상기 압축기의 출구와 상기 4방향밸브의 일측 사이인 제1특정지점의 압력을 측정하는 제1압력계와, 상기 팽창밸브와 상기 실외열교환기 사이인 제2특정지점의 압력을 측정하는 제2압력계를 포함하여 구성되고, 상기 냉매저장탱크는 상기 제1특정지점과 냉매공급유로로 연결되고, 상기 제2특정지점과 냉매추출유로로 연결되며, 상기 공조제어부는, 상기 제1압력계 또는 상기 제2압력계에 설정된 압력보다 낮은 압력이 측정되는 경우 상기 냉매공급유로를 통해 상기 냉매저장탱크에 저장된 냉매를 상기 제1특정지점으로 공급하도록 제어하고, 상기 제1압력계 또는 상기 제2압력계에 설정된 압력보다 높은 압력이 측정되는 경우 상기 냉매추출유로를 통해 상기 제2특정지점으로부터 냉매를 추출하여 추출된 냉매가 상기 냉매저장탱크에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는, 상기 실외열교환기는, 내부로 냉매가 흐르며 주변과 열교환이 이루어지는 응축코일과, 상기 응축코일을 밀폐되게 감싸되 내부로 2차냉매가 충진된 응축하우징을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 상기 실외열교환기는, 상기 응축하우징의 외부에 부착되어 상기 2차냉매의 열이 전도되는 냉각코일과, 상기 냉각코일에 바람을 송풍하는 냉각팬을 더 포함하여 구성되고, 상기 공조제어부는, 난방모드에서는 상기 냉각팬의 작동을 정지시키고 냉방모드에서는 상기 냉각팬이 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기 조화 장치는 주배터리로 구동되는 전기자동차의 주행풍을 이용한 풍력발전으로 전력을 생산하고, 생산된 전력을 보조배터리에 저장하며, 보조배터리에 저장된 전력으로 공기조화부를 작동시켜 도로주행에 필요한 에너지와 별도로 공기조화에 필요한 에너지를 자체적으로 생산하여 이용함으로써 전기자동차의 주행거리를 연장시킬 수 있는 장점이 있고, 공기조화부로 히트펌프를 이용하여 하나의 장치로 난방 및 냉방이 가능한 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기 조화 장치는 사이클 내부의 냉매압력을 체크하고 체크된 압력에 따라 냉매를 공급 및 추출함으로써 히트펌프의 효율을 높일 수 있고, 실외열교환기에 2차냉매가 충진된 응축하우징을 구비하여 기존 히트펌프의 문제점인 난방모드에서 응축코일에 결로가 발생되는 문제점을 해결할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치의 구성도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력발전부 및 보조전력부의 개념도
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치의 배치도
이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 [발명의 명칭]을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 풍력발전부 및 보조전력부의 개념도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차의 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치의 배치도이다.
도 1 내지 도 3을 살펴보면, 본 발명의 일실시예에 따른 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는 주배터리(1a)로 구동모터(1b)를 회전시켜 주행하는 전기자동차(1)에 사용되는 공기조화장치에 관한 것으로, 풍력발전부(10)와, 보조전력부(20)와, 공기조화부(30)와, 공조제어부(40)를 포함하여 구성된다.
상기 풍력발전부(10)는 전기자동차(1)의 주행에 따른 주행풍에 의해 회전팬(11)이 회전되며 상기 회전팬(11)에 연결된 발전기(12)로부터 전력을 생산하는 구성이다.
상기 풍력발전부(10)에 대한 구체적인 구성은 배경기술에서 언급한 등록특허공보 제10-0371218호(공고일자: 2003.02.07.) 등 다수의 공개특허가 존재하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다.
상기 보조전력부(20)는 상기 풍력발전부(10)에서 생산된 교류전력을 직류전력으로 변환하는 AC-DC 컨버터(21)와, 상기 AC-DC 컨버터(21)에서 변환된 직류전력을 저장하는 보조배터리(22)를 포함하여 구성된다.
즉, 전기자동차(1)의 주행에 이용되는 주배터리(1a)와 별도로 상기 보조배터리(22)를 구비하고, 상기 보조배터리(22)에 저장된 전력은 공기조화부(30)의 작동에 이용하는 것이다.
따라서, 본 발명에 따른 전기자동차(1)는 도로주행에 필요한 에너지와 별도로 공기조화에 필요한 에너지를 상기 풍력발전부(10)자체적으로 생산하고, 생산된 전력을 상기 보조전력부(20)에 저장하여 공기조화부(30)의 작동에 이용함으로써 주배터리만(1a)으로 도로주행 및 공기조화장치를 구동하는 기존의 시스템에 비하여 전기자동차(1)의 주행거리를 연장시킬 수 있게 되는 것이다.
상기 공기조화부(30)는 상기 보조전력부(20)로부터 전력을 공급받아 작동되며 차내의 온도를 조절하는 공기조화부(30)는 구성으로 본 발명의 일실시예에서는 히트펌프(30a)로 이루어진다.
상기 히트펌프(30a)는 차내의 온도를 외기보다 낮게 유지할 수 있는 냉방모드와 차내의 온도를 외기보다 높게 유지할 수 있는 난방모드를 단일의 장치로 수행할 수 있는 구성으로, 본 발명의 일실시예에서는 압축기(31)와, 4방향밸브(32)와, 실내열교환기(33)와, 팽창밸브(34)와, 수액기(35)와, 실외열교환기(36)와, 냉매저장탱크(37)와, 압력계(38)를 포함하여 구성된다.
본 발명의 일실시예에서의 상기 히트펌프(30a)는 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(31)의 출구에 4방향밸브(32)의 일측이 결합되고, 그 4방향밸브(32)의 다른 일측에 실내열교환기(33)가 연결되며, 그 실내열교환기(33)에 이어 팽창밸브(34)가 연결되고, 그 팽창밸브(34)에 이어 수액기(35)가 연결되며, 그 수액기(35)에 이어 실외열교환기(36)가 연결되고, 그 실외열교환기에 상기 4방향밸브(32)의 또 다른 일측이 결합되어, 상기 4방향밸브(32)의 방향을 변환시키면서 난방모드와 냉방모드로 각각 사이클을 형성하며 냉매가 순환되도록 구성된다.
즉, 상기 히트펌프(30a)가 냉방모드일 경우에는 상기 실내열교환기(33)가 증발기(evaporator)의 역할을 하게 되는 반면에 난방모드중일 경우에는 상기 실내열교환기(33)는 응축기(condenser)의 역할을 하게 되는 것이다.
물론, 이때의 상기 실외열교환기(36)는 냉방모드일 경우 응축기(condenser)의 역할을 하게 되는 반면에 난방중일 경우 증발기(evaporator)의 역할을 하게 된다.
여기서, 상기 히트펌프(30a)가 난방모드로 작동되는 경우에 대한 냉매의 흐름은 상기 압축기(31)의 작동에 따라 냉매가 압축기(31) - 4방향밸브(32) - 실내열교환기(33, 응축기) - 수액기(35) - 팽창밸브(34) - 실외열교환기(5,증발기) - 4방향밸브(32) - 압축기(31)의 순서를 거치면서 진행된다.
즉, 상기 압축기(31)로 냉매가 유입되어 압축된 고온 및 고압의 냉매는 상기 실내열교환기(33)로 유입되어 액상 및 기상의 2상 상태로 변하고, 차내의 공기와 계속적인 열교환에 의해서 상기 실내열교환기(33)의 출구측에서는 상기 냉매가 액상으로 변한다.
그리고 상기 실내열교환기(33)로부터 응축된 액상의 냉매는 상기 수액기(35)로 유입되고 상기 팽창밸브(34)를 통과하면서 압력과 온도가 급격히 하강하여 액체 및 기체의 2상의 냉매로 변화되어 상기 실외열교환기(36)로 유입된다.
상기 실외열교환기(36)로 유입된 2상 상태의 냉매는 실외 공기와의 열교환을 실시하면서 기상 상태의 냉매 가스로 증발되고, 다시 상기 4방향밸브(32)를 거쳐 상기 압축기(1)로 유입됨으로써 싸이클을 반복한다.
한편, 상기 히트펌프(30a)가 냉방모드로 작동되는 경우에 대한 냉매의 흐름은 상기 압축기(31)의 작동에 따라 냉매가 압축기(31) - 4방향밸브(32) - 실외열교환기(36, 응축기) - 수액기(35) - 팽창밸브(34) - 실내열교환기(33, 증발기) - 4방향밸브(32) - 압축기(31)의 순서를 거치면서 진행된다.
본 발명의 일실시예에서 상기 실외열교환기(36)는 2개(36, 36')로 구성되는데, 각각은 내부로 냉매가 흐르며 주변과 열교환이 이루어지는 응축코일(361)과, 상기 응축코일(361)을 밀폐되게 감싸되 내부로 2차냉매가 충진된 응축하우징(362)과, 상기 응축하우징(362)의 외부에 부착되어 2차냉매의 열이 전도되는 냉각코일(363)과, 상기 냉각코일(363)에 바람을 송풍하는 냉각팬(364)을 포함하여 구성된다.
상기 응축하우징(362)의 밀폐된 내부에 2차냉매가 충진됨으로써 상기 히트펌프(30a)가 난방모드로 작동되는 경우라도 상기 응축코일(361)에는 결로가 발생되지 않게 되어 상기 히트펌프(30a)의 성능을 높일 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 히트펌프(30a)가 냉방모드로 작동되는 경우에는 공조제어부(40)의 제어에 의해 상기 냉각팬(364)이 작동되며 상기 응축하우징(362)에 충진된 2차냉매를 식혀줄 수 있게 되어 상기 히트펌프(30a)의 성능을 높일 수 있게 되는 것이다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 상기 히트펌프(30a)는 냉매가 저장되어 있는 냉매저장탱크(37)와, 특정지점(P1, P2)에서의 냉매의 압력을 측정하는 압력계(38)를 더 포함하여 구성된다.
상기 냉매저장탱크(37)는 상기 제1특정지점(P1)과 냉매공급유로(L1)로 연결되고, 상기 제2특정지점(P2)과 냉매추출유로(L2)로 연결되는데, 상기 냉매공급유로(L1)에는 제1솔레노이드밸브(SV1)가 설치되고, 상기 냉매추출유로(L2)에는 제2솔레노이드밸브(SV2)가 설치된다.
한편, 상기 압력계(38)는 상기 압축기(31)의 출구와 상기 4방향밸브(32)의 일측 사이인 제1특정지점(P1)의 압력을 측정하는 제1압력계(381)와, 상기 팽창밸브(34)와 상기 실외열교환기(36) 사이인 제2특정지점(P2)의 압력을 측정하는 제2압력계(382)를 포함하여 구성된다.
상기 공조제어부(40)는 상기 압력계(38)에 측정된 냉매의 압력과 압력이 측정된 그 특정지점(P1, P2)에서의 설정된 압력을 비교하여 상기 냉매저장탱크(27)와 상기 특정지점(P1, P2) 사이에 냉매의 유출입을 제어하는 구성이다.
보다 구체적으로 설명하자면, 상기 공조제어부(40)는 상기 제1압력계(381) 또는 상기 제2압력계(382)에 설정된 압력보다 낮은 압력이 측정되는 경우 상기 냉매공급유로(L1)를 통해 상기 냉매저장탱크(37)에 저장된 냉매를 상기 제1특정지점(P1)으로 공급하도록 상기 제1솔레노이브밸브(SV1)를 개방한다.
한편, 상기 공조제어부(40)는 상기 제1압력계(381) 또는 상기 제2압력계(382)에 설정된 압력보다 높은 압력이 측정되는 경우 상기 냉매추출유로(L2)를 통해 상기 제2특정지점(P2)으로부터 냉매를 추출하여 추출된 냉매가 상기 냉매저장탱크(37)에 저장되도록 상기 제2솔레노이드밸브(SV2)를 개방한다.
상기와 같은 냉매저장탱크(37), 압력계(38) 및 공조제어부(40)의 유기적인 결합관계에 의하여 사이클 내의 압력 변화에 따라 냉매를 자동으로 공급 및 추출할 수 있게 되어 히트펌프의 효율을 높일 수 있게 되는 것이다.
한편, 상기 공조제어부(40)는 난방모드에서는 상기 냉각팬(364)의 작동을 정지시키고 냉방모드에서는 상기 냉각팬(364)이 작동되도록 제어하는데, 이는 전술한 바와 같이 상기 히트펌프(30a)가 냉방모드로 작동되는 경우에는 상기 냉각팬(364)이 작동되며 상기 응축하우징(362)에 충진된 2차냉매를 식혀줌으로써 상기 히트펌프(30a)의 성능을 높이기 위함이다.
앞에서 설명되고 도면에서 도시된 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.
1 전기자동차
1a 주배터리
1b 구동모터
10 풍력발전부
11 회전팬
12 발전기
20 보조전력부
21 AC-DC 컨버터
22 보조배터리
30 공기조화부
30a 히트펌프
31 압축기
32 4방향밸브
33 실내열교환기
34 팽창밸브
35 수액기
36 실외열교환기
361 응축코일
362 응축하우징
363 냉각코일
364 냉각팬
37 냉매저장탱크
L1 냉매공급유로
L2 냉매추출유로
38 압력계
381 제1압력계
382 제2압력계
40 공조제어부

Claims (5)

  1. 주배터리로 구동되는 전기자동차에 사용되는 공기조화장치에 있어서,
    차량의 주행풍에 의해 회전팬이 회전되며 전력을 생산하는 풍력발전부와;
    상기 풍력발전부에서 생산된 전력을 저장하는 보조배터리가 구비된 보조전력부와;
    상기 보조전력부로부터 전력을 공급받아 작동되며 차내의 온도를 조절하는 공기조화부를; 포함하되,
    상기 공기조화부는, 차내의 온도를 외기보다 낮게 유지할 수 있는 냉방모드와 차내의 온도를 외기보다 높게 유지할 수 있는 난방모드를 단일의 장치로 수행하는 히트펌프로 이루어진 것을 특징으로 하는 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 히트펌프는, 압축기의 출구에 4방향밸브의 일측이 결합되고, 그 4방향밸브의 다른 일측에 실내열교환기가 연결되며, 그 실내열교환기에 이어 팽창밸브가 연결되고, 그 팽창밸브에 이어 수액기가 연결되며, 그 수액기에 이어 실외열교환기가 연결되고, 그 실외열교환기에 상기 4방향밸브의 또 다른 일측이 결합되어, 상기 4방향밸브의 방향을 변환시키면서 난방모드와 냉방모드로 각각 사이클을 형성하며 냉매가 순환되되,
    상기 히트펌프는, 냉매가 저장되어 있는 냉매저장탱크와, 특정지점에서의 냉매의 압력을 측정하는 압력계를 더 포함하여 구성되고,
    상기 압력계에 측정된 냉매의 압력과 압력이 측정된 그 특정지점에서의 설정된 압력을 비교하여 상기 냉매저장탱크와 상기 특정지점 사이에 냉매의 유출입을 제어하는 공조제어부를; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 압력계는 상기 압축기의 출구와 상기 4방향밸브의 일측 사이인 제1특정지점의 압력을 측정하는 제1압력계와, 상기 팽창밸브와 상기 실외열교환기 사이인 제2특정지점의 압력을 측정하는 제2압력계를 포함하여 구성되고,
    상기 냉매저장탱크는 상기 제1특정지점과 냉매공급유로로 연결되고, 상기 제2특정지점과 냉매추출유로로 연결되며,
    상기 공조제어부는, 상기 제1압력계 또는 상기 제2압력계에 설정된 압력보다 낮은 압력이 측정되는 경우 상기 냉매공급유로를 통해 상기 냉매저장탱크에 저장된 냉매를 상기 제1특정지점으로 공급하도록 제어하고, 상기 제1압력계 또는 상기 제2압력계에 설정된 압력보다 높은 압력이 측정되는 경우 상기 냉매추출유로를 통해 상기 제2특정지점으로부터 냉매를 추출하여 추출된 냉매가 상기 냉매저장탱크에 저장되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 실외열교환기는, 내부로 냉매가 흐르며 주변과 열교환이 이루어지는 응축코일과, 상기 응축코일을 밀폐되게 감싸되 내부로 2차냉매가 충진된 응축하우징을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 실외열교환기는, 상기 응축하우징의 외부에 부착되어 상기 2차냉매의 열이 전도되는 냉각코일과, 상기 냉각코일에 바람을 송풍하는 냉각팬을 더 포함하여 구성되고,
    상기 공조제어부는, 난방모드에서는 상기 냉각팬의 작동을 정지시키고 냉방모드에서는 상기 냉각팬이 작동되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치.
KR1020150161482A 2015-11-18 2015-11-18 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치 KR101754497B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150161482A KR101754497B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150161482A KR101754497B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170057949A true KR20170057949A (ko) 2017-05-26
KR101754497B1 KR101754497B1 (ko) 2017-07-06

Family

ID=59051871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150161482A KR101754497B1 (ko) 2015-11-18 2015-11-18 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101754497B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200491630Y1 (ko) * 2019-08-22 2020-05-12 장찬기 철도차량용 냉방시스템
KR102477549B1 (ko) * 2020-12-17 2022-12-14 김기섭 전기차량에서 풍력을 이용한 보조 충전 및 엔진과 배터리 냉각장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006290042A (ja) * 2005-04-06 2006-10-26 Calsonic Kansei Corp 車両用空調装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR101754497B1 (ko) 2017-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105216584B (zh) 闪蒸过冷补气的电动汽车废热回收热泵式综合热管理系统
EP2678175B1 (en) Vehicle cooling system
US20140326010A1 (en) Cooling device
CN103370583B (zh) 冷却装置
US9237678B2 (en) Cooling device that uses three fluids to cool electronics
CN103476612B (zh) 冷却设备
EP2897824B1 (en) Electrical transport refrigeration system
US9458756B2 (en) Cooling device for electric equipment
JP2011084102A (ja) 車両用冷却装置
US20140075981A1 (en) Cooling apparatus
CN104501445B (zh) 一种电动车废热利用变频热泵空调系统及其方法
CN105980795A (zh) 用于制冷系统的电机和驱动器布置
US9217594B2 (en) Method of controlling cooling device
CN205678782U (zh) 节能型三维热管机柜空调器
KR101754497B1 (ko) 풍력발전을 이용한 전기자동차용 히트펌프식 공기조화장치
KR101497210B1 (ko) 하이브리드 냉난방시스템 및 장치
Yang et al. A refrigerant-injection heat pump-based efficient integrated thermal management system for electric vehicles approaching the wide temperature range in China
EP2663459B1 (en) Cooling apparatus
JP2012245856A (ja) 冷却装置
CN102080896A (zh) 采用vrv系统的电动车空调
CN203163104U (zh) 一种直流低压电驱动一体式车用电空调机
CN102588009B (zh) 空气能源节能空调发电系统
CN205717817U (zh) 低噪音机柜空调器
WO2019062072A1 (zh) 车载温控系统及车辆
KR101965654B1 (ko) 자동차

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right