KR20190105434A - 흡착식 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 연료전지 차량의 연료전지스택에서 발생되는 폐열을 이용하고, 축열부를 구비하여 폐열을 축열시켜 축열된 열을 필요에 따라 방열할 수 있도록 하는 흡착식 차량용 공조장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 연료전지스택으로부터 발생되는 폐열을 축열시키거나 방열시킬 수 있도록 하는 축열부를 구비함으로써, 차량의 시동초기에 실내를 급속하게 냉방할 수 있는 흡착식 차량용 공조장치를 제공한다.

Description

흡착식 차량용 공조장치{ADSORPTION TYPE AIR CONDITIONING APPARATUS FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 흡착식 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 연료전지 차량의 연료전지스택에서 발생되는 폐열을 이용하고, 축열부를 구비하여 폐열을 축열시켜 축열된 열을 필요에 따라 방열할 수 있도록 하는 흡착식 차량용 공조장치에 관한 것이다.
고체 흡착제의 냉매 흡,탈착 작용을 이용하여 냉열을 발생하는 흡착식 공조장치는 태양열 집열기에서 얻은 온수나, 공장폐수, 자동차이 엔진 등으로부터 얻는 저등급의 열원(예를 들면 50-90℃)을 유효하게 사용하여 냉열을 얻는 장치로서, 압축기나 펌프 등을 사용하는 전기압축 방식의 냉동기보다 가동부분이 적어 운전 소음이 적으며 전기사용량을 15%이하로 대폭 줄이는 등 운전경비와 이산화탄소 발생이 적은 잇점이 있을 뿐만 아니라 공해문제로 대두 되고 있는 프레온을 사용하지 않기 때문에 환경오염문제에 대응하여 프레온을 사용하는 공조시스템의 대체기술로서도 기대되는 것이다.
이와 같은 흡착식 공조장치는 일반적으로 흡착탑 내부에 실리카겔이나, 제올라이트, 활성탄, 활성 알루미나 등과 같은 고체 흡착제가 부착되어 있어 수증기의 흡착과 탈착을 가능토록 내부에 냉각수 혹은 열원인 온수를 번갈아 흘려 열교환을 이루도록 한 최소 2개 이상의 열교환기가 내장된 다수의 흡착탑을 포함하여, 증발기와 응축기 그리고 흡착탑을 증발기와 응축기에 연결해서 냉매가 순환할 수 있도록 해주는 파이프라인이나 개폐기구인 댐퍼, 그리고 공조장치를 작동하는 제어장치 등으로 구성되어 있다.
즉, 이와 같이 흡착식 공조장치에서는 그 속에 실리카겔, 제올라이트, 활성탄, 활성 알루미나 등과 같은 고체 흡착제를 열교환판 외부에 접착 등의 방법으로 부착하고 있는 2조의 흡착탑이 평행하게 장치되어 있고, 흡착제 가열용 열전달 매체와 냉각수가 두 흡착탑에 교대로 공급되어, 흡착과 탈착을 반복하여서, 이로 인해 냉동시키는 동력이 계속해서 얻어지도록 계통화 되어 있다.
그러나 이와 같은 구성을 갖는 흡착식 공조장치에 있어서는 흡착과 탈착이 바뀔 때 직전 탈착을 위해 가열된 어느 한 흡착탑 내에 남아있는 열원으로 흡착효율이 저하되거나, 증발기에서 순간적으로 증발되는 증기량이 부족하여 흡착과정에서 시간이 지연되는 등으로 인해 냉방효율이 떨어지는 단점을 가지고 있다.
한국등록특허공보 제10-1154466호(2012.16.14 등록공고, 발명의 명칭 : 흡착식 냉난방장치)
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 연료전지스택으로부터 발생되는 폐열을 축열시키거나 방열시킬 수 있도록 하는 축열부를 구비함으로써, 차량의 시동초기에 실내를 급속하게 냉방할 수 있는 흡착식 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 흡착식 차량용 공조장치는 냉유체를 공급하는 열교환부; 온유체를 공급하는 열원공급부; 상기 열교환부로부터 공급되는 냉유체 및 상기 열원공급부로부터 공급되는 온유체를 이용하여 제1 냉매를 번갈아가며 흡착 및 탈착하기 위해 흡착제가 각각 마련된 제1 반응기 및 제2 반응기; 상기 제1 반응기 또는 상기 제2 반응기에서 탈착된 기상의 제1 냉매가 공급되고, 상기 열교환부로부터 공급된 냉유체에 의해 기상의 제1 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기로부터 액상의 제1 냉매가 공급되고, 제2 냉매에 의해 액상의 제1 냉매를 증발시키는 증발기; 상기 증발기에서 냉각된 제2 냉매가 공급되고, 외부공기를 냉각시켜 실내에 공급하기 위하여 상기 제2 냉매를 외부공기와 열교환시키는 실내열교환기; 상기 열원공급부로부터 배출되는 온유체가 공급되고, 공급된 온유체의 열을 축열하였다가 축열된 열을 온유체측에 공급하는 축열부; 및 실내의 냉방부하와 상기 열원공급부로부터 발생되는 방열량을 비교하여, 상기 열원공급부의 방열량이 상기 실내의 냉방부하보다 클 경우, 상기 온유체의 일부가 상기 축열부로 공급되도록 하는 축열모드로 제어하고, 상기 열원공급부로부터 발생되는 방열량에 기반한 예상 냉방능력이 상기 실내의 냉방부하보다 작을 경우, 상기 축열부에 축열된 열이 상기 열원공급부에서 배출되는 온유체측으로 공급되도록 하는 방열모드로 제어하는 제어부;를 포함한다.
본 발명에 따른 흡착식 차량용 공조장치에 있어서, 상기 열원공급부는 연료전지스택에서 발생되는 폐열이 사용된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡착식 차량용 공조장치에 있어서, 상기 축열부는, 상기 열원공급부의 배출구측으로 배출된 온유체의 일부가 유입되고, 유입된 온유체가 상기 열원공급부의 유입구측으로 배출되는 제1 축열튜브; 상기 열원공급부로 리턴되는 온유체의 일부가 유입되고, 유입된 온유체가 상기 열원공급부의 배출구 또는 유입구측으로 배출되는 제2 축열튜브; 및 상기 제1 축열튜브로 유동되는 온유체의 열을 축열하고, 축열된 열을 방열하여 상기 제2 축열튜브로 유동되는 온유체를 가열하는 상변화물질;을 포함한다.
본 발명에 따른 흡착식 차량용 공조장치에 있어서, 상기 열원공급부의 유입구측에 설치되어 상기 열원공급부로 유입되는 온유체의 온도 및 유량을 측정하는 제1 센서; 상기 열원공급부의 배출구측에 설치되어 상기 열원공급부로부터 배출되는 온유체의 온도 및 유량을 측정하는 제2 센서; 상기 실내열교환기의 유입구측에 설치되어 상기 실내열교환기로 유입되는 제2 냉매의 온도 및 유량을 측정하는 제3 센서; 및 상기 실내열교환기의 배출구측에 설치되어 상기 실내열교환기로부터 배출되는 제2 냉매의 온도 및 유량을 측정하는 제4 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 온도 및 유량을 이용하여 상기 열원공급부의 방열량을 계산하고, 상기 제3 센서 및 상기 제4 센서에 의해 측정된 온도 및 유량을 이용하여 상기 실내의 냉방부하를 계산하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 흡착식 차량용 공조장치에 있어서, 상기 열원공급부의 배출구측과 상기 축열부 사이의 유로상에 설치되는 제1 개폐밸브; 및 상기 열원공급부의 유입구측과 상기 축열부 사이의 유로상에 설치되는 제2 개폐밸브;를 더 포함한다.
본 발명에 따른 흡착식 차량용 공조장치에 있어서, 상기 축열부상에 설치되어 상기 축열부의 온도를 측정하는 제5 센서;를 더 포함하고, 상기 제어부는, 챠량의 시동을 온시키기 전에, 상기 제5 센서에 의해 측정된 상기 축열부의 온도가 상기 제2 센서에 의해 측정된 상기 열원공급부의 배출구측 온도보다 클 경우, 상기 제1 개폐밸브는 폐쇄하고 상기 제2 개폐밸브를 개방하여 상기 축열부를 방열모드가 되도록 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 흡착식 차량용 공조장치에 따르면, 연료전지스택으로부터 발생되는 폐열을 축열시키거나 방열시킬 수 있도록 하는 축열부를 구비함으로써, 차량의 시동초기에 실내를 급속하게 냉방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 흡착식 차량용 공조장치에 따르면, 차량의 구동 고부하 조건에서 대기로 방출되는 연료전지스택의 열을 축열부에 축열시킬 재사용할 수 있는 것에 의해 에너지의 낭비를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열모드에서 제1 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열모드에서 제2 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열모드에서 제1 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열모드에서 제2 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다.
이하, 상술한 해결하고자 하는 과제가 구체적으로 실현될 수 있는 본 발명의 바람직한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 설명된다. 본 실시 예들을 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 하기에서 생략된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치의 구성을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치는 열교환부(100)와, 열원공급부(200)와, 제1 반응기(310)와, 제2 반응기(320)와, 응축기(400)와, 증발기(500)와, 실내열교환기(600)와, 축열부(700) 및 제어부(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 열교환부(100)는 제1 냉매 흡착유도 물질인 냉유체(Cold Fluid)를 후술할 응축기(400)로 공급한다. 이때, 열교환부(100)는 차량의 라디에이터가 사용될 수 있다.
열교환부(100)는 후술할 제1 반응기(310) 및 제2 반응기(320)에서 열교환된 냉유체가 리턴될 수 있다.
상기 열원공급부(200)는 제1 냉매탈착유도 물질인 온유체(Hot Fluid)를 후술할 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)로 공급한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 열원공급부(200)는 연료전지 챠량에서 사용되는 연료전지스택에서 발생되는 폐열이 사용될 수 있다.
상기 제1 반응기(310) 및 상기 제2 반응기(320)는 열교환부(100)로부터 공급되는 냉유체 및 열원공급부(200)로부터 공급되는 온유체를 이용하여 제1 냉매를 번갈아가며 흡착 및 탈착시킨다. 이때, 제1 냉매로는 물이 사용될 수 있다.
제1 반응기(310) 및 제2 반응기(320)에는 제1 냉매를 흡착 및 탈착시키기 위하여 흡착제가 각각 마련될 수 있으며, 흡착제로는 실리카겔, 제올라이트 등이 사용될 수 있다.
한편, 제1 반응기(310)에는 온유체 또는 냉유체가 공급되는 제1 반응튜브(311)가 설치될 수 있으며, 제2 반응기(320)에는 온유체 또는 냉유체가 공급되는 제2 반응튜브(321)가 설치될 수 있다.
즉, 제1 반응기(310) 및 제2 반응기(320)는 후술할 증발기(500)에 저장된 제1 냉매를 공급받아 제1 냉매를 번갈아가며 흡착 및 탈착시킨다.
여기서, 제1 반응기(310) 및 제2 반응기(320) 중, 어느 하나가 증발기(500)의 제1 냉매를 흡착하면, 다른 하나는 기 흡착된 제1 냉매를 탈착해야 한다. 그래야만, 어느 하나의 흡착작용이 완료되는 즉시, 다른 하나의 흡착작용이 연속적으로 이루어질 수 있기 때문이다. 이로써, 증발기(500)의 냉각작용이 끊김 없이 지속될 수 있게 된다.
이때, 제1 반응기(310) 및 제2 반응기(320)는 후술할 제어부에서 제어되는 제1 모드 및 제2 모드를 통하여 서로간의 흡착 및 탈착작용이 변경될 수 있다.
더욱 구체적으로, 제1 모드에서는 제1 반응기(310)가 흡착작용을 수행하고 제2 반응기(320)가 탈착작용을 수행하게 되며, 제2 모드에서는 제1 반응기(310)가 탈착작용을 수행하고 제2 반응기(320)가 흡착작용을 수행하게 된다.
제1 반응기(310)의 배출구측 유로상에는 제1 반응기(310)로부터 배출되는 제1 냉매가 응축기(400)측으로 선택적으로 이동될 수 있도록 제5 개폐밸브(850)가 설치될 수 있으며, 제1 반응기(310)의 유입구측 유로상에는 증발기(500)로부터 배출되는 제1 냉매가 제1 반응기(310)측으로 선택적으로 이동될 수 있도록 제6 개폐밸브(860)가 설치될 수 있다.
또한, 제2 반응기(320)의 배출구측 유로상에는 제2 반응기(320)로부터 배출되는 제1 냉매가 응축기(400)측으로 선택적으로 이동될 수 있도록 제3 개폐밸브(830)가 설치될 수 있으며, 제2 반응기(320)의 유입구측 유로상에는 증발기(500)로부터 배출되는 제1 냉매가 제2 반응기(320)측으로 선택적으로 이동될 수 있도록 제4 개폐밸브(840)가 설치될 수 있다.
즉, 제1 모드에서는 제1 반응기(310)측의 제6 개폐밸브(860)를 개방하고 제5 개폐밸브(850)를 폐쇄하여, 제1 반응기(310)로 공급되는 증발기(500)의 제1 냉매와 제1 반응튜브(311)로 공급되는 냉유체 간의 열교환에 의해 제1 냉매가 흡착제에 흡착될 수 있도록 하는 흡착작용을 수행하게 된다.
이때, 제1 모드에서는 제2 반응기(320)측의 제3 개폐밸브(830)를 개방하고 제4 개폐밸브(840)를 폐쇄하여, 제2 반응튜브(321)로 유동되는 온유체와 흡착제가 함유하고 있었던 제1 냉매 간의 열교환에 의해 제1 냉매가 탈착될 수 있도록 하는 탈착작용을 수행하게 된다.
또한, 제2 모드에서는 제1 모드와 반대로 제1 반응기(310)측의 제5 개폐밸브(850)를 개방하고 제6 개폐밸브(860)를 폐쇄하여 제1 반응튜브(311)로 공급되는 온유체와 흡착제가 함유하고 있었던 제1 냉매 간의 열교환에 의해 제1 냉매가 탈착될 수 있도록 하는 탈착작용을 수행하게 된다.
이때, 제2 모드에서는 제2 반응기(320)측의 제4 개폐밸브(840)를 개방하고 제3 개폐밸브(830)를 폐쇄하여, 제2 반응기(320)로 공급되는 증발기(500)의 제1 냉매와 제2 반응튜브(321)로 공급되는 냉유체 간의 열교환에 의해 제1 냉매가 흡착제에 흡착될 수 있도록 하는 흡착작용을 수행하게 된다.
상기 응축기(400)는 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)에서 탈착된 기상의 제1 냉매가 공급되고, 열교환부(100)로부터 공급되는 냉유체에 의해 기상의 제1 냉매를 응축시킨다.
이때, 응축기(400)에서 응축된 제1 냉매를 리턴유로(R)를 통해 증발기(500)로 다시 리턴시킨다. 따라서, 제1 냉매가 순환되게 된다.
응축기(400)에는 열교환부(100)에서 냉각된 냉유체가 공급되는 응축튜브(410)가 설치될 수 있으며, 이렇게 공급된 냉유체의 냉기에 의해 응축기(400)의 제1 냉매가 응축될 수 있다.
상기 증발기(500)는 응축기(400)로부터 액상의 제1 냉매가 공급되고, 제2 냉매에 의해 액상의 제1 냉매를 증발시킨다.
이때, 증발기(500)는 제1 냉매를 저장될 수 있으며, 실내열교환기(600)로부터 제2 냉매가 공급되는 증발튜브(510)가 설치될 수 있다.
증발기(500) 내에서 증발된 제1 냉매는 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)측으로 공급되어 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)에서 흡착작용 및 탈착작용이 수행될 수 있다.
상기 실내열교환기(600)는 상기 증발기(500)에서 냉각된 제2 냉매가 공급되고, 외부공기를 냉각시켜 실내에 공급하기 위하여 상기 제2 냉매를 외부공기와 열교환시킨다.
이때, 실내열교환기(600)는 제2 냉매가 공급되는 실내열교환튜브(610)가 설치될 수 있다.
즉, 실내열교환기(600)에서는 증발기(500)에서 냉각된 제2 냉매가 실내열교환튜브(610)로 공급되고, 공급된 제2 냉매와 차실내로 송풍되는 외부공기를 서로 열교환되어 차실내로 송풍되는 외부공기를 냉각시킴으로써 실내를 냉방하게 된다.
상기 축열부(700)는 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체가 공급되고, 공급된 온유체의 열을 축열하였다가 축열된 열을 온유체측에 공급한다. 이러한 축열부(700)는 제1 축열튜브(710)와, 제2 축열튜브(720) 및 상변화물질(PCM: Phase Change Materials, 730)을 포함한다.
상기 제1 축열튜브(710)는 열원공급부(200)의 배출구측으로 배출된 온유체의 일부가 유입되고, 유입된 온유체가 열원공급부(200)의 유입구측으로 배출될 수 있다.
상기 제2 축열튜브(720)는 열원공급부(200)로 리턴되는 온유체의 일부가 유입되고, 유입된 온유체가 열원공급부(200)의 배출구 또는 유입구측으로 배출될 수 있다.
상기 상변화물질(730)은 제1 축열튜브(710)로 유동되는 온유체의 열을 축열하고, 축열된 열을 방열하여 제2 축열튜브(720)로 유동되는 온유체를 가열한다.
더욱 구체적으로, 상변화물질(730)은 제1 축열튜브(710)로 유동되는 온유체에 의해 고체상태에서 액체상태로 변화되면서 온유체의 열을 축열하게 되고, 상변화물질(730)에 축열된 열은 제2 축열튜브(720)로 유동되는 온유체를 가열하게 된다.
즉, 축열부(700)는 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체의 일부가 공급되어 온유체의 열이 상변화물질(730)에 축열되고, 상변화물질에 축열된 열에 의해 공정을 완료하고 열원공급부로 리턴되는 온유체의 일부를 상변화물질(730)에 축열된 열에 의해 가열하여 다시 열원공급부의 배출구 또는 유입구측으로 공급할 수 있다.
이에 따라, 축열부(700)로부터 공급되는 온유체와 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체와 합쳐져 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)로 공급되기 때문에 제2 온유체량이 증가되어 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)에서의 탈착작용에 대한 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치는 열원공급부(200)의 배출구측과 축열부(700) 사이의 유로상에 설치되는 제1 개폐밸브(810) 및 열원공급부(200)의 유입구측과 축열부(700) 사이의 유로상에 설치되는 제2 개폐밸브(820)를 더 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1 개폐밸브(810)의 작동에 의해 열원공급부(200)의 온유체의 일부가 축열부(700)의 제1 축열튜브(710)로 공급될 수 있고, 상기 제2 개폐밸브(820)의 작동에 의해 열원공급부(200)로 리턴되는 온유체의 일부가 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)로 공급될 수 있다.
또한, 열원공급부(200)의 유입구측과 축열부(700) 사이의 유로상에 설치되는 제7 개폐밸브(870)을 더 포함할 수 있다.
상기 제7 개폐밸브(870)의 작동에 의해 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)로부터 배출되는 온유체가 열원공급부(200)의 유입구측으로 배출될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 열원공급부(200)로부터 공급되거나 열원공급부(200)로 다시 유입되는 온유체의 유동방향을 조절하고, 열교환부(100)로부터 공급되거나 열원공급부(200)로 다시 유입되는 냉유체의 유동방향을 조절하는 방향제어밸브들을 더 포함한다.
상기 방향제어밸브들은, 열원공급부(200)로부터 공급되는 온유체의 유동방향을 제어하는 제1 방향제어밸브(910)와, 열교환부(100)로부터 공급되는 냉유체의 유동방향을 제어하는 제2 방향제어밸브(920)와, 열원공급부(200)로 다시 유입되는 온유체의 유동방향을 제어하는 제3 방향제어밸브(930) 및 열교환부(100)로 다시 유입되는 냉유체의 유동방향을 제어하는 제4 방향제어밸브(940)를 포함할 수 있다. 이때, 각 방향제어밸브들은 후술하는 제어부에 의해 제어될 수 있다.
상기 제어부는 실내의 냉방부하와 상기 열원공급부(200)로부터 발생되는 방열량에 기반한 예상 냉방능력을 비교하여, 열원공급부(200)의 방열량이 실내의 냉방부하보다 클 경우, 온유체의 일부가 축열부(700)로 공급되도록 하여 공급된 온유체의 열을 축열시킬 수 있도록 하는 축열모드가 되도록 제어한다.
이때, 제어부는 제1 개폐밸브(810)를 개방하여 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체의 일부가 축열부(700)의 제1 축열튜브(710)로 공급될 수 있도록 한다.
즉, 제1 축열튜브(710)로 공급된 온유체가 제1 축열튜브(710)에서 유동되는 동안 상변화물질(730)은 온유체의 열을 축열하게 된다.
또한, 제어부는 열원공급부(200)로부터 발생되는 방열량이 실내의 냉방부하보다 작을 경우, 축열부(700)에 축열된 열이 열원공급부(200)에서 배출되는 온유체측으로 공급되도록 하는 방열모드가 되도록 제어한다.
이때, 제어부는 제2 개폐밸브(820)를 개방하여 열원공급부(200)로 리턴되는 온유체의 일부가 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)로 공급될 수 있도록 한다.
즉, 제2 축열튜브(720)로 공급된 온유체가 제2 축열뷰트에서 유동되는 동안 상변화물질(730)로부터 방열되는 열에 의해 가열되어 다시 열원공급부(200)의 유입구측으로 배출되거나 열원공급부(200)에서 배출되는 온유체측으로 공급된다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치는 제1 센서(S1)와, 제2 센서(S2)와, 제3 센서(S3)와, 제4 센서(S4) 및 제5 센서를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 센서(S1)는 열원공급부(200)의 유입구측에 설치되어 열원공급부(200)로 유입되는 온유체의 온도 및 유량을 측정한다.
상기 제2 센서(S2)는 열원공급부(200)의 배출구측에 설치되어 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체의 온도 및 유량을 측정한다.
상기 제3 센서(S3)는 실내열교환기(600)의 유입구측에 설치되어 실내열교환기(600)로 유입되는 제2 냉매의 온도 및 유량을 측정한다.
상기 제4 센서(S4)는 실내열교환기(600)의 배출구측에 설치되어 실내열교환기(600)로부터 배출되는 제2 냉매의 온도 및 유량을 측정한다.
상기 제5 센서(S5)는 축열부상에 설치되어 축열부의 온도를 측정한다.
한편, 상기 제어부는 제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)에 의해 측정된 온도 및 유량을 이용하여 열원공급부(200)의 방열량을 계산하고, 제3 센서(S3) 및 제4 센서(S4)에 의해 측정된 온도 및 유량을 이용하여 실내의 냉방부하를 계산하게 된다.
결과적으로, 제어부에 의해 계산된 열원공급부(200)의 방열량에 기반한 예상 냉방능력과 실내의 냉방부하를 비교하여, 제어부는 열원공급부(200)의 방열량이 실내의 냉방부하보다 클 경우, 온유체의 일부가 축열부(700)로 공급되도록 하는 축열모드로 제어하고, 열원공급부(200)로부터 발생되는 방열량이 실내의 냉방부하보다 작을 경우, 축열부(700)에 축열된 열이 열원공급부(200)에서 배출되는 온유체측으로 공급되도록 하는 방열모드로 제어한다.
한편, 제어부는 챠량의 시동을 온시키기 전에, 제5 센서에 의해 측정된 축열부(700)의 온도가 제2 센서(S2)에 의해 측정된 상기 열원공급부(200)의 배출구측 온도보다 클 경우, 제1 개폐밸브(810)는 폐쇄하고 제2 개폐밸브(820)를 개방하여 축열부(700)를 방열모드가 되도록 제어한다.
또한, 제어부는 차량이 주행되는 동안, 제5 센서에 의해 측정된 축열부(700)의 온도가 제2 센서(S2)에 의해 측정된 열원공급부(200)의 배출구측 온도보다 작을 경우, 제2 개폐밸브(820)를 폐쇄하고 제1 개폐밸브(810)를 개방하여 축열부(700)를 축열모드가 되도록 제어한다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치는, 제1 펌프(P1) 및 제2 펌프(P2)를 더 포함한다.
상기 제1 펌프(P1)는 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)로부터 배출되는 온유체를 펌핑하여 열원공급부(200)로 리턴시킬 수 있도록 한다.
상기 제2 펌프(P2)는 제1 반응기(310) 또는 제2 반응기(320)로부터 배출되는 냉유체를 펌핑하여 열교환부로 리턴시킬 수 있도록 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 축열모드에서 제1 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다. 여기서, 유체의 흐름을 실선으로 나타낸 것은 온유체의 흐름을 나타낸 것이고, 일점쇄선으로 나타낸 것은 냉유체의 흐름을 나타낸 것이다.
도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치에서 축열모드의 제1 모드가 작동되는 과정을 설명하기로 한다.
축열모드는 차량이 주행되는 동안 열원공급부(200)에서 방열량이 증가되어 열원공급부(200)의 방열량이 실내의 냉방부하보다 클 경우 수행된다.
즉, 축열모드는 제어부에서 제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)에 의해 측정된 온도 및 유량에 의해 계산된 열원공급부(200)의 발열량이 제2 센서(S2) 및 제3 센서(S3)에 의해 측정된 온도 및 유량에 의해 계산된 실내의 냉방부하보다 클 경우 수행된다.
또한, 제5 센서(S5)에 의해 측정된 축열부(700)의 온도가 제2 센서(S2)에 의해 측정된 상기 열원공급부(200)의 배출구측 온도보다 작을 경우 수행될 수 있다.
도 2를 참조하면, 축열모드의 제1 모드에서는 앞서 상술한 바와 같이 제1 반응기(310)에서 흡착작용을 수행하고 제2 반응기(320)가 탈착작용을 수행한다.
축열모드의 제1 모드에서는 제어부에 의해 열원공급부(200)의 배출구측과 축열부(700) 사이의 제1 개폐밸브(810)가 개방되고 열원공급부(200)의 입출구측과 축열부(700) 사이의 제2 개폐밸브(820)가 폐쇄된다.
또한, 제어부에 의해 제2 반응기(320)측의 제3 개폐밸브(830)가 개방되고 제4 개폐밸브(840)가 폐쇄되며, 제1 반응기(310)측의 제5 개폐밸브(850)가 폐쇄되고 제6 개폐밸브(860)가 개방된다.
또한, 제어부에 의해 온유체가 제2 반응기(320)로 공급될 수 있도록 열원공급부(200)와 제2 반응기(320)가 연통되도록 제1 방향제어밸브(910)가 조절되고 냉유체가 제1 반응기(310)로 공급될 수 있도록 응축기(400)와 제1 반응기(310)가 연통되도록 제2 방향제어밸브(920)가 조절되며, 제2 반응기(320)에서 배출되는 온유체가 열원공급부(200)로 리턴될 수 있도록 제2 반응기(320)와 열원공급부(200)가 연통되도록 제3 방향제어밸브(930)가 조절되고, 제1 반응기(310)에서 배출되는 냉유체가 열교환부(100)로 리턴될 수 있도록 제1 반응기(310)와 열교환부(100)가 연통되도록 제4 방향제어밸브(940)가 조절된다.
이 상태에서, 열원공급부(200)로부터 온유체가 배출되고, 배출된 온유체의 일부는 제2 반응기(320)에서 탈착작용이 수행되도록 제2 반응기(320)의 제2 반응튜브(321)로 공급되며, 온유체의 일부는 축열부(700)에서 열을 축열하기 위하여 제1 축열튜브(710)로 공급된다.
제2 반응튜브(321)로 공급된 온유체는 제2 반응기(320)의 내부에서 흡착체가 함유하고 있는 제1 냉매와 연교환되어 흡착제로부터 제1 냉매를 탈착시키고, 제1 냉매를 탈착시킨 온유체는 열원공급부(200)로 리턴된다.
제2 반응기(320)에서 탈착된 기상의 제1 냉매는 증발기(500)로 공급되고, 공급된 기상의 제1 냉매는 열교환부(100)로부터 증발튜브(510)로 공급된 냉유체에 의해 응축된다.
증발기(500)에서 응축된 액상의 제1 냉매는 리턴유로를 통해 다시 증발기(500)로 공급된다.
증발기(500)로 공급된 제1 냉매는 실내열교환기(600)로부터 증발기(500)의 증발튜브(510)로 공급된 제2 냉매에 의해 증발되고, 제2 냉매는 제1 냉매에 의해 냉각된다.
증발기(500)에서 냉각된 제1 냉매는 실내열교환기(600)의 실내열교환튜브(610)로 공급되고, 실내열교환튜브(610)로 공급된 제1 냉매는 외부공기를 냉각시켜 실내를 냉방시킨다.
한편, 증발기(500) 내에서 제2 냉매와 열교환된 제1 냉매는 제1 반응기(310)로 공급되고, 응축기(400) 내에서 제1 냉매와 열교환된 냉유체는 제1 반응기(310)의 제1 반응튜브(311)로 공급된다.
제1 반응기(310)에서는 제1 반응튜브(311)로 공급된 냉유체에 의해 제1 냉매가 흡착제에 흡착되고, 제1 냉매를 흡착시킨 냉유체는 열교환부(100)로 리턴된다.
이와 같은 과정을 통하면, 축열모드의 제1 모드에서 열원공급부(200)로부터 공급되는 열원을 가지고 실내를 냉방시키는 것과 동시에 축열부(700)에 열을 축열시킬 수 있게 된다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 축열모드에서 제2 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다. 여기서, 유체의 흐름을 실선으로 나타낸 것은 온유체의 흐름을 나타낸 것이고, 일점쇄선으로 나타낸 것은 냉유체의 흐름을 나타낸 것이다.
도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치에서 축열모드의 제2 모드가 작동되는 과정을 설명하기로 한다.
도 3을 참조하면, 축열모드의 제2 모드는 앞서 상술한 바와 같이 제1 반응기(310)에서 탈착작용을 수행하고 제2 반응기(320)가 흡착작용을 수행한다.
축열모드의 제2 모드에서는 제1 모드에서와 동일하게 제어부에 의해 열원공급부(200)의 배출구측과 축열부(700) 사이의 제1 개폐밸브(810)가 개방되고 열원공급부(200)의 입출구측과 축열부(700) 사이의 제2 개폐밸브(820)가 폐쇄된다.
그러나, 축열모드의 제2 모드에서는 제어부에 의해 제2 반응기(320)측의 제3 개폐밸브(830)가 폐쇄되고 제4 개폐밸브(840)가 개방되며, 제1 반응기(310)측의 제5 개폐밸브(850)가 개방되고 제6 개폐밸브(860)가 폐쇄된다.
또한, 제어부에 의해 온유체가 제1 반응기(310)로 공급될 수 있도록 열원공급부(200)와 제1 반응기(310)가 연통되도록 제1 방향제어밸브(910)가 조절되고, 냉유체가 제2 반응기(320)로 공급될 수 있도록 응축기(400)와 제2 반응기(320)가 연통되도록 제2 방향제어밸브(920)가 조절되며, 제1 반응기(310)에서 배출되는 온유체가 열원공급부(200)로 리턴될 수 있도록 제1 반응기(310)와 열원공급부(200)가 연통되도록 제3 방향제어밸브(930)가 조절되고, 제2 반응기(320)에서 배출되는 냉유체가 열교환부(100)로 리턴될 수 있도록 제2 반응기(320)와 열교환부(100)가 연통되도록 제4 방향제어밸브(940)가 조절된다.
이 상태에서, 열원공급부(200)로부터 온유체가 배출되고, 배출된 온유체의 일부는 제1 반응기(310)에서 탈착작용이 수행되도록 제1 반응기(310)의 제1 반응튜브(311)로 공급되며, 온유체의 일부는 축열부(700)에서 열을 축열하기 위하여 제1 축열튜브(710)로 공급된다.
제1 반응튜브(311)로 공급된 온유체는 제1 반응기(310)의 내부에서 흡착체가 함유하고 있는 제2 냉매와 연교환되어 흡착제로부터 제1 냉매를 탈착시키고, 제1 냉매를 탈착시킨 온유체는 열원공급부(200)로 리턴된다.
제1 반응기(310)에서 탈착된 기상의 제1 냉매는 증발기(500)로 공급되고, 공급된 기상의 제1 냉매는 열교환부(100)로부터 증발튜브(510)로 공급된 냉유체에 의해 응축된다.
증발기(500)에서 응축된 액상의 제1 냉매는 리턴유로를 통해 다시 증발기(500)로 공급된다.
증발기(500)로 공급된 제1 냉매는 실내열교환기(600)로부터 증발기(500)의 증발튜브(510)로 공급된 제2 냉매에 의해 증발되고, 제2 냉매는 제1 냉매에 의해 냉각된다.
증발기(500)에서 냉각된 제1 냉매는 실내열교환기(600)의 실내열교환튜브(610)로 공급되고, 실내열교환튜브(610)로 공급된 제1 냉매는 외부공기를 냉각시켜 실내를 냉방시킨다.
한편, 증발기(500) 내에서 제2 냉매와 열교환된 제1 냉매는 제2 반응기(320)로 공급되고, 응축기(400) 내에서 제1 냉매와 열교환된 냉유체는 제2 반응기(320)의 제2 반응튜브(321)로 공급된다.
제2 반응기(320)에서는 제2 반응튜브(321)로 공급된 냉유체에 의해 제1 냉매가 흡착제에 흡착되고, 제1 냉매를 흡착시킨 냉유체는 열교환부(100)로 리턴된다.
이와 같은 과정을 통하면, 축열모드의 제2 모드에서 열원공급부(200)로부터 공급되는 열원을 가지고 실내를 냉방시키는 것과 동시에 축열부(700)에 열을 축열시킬 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열모드에서 제1 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다. 여기서, 유체의 흐름을 실선으로 나타낸 것은 온유체의 흐름을 나타낸 것이고, 일점쇄선으로 나타낸 것은 냉유체의 흐름을 나타낸 것이다.
도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치에서 방열모드의 제1 모드가 작동되는 과정을 설명하기로 한다.
방열모드는 챠량의 시동을 온시키기 전에 열원공급부(200)의 방열량이 실내의 냉방부하보다 작을 경우 수행된다.
즉, 방열모드는 제어부에서 제1 센서(S1) 및 제2 센서(S2)에 의해 측정된 온도 및 유량에 의해 계산된 열원공급부(200)의 발열량이 제2 센서(S2) 및 제3 센서(S3)에 의해 측정된 온도 및 유량에 의해 계산된 실내의 냉방부하보다 작을 경우 수행된다.
또한, 제5 센서에 의해 측정된 축열부(700)의 온도가 제2 센서(S2)에 의해 측정된 상기 열원공급부(200)의 배출구측 온도보다 클 경우 수행될 수 있다.
도 4를 참조하면, 방향모드의 제1 모드에서는 앞서 상술한 바와 같이 제1 반응기(310)에서 흡착작용을 수행하고 제2 반응기(320)가 탈착작용을 수행한다.
방열모드의 제1 모드에서는 제어부에 의해 열원공급부(200)의 배출구측과 축열부(700) 사이의 제1 개폐밸브(810)가 폐쇄되고 열원공급부(200)의 입출구측과 축열부(700) 사이의 제2 개폐밸브(820)가 개방된다.
또한, 제어부에 의해 제2 반응기(320)측의 제3 개폐밸브(830)가 개방되고 제4 개폐밸브(840)가 폐쇄되며, 제1 반응기(310)측의 제5 개폐밸브(850)가 폐쇄되고 제6 개폐밸브(860)가 개방된다.
또한, 제어부에 의해 제7 개폐밸브(870)가 개방되거나 폐쇄된다.
또한, 제어부에 의해 온유체가 제2 반응기(320)로 공급될 수 있도록 열원공급부(200)와 제2 반응기(320)가 연통되도록 제1 방향제어밸브(910)가 조절되고 냉유체가 제1 반응기(310)로 공급될 수 있도록 응축기(400)와 제1 반응기(310)가 연통되도록 제2 방향제어밸브(920)가 조절되며, 제2 반응기(320)에서 배출되는 온유체가 열원공급부(200)로 리턴될 수 있도록 제2 반응기(320)와 열원공급부(200)가 연통되도록 제3 방향제어밸브(930)가 조절되고, 제1 반응기(310)에서 배출되는 냉유체가 열교환부(100)로 리턴될 수 있도록 제1 반응기(310)와 열교환부(100)가 연통되도록 제4 방향제어밸브(940)가 조절된다.
이 상태에서, 열원공급부(200)로부터 온유체가 배출되는 것과 동시에 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)에서 상변화물질(730)에 의해 가열되어 유동되는 온유체가 열원공급부(200)의 배출구 또는 유입구측으로 공급된다. 물론 열원공급부(200)의 배출구측과 유입구측 모두에 공급되도록 제어될 수 있다.
이때, 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체와 축열부(700)로부터 배출되는 온유체가 제2 반응기(320)의 제2 반응튜브(321)로 공급된다.
즉, 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체와 축열부(700)로부터 공급되는 온유체가 합쳐지기 때문에 제2 반응기(320)로 공급되는 온유체량이 증가되어 제2 반응기(320)에서의 탈착작용에 대한 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
제2 반응튜브(321)로 공급된 온유체는 제2 반응기(320)의 내부에서 흡착체가 함유하고 있는 제1 냉매와 연교환되어 흡착제로부터 제1 냉매를 탈착시키고, 제1 냉매를 탈착시킨 온유체는 열원공급부(200)로 리턴된다.
이때, 열원공급부(200)로 리턴되는 온유체의 일부는 제2 개폐밸브(820)가 개방된 상태이기 때문에 다시 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)로 공급되어 상변화물질(730) 함유하고 있는 열에 의해 다시 가열된다.
제2 반응기(320)에서 탈착된 기상의 제1 냉매는 증발기(500)로 공급되고, 공급된 기상의 제1 냉매는 열교환부(100)로부터 증발튜브(510)로 공급된 냉유체에 의해 응축된다.
증발기(500)에서 응축된 액상의 제1 냉매는 리턴유로를 통해 다시 증발기(500)로 공급된다.
증발기(500)로 공급된 제1 냉매는 실내열교환기(600)로부터 증발기(500)의 증발튜브(510)로 공급된 제2 냉매에 의해 증발되고, 제2 냉매는 제1 냉매에 의해 냉각된다.
증발기(500)에서 냉각된 제1 냉매는 실내열교환기(600)의 실내열교환튜브(610)로 공급되고, 실내열교환튜브(610)로 공급된 제1 냉매는 외부공기를 냉각시켜 실내를 냉방시킨다.
한편, 증발기(500) 내에서 제2 냉매와 열교환된 제1 냉매는 제1 반응기(310)로 공급되고, 응축기(400) 내에서 제1 냉매와 열교환된 냉유체는 제1 반응기(310)의 제1 반응튜브(311)로 공급된다.
제1 반응기(310)에서는 제1 반응튜브(311)로 공급된 냉유체에 의해 제1 냉매가 흡착제에 흡착되고, 제1 냉매를 흡착시킨 냉유체는 열교환부(100)로 리턴된다.
이와 같은 과정을 통하면, 방열모드의 제1 모드에서 열원공급부(200)로부터 공급되는 열원과 축열부(700)로부터 공급되는 열원을 이용함에 따라 실내를 냉방능력을 단시간 내에 향상시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 방열모드에서 제2 모드가 작동되는 과정을 나타낸 도면이다. 여기서, 유체의 흐름을 실선으로 나타낸 것은 온유체의 흐름을 나타낸 것이고, 일점쇄선으로 나타낸 것은 냉유체의 흐름을 나타낸 것이다.
도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착식 차량용 공조장치에서 방열모드의 제2 모드가 작동되는 과정을 설명하기로 한다.
도 5를 참조하면, 방열모드의 제2 모드에서는 앞서 상술한 바와 같이 제1 반응기(310)에서 탈착작용을 수행하고 제2 반응기(320)가 흡착작용을 수행한다.
방열모드의 제2 모드에서는 방열모드의 제1 모드와 동일하게 제어부에 의해 열원공급부(200)의 배출구측과 축열부(700) 사이의 제1 개폐밸브(810)가 폐쇄되고 열원공급부(200)의 입출구측고 축열부(700) 사이의 제2 개폐밸브(820)가 개방된다.
다만, 제어부에 의해 제2 반응기(320)측의 제3 개폐밸브(830)가 폐쇄되고 제4 개폐밸브(840)가 개방되며, 제1 반응기(310)측의 제5 개폐밸브(850)가 개방되고 제6 개폐밸브(860)가 패쇄된다.
또한, 제어부에 의해 제7 개폐밸브(870)가 개방되거나 폐쇄된다.
또한, 제어부에 의해 온유체가 제1 반응기(310)로 공급될 수 있도록 열원공급부(200)와 제1 반응기(310)가 연통되도록 제1 방향제어밸브(910)가 조절되고 냉유체가 제2 반응기(320)로 공급될 수 있도록 응축기(400)와 제2 반응기(320)가 연통되도록 제2 방향제어밸브(920)가 조절되며, 제1 반응기(310)에서 배출되는 온유체가 열원공급부(200)로 리턴될 수 있도록 제1 반응기(310)와 열원공급부(200)가 연통되도록 제3 방향제어밸브(930)가 조절되고, 제2 반응기(320)에서 배출되는 냉유체가 열교환부(100)로 리턴될 수 있도록 제2 반응기(320)와 열교환부(100)가 연통되도록 제4 방향제어밸브(940)가 조절된다.
이 상태에서, 방열모드의 제1 모드와 동일하게 열원공급부(200)로부터 온유체가 배출되는 것과 동시에 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)에서 상변화물질(730)에 의해 가열되어 유동되는 온유체가 열원공급부(200)의 배출구 또는 유입구측으로 공급된다.
이때, 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체와 축열부(700)로부터 배출되는 온유체가 제1 반응기(310)의 제1 반응튜브(311)로 공급된다.
즉, 열원공급부(200)로부터 배출되는 온유체와 축열부(700)로부터 공급되는 온유체가 합쳐지기 때문에 제1 반응기(310)로 공급되는 온유체량이 증가되어 제1 반응기(310)에서의 탈착작용에 대한 성능을 향상시킬 수 있게 된다.
제1 반응튜브(311)로 공급된 온유체는 제1 반응기(310)의 내부에서 흡착체가 함유하고 있는 제1 냉매와 열교환되어 흡착제로부터 제1 냉매를 탈착시키고, 제1 냉매를 탈착시킨 온유체는 열원공급부(200)로 리턴된다.
이때, 열원공급부(200)로 리턴되는 온유체의 일부는 제2 개폐밸브(820)가 개방된 상태이기 때문에 다시 축열부(700)의 제2 축열튜브(720)로 공급되어 상변화물질(730)에 축열된 열에 의해 다시 가열된다.
제1 반응기(310)에서 탈착된 기상의 제1 냉매는 증발기(500)로 공급되고, 공급된 기상의 제1 냉매는 열교환부(100)로부터 증발튜브(510)로 공급된 냉유체에 의해 응축된다.
증발기(500)에서 응축된 액상의 제1 냉매는 리턴유로를 통해 다시 증발기(500)로 공급된다.
증발기(500)로 공급된 제1 냉매는 실내열교환기(600)로부터 증발기(500)의 증발튜브(510)로 공급된 제2 냉매에 의해 증발되고, 제2 냉매는 제1 냉매에 의해 냉각된다.
증발기(500)에서 냉각된 제1 냉매는 실내열교환기(600)의 실내열교환튜브(610)로 공급되고, 실내열교환튜브(610)로 공급된 제1 냉매는 외부공기를 냉각시켜 실내를 냉방시킨다.
한편, 증발기(500) 내에서 제2 냉매와 열교환된 제1 냉매는 제2 반응기(320)로 공급되고, 응축기(400) 내에서 제1 냉매와 열교환된 냉유체는 제2 반응기(320)의 제2 반응튜브(321)로 공급된다.
제2 반응기(320)에서는 제2 반응튜브(321)로 공급된 냉유체에 의해 제1 냉매가 흡착제에 흡착되고, 제1 냉매를 흡착시킨 냉유체는 열교환부(100)로 리턴된다.
이와 같은 과정을 통하면, 방열모드의 제1 모드와 동일하게 방열모드의 제2 모드에서도 열원공급부(200)로부터 공급되는 열원과 축열부(700)로부터 공급되는 열원을 이용함에 따라 실내의 냉방능력을 단시간 내에 향상시킬 수 있게 된다.
이상 상술한 바와 같이, 발명의 흡착식 차량용 공조장치에 따르면, 연료전지스택으로부터 발생되는 폐열을 축열시키거나 방열시킬 수 있도록 하는 축열부를 구비함으로써, 차량의 시동초기에 실내를 급속하게 냉방할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 흡착식 차량용 공조장치에 따르면, 차량의 구동 고부하 조건에서 대기로 방출되는 연료전지스택의 열을 축열부에 축열시킬 재사용할 수 있는 것에 의해 에너지의 낭비를 최소화 할 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면, 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 또는 변경시킬 수 있다.
100: 열교환부 200: 열원공급부
310: 제1 반응기 320: 제2 반응기
400: 응축기 500: 증발기
600: 실내열교환기 700: 축열부

Claims (6)

  1. 냉유체를 공급하는 열교환부;
    온유체를 공급하는 열원공급부;
    상기 열교환부로부터 공급되는 냉유체 및 상기 열원공급부로부터 공급되는 온유체를 이용하여 제1 냉매를 번갈아가며 흡착 및 탈착하기 위해 흡착제가 각각 마련된 제1 반응기 및 제2 반응기;
    상기 제1 반응기 또는 상기 제2 반응기에서 탈착된 기상의 제1 냉매가 공급되고, 상기 열교환부로부터 공급된 냉유체에 의해 기상의 제1 냉매를 응축시키는 응축기;
    상기 응축기로부터 액상의 제1 냉매가 공급되고, 제2 냉매에 의해 액상의 제1 냉매를 증발시키는 증발기;
    상기 증발기에서 냉각된 제2 냉매가 공급되고, 외부공기를 냉각시켜 실내에 공급하기 위하여 상기 제2 냉매를 외부공기와 열교환시키는 실내열교환기;
    상기 열원공급부로부터 배출되는 온유체가 공급되고, 공급된 온유체의 열을 축열하였다가 축열된 열을 온유체측에 공급하는 축열부; 및
    실내의 냉방부하와 상기 열원공급부로부터 발생되는 방열량을 비교하여, 상기 열원공급부의 방열량에 기반한 예상 냉방능력이 상기 실내의 냉방부하보다 클 경우, 상기 온유체의 일부가 상기 축열부로 공급되도록 하는 축열모드로 제어하고, 상기 열원공급부로부터 발생되는 방열량이 상기 실내의 냉방부하보다 작을 경우, 상기 축열부에 축열된 열이 상기 열원공급부에서 배출되는 온유체측으로 공급되도록 하는 방열모드로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착식 차량용 공조장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열원공급부는 연료전지스택에서 발생되는 폐열이 사용된 것을 특징으로 하는 흡착식 차량용 공조장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 축열부는,
    상기 열원공급부의 배출구측으로 배출된 온유체의 일부가 유입되고, 유입된 온유체가 상기 열원공급부의 유입구측으로 배출되는 제1 축열튜브;
    상기 열원공급부로 리턴되는 온유체의 일부가 유입되고, 유입된 온유체가 상기 열원공급부의 배출구 또는 유입구측으로 배출되는 제2 축열튜브; 및
    상기 제1 축열튜브로 유동되는 온유체의 열을 축열하고, 축열된 열을 방열하여 상기 제2 축열튜브로 유동되는 온유체를 가열하는 상변화물질;을 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착식 차량용 공조장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열원공급부의 유입구측에 설치되어 상기 열원공급부로 유입되는 온유체의 온도 및 유량을 측정하는 제1 센서;
    상기 열원공급부의 배출구측에 설치되어 상기 열원공급부로부터 배출되는 온유체의 온도 및 유량을 측정하는 제2 센서;
    상기 실내열교환기의 유입구측에 설치되어 상기 실내열교환기로 유입되는 제2 냉매의 온도 및 유량을 측정하는 제3 센서; 및
    상기 실내열교환기의 배출구측에 설치되어 상기 실내열교환기로부터 배출되는 제2 냉매의 온도 및 유량을 측정하는 제4 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 온도 및 유량을 이용하여 상기 열원공급부의 방열량을 계산하고, 상기 제3 센서 및 상기 제4 센서에 의해 측정된 온도 및 유량을 이용하여 상기 실내의 냉방부하를 계산하는 것을 특징으로 하는 흡착식 차량용 공조장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 열원공급부의 배출구측과 상기 축열부 사이의 유로상에 설치되는 제1 개폐밸브; 및
    상기 열원공급부의 유입구측과 상기 축열부 사이의 유로상에 설치되는 제2 개폐밸브;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 흡착식 차량용 공조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 축열부상에 설치되어 상기 축열부의 온도를 측정하는 제5 센서;를 더 포함하고,
    상기 제어부는,
    챠량의 시동을 온시키기 전에,
    상기 제5 센서에 의해 측정된 상기 축열부의 온도가 상기 제2 센서에 의해 측정된 상기 열원공급부의 배출구측 온도보다 클 경우, 상기 제1 개폐밸브는 폐쇄하고 상기 제2 개폐밸브를 개방하여 상기 축열부를 방열모드가 되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 흡착식 차량용 공조장치.
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