KR20200060896A - 전차용 공기 조화 장치 - Google Patents

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KR20200060896A
KR20200060896A KR1020180146039A KR20180146039A KR20200060896A KR 20200060896 A KR20200060896 A KR 20200060896A KR 1020180146039 A KR1020180146039 A KR 1020180146039A KR 20180146039 A KR20180146039 A KR 20180146039A KR 20200060896 A KR20200060896 A KR 20200060896A
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이상준
변석형
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주식회사 화인
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Abstract

본 발명은 전차용 공기 조화 장치에 관한 것으로서, 본 발명의 공기 조화 장치는, 전차에 탑재되는 냉동 사이클을 구성하고. 전차의 실내의 공기 조화를 수행하기 위한 냉매를 압축하는 압축기(11)와 실내의 공기 조화에 관한 열부하 로서 냉동 사이클을 구성하는 증발기를 통과한 공기의 온도인 증발 온도를 검출하는 센서(22)과 이 센서에 의해 검출된 열부하가 미리 설정되는 실내의 공기 조화에 관한 요구를 만족하도록 압축기의 회전수를 제어하는 제어 모듈(18)을 포함하고, 제어 모듈은 공기 조화에 대한 요구를 만족하기 위한 증발 온도의 목표값인 목표 증발 온도와 센서에 의해 검출되는 증발 온도의 차이에 의해 공기 조화에 대한 요구를 만족한지 여부를 판정하고, 이 판정에 기초하여 압축기의 회전수를 제어하여 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상기 회전수를 포함하는 소정 범위 내의 회전수를 기준 회전수로 하여 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상태를 유지하도록 상기 기준 회전수와 상기 기준 회전수보다 낮은 저회전수를 주기적으로 전환하는 것이다.

Description

전차용 공기 조화 장치{Air Conditioning Apparatus for Tank}
본 발명은 전차용 공기 조화 장치에 관한 것으로서, 구체적으로는 전차에 탑재되어 전차 내부의 승무원의 탑승 공간의 공기를 냉각하는 공기 조화 장치에 관한 것이다.
전차 등의 내부는 전투 시에 승무원과 내부 시설을 보호하도록 장갑이나 기타 구조물로 보호되는 구조를 가지므로 엔진이나 기타 장비로부터의 열이 외부로 발산되지 못하여 기온이 높은 시기나 지역에서는 상당히 높은 온도로 될 수 있다.
전차는 모든 성능이나 기능이 높은 기동성을 갖도록 구성되어 있고, 특히 모든 동력을 기동과 무기의 운용에 사용하도록 구성되는 것이 일반적이어서, 내부의 공기를 냉각하여 승무원들이 쾌적한 상태를 유지할 수 없는 경우가 발생한다.
최근에는 승무원의 사기를 진작시키고 전투력을 높이기 위하여 실내의 공기의 온도를 승무원이 쾌적감을 느끼는 온도로 유지하는 공기 조화를 행하는 공기 조화 장치를 장착하여 내부에 탑승한 승무원들이 높은 실내 온도에 방치되지 않도록 구성되는 전차를 이용하는 경우가 증가하고 있다.
그러나, 전차는 기동력과 전투 장비 운용이 우선적으로 되어야 하므로, 공기 조화 장치에 이용되는 동력을 최소로 할 필요가 있으므로, 공기 조화 장치의 운전 효율을 향상시키기 위한 다양한 기술이 요구된다.
전차가 아닌 화물 수송 차량이나 승용차의 경우에도 연료 효율을 높이기 위하여 공기 조화 장치의 효율을 높일 필요가 있다.
공기 조화 장치의 효율을 높이기 위한 기술로서, 일본 특허공개공보 특개2008-81121호(문헌 1)에서는 '차량용 공기 조화 장치'라는 명칭의 발명을 개시하고 있다.
문헌 1의 발명에 따른 공기 조화 장치에서는 차량의 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기가 공기 조절 케이스내에 배치되어 있고, 증발기를 바이패스하여 공기를 흐르게 하는 바이패스 통로가 형성되어 있다.
바이패스 통로를 형성함으로써 이 통로를 통과하는 풍량만큼 증발기를 통과하는 풍량을 감소시킬 수 있다. 이에 따라 요구되는 실내 온도에 따라 증발기를 통과시켜 냉각하는 풍량과 바이패스통로를 통과시켜 냉각하지 않는 풍량을 조정할 수 있다. 따라서 증발기의 필요 냉각 능력을 감소시키고 압축기의 구동력을 절감함으로써, 공기 조화 장치의 효율을 향상시킨다.
또 다른 효율 향상 방안으로서, 공기 조화 장치를 가동하여 목표하는 실내 온도에 도달한 후에 압축기의 회전수를 낮추고 풍량을 낮추는 등의 기법이 알려져 있다.
그러나, 이와 같은 방법들은 궁극적으로 공기의 온도를 조절하는 성능을 저하시키는 것이어서 결국 차량에 탑승한 승무원이 느끼는 쾌적성이 저하한다는 문제가 있고, 동력 절감도 충분히 이루어지지 않는다는 문제점이 있다.
일본 특허공개공보 특개2008-81121호(문헌 1)
본 발명은 전차의 공기 조화 장치로서, 공기 조화 장치의 가동의 효율이 높아서 동력 소모를 최소로 하면서도 승무원이 탑승하는 실내 공간의 온도를 최적화할 수 있는 구성의 공기 조화 장치를 제공하려는 것이다.
전술한 본 발명의 해결 과제는 전차용 공기 조화 장치에 관한 본 발명에 의해 달성된다.
본 발명의 공기 조화 장치는,
전차에 탑재되는 냉동 사이클을 구성하고. 전차 실내의 공기 조화를 수행하기 위한 냉매를 압축하는 압축기(11)와 실내의 공기 조화에 관한 열부하로서 냉동 사이클을 구성하는 증발기를 통과한 공기의 온도인 증발 온도를 검출하는 센서(22)과 이 센서에 의해 검출된 열부하가 미리 설정되는 실내의 공기 조화에 관한 요구를 만족하도록 압축기의 회전수를 제어하는 제어 모듈(18)을 포함하고, 제어 모듈은 공기 조화에 대한 요구를 만족하기 위한 증발 온도의 목표값인 목표 증발 온도와 센서에 의해 검출되는 증발 온도의 차이에 의해 공기 조화에 대한 요구를 만족한지 여부를 판정하고, 이 판정에 기초하여 압축기의 회전수를 제어하여 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상기 회전수를 포함하는 소정 범위 내의 회전수를 기준 회전수로 하여 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상태를 유지하도록 상기 기준 회전수와 상기 기준 회전수보다 낮은 저회전수를 주기적으로 전환하는 것이다.
본 발명의 부가적 특징으로서, 제어 모듈은 센서에 의해 검출된 상기 열부하의 변화 정도가 소정값 이하일 경우에 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족한 경우라고 판정하는 것으로 구성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 양태로서, 제어 모듈은 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 상기 기준 회전수로 압축기를 구동하고 있는 상태와 상기 저회전수가 0이며 압축기가 정지하고 있는 상태를 주기적으로 전환하는 것으로 구성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시 양태로서, 제어 모듈은 냉동 사이클에 요구되는 냉방 성능이 소정값보다 작은 경우에는 상기 기준 회전수와 상기 저회전수를 주기적으로 전환하는 것으로 구성할 수 있다.
이러한 본 발명에 따르면, 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 기준 회전수와 기준 회전수보다 낮은 저회전수가 제어 모듈에 의해 주기적으로 변환된다.
이에 따라 공기 조화에 대한 요구를 유지하기 위해 항상 기준 회전수가 되도록 압축기를 제어할 경우에 비해 저회전수가 되도록 제어하는 시간만큼 동력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 조화에 대한 요구를 유지하도록 주기적으로 회전수를 제어하므로 공기 조화 성능에 주는 악영향을 억제하면서 동력 소모를 절감할 수 있다.
이와 같이 함으로써 전차의 기동시에도 기동에 소요되는 동력을 크게 소모하지 않으면서도 전차에 탑승한 승무원들이 쾌적한 상태의 실내에서 전차 및 여기에 탑재된 장비를 운용할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전차용 공기 조화 장치의 제어 계통의 구성을 나타내는 블럭도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치의 제어부가 실행하는 제어 단계를 나타내는 플로우차트이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치의 압축기의 제어를 나타내는 플로우차트이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화 장치에서 압축기의 회전수와 증발 온도의 관계를 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용으로서, 본 발명의 하나의 실시예에 따른 공기 조화 장치의 실시예에 관하여 도면을 참조하여 그 구성과 작동을 설명한다.
본 실시예의 공기 조화 장치는 전차에 탑재되는 것이다. 본 실시예의 공기 조화 장치에는 냉동 사이클을 구현하는 요소로서 전동 모터(12) 및 이에 의해 구동되는 압축기(11)가 구비되어 있다. 전동 모터(12)는 전차에 탑재되어 전차의 엔진(미도시)에 의해 구동되는 발전기(미도시)에 의해 전력이 공급되는 배터리(13)로부터 전력이 공급되어 구동된다.
냉동 사이클을 구성하는 요소로서는, 압축기(11) 외에 압축기(11)에 의해 압축되는 고온 고압의 냉매를 응축 액화시키는 콘덴서(미도시), 응축 액화한 냉매를 기액 분리하는 리시버(미도시), 리시버로부터의 액상의 냉매를 감압 팽창시키는 팽창 밸브(미도시) 및 팽창한 저온 저압의 냉매를 증발 기화시키는 증발기(미도시)가 구비되어 있다. 이러한 요소들은 널리 사용되는 것들이므로 그 구성 및 작동에 대한 설명과 도시는 생략한다.
본 실시예의 공기 조화 장치에는 전차 실내의 승무원의 탑승 공간인 실내로 냉각된 공기를 공급하는 송풍 모듈이 구비되어 있다.
송풍 모듈로서는, 하우징(미도시) 내에 송풍기(14), 증발기, 히터 유닛, 내기와 외기 사이의 흡입 모드를 전환하는 흡입구 전환 도어(15), 온도 조절 수단으로서의 공기 혼합 도어(16), 실내의 승무원의 자리를 향하여 공기를 분출하는 분출구들 개폐하거나 전환을 하는 분출구 전환 도어(17)가 마련되어 있다. 이러한 송풍 모듈 역시 널리 알려진 것을 사용할 수 있으므로, 구체적인 설명과 도시는 생략한다.
다음으로, 공기 조화 장치를 제어하기 위한 구성에 대하여 도 1을 참조하여 설명한다.
공기 조화 장치에는 각종 제어 작동을 하는 제어 수단으로서 연산용 소자와 메모리 소자 및 입출력 소자를 갖추고 있는 제어 모듈(18)이 마련되어 있다. 제어 모듈(18)은 전차의 전원 장치가 온(ON)으로 되면, 배터리(13)에서 전력이 공급되어 가동 상태로 된다.
제어 모듈(18)에는 전차 실내의 온도(Tr)를 검출하는 내부 온도 센서(19), 외기 온도(Tam)를 검출하는 외기 온도 센서(20), 전차 실내를 둘러싸는 벽면의 온도를 측정하는 벽면 온도 센서(21), 증발기를 통과한 직후의 공기 온도(이하, 증발기 온도, TE)를 검출하는 증발기 온도 센서(22), 전차의 기동 속도(Spd)를 검출하는 차속 센서(23), 히터 유닛의 열원으로서의 엔진 냉각수 온도(Tw)를 검출하는 수온 센서(24) 등으로부터의 신호가 입력된다.
또한, 제어 모듈(18)에는 전차 계기판의 조작 패널(25) 등으로부터의 신호가 입력된다. 조작 패널(25)에는 전차 실내의 목표 온도를 설정하는 온도 설정기(미도시), 압축기(11)의 구동을 개시하는 에어컨 스위치(미도시) 등이 구비되어 있다.
또한, 전동 모터(12)는 인버터(26)에 의해 회전수가 제어되고 인버터(26)는 제어 모듈(18)에 의해 그 작동이 제어된다. 구체적으로는 제어 모듈(18)는 인버터(26)에 회전수의 지시값을 출력하고 인버터(26)는 전동 모터(12)가 회전수 지시값의 회전수가 되도록 회전수 제어를 한다. 회전수의 지시값에 대한 신호와는 별도로 작동 개시에 관한 기동 신호가 제어 모듈(18)에서 인버터(26)로 출력된다.
이어서, 제어 모듈(18)에 의한 제어 프로세스에 대해서 도 2를 이용하여 설명한다. 도 2에 나타내는 처리는 가동 스위치가 온으로 되면 개시된다.
단계 S1에서 각종 설정값이 초기화되어 단계 S2로 이동하고, 단계 S2에서는 조작 패널(25)로부터의 각종 신호가 판독되어 단계 S3로 이동한다.
단계 S3에서는 각종 센서로부터의 신호가 판독되어 단계 S4로 이동한다. 단계 S4에서는 설정 온도(Tset), 외기 온도(Tam), 실내 온도(Tr) 및 벽면 온도(Ts)에 기초하여 목표 분출 온도(TAO)를 산출하여 단계 S5로 이동한다.
단계 S5에서는 산출한 목표 분출 온도(TAO)에 기초하여 송풍기의 풍량을 산출하고 단계 S6로 이동한다. 단계 S6에서는 흡입구의 모드를 결정하고 단계 S7로 이동한다. 단계 S7에서는 공기 혼합 도어(16)가 개방되는 각도를 산출하고 단계 S8로 이동한다.
단계 S8에서는 증발 온도(TE)의 목표값인 목표 증발 온도(TEO)를 산출하고 단계 S9로 옮긴다. 단계 S9에서는 증발 온도(TE)가 목표 증발 온도(TEO)가 되도록 퍼지 제어를 하고, 제어 모듈(18)로부터의 지시에 의해 압축기(11의) 회전수를 인버터(26)에 의해 제어하고 단계 S10로 이동한다.
단계 S10에서는 단계 S5 내지 S8에서 산출 및 결정된 값에 기초하여 송풍기(14), 흡입구 전환 도어(15), 공기 혼합 도어(16) 및 분출구 전환 도어(17)를 구동시키는 각종 액추에이터를 구동시키고 단계 S2로 복귀한다.
다음으로, 도 3을 참조하여 압축기(11)의 제어에 대하여 설명한다.
도 3에 나타내는 처리는 도 2에 도시한 단계 S8가 종료되면 개시된다.
단계 S91에서는 목표로 하는 압축기 회전수의 상한치(IVOmax)를 산출하고 단계 S92로 이동한다. 상한치(IVOmax)는 공기 조화에 대한 요구를 만족하는 값으로서, 압축기(11)의 진동 및 압축기(11)로부터의 소음이 소정값 미만이 되는 회전수가 되도록 설정된다.
단계 S92에서는 목표로 하는 압축기 회전수의 하한치(IVOmin)를 산출하고 단계 S92로 이동한다. 하한치(IVOmin)는 압축기(11)의 오일 순환을 고려하여 압축기(11)를 동작시키기 위한 최소값으로 설정된다. 단계 S93에서는 목표 증발 온도(TEO)와 검출한 증발 온도(TE)의 차이를 산출하고 단계 S94로 이동한다.
단계 S94에서는 제어 모듈(18)의 메모리에 미리 저장되어 있는 퍼지 맵(Purge Map)으로부터 목표로 하는 압축기 회전수(IVOn)를 산출하고 단계 S95로 이동한다.
단계 S95에서는 단계 S93에서 산출한 값이 1보다 작은 상태가 30초 이상 계속되는지를 대비하고, 계속되는 경우에는 단계 S96로 이동하고, 계속되고 있지 않는 경우에는 이 절차를 종료한다. 따라서 30초 이상 계속하고 있지 않는 경우에는 공기 조화 작동의 부하가 안정되지 않은 과도기이므로 목표로 하는 압축기 회전수가 되도록 압축기(11)가 제어된다.
단계 S97에서는 하한치(IVOmin)를 100 rpm으로 상승시켜 이 절차를 종료한다. 이와 같이 단계 S97에 의해 안정 상태가 되면 하한치(IVOmin)를 100 rpm씩 단계적으로 상승시킨다. 이에 따라 급격하게 하한치(IVOmin)를 상승시킬 경우에 비해 안전성을 향상시킬 수 있다.
또한 하한치(IVOmin)와 상한치(IVOmax)가 근접하여 제어가 악화되지 않도록 하한치(IVOmin)의 최대값은 상한치(IVOmax)보다 소정 값만큼 낮게 설정하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 상한치(IVOmax)가 2000 rpm의 경우에는 하한치(IVOmin)의 최대값은 1500 rpm로 설정한다.
S9에서 결정된 상한치(IVOmax), 목표로 하는 압축기 회전수(IVOn) 및 하한치(IVOmin)에 기초하여 압축기(11)을 제어한다.
이에 따라, 퍼지 제어에 사용하고 있는 증발 온도(TE)와 목표 증발 온도(TEO)를 모니터링하고 'TEO-TE＜1'인 상태가 30초 계속되면, 열부하와 냉동 사이클이 안정 상태라고 판단한다(단계 S5).
이어서, 단계 S6 및 단계 S7에서 예컨대 10초에 100 rpm씩 최저 회전수를 상승시키고 열부하에 따른 최적의 온/오프식(ON/OFF) 절전 제어를 수행한다.
따라서 쾌적성이나 습기제거 성능이 확보될 경우에는 압축기(11)의 회전수를 온오프(ON/OFF) 방식으로 제어하여 압축기(11)의 가동률을 낮춤으로써 절전 제어가 이루어진다.
다음으로, 도 4를 참조하여 압축기(11)의 제어에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 4에 나타난 바와 같이, 시각 t0에서 증발 온도(TE)가 목표 증발 온도(TEO)보다 크기 때문에 압축기(11)을 기동시켜 냉매를 압축하고 증발 온도(TE)가 목표 증발 온도(TEO)에 가까워지도록 회전수(Nc)를 낮추도록 제어한다.
시각 t1가 되면 목표 증발 온도(TEO)와 증발 온도(TE)의 차이가 1보다 작아졌으므로 회전수(Nc)도 일정한 값으로 된다.
시각 t2가 되면 TEO와 TE와의 차이가 1보다 작은 상태가 30초 이상 계속되고 10초 이내에 하한치(IVOmin)로 변하지 않았기 때문에 하한치(IVOmin)를 100 rpm 상승시킨다.
시각 t3가 되면 TEO와 TE와의 차이가 1보다 작은 상태가 30초 이상 계속되고 있고 10초 이내에 하한치(IVOmin)로 변하지 않았기 때문에 하한치(IVOmin)를 100 rpm 상승시킨다.
시각 t4가 되면 TEO와 TE와의 차이가 1보다 작은 상태가 30초 이상 계속되고 있고 10초 이내에 하한치(IVOmin)로 변하지 않았기 때문에 하한치(IVOmin)를 100 rpm 상승시킨다.
이와 같이 제어하면 시각 t4에서 하한치(IVOmin)가 압축기(11)의 회전수(Nc)보다 커지므로 압축기(11)를 정지시킨다. 압축기(11)가 정지하면 냉매의 압축도 중단되므로 증발 온도(TE)가 상승하여 시각 t5에서 TEO와 TE와의 차이가 1 이상이 된다.
따라서, 시각 t5에서 압축기(11)를 다시 하한치(IVOmin)보다 큰 값으로 기동하고 TE를 낮추도록 제어한다. 시각 t6에서 TEO와 TE와의 차이가 다시 1보다 작아지면, 압축기(11)를 정지시킨다.
이와 같이 공기 조화에 대한 요구가 만족되는 경우 압축기(11)는 주기적으로 온오프 제어된다.
도 4에서는 종래 기술에 따른 제어를 가상선으로 나타내고 있는데, 이 가상선으로 나타나는 바와 같이, 하한치(IVOmin)는 일정한 값이었지만 본 실시예에서는 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상태가 계속되고 있으면, 하한치(IVOmin)를 단계적으로 상승시키고, 이에 의해 압축기(11)의 온/오프 제어를 실현하고 있다.
이와 같은 온오프식 절전 제어에 의한 동력 소모의 절감 효과에 관해 표 1을 이용하여 설명한다. 표 1은 최저 회전수를 5 단계로 설정하고 압축기(11)의 가동률을 변화시켰을 경우의 평균 증발 온도, 냉방 성능, 소비 전력 및 동력 절감 효과를 나타내고 있다.
표 1은 흡입 공기의 온도가 30℃, 습도가 40% 이고, 송풍량이 160 m3/h의 경우 실험 결과이다.
최저 회전수(rpm) 1345 1350 1540 1900 2200
가동률 100.0 60 57 53 51
평균 증발 온도 (℃) 9.4 9.8 9.8 9.7 9.6
냉방 성능 (kW) 1021 1021 1062 1147 1195
소비 전력 (kW) 240 168 187 201 209
동력 절감 효과 - 30 22 16 13
표 1에 나타낸 바와 같이, 최저 회전수가 가장 낮은 1345일 경우는 가동률이 100%이다. 이 예를 기준으로 하면 최저 회전수가 1350일 경우가 동력 절감 효과가 30%로서 가장 높다. 따라서 압축기(11)가 온오프하는 최대 회전수(1350rpm)가 유효한 것을 알 수 있다.
또한, 절전 제어하여도 냉방 성능은 1345 rpm의 경우와 같고 공조 요구를 만족하면서 동력을 절감할 수 있다는 점이 확인된다.
최적의 최저 회전수는 사용 환경 조건 등에 상황에 의해 다르며, 예를 들어 외기의 온도와 습도, 전차 실내를 둘러싸는 벽면의 온도, 설정 실내 온도, 흡입 모드, 전차의 기동 속도, 승무원수에 따라 가변될 수 있다.
따라서 최적의 최저 회전수는 단계적으로 상승시킬 수도 있고, 미리 퍼지 맵 등에 의해 결정하여 놓고 퍼지 맵에 의해 결정한 최저 회전수에 기반하여 단계적으로 상승시켜도 좋다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 전차용 공기 조화 장치에서는 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 기준 회전수(하한치)와 기준 회전수보다 낮은 저회전수(본 실시예에서 저회전수는 0)가 제어 모듈(18)에 의해 주기적으로 변환된다.
이에 따라 공기 조화에 대한 요구를 유지하기 위해 항상 기준 회전수가 되도록 압축기(11)를 제어하는 경우에 비해 저회전수가 되도록 제어하는 시간만큼 동력 소모를 감소시킬 수 있다. 또한, 공기 조화에 대한 요구를 유지하도록 주기적으로 회전수를 제어하므로, 공기 조화 성능에 주는 악영향을 억제하면서도 동력 소모를 절감할 할 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제어 모듈(18)는 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 기준 회전수로 압축기(11)를 구동하고 있는 상태와 저회전수가 0이며 압축기(11)가 정지하고 있는 상태를 주기적으로 전환하고 있다. 이와 같이 압축기(11)을 정지시킴으로써 동력 절감 효과를 더 높일 수 있다.
또한, 본 실시예에서는 절전 제어의 기준이 되는 하한치는 압축기(11)의 진동 및 압축기(11)로부터의 소음이 소정값 미만이 되는 회전수로 설정할 수 있다. 이에 따라 하한치가 과도하게 상승하여 압축기(11)에서 과대한 진동 및 소음이 발생하는 것을 억제할 수 있다.
본 실시예에서는 공조 성능에 영향을 주지 않는 범위에서 압축기를 온오프 제어함으로써 절전 제어를 실현할 수 있다. 또한 종래 기술에서는 증발 온도 센서(22)를 이용하여 실내의 부하를 정확하게 감지할 수 있기 때문에, 본 실시예에 따른 제어를 위해 새로운 센서를 추가할 필요가 없이 저비용의 구조로 정밀도가 높은 최적의 제어가 가능하게 된다.
한편, 전술한 실시예에서는 열부하로서 냉동 사이클을 구성하는 증발기를 통과한 공기의 온도를 이용하고 있지만, 열부하는 증발 온도(TE)에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 열부하로서 전차 실내의 온도 또는 승무원의 체온을 검출하는 센서를 이용하여 측정된 온도에 의해 절전 제어를 실시할 수도 있다.
전술한 실시예에서 제어 모듈(18)이 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우는 증발 온도(TE)가 30초간 일정한 범위가 되었을 경우이지만 이러한 경우에 한정하는 것이 아니다.
예를 들어 제어 모듈(18)은 검출 수단에 의해 검출된 열부하의 변화 정도가 소정값 이하일 경우에 공조 요구를 만족했다고 판단할 수도 있다. 예를 들어, 증발 온도(TE)의 변화 정도가 소정값 이하일 경우에 공기 조화에 대한 요구를 만족했다고 판단할 수도 있다. 이에 따라 보다 빠른 타이밍에 절전 제어를 실시하여 동력 절감 효과를 더 높일 수 있다.
전술한 실시예에서는 정상 운전으로 이행 시에 온오프 제어로 이행하고 있지만, 오프(OFF)까지 이행하지 않고 어느 정도의 저회전수까지 압축기를 운전하도록 제어할 수도 있다. 예를 들면, 기준 회전수가 2500 rpm이고 저회전수가 0 rpm인 온오프 방식과 달리, 기준 회전수를 2500 rpm으로 동일하게 하되 저회전수를 1000 rpm으로 하여 제어할 수도 있다. 이에 의해 동력 소모 절감 효과는 다소 저하되지만, 압축기의 연속 운전에 대한 절전 제어가 가능한 영역을 넓힐 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지는 않고, 청구범위에 기재한 범위에서 다양한 변형과 변경 및 구성의 부가가 가능하다.
11:압축기 12: 전동 모터
13: 배터리 14: 송풍기
15: 흡입구 전환 도어 16: 공기 혼합 도어
17: 분출구 전환 도어 18: 제어 모듈
19: 내부 온도 센서 20: 외기 온도 센서
21: 벽면 온도 센서 22: 증발기 온도 센서
23: 차속 센서 24: 수온 센서
25: 조작 패널 26: 인버터

Claims (4)

  1. 전차에 탑재되는 냉동 사이클을 구성하고. 전차의 실내의 공기 조화를 수행하기 위한 냉매를 압축하는 압축기(11)와 실내의 공기 조화에 관한 열부하 로서 냉동 사이클을 구성하는 증발기를 통과한 공기의 온도인 증발 온도를 검출하는 센서(22)과 이 센서에 의해 검출된 열부하가 미리 설정되는 실내의 공기 조화에 관한 요구를 만족하도록 압축기의 회전수를 제어하는 제어 모듈(18)을 포함하고, 제어 모듈은 공기 조화에 대한 요구를 만족하기 위한 증발 온도의 목표값인 목표 증발 온도와 센서에 의해 검출되는 증발 온도의 차이에 의해 공기 조화에 대한 요구를 만족한지 여부를 판정하고, 이 판정에 기초하여 압축기의 회전수를 제어하여 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상기 회전수를 포함하는 소정 범위 내의 회전수를 기준 회전수로 하여 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족한 상태를 유지하도록 상기 기준 회전수와 상기 기준 회전수보다 낮은 저회전수를 주기적으로 전환하는 것을 특징으로 하는 것인, 전차용 공기 조화 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    제어 모듈은 센서에 의해 검출된 상기 열부하의 변화 정도가 소정값 이하일 경우에 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족한 경우라고 판정하는 것인, 전차용 공기 조화 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    제어 모듈은 상기 공기 조화에 대한 요구를 만족했을 경우에는 상기 기준 회전수로 압축기를 구동하고 있는 상태와 상기 저회전수가 0이며 압축기가 정지하고 있는 상태를 주기적으로 전환하는 것을 특징으로 하는 것인, 전차용 공기 조화 장치.
  4. 청구항 2에 있어서,
    제어 모듈은 냉동 사이클에 요구되는 냉방 성능이 소정값보다 작은 경우에는 상기 기준 회전수와 상기 저회전수를 주기적으로 전환하는 것을 특징으로 하는 것인, 전차용 공기 조화 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112172455A (zh) * 2020-10-19 2021-01-05 重庆邮电大学 一种电动汽车热泵空调温度控制方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008081121A (ja) 1998-10-23 2008-04-10 Denso Corp 車両用空調装置

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