KR20200067063A - Low power vehicle air conditioning to operate when stationary - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 정차 및 시동을 켜지 않은 상태에서 차량용 베터리를 이용하여 차량내부, 실내를 효과적으로 온도를 낮출 수 있는 저전력(Low-power)에어컨 즉 저전력 공조 냉동 기술(Low-power air conditioning refrigeration technology)과, 차량용 공기조화장치(공조기, 공조장치)에 관한 기술 분야이며, 차량에만 한정되는 것이 아닌 철도(기차), 가정용에어컨 등 일상생활에서 흔히 쓰이는 모든 공조장치(공기조화장치, 에어컨) 및 의 기술분야이다.The present invention is a low-power air-conditioning refrigeration technology (Low-power air conditioning refrigeration technology) that can effectively lower the temperature inside the vehicle, using a vehicle battery without stopping and starting, and It is a technical field related to air conditioners (air conditioners, air conditioners) for vehicles, and is not limited to vehicles, but is a technical field of all air conditioners (air conditioners, air conditioners) commonly used in daily life such as railways (trains) and household air conditioners. .
미세먼지 자동차 매연 공해 등 근래의 대기 오염은 심각한 문제로 대두 되고 있는 시점에서 정부에서도 자동차 신호 대기 및 정차 시 시동을 끌 것에 대하여 법제화 하는 방안을 검토 하고 있지만 한여름의 찜통 더위에 차 안에서 시동을 끄고 있는 것은 참으로 고통스런 일이며, 여름철에 장시간 폐쇄된 차량 안에 있으면 실내의 높은 온도로 인해 열사병 등 인체에 매우 위험하다. 그러한 문제점을 해결하기 위해 본 기술을 연구하게 되었다. 일반적인 자동차 에어컨은 ⑥응축기와 ⑥증발기, 팽창 밸브 등으로 구성 되어있다. 냉매 가스를 주입하면 ⑦콤프레셔(압축기)로 이동하여 고온 고압의 액화 상태가 된다. 액화된 냉매가 팽창 밸브로 이동하고 팽창밸브에서 ⑥증발기로 연결되는데 이때 냉매가 좁은 동관인 팽창밸브에서 ⑥증발기 쪽 라디에이터로 냉매가 흐르면 기화가 되어 그 주변의 열을 빼앗게 된다. 이러한 원리를 이용하여 주변의 시원한 공기를 실내 쪽으로 바람을 일으키고, 다 쓴 냉매는 압축기로 다시 보내 순환시키게 한다. 이것이 바로 자동차 에어컨의 일반적인 원리이다. 하지만 ⑦차량용 컴프레셔(차량용 압축기)는 엔진의 회전력을 이용 하여 돌아간다. 그러므로 위의 과정들은 시동이 켜져 있을 때(엔진이 가동할 때에)만 가능한 일이다. 시동을 키지 않은 상태로 에어컨을 돌리기 위해서는 자동차 배터리를 이용하여야 한다. 그래서 시동을 키지 않고 차량용 배터리를 이용하여, 에어컨 가동에 있어 저 전력화 할 수 있는 에어컨 시스템의 새로운 기술이 필요 하였고, 그런 상태에서도 장시간 배터리를 이용하여 에어컨을 가동시키려면 베터리 관리 장치가 필요 하게 된다. 심 방전에 의한 수명 단축을 방지 하기 위해서다. 일반적으로 심 방전용배터리는 DOD(Depth of Discharge) 값을 50% 정도가 적절 하나 자동차의 경우 시동할 때 많은 전류를 필요로 하고 시동 후에는 발전기에 의해서 즉시 충전이 이루어 지고, 항상 13.8V의 전압이 유지 되므로 긴 수명을 유지 할 수 있다. 그런 이유에서 무시동 에어컨에서는 배터리 선택과 관리에 관한 기술이 필연적으로 동반 되어야 한다. At present, air pollution such as fine dust cars, soot pollution, etc. has emerged as a serious problem, and the government is also considering ways to legislate to turn off the engine when waiting for a signal and turn off the vehicle. This is very painful, and if you are in a vehicle that has been closed for a long time in the summer, it is very dangerous to the human body, such as heatstroke, due to the high temperature inside. In order to solve such a problem, the present technology was studied. A typical car air conditioner consists of a ⑥ condenser, ⑥ evaporator, and expansion valve. When the refrigerant gas is injected, it moves to the ⑦ compressor (compressor) and becomes a liquefied state of high temperature and high pressure. The liquefied refrigerant moves to the expansion valve and is connected to the ⑥ evaporator from the expansion valve. At this time, when the refrigerant flows from the expansion valve, which is a narrow copper tube, to the ⑥ evaporator side radiator, it vaporizes and takes away the heat around it. By using this principle, the cool air around it is blown into the room, and the exhausted refrigerant is sent back to the compressor for circulation. This is the general principle of automotive air conditioning. However, the vehicle compressor (vehicle compressor) runs using the engine's torque. Therefore, the above steps are possible only when the engine is turned on (when the engine is running). To run the air conditioner without starting it, a car battery must be used. Therefore, a new technology of an air conditioner system capable of lowering power consumption in an air conditioner operation using a vehicle battery without starting is required, and in such a state, a battery management device is required to operate the air conditioner using a battery for a long time. This is to prevent shortening of life due to deep discharge. In general, the battery for deep discharge has a proper DOD (Depth of Discharge) value of 50%, but in the case of a car, it requires a lot of current when starting and is immediately charged by the generator after starting, and always has a voltage of 13.8V. Because it is maintained, long life can be maintained. For this reason, the technology for selecting and managing batteries must be accompanied in the air conditioner of the city.
본 발명 에서는 에어컨의 저 전력화의 방안으로 에어컨의 구성 요소 중 ⑥ In the present invention, among the components of the air conditioner ⑥
응축기의 효율을 높이는 방안을 새롭게 고안 하고자 하였으며 그와 동반한 시스템의 구성에 관한 것으로 ⑥응축기의 형태 및 냉각 팬(도-6)의 능력과 속도에 관한 연구와 그로 인한 ⑥증발기의 냉방 능력의 증대를 위한 과제를 해결하고 무시동 에어컨에 사용되는 배터리의 관리 시스템의 문제를 해결 하고자 하였다It was intended to newly devise a method to increase the efficiency of the condenser, and it is related to the configuration of the accompanying system. ⑥ Study on the shape of the condenser and the ability and speed of the cooling fan (FIG.-6) and the resulting increase in the cooling capacity of the evaporator. To solve the problem and to solve the problem of the battery management system used in the city air conditioner
첫 번째. 차가운 ⑥증발기를 통과하는 과정에서 발생되는 물(응결수)을 ⑤물통에 모아서 ⑩모터 펌프를 이용하여 펌핑한 후 ⑨초음파 진동자를 이용하여 무화 시킨 후 이를 강제 공냉하고 있는 ⑥응축기에 공급해 줌으로써 2차 기화열에 의해 쉽게 고온 고압의 기체 냉매가 액체 냉매로 상 변환을 일으킨다. 그럼으로써 많은 양의 냉매가 적은 에너지로 반복되는 상 변환을 갖음으로써 ⑦콤프레셔(압축기)를 적게 돌리고 빨리 냉매가 액화 되는 고효율 저 전력화 기술을 실현 시킬 수 있으므로 심 방전 값을 50%으로 유지하면서 장시간 가동이 가능하며 장시간 가동하여도 심 방전 값이 유지되어 재충전할 때에 항상 13.8V의 전압이 유지 되므로 긴 수명을 유지 할 수 있다 first. Second, by supplying water (condensation water) generated in the process of passing through the cold ⑥ evaporator to the ⑤ water tank, pumping it using a 펌프motor pump, ⑨ atomizing it using an ultrasonic vibrator, and supplying it to the ⑥condenser that is forcibly air-cooled. The gaseous refrigerant of high temperature and pressure easily undergoes phase conversion into liquid refrigerant by the heat of vaporization. By doing so, a large amount of refrigerant has a phase change that is repeated with less energy, so it is possible to realize a high-efficiency low-power technology that turns the compressor (compressor) low and liquefies refrigerant quickly, so it operates for a long time while maintaining the deep discharge value at 50%. This is possible, and even if it is operated for a long time, the value of deep discharge is maintained, so the voltage of 13.8V is always maintained when recharging, so it can maintain a long life
두 번째. ⑥응축기를 효율적으로 냉각 시키기 위한 냉각 팬(도-6)의 속도는 정확한 rpm계측기로 측정 및 연구를 하여 속도를 3000rpm으로 선정하게 되었다. 일반적인 컴퓨터에 들어가는 냉각 팬은 약 1200rpm정도이다. 하지만 컴퓨터에 들어가는 냉각 팬(도-6)은 전력소모가 심하지는 않지만 냉각 효율에 앞서 좋지 않다. 그래서 1200rpm보다는 빠르면서 전력소모가 심하지 않고 냉각 효율을 높일 수 있는 속도를 찾기 위해 1200rpm부터 rpm을 증가시켜, rpm에 따른 온도측정을 실시하였다. 측정을 한 결과 냉각에 있어 전력소모가 심하지 않으면서 냉각 효율을 높일 수 잇는 가장 이상적인 속도인 3000rpm으로 선정하게 되었다. 그리하여 최종적인 목표인 150와트 이하로 낮추는데 성공하였다. 실험 결과로는 약 80W에서 100W정도로 측정이 되었다. 이는 최종목표보다 더 좋은 결과가 나왔다.second. ⑥ The speed of the cooling fan (Fig. 6) for efficiently cooling the condenser was measured and researched with an accurate rpm meter to select the speed as 3000 rpm. The cooling fan in a typical computer is about 1200 rpm. However, the cooling fan entering the computer (FIG.-6) is not in good power efficiency, although it does not consume much power. So, in order to find a speed that is faster than 1200 rpm and does not consume much power and can increase the cooling efficiency, the rpm was increased from 1200 rpm to measure temperature according to rpm. As a result of the measurement, it was selected as 3000 rpm, which is the most ideal speed to increase cooling efficiency without severe power consumption in cooling. Thus, it succeeded in lowering to the final goal of 150 watts or less. As a result of the experiment, it was measured from about 80W to about 100W. This resulted in better results than the final goal.
본 발명에 대한 효과는 시동을 키지 않은 상태에서도 차량용 배터리를 이용하여 저전력으로 장시간 에어컨을 가동 시킬 수 있을뿐더러 배터리에 무리가 가지 않고 오랫동안 가동할 수 있다. 또한 가정용, 사무실용으로 보급화(차량용DC전원에서 AC로 인버터)하여 장시간 사용하더라도 전기요금이 줄어드는 효과가 있다The effect of the present invention is that the air conditioner can be operated for a long time at low power by using a vehicle battery even when the engine is not turned on, and the battery can be operated for a long time without straining the battery. In addition, it has the effect of reducing electricity rates even if it is used for a long period of time as it is popularized for home and office use (inverter from vehicle DC power to AC).
제 1도는 본 기술(발명)의 정면도를 입체화 시킨 대표도이다.
제 2도는 조립하였을 때의 도면이다.
제 3도는 ⑤응결수 물통을 등각 투상한 세부도면이다.
제 4도는 제1도 안쪽을 확대한 도면이다.
제 5도는 제 1도의 냉매의 흐름에 관한 도면이다.
제 6도는 제 5도의 냉각 팬과 송풍 팬의 도면이다.FIG. 1 is a representative diagram of the front view of the present technology (invention) in three dimensions.
2 is a view when assembled.
Figure 3 is a detailed drawing of the ⑤ condensed water isometric projection.
4 is an enlarged view of the inside of FIG. 1.
5 is a diagram of the flow of the refrigerant in FIG. 1.
6 is a view of the cooling fan and the blowing fan of FIG. 5;
본 발명은 시동을 키지 않은 상태에서도 차량용 배터리를 이용하여 에어컨을 작동시키고, 작동되는 과정에서 ⑦컴프레셔(차량용 압축기)등 심한 전력소모를 줄이고자 저전력화 기술을 연구하였다. 냉매 가스를 주입하면 ⑦콤프레셔(압축기)로 이동하여 고온 고압의 액화 상태가 되고, 액화된 냉매가 팽창밸브로 이동하고 팽창밸브에서 ⑥증발기로 연결되는데 이때 냉매가 좁은 동관인 팽창밸브에서 ⑥증발기 쪽 라디에이터로 냉매가 흐르면 기화가 되어 그 주변의 열을 빼앗게 된다. 이러한 원리로 차가워진 주변의 시원한 공기를 실내 쪽으로 바람을 일으키고, 다 쓴 냉매는 압축기로 다시 보내 순환시키는 자동차 에어컨의 일반적인 원리에 차가운 ⑥증발기를 통과하는 과정에서 발생되는 물(응결수)을 물통에 모아서 ⑩모터 펌프를 이용해서 펌핑한 후 ⑨초음파 진동자를 이용하여 무화 시킨 후 이를 강제 공냉하고 있는 ⑥응축기에 공급해 줌으로써 ⑦컴프레셔(압축기)를 적게 작동시켜 2차 기화열에 의해 쉽게 고온 고압의 기체 냉매가 액체 냉매로 상 변환을 시켰으며, ⑥응축기를 효율적으로 냉각 시키기 위한 냉각 팬(도-6)의 속도를 구하기 위해서 정확한 rpm계측기로 측정 및 연구를 하여 본 발명에 적합한 rpm을 찾기 위한 방법은 1200rpm보다는 빠르면서 전력소모가 심하지 않고 냉각 효율을 높일 수 있는 속도를 찾기 위해 일반적인 팬의 속도인 1200rpm부터 rpm을 증가시켜, rpm에 따른 온도측정을 실시하였고, 측정을 한 결과 냉각에 있어 전력소모가 심하지 않으면서 냉각 효율을 높일 수 잇는 가장 이상적인 속도인 3000rpm으로 선정하여 전체적인 냉방시스템의 저전력화를 실현 시킴. 본 발명으로 저전력화 효과는 시동을 키지 않은 상태에서도 차량용 배터리를 이용하여 저전력으로 장시간 에어컨을 가동 시킬 수 있을뿐더러 배터리에 무리가 가지 않고 오랫동안 가동할 수 있다. 또한 가정용, 사무실용으로 보급화(차량용DC전원에서 AC로 인버터)하여 장시간 사용하더라도 전기요금이 줄어드는 효과가 있다. 앞으로 전기차, 수소연료전지자동차 등의 미래형 자동차 냉방시스템에 기여 하고, 가정에 있는 냉방 기술을 접목시켜 전기요금이 적게 들면서 장시간 쾌적하게 사용 할 수 있는 제품이다The present invention has studied the low-power technology to reduce the severe power consumption, such as ⑦ compressor (vehicle compressor) in the process of operating the air conditioner using a vehicle battery even in the state that the start is not turned on. When the refrigerant gas is injected, it moves to the ⑦ compressor (compressor) to become liquefied at high temperature and high pressure, and the liquefied refrigerant moves to the expansion valve and is connected to the ⑥ evaporator at the expansion valve. When the refrigerant flows through the radiator, it vaporizes and takes away the heat around it. In accordance with this principle, the cool air around it cools to the room, and the exhausted refrigerant is sent back to the compressor to circulate. Collected and pumped using a 펌프motor pump, ⑨ atomized using an ultrasonic vibrator, and then forced to air-cooled ⑥by supplying it to a condenser. The phase was converted to liquid refrigerant, and the method for finding the rpm suitable for the present invention was measured rather than 1200 rpm by measuring and researching with an accurate rpm meter to obtain the speed of the cooling fan (FIG. 6) for efficiently cooling the condenser. In order to find a speed that is fast and does not consume much power and can increase cooling efficiency, temperature was measured according to rpm by increasing rpm from 1200 rpm, which is a typical fan speed, and as a result of measurement, if power consumption is not severe in cooling, Therefore, by selecting 3000rpm, which is the most ideal speed to increase the cooling efficiency, the overall cooling system is reduced in power. With the present invention, the effect of lowering the power is that the air conditioner can be operated for a long time at a low power by using a vehicle battery even when the start is not turned on, and the battery can be operated for a long time without straining the battery. In addition, it has the effect of reducing electricity rates even if it is used for a long period of time as it is popularized for home and office use (inverter from vehicle DC power supply to AC). In the future, it contributes to future automobile cooling systems such as electric vehicles and hydrogen fuel cell vehicles, and it is a product that can be used comfortably for a long time with low electricity bills by integrating cooling technology in the home.
앞으로 전기차, 수소연료전지자동차 등의 미래형 자동차 냉방시스템에 기여 하고, 가정에 있는 냉방 기술을 접목시켜 전기요금이 적게 들면서 장시간 쾌적하게 사용할 수 있는 지향성 있는 제품이다In the future, it is a directional product that contributes to future automobile cooling systems such as electric vehicles and hydrogen fuel cell vehicles, and can be used comfortably for a long time with low electricity bills by integrating cooling technology in the home.
대표도의 요소별 명칭은 아래와 같다.
① 에어컨의 기초 틀
② ①틀에 있는 바닥 베이크라이트 판넬
③ 좌, 우측 라디에이터 받침대
④ 좌, 우측 소형 라디에이터 받침대
⑤ 응결수 물통
⑥ 좌측 라디에이터(실내기), 우측 라디에이터(실외기)
⑦ 컴프레셔(압축기)
⑧ 본체 덮게
⑨ 초음파 진동자
⑩ 모터 펌프The names of each element of the representative map are as follows.
① Basic framework of air conditioning
② ①Bakelite panel on the bottom of the frame
③ Left and right radiator brackets
④ Left and right small radiator stand
⑤ Condensed water bucket
⑥ Left radiator (indoor unit), right radiator (outdoor unit)
⑦ Compressor (compressor)
⑧ Cover the body
⑨ Ultrasonic vibrator
⑩ Motor pump
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KR1020180154007A KR20200067063A (en) | 2018-12-03 | 2018-12-03 | Low power vehicle air conditioning to operate when stationary |
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