KR20200125790A - 차량용 공조장치 및 공조시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 상대적으로 온도가 낮은 공기를 응축기로 도입하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치 및 공조시스템에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 공조장치는 실외와 연결된 제 1 외기유입구, 트렁크룸과 연결된 제 1 내기유입구 및 실외와 연결된 제 1 토출구가 마련되고, 상기 제 1 외기유입구 및 제 2 내기유입구와 제 1 토출구 사이에 제 1 블로워팬 및 가열코어를 경유하도록 마련된 제 1 유로와; 상기 제 1 외기유입구와 제 1 내기유입구 사이에 마련되어 상기 제 1 외기유입구 또는 제 1 내기유입구를 선택적으로 폐쇄하며, 제 1 외기유입구의 폐쇄시 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸 내부의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시킨 다음 제 1 토출구를 통해 실외로 토출시키고, 제 1 내기유입구의 폐쇄시 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시킨 다음 제 1 토출구를 통해 실외로 토출시키는 조절도어를 포함한다.

Description

차량용 공조장치 및 공조시스템{AIR CONDITIONNING UNIT AND SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치 및 공조시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 상대적으로 온도가 낮은 공기를 응축기로 도입하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치 및 공조시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 공조장치가 마련된다.

공조장치는 가열코어, 냉각코어, 블로워팬 등이 마련됨으로써 공조장치로 도입된 공기를 승온 또는 냉각시킨 후 차량의 실내로 토출한다. 따라서, 추운 겨울이나 더운 여름 등에도 차량의 실내 온도를 탑승자가 제어할 수 있게 됨으로써 탑승자의 온도 쾌적성이 향상된다.

한편, 현재의 공조장치에서 응축기로 도입되는 공기를 유입시키는 유입구는 공기 유로의 최소화를 위하여 차량에서 운전자 또는 동석자가 탑승하는 실내와 근접한 위치에 장착되어 공기의 유로를 최소화함으로써 열손실을 저감시킨다. 이를 위하여 응축기로 도입되는 공기가 유입되는 유입구는 트렁크룸에 구비된 트렁크룸덕트에 연결되어 트렁크룸 내부의 공기를 유입하도록 구비된다.

한편, 여름 등과 같이 기온이 높은 경우에 차량이 실외에 장시간 주차되면 차량의 실내 및 트렁크룸의 온도가 차량의 외부 온도보다 상승하게 된다. 이 경우, 탑승자가 냉방공조시스템을 작동하더라도 트렁크룸에 구비된 트렁크덕트를 통해 응축기로 유입되는 공기의 온도가 높아서 응축기에서 열교환이 활발하게 이루어지지 않고 이에 따라 냉방효율이 저하되는 문제가 발생하였다.

따라서, 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 새로운 개념의 차량용 공조장치 및 공조시스템이 필요한 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 내용은 본 발명에 대한 배경을 이해하기 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

등록특허공보 제10-1500104호 (2015.03.02)

본 발명은 트렁크룸의 공기와 실외 공기를 선택적으로 도입할 수 있는 유로를 구비하고, 트렁크룸의 온도가 상승하는 경우에 상대적으로 온도가 낮은 실외 공기를 응측기로 도입하여 열교환 효율을 향상시킬 수 있는 차량용 공조장치 및 공조시스템을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 공조장치는 실외와 연결된 제 1 외기유입구, 트렁크룸과 연결된 제 1 내기유입구 및 실외와 연결된 제 1 토출구가 마련되고, 상기 제 1 외기유입구 및 제 2 내기유입구와 제 1 토출구 사이에 제 1 블로워팬 및 가열코어를 경유하도록 마련된 제 1 유로와; 상기 제 1 외기유입구와 제 1 내기유입구 사이에 마련되어 상기 제 1 외기유입구 또는 제 1 내기유입구를 선택적으로 폐쇄하며, 제 1 외기유입구의 폐쇄시 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸 내부의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시킨 다음 제 1 토출구를 통해 실외로 토출시키고, 제 1 내기유입구의 폐쇄시 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시킨 다음 제 1 토출구를 통해 실외로 토출시키는 조절도어를 포함한다.

실내와 연결된 제 2 유입구 및 실내와 연결된 제 2 토출구가 마련되고, 상기 제 2 유입구와 제 2 토출구 사이에 제 2 블로워팬 및 냉각코어를 경유하도록 마련된 제 2 유로를 더 포함한다.

상기 가열코어는 응축기로 구성되고, 상기 냉각코어는 증발기로 구성되며, 상기 가열코어와 냉각코어는 압축기 및 팽창밸브가 구비된 냉매라인을 통해 연결된 것을 특징으로 한다.

상기 차량용 공조장치는 파티션패널에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 차량용 공조장치는 파티션패널 중 차량의 트렁크룸을 향하는 측면에 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 유로의 제 1 외기유입구는 제 1 트렁크룸덕트를 통해 차량의 외부와 연통됨으로써 차량의 외부 공기가 제 1 트렁크룸덕트를 통해 제 1 유로로 도입되고, 상기 제 1 유로의 제 1 내기유입구는 차량의 트렁크룸과 연통된 제 2 트렁크룸덕트에 연결됨으로써 트렁크룸의 공기가 제 2 트렁크룸덕트를 통해 제 1 유로로 도입되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 1 유로의 제 1 토출구는 휠하우징부와 연통된 휠하우징덕트에 연결됨으로써 제 1 유로의 공기가 휠하우징덕트를 통해 차량의 외부로 토출되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 유로의 제 2 유입구는 차량의 실내와 연통된 도입덕트에 연결됨으로써 차량의 실내 공기가 도입덕트를 통해 제 2 유로로 도입되는 것을 특징으로 한다.

상기 제 2 유로의 제 2 토출구는 차량의 실내와 연통된 토출덕트에 연결됨으로써 제 2 유로의 공기가 토출덕트를 통해 차량의 실내로 토출되는 것을 특징으로 한다.

상기 토출덕트는 시트쿠션, 시트백 및 루프벤트 중 선택되는 적어도 하나 이상의 지점으로 연통되어 제 2 유로의 공기가 선택되는 지점으로 토출되는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명의 일 실시형태에 따른 차량용 공조시스템은 차량용 공조장치가 구비되고, 트렁크룸 온도 및 외기 온도를 측정하는 열감지부와; 냉매라인의 가동을 제어하며, 상기 열감지부에서 측정되는 온도에 따라 제 1 블로워팬 및 조절도어의 동작을 제어하는 통합제어부;를 더 포함한다.

상기 통합제어부는, 트렁크룸의 온도와 외기 온도를 측정하여 트렁크룸의 온도가 외기 온도보다 높은 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 내기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 1 모드를 실행하고, 트렁크룸의 온도와 외기 온도를 측정하여 트렁크룸의 온도가 외기 온도보다 낮은 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 외기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 2 모드를 실행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 차량용 공조시스템은 차량용 공조장치가 구비되고, 외기 온도 및 실내 온도를 측정하는 열감지부와; 냉매라인의 가동을 제어하며, 상기 열감지부에서 측정되는 온도에 따라 제 1 블로워팬 및 조절도어의 동작을 제어하는 통합제어부;를 더 포함한다.

상기 통합제어부는, 실내 온도와 외기 온도를 측정하여 실내 온도가 외기 온도보다 낮은 경우에는 차량이 외기 모드인지 여부를 확인하여 외기 모드인 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 외기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 3 모드를 실행하고, 실내 온도와 외기 온도를 측정하여 실내 온도가 외기 온도보다 낮은 경우에는 차량이 외기 모드인지 여부를 확인하여 외기 모드가 아닌 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 내기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 4 모드를 실행하며, 실내 온도와 외기 온도를 측정하여 실내 온도가 외기 온도보다 높은 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 내기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 5 모드를 실행하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 트렁크룸의 공기와 실외 공기를 선택적으로 도입할 수 있는 유로를 구비하고, 트렁크룸의 온도와 실외 온도의 관계에 따라 상대적으로 온도가 낮은 공기를 응축기로 도입함으로써 응축기의 방열 효율을 높여 공조장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 트렁크룸 내부의 공기 온도가 상승하더라도 실외 공기를 응축기로 도입시킬 수 있기 때문에 응축기의 방열 효율을 항상 일정 수준 이상으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치를 보여주는 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 보여주는 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치가 적용된 차량을 보여주는 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 보여주는 구성도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 제어를 보여주는 순서도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 제어를 보여주는 순서도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치를 보여주는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 보여주는 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치가 적용된 차량을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템을 보여주는 구성도이다.

먼저, 본 발명의 명확한 설명을 위하여 본 발명에서 설명되는 용어에 대하여 정의한다.

본 발명에서 설명되는 '실외'는 차량의 외부를 의미하고, '트렁크룸'은 차량의 실내 공간 중 트렁크의 내부공간을 의미하며, '실내'는 차량의 실내 공간 중 탑승자 및 동석자가 탑승하도록 시트가 마련된 내부공간을 의미한다. 이때 트렁크룸과 실내는 파티션패널에 의해 구획된다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조장치(1)는 냉매가 가열코어(H), 팽창밸브(V), 냉각코어(C) 및 압축기(E)를 순환하면서 열교환하는 냉매라인(L)에 냉매와 열교환되는 공기를 도입 및 배출시키는 유로를 형성하는 장치로서, 가열코어(H)에 공기를 도입 및 배출시키는 제 1 유로(10)와; 냉각코어(C)에 공기를 도입 및 배출시키는 제 2 유로(20)와; 제 1 유로(10)에 구비되어 가열코어(H)로 도입되는 공기를 선택적으로 실외에서 도입시키거나 트렁크룸에서 도입시킬 수 있도록 하는 조절도어(30)를 포함한다.

부연하자면, 제 1 유로(10)는 실외와 연결된 제 1 외기유입구(12), 트렁크룸(T)과 연결된 제 1 내기유입구(13) 및 실외와 연결된 제 1 토출구(14)가 마련되고, 상기 제 1 외기유입구(12) 및 제 1 내기유입구(13)와 제 1 토출구(14) 사이에 제 1 블로워팬(B1) 및 가열코어(H)를 경유하도록 마련된다.

그리고, 조절도어(30)는 제 1 외기유입구(12)와 제 1 내기유입구(13) 사이에 마련되어 상기 제 1 외기유입구(12) 또는 제 1 내기유입구(13)를 선택적으로 폐쇄한다.

그래서, 도 1의 경로 "G1"과 같이, 조절도어(30)에 의해 제 1 내기유입구(13)가 폐쇄된 상태에서 제 1 블로워팬(B1)이 회전하는 경우에는 제 1 외기유입구(12)를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시킨 다음 제 1 토출구(14)를 통해 실외로 토출시킨다.

그리고, 도 1의 경로 "G2"와 같이, 조절도어(30)에 의해 제 1 외기유입구(12)가 폐쇄된 상태에서 제 1 블로워팬(B1)이 회전하는 경우에는 제 1 내기유입구(13)를 통해 트렁크룸(T) 내부의 공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시킨 다음 제 1 토출구(14)를 통해 실외로 토출시킨다.

한편, 제 2 유로(20)는 실내(Y)와 연결된 제 2 유입구(22) 및 실내(Y)와 연결된 제 2 토출구(24)가 마련되고, 상기 제 2 유입구(22)와 제 2 토출구(24) 사이에 제 2 블로워팬(B2) 및 냉각코어(C)를 경유하도록 마련된다.

그래서, 도 1의 경로 "G3"과 같이, 제 2 블로워팬(B2)이 회전하는 경우에는 제 2 유입구(22)를 통해 실내(Y) 공기를 도입하여 상기 냉각코어(C)에서 열교환 된 다음 제 2 토출구(24)를 통해 실내(Y)로 토출시킨다.

한편, 도 2와 같이 본 발명의 경우 가열코어(H)는 응축기로 구성되고, 냉각코어(C)는 증발기로 구성되며, 가열코어(H)와 냉각코어(C)는 압축기(E) 및 팽창밸브(V)가 구비된 냉매라인(L)을 통해 연결될 수 있다. 냉매라인(L)에는 냉매가 냉각사이클을 순환한다. 압축기(E)는 냉매를 고온, 고압의 기체상태로 만들어 가열코어(H)로 보내고, 가열코어(H)는 압축기(E)로부터 전달된 고온, 고압의 냉매를 제 1 유로(10)를 통과하는 공기에 의해 강제 냉각시키면서 냉매를 액화시킨다. 이후, 가열코어(H)를 지난 고압의 액상 냉매는 팽창밸브(V)를 지나면서 급격히 팽창되어 저온, 저압의 냉매로 되어 냉각코어(C)로 보내진다. 냉각코어(C) 내의 냉매는 제 2 유로(20)를 통과하는 공기와 열교환됨으로써 제 2 유로(20)를 통과하는 공기가 냉각되는 것이다. 그리고, 냉매는 냉각코어(C)에서 다시 압축기(E)로 흡입되어 이와 같은 작용을 반복 순환함으로써 연속적인 냉방작용을 하게 된다.

한편, 도 3과 같이 본 발명의 차량용 공조장치(1)는 파티션패널(P)에 설치될 수 있다. 좀 더 구체적으로 살펴보면, 차량용 공조장치(1)는 파티션패널(P) 중 차량의 트렁크룸(T)을 향하는 측면에 설치될 수 있다.

파티션패널(P)은 차량의 실내(Y)와 차량의 트렁크룸(T)을 구획하는 차체 격벽이다. 본 발명의 차량용 공조장치(1)가 파티션패널(P)에 설치됨으로써 차량의 후석의 탑승자를 위한 별도의 공조장치가 마련되는 것이다. 그리고, 차량용 공조장치(1)가 파티션패널(P) 중 차량의 트렁크룸(T)을 향하는 측면에 설치됨으로써 차량의 실내(Y) 영역을 최대한 넓게 확보할 수 있다. 즉, 차량의 후석을 위한 별도의 공조장치가 마련되면서도 차량의 실내(Y)가 최대한 확보되는 장점이 있다.

한편, 본 발명의 경우 도 3과 같이 제 1 유로(10)의 제 1 외기유입구(12)는 차량의 트렁크룸(T)에 구비되는 제 1 트렁크룸덕트(TD1)를 통해 차량의 외부와 연통됨으로써 차량의 외부 공기가 제 1 트렁크룸덕트(TD1)를 통해 제 1 유로(10)로 도입된다.

그리고 제 1 유로(10)의 제 1 내기유입구(13)는 차량의 트렁크룸냉각코어(C)과 연통된 제 2 트렁크룸덕트(TD2)에 연결됨으로써 트렁크룸(T)의 공기가 제 2 트렁크룸덕트(TD2)를 통해 제 1 유로(10)로 도입될 수 있다.

한편, 제 1 유로(10)의 제 1 토출구(14)는 휠하우징부(H)와 연통된 휠하우징덕트(HD)에 연결됨으로써 제 1 유로(10)의 공기가 휠하우징덕트(HD)를 통해 차량의 외부로 토출될 수 있다.

이 경우, 조절도어(30)의 동작에 의해 제 1 외기유입구(12) 또는 제 1 내기유입구(13)가 선택적으로 오픈되면, 선택되는 유입구를 통하여 외기 또는 트렁크룸(T)의 공기가 제 1 유로(10)로 도입되고, 이렇데 도입된 공기는 가열코어(H)를 통과하면서 승온된 다음 휠하우징덕트(HD)를 통해 차량의 실외로 토출되는 것이다.

이때 제 1 외기유입구(12) 또는 제 1 내기유입구(13)를 선택은 제 1 외기유입구(12)를 통하여 도입되는 외부 공기의 온도 또는 제 1 내기유입구(13)를 통하여 도입되는 트렁크룸(T) 내부 공기의 온도에 따라 선택된다. 바람직하게는 외부 공기와 트렁크룸(T) 내부의 공기 중 상대적으로 온도가 낮은 쪽의 공기를 제 1 유로(10)로 도입되도록 하여 가열코어(H)에서의 열교환 효율을 향상시킨다.

한편, 본 발명의 경우 도 3과 같이 제 2 유로(20)의 제 2 유입구(22)는 차량의 실내(Y)와 연통된 도입덕트(YD)에 연결됨으로써 차량의 실내(Y) 공기가 도입덕트(YD)를 통해 제 2 유로(20)로 도입될 수 있다. 그리고, 제 2 유로(20)의 제 2 토출구(24)는 차량의 실내(Y)와 연통된 토출덕트(SD)에 연결됨으로써 제 2 유로(20)의 공기가 토출덕트(SD)를 통해 차량의 실내(Y)로 토출될 수 있다.

이 경우, 제 2 유로(20)로 도입된 공기는 냉각코어(C)를 지나며 냉각된 다음 토출덕트(SD)를 통해 차량의 실내(Y)로 토출되는 것이다. 이처럼, 차량의 실내(Y)에서 도입된 공기를 다시 차량의 실내(Y)로 토출시킴으로써 차량의 실내(Y)에 있는 공기가 재순환된다. 따라서, 냉방 열효율이 높아지는 장점이 있는 것이다.

한편, 도 3과 같이 토출덕트(SD)는 시트쿠션(S1), 시트백(S2) 및 루프벤트(R) 중 선택되는 적어도 하나 이상의 지점으로 연통되어 제 2 유로(20)의 공기가 선택되는 지점으로 토출된다.

부연하자면, 토출덕트(SD)는 시트쿠션(S1)과 연통되어 제 2 유로(20)의 냉각된 공기를 시트쿠션(S1)으로 토출시킬 수 있다. 그리고, 토출덕트(SD)는 시트백(S2)과 연통되어 제 2 유로(20)의 냉각된 공기를 시트백(S2)으로 토출시킬 수 있다. 또한, 토출덕트(SD)는 루프벤트(R)와 연통되어 제 2 유로(20)의 냉각된 공기를 루프벤트(R)로 토출시킬 수 있다.

이처럼, 냉각된 공기가 시트쿠션(S1) 또는 시트백(S2)으로 토출됨으로써 탑승자가 착좌한 경우 탑승자와 시트쿠션(S1) 또는 시트백(S2) 사이에 적체되는 열이 제거될 수 있다. 따라서, 탑승자의 온도 쾌적성이 높아지는 장점이 있다. 루프벤트(R)는 필러부 또는 헤드라이닝부 등에 마련됨으로써 냉각된 공기가 차량의 실내(Y) 중 상방에서 탑승자를 향해 토출된다. 따라서, 탑승자는 얼굴 또는 상반신에 냉각된 공기가 분사됨으로써 온도 쾌적성이 높아지는 장점이 있다.

그리고, 도 4와 같이 본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 차량용 공조장치가 구비되고, 열감지부(TS) 및 통합제어부(2)를 더 포함한다.

열감지부(TS)는 트렁크룸(T) 온도, 외기 온도, 및 실내(Y) 온도를 측정하는 수단으로서, 트렁크룸(T) 온도를 측정하는 제 1 온도 센서(TS1), 외기 온도를 측정하는 제 2 온도 센서(TS2) 및 실내(Y) 온도를 측정하는 제 3 온도 센서(TS3)를 포함한다. 이때 열감지부(TS)는 공조시스템의 실시 모드에 따라 제 1 온도 센서(TS1)와 제 2 온도 센서(TS2)에서 측정되는 트렁크룸(T) 온도 및 외기 온도를 통합제어부(2)에 제공하거나 제 2 온도 센서(TS2) 및 제 3 온도 센서(TS3)에서 측정되는 외기 온도 및 실내(Y) 온도를 통합제어부(2)에 제공한다. 그리고 통합제어부(2)는 냉매라인(L)의 가동을 제어하며, 제 1 블로워팬(B1) 또는 제 2 블로워팬(B2) 또는 조절도어(30)의 동작을 제어할 수 있다.

이때 제 1 온도 센서(TS1), 제 2 온도 센서(TS2) 및 제 3 온도 센서(TS3)는 접촉식 방식과 비접촉식 방식을 모두 포함하는 개념이다. 접촉식은 측정 대상물에 대한 온도 센서를 직접 접촉시키는 방법으로 온도를 측정하는 것이고, 비접촉식은 측정 대상물에서 방사되는 열을 측정하는 것이다.

상기와 같이 구성되는 차량용 공조장치 및 공조시스템의 작동관계에 대하여 도면을 참조하여 설명한다

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 제어를 보여주는 순서도이고, 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 제어를 보여주는 순서도이다.

먼저, 도 5와 같이 제 1 온도 센서(TS1)와 제 2 온도 센서(TS2)에서 측정되는 트렁크룸 온도(T1) 및 외기 온도(T2)의 관계에 따라 조절도어(30)의 개폐를 제어하는 모드에 대하여 설명한다.

통합제어부(2)에서는 제 1 온도 센서(TS1)에서 측정된 트렁크룸(T) 내부의 온도(T1)에 대한 정보와 제 2 온도 센서(TS2)에서 측정되는 외기 온도(T2)에 대한 정보를 제공받는다.

그래서, 트렁크룸(T)의 온도(T1)가 외기 온도(T2)보다 높은 경우에는 조절도어(30)를 제어하여 제 1 내기유입구(13)를 폐쇄(조절도어 OPEN)시키고, 제 1 외기유입구(12)를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시키는 제 1 모드를 실행한다.

부연하자면, 차량의 실외 공기를 도입시키는 제 1 모드인 경우, 통합제어부(2)는 냉매라인(L)이 가동되도록 하며, 제 1 블로워팬(B1) 및 제 2 블로워팬(B2)이 동작되도록 하고, 조절도어(30)가 제 1 내기유입구(13)를 폐쇄함으로써 제 1 외기유입구(12)를 통하여 차량의 실외 공기가 제 1 유로(10)로 도입되도록 한다. 이렇게 제 1 유로(10)로 도입된 실외 공기는 가열코어(H)를 통과하면서 가열코어(H)의 냉매와 열교환 되어 승온된 다음 제 1 토출구(14)를 통하여 차량의 외부로 토출된다.(경로 "G1")

한편, 트렁크룸(T)의 온도(T1)가 외기 온도(T2)보다 낮은 경우에는 조절도어(30)를 제어하여 제 1 외기유입구(12)를 폐쇄(조절도어 CLOSE)시키고, 제 1 내기유입구(13)를 통해 트렁크룸(T)의 공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시키는 제 2 모드를 실행한다.

부연하자면, 트렁크룸(T) 내부의 공기를 도입시키는 제 2 모드인 경우, 통합제어부(2)는 냉매라인(L)이 가동되도록 하며, 제 1 블로워팬(B1) 및 제 2 블로워팬(B2)이 동작되도록 하고, 조절도어(30)가 제 1 외기유입구(12)를 폐쇄함으로써 제 1 내기유입구(13)를 통하여 트렁크룸(T)의 실내 공기가 제 1 유로(10)로 도입되도록 한다. 이렇게 제 1 유로(10)로 도입된 트렁크룸(T)의 공기는 가열코어(H)를 통과하면서 가열코어(H)의 냉매와 열교환 되어 승온된 다음 제 1 토출구(14)를 통하여 차량의 외부로 토출된다.(경로 "G2")

다음으로, 도 6과 같이 제 2 온도 센서(TS2)와 제 3 온도 센서(TS3)에서 측정되는 외기 온도(T2) 및 실내 온도(T3)의 관계에 따라 조절도어(30)의 개폐를 제어하는 모드에 대하여 설명한다.

통합제어부(2)에서는 제 2 온도 센서(TS2)에서 측정되는 외기 온도(T2)에 대한 정보와 제 3 온도 센서(TS3)에서 측정되는 실내 온도(T3)에 대한 정보를 제공받는다.

그리고, 차량의 공조장치 모드가 외기모드인지 내기모드인지에 대한 정보를 제공받는다. 이때 통합제어부(2)는 외기/내기 모드 선택 밸브(3)의 상태에 대한 정보를 제공받는다.

그래서, 실내 온도(T3)가 외기 온도(T2)보다 낮은 경우에는 차량이 외기 모드인지 여부를 확인한다. 그래서, 차량이 외기 모드인 경우에는 조절도어(30)를 제어하여 제 1 외기유입구(12)를 폐쇄(조절도어 CLOSE)시키고, 제 1 내기유입구(13)를 통해 트렁크룸(T)의 공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시키는 제 3 모드를 실행한다.

부연하자면, 외기 모드 상태에서 트렁크룸(T) 내부의 공기를 도입시키는 제 3 모드인 경우, 통합제어부(2)는 냉매라인(L)이 가동되도록 하며, 제 1 블로워팬(B1) 및 제 2 블로워팬(B2)이 동작되도록 하고, 조절도어(30)가 제 1 외기유입구(12)를 폐쇄함으로써 실외 공기가 제 1 유로(10)로 유입되는 것을 차단하면서 제 1 내기유입구(13)를 통하여 트렁크룸(T)의 공기가 제 1 유로(10)로 도입되도록 한다. 이렇게 제 1 유로(10)로 도입된 트렁크룸(T)의 공기는 가열코어(H)를 통과하면서 가열코어(H)의 냉매와 열교환 되어 승온된 다음 제 1 토출구(14)를 통하여 차량의 외부로 토출된다.(경로 "G2")

한편, 실내 온도(T3)가 외기 온도(T2)보다 낮은 경우이면서 차량이 외기 모드가 아닌 내기 모드인 경우에는 조절도어(30)를 제어하여 제 1 내기유입구(13)를 폐쇄(조절도어 OPEN)시키고, 제 1 외기유입구(12)를 통해 실외 공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시키는 제 4 모드를 실행한다.

부연하자면, 실내 온도(T3)가 외기 온도(T2)보다 낮은 경우라서 트렁크룸(T)의 공기를 제 1 유로(10)로 도입하는 것이 유리하지만, 제 4 모드는 차량이 내기 모드인 상태이기 때문에 차량의 실외 공기를 제 1 유로(10)로 도입시킨다. 이때 통합제어부(2)는 냉매라인(L)이 가동되도록 하며, 제 1 블로워팬(B1) 및 제 2 블로워팬(B2)이 동작되도록 하고, 조절도어(30)가 제 1 내기유입구(13)를 폐쇄함으로써 제 1 외기유입구(12)를 통하여 차량의 실외 공기가 제 1 유로(10)로 도입되도록 한다. 이렇게 제 1 유로(10)로 도입된 실외 공기는 가열코어(H)를 통과하면서 가열코어(H)의 냉매와 열교환 되어 승온된 다음 제 1 토출구(14)를 통하여 차량의 외부로 토출된다.(경로 "G1")

한편, 실내 온도(T3)가 외기 온도(T2)보다 높은 경우에는 차량이 외기 모드인지 내기 모드인지의 여부와 상관없이 조절도어(30)를 제어하여 제 1 내기유입구(13)를 폐쇄(조절도어 OPEN)시키고, 제 1 외기유입구(12)를 통해 실외 공기를 도입하여 상기 가열코어(H)를 방열시키는 제 5 모드를 실행한다.

부연하자면, 차량의 실외 공기를 도입시키는 제 5 모드인 경우, 통합제어부(2)는 냉매라인(L)이 가동되도록 하며, 제 1 블로워팬(B1) 및 제 2 블로워팬(B2)이 동작되도록 하고, 조절도어(30)가 제 1 내기유입구(13)를 폐쇄함으로써 제 1 외기유입구(12)를 통하여 차량의 실외 공기가 제 1 유로(10)로 도입되도록 한다. 이렇게 제 1 유로(10)로 도입된 실외 공기는 가열코어(H)를 통과하면서 가열코어(H)의 냉매와 열교환 되어 승온된 다음 제 1 토출구(14)를 통하여 차량의 외부로 토출된다.(경로 "G1")

본 발명의 차량용 공조장치 및 공조시스템에 따르면, 트렁크룸의 공기와 실외 공기를 선택적으로 도입할 수 있는 유로를 구비하고, 트렁크룸의 온도와 실외 온도의 관계에 따라 상대적으로 온도가 낮은 공기를 가열코어로 도입함으로써 가열코어의 방열 효율을 높여 공조장치의 효율을 향상시킬 수 있다.

특히, 트렁크룸 내부의 공기 온도가 상승하더라도 실외 공기를 가열코어로 도입시킬 수 있기 때문에 가열코어의 방열 효율을 항상 일정 수준 이상으로 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명을 첨부 도면과 전술된 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였으나, 본 발명은 그에 한정되지 않으며, 후술되는 특허청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 후술되는 특허청구범위의 기술적 사상에서 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 변형 및 수정할 수 있다.

1: 차량용 공조장치 2: 통합제어부
10: 제 1 유로 12: 제 1 외기유입구
13: 제 1 내기유입구 14: 제 1 토출구
20: 제 2 유로 22: 제 2 유입구
24: 제 2 토출구 30: 조절도어
L: 냉매랑니 H: 가열코어
V: 팽창밸브 C: 냉각코어
E: 압축기

Claims (14)

1. 실외와 연결된 제 1 외기유입구, 트렁크룸과 연결된 제 1 내기유입구 및 실외와 연결된 제 1 토출구가 마련되고, 상기 제 1 외기유입구 및 제 2 내기유입구와 제 1 토출구 사이에 제 1 블로워팬 및 가열코어를 경유하도록 마련된 제 1 유로와;
   상기 제 1 외기유입구와 제 1 내기유입구 사이에 마련되어 상기 제 1 외기유입구 또는 제 1 내기유입구를 선택적으로 폐쇄하며, 제 1 외기유입구의 폐쇄시 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸 내부의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시킨 다음 제 1 토출구를 통해 실외로 토출시키고, 제 1 내기유입구의 폐쇄시 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시킨 다음 제 1 토출구를 통해 실외로 토출시키는 조절도어를 포함하는 차량용 공조장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   실내와 연결된 제 2 유입구 및 실내와 연결된 제 2 토출구가 마련되고, 상기 제 2 유입구와 제 2 토출구 사이에 제 2 블로워팬 및 냉각코어를 경유하도록 마련된 제 2 유로를 더 포함하는 차량용 공조장치.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 가열코어는 응축기로 구성되고, 상기 냉각코어는 증발기로 구성되며, 상기 가열코어와 냉각코어는 압축기 및 팽창밸브가 구비된 냉매라인을 통해 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 차량용 공조장치는 파티션패널에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 차량용 공조장치는 파티션패널 중 차량의 트렁크룸을 향하는 측면에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 유로의 제 1 외기유입구는 제 1 트렁크룸덕트를 통해 차량의 외부와 연통됨으로써 차량의 외부 공기가 제 1 트렁크룸덕트를 통해 제 1 유로로 도입되고,
   상기 제 1 유로의 제 1 내기유입구는 차량의 트렁크룸과 연통된 제 2 트렁크룸덕트에 연결됨으로써 트렁크룸의 공기가 제 2 트렁크룸덕트를 통해 제 1 유로로 도입되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 유로의 제 1 토출구는 휠하우징부와 연통된 휠하우징덕트에 연결됨으로써 제 1 유로의 공기가 휠하우징덕트를 통해 차량의 외부로 토출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 유로의 제 2 유입구는 차량의 실내와 연통된 도입덕트에 연결됨으로써 차량의 실내 공기가 도입덕트를 통해 제 2 유로로 도입되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 2 유로의 제 2 토출구는 차량의 실내와 연통된 토출덕트에 연결됨으로써 제 2 유로의 공기가 토출덕트를 통해 차량의 실내로 토출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
   
10. 청구항 9에 있어서,
    상기 토출덕트는 시트쿠션, 시트백 및 루프벤트 중 선택되는 적어도 하나 이상의 지점으로 연통되어 제 2 유로의 공기가 선택되는 지점으로 토출되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
    
11. 청구항 3의 차량용 공조장치가 구비된 차량용 공조시스템에 있어서,
    트렁크룸 온도 및 외기 온도를 측정하는 열감지부와;
    냉매라인의 가동을 제어하며, 상기 열감지부에서 측정되는 온도에 따라 제 1 블로워팬 및 조절도어의 동작을 제어하는 통합제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 통합제어부는,
    트렁크룸의 온도와 외기 온도를 측정하여 트렁크룸의 온도가 외기 온도보다 높은 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 내기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 1 모드를 실행하고,
    트렁크룸의 온도와 외기 온도를 측정하여 트렁크룸의 온도가 외기 온도보다 낮은 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 외기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 2 모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
    
13. 청구항 3의 차량용 공조장치가 구비된 차량용 공조시스템에 있어서,
    외기 온도 및 실내 온도를 측정하는 열감지부와;
    냉매라인의 가동을 제어하며, 상기 열감지부에서 측정되는 온도에 따라 제 1 블로워팬 및 조절도어의 동작을 제어하는 통합제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 통합제어부는,
    실내 온도와 외기 온도를 측정하여 실내 온도가 외기 온도보다 낮은 경우에는 차량이 외기 모드인지 여부를 확인하여 외기 모드인 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 외기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 내기유입구를 통해 트렁크룸의 공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 3 모드를 실행하고,
    실내 온도와 외기 온도를 측정하여 실내 온도가 외기 온도보다 낮은 경우에는 차량이 외기 모드인지 여부를 확인하여 외기 모드가 아닌 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 내기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 4 모드를 실행하며,
    실내 온도와 외기 온도를 측정하여 실내 온도가 외기 온도보다 높은 경우에는 조절도어를 제어하여 제 1 내기유입구를 폐쇄시키고, 제 1 외기유입구를 통해 실외공기를 도입하여 상기 가열코어를 방열시키는 제 5 모드를 실행하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
    

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