KR20230147422A - 차량용 공조장치 - Google Patents

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KR20230147422A
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오동훈
권대복
김영민
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내의 바닥면부분을 효과적이고도 빠르게 난방할 수 있고, 차실내 상,하측별 토출공기온도를 차등화시켜 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 공기유입구와 공기토출구를 갖는 차량용 공조장치에 있어서, 공기유입구로 유입된 공기를 가열하는 제 1난방용 열교환장치와; 제 1난방용 열교환장치를 통과하거나, 또는 바이패스한 공기를 가열할 수 있는 제 2난방용 열교환장치와; 제 2난방용 열교환장치의 온도를 감지하는 제 2난방용 열교환장치 온도센서 및; 차실내 난방부하가 미리 설정된 특정 기준난방부하 미만으로 감소될 시에, 제 1난방용 열교환장치와 블로어를 오프(OFF)시키고 제 2난방용 열교환장치만 구동시켜 그 열로 차실내를 복사 난방하는 모드로 제어하고, 복사난방모드 시에는, 제 2난방용 열교환장치 온도센서의 센싱값을 근거로 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR AUTOMOTIVE VEHICLES}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내의 바닥면부분을 효과적이고 빠르게 난방할 수 있고, 차실내 상,하측별 토출공기온도를 차등화시켜 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
차량에는 차실내를 냉, 난방하기 위한 공조장치가 설치된다.
이러한 공조장치는, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조케이스(Case)(1)를 구비하며, 상기 공조케이스(1)의 내부유로(1a)에는 냉방용 열교환장치(3)와 난방용 열교환장치(5)가 설치된다.
냉방용 열교환장치(3)는, 공기유입구(도시하지 않음)로 유입된 후, 공조케이스(1)의 내부유로(1a)를 따라 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시킨다.
난방용 열교환장치(5)는, 공기유입구로 유입된 후, 공조케이스(1)의 내부유로(1a)를 따라 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다.
특히, 난방용 열교환장치(5)는, 엔진냉각수를 이용하는 히터코어 또는 히트펌프(Heat Pump)의 냉매를 이용하는 실내열교환기를 포함하며(이하, 히터코어 또는 실내열교환기에 도면부호"5a"를 부여하여 설명함), 도입된 고온의 엔진냉각수열 또는 냉매열을 방출하여 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다.
한편, 난방용 열교환장치(5)는, 히터코어 또는 실내열교환기(5a)의 하류측에 설치되는 PTC 히터(5b)를 더 포함한다.
PTC 히터(5b)는, 인가되는 전기에 의해 발열하는 것으로, 히터코어 또는 실내열교환기(5a)의 발열량이 부족할 경우, 상기 히터코어, 실내열교환기(5a)와 함께 또는 상기 히터코어, 실내열교환기(5a)를 대신하여 차실내로 송풍되는 공기를 가열하는 역할을 한다.
그리고 공조케이스(1)는, 상기 내부유로(1a)의 공기를 차실내로 토출하기 위한 다수의 공기토출구들을 갖추고 있다.
상기 공기토출구들로서, 디프로스트 벤트(Defrost Vent)(7)와 페이스 벤트(Face Vent)(8)와 플로어 벤트(Floor Vent)(9)와 리어 플로어 벤트(Rear Floor Vent)(10)들이 있다.
상기 디프로스트 벤트(7)는 내부유로(1a)측의 공기를 차실내의 창유리측으로 토출하고, 상기 페이스 벤트(8)는 내부유로(1a)측의 공기를 탑승객의 얼굴측부분으로 토출한다.
상기 플로어 벤트(9)는, 플로어 덕트(Floor Duct)(9a)들을 통해, 차실내의 전석측 바닥면부분까지 연장되며, 이렇게 연장된 플로어 벤트(9)는 내부유로(1a)측의 공기를 차실내의 전석측 바닥면부분으로 토출한다.
그리고 상기 리어 플로어 벤트(10)는, 리어 덕트(Rear Duct)(10a)들을 통해, 차실내의 후석측부분까지 연장되며, 이렇게 연장된 리어 플로어 벤트(10)는, 내부유로(1a)측의 공기를 차실내의 후석측 바닥면부분으로 토출한다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치는, 난방모드 시에, 차실내의 난방성능이 떨어지고, 에너지 소모도 많다는 단점이 있다.
즉, 난방모드 시에, 히터코어, 실내열교환기(5a)의 발열량이 부족하므로, PTC 히터(5b)도 동시에 사용하는데, 이러한 경우, 에너지 소모가 급격하게 증가된다는 단점이 있다.
특히, PTC 히터(5b)는, 전기의 소모량이 매우 많다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차량의 연비가 저하된다는 문제점이 있다.
또한, 공기토출경로가 긴 벤트의 경우, 예를 들면, 전석측 바닥면부분까지의 긴 공기토출경로를 갖는 플로어 벤트(9)측과, 후석측 바닥면부분까지의 긴 공기토출경로를 갖는 리어 플로어 벤트(10)측의 경우, 난방용 열교환장치(5)에 의해 가열된 공기가 전석측과 후석측 바닥면부분까지의 이동하는 과정에서 열손실이 많다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점 때문에 전석측과 후석측 바닥면부분에 대한 난방성능이 현저하게 저하된다는 문제점이 있으며, 그 결과, 차실내의 쾌적성이 떨어진다는 결점이 있다.
특히, 난방초기 시에는, 차실내의 온도가 매우 낮으므로, 전석측과 후석측 바닥면부분까지의 공기 이동과정에서 발생되는 열손실이 매우 크다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 난방초기 시, 난방의 속효성이 현저하게 떨어진다는 문제점이 있다.
한편, 이를 감안하여, PTC 히터(5b)의 발열량을 증가시켜, 공기의 이동과정에서 발생되는 열손실을 보상할 수도 있지만, 이러한 경우, 전기소모가 급격하게 증가되어 차량의 연비를 급격하게 저하시킨다는 결점이 있다.
이 밖에도, 종래의 공조장치는, 냉방용 열교환장치(3)를 통과한 냉풍과, 난방용 열교환장치(5)를 통과한 온풍이 한꺼번에 믹싱되면서 차실내에 토출되는 구조이므로, 차실내의 토출공기온도가 차실내부분에 관계없이 모두 유사하다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 차실내의 부분별 토출공기온도를 차등화시킬 수 없다는 단점이 있다.
특히, 차실내 토출공기온도는, 운전자 머리측부분의 차실내 상측으로는 비교적 낮은 온도의 공기가 토출되고, 운전자 몸통이나 다리측부분의 차실내 하측으로는 비교적 높은 온도의 공기가 토출되어, 두한족열(頭寒足熱)의 상태를 유지해야 차실내의 탑승객이 쾌적감을 느끼게 된다.
하지만, 종래와 같이, 차실내부분에 관계없이 차실내 토출공기온도가 모두 유사할 경우에는, 차실내 상,하측에 대한 토출공기온도를 차등화시킬 수 없으므로, 차실내의 쾌적성이 현저하게 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 효과적으로 난방할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 효과적으로 난방할 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 쾌적성을 저하시키지 않고서도 차량의 연비를 개선시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 긴 길이의 공기토출경로를 따라 이송되는 벤트측의 공기를 최소한의 에너지로 효율좋게 가열할 수 있게 구성함으로써, 긴 길이의 공기토출경로측 공기의 열손실을 보상하기 위한 PTC 전기히터의 발열량 증가를 방지할 수 있고, 이를 통해, 에너지 소모를 최소화시키면서 긴 공기토출경로의 해당 차실내부분을 보다 효과적으로 난방하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 긴 길이의 공기토출경로측 공기를 최소한의 에너지로 빠르게 가열할 수 있게 구성함으로써, 난방초기 시, 긴 공기토출경로의 해당 차실내부분에 대한 난방의 속효성을 개선시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 차실내의 하측으로 토출되는 공기온도를 독립적으로 가열할 수 있도록 구성함으로써, 차실내 상,하측별 토출공기온도를 차등화시키는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 차실내 상,하측별 토출공기온도를 차등화시킬 수 있도록 구성함으로써, 차실내 상측으로는 낮은 온도의 공기를 토출시키고, 차실내 하측으로는 높은 온도의 공기를 토출시켜, 두한족열의 상태를 유지시킬 수 있고, 이를 통해 차실내의 쾌적성을 개선시키는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 공기유입구와 공기토출구를 갖는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공기유입구로 공기를 유입하기 위한 블로어와; 상기 공기토출구의 전단에 설치되어 공기를 가열하는 제 2난방용 열교환장치와; 상기 제 2난방용 열교환장치의 온도를 감지하는 제 2난방용 열교환장치 온도센서와; 상기 제 2난방용 열교환장치의 하류측에 배치되어 토출공기의 온도를 감지하는 토출공기온 센서 및; 상기 블로어의 온(ON), 오프(OFF)에 따라 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서 또는 상기 토출공기온 센서의 센싱값을 근거로 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 상기 블로어가 오프(OFF)되는 난방모드 시에는, 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서의 센싱값을 이용하여 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하고; 상기 블로어가 온(ON)되는 난방모드 시에는, 상기 토출공기온 센서들의 센싱값을 이용하여 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 공기유입구로 유입되는 공기를 가열하며, 엔진냉각수를 이용하는 히터코어, 히트펌프(Heat Pump)의 냉매를 이용하는 실내열교환기, 전기를 이용하는 PTC 히터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 제 1난방용 열교환장치를 더 구비하며, 상기 제어부는, 차실내 난방부하가 미리 설정된 특정 기준난방부하 미만으로 감소될 시에, 상기 제 1난방용 열교환장치와 블로어를 오프(OFF)시키고 상기 제 2난방용 열교환장치만 구동시켜 그 열로 차실내를 복사 난방하는 모드로 제어하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 2난방용 열교환장치는, 공기를 차실내로 토출하기 위한 다수의 벤트들 중, 차실내의 바닥면측으로 공기를 토출하는 벤트의 공기토출구부분에 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 2난방용 열교환장치는, 차실내의 전석측 바닥면부분으로 공기를 토출하는 전석측 플로어 벤트의 공기토출구와; 차실내의 후석측 바닥면부분으로 공기를 토출하는 후석측 리어 플로어 벤트의 공기토출구부분에 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 2난방용 열교환장치는, 복사 난방이 가능한 발열체로서, 열대류 또는 열복사를 통해 차실내를 난방하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서는, 상기 제 2난방용 열교환장치에 접촉하여 상기 제 2난방용 열교환장치 자체의 온도를 센싱하고, 상기 토출공기온 센서는, 상기 제 2난방용 열교환장치와 이격되어 상기 제 2난방용 열교환장치를 통과한 공기의 온도를 센싱하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제어부는, 복사난방모드 시에, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도 들 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 로직으로 처리하여, 목표복사난방온도를 산출하고, 산출된 목표복사난방온도와 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서의 센싱값을 비교 판단하여, 상기 제 2난방용 열교환장치의 발열온도를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 공조장치에 의하면, 플로어 벤트와 리어 플로어 벤트의 공기토출경로 말단부분에 면상발열체인 제 2난방용 열교환장치를 설치하여, 전,후석부분의 차실내 바닥면으로 토출되는 공기를 직접 가열하는 구조이므로, 난방모드 시에, 긴 길이의 공기토출경로를 따라 이송되는 플로어 벤트와 리어 플로어 벤트측의 공기를 효율좋게 가열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 플로어 벤트와 리어 플로어 벤트측의 공기를 효율좋게 가열할 수 있으므로, 공조케이스로부터 상대적으로 먼 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면측을 보다 빠르고 효과적으로 난방할 수 있으며, 그 결과, 난방초기 시, 전,후석부분의 차실내 바닥면측에 대한 난방의 속효성을 개선시켜, 차실내 쾌적성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 저전력 고효율의 면상발열체를 이용하여, 전,후석부분의 차실내 바닥면측 토출공기를 가열하는 구조이므로, 적은 에너지를 소모하고서도 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 긴 길이를 따라 이송되는 공기를 높은 온도로 가열할 수 있는 효과가 있다.
또한, 적은 에너지를 소모하고서도 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 긴 길이를 따라 이송되는 공기를 높은 온도로 가열할 수 있으므로, 종래와 같이, 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 이송 과정에서의 공기 열손실 보상하기 위해서 PTC 히터의 발열량 증가시키지 않아도 되고, 그 결과, 에너지 소모를 최소화시키면서 차실내의 전석부분과 후석부분을 보다 효율좋게 난방하여, 차실내의 쾌적성과 차량의 연비절감의 효과를 동시에 도모할 수 있는 효과가 있다.
또한, 플로어 벤트와 리어 플로어 벤트측의 제 2난방용 열교환장치를 통해, 차실내의 하측부분으로 토출되는 공기의 온도를 독립적으로 제어할 수 있는 구조이므로, 차실내 하측부분의 토출공기온도와 차실내 상측부분의 토출공기온도를 차등화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 차실내 하측부분의 토출공기온도와 차실내 상측부분의 토출공기온도를 차등화시킬 수 있으므로, 차실내 상측으로 토출되는 공기의 온도에 비해, 차실내 하측으로 토출되는 공기의 온도를 독립적으로 높일 수 있으며, 이로써, 탑승객에 대한 두한족열의 상태를 유지시켜, 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치가 차량에 설치되는 모습을 나타내는 평면도,
도 4와 도 5와 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작동예를 나타내는 플로우챠트이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량용 공조장치에 대해 간략하게 설명한다.
차량용 공조장치는, 공조케이스(1)를 구비하며, 상기 공조케이스(1)에는 냉방용 열교환장치(3)와 난방용 열교환장치(5)가 설치된다.
냉방용 열교환장치(3)는 공조케이스(1)의 내부유로(1a)를 따라 차실내로 송풍되는 공기를 냉각시키며, 난방용 열교환장치(5)는 공조케이스(1)의 내부유로(1a)를 따라 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다.
여기서, 상기 난방용 열교환장치(5)는, 엔진냉각수를 이용하는 히터코어 또는 히트펌프의 냉매를 이용하는 실내열교환기(5a)를 포함하며, 도입된 고온의 엔진냉각수열 또는 냉매열을 방출하여 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다.
상기 난방용 열교환장치(5)는, 히터코어 또는 실내열교환기(5a)의 하류측에 설치되는 PTC 히터(5b)를 더 포함한다.
PTC 히터(5b)는, 히터코어 또는 실내열교환기(5a)의 발열량이 부족할 경우, 상기 히터코어, 실내열교환기(5a)와 함께 또는 상기 히터코어, 실내열교환기(5a)를 대신하여 차실내로 송풍되는 공기를 가열한다.
그리고 공조케이스(1)는, 상기 내부유로(1a)의 공기를 차실내로 토출하기 위한 다수의 공기토출구들을 갖추고 있다.
상기 공기토출구들로서, 디프로스트 벤트(7)와 페이스 벤트(8)와 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)들을 포함한다.
상기 디프로스트 벤트(7)는 내부유로(1a)측의 공기를 차실내의 창유리측으로 토출하고, 상기 페이스 벤트(8)는 내부유로(1a)측의 공기를 탑승객의 얼굴측부분으로 토출한다.
상기 플로어 벤트(9)는, 양쪽의 플로어 덕트(9a)들을 통해, 차실내의 전석측 바닥면부분까지 연장되며, 이렇게 연장된 플로어 벤트(9)는 내부유로(1a)측의 공기를 차실내의 전석측 바닥면부분으로 토출한다.
그리고 상기 리어 플로어 벤트(10)는, 리어 덕트(10a)들을 통해, 차실내의 후석측부분까지 연장되며, 이렇게 연장된 리어 플로어 벤트(10)는, 내부유로(1a)측의 공기를 차실내의 후석측 바닥면부분으로 토출한다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 특징부를 도 2 내지 도 4를 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 공조케이스(1)의 벤트들 중, 차실내 바닥면측으로 공기를 토출하는 벤트, 예를 들면, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)에 각각 설치되는 제 2의 난방용 열교환장치(20)들을 더 구비한다. 이하, 제 2의 난방용 열교환장치(20)를 "제 2난방용 열교환장치(20)"라 칭하고, 상기 난방용 열교환장치(5)는, "제 1난방용 열교환장치(5)"라 칭하기로 한다.
상기 제 2난방용 열교환장치(20)는, 열대류 또는 열복사 등의 복사 난방이 가능한 발열체, 예를 들면, 다공성 면상발열체(22), 전열히터 등으로 구성되며, 상기 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)의 부분 중, 공기토출경로의 말단부분, 즉, 공기토출구(9b, 10b)측에 각각 설치된다.
특히, 도 3에 도시된 바와 같이, 플로어 벤트(9) 부분 중, 운전석부분으로 연장되는 운전석측 플로어 덕트(9a)의 공기토출구(9b-1)와, 조수석부분으로 연장되는 조수석측 플로어 덕트(9a)의 공기토출구(9b-2)측 전단에 각각 설치된다.
또한, 리어 플로어 벤트(10) 부분 중, 후석좌측부분으로 연장되는 후석좌측 리어 덕트(10a)의 공기토출구(10b-1)와, 후석우측부분으로 연장되는 후석우측 리어 덕트(10a)의 공기토출구(10b-2)측 전단에 각각 설치된다.
이러한 제 2난방용 열교환장치(20)는, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측에 설치되므로, 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면으로 토출되는 공기를 직접 가열한다.
특히, 상기 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)의 공기토출경로 말단부분에 설치되므로, 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면으로 토출되기 직전의 공기를 가열한다.
따라서, 긴 길이의 공기토출경로를 따라 이송되는 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측의 공기를 효율좋게 가열할 수 있다.
이로써, 공조케이스(1)로부터 상대적으로 먼 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면측을 보다 빠르고 효과적으로 난방할 수 있다.
그 결과, 난방초기 시, 전,후석부분의 차실내 바닥면측에 대한 난방의 속효성을 개선시켜, 차실내 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 2난방용 열교환장치(20)는, 전,후석부분의 차실내 바닥면으로 토출되기 직전의 공기를 가열하므로, 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 긴 길이의 공기토출경로를 따라 이송되는 공기를 높은 온도로 가열할 수 있다.
특히, 면상발열체(22)의 제 2난방용 열교환장치(20)는, 저전력 고효율의 발열이 가능하므로, 적은 에너지를 소모하고서도 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 긴 길이를 따라 이송되는 공기를 높은 온도로 가열할 수 있다.
따라서, 종래와 같이, 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 이송 과정에서의 공기 열손실 보상하기 위해서 PTC 히터(5b)의 발열량 증가시키지 않아도 된다.
이로써, 에너지 소모를 최소화시키면서 차실내의 전,후석부분을 보다 효율좋게 난방할 수 있으며, 그 결과, 차실내의 쾌적성과 차량의 연비절감의 효과를 동시에 도모할 수 있다.
또한, 제 2난방용 열교환장치(20)는, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측에 설치되므로, 차실내의 전,후석부분 중, 차실내의 하측부분으로 토출되는 공기의 온도를 독립적으로 제어할 수 있다.
따라서, 차실내 하측부분의 토출공기온도와 차실내 상측부분의 토출공기온도를 차등화시킬 수 있다.
특히, 차실내 상측으로 토출되는 공기의 온도에 비해, 차실내 하측으로 토출되는 공기의 온도를 독립적으로 높일 수 있다. 이로써, 탑승객에 대한 두한족열의 상태를 유지시킬 수 있고, 이를 통해 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있다.
한편, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)는, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측에 설치되므로, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)를 통과하거나 또는 상기 제 1난방용 열교환장치(5)를 바이패스한 공기를 선택적으로 가열할 수 있다.
또한, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)의 경우에도, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)와 함께 차실내로 토출되는 공기를 가열할 수도 있고, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)와 관계없이 차실내로 토출되는 공기를 가열할 수도 있다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 공조장치는, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)들의 온도를 감지하는 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30)들을 더 포함한다.
상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30)들은, 각 제 2난방용 열교환장치(20)의 하류측 표면부분에 설치되며, 이렇게 설치된 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30)들은, 각 제 2난방용 열교환장치(20) 자체의 온도를 감지한다.
특히, 플로어 벤트(9)의 공기토출구(9b)측과, 리어 플로어 벤트(10)의 공기토출구(10b)측에 설치되는 제 2난방용 열교환장치(20)의 자체 온도를 각각 감지하고, 감지된 온도 데이터를 후술하는 제어부(40)에 입력시킨다.
그리고 본 발명의 공조장치는, 제어부(40)를 더 구비한다.
상기 제어부(40)는, 마이크로 프로세서를 갖추고 있는 것으로, 차실내의 난방부하에 따라 상기 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)를 제어한다.
특히, 상기 제어부(40)는, 차실내의 난방부하에 따라 상기 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)의 온(ON), 오프(OFF)를 제어한다.
예를 들면, 아래의 [표 1]에서와 같이, 차실내 난방부하의 인자인 외기온도가 미리 설정된 기준온도 이하일 시에는, 상기 제 1난방용 열교환장치(5) 중 실내열교환기(5a)는 오프(OFF)시키고(히트펌프 공조장치의 압축기 오프), PTC 히터(5b)는 온(ON)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)는 온(ON)시킨다. 이때, 제어부(40)는 블로어(50)를 온(ON)시킨다.
따라서, 외기온도가 기준온도 이하인 조건에서는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 PTC 히터(5b)와, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되면서 차실내를 난방할 수 있게 한다.
여기서, 상기 제어부(40)에 내장된 기준온도는, 특정 영하온도로 설정되어 있다. 바람직하게는, 상기 기준온도는, 특정 영하온도 중, 히트펌프 공조장치의 작동이 불가능한 영하온도, 예를 들면, -20℃로 설정되는 것이 좋다.
이렇게, 기준온도를 특정 영하온도(-20℃)로 설정하고, 외기온이 상기 특정 영하온도(-20℃) 온도 이하인 차실내 난방부하 조건하에서, 실내열교환기(5a)를 오프(OFF)시키는 이유는, 위에서와 같이, 외기온이 -20℃ 온도 이하인 조건에서는 히트펌프 공조장치의 작동이 불가능하기 때문이다.
한편, 상기 제어부(40)는, 히트펌프 공조장치의 작동이 가능한 조건, 예를 들면, 외기온도가, -20℃를 초과하는 조건에서는, 차실내 토출공기온도, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도, 목표토출온도들의 인자들을 통해 차실내 난방부하를 산출하고, 산출된 차실내 난방부하에 따라 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하도록 구성된다.
이를 좀 더 상세하게 설명하면, 상기 제어부(40)는, 각 벤트(7, 8, 9, 10)들의 공기토출구측 중, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 하류측에 이격되게 설치되어 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 통과한 공기의 온도를 감지하는 토출공기온 센서(42)들과, 외기온 센서(44)와, 내기온 센서(46)에서 입력된 센싱값들 및, 콘트롤러(48)에서 입력된 사용자 설정온도를 통해, 차실내의 난방부하에 영향을 주는 인자 정보를 획득한다.
예를 들면, 차실내 토출공기온도, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도, 목표토출온도들을 획득한다.
그리고 획득한 차실내 토출공기온도, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도, 목표토출온도들 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 로직으로 처리하여, 차실내의 난방부하를 산출하고, 산출된 난방부하의 크기에 따라 상기 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하도록 구성된다.
특히, 산출된 난방부하와, 미리 내장된 기준난방부하의 크기를 비교하여, 그 결과에 따라 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)의 온(ON), 오프(OFF)를 제어하도록 구성된다.
예를 들면, 상기 제어부(40)는, 산출된 차실내 난방부하가, 위의 [표 1]에서와 같이, 미리 내장된 제 1기준난방부하 이상인 조건에서는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)를 온(ON)시키고(히트펌프 공조장치의 압축기 온), PTC 히터(5b)도 온(ON)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)와 블로어(50)도 온(ON)시킨다.
따라서, 차실내 난방부하가 제 1기준난방부하 이상인 조건하에서는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b) 및, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)가 모두 작동되면서 차실내를 난방할 수 있게 한다.
또한, 제어부(40)는, 위의 [표 1]에서와 같이, 산출된 차실내 난방부하가 상기 제 1기준난방부하 미만이고, 상기 제 1기준난방부하보다 작게 설정된 제 2기준난방부하 이상인 조건에서는, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)를 온(ON)시키고, PTC 히터(5b)는 오프(OFF)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)와 블로어(50)를 온(ON)시킨다.
따라서, 차실내 난방부하가 제 1기준난방부하 미만이고 제 2기준난방부하 이상인 조건하에서는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되면서 차실내를 난방할 수 있게 한다.
이로써, 전력 소모가 많은 PTC 히터(5b)의 작동을 제한할 수 있고, 이를 통해, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 효과적으로 난방할 수 있고, 그 결과, 차실내의 쾌적성을 저하시키지 않고서도 차량의 연비를 개선시킬 수 있게 된다.
또한, 제어부(40)는, 위의 [표 1]에서와 같이, 산출된 차실내 난방부하가 상기 제 2기준난방부하 미만이고, 상기 제 2기준난방부하보다 작게 설정된 제 3기준난방부하 이상인 조건에서는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b)는 모두 오프(OFF)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 온(ON)시킨다. 이때, 제어부(40)는 블로어(50)를 온(ON)시킨다.
따라서, 차실내 난방부하가 제 2기준난방부하 미만이고 제 3기준난방부하 이상인 조건하에서는, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되고, 면상발열체(22)에서 발생된 열이 블로어(50)의 풍압에 의해 차실내로 송풍되면서 차실내를 난방할 수 있게 한다.
이로써, 전력 소모가 많은 PTC 히터(5b)와 히트펌프 공조장치의 작동을 모두 제한할 수 있고, 이를 통해, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 난방할 수 있다.
그리고 제어부(40)는, 위의 [표 1]에서와 같이, 산출된 차실내 난방부하가 상기 제 3기준난방부하 미만인 조건에서는, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a)로 진입한다.
그리고 복사난방모드(40a)으로 진입한 제어부(40)는, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b) 및 블로어(50)를 모두 오프(OFF)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 온(ON)시킨다.
따라서, 차실내 난방부하가 제 3기준난방부하 미만인 조건하에서의 복사난방모드(40a) 시에는, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되고, 면상발열체(22)에서 발생된 열이 차실내측을 복사 난방할 수 있게 한다.
이로써, 전력 소모가 많은 PTC 히터(5b)와 히트펌프 공조장치의 작동을 모두 제한할 수 있고, 이를 통해, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 난방할 수 있다.
이러한 제어부(40)에 의하면, 차실내 난방부하에 따라 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)의 온(ON), 오프(OFF)를 제어함으로써, 차실내의 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 효과적으로 난방할 수 있다.
특히, 에너지 소비량이 가장 적은 제 2난방용 열교환장치(20)의 경우에는, 난방모드 시에 항상 온(ON)시켜놓고, 에너지 소비량이 상대적으로 많은 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b)는, 차실내의 난방부하에 따라 온(ON), 오프(OFF) 가변 제어하는 구조이다.
따라서, 난방모드 시에, 에너지 소모를 최소화시킬 수 있으면서도 차실내를 보다 효과적으로 난방할 수 있으며, 그 결과, 차실내의 쾌적성을 저하시키지 않고서도 차량의 연비를 개선시킬 수 있다.
한편, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a) 시에, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동시키면서 차실내를 복사 난방하되, 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30)의 센싱값을 가지고, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어하도록 구성된다.
특히, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a) 시에, 토출공기온도, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도, 목표토출온도 등에 근거한 차실내 난방부하를 미리 설정된 로직으로 처리하여, 목표복사난방온도를 산출한다.
그리고 이렇게 산출된 목표복사난방온도와 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30)의 센싱값을 서로 비교하여, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 발열온도를 가변 제어하도록 구성된다.
예를 들면, 상기 목표복사난방온도에 도달할 수 있도록, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 발열온도를 제어한다.
그리고 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 발열온도가 상기 목표복사난방온도에 도달하면, 상기 목표복사난방온도를 유지할 수 있도록 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어한다.
한편, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a) 시에, 차실내 난방부하가, 제 3기준난방부하 이상으로 상승되면, 복사난방모드(40a)로부터 해제된다.
그리고 복사난방모드(40a)로부터 해제된 제어부(40)는, 차실내 난방부하에 따라 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b) 및 블로어(50)를 온(ON), 오프(OFF) 제어한다.
따라서, 차실내의 난방부하에 따라 제 1난방용 열교환장치(5)가 능동적으로 온(ON), 오프(OFF) 제어되면서 상기 제 2난방용 열교환장치(20)와 함께 차실내의 온도를 쾌적하게 유지시킨다.
여기서, 상기 제어부(40)는, 블로어(50)가 온(ON)되면서 작동되는 난방모드에서는, 각 벤트(7, 8, 9, 10)들의 공기토출구측에 설치되는 토출공기온 센서(42)들의 센싱값을 가지고 상기 제 1 및 제 2난방용 열교환장치(5, 20)를 제어하도록 구성된다.
따라서, 상기 제어부(40)는, 블로어(50)의 온(ON), 오프(OFF)에 따라 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30) 또는 상기 토출공기온 센서(42)의 센싱값을 근거로 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어할 수 있게 된다.
특히, 상기 블로어(50)가 오프(OFF)되는 난방모드 시에는, 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서(30)의 센싱값을 이용하여 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어한다.
그리고 상기 블로어(50)가 온(ON)되는 난방모드 시에는, 상기 토출공기온 센서(42)들의 센싱값을 이용하여 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어하게 된다.
한편, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a) 시에 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 발열온도를 제어할 경우, 차실내 온도가 높아질수록, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 발열온도가 낮아지게 제어하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 제어부(40)는, 상기 제 2난방용 열교환장치(20)가 전열히터일 시에 전력값을 조절하여 상기 제 2난방용 열교환장치(20)의 발열온도를 제어하는데, 이때, 차실내 온도에 따라 전력값을 단계적으로 낮추거나 단계적으로 높아지도록 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어하는 것이 바람직하다.
경우에 따라, 상기 제어부(40)는, 차실내 온도에 따라 전력값을 선형적으로 낮추거나 선형적으로 높아지도록 상기 제 2난방용 열교환장치(20)를 제어할 수도 있다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 2와 도 4와 도 5와 도 6을 참조하여 설명한다. 이하, 제 1난방용 열교환장치(5)가 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b)를 포함하는 경우를 일례로 하여 설명한다.
먼저, 도 4와 도 5를 참조하면, 공조장치의 난방모드 상태에서(S101), 상기 제어부(40)는, 외기온도가 미리 설정된 기준온도 이하인지를 판단한다(S103). 예를 들면, 외기온도가 -20℃ 이하인지를 판단한다.
판단 결과, 외기온도가 -20℃ 이하이면, 상기 제어부(40)는, 현재 히트펌프의 실내열교환기(5a) 작동이 불가능한 것으로 인식하고, 이러한 인식에 따라, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)는 오프(OFF)시키고(히트펌프 공조장치의 압축기 오프), PTC 히터(5b)는 온(ON)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)는 온(ON)시키고, 블로어(50)를 온(ON)시킨다(S105).
그러면, 제 1난방용 열교환장치(5)의 PTC 히터(5b)와, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)가 작동되면서 차실내를 난방한다.
한편, 판단 결과, 외기온도가 -20℃ 이하가 아니면(S103-1), 상기 제어부(40)는, 차실내 토출공기온도, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도, 목표토출온도들 중 적어도 어느 하나의 인자를 이용하여, 차실내의 난방부하를 산출한다(S107).
그리고 차실내 난방부하의 산출이 완료되면, 상기 제어부(40)는, 산출된 차실내 난방부하가, 미리 내장된 제 1기준난방부하 이상인지를 판단한다(S109).
판단 결과, 제 1기준난방부하 이상이면, 상기 제어부(40)는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b)를 온(ON)시키고, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)를 온(ON)시키며, 블로어(50)를 온(ON)시킨다(S110).
그러면, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b) 및, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)가 모두 작동되면서 차실내를 난방한다.
한편, (S109) 단계에서의 판단 결과, 차실내 난방부하가 제 1기준난방부하 이상이 아니면(S109-1), 상기 제어부(40)는, 차실내 난방부하가 상기 제 1기준난방부하 미만이고, 상기 제 1기준난방부하보다 작게 설정된 제 2기준난방부하 이상인지를 다시 판단한다(S111).
판단 결과, 제 1기준난방부하 미만이고 제 2기준난방부하 이상이면, 상기 제어부(40)는, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)를 온(ON)시키고, PTC 히터(5b)는 오프(OFF)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)는 온(ON)시키고, 블로어(50)를 온(ON)시킨다(S113).
그러면, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되면서 차실내를 난방한다.
한편, (S111) 단계에서의 판단 결과, 차실내 난방부하가 제 1기준난방부하 미만이고 제 2기준난방부하 이상이 아니면(S111-1), 상기 제어부(40)는, 차실내 난방부하가 상기 제 2기준난방부하 미만이고, 상기 제 2기준난방부하보다 작게 설정된 제 3기준난방부하 이상인지를 다시 판단한다(S115).
판단 결과, 제 2기준난방부하 미만이고 제 3기준난방부하 이상이면, 상기 제어부(40)는, 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b)는 모두 오프(OFF)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)와 블로어(50)를 온(ON)시킨다.
그러면, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되고, 면상발열체(22)에서 발생된 열이 블로어(50)의 풍압에 의해 차실내로 송풍되면서 차실내를 난방한다.
한편, (S115) 단계에서의 판단 결과, 차실내 난방부하가 제 2기준난방부하 미만이고 제 3기준난방부하 이상이 아니면(S115-1), 상기 제어부(40)는, 차실내 난방부하가 상기 제 3기준난방부하 미만인지를 다시 판단한다(S119).
판단 결과, 제 3기준난방부하 미만이면, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a)로 진입한다(S121).
그리고 복사난방모드(40a)로 진입한 제어부(40)는, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b) 및, 블로어(50)는 모두 오프(OFF)시키며, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 온(ON)시킨다(S123).
그러면, 제 2난방용 열교환장치(20)의 면상발열체(22)만 작동되고, 면상발열체(22)에서 발생된 열이 차실내측을 복사 난방한다.
한편, 제어부(40)는, 복사난방모드(40a)에 진입하여 상기 면상발열체(22)를 작동시키는 상태에서, 상기 면상발열체(22)의 발열온도가, 미리 산출된 목표복사난방온도에 도달하여, 상기 목표복사난방온도와 일치되었는지를 다시 판단한다(S125).
판단 결과, 면상발열체(22)의 발열온도가, 목표복사난방온도에 도달하지 않았으면(S125-1), 상기 제어부(40)는 상기 면상발열체(22)의 발열온도가 상승될 수 있도록 제어한다(S127). 따라서, 면상발열체(22)의 발열온도가, 목표복사난방온도에 도달할 수 있게 한다.
그리고 판단 결과, 면상발열체(22) 온도가, 목표복사난방온도에 도달하였으면(S125-2), 상기 제어부(40)는, 상기 면상발열체(22)의 발열온도가 목표복사난방온도를 유지할 수 있도록 제어한다(S129).
한편, 상기 면상발열체(22)의 발열온도를 일정하게 유지시키거나 또는 면상발열체(22)의 발열온도를 상승 제어하는 과정에서, 상기 제어부(40)는, 상기 면상발열체(22)의 발열온도가 목표복사난방온도를 초과하는 지를 지속적으로 비교 판단한다(S131).
판단 결과, 면상발열체(22)의 발열온도가 목표복사난방온도를 초과하면, 상기 제어부(40)는, 상기 면상발열체(22)가 과열되는 것으로 판별하고, 이러한 판별에 따라 상기 면상발열체(22)의 발열온도가 하강할 수 있도록 제어한다(S133).
따라서, 상기 면상발열체(22)의 발열온도가 목표복사난방온도에 수렴할 수 있게 한다(S135).
뿐만 아니라, 플로우챠트에 도시하지 않았지만, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a) 진입상태에서, 차실내 난방부하가 제 3기준난방부하 이상으로 상승되는지를 계속해서 모니터링한다.
모니터링 결과, 차실내 난방부하가 제 3기준난방부하 이상으로 상승되면, 상기 제어부(40)는, 복사난방모드(40a)로부터 해제되면서 차실내 난방부하에 따라 제 1난방용 열교환장치(5)의 실내열교환기(5a)와 PTC 히터(5b) 및 블로어(50)를 온(ON), 오프(OFF) 제어한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량용 공조장치에 의하면, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)의 공기토출경로 말단부분에 면상발열체(22)인 제 2난방용 열교환장치(20)를 설치하여, 전,후석부분의 차실내 바닥면으로 토출되는 공기를 직접 가열하는 구조이므로, 난방모드 시에, 긴 길이의 공기토출경로를 따라 이송되는 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측의 공기를 효율좋게 가열할 수 있다.
또한, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측의 공기를 효율좋게 가열할 수 있으므로, 공조케이스(1)로부터 상대적으로 먼 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면측을 보다 빠르고 효과적으로 난방할 수 있으며, 그 결과, 난방초기 시, 전,후석부분의 차실내 바닥면측에 대한 난방의 속효성을 개선시켜, 차실내 쾌적성을 향상시킬 수 있다.
또한, 저전력 고효율의 면상발열체(22)를 이용하여, 전,후석부분의 차실내 바닥면측 토출공기를 가열하는 구조이므로, 적은 에너지를 소모하고서도 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면까지 긴 길이를 따라 이송되는 공기를 높은 온도로 가열할 수 있다.
또한, 적은 에너지를 소모하고서도 전석부분과 후석부분의 차실내 바닥면까지 긴 길이를 따라 이송되는 공기를 높은 온도로 가열할 수 있으므로, 종래와 같이, 전,후석부분의 차실내 바닥면까지 이송 과정에서의 공기 열손실 보상하기 위해서 PTC 히터(5b)의 발열량 증가시키지 않아도 되고, 그 결과, 에너지 소모를 최소화시키면서 차실내의 전석부분과 후석부분을 보다 효율좋게 난방하여, 차실내의 쾌적성과 차량의 연비절감의 효과를 동시에 도모할 수 있다.
또한, 플로어 벤트(9)와 리어 플로어 벤트(10)측의 제 2난방용 열교환장치(20)를 통해, 차실내의 하측부분으로 토출되는 공기의 온도를 독립적으로 제어할 수 있는 구조이므로, 차실내 하측부분의 토출공기온도와 차실내 상측부분의 토출공기온도를 차등화시킬 수 있다.
또한, 차실내 하측부분의 토출공기온도와 차실내 상측부분의 토출공기온도를 차등화시킬 수 있으므로, 차실내 상측으로 토출되는 공기의 온도에 비해, 차실내 하측으로 토출되는 공기의 온도를 독립적으로 높일 수 있으며, 이로써, 탑승객에 대한 두한족열의 상태를 유지시켜, 차실내의 쾌적성을 개선시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
예를 들면, 본 발명의 상세한 설명과 도면에서는, 상기 제 1난방용 열교환장치(5)가, 히터코어 또는 실내열교환기(5a) 및, PTC 히터(5b)로 구성되는 것으로 기재되어 있지만, 히터코어, 실내열교환기, PTC 히터 중 어느 하나만 단일의 개수로 구성될 수도 있다.
1: 공조케이스(Case) 1a: 내부유로
3: 냉방용 열교환장치 5: 제 1난방용 열교환장치
5a: 실내열교환기 5b: PTC 히터(Heater)
7: 디프로스트 벤트(Defrost Vent) 8: 페이스 벤트(Face Vent)
9: 플로어 벤트(Floor Vent) 9a: 플로어 덕트(Floor Duct)
9b: 공기토출구
10: 리어 플로어 벤트(Rear Floor Vent)
10a: 리어 덕트(Rear Duct) 10b: 공기토출구
20: 제 2난방용 열교환장치 22: 면상발열체
30: 제 2난방용 열교환장치 온도센서(Sensor)
40: 제어부 40a: 복사난방모드
42: 토출공기온 센서 44: 외기온 센서
46: 내기온 센서 48: 콘트롤러(Controller)
50: 블로어(Blower)

Claims (11)

  1. 공기유입구와 공기토출구를 갖는 차량용 공조장치에 있어서,
    상기 공기유입구로 공기를 유입하기 위한 블로어와;
    상기 공기토출구의 전단에 설치되어 공기를 가열하는 제 2난방용 열교환장치와;
    상기 제 2난방용 열교환장치의 온도를 감지하는 제 2난방용 열교환장치 온도센서와;
    상기 제 2난방용 열교환장치의 하류측에 배치되어 토출공기의 온도를 감지하는 토출공기온 센서 및;
    상기 블로어의 온(ON), 오프(OFF)에 따라 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서 또는 상기 토출공기온 센서의 센싱값을 근거로 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 블로어가 오프(OFF)되는 난방모드 시에는, 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서의 센싱값을 이용하여 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하고;
    상기 블로어가 온(ON)되는 난방모드 시에는, 상기 토출공기온 센서들의 센싱값을 이용하여 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공기유입구로 유입되는 공기를 가열하며, 엔진냉각수를 이용하는 히터코어, 히트펌프(Heat Pump)의 냉매를 이용하는 실내열교환기, 전기를 이용하는 PTC 히터 중 적어도 어느 하나 이상을 포함하는 제 1난방용 열교환장치를 더 구비하며,
    상기 제어부는,
    차실내 난방부하가 미리 설정된 특정 기준난방부하 미만으로 감소될 시에, 상기 제 1난방용 열교환장치와 블로어를 오프(OFF)시키고 상기 제 2난방용 열교환장치만 구동시켜 그 열로 차실내를 복사 난방하는 모드로 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 제 2난방용 열교환장치는,
    공기를 차실내로 토출하기 위한 다수의 벤트들 중, 차실내의 바닥면측으로 공기를 토출하는 벤트의 공기토출구부분에 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2난방용 열교환장치는,
    차실내의 전석측 바닥면부분으로 공기를 토출하는 전석측 플로어 벤트의 공기토출구와;
    차실내의 후석측 바닥면부분으로 공기를 토출하는 후석측 리어 플로어 벤트의 공기토출구부분에 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2난방용 열교환장치는,
    복사 난방이 가능한 발열체로서, 열대류 또는 열복사를 통해 차실내를 난방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서는, 상기 제 2난방용 열교환장치에 접촉하여 상기 제 2난방용 열교환장치 자체의 온도를 센싱하고,
    상기 토출공기온 센서는, 상기 제 2난방용 열교환장치와 이격되어 상기 제 2난방용 열교환장치를 통과한 공기의 온도를 센싱하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복사난방모드 시에, 차실내 온도가 높아질수록 상기 제 2난방용 열교환장치의 발열온도가 낮아지도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2난방용 열교환장치는, 전열히터이며, 전력값에 따라 발열온도가 제어되며;
    상기 제어부는, 차실내 온도에 따라 전력값을 단계적으로 낮추거나 단계적으로 높아지도록 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2난방용 열교환장치는, 전열히터이며, 전력값에 따라 발열온도가 제어되며;
    상기 제어부는, 차실내 온도에 따라 전력값을 선형적으로 낮추거나 선형적으로 높아지도록 상기 제 2난방용 열교환장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  11. 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    복사난방모드 시에, 외기온도, 내기온도, 사용자 설정온도 들 중 적어도 어느 하나를 미리 설정된 로직으로 처리하여, 목표복사난방온도를 산출하고,
    산출된 목표복사난방온도와 상기 제 2난방용 열교환장치 온도센서의 센싱값을 비교 판단하여, 상기 제 2난방용 열교환장치의 발열온도를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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