KR20230148689A - Heating device for vehicle and air conditioner for vehicle having the same - Google Patents
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Abstract
초기 난방시 메인 공조장치의 플로어덕트를 통해 토출되는 낮은 온도의 공기를 데워 속효성을 보완할 수 있는 차량용 난방장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치가 개시된다. 따른 차량용 난방장치는 차량용 공조장치의 공조케이스에 연결되어 차량 하측으로 공기를 토출하기 위한 플로어덕트; 및 상기 플로어덕트와 내장부재 사이에 배치되고, 플로어덕트 토출구에 대응되는 개구부가 형성된 면상발열부재를 포함하고, 상기 면상발열부재는 플로어덕트 토출구를 통과하는 공기 가열에 의한 대류 난방이 가능함과 동시에 자체의 발열에 의한 복사 난방이 가능하다.Disclosed is a vehicle heating device that can supplement quick effectiveness by heating low-temperature air discharged through a floor duct of a main air conditioning device during initial heating, and a vehicle air conditioning device equipped therewith. The following vehicle heating device includes a floor duct connected to the air conditioning case of the vehicle air conditioning device to discharge air to the bottom of the vehicle; and a planar heating member disposed between the floor duct and the interior member and having an opening corresponding to the floor duct outlet, wherein the planar heating member enables convection heating by heating the air passing through the floor duct outlet and at the same time heats its own. Radiant heating by heat generation is possible.
Description
본 발명은 차량용 난방장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 플로워덕트 토출구측 내장부재에 설치되어 난방을 수행하는 차량용 난방장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heating device for a vehicle, and more specifically, to a heating device for a vehicle that is installed in an interior member on the outlet side of a flow duct to perform heating, and to an air conditioning device for a vehicle equipped with the same.
일반적으로, 차량용 공조장치는 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치이다. 차량용 공조장치는 공조케이스의 내부에 냉방장치인 증발기 및 난방장치인 히터코어가 구비되며, 증발기나 히터코어에 의해 냉각 또는 가열된 공기를 도어의 조작에 의해 차량 실내의 각 부분으로 선택적으로 송풍한다.Generally, a vehicle air conditioning system is a device for cooling or heating the interior of a vehicle by heating or cooling air. The vehicle air conditioning system is equipped with an evaporator as a cooling device and a heater core as a heating device inside the air conditioning case, and air cooled or heated by the evaporator or heater core is selectively blown to each part of the vehicle interior by operating the door. .
도 1을 참조하면, 종래의 차량용 공조장치(1)는 공조케이스(10)와, 송풍기와, 증발기(2) 및 히터코어(3)와, 템프도어(15)를 포함하여 이루어진다. 공조케이스(10)의 입구 측에는 공기유입구(11)가 형성되고, 출구 측에는 모드도어에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트벤트(12), 전석벤트(13) 및 플로어벤트(14,15)가 형성된다. 송풍기는 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 공조케이스(10) 내부로 송풍한다.Referring to FIG. 1, a conventional vehicle
증발기(2) 및 히터코어(3)는 공조케이스(10)의 내부 공기유로에 순차로 구비된다. 증발기(2)는 냉방용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 냉각하며, 히터코어(3)는 난방용 열교환기로서 이를 통과하는 공기를 가열한다. 템프도어(15)는 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치되어, 히터코어(3)를 바이패스하는 유로로 이동하는 공기의 양과 히터코어(3)를 통과하는 유로로 이동하는 공기의 양을 조절함으로써 차량 실내로 토출되는 공기의 온도를 조절한다.The
모드도어는 디프로스트 벤트(12)의 개도를 조절하는 디프도어(16)과, 전석벤트(13)의 개도를 조절하는 벤트도어(17)와, 플로어벤트(14,15)의 개도를 조절하는 플로어도어(18)로 구성된다. 공기 유동 방향으로 히터코어(3)의 하류에는 전열히터(4)가 구비된다. 전열히터(4)는 보조 난방장치로서 전원의 인가에 의해 발열하는 PTC히터 등으로 구성된다.The mode door includes a deep door (16) that controls the opening degree of the defrost vent (12), a vent door (17) that controls the opening degree of the front seat vent (13), and a door that controls the opening degree of the floor vents (14, 15). It consists of a floor door (18). An electric heater (4) is provided downstream of the heater core (3) in the air flow direction. The
종래의 PTC히터는 복수의 PTC소자가 나란하게 배열되고, 두께 방향으로 PTC소자의 양측에 +전극 및 -전극을 갖는 전극부가 구비된다. 전극부를 통해 전원이 인가되면 PTC소자는 발열한다. 각각의 전극부에는 전기적인 절연을 위한 절연층이 결합되며, 절연층에는 열의 원활한 전도를 위한 열전도층이 결합된다. 아울러, 각각의 열전도층에는 방열 표면적을 늘리기 위한 방열핀이 결합된다.In a conventional PTC heater, a plurality of PTC elements are arranged side by side, and electrode portions having + electrodes and - electrodes are provided on both sides of the PTC elements in the thickness direction. When power is applied through the electrode part, the PTC element generates heat. An insulating layer for electrical insulation is attached to each electrode part, and a heat conduction layer for smooth conduction of heat is attached to the insulating layer. In addition, each heat-conducting layer is coupled with a heat dissipation fin to increase the heat dissipation surface area.
종래의 차량용 공조장치는 PTC히터는 열전달 경로가 길고 발열소자 면적이 작아 승온 속도가 떨어지며 열전달 효율이 저하되고 속효성이 감소하며 발열체의 온도가 높아지는 문제가 있다. 아울러, PTC히터의 구조가 복잡하여 무게가 무겁고 크기가 커 적용 위치에 제약에 따르는 문제가 있다.Conventional vehicle air conditioning devices have problems such as PTC heaters have a long heat transfer path and a small heating element area, slowing down the temperature increase rate, reducing heat transfer efficiency, reducing quick effectiveness, and increasing the temperature of the heating element. In addition, the structure of the PTC heater is complex, so it is heavy and large in size, so there are problems with restrictions on the application location.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 초기 난방시 메인 공조장치의 플로어덕트를 통해 토출되는 낮은 온도의 공기를 데워 속효성을 보완할 수 있는 차량용 난방장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치를 제공하는 것에 목적이 있다.In order to solve such conventional problems, the present invention provides a vehicle heating device that can supplement quick effectiveness by heating low-temperature air discharged through the floor duct of the main air conditioning device during initial heating, and a vehicle air conditioning device equipped with the same. There is a purpose to doing it.
본 발명에 따른 차량용 난방장치는 공조케이스에 연결되어 차량 실내측으로 공기를 토출하기 위한 토출덕트를 갖는 차량용 공조장치; 및 상기 공조장치와 탑승자 사이에 배치되는 내장부재를 포함하고, 상기 내장부재는 면상발열부재를 포함하며, 상기 면상발열부재는: 면상 발열에 의해 복사 난방을 수행하는 제1 난방영역; 및 복사 및 대류 난방을 수행하는 제2 난방영역으로 구성된다.A vehicle heating device according to the present invention includes a vehicle air conditioning device connected to an air conditioning case and having a discharge duct for discharging air to the interior of the vehicle; and an interior member disposed between the air conditioning device and the occupant, wherein the interior member includes a planar heating member, wherein the planar heating member includes: a first heating area that performs radiant heating by planar heating; and a second heating zone that performs radiation and convection heating.
상기 토출덕트와 면상발열부재 사이에 열전도부재가 더 구비된다.A heat conducting member is further provided between the discharge duct and the planar heating member.
상기 면상발열부재는 토출덕트 토출구와 대응하는 부위에 복수의 다공홀이 형성된다.The planar heating member has a plurality of porous holes formed in a portion corresponding to the discharge duct discharge port.
상기 토출덕트는 차량 실내 하측으로 공기를 토출하기 위한 플로어덕트로 구성된다.The discharge duct is composed of a floor duct for discharging air to the lower part of the vehicle interior.
상기 면상발열부재는 토출덕트와 내장부재 사이에 배치되고, 토출덕트 토출구에 대응되는 개구부가 형성되며, 상기 면상발열부재는 토출덕트 토출구를 통과하는 공기 가열에 의한 대류 난방이 가능함과 동시에 자체의 발열에 의한 복사 난방이 가능하다.The planar heating member is disposed between the discharge duct and the interior member, and an opening corresponding to the discharge duct outlet is formed. The planar heating member enables convection heating by heating the air passing through the discharge duct outlet and at the same time generates its own heat. Radiant heating is possible.
상기 제2 난방영역은 개구부 둘레에 형성되어 개구부를 통과하는 공기를 가열함으로써 복사 및 대류 난방을 수행한다.The second heating area is formed around the opening to perform radiation and convection heating by heating the air passing through the opening.
상기 면상발열부재는 내장부재에 면접촉되도록 결합된다.The planar heating member is coupled to the interior member so as to make surface contact.
상기 열전도부재에는 토출덕트 토출구 및 면상발열부재의 개구부에 대응되는 복수의 관통홀이 형성된다.A plurality of through holes corresponding to the discharge duct discharge port and the opening of the planar heating member are formed in the heat conductive member.
상기 내장부재는 토출덕트 토출구와 대응되는 부위에 복수의 홀을 형성하는 그릴부가 구비된다.The interior member is provided with a grill portion that forms a plurality of holes in a portion corresponding to the discharge duct discharge port.
상기 그릴부는 그릴의 깃이 서로 다른 각도로 경사지게 형성된다.The grill portion is formed such that the blades of the grill are inclined at different angles.
상기 면상발열부재는 내장부재에 접착되거나, 내장부재에 묻히도록 설치된다.The planar heating member is installed to be attached to the interior member or buried in the interior member.
상기 제1 난방영역과 제2 난방영역의 면적당 발열량은 서로 다르게 구성된다.The heat generation amount per area of the first heating area and the second heating area is configured to be different from each other.
상기 제2 난방영역의 면적당 발열량은 제1 난방영역의 면적당 발열량보다 높게 제어된다.The calorific value per area of the second heating zone is controlled to be higher than the calorific value per area of the first heating zone.
상기 면상발열부재는 일측에 전극부 및 상기 전극부에 연결되는 발열띠를 구비하며, 상기 발열띠는 직렬 또는 병렬 형태로 구성된다.The planar heating member has an electrode portion on one side and a heating band connected to the electrode portion, and the heating band is configured in series or parallel form.
상기 내장부재에 제1 난방영역의 복사열을 차량 실내로 전달하기 위한 복수의 복사용홀이 형성된다.A plurality of radiation holes are formed in the interior member to transmit radiant heat of the first heating area to the vehicle interior.
상기 면상발열부재가 접촉하는 내장부재는 면상발열부재가 접촉하지 않는 곳보다 더 얇게 형성되거나 면상발열부재가 접촉하는 부위와 접촉하지 않는 부위가 서로 다른 재질로 구성된다.The interior member with which the planar heating member is in contact is formed to be thinner than the area where the planar heating member is not in contact, or the area where the planar heating member is in contact with the area where the planar heating member is not in contact are made of different materials.
한편, 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 내부에 공기유로가 형성되어 차량 실내로 공조풍을 토출하도록 구성된 공조케이스를 포함하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 공조케이스에 연결되어 차량 실내측으로 공기를 토출하기 위한 토출덕트; 및 상기 공조장치와 탑승자 사이에 배치되는 내장부재를 포함하고, 상기 내장부재는 면상발열부재를 포함하며, 상기 면상발열부재는: 면상 발열에 의해 복사 난방을 수행하는 제1 난방영역; 및 복사 및 대류 난방을 수행하는 제2 난방영역으로 구성된다.On the other hand, the air conditioning device for a vehicle according to the present invention includes an air conditioning case configured to discharge air-conditioned wind into the interior of the vehicle with an air flow path formed therein, and is connected to the air conditioning case to discharge air into the interior of the vehicle. discharge duct for; and an interior member disposed between the air conditioning device and the occupant, wherein the interior member includes a planar heating member, wherein the planar heating member includes: a first heating area that performs radiant heating by planar heating; and a second heating zone that performs radiation and convection heating.
본 발명에 따른 차량용 난방장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치는 초기 난방시 메인 공조장치의 플로어덕트를 통해 토출되는 비교적 낮은 온도의 공기를 데워 승온시킴과 동시에, 복사 열을 이용한 직접적인 난방이 가능하여 메인 공조장치의 낮은 속효성을 효율적으로 보완할 수 있다. 아울러, 빠른 난방을 제공함과 아울러 난방에 소모되는 에너지 소모를 줄일 수 있다.The vehicle heating device and the vehicle air conditioning device equipped with the same according to the present invention heat and raise the temperature of the relatively low temperature air discharged through the floor duct of the main air conditioner during initial heating, and at the same time enable direct heating using radiant heat, thereby enabling direct heating of the main air conditioner. It can efficiently compensate for the low effectiveness of air conditioning equipment. In addition, it can provide fast heating and reduce energy consumption for heating.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치가 설치된 차량 내부를 도시한 사시도이며,
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 공조장치의 내부를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 난방장치의 결합 상태를 도시한 사시도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 난방장치의 분리 상태를 도시한 사시도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 내장부재의 그릴부를 도시한 정면도이며,
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 난방장치의 면상발열부재를 도시한 평면도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 난방장치의 외부를 도시한 사시도이며,
도 9 및 도 10은 도 5의 변형 예를 도시한 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing the interior of a conventional vehicle air conditioning system;
Figure 2 is a perspective view showing the interior of a vehicle installed with a vehicle air conditioning system according to an embodiment of the present invention;
Figure 3 is a cross-sectional view showing the interior of a vehicle air conditioning system according to an embodiment of the present invention;
Figure 4 is a perspective view showing a combined state of a vehicle heating device according to an embodiment of the present invention;
Figure 5 is a perspective view showing a separated state of a vehicle heating device according to an embodiment of the present invention;
Figure 6 is a front view showing a grill portion of an interior member according to an embodiment of the present invention;
Figure 7 is a plan view showing a planar heating member of a vehicle heating device according to an embodiment of the present invention;
Figure 8 is a perspective view showing the exterior of a vehicle heating device according to an embodiment of the present invention;
Figures 9 and 10 are perspective views showing a modified example of Figure 5.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 난방장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Below, the technical configuration of a vehicle heating device and a vehicle air conditioning device equipped with the same will be described in detail according to the attached drawings.
도 2 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 차량용 공조장치(300)는 공조유닛(100)과 송풍유닛(400)을 포함한다. 공조유닛(100)은 공조케이스(110)와, 냉방용 열교환기 및 난방용 열교환기와, 템프도어(115) 및 모드도어를 포함하여 이루어진다. 송풍유닛(400)은 블로워모터 및 블로워휠을 구비하여 공조케이스(110) 내부 공기유로로 공기를 송풍한다.Referring to FIGS. 2 to 8 , a vehicle
공조케이스(110)의 입구측에는 공기유입구(111)가 형성되고, 출구측에는 복수의 공기토출구가 형성된다. 공기토출구는 차량 창쪽으로 공기를 토출하기 위한 디프로스트벤트(112), 탑승자 얼굴 쪽으로 공기를 토출하기 위한 전석벤트(113), 탑승자 발 쪽으로 공기를 토출하기 위한 플로어벤트(114,115) 및 차량 후석으로 공기를 토출하기 위한 콘솔벤트로 이루어진다.An
또한, 공조케이스(110) 내부에는 공기유로가 형성되어, 차량 실내로 공조풍을 토출하도록 구성된다. 송풍유닛(400)은 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에 설치되어 내기 또는 외기를 공조케이스(110)의 내부로 송풍한다. 냉방용 열교환기 및 난방용 열교환기는 공조케이스(110) 내부 공기유로에 공기 유동 방향으로 순차로 구비된다.Additionally, an air flow path is formed inside the
냉방용 열교환기는 이를 통과하는 공기와 열교환하여 공기를 냉각시키며 증발기(102)로 구성된다. 난방용 열교환기는 이를 통과하는 공기와 열교환하여 공기를 가열시키며 히터코어(103)로 구성된다. 난방용 열교환기는 냉각수를 열원으로 이용하는 히터코어(103) 대신에 냉매를 열원으로 이용하는 내부열교환기로 구성될 수 있다.The cooling heat exchanger cools the air by exchanging heat with the air passing through it and consists of an evaporator (102). The heating heat exchanger heats the air by exchanging heat with the air passing through it and is composed of a
템프도어(115)는 증발기(102)와 히터코어(103) 사이에 설치되어, 히터코어(103)를 통과하는 공기와 히터코어(103)를 바이패스하는 공기의 양을 조절한다. 모드도어는 디프로스트벤트(112)의 개도를 조절하는 디프도어(116)와, 전석벤트(113)의 개도를 조절하는 벤트도어(117)와, 플로어벤트(114,115)의 개도를 조절하는 플로어도어(118)로 구성된다.The
플로어벤트(114,115)는 전석플로어벤트(114) 및 후석플로어벤트(115)로 구성되며, 전석플로어벤트(114)에는 샤워덕트라고 불리는 플로어덕트(210)가 연결된다. 플로어덕트(210)는 공조케이스(110)에 연결되어 차량 하측으로 공기를 토출하기 위한 공조덕트이다. 즉, 공조케이스(110)의 온풍은 플로어덕트(210)를 통해 탑승자의 발(310)이 위치한 차량 전석 하측의 시트바닥면(330)으로 토출된다.The floor vents 114 and 115 are composed of a front
차량용 공조장치(300)는 차량용 난방장치(200)를 구비한다. 차량용 난방장치(200)는 면상발열부재(230)를 포함한다. 면상발열부재(230)는 토출덕트와 내장부재(240) 사이에 배치된다. 본 실시 예에서, 토출덕트는 플로어덕트(210)로 구성되나 차량용 난방장치는 플로어덕트(210)에 한정되지 않고 다른 토출덕트에 적용될 수 있다. 면상발열부재(230)에 개구부가 형성되며, 개구부는 플로어덕트(210)의 토출구(219)에 대응되게 형성된다. 면상발열부재(230)는 플로어덕트(210)의 토출구(219)를 통과하는 공기 가열에 의한 대류 난방이 가능함과 동시에 자체의 발열에 의한 복사 난방이 가능하도록 이루어진다. 한편, 면상발열부재(230)는 토출구가 없는 내장부재(240)에도 설치가 가능하다.The vehicle
이와 같이, 면상발열부재(230)를 통해 메인 공조장치에서 불어오는 바람에 추가적인 가열을 하여 대류 난방을 수행함과 아울러 자체 발열에 의한 복사 난방을 수행하여, 탑승자는 대류 및 복사를 통해 더욱 높은 난방 성능을 느낄 수 있다. 또한, 대류 및 복사 난방을 통해, 초기 난방시 메인 공조장치의 플로어덕트(210)를 통해 토출되는 비교적 낮은 온도의 공기를 데워 승온시킴과 동시에, 복사 열을 이용한 직접적인 난방이 가능하여 메인 공조장치의 낮은 속효성을 효율적으로 보완할 수 있다.In this way, convection heating is performed by additional heating with the wind blowing from the main air conditioner through the
즉, 면상발열부재(230)를 통해 대류 및 복사 난방을 동시에 수행 가능함에 따라, 메인 공조장치로부터 플로어덕트(210)를 통해 바람이 불지 않는 환경 또는 공조 모드일 경우에도 면상발열부재(230)의 복사만으로도 난방이 가능하다. 아울러, 빠르게 또는 많은 난방 열을 필요로 하는 경우 대류와 복사 난방을 함께 수행하여 조건을 만족할 수 있다.That is, as convection and radiant heating can be performed simultaneously through the
면상발열부재(230)는 플로어덕트(210) 토출구(219)와 대응하는 부위에 복수의 다공홀(231)이 형성된다. 또한, 플로어덕트(210)와 면상발열부재(230) 사이에 열전도부재(220)가 더 구비된다. 아울러, 열전도부재(220)에는 플로어덕트(210) 토출구(219) 및 면상발열부재(230)의 개구부에 대응되는 복수의 관통홀(221)이 형성된다. 한편, 내장부재(240)는 차량의 대시패널(320) 측에 설치되는 것으로서, 공조장치와 탑승자 사이에 배치된다. 내장부재(240)는 면상발열부재(230)를 포함한다.The
더욱 상세하게는, 플로어덕트(210)는 공조케이스(110)의 양측면에 형성된 플로어벤트(114) 토출구에서 각각 차량 폭 방향 양측으로 연장 형성되며, 토출구(219)는 하부를 향하도록 굴곡 형성된다. 플로어덕트(210)의 토출구(219)는 대략 직사각형 형상으로 이루어지며, 그 밖의 다른 형태로도 형성될 수 있다. 종래에는 플로어덕트(210)를 통과한 공기가 토출구(219)를 통해 직접 차량 실내로 토출되는 구조였으나, 본 발명은 열전도부재(220) 및 면상발열부재(230)가 추가되었다.More specifically, the
열전도부재(220)는 플로어덕트(210)의 토출구(219)와 대응되는 형상으로서, 대략 직사각형 형상의 판으로 이루어진다. 열전도부재(220)는 열전도율이 높은 금속 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 아울러, 열전도부재(220)에 형성된 관통홀(221)은 면상발열부재(230)에 형성된 다공홀(231)에 대응되게 형성되며, 관통홀(221)의 전체적인 배열 형태는 플로어덕트(210)의 개구부(219)에 대응되는 직사각형을 이룬다.The heat
면상발열부재(230)의 개구부는 복수의 다공홀(231)로 이루어진다. 즉, 면상발열부재(230)의 개구부는 하나의 홀 형태가 아니고, 미세한 작은 다공홀(231)이 복수개 형성된 형태이다. 열전도부재(220)의 관통홀(221)과 동일하게, 면상발열부재(230)의 다공홀(231)의 전체적인 배열 형태는 플로어덕트(210)의 개구부(219)에 대응되는 직사각형을 이룬다.The opening of the
공조케이스(110)에서 토출되는 공기는 플로어덕트(210)를 통해 이동하고, 토출구(219)를 지나 열전도부재(220)의 관통홀(221)을 통과한 후 면상발열부재(230)의 다공홀(231)을 통과한 후 내장부재(240)에 형성된 그릴부(241)를 통해 차량 실내로 토출된다. 이 경우, 공기는 면상발열부재(230)의 다공홀(231)을 통과하면서 면상발열부재(230)의 열에 의해 승온된다.The air discharged from the
면상발열부재(230)의 개구부가 복수의 다공홀(231)로 구성됨에 따라, 공기가 다공홀(231)을 통과하면서 접촉하는 면적이 증가하여 공기의 승온 효과를 더욱 높여 난방 성능을 더욱 크게 향상시키고 속효성을 더욱 증가시킬 수 있다.As the opening of the
또한, 열전도부재(220)는 플로어덕트(210)와 면상발열부재(230)의 다공홀(231)이 형성된 부위에 접촉되어 장착된다. 이와 같이, 플로어덕트(210)의 토출구(219)와 면상발열부재(230) 사이에 열전도부재(220)를 구성함에 따라, 공기를 가열하는 대류 난방시 면상발열부재(230)의 열을 공기로 더욱 잘 전달시킴과 아울러, 면상발열부재(230)에서 발생할 수 있는 국부적인 과열을 억제하도록 열을 확산시켜주는 기능을 수행할 수 있다.In addition, the heat
면상발열부재(230)는 제1 난방영역(234) 및 제2 난방영역(233)으로 구성된다. 제1 난방영역(234)은 면상 발열에 의해 복사 난방을 수행하는 부분이며, 제2 난방영역(233)은 개구부(다공홀) 둘레에 형성되어 개구부(다공홀)를 통과하는 공기를 가열함으로써 복사 및 대류 난방을 수행한다.The
즉, 면상발열부재(230)는 전체 면적의 적어도 일부분은 공조 공기가 통과하면서 데워질 수 있도록 다공홀(231)과 그 주위로 발열부를 갖는다. 아울러, 다공홀이 없는 부위는 복사 난방을 추가적으로 수행할 수 있도록 별도의 발열부가 구성되어 내장부재(240)에 면접촉되도록 결합된다.That is, the
한편, 플로어덕트(210)는 공조케이스(110)로부터 온도 조절된 공기의 일부가 차량 실내로 토출되는 유로상에 구비된다. 그리고, 플로어덕트(210)로 토출되는 공기의 온도를 더욱 상승시키도록, 공기를 면상발열부재(230)의 다공홀(231)로 유도하도록 구성되어 있다.Meanwhile, the
내장부재(240)는 플로어덕트(210) 토출구(219)와 대응되는 부위에 복수의 홀을 형성하는 그릴부(241)가 구비된다. 이 경우, 그릴부(241)는 도 6에 도시된 것처럼 그릴의 깃이 서로 다른 각도로 경사지게 형성된다. 이러한 구성을 통해, 공조 공기가 원하는 방향으로 유도되며 탑승자의 양쪽 발(310)에 공조 공기가 원활히 공급되어 난방 성능을 높일 수 있다.The
한편, 면상발열부재(230)는 내장부재(240)에 접착되거나, 내장부재(240)에 몰딩 등의 방식으로 내장재 재료 내부에 묻히도록 설치될 수 있다. 면상발열부재(230)는 비교적 얇은 박판 형태로 이루어지므로, 내장부재(240)에 접착될 경우 부피를 많이 차지하지 않고 거의 내장부재(240)와 일체처럼 설치 가능하다.Meanwhile, the
내장부재(240)는 열전도도가 매우 높지 않은 재질로 구성하는 것이 바람직하다. 면상발열부재(230)와 내장부재(240)의 열용량은 비교적 크지 않아 인체에 직접 접촉하여도 화상의 우려가 없는 수준이다. 즉, 복사열을 이용하는 부재에서의 누적된 발열온도는 80℃ 내지 105℃ 수준이고, 접촉시 낮은 열용량으로 열이 인체로 빼앗기면서 발열부의 온도는 화상을 입지 않는 온도까지 떨어진다. 이와 같이 누적된 열이 빼앗기고 나면, 복사를 위한 면상발열부재(230)의 순간적으로 발열되는 열량 자체가 크지 않아 인체에 해를 입히지 않는다.The
면상발열부재(230)는 일측에 전극부(232)를 구비하며, 전체 면적에 걸쳐 발열띠가 배열된다. 발열띠는 전극부에 연결되어 전원의 인가에 따라 발열한다. 일례로, 제1 전극부(232)의 (+)단자와 (-)단자는 각각 제1 난방영역(234)에 연결되며, 제1 난방영역(234)의 발열띠는 다공홀(231)이 없는 부위에 전체에 걸쳐 고르게 배열된다. 또한, 제2 전극부(232)의 (+)단자와 (-)단자는 각각 제2 난방영역(233)에 연결되며, 제2 난방영역(233)의 발열띠는 다공홀(231)의 둘레를 둘러싸도록 다공홀(231) 주위에 고르게 배열된다.The
이 경우, 전극부(232)에 연결되는 발열띠는 직렬 또는 병렬 형태로 구성될 수 있다. 난방영역의 발열띠가 직렬로 연결될 경우, 발열 부위의 형상 자유도가 높아져 내장부재(240)의 설치 환경에 따라 설계 변경이 용이해진다. 아울러, 난방영역의 발열띠가 병렬로 연결될 경우, 발열 면적의 효율이 높아져 난방 성능의 향상을 극대화할 수 있다.In this case, the heating strips connected to the
이와 같이, 면상발열부재(230)는 전압 인가를 위한 적어도 하나 이상의 전극부(232)를 가지며, 전원의 일부는 다공홀(231)이 형성된 대류 및 복사를 동시에 수행할 수 있는 면상발열부(제2 난방영역)에 전원을 인가하고, 전원의 다른 일부는 복사 난방을 수행할 수 있는 면상발열부(제1 난방영역)에 전원을 인가하도록 구성되는 것이다.As such, the
또한, 제1 난방영역(234)과 제2 난방영역(233)의 면적당 발열량은 서로 다르게 구성된다. 더욱 바람직하게는, 제2 난방영역(233)의 면적당 발열량은 제1 난방영역(234)의 면적당 발열량보다 높게 제어되도록 구성한다. 대류와 복사를 동시에 수행하는 제2 난방영역(233)의 면상발열부는 공조 공기로 인해 열을 빼앗겨 쉽게 식을 수 있기 때문에, 복사 난방을 수행하는 제1 난방영역(234)의 면상발열부에 비해 매우 높은 면적당 발열량을 가지도록 구성하는 것이 바람직하다.In addition, the heat generation amount per area of the
정리하면, 종래의 차량용 공조장치는 공기에 의해 실내 공기를 데워 난방을 수행하였으나, 많은 난방에너지를 소모하고 온기는 자연 대류에 의해 상승하여 탑승자의 상체쪽은 더운 바람으로 불쾌하며 하체는 춥다는 문제가 있었다. 이를 해결하기 위해, PTC히터와 같은 일부 보조 난방을 위한 수단이 추가되었으나, 가격이 비싸고 무게가 무거우며 크기가 커서 적용 위치에 제한이 있었다.In summary, the conventional vehicle air conditioning system performed heating by heating the indoor air with air, but it consumed a lot of heating energy and the warmth rose due to natural convection, so the upper body of the occupants was uncomfortable with hot wind and the lower body was cold. There was. To solve this problem, some means for auxiliary heating, such as PTC heaters, were added, but they were expensive, heavy, and large in size, so their application locations were limited.
본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 난방장치(200) 및 차량용 공조장치(300)는 차량 실내에 빠른 난방을 제공함과 아울러 난방에 소모되는 에너지 소모를 줄일 수 있다. 내장부재(240)는 탑승자의 발(310) 쪽에 근접하고 있고, 공조 공기가 토출되는 공조덕트인 플로어덕트(210)와 그릴부(241)에 설치되어 실내에 더운 공기를 제공함과 동시에 탑승자 신체에 직접적인 난방감을 제공할 수 있는 복사 난방을 수행한다.The
차량용 난방장치(200)는 난방 공기가 지나가는 플로어덕트(210)와, 플로어덕트(210) 주변에 위치하여 탑승자의 신체에 근접하고 있는 내장부재(240)와, 내장부재(240)에 면접촉하여 설치되어 공기를 통한 복사&대류 난방과 자체 발열을 통한 복사 난방을 동시에 수행할 수 있는 면상발열부재(230)를 포함한다. 이 경우, 열전달 향상과 국부적인 과열을 억제하기 위한 열전도부재(220)를 추가적으로 구비한 것이다.The
한편, 도 9를 더 참조하면, 내장부재(240)에 복수의 복사용홀(249)이 형성될 수 있다. 복사용홀(249)은 내장부재(240)의 양면을 관통하게 형성되며, 면상발열부재(230)의 제1 난방영역(234)에 대응되는 부위에 형성된다. 복사용홀(249)은 제1 난방영역(234)의 복사열을 차량 실내로 전달하기 위한 것으로서, 복사열을 탑승자에게 전달하여 난방 효율을 더욱 향상시킨다.Meanwhile, further referring to FIG. 9, a plurality of copy holes 249 may be formed in the
또한, 도 10을 더 참조하면, 내장부재(240)에 면접촉부(248)가 형성된다. 면접촉부(248)는 면상발열부재(230)가 접촉하는 부위이다. 면상발열부재(230)가 접촉하는 내장부재(240)는 면상발열부재(230)가 접촉하지 않는 곳보다 더 얇게 형성된다. 즉, 내장부재(240)의 면접촉부(248)는 다른 부위에 비해 두께가 얇게 형성된다. 또는, 내장부재(240)는 면상발열부재(230)가 접촉하는 부위와 접촉하지 않는 부위가 서로 다른 재질로 구성된다. 즉, 내장부재(240)의 면접촉부(248)는 다른 부위에 비해 열전도율이 더 높은 재질로 이루어진다.Additionally, referring further to FIG. 10, a
이러한 구성을 통해, 면상발열부재(230)에서 발생한 복사열이 내장부재(240)의 면접촉부(248)를 통해 차량 실내로 더욱 원활히 전달됨으로써 난방 장치의 복사열 성능을 더욱 극대화시킬 수 있다.Through this configuration, the radiant heat generated from the
지금까지 본 발명에 따른 차량용 난방장치 및 이를 구비한 차량용 공조장치는 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.So far, the vehicle heating device and the vehicle air conditioning device equipped with the same according to the present invention have been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely examples, and anyone skilled in the art can make various modifications and other equivalent embodiments. You will understand that Therefore, the true scope of technical protection should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
100: 공조유닛
102: 증발기
103: 히터코어
110: 공조케이스
111: 공기유입구
112: 디프로스트벤트
113: 전석벤트
114,115: 플로어벤트
115: 템프도어
116: 디프도어
117: 벤트도어
118: 플로어도어
200: 차량용 난방장치
210: 플로어덕트
219: 토출구
220: 열전도부재
221: 관통홀
230: 면상발열부재
231: 다공홀
232: 전극부
233: 제2 난방영역
234: 제1 난방영역
240: 내장부재
241: 그릴부
248: 면접촉부
249: 복사용홀
300: 차량용 공조장치
320: 대시패널
400: 송풍유닛100: air conditioning unit 102: evaporator
103: Heater core
110: air conditioning case 111: air inlet
112: Defrost vent 113: All seat vents
114,115: Floorvent 115: Tempdoor
116: deep door 117: vent door
118: Floor door
200: Vehicle heating device 210: Floor duct
219: discharge port 220: heat conduction member
221: Through hole 230: Plane heating member
231: porous hole 232: electrode portion
233: second heating area 234: first heating area
240: Interior member 241: Grill part
248: Interview contact section 249: Copy hole
300: Vehicle air conditioning device 320: Dash panel
400: Blowing unit
Claims (17)
상기 내장부재는 면상발열부재를 포함하며,
상기 면상발열부재는:
면상 발열에 의해 복사 난방을 수행하는 제1 난방영역; 및
복사 및 대류 난방을 수행하는 제2 난방영역으로 구성되는 차량용 난방장치.An air conditioning device for a vehicle connected to an air conditioning case and having a discharge duct for discharging air to the interior of the vehicle; and an interior member disposed between the air conditioning device and the occupant,
The interior member includes a planar heating member,
The planar heating member is:
A first heating area that performs radiant heating by surface heating; and
A heating device for a vehicle consisting of a second heating zone that performs radiation and convection heating.
상기 토출덕트와 면상발열부재 사이에 열전도부재가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.According to claim 1,
A heating device for a vehicle, characterized in that a heat-conducting member is further provided between the discharge duct and the planar heating member.
상기 면상발열부재는 토출덕트 토출구와 대응하는 부위에 복수의 다공홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.According to claim 1,
A heating device for a vehicle, wherein the planar heating member has a plurality of porous holes formed in a portion corresponding to the discharge duct discharge port.
상기 토출덕트는 차량 실내 하측으로 공기를 토출하기 위한 플로어덕트로 구성되는 차량용 난방장치.According to claim 1,
The discharge duct is a vehicle heating device configured as a floor duct for discharging air to the lower side of the vehicle interior.
상기 면상발열부재는 토출덕트와 내장부재 사이에 배치되고, 토출덕트 토출구에 대응되는 개구부가 형성되며,
상기 면상발열부재는 토출덕트 토출구를 통과하는 공기 가열에 의한 대류 난방이 가능함과 동시에 자체의 발열에 의한 복사 난방이 가능한 차량용 난방장치.According to clause 2,
The planar heating member is disposed between the discharge duct and the interior member, and an opening corresponding to the discharge port of the discharge duct is formed,
The planar heating member is a vehicle heating device capable of convection heating by heating the air passing through the discharge duct outlet and at the same time capable of radiant heating by its own heat generation.
상기 제2 난방영역은 개구부 둘레에 형성되어 개구부를 통과하는 공기를 가열함으로써 복사 및 대류 난방을 수행하는 차량용 난방장치.According to clause 5,
The second heating area is formed around the opening and performs radiation and convection heating by heating air passing through the opening.
상기 면상발열부재는 내장부재에 면접촉되도록 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
A heating device for a vehicle, characterized in that the planar heating member is coupled to the interior member so as to be in surface contact.
상기 열전도부재에는 토출덕트 토출구 및 면상발열부재의 개구부에 대응되는 복수의 관통홀이 형성된 차량용 난방장치.According to clause 5,
A heating device for a vehicle in which the heat conductive member is formed with a plurality of through holes corresponding to the discharge duct discharge port and the opening of the planar heating member.
상기 내장부재는 토출덕트 토출구와 대응되는 부위에 복수의 홀을 형성하는 그릴부가 구비되는 차량용 난방장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
A heating device for a vehicle in which the interior member is provided with a grill portion that forms a plurality of holes in a portion corresponding to the discharge duct discharge port.
상기 그릴부는 그릴의 깃이 서로 다른 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.According to clause 9,
A heating device for a vehicle, wherein the grill portion has blades inclined at different angles.
상기 면상발열부재는 내장부재에 접착되거나, 내장부재에 묻히도록 설치되는 차량용 난방장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
The planar heating member is a vehicle heating device that is installed to be attached to an interior member or buried in an interior member.
상기 제1 난방영역과 제2 난방영역의 면적당 발열량은 서로 다르게 구성되는 차량용 난방장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
A heating device for a vehicle in which the heat generation amount per area of the first heating zone and the second heating zone is configured to be different from each other.
상기 제2 난방영역의 면적당 발열량은 제1 난방영역의 면적당 발열량보다 높게 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 난방장치.According to claim 12,
A heating device for a vehicle, characterized in that the heat generation amount per area of the second heating zone is controlled to be higher than the heat generation amount per area of the first heating zone.
상기 면상발열부재는 일측에 전극부 및 상기 전극부에 연결되는 발열띠를 구비하며, 상기 발열띠는 직렬 또는 병렬 형태로 구성되는 차량용 난방장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
The planar heating member has an electrode portion on one side and a heating strip connected to the electrode portion, and the heating strip is configured in series or parallel.
상기 내장부재에 제1 난방영역의 복사열을 차량 실내로 전달하기 위한 복수의 복사용홀이 형성되는 차량용 난방장치.The method according to any one of claims 1 to 6,
A heating device for a vehicle in which a plurality of radiation holes are formed in the interior member to transmit radiant heat of the first heating area to the interior of the vehicle.
상기 면상발열부재가 접촉하는 내장부재는 면상발열부재가 접촉하지 않는 곳보다 더 얇게 형성되거나 면상발열부재가 접촉하는 부위와 접촉하지 않는 부위가 서로 다른 재질로 구성되는 차량용 난방장치.According to clause 7,
A vehicle heating device in which the interior member with which the planar heating member is in contact is formed to be thinner than the area where the planar heating member is not in contact, or where the area where the planar heating member is in contact and the area where the planar heating member is not in contact are made of different materials.
상기 공조케이스에 연결되어 차량 실내측으로 공기를 토출하기 위한 토출덕트; 및
상기 공조장치와 탑승자 사이에 배치되는 내장부재를 포함하고,
상기 내장부재는 면상발열부재를 포함하며,
상기 면상발열부재는:
면상 발열에 의해 복사 난방을 수행하는 제1 난방영역; 및
복사 및 대류 난방을 수행하는 제2 난방영역으로 구성되는 차량용 공조장치.In the vehicle air conditioning device including an air conditioning case configured to discharge air conditioning wind into the vehicle interior with an air flow path formed therein,
a discharge duct connected to the air conditioning case to discharge air to the interior of the vehicle; and
Includes an interior member disposed between the air conditioning device and the occupant,
The interior member includes a planar heating member,
The planar heating member is:
A first heating area that performs radiant heating by surface heating; and
An air conditioning device for a vehicle consisting of a second heating zone that performs radiant and convection heating.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020220047801A KR20230148689A (en) | 2022-04-18 | 2022-04-18 | Heating device for vehicle and air conditioner for vehicle having the same |
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