KR20240082568A - 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템 - Google Patents

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김종원
이상신
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현대자동차주식회사
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Abstract

본 발명에서는 증발기에서 발생되는 응축수를 활용하여 실내의 습도를 조절함에 따라, 응축수에 의한 주변 부품의 손상이 방지되고, 실내에 제공되는 공기의 습도가 조절되어 쾌적성이 향상되는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템이 소개된다.

Description

모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템 {SYSTEM FOR AIR CONDITIONING AND HUMIDITY CONTROL OF MOBILITY}
본 발명은 증발기에서 발생되는 응축수를 활용하여 실내의 습도를 조절하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템에 관한 것이다.
모빌리티에는 실내의 공기 온도를 조절하기 위한 공조시스템이 설치된다. 공조시스템은 겨울철에는 온기를 발생시켜 실내를 따뜻하게 유지시키고, 여름철에는 냉기를 발생시켜 실내를 시원하게 유지시킨다.
이러한 공조시스템은 압축기, 응축기, 팽창기, 증발기가 구성되며, 냉매의 순환을 통해 실내에 제공되는 공기를 가열하거나 냉각한다.
즉, 공조케이스에는 증발기와 응축기가 마련되며, 온도조절도어에 의해 실내에 유통되는 공기가 증발기 또는 응축기를 통해 냉매와 열교환되어 실내를 냉방 또는 난방하게 된다.
여기서, 증발기는 냉매가 흐를 수 있는 다수의 튜브를 구비하며, 다수의 튜브에 순환된 냉매가 흡열 작용하여 공기를 냉각시키게 된다. 이때, 증발기에는 표면에 응축수가 발생되고, 응축수는 그대로 흘러내려 배출된다.
한편, 실내 냉방을 수행함에 따라 냉매의 흡열 작용시, 실내 습도가 감소되어 실내 공기가 건조해지는 문제가 있다. 이러한 건조한 공기는 실내 쾌적성을 저하하며, 다양한 피부 질환을 유발하는 원인이 된다.
이에 따라, 실내 쾌적성 향승을 위해 습도를 조절할 경우 별도의 제습기를 마련하지만, 제습기의 설치공간이 요구되고, 수동으로 제습기를 조작해야함에 따라 편의성도 저하된다.
상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 10-2008-0092527 A (2008.10.16)
본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 증발기에서 발생되는 응축수를 활용하여 실내의 습도를 조절함에 따라, 응축수에 의한 주변 부품의 손상이 방지되고, 실내에 제공되는 공기의 습도가 조절되어 쾌적성이 향상되는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템은 공기가 냉매와 열교환되도록 하여 공기를 냉각시키는 냉기 생성부; 공기가 냉매와 열교환되도록 하여 공기를 가열시키는 온기 생성부; 냉기 생성부에서 열교환시 발생된 응축수를 포집하는 수분 포집부; 및 수분 포집부에서 포집된 응축수를 온기 생성부에 선택적으로 전달하는 수분 제공부;를 포함한다.
냉기 생성부는 증발기로 구성되고, 온기 생성부는 실내 응축기로 구성된 것을 특징으로 한다.
수분 포집부는 냉기 생성부의 중력방향 하측에 위치되어 냉기 생성부에서 발생되는 응축수를 포집 및 저장하는 저장탱크인 것을 특징으로 한다.
수분 제공부는 수분 포집부에서 온기 생성부로 연장된 이송 라인과, 이송 라인에 마련되어 수분 포집부 내의 응축수를 온기 생성부에 선택적으로 이송시키는 이송 펌프로 구성된 것을 특징으로 한다.
이송 라인에는 온기 생성부에 응축수를 분무하는 분무부가 더 구성된 것을 특징으로 한다.
수분 제공부는 수분 포집부에서 온기 생성부로 연장되고, 다수의 섬유 다발로 이루어져 모세관 현상에 의해 응축수가 이송되도록 하는 것을 특징으로 한다.
수분 포집부에 마련되고, 선택적으로 개폐 동작되는 밸브가 더 구성된 것을 특징으로 한다.
실내 냉난방을 조절하는 제어부;를 더 포함하고, 제어부는 실내 냉방시, 냉기 생성부와 온기 생성부가 각각 공기와 열교환되도록 하고, 수분 제공부를 통해 온기 생성부에 수분이 제공되도록 하는 것을 특징으로 한다.
실내에 제공되는 공기 내의 습도를 체크하는 습도 센싱부;를 더 포함하고, 제어부는 실내에 제공되는 공기의 습도에 따라 수분 제공부에 의한 수분 제공량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
제어부는 실내의 습도 정보를 더 입력받고, 실내 습도 조절이 요구되는 경우 실내 냉방 또는 난방 여부를 확인하며, 실내 냉방 또는 난방시 수분 제공부를 통해 실내에 수분이 제공되도록 하는 것을 특징으로 한다.
한편, 본 발명에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템은 냉매가 순환되고, 압축기, 실내 응축기, 실외 응축기, 팽창기, 증발기를 포함하는 냉매 회로; 냉각수가 순환되고, 냉매 회로에 순환되는 냉매와 냉각수가 열교환되도록 하는 열교환기를 포함하며, 배터리를 포함한 제1 냉각수 라인과 전장부품을 포함한 제2 냉각수 라인이 열교환기에 연결되고, 밸브 유닛에 의해 열교환기와 열교환되는 냉각수의 유통 방향이 전환되는 냉각수 회로; 증발기의 흡열시 발생되는 응축수를 포집하는 수분 포집부; 및 수분 포집부에서 포집된 응축수를 실내 응축기에 선택적으로 전달하는 수분 제공부;를 포함한다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템은 증발기에서 발생되는 응축수를 활용하여 실내의 습도를 조절함에 따라, 응축수에 의한 주변 부품의 손상이 방지되고, 실내에 제공되는 공기의 습도가 조절되어 쾌적성이 향상된다.
도 1은 본 발명에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 구성도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 회로도.
도 3은 본 발명에 따른 수분 포집부를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 회로도.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 냉매 순환에 따른 실시예를 나타낸 도면.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제어부(Controller)는 담당하는 기능의 제어를 위해 다른 제어기나 센서와 통신하는 통신 장치, 운영체제나 로직 명령어와 입출력 정보 등을 저장하는 메모리 및 담당 기능 제어에 필요한 판단, 연산, 결정 등을 수행하는 하나 이상의 프로세서를 포함할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 회로도이며, 도 3은 본 발명에 따른 수분 포집부를 나타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 회로도이며, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템의 냉매 순환에 따른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 발명에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템은 도 1 내지 2에 도시된 바와 같이, 공기가 냉매와 열교환되도록 하여 공기를 냉각시키는 냉기 생성부(100); 공기가 냉매와 열교환되도록 하여 공기를 가열시키는 온기 생성부(200); 냉기 생성부(100)에서 열교환시 발생된 응축수를 포집하는 수분 포집부(300); 및 수분 포집부(300)에서 포집된 응축수를 온기 생성부(200)에 선택적으로 전달하는 수분 제공부(400);를 포함한다.
이와 같이, 본 발명은 냉기 생성부(100), 온기 생성부(200), 수분 포집부(300), 수분 제공부(400)로 구성된다.
냉기 생성부(100)와 온기 생성부(200)는 공조 케이스에 마련될 수 있으며, 블로워의 동작에 의해 이동되는 공기가 냉기 생성부(100)와 온기 생성부(200)를 통과함에 따라 온도가 조절되어 공조공기로서 실내에 제공된다.
공조 케이스에는 온도조절도어가 마련되어 공기가 냉기 생성부(100)와 온기 생성부(200)를 선택적으로 통과할 수 있으며, 온기 생성부(200)만으로 부족한 열원을 확보하기 위해 PTC히터가 마련될 수 있다.
본 발명의 일실시예에서 냉기 생성부(100)는 증발기(15)로 구성되고, 온기 생성부(200)는 실내 응축기(12)로 구성되어, 냉매의 순환을 통해 공기의 온도를 조절할 수 있다. 즉, 실내로 유통되는 공기가 증발기(15)를 통과하면 증발기(15)의 흡열 작용에 의해 냉각되어 냉각 공기가 생성되고, 공기가 실내 응축기(12)를 통과하면 실내 응축기(12)의 방열에 의해 가열되어 가열 공기가 생성된다.
특히, 본 발명은 실내에 유통되는 공기 내의 습도를 조절하여 실내 쾌적성을 향상시키기 위한 것으로, 냉기 생성부(100)에서 발생된 응축수를 활용하여 실내 습도가 조절되도록 한다.
이를 위해, 본 발명은 수분 포집부(300) 및 수분 제공부(400)가 구성된다.
수분 포집부(300)는 냉기 생성부(100)에서 열교환시 발생된 응축수를 포집하여 저장한다. 또한, 수분 제공부(400)는 수분 포집부(300)와 온기 생성부(200)에 연결되며, 수분 포집부(300)에서 포집된 응축수를 온기 생성부(200)에 선택적으로 전달함으로써, 응축수가 온기 생성부(200)에서 발생되는 열에 의해 기화되어 실내에 제공되도록 한다.
이처럼, 실내 냉방시 활용되지 않는 온기 생성부(200)를 활용함으로써, 응축수를 기화시키기 위한 별도의 가열 장치 없이 온기 생성부(200)로 수증기를 발생시켜 실내 습도를 조절할 수 있다.
이로 인해, 실내 냉방시 발생하는 건조감이 해소되어 실내 탑승자의 쾌적성이 향상되고, 냉기 생성부(100)에서 발생되는 응축수와 온기 생성부(200)를 활용하여 수증기를 발생시키는 구조를 통해, 물을 제공하기 위한 장치 및 물을 기화시키기 위한 장치를 별도 구성하지 않음에 따라 구조가 단순화되며, 제조 단가가 절감되고, 실내 공간의 활용성이 향상된다.
상술한 본 발명에 대해서 구체적으로 설명하면, 수분 포집부(300)는 냉기 생성부(100)의 중력방향 하측에 위치되어 냉기 생성부(100)에서 발생되는 응축수를 포집 및 저장하는 저장탱크일 수 있다.
즉, 냉기 생성부(100)에서 흡열 작용을 통해 공기 냉각시 표면에 응축수가 발생되고, 응축수가 서서히 증대됨에 따라 중력방향으로 흘러내린다. 도 3에서 볼 수 있듯이, 수분 포집부(300)는 냉기 생성부(100)의 중력방향 하측에 위치되며, 응축수가 포집되어 저장될 수 있도록 상부가 개방된 탱크 형상으로 형성되되 면적이 하측으로 점차 좁아지도록 형성되어 포집된 응축수를 밀집시켜 수분 제공부(400)를 통해 외부로 배출이 용이하도록 할 수 있다.
한편, 수분 제공부(400)는 다양한 실시 형텨래 적용될 수 있다.
일실시예로서, 도 2에 도시된 바와 같이, 수분 제공부(400)는 수분 포집부(300)에서 온기 생성부(200)로 연장된 이송 라인(410)과, 이송 라인(410)에 마련되어 수분 포집부(300) 내의 응축수를 온기 생성부(200)에 선택적으로 이송시키는 이송 펌프(420)로 구성될 수 있다.
이렇게, 수분 제공부(400)는 이송 라인(410)과 이송 펌프(420)로 구성되며, 이송 라인(410)은 수분 포집부(300)에서 온기 생성부(200)로 연장된 배관으로 이루어질 수 있고, 이송 펌프(420)는 이송 라인(410) 상에 마련될 수 있으며 수분 포집부(300)에 포집되어 저장된 응축수를 온기 생성부(200)로 강제 이송시키도록 구성된다.
이와 더불어, 이송 라인(410)에는 온기 생성부(200)에 응축수를 분무하는 분무부(430)가 더 구성될 수 있다.
이렇게, 이송 라인(410)의 끝단에는 분무부(430)가 구비되어, 이송 라인(410)을 통해 이송된 응축수가 온기 생성부(200)를 향해 분사됨에 따라 온기 생성부(200)를 통한 기화가 가속화될 수 있다. 이러한 분무부(430)는 응축수를 미세 안개 형태로 분사하도록 구성될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 일실시예에 따른 수분 제공부(400)는 실내 냉방시 냉기 생성부(100)에서 응축되는 응축수가 수분 포집부(300)에 포집되어 저장되고, 이송 펌프(420)의 구동에 의해 수분 포집부(300)에 저장된 응축수가 이송 라인(410)을 통해 온기 생성부(200)로 이송된다. 또한, 이송 라인(410)에는 분무부(430)가 구비됨으로써 응축수가 분무부(430)를 통해 온기 생성부(200)에 분사됨에 따라 응축수의 기화 작용이 가속될 수 있으며, 습도 조절량에 따라 이송 펌프(420)의 구동량을 증대시켜 응축수의 제공량을 조절할 수 있다.
다른 실시예로서, 도 4에 도시된 바와 같이, 수분 제공부(400)는 수분 포집부(300)에서 온기 생성부(200)로 연장되고, 다수의 섬유 다발로 이루어져 모세관 현상에 의해 응축수가 이송되도록 할 수 있다.
즉, 수분 제공부(400)는 수분 포집부(300)에서 온기 생성부(200)까지 연장된 다수의 섬유 다발로 이루어져, 모세관 현상을 통해 수분 포집부(300)에 저장된 응축수를 온기 생성부(200)로 이송시킨다. 이렇게, 응축수는 수분 제공부(400)를 이루는 다수의 섬유 다발을 통해 온기 생성부(200)로 이송되고, 온기 생성부(200)에서 발생된 열에 의해 증발되어 실내로 제공되는 공기의 습도가 조절되도록 한다.
모세관 현상은 다수의 섬유 다발의 표면과 물, 공기의 표면 장력에 의해 물이 모세관을 따라 올라가는 현상으로서, 수분 제공부(400)만으로 응축수를 이송 가능하다.
여기서, 수분 포집부(300)에는 밸브(440)가 마련되어 밸브(440)의 개폐 동작 여부에 따라 수분 제공부(400)를 통한 응축수의 이송이 선택적으로 수행될 수 있다. 밸브(440)는 수분 포집부(300)를 통해 제공되어야 하는 응축수 양에 따라 개도량이 조절되도록 구성되어, 온기 생성부(200)에 제공되는 응축수의 양이 조절될 수 있다.
이를 통해, 본 발명의 다른 실시예에 따른 실내 냉방시, 냉기 생성부(100)에서 응축되는 응축수가 수분 포집부(300)에 포집되어 저장되고, 밸브(440)가 개방 동작되어 수분 포집부(300)에 저장된 응축수가 수분 제공부(400)를 통해 온기 생성부(200)로 이송된다.
이때, 수분 제공부(400)는 모세관 현상과 열확산을 이용하여 응축수를 온기 생성부(200)로 전달할 수 있다. 즉, 온기 생성부(200)에서 발생된 열에 의해 응축수가 기화되고, 기화된 응축수의 확산 이동에 의해 실내의 습도가 조절되는 것이다. 특히, 공기의 유동 방향에 대해, 냉기 생성부(100)가 전방에 배치되고 온기 생성부(200)가 후방에 배치됨에 따라 냉기 생성부(100) 측의 압력이 크고 온기 생성부(200) 측의 압력이 작기 때문에, 압력차에 의한 수증기의 확산 및 수분 제공부(400)를 통한 모세관 이동이 가속화될 수 있다.
이를 위해, 수분 제공부(400)는 냉기 생성부(100)와 온기 생성부(200)를 통과하는 공기의 흐름 상에 배치될 수 있다.
한편, 실내 냉난방을 조절하는 제어부(500);를 더 포함하고, 제어부(500)는 실내 냉방시, 냉기 생성부(100)와 온기 생성부(200)가 각각 공기와 열교환되도록 하고, 수분 제공부(400)를 통해 온기 생성부(200)에 수분이 제공되도록 한다.
제어부(500)는 사용자 또는 설정된 온도에 따라 냉기 생성부(100)와 온기 생성부(200)를 통한 열교환이 수행되도록 한다. 제어부(500)는 실내 냉방시 건조감 해소 및 습도 조절을 위해, 수분 제공부(400)를 제어하여 온기 생성부(200)에 응축수가 제공되도록 하여 실내 습도가 조절되도록 한다.
이러한 제어부(500)는 상술한 각 실시예에 따른 이송 펌프(420), 밸브(440)를 제어할 수 있으며, 냉난방 여부에 따라 공조 케이스에 구비되는 온도 조절 도어를 제어하여 공조공기가 실내에 제공되도록 한다.
특히, 본 발명은 실내에 제공되는 공기 내의 습도를 체크하는 습도 센싱부(600);를 더 포함한다. 습도 센싱부(600)는 공조 케이스에서 온도가 조절된 공조공기가 실내에 제공되는 위치에 설치될 수 있다.
이를 통해, 제어부(500)는 실내의 습도 정보를 더 입력받고, 실내 습도 조절이 요구되는 경우 실내 냉방 또는 난방 여부를 확인하며, 실내 냉방 또는 난방시 수분 제공부(400)를 통해 실내의 습도가 조절될 수 있도록 한다
제어부(500)는 실내에 제공되는 공기의 습도에 따라 수분 제공부(400)에 의한 수분 제공량을 조절한다. 이러한 제어부(500)는 습도 센싱부(600)로부터 습도 정보를 입력받으며, 실내에 마련된 습도센서를 통해 공조공기의 습도와 실내 습도를 비교하여, 실내에 제공되는 습도를 조절할 수 있다.
이에 따라, 제어부(500)는 실내 냉방시 공기가 건조해짐에 따라 수분 제공부(400)를 통해 습도를 조절할 수 있고, 실내 냉방이 수행되지 않더라도 실내의 습도가 낮을 경우 수분 제공부(400)를 통해 실내 습도가 높아지도록 제어할 수 있다.
이처럼, 제어부(500)는 습도 센싱부(600)를 통해 입력받은 공기 내의 습도를 토대로 수분 제공부(400)를 통해 실내에 제공되는 공기의 습도를 조절할 수 있으며, 추가적으로 실내 습도에 따라서도 수분 제공부(400)를 제어하여 실내 습도를 조절함에 따라 실내 쾌적성이 향상되도록 할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템은 도 5에 도시된 바와 같이, 냉매가 순환되고, 압축기(11), 실내 응축기(12), 실외 응축기(13), 팽창기(14), 증발기(15)를 포함하는 냉매 회로(10); 냉각수가 순환되고, 냉매 회로(10)에 순환되는 냉매와 냉각수가 열교환되도록 하는 열교환기(21)를 포함하며, 배터리(22)를 포함한 제1 냉각수 라인(20a)과 전장부품(23)을 포함한 제2 냉각수 라인(20b)이 열교환기(21)에 연결되고, 밸브 유닛(24)에 의해 열교환기(21)와 열교환되는 냉각수의 유통 방향이 전환되는 냉각수 회로(20); 증발기(15)의 흡열시 발생되는 응축수를 포집하는 수분 포집부(300); 및 수분 포집부(300)에서 포집된 응축수를 실내 응축기(12)에 선택적으로 전달하는 수분 제공부(400);를 포함한다.
냉매 회로(10)에는 냉매가 순환되고, 압축기(11), 실내 응축기(12), 실외 응축기(13), 팽창기(14), 증발기(15)로 구성되며, 실내 응축기(12)와 증발기(15)의 경우 공조 케이스에 마련되어 실내로 제공되는 공조공기의 온도를 조절한다.
즉, 실내 응축기(12)를 통해 냉매와 공기의 열교환시 공기가 가열되어 난방 공기가 형성되고, 증발기(15)를 통해 냉매와 공기의 열교환시 공기가 냉각되어 냉방 공기가 형성된다.
한편, 냉각수 회로(20)는 제1 냉각수 라인(20a)과 제2 냉각수 라인(20b)으로 구성되며, 제1 냉각수 라인(20a)에는 배터리(22), 배터리 히터(25), 제1 워터펌프(26)가 구성될 수 있고, 제2 냉각수 라인(20b)에는 전장부품(23), 제2 워터펌프(27), 라디에이터(28), 리저버 탱크(29)가 더 구성될 수 있다.
또한, 제1 냉각수 라인(20a)과 제2 냉각수 라인(20b)에는 다수의 냉각수 전환밸브로 이루어진 밸브 유닛(24)이 구비됨으로써, 밸브 유닛(24)의 제어를 통해 냉각수의 유통방향이 전환되어 배터리 냉각, 배터리 승온, 전장부품 냉각, 히트펌프 등 다양한 기능을 수행할 수 있다.
특히, 본 발명은 수분 포집부(300)와 수분 제공부(400)가 구성된다.
수분 포집부(300)는 증발기(15)에서 열교환시 발생된 응축수를 포집하여 저장한다. 또한, 수분 제공부(400)는 수분 포집부(300)와 실내 응축기(12)에 연결되며, 수분 포집부(300)에서 포집된 응축수를 실내 응축기(12)에 선택적으로 전달함으로써, 응축수가 실내 응축기(12)에서 발생되는 열에 의해 기화되어 실내 습도가 조절되도록 한다.
이처럼, 실내 냉방시 활용되지 않는 실내 응축기(12)를 활용함으로써, 응축수를 기화시키기 위한 별도의 가열 장치 없이 실내 응축기(12)로 수증기를 발생시켜 실내 습도를 조절할 수 있다.
이로 인해, 실내 냉방시 발생하는 건조감이 해소되어 실내 탑승자의 쾌적성이 향상되고, 증발기(15)에서 발생되는 응축수와 실내 응축기(12)를 활용하여 수증기를 발생시키는 구조를 통해, 물을 제공하기 위한 장치 및 물을 기화시키기 위한 장치를 별도 구성하지 않음에 따라 구조가 단순화되며, 제조 단가가 절감되고, 실내 공간의 활용성이 향상된다.
상술한 바와 같은 구조로 이루어진 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템은 증발기(15)에서 발생되는 응축수를 활용하여 실내의 습도를 조절함에 따라, 응축수에 의한 주변 부품의 손상이 방지되고, 실내에 제공되는 공기의 습도가 조절되어 쾌적성이 향상된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
100:냉기 생성부 200:온기 생성부
300:수분 포집부 400:수분 제공부
410:이송 라인 420:이송 펌프
430:분무부 440:밸브
500:제어부 600:습도 센싱부
10:냉매 회로 11:압축기
12:실내 응축기 13:실외 응축기
14:팽창기 15:증발기
20:냉각수 회로 20a:제1 냉각수 라인
20b:제2 냉각수 라인 21:열교환기
22:배터리 23:전장부품
24:밸브 유닛 25:배터리 히터
26:제1 워터펌프 27:제2 워터펌프
28:라디에이터 29:리저버 탱크

Claims (11)

  1. 공기가 냉매와 열교환되도록 하여 공기를 냉각시키는 냉기 생성부;
    공기가 냉매와 열교환되도록 하여 공기를 가열시키는 온기 생성부;
    냉기 생성부에서 열교환시 발생된 응축수를 포집하는 수분 포집부; 및
    수분 포집부에서 포집된 응축수를 온기 생성부에 선택적으로 전달하는 수분 제공부;를 포함하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    냉기 생성부는 증발기로 구성되고, 온기 생성부는 실내 응축기로 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  3. 청구항 1에 있어서,
    수분 포집부는 냉기 생성부의 중력방향 하측에 위치되어 냉기 생성부에서 발생되는 응축수를 포집 및 저장하는 저장탱크인 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  4. 청구항 1에 있어서,
    수분 제공부는 수분 포집부에서 온기 생성부로 연장된 이송 라인과, 이송 라인에 마련되어 수분 포집부 내의 응축수를 온기 생성부에 선택적으로 이송시키는 이송 펌프로 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    이송 라인에는 온기 생성부에 응축수를 분무하는 분무부가 더 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  6. 청구항 1에 있어서,
    수분 제공부는 수분 포집부에서 온기 생성부로 연장되고, 다수의 섬유 다발로 이루어져 모세관 현상에 의해 응축수가 이송되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    수분 포집부에 마련되고, 선택적으로 개폐 동작되는 밸브가 더 구성된 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  8. 청구항 1에 있어서,
    실내 냉난방을 조절하는 제어부;를 더 포함하고,
    제어부는 실내 냉방시, 냉기 생성부와 온기 생성부가 각각 공기와 열교환되도록 하고, 수분 제공부를 통해 온기 생성부에 수분이 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  9. 청구항 8에 있어서,
    실내에 제공되는 공기 내의 습도를 체크하는 습도 센싱부;를 더 포함하고,
    제어부는 실내에 제공되는 공기의 습도에 따라 수분 제공부에 의한 수분 제공량을 조절하는 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  10. 청구항 8에 있어서,
    제어부는 실내의 습도 정보를 더 입력받고, 실내 습도 조절이 요구되는 경우 실내 냉방 또는 난방 여부를 확인하며, 실내 냉방 또는 난방시 수분 제공부를 통해 실내에 수분이 제공되도록 하는 것을 특징으로 하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
  11. 냉매가 순환되고, 압축기, 실내 응축기, 실외 응축기, 팽창기, 증발기를 포함하는 냉매 회로;
    냉각수가 순환되고, 냉매 회로에 순환되는 냉매와 냉각수가 열교환되도록 하는 열교환기를 포함하며, 배터리를 포함한 제1 냉각수 라인과 전장부품을 포함한 제2 냉각수 라인이 열교환기에 연결되고, 밸브 유닛에 의해 열교환기와 열교환되는 냉각수의 유통 방향이 전환되는 냉각수 회로;
    증발기의 흡열시 발생되는 응축수를 포집하는 수분 포집부; 및
    수분 포집부에서 포집된 응축수를 실내 응축기에 선택적으로 전달하는 수분 제공부;를 포함하는 모빌리티의 공조 및 습도 조절 시스템.
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