WO2017090943A1 - 냉난방 모듈 - Google Patents

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WO2017090943A1
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원종보
우상구
이동규
박태용
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Definitions

  • the present invention relates to a cooling and heating module, which can perform cooling and heating through one module, can be miniaturized, and can easily adjust the flow of heated or cooled air, as well as a compressor provided in a first space. And the rest of the configuration is mounted in the second space to distribute the weight, and easy to transport by heating the heating module.
  • the vehicle air conditioner is a vehicle interior that is installed for the purpose of securing the driver's front and rear view by cooling or heating the interior of the car during the summer or winter, or by removing the frost caused by the windshield during the rain or winter.
  • Such an air conditioner is usually equipped with a heating system and a cooling system at the same time, thereby cooling, heating or ventilating the interior of a vehicle by selectively introducing outside air or bet, heating or cooling the air, and then blowing it into the interior of the vehicle.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a conventional vehicle air conditioner
  • the conventional vehicle air conditioner has an air conditioner case (11, 12, 13) is provided with vents 11, 12, 13 whose opening degree is adjusted by each door (11d, 12d, 13d) ( 10);
  • a blower unit 14 connected to the inlet of the air conditioning case 10 to blow outside air;
  • the air conditioning case 10 is formed including a temporal door 15 for adjusting the opening degree of the cooled air passage and the heated air passage.
  • the temp door 15 opens the cooled air passage and closes the heated air passage.
  • the air blown by the blower 14 is exchanged with the refrigerant flowing in the evaporator E while passing through the evaporator E to be cooled air, and then flows and opens toward the cooled air passage. Cooling of the vehicle interior is performed by discharged into the vehicle interior through the vents (11, 12, 13).
  • the temporal door 15 closes the cooled air passage and at the same time, the air blown by opening the heated air passage is heated by the heater core H. Heat exchanged with the cooling water flowing through the inside of the heater core (H) is changed to heated air and discharged to the interior of the vehicle through the open vents (11, 12, 13) through the heating) is performed.
  • a compressor for compressing and sending out the refrigerant
  • a condenser for condensing the high-pressure refrigerant from the compressor (1) (2)
  • expansion means (3) for condensing the liquefied refrigerant condensed in the condenser (2)
  • the condenser 2 is located in front of the vehicle to cool the refrigerant by using the running wind, the compressor (1) Should be located inside the engine compartment as it is driven by the engine drive belt. Accordingly, there is a problem in that the connection of the pipe 5 is compounded.
  • FIGS. 3 and 4 are a perspective view and a schematic view showing a vehicle air conditioner for a vehicle, including first and second compressors 10a and 10b which are powered by a vehicle battery shown in FIGS. 3 and 4;
  • the first and second condensers having a condenser inlet 21 communicating with the first and second compressors 10a and 10b, respectively, and a condenser outlet 22 formed therein so as to be discharged after exchanging heat with the outside air.
  • First and second capillaries 30a and 30b in communication with the swash condenser 20, which is composed of 20a and 20b, and the condenser outlet 22 formed in the first and second condensation units 20a and 20b, respectively.
  • the first and second capillary tubes 30a and 30b communicate with each other, and the first and second compressors 10a and 10b exchange heat with the evaporator inlet 41 through which the refrigerant flows and the introduced refrigerant.
  • first and second evaporators 40a and 40b respectively formed with evaporator outlets 42 so as to be discharged to each other.
  • the conventional vehicle air conditioner uses engine cooling water for heating, and the vehicle air conditioner for the vehicle needs to install a separate heater to perform heating in a state where the engine is not operated.
  • an object of the present invention is to provide a cooling and heating module that can perform cooling and heating through a single module, can be miniaturized, easy to install .
  • Air conditioning module of the present invention the compressor for sucking and compressing the refrigerant; A condenser for condensing the refrigerant compressed by the compressor; Expansion means for throttling the refrigerant condensed in the condenser; An evaporator for evaporating the refrigerant supplied through the expansion means; And a first flow passage through which the air passing through the condenser is transferred into the vehicle interior, a second flow passage through which the air passing through the evaporator is transferred into the vehicle interior, a first discharge passage through which the air is discharged after passing through the condenser; And a housing in which a second discharge passage through which the air is discharged after passing through the evaporator adjacent to the first discharge passage is formed.
  • a first blowing unit for blowing air to be heated through the condenser; A first door that controls the flow of air blown by the first blower; A second blowing unit for blowing air to cool the air through the evaporator; And a second door for adjusting the flow of air blown by the second blowing unit is included.
  • the housing may further include a first inflow portion through which a predetermined region is hollowed so that air is transferred to the condenser, and a second inflow portion through which a predetermined region is hollowed to allow air to be transferred to the evaporator.
  • the abundance and the first door is mounted, the second blower and the second door are mounted inside the second passage, and the first discharge hole in which the predetermined region of the first passage is hollow is opened and closed by the first door.
  • the second discharge hole in which the predetermined region of the second flow path is hollow is opened and closed by the second door.
  • the side of the housing protruding to the passengers of the first passage and the second passage is formed side by side in the height direction on one side of the housing, wherein the first discharge passage and the second discharge passage is open to the bottom surface of the housing.
  • the first discharge passage is located at the center in the longitudinal direction of the first door and the second door, and the second discharge passage is formed at both sides of the first discharge passage.
  • the housing is provided with a driving means for driving the first door and the second door on the second discharge passage, and a predetermined region of a pipe (not shown) connecting the compressor, the condenser, the expansion means, and the evaporator. .
  • the expansion means has an orifice shape in which the space through which the refrigerant passes is increased and then is increased.
  • the expansion means is embedded in the housing, and the first blower and the second blower are cross flow fans.
  • the heating and cooling module when heating, the first door closes the first discharge hole and opens the first flow path, the second door closes the second flow path and the first 2 the air discharged through the condenser by opening the discharge hole is transferred to the vehicle interior through the first passage, and the air cooled through the evaporator is discharged through the second discharge hole and the second discharge passage,
  • the second door closes the second discharge hole and opens the second flow path
  • the first door closes the second flow path and opens the first discharge hole to cool through the evaporator.
  • the air is transferred to the interior of the vehicle through the second channel, and the air heated through the condenser is discharged through the first discharge hole and the first discharge channel.
  • the housing of the air conditioning module is mounted on the other side in the longitudinal direction of the condenser, the evaporator, the first blower, and the second blower.
  • the housing is partitioned into a first space and a second space in the longitudinal direction, the compressor is mounted in the first space, the condenser, expansion means, evaporator, the first blower, the first space in the second space
  • the door, the second blower and the second door are mounted.
  • the housing forms a space for transferring or discharging air supplied through the first blower and the second blower to the vehicle interior by the operation of the first door and the second door.
  • the housing is provided with a handle located on the upper side in consideration of the center of gravity in the longitudinal direction.
  • the heating and cooling module has a circuit board for driving the compressor is provided in the first space of the housing, the circuit board is located perpendicular to the longitudinal direction.
  • the air conditioning module of the present invention can perform cooling and heating through one module, and can be miniaturized and easily installed.
  • the compressor and the rest of the components can be appropriately arranged to distribute the weight of the heating and cooling module evenly to enable a stable installation, and can also be expected to be easy to transport using the handle.
  • FIG. 1 is a schematic view showing a conventional vehicle air conditioner.
  • FIG. 2 is a schematic view showing a conventional air conditioning cooling system.
  • 3 and 4 are a perspective view and a schematic view showing a musidong air conditioner for a vehicle.
  • FIG 5 and 6 are a perspective view and an exploded perspective view of the air conditioning module according to the present invention.
  • FIG. 7 to 10 are plan views of the heating and cooling module shown in FIG.
  • FIG. 11 is a view showing a heating state of the heating and cooling module according to the present invention. (The flow of the heated air supplied to the passengers as an empty arrow, the flow of the cooled air discharged to the outside is shown by a black arrow)
  • FIG. 12 is a view showing the cooling state of the air conditioning module according to the present invention. (The flow of the cooled air supplied to the passengers with a black arrow, the flow of heated air discharged to the outside is shown by an empty arrow)
  • FIGS. 5 and 6 are a perspective view and an exploded perspective view of a cooling and heating module according to the present invention
  • Figures 7 to 10 are a plan view of the heating and cooling module shown in Figure 5, a cross-sectional view AA ', BB' direction
  • the top / bottom 11 is a plan view showing a heating state of the air conditioning module according to the present invention
  • Figure 12 is a view showing a cooling state of the air conditioning module according to the present invention.
  • Air conditioning module 1000 of the present invention is a compressor 100, condenser 200, expansion means 300, evaporator 400, the first blower 510, the first door 610, the second blower ( 520, the second door 620 and the housing 800.
  • the compressor 100 is configured to suck and compress a gaseous refrigerant, and supply the gas to the condenser 200 in a gas state of high temperature and high pressure.
  • the compressor 100 may be driven by receiving power from a vehicle power supply unit, a battery, and an external power source.
  • the condenser 200 heat-exchanges the high-temperature, high-pressure gaseous refrigerant discharged from the compressor 100 to the outside air to condense it into a liquid of high temperature and high pressure and discharge it to the expansion means 300. At this time, the condenser 200 serves as a heating source for heating the air passing through the condenser 200 as the refrigerant is condensed.
  • the condenser 200 has a pair of header tanks 210 spaced apart from each other at a predetermined distance and a tube 220 having both ends fixed to the header tanks 210 to form a refrigerant flow path. ), A fin 230 interposed between the tube 220, and a gas-liquid separator 240 connected to the header tank 210 to separate the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant.
  • the gas-liquid separator 240 is located perpendicular to the header tank 210, the tube 220 and the pin 230 forming direction, but on the first discharge passage 830 or the second discharge passage 840 on one side.
  • the first blower 510 is the header tank 210, tube 220 and fin ( It may be located adjacent to the formation region of 230, so that it is possible to miniaturize and to ensure a sufficient area for heat exchange with air.
  • the gas-liquid separator 240 may include a body 241 having a drying material therein, and a refrigerant filling port 242 at one side of the body 241, so that the refrigerant in the state where the condenser 200 is mounted. Can be supplemented. The description of the housing 800 in this regard will be described again below.
  • the expansion means 300 (Expansion Valve) is rapidly expanded by the throttling action of the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged from the condenser 200 is discharged to the evaporator 400 in a wet state of low temperature and low pressure.
  • the evaporator 400 evaporates the low-pressure liquid refrigerant throttled by the expansion means 300 by exchanging heat with outside air, and then discharges the liquid refrigerant to the compressor 100. At this time, the evaporator 400 serves as a cooling source for cooling the air passing through the evaporator 400 as the refrigerant is evaporated.
  • the evaporator 400 shown in FIG. 6 includes a pair of header tanks 410, a tube 420 fixed at both ends to the header tank 410, and a fin 430 interposed between the tubes 420. An example is shown.
  • the refrigerant circulates sequentially through the compressor 100, the condenser 200, the expansion means 300, and the evaporator 400, and each component may be connected through a pipe (not shown).
  • the first blower 510 is a means for blowing air to be heated through the condenser 200
  • the second blower 520 is a means for blowing air to cool through the evaporator 400 to be.
  • the first blower 510 and the second blower 520 may be in the form of a cross flow fan, in addition to the means for blowing air to the condenser 200 and the evaporator 400, respectively. If it can be more variously modified.
  • the first door 610 controls the flow of air blown by the first blower 510 to transfer or discharge the air heated through the condenser 200 into the vehicle interior.
  • the second door 620 controls the flow of air blown by the second blower 520 to transfer or discharge the air cooled through the evaporator 400 into the vehicle interior.
  • the first door 610 and the second door 620 may be formed in a variety of forms, in particular, the first door 610 is a first rotary shaft 611, the first rotary shaft 611 And a plate-shaped plate portion 612 extending from the second door 620, as long as the second door 621 extends vertically in a fan shape in which a center of the second rotation shaft 621 and the second rotation shaft 621 are connected to each other.
  • It may have a form including a pair of support parts 622 and a closing part 623 connecting the outer circumference of the pair of support parts 622. That is, the first door 610 is opened to flow the air by the plate portion 612 is supplied to the interior of the vehicle or closed to be discharged to the outside, the second door 620 to the closure portion 623 The air is opened to flow and is supplied into the cabin or closed and discharged to the outside.
  • the compressor 100 is the most weighted configuration, it is disposed on one side in the longitudinal direction, the condenser 200, the evaporator on the other side 400, a first blower 510, and a second blower 520 are disposed.
  • the housing 800 is partitioned into the first space 801 and the second space 802 in the longitudinal direction, the components constituting the air-conditioning module 1000 is mounted therein.
  • the first space 801 forms an area in which the compressor 100 is provided
  • the second space 802 has a configuration other than the compressor 100 (specifically, the condenser 200).
  • the expansion means 300, the evaporator 400, the first blower 510, the first door 610, the second blower 520, and the second door 620 are formed. That is, the second space 802 receives air supplied through the first blower 510 and the second blower 520 by the operation of the first door 610 and the second door 620. A space for transferring or discharging into the vehicle interior is formed. Through this, the heating and cooling module 1000 of the present invention is formed to balance the weight in the longitudinal direction.
  • a handle 800d may be formed in the housing 800 to transport the entire air conditioning module 1000.
  • the handle (800d) is provided on the upper side of the housing 800, is positioned in consideration of the center of gravity in the longitudinal direction.
  • the heating and cooling module 1000 of the present invention is preferably provided with a circuit board 900 for driving the compressor 100 in the first space 801 of the housing 800.
  • the circuit board 900 refers to an electronic component including an inverter or the like. This does not solve the problem that electrical energy may be lost when the locations of the circuit board 900 and the compressor 100 are far from each other. This is to prevent.
  • the circuit board 900 is preferably perpendicular to the longitudinal direction to minimize the possibility of damage by condensate. That is, the surface of the circuit board 900 is mounted perpendicular to the bottom surface of the housing 800.
  • the housing 800 has the condenser 200, the expansion means 300, the evaporator 400, the first blower 510, the first door 610, the second blower 520, and the second inside.
  • the door 620 is mounted, and the first inlet 811 and the second inlet 812 are hollowed to form a flow in which air is introduced and heated or cooled, and then supplied to the interior of the vehicle or discharged to the outside.
  • the first flow path 821 and the second flow path 822 are formed therein to supply or heat air to the vehicle interior.
  • the first inlet 811 is an area in which a predetermined area of the housing 800 is hollow so that air is transferred to the condenser 200, and the second inlet 812 is air that is supplied to the evaporator 400.
  • the predetermined area of the housing 800 is hollowed so as to be transferred. 5 to 9, the first inlet 811 is formed on the bottom of the housing 800, and the second inlet 812 is formed on the side surface of the housing 800 (FIGS. 5 to 9).
  • an example is formed on the front side, it can be modified in various ways if the position to transfer the air to the condenser 200 and the evaporator 400, respectively.
  • the first flow path 821 is formed in the housing 800 to form a space in which air passing through the condenser 200 is transferred into the vehicle compartment.
  • the condenser is formed on the first flow path 821. 200, the first blowing unit 510 and the first door 610 are mounted.
  • the second flow path 822 is formed in the housing 800 to form a space in which the air passing through the evaporator 400 is transferred into the vehicle compartment, and on the second flow path 822.
  • the evaporator 400, the second blower 520, and the second door 620 are mounted.
  • the first passage 821 and the second passage 822 have a predetermined area on the side for discharging the air into the vehicle compartment adjacent to each other in the height direction to facilitate the design of the flow of air. Do.
  • the housing 800 has a first discharge passage 830 connected to the first passage 821 and a second discharge passage connected to the second passage 822 so that air not supplied to the passenger is discharged to the outside.
  • a flow path 840 is formed.
  • the first discharge passage 830 may be opened and closed by the first door 610, and a predetermined region of the first passage 821 extends from the hollow first discharge hole 831 to discharge air to the outside.
  • Euro the second discharge passage 840 may be opened and closed by the second door 620 and a predetermined area of the second passage 822 extends from the hollow second discharge hole 832 to supply air to the outside.
  • the flow path is discharged.
  • the first discharge passage 830 and the second discharge passage 840 are adjacent to each other, and open toward the bottom surface of the housing 800. That is, the housing 800 is the first flow path 821 and the second flow path 822 for supply to the vehicle interior is formed on one side of the housing 800, the first discharge flow path 830 to be discharged to the outside and The second discharge passage 840 is open to the bottom surface of the housing 800.
  • the first discharge passage 830 and the second discharge passage 840 are formed adjacent to each other, the first discharge passage in the center in the longitudinal direction of the first door 610 and the second door 620 ( 830 is positioned, and the second discharge passage 840 is preferably formed at both sides of the first discharge passage 830 (see the lower plan view of FIG. 10).
  • the housing 800 includes the first door 610 and the second door 620 on the second discharge passage 840 through which the air cooled by passing through the evaporator 400 is discharged without being supplied into the vehicle interior.
  • Driving means 700 and a pipe (not shown) a predetermined region for driving the) may be located.
  • the driving means 700 means the actuator 720
  • the pipe is connected to the compressor 100, the condenser 200, expansion means 300 and the evaporator 400, most of the area is It is preferably located on the second discharge passage 840.
  • the heating and cooling module 100 of the present invention can protect the components by the driving means 700 and the pipes which are components that were located outside the air conditioning case in the conventional air conditioner are located inside the housing 800, the evaporator ( There is an advantage that can be cooled while the air cooled through the flow (400) flows.
  • FIG. 11 is a view illustrating a heating state.
  • the first door 610 opens the first flow path 821 to transfer heated air into a vehicle interior.
  • 831 closes the flow to discharge the heating air to the outside, at this time, the second door 620 closes the second flow path 822 to prevent the cooling air to be transferred to the interior of the vehicle
  • the second discharge hole 832 is opened to discharge cooling air to the outside.
  • the flow of the heated air supplied into the vehicle interior is indicated by an empty arrow, and the flow of the cooled air discharged to the outside is indicated by a black arrow
  • FIG. 11 (a) shows the first flow path 821, The air flow is generated using the cross-sectional view along the AA ′ direction of FIG.
  • FIG. 11 (b) shows the second flow path 822 and the second discharge flow path 840.
  • the flow of air is indicated using the cross-sectional view along the BB 'direction of FIG.
  • FIG. 12 is a view illustrating a cooling state.
  • the second door 620 opens the second flow passage 822 to transfer heated air into a vehicle
  • the second discharge is performed.
  • the first discharge hole 831 is opened to discharge heated air to the outside.
  • the heating and cooling module 1000 of the present invention is the housing 800, the compressor 100, the condenser 200, expansion means 300, the evaporator 400, the first blower 510, the first door 610, the second blower 520, and the second door 620 may be in a form including a first housing 800a and a second housing 800b coupled at both sides in the longitudinal direction thereof.
  • 100 is easy to install and noise can be generated, it may be formed to be opened and closed by a separate cover (800c).
  • the housing 800 may have the expansion means 300 therein.
  • the expansion means 300 is built in the area, a pipe in which the refrigerant discharged from the condenser 200 is moved and a pipe in which the refrigerant is supplied to the evaporator 400 are connected to the area where the expansion means 300 is formed. Can be.
  • the expansion means 300 is a portion in which a space through which the refrigerant passes is formed in the housing 800, and may have an orifice shape in which an inner space thereof is reduced and then increased (see FIG. 8).
  • the heating and cooling module 1000 of the present invention is provided with the expansion means 300 separately, there is no need to assemble has the advantage of reducing the number of parts and time and cost required for assembly.
  • the air conditioning module 1000 of the present invention is connected to the first door 610 and the second door 620 to open the first door 610 and close the second door 620 or the first door 610.
  • a driving means 700 for closing the door 610 and opening the second door 620 may be provided. That is, the driving means 700 is to allow the first door 610 and the second door 620 to be interlocked together, and when the first door 610 is opened, the second door 620 is closed. When the first door 610 is closed, the second door 620 is opened.
  • the driving means 700 includes a link member 710 for connecting the first door 610 and the second door 620 and an actuator 720 for operating the link member 710. can do.
  • the link member 710 is coupled to the first door lever 711 coupled to the first rotation shaft 611 of the first door 610 and the second rotation shaft 621 of the second door 620.
  • the cooling and heating module 1000 of the present invention can be controlled to drive the first door 610 and the second door 620 together by the operation of the actuator 720 has the advantage of easy operation.
  • the air-conditioning module 1000 of the present invention as described above is a unit, which can be cooled and heated at the same time, can be used as a device for cooling or heating the interior of the vehicle, the passengers can be detached and mounted from the vehicle If temperature control is required from the outside, the vehicle may be detached from the vehicle and used outside the vehicle.
  • the meaning of the "passenger side” may be interpreted as the "user side” using the air conditioning module 1000 when used outside the vehicle, and the directions of the first passage 821 and the first passage 821 may be interpreted.
  • the air is discharged through the two channels 822.
  • the air conditioning module 1000 of the present invention may be operated using a battery or an external power source of the vehicle.
  • the air conditioning module 1000 may be mounted at various positions that can be detached from a vehicle interior.
  • a vehicle bottom portion may be used, and the present invention is not limited thereto, and may be mounted at various positions if the space in which the air conditioning module 1000 of the present invention is mounted can be formed.
  • the air conditioning module 1000 of the present invention may be controlled by the main control system of the vehicle, or may be controlled independently of the vehicle. That is, the air-conditioning module 1000 of the present invention can be operated separately from the main control system for controlling the air conditioning in the vehicle both in the case of in-vehicle indoor air conditioning and when used outside the vehicle.
  • a device applied to an air conditioner of various vehicles it is used as an interior of a vehicle that can provide convenience for a driver by cooling or heating an interior of a vehicle or removing frost caused by a windshield of a vehicle.

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Abstract

본 발명은 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 난방 또는 냉각된 공기의 흐름을 용이하게 조절할 수 있음은 물론 제1공간에 압축기가 구비되고 제2공간에 나머지 구성이 장착되어 무게를 분산할 수 있으며, 손잡이에 의해 운반이 용이한 냉난방 모듈에 관한 것이다.

Description

냉난방 모듈
본 발명은 냉난방 모듈에 관한 것으로서, 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 난방 또는 냉각된 공기의 흐름을 용이하게 조절할 수 있음은 물론 제1공간에 압축기가 구비되고 제2공간에 나머지 구성이 장착되어 무게를 분산할 수 있으며, 손잡이에 의해 운반이 용이한 냉난방 모듈에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치의 일예를 나타낸 개략도로, 종래의 차량용 공조장치는 각각의 도어(11d, 12d, 13d)에 의하여 개도가 조절되는 벤트(11, 12, 13)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 입구에 연결되어 외기를 송풍하는 송풍부(14); 상기 공조케이스(10) 내부에 구비되는 증발기(E) 및 히터코어(H); 상기 공조케이스(10)의 냉각된 공기통로와 가열된 공기통로의 개도를 조절하는 템프도어(15)를 포함하여 형성된다. 상기한 바와 같이 구성된 종래의 차량용 공조장치는 냉방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉각된 공기통로를 개방함과 동시에 상기 가열된 공기통로를 폐쇄한다. 따라서 상기 송풍부(14)에 의하여 송풍되는 공기는 상기 증발기(E)를 통과하면서 증발기(E)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉각된 공기로 바뀐 뒤, 상기 냉각된 공기통로 쪽으로 유동되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로써 자동차 실내의 냉방이 수행된다. 또한, 난방 사이클이 가동될 경우, 상기 템프도어(15)는 상기 냉각된 공기통로를 폐쇄함과 동시에 상기 가열된 공기통로를 개방함에 따라 송풍되는 공기는 가열된 공기통로를 통하여 상기 히터코어(H)를 거치면서 상기 히터코어(H)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 가열된 공기로 바뀌게 되고 개방된 벤트(11, 12, 13)들을 통하여 자동차 실내로 토출됨으로서 자동차 실내의 난방이 수행된다.
이때, 상기 증발기로 차가운 냉매를 공급하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창수단(3), 그리고, 상기 팽창수단(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(E) 등이 냉매 배관(5)으로 연결되어 이루어진다. 한편, 상기 증발기(E)는 상술한 바와 같이, 공조케이스(10) 내부에 구비되며, 상기 응축기(2)는 주행풍을 이용하여 냉매를 냉각하기 위하여 자동차 전방에 위치되며, 상기 압축기(1)는 엔진 구동 벨트에 의해 구동됨에 따라 엔진룸 내부에 위치되어야 한다. 이에 따라 배관(5) 연결이 복합해지는 문제점이 있다.
한편, 트럭과 같은 차량은 엔진이 작동하지 않는 상태에서도 냉방이 가능하도록 차량용 배터리를 전원으로 작동되는 차량용 무시동 에어컨 장치가 제안된 바 있으며, 이를 도 3 및 도 4에 나타내었다. 상기 도 3 및 도 4는 차량용 무시동 에어컨 장치를 나타낸 사시도 및 개략도로, 상기 도 3 및 도 4에 도시한 차량용 배터리를 전원으로 작동되는 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)와, 상기 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)와 각각 연통되어 냉매가 유입되는 응축기 입구(21)와 유입된 냉매가 외기와 열교환한 후 토출되도록 응축기 출구(22)가 각각 형성된 제1 및 제2 응축부(20a, 20b)로 구성되는 와식 응축기(20)와, 상기 제1 및 제2 응축부(20a, 20b)에 형성된 상기 응축기 출구(22)와 각각 연통되는 제1 및 제2 모세관(30a, 30b)과, 상기 제1 및 제2 모세관(30a, 30b)과 각각 연통되며, 냉매가 유입되는 증발기 입구(41)와 유입된 냉매가 내기와 열교환한 후 상기 제1 및 제2 압축기(10a, 10b)로 각각 토출되도록 증발기 출구(42)가 각각 형성된 제1 및 제2 증발기(40a, 40b)를 포함한다.
그런데 종래의 차량용 공조장치는 난방을 위하여 엔진 냉각수를 이용하고, 상기 차량용 무시동 에어컨 장치는 엔진이 작동되지 않은 상태에서 난방을 수행하기 위해서는 별도의 히터를 설치해야 한다.
이에 따라, 냉방 및 난방을 동시에 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 차량에 장착하는 것이 용이한 장치가 요구되고 있으며, 특히, 엔진이 정지되거나, 엔진을 이용하지 않는 형태에서도 냉방 및 난방을 적절하게 수행할 수 있는 장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 장착이 용이한 냉난방 모듈을 제공하는 것이다.
또한, 냉난방 모듈의 효율적인 공간활용을 통해 무게를 분산할 수 있도록 함은 물론 사용자에 의해 운반이 가능하도록 손잡이가 구비된 냉난방 모듈을 제공하는 다른 목적도 있다.
본 발명의 냉난방 모듈은, 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기; 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기; 상기 응축기에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단; 상기 팽창수단을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 증발기; 및 상기 응축기를 통과한 공기가 차실내로 이송되는 제1유로, 상기 증발기를 통과한 공기가 차실내로 이송되는 제2유로, 상기 응축기를 통과한 후 공기가 외부로 토출되는 제1토출유로 및 상기 제1토출유로와 인접하게 상기 증발기를 통과한 후 공기가 외부로 토출되는 제2토출유로가 형성되는 하우징을 포함하여 구성된다.
그리고 공기가 상기 응축기를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제1송풍부; 상기 제1송풍부에 의해 송풍되는 공기의 흐름을 조절하는 제1도어; 공기가 상기 증발기를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제2송풍부; 및 상기 제2송풍부에 의해 송풍되는 공기의 흐름을 조절하는 제2도어도 포함되어 있다.
또한, 상기 하우징은 상기 응축기로 공기가 이송되도록 일정 영역이 중공되는 제1유입부, 상기 증발기로 공기가 이송되도록 일정 영역이 중공되는 제2유입부가 형성되며, 상기 제1유로 내부에 제1송풍부 및 제1도어가 장착되고, 상기 제2유로 내부에 제2송풍부 및 제2도어가 장착되며, 상기 제1유로의 일정영역이 중공된 제1토출공이 상기 제1도어에 의해 개폐되고, 상기 제2유로의 일정영역이 중공된 제2토출공이 상기 제2도어에 의해 개폐된다.
그리고 상기 하우징의 제1유로 및 제2유로의 탑승객으로 돌출되는 측은 하우징 일측에 높이방향으로 나란하게 형성되며, 여기서 상기 제1토출유로 및 제2토출유로는 상기 하우징의 바닥면으로 개방되는 형태이다. 그리고 상기 제1토출유로는 상기 제1도어 및 제2도어의 길이방향으로 중앙에 위치되고, 상기 제2토출유로는 상기 제1토출유로의 양측에 형성된다. 또한, 상기 하우징은 상기 제2토출유로 상에 상기 제1도어 및 제2도어를 구동하기 위한 구동수단과, 상기 압축기, 응축기, 팽창수단 및 증발기를 연결하는 배관(미도시) 일정영역이 위치된다.
그리고 상기 팽창수단은 냉매가 통과되는 공간이 줄어들었다가 증가되는 오리피스 형태로, 상기 하우징에 내장되며, 상기 제1송풍부 및 제2송풍부는 크로스 플로우 팬(Cross Flow fan)이다.
본 발명의 실시 예에 따르면 상기 냉난방 모듈은, 난방 시, 상기 제1도어가 상기 제1토출공을 폐쇄하고 상기 제1유로를 개방하며, 상기 제2도어가 상기 제2유로를 폐쇄하고 상기 제2토출공을 개방하여 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제1유로를 통해 차실내로 이송되고 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제2토출공 및 제2토출유로를 통해 배출되며, 냉방 시, 상기 제2도어가 제2토출공을 폐쇄하고 상기 제2유로를 개방하며, 상기 제1도어가 상기 제2유로를 폐쇄하고 상기 제1토출공을 개방하여, 상기 증발기를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제2유로를 통해 차실내로 이송되고 상기 응축기를 통과하여 가열된 공기가 상기 제1토출공 및 상기 제1토출유로를 통해 배출된다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 냉난방 모듈의 하우징은 길이방향으로 타측에 상기 응축기, 증발기, 제1송풍부, 및 제2송풍부가 장착된다. 또한, 상기 하우징은 길이방향으로 제1공간 및 제2공간으로 구획되며, 상기 제1공간에 상기 압축기가 장착되고, 상기 제2공간에 상기 응축기, 팽창수단, 증발기, 제1송풍부, 제1도어, 제2송풍부 및 제2도어가 장착된다.
그리고 상기 하우징은 상기 제1도어 및 제2도어의 작동에 의해 상기 제1송풍부 및 제2송풍부를 통해 공급되는 공기를 차실내로 이송하거나 토출하는 공간을 형성하고 있다. 또한, 상기 하우징은 상측에 길이방향의 무게중심을 고려하여 위치하는 손잡이가 구비되어 있다. 이외에도, 냉난방 모듈은 상기 압축기를 구동하기 위한 회로기판이 상기 하우징의 제1공간에 구비되며, 상기 회로기판은 길이방향에 수직하게 위치된다.
이에 따라, 본 발명의 냉난방 모듈은 하나의 모듈을 통해 냉방 및 난방을 수행할 수 있으며, 소형화가 가능하고, 장착이 용이한 장점이 있다. 그리고 압축기 및 나머지 구성들을 적절하게 분산 배치할 수 있어 냉난방 모듈의 무게를 균등하게 분산할 수 있어 안정적인 설치가 가능하고, 또한 손잡이를 이용한 손쉬운 운반이 가능한 효과도 기대할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타낸 개략도.
도 2는 종래의 에어컨 냉방 시스템을 나타낸 개략도.
도 3 및 도 4는 차량용 무시동 에어컨 장치를 나타낸 사시도 및 개략도.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 사시도 및 분해사시도.
도 7 내지 도 10은 상기 도 5에 도시한 냉난방 모듈의 평면도, AA' 방향 단면도, BB' 방향 단면도, 및 상/하측 평면도.
도 11은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 난방 상태를 나타낸 도면.(탑승객으로 공급되는 가열된 공기의 흐름을 빈 화살표로, 외부로 배출되는 냉각된 공기의 흐름을 까만 화살표로 나타냄)
도 12는 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 냉방 상태를 나타낸 도면.(탑승객으로 공급되는 냉각된 공기의 흐름을 까만 화살표로, 외부로 배출되는 가열된 공기의 흐름을 빈 화살표로 나타냄)
이하, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)을 첨부된 도면을 참조로 설명한다.
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 사시도 및 분해사시도이고, 도 7 내지 도 10은 상기 도 5에 도시한 냉난방 모듈의 평면도, AA' 방향 단면도, BB' 방향 단면도, 및 상/하측 평면도이며, 도 11은 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 난방 상태를 나타낸 도면이며, 도 12는 본 발명에 따른 냉난방 모듈의 냉방 상태를 나타낸 도면이다.
본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(510), 제1도어(610), 제2송풍부(520), 제2도어(620) 및 하우징(800)을 포함한다.
상기 압축기(100)(Compressor)는 기상 냉매를 흡입하여 압축시키는 구성으로서, 고온 고압의 기체 상태로 상기 응축기(200)로 공급한다. 이때, 상기 압축기(100)는 차량 내 전원 공급부, 배터리, 및 외부 전원 등에 의해 동력을 전달받아 구동될 수 있다.
상기 응축기(200)(Condenser)는 상기 압축기(100)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 상기 팽창수단(300)으로 토출한다. 이때, 상기 응축기(200)는 상기 냉매가 응축됨에 따라 상기 응축기(200)를 통과하는 공기를 가열하는 난방원으로 작용된다.
상기 응축기(200)는 도 6에 도시된 바와 같이, 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 한 쌍의 헤더탱크(210), 상기 헤더탱크(210)에 양단이 고정되어 냉매 유로를 형성하는 튜브(220), 상기 튜브(220) 사이에 개재되는 핀(230), 및 상기 헤더탱크(210)에 연결되어 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하는 기액분리기(240)를 포함한다. 이때, 상기 기액분리기(240)는 상기 헤더탱크(210), 튜브(220) 및 핀(230) 형성 방향에 수직하게 위치되되 일측의 제1토출유로(830) 또는 제2토출유로(840) 상에 구비되어, 상기 헤더탱크(210), 튜브(220) 및 핀(230)의 형성 영역을 최대화하고, 상기 제1송풍부(510)가 상기 헤더탱크(210), 튜브(220) 및 핀(230)의 형성 영역에 인접하게 위치될 수 있어 소형화가 가능하고, 공기와 열교환되는 영역을 충분히 확보할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 기액분리기(240)는 내부에 건조재가 구비되는 몸체(241), 상기 몸체(241)의 일측에 냉매충진포트(242)를 포함할 수 있어 상기 응축기(200)가 장착된 상태에서 냉매의 보충이 가능하도록 할 수 있다. 이와 관련한 하우징(800)의 설명은 아래에서 다시 설명한다.
상기 팽창수단(300)(Expansion Valve)은 상기 응축기(200)로에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창하여 저온 저압의 습포화 상태로 하여 상기 증발기(400)로 토출한다.
상기 증발기(400)(Evaporator)는 상기 팽창수단(300)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 외기와 열교환하여 증발시킨 후, 상기 압축기(100)로 토출한다. 이때, 상기 증발기(400)는 상기 냉매가 증발됨에 따라 상기 증발기(400)를 통과하는 공기를 냉각하는 냉각원으로 작용된다. 도 6에 도시한 증발기(400)는 한 쌍의 헤더탱크(410), 상기 헤더탱크(410)에 양단이 고정되는 튜브(420), 상기 튜브(420) 사이에 개재되는 핀(430)을 포함하는 예를 나타내었다.
즉, 냉매는 압축기(100)-응축기(200)-팽창수단(300)-증발기(400)를 순차적으로 순환하는 것으로, 각각의 구성은 배관(미도시)을 통해 연결될 수 있다.
상기 제1송풍부(510)는 공기가 상기 응축기(200)를 통과하여 가열되도록 송풍하는 수단이며, 상기 제2송풍부(520)는 공기가 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 수단이다. 상기 제1송풍부(510) 및 제2송풍부(520)는 크로스 플로우 팬(Cross Flow fan) 형태일 수 있으며, 이 외에도 공기를 각각 응축기(200) 및 증발기(400)로 송풍할 수 있는 수단이라면 더욱 다양하게 변형될 수 있다.
상기 제1도어(610)는 상기 제1송풍부(510)에 의해 송풍되는 공기의 흐름을 조절하여 상기 응축기(200)를 통해 가열된 공기를 차실내로 이송하거나 토출되도록 한다. 또한, 상기 제2도어(620)는 상기 제2송풍부(520)에 의해 송풍되는 공기의 흐름을 조절하여 상기 증발기(400)를 통해 냉각된 공기를 차실내로 이송하거나 토출되도록 한다. 이때, 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)는 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 특히, 상기 제1도어(610)는 제1회전축(611)과, 상기 제1회전축(611)으로부터 연장되는 판형태의 판부(612)를 포함하고, 상기 제2도어(620)는 제2회전축(621)과, 상기 제2회전축(621)과 중심이 연결되는 부채꼴 형태로 수직하게 연장되는 한 쌍의 지지부(622)와, 상기 한 쌍의 지지부(622) 외주연을 연결하는 폐쇄부(623)를 포함하는 형태일 수 있다. 즉, 상기 제1도어(610)는 상기 판부(612)에 의해 공기가 유동되도록 개방되어 차실내로 공급되거나 폐쇄되어 외부로 배출되며, 상기 제2도어(620)는 상기 폐쇄부(623)에 의해 공기가 유동되도록 개방되어 차실내로 공급되거나 폐쇄되어 외부로 배출된다.
상기 냉난방 모듈(1000)을 구성하는 하우징(800)을 제외한 나머지 구성부품 중 상기 압축기(100)는 가장 무게가 나가는 구성으로, 이를 길이방향으로 일측에 배치하고, 타측에 상기 응축기(200), 증발기(400), 제1송풍부(510), 및 제2송풍부(520)가 배치된다. 특히, 상기 하우징(800)은 길이방향으로 제1공간(801) 및 제2공간(802)으로 구획되며, 그 내부에 냉난방 모듈(1000)을 구성하는 구성품들이 장착된다. 이때, 상기 제1공간(801)은 상기 압축기(100)가 구비되는 영역을 형성하며, 상기 제2공간(802)은 상기 압축기(100)를 제외한 나머지의 구성(구체적으로는 상기 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(510), 제1도어(610), 제2송풍부(520) 및 제2도어(620))들이 구비되는 영역을 형성한다. 즉, 상기 제2공간(802)은 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)의 작동에 의해 상기 제1송풍부(510) 및 제2송풍부(520)를 통해 공급되는 공기를 차실내로 이송하거나 토출하는 공간을 형성한다. 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 길이방향으로 무게의 균형이 형성되도록 한다.
그리고 상기 하우징(800)에는 손잡이(800d)가 형성되어 냉난방 모듈(1000) 전체를 운반할 수 있다. 상기 손잡이(800d)는 상기 하우징(800)의 상측에 구비되되, 길이방향의 무게중심을 고려하여 위치된다.
추가적으로, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 상기 압축기(100)를 구동하기 위한 회로기판(900)이 상기 하우징(800)의 제1공간(801)에 구비되는 것이 바람직하다. 본 발명에서 회로기판(900)이란, 인버터 등을 포함하는 전자부품을 의미한다.이는 상기 회로기판(900)과 압축기(100)의 구비 위치가 멀어질 경우 전기 에너지가 손실될 수 있는 문제점을 미연에 방지하기 위함이다. 또한, 상기 회로기판(900)은 길이방향에 수직하게 위치되어 응축수에 의해 손상될 가능성을 최소화하는 것이 바람직하다. 즉, 상기 회로기판(900)의 면이 하우징(800) 바닥면에 수직하게 장착된다.
상기 하우징(800)은 내부에 상기 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(510), 제1도어(610), 제2송풍부(520) 및 제2도어(620)가 장착되며, 공기를 유입하여 가열 또는 냉각한 후, 차실내로 공급하거나 외부로 배출하는 흐름을 형성하기 위하여 제1유입부(811), 제2유입부(812)가 중공형성되고, 내부에 차실내로 공기를 가열 또는 냉각하여 공급할 수 있도록 제1유로(821) 및 제2유로(822)가 형성된다.
상기 제1유입부(811)는 상기 응축기(200)로 공기가 이송되도록 상기 하우징(800)의 일정영역이 중공되는 영역이며, 상기 제2유입부(812)는 상기 증발기(400)로 공기가 이송되도록 상기 하우징(800)의 일정영역이 중공되는 영역이다. 상기 도 5 내지 도 9에서, 상기 제1유입부(811)는 상기 하우징(800)의 바닥에 형성되고, 상기 제2유입부(812)는 상기 하우징(800)의 측면(도 5 내지 도 9의 전측)에 형성된 예를 나타내었으나, 각각 응축기(200) 및 증발기(400)로 공기를 이송할 수 있는 위치라면 더욱 다양하게 변형될 수 있다.
상기 제1유로(821)는 상기 하우징(800) 내부에 형성되어 상기 응축기(200)를 통과한 공기가 차실내로 이송되는 공간을 형성하는 부분으로, 상기 제1유로(821) 상에 상기 응축기(200), 제1송풍부(510) 및 제1도어(610)가 장착된다. 또, 상기 제2유로(822)는 상기 하우징(800) 내부에 형성되어 상기 증발기(400)를 통과한 공기가 차실내로 이송되는 공간을 형성하는 부분으로, 상기 제2유로(822) 상에 상기 증발기(400), 제2송풍부(520) 및 제2도어(620)가 장착된다. 이때, 상기 제1유로(821) 및 제2유로(822)는 상기 차실내로 공기를 토출하는 측의 일정영역이 높이방향으로 서로 인접하게 형성되어 공기의 유동 흐름을 설계하는데 용이하도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징(800)은 탑승객으로 공급되지 않은 공기가 외부로 토출되도록 상기 제1유로(821)와 연결되는 제1토출유로(830) 및 상기 제2유로(822)와 연결되는 제2토출유로(840)가 형성된다. 상기 제1토출유로(830)는 상기 제1도어(610)에 의해 개폐가능하며 상기 제1유로(821)의 일정영역이 중공된 제1토출공(831)으로부터 연장되어 외부로 공기를 배출하는 유로이다. 또한, 상기 제2토출유로(840)는 상기 제2도어(620)에 의해 개폐가능하며 상기 제2유로(822)의 일정영역이 중공된 제2토출공(832)으로부터 연장되어 외부로 공기를 배출하는 유로이다.
이때, 상기 제1토출유로(830) 및 제2토출유로(840)는 서로 인접하게 형성되며, 상기 하우징(800)의 바닥면을 향해 개방되는 형태이다. 즉, 상기 하우징(800)은 차실내로 공급을 위한 제1유로(821) 및 제2유로(822)는 하우징(800) 일측에 형성되며, 외부로 배출되기 위한 제1토출유로(830) 및 제2토출유로(840)는 하우징(800)의 바닥면으로 개방되는 형태이다. 또한, 상기 제1토출유로(830) 및 제2토출유로(840)는 서로 인접하게 형성되며, 제1도어(610) 및 제2도어(620)의 길이방향으로 중앙에 상기 제1토출유로(830)가 위치되고, 상기 제2토출유로(840)가 상기 제1토출유로(830)의 양측에 형성되는 것이 바람직하다(도 10의 하측 평면도 참조). 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 공기를 용이하게 냉방 및 난방하여 차실내로 공급할 수 있고, 불필요한 공기는 용이하게 배출하여 냉난방 쾌적성을 보다 높일 수 있을 뿐만 아니라, 소형화가 가능한 장점이 있다.
또한, 상기 하우징(800)은 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 차실내로 공급되지 않고 배출되는 제2토출유로(840) 상에 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)를 구동하기 위한 구동수단(700)과, 배관(미도시) 일정영역이 위치될 수 있다. 이때, 상기 구동수단(700)은 액추에이터(720)를 의미하며, 상기 배관은 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300) 및 증발기(400)를 연결하는 것으로 대부분의 영역이 상기 제2토출유로(840) 상에 위치되는 것이 바람직하다. 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(100)은 종래의 공조장치에서 공조케이스 외부에 위치되었던 구성들인 구동수단(700) 및 배관들이 하우징(800) 내부에 위치하여 구성품들을 보호할 수 있으며, 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 유동되면서 냉각할 수 있는 장점이 있다.
도 11은 난방 상태를 나타낸 도면으로, 상기 도 11을 참조하면, 상기 제1도어(610)는 상기 제1유로(821)를 개방하여 차실내로 가열된 공기를 이송할 경우 상기 제1토출공(831)을 폐쇄하여 외부로 가열 공기를 배출하는 흐름을 폐쇄하고, 이 때, 상기 제2도어(620)는 상기 제2유로(822)를 폐쇄하여 차실내로 냉각된 공기가 이송되지 못하도록 하며, 상기 제2토출공(832)을 개방하여 외부로 냉각 공기를 배출한다. 상기 도 11에서, 차실내로 공급되는 가열된 공기의 흐름을 빈 화살표로, 외부로 배출되는 냉각된 공기의 흐름을 까만 화살표로 나타내었으며, 도 11 (a)은 상기 제1유로(821), 제2유로(822) 및 제1토출유로(830)가 형성된 도 5의 AA' 방향 단면도를 이용하여 공기 흐름을, 도 11 (b)는 상기 제2유로(822) 및 제2토출유로(840)가 형성된 도 5의 BB' 방향 단면도를 이용하여 공기 흐름을 표시하였다.
반대로, 도 12는 냉방 상태를 나타낸 도면으로, 상기 도 12를 참조하면, 상기 제2도어(620) 상기 제2유로(822)를 개방하여 차실내로 가열된 공기를 이송할 경우 상기 제2토출공(832)을 폐쇄하여 외부로 냉각 공기를 배출하는 흐름을 폐쇄하고, 이때, 상기 제1도어(610)는 상기 제1유로(821)를 폐쇄하여 차실내로 냉각된 공기가 이송되지 못하도록 하며, 상기 제1토출공(831)을 개방하여 외부로 가열 공기를 배출한다.
한편, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 상기 하우징(800)이 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(510), 제1도어(610), 제2송풍부(520) 및 제2도어(620)의 길이방향으로 양측에서 결합되는 제1하우징(800a) 및 제2하우징(800b)을 포함하는 형태일 수 있으며, 상기 압축기(100)는 장착이 용이하고 소음이 발생될 수 있는바, 별도의 커버(800c)에 의해 개폐가능하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 하우징(800)은 내부에 상기 팽창수단(300)이 내장될 수 있다. 상술한 바와 같이, 냉매는 압축기(100)-응축기(200)-팽창수단(300)-증발기(400)를 순차적으로 순환하므로, 상기 응축기(200)와 증발기(400) 사이를 구획하는 하우징(800) 영역에 상기 팽창수단(300)이 내장되며, 상기 팽창수단(300)이 형성된 영역에 상기 응축기(200)로부터 토출된 냉매가 이동되는 배관 및 상기 증발기(400)로 냉매가 공급되는 배관이 연결될 수 있다. 특히, 상기 팽창수단(300)은 상기 하우징(800)에 냉매가 통과하는 공간이 형성되는 부분으로서, 그 내부 공간이 줄어들었다가 증가되는 오리피스 형태일 수 있다(도 8 참조). 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 상기 팽창수단(300)을 별도로 구비하고, 조립할 필요가 없어 부품의 수를 줄이고 조립에 소요되는 시간 및 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다.
본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)와 연결되어 상기 제1도어(610)를 개방하고 상기 제2도어(620)를 폐쇄하거나, 상기 제1도어(610)를 폐쇄하고 상기 제2도어(620)를 개방하는 구동수단(700)이 구비될 수 있다. 즉, 상기 구동수단(700)은 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)가 함께 연동되도록 하는 것으로, 상기 제1도어(610)를 개방할 경우 상기 제2도어(620)를 폐쇄하도록 제어하고, 상기 제1도어(610)를 폐쇄할 경우 상기 제2도어(620)를 개방한다.
구체적인 일 예로서, 상기 구동수단(700)은 상기 제1도어(610)와 제2도어(620)를 연결하는 링크부재(710) 및 상기 링크부재(710)를 작동시키는 액추에이터(720)를 포함할 수 있다. 상기 링크부재(710)는 상기 제1도어(610)의 제1회전축(611)과 결합되는 제1도어레버(711), 제2도어(620)의 제2회전축(621)과 결합되는 제2도어레버(712), 상기 제1도어레버(711)와 제2도어레버(712)를 연결하는 연결링크(713)를 포함하여, 상기 액추에이터(720)의 작동에 의해 제1도어레버(711) 및 이와 연결된 제1회전축(611)이 회전되어 상기 제1도어(610)를 개방할 경우 연결링크(713)를 통해 연결된 제2도어(620) 및 이와 연결된 제2회전축(621)도 함께 회전되어 상기 제2도어(620)를 폐쇄한다. 또한, 상기 액추에이터(720)의 작동에 의해 1도어레버 및 이와 연결된 제1회전축(611)이 회전되어 상기 제1도어(610)를 폐쇄할 경우 연결링크(713)를 통해 연결된 제2도어(620) 및 이와 연결된 제2회전축(621)도 함께 회전되어 상기 제2도어(620)를 개방한다. 이를 통해, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 액추에이터(720)의 작동에 의해 제1도어(610) 및 제2도어(620)를 함께 구동제어할 수 있어 작동이 용이한 장점이 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 하나의 단위로서, 냉방 및 난방이 동시에 가능한 것으로서, 차량 실내를 냉방 또는 난방하는 장치로 이용될 수 있고, 탑승객이 차량으로부터 탈착 및 장착가능하여 차량 외부에서 온도 조절이 필요한 경우, 차량으로부터 탈착하여 차량 외부에서 이용할 수도 있다. 이때, 본 발명에서, 상술한 "탑승객 측"으로의 의미는 차량 외부에서 이용할 경우 냉난방 모듈(1000)을 이용하는 "사용자 측"으로 해석될 수 있으며, 그 방향은 상기 제1유로(821) 및 제2유로(822)를 통해 공기가 토출되는 측이다. 외부 활동 시, 차량 외부에서 공조가 필요한 경우, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 차량의 배터리 또는 외부 전원을 이용하여 작동될 수 있다. 또한, 상기 냉난방 모듈(1000)은 차량 실내에서 탈착이 가능한 다양한 위치에 장착될 수 있으며, 그 예로서, 글로브박스(Glove box), 콘솔박스(Console box), 뒷좌석과 뒷유리 사이의 공간, 및 차량 바닥부분 등을 예로 들 수 있으며, 이에 한정되지 않고 본 발명의 냉난방 모듈(1000)이 장착될 수 있는 공간을 형성할 수 있다면 더욱 다양한 위치에 장착될 수 있다. 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 차량의 메인제어시스템에 의해 제어될 수도 있고, 또, 이와는 독립적으로 제어될 수 있다. 즉, 본 발명의 냉난방 모듈(1000)은 차량 실내 공조를 담당하는 경우 및 차량 외부에서 이용하는 경우 모두 차량 실내 공조를 제어하는 메인제어시스템과는 개별적으로 작동 가능하다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
각종 차량의 공조 장치에 적용되는 장치로서, 차량의 실내를 냉방 또는 난방하거나, 차량의 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하도록 함으로써 운전자의 편의를 제공할 수 있는 차량의 내장품으로 이용된다.

Claims (17)

  1. 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(100);
    상기 압축기(100)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(200);
    상기 응축기(200)에서 응축된 냉매를 교축시키는 팽창수단(300);
    상기 팽창수단(300)을 통해 공급된 냉매를 증발시키는 증발기(400); 및
    상기 응축기(200)를 통과한 공기가 차실내로 이송되는 제1유로(821), 상기 증발기(400)를 통과한 공기가 차실내로 이송되는 제2유로(822), 상기 응축기(200)를 통과한 후 공기가 외부로 토출되는 제1토출유로(830) 및 상기 제1토출유로(830)와 인접하게 상기 증발기(400)를 통과한 후 공기가 외부로 토출되는 제2토출유로(840)가 형성되는 하우징(800)을 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 냉난방 모듈(1000)은,
    공기가 상기 응축기(200)를 통과하여 가열되도록 송풍하는 제1송풍부(510);
    상기 제1송풍부(510)에 의해 송풍되는 공기의 흐름을 조절하는 제1도어(610);
    공기가 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각되도록 송풍하는 제2송풍부(520); 및
    상기 제2송풍부(520)에 의해 송풍되는 공기의 흐름을 조절하는 제2도어(620)를 포함하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(800)은 상기 응축기(200)로 공기가 이송되도록 일정 영역이 중공되는 제1유입부(811), 상기 증발기(400)로 공기가 이송되도록 일정 영역이 중공되는 제2유입부(812)가 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하우징(800)은,
    상기 제1유로(821) 내부에 제1송풍부(510) 및 제1도어(610)가 장착되고,
    상기 제2유로(822) 내부에 제2송풍부(520) 및 제2도어(620)가 장착되며,
    상기 제1유로(821)의 일정영역이 중공된 제1토출공(831)이 상기 제1도어(610)에 의해 개폐되고,
    상기 제2유로(822)의 일정영역이 중공된 제2토출공(832)이 상기 제2도어(620)에 의해 개폐되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(800)의 제1유로(821) 및 제2유로(822)의 탑승객으로 돌출되는 측은 하우징(800) 일측에 높이방향으로 나란하게 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1토출유로(830) 및 제2토출유로(840)는 상기 하우징(800)의 바닥면으로 개방되는 형태인 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1토출유로(830)는 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)의 길이방향으로 중앙에 위치되고, 상기 제2토출유로(840)는 상기 제1토출유로(830)의 양측에 형성되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 하우징(800)은 상기 제2토출유로(840) 상에 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)를 구동하기 위한 구동수단(700)과, 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창수단(300) 및 증발기(400)를 연결하는 배관 일정영역이 위치되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 냉난방 모듈(1000)은 상기 팽창수단(300)이 냉매가 통과되는 공간이 줄어들었다가 증가되는 오리피스 형태로, 상기 하우징(800)에 내장되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 제1송풍부(510) 및 제2송풍부(520)는 크로스 플로우 팬(Cross Flow fan)인 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  11. 제4항에 있어서,
    상기 냉난방 모듈(1000)은,
    난방 시, 상기 제1도어(610)가 상기 제1토출공(831)을 폐쇄하고 상기 제1유로(821)를 개방하며, 상기 제2도어(620)가 상기 제2유로(822)를 폐쇄하고 상기 제2토출공(832)을 개방하여 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제1유로(821)를 통해 차실내로 이송되고 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제2토출공(832) 및 제2토출유로(840)를 통해 배출되며,
    냉방 시, 상기 제2도어(620)가 제2토출공(832)을 폐쇄하고 상기 제2유로(822)를 개방하며, 상기 제1도어(610)가 상기 제2유로(822)를 폐쇄하고 상기 제1토출공(831)을 개방하여, 상기 증발기(400)를 통과하여 냉각된 공기가 상기 제2유로(822)를 통해 차실내로 이송되고 상기 응축기(200)를 통과하여 가열된 공기가 상기 제1토출공(831) 및 상기 제1토출유로(830)를 통해 배출되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(800)은 길이방향으로 타측에 상기 응축기(200), 증발기(400), 제1송풍부(510), 및 제2송풍부(520)가 장착되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  13. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(800)은 길이방향으로 제1공간(801) 및 제2공간(802)으로 구획되며, 상기 제1공간(801)에 상기 압축기(100)가 장착되고, 상기 제2공간(802)에 상기 응축기(200), 팽창수단(300), 증발기(400), 제1송풍부(510), 제1도어(610), 제2송풍부(520) 및 제2도어(620)가 장착되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  14. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(800)은 상기 제1도어(610) 및 제2도어(620)의 작동에 의해 상기 제1송풍부(510) 및 제2송풍부(520)를 통해 공급되는 공기를 차실내로 이송하거나 토출하는 공간을 형성하는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  15. 제2항에 있어서,
    상기 하우징(800)은 상측에 길이방향의 무게중심을 고려하여 위치하는 손잡이(800d)가 구비되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 냉난방 모듈(1000)은 상기 압축기(100)를 구동하기 위한 회로기판(900)이 상기 하우징(800)의 제1공간(801)에 구비되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 회로기판(900)은 길이방향에 수직하게 위치되는 것을 특징으로 하는 냉난방 모듈.
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