KR101755929B1

KR101755929B1 - 차량용 공조시스템

Info

Publication number: KR101755929B1
Application number: KR1020150175625A
Authority: KR
Inventors: 신기영; 박준규; 진건수; 권동호; 정대익; 조광운
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-12-10
Filing date: 2015-12-10
Publication date: 2017-07-10
Also published as: KR20170069317A

Abstract

냉방덕트가 구비되고, 냉방덕트의 일측에 냉방측유입구가 형성되며 냉방덕트의 타측에 냉방측 실내유출구 및 냉방측 실외유출구가 형성되고, 냉방덕트 내부에 에바코어가 구비된 냉방모듈; 난방덕트가 구비되고, 난방덕트의 일측에 난방측유입구가 형성되며 난방덕트의 타측에 난방측 실내유출구 및 난방측 실외유출구가 형성되고, 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 난방측 배기조절도어가 마련되며, 난방덕트 내부에 컨덴서가 구비된 난방모듈; 냉방덕트 또는 난방덕트에 유동을 형성하는 블로워; 및 난방측 배기조절도어의 양측면 중 난방측 실외유출구를 향하는 면에 돌출되도록 형성되어 난방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 냉방측 실내유출구와 멀어지는 방향으로 유도하는 가이드리브;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템이 소개된다.

Description

차량용 공조시스템 {AIR CONDITIONING SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치의 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 특정 운행 환경에서 보다 효율적 공조를 위한 공조시스템을 구성하고, 불필요한 공조 공기의 효과적인 배출구조를 구비한 차량용 공조시스템에 관한 것이다.

자동차에는 실내를 냉, 난방하기 위한 공조시스템이 설치된다. 이러한 공조시스템은, 차량의 실내온도를 항상 쾌적하게 유지시키는 것이 중요한 과제로 되어 있다.

차량용 공조시스템 중 냉각기는 냉매를 압축하는 압축기, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하는 응축기, 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 저온 저압의 상태로 만드는 팽창밸브, 그리고 냉매의 증발 잠열을 이용하여 공기를 냉각하는 증발기 등을 구성요소로서 포함한다. 일반적으로 이러한 냉각 시스템은 공기의 온도를 낮추며 절대 습도를 조절한다.

난방은 엔진룸의 열을 식히기 위한 냉각수가 엔진의 열을 빼앗아 고온의 상태가 되었을 때 이것을 열원으로 사용하여 온풍 발생하기 위한 히터코어와 엔진의 냉각수를 공급하기 위한 펌프로 구성이 된다. 일반적으로 이러한 난방 시스템은 공기의 온도를 높이며 상대습도를 조절한다.

일반적인 기존의 공조시스템의 경우 냉기의 공급은 냉각기에서 온기의 공급은 엔진의 냉각수를 통하여 공급하였으나 운행되는 환경에 따라 구조의 변경이 필요할 수 있다. 특히 엔진의 냉각수가 없는 경우에는 기존의 공조시스템은 구성하기 어렵고 비효율적인 문제가 있었다.

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 10-2007-0064937A

본 발명은 공조시스템의 온기 공급을 위한 새로운 열원을 제공하며, 그에 최적화된 공조시스템을 제공함과 동시에 본 시스템이 갖는 구조적 특성에 따른 공조 공기의 효과적인 배출구조를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 냉방덕트가 구비되고, 냉방덕트의 일측에 냉방측유입구가 형성되며 냉방덕트의 타측에 냉방측 실내유출구 및 냉방측 실외유출구가 형성되고, 냉방덕트 내부에 에바코어가 구비된 냉방모듈; 난방덕트가 구비되고, 난방덕트의 일측에 난방측유입구가 형성되며 난방덕트의 타측에 난방측 실내유출구 및 난방측 실외유출구가 형성되고, 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 난방측 배기조절도어가 마련되며, 난방덕트 내부에 컨덴서가 구비된 난방모듈; 냉방덕트 또는 난방덕트에 유동을 형성하는 블로워; 및 난방측 배기조절도어의 양측면 중 난방측 실외유출구를 향하는 면에 돌출되도록 형성되어 난방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 냉방측 실내유출구와 멀어지는 방향으로 유도하는 가이드리브;를 포함한다.

냉방모듈에는 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 냉방측 배기조절도어가 마련되고, 가이드리브는 냉방측 배기조절도어의 양측면 중 냉방측 실외유출구를 항하는 면에 돌출되도록 형성되어 냉방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 난방측 실내유출구와 멀어지는 방향으로 유도할 수 있다.

블로워는 냉방덕트 및 난방덕트 내부에 각각 마련될 수 있다.

난방덕트 내부에 구비된 컨덴서와 냉방덕트 내부에 구비된 에바코어는 하나의 냉매유로 상에 연결될 수 있다.

가이드리브는 난방측 배기조절도어와 회전축을 공유하여 난방측 실외유출구를 향하는 면에 돌출되도록 형성될 수 있다.

가이드리브는 일정간격으로 복수개 배치될 수 있다.

가이드리브의 표면에는 통풍홀이 형성될 수 있다.

통풍홀은 난방측 배기조절도어의 길이방향을 따라 바라볼 때, 가이드리브 상호 간에 교차하도록 배치될 수 있다.

난방측 배기조절도어는 슬라이드식 도어이며, 가이드리브는 난방측 배기조절도어의 일단부와 연속적으로 연결되는 일체형구조이며, 난방측 배기조절도어가 슬라이드 되어 난방측 실내유출구를 완전 폐쇄시 가이드리브가 난방측 실외유출구의 일부를 폐쇄할 수 있다.

냉방측 배기조절도어 및 난방측 배기조절도어의 동작상태를 조절하는 제어부;를 더 포함하고, 공조장치가 난방모드로 가동하는 경우 난방측 배기조절도어는 난방측 실외유출구를 폐쇄제어하고, 냉방측 배기조절도어는 냉방측 실내유출구를 폐쇄할 수 있다.

냉방측 배기조절도어 및 난방측 배기조절도어의 동작상태를 조절하는 제어부;를 더 포함하고, 공조장치가 냉방모드로 가동하는 경우 냉방측 배기조절도어는 냉방측 실외유출구를 폐쇄제어하고, 난방측 배기조절도어는 난방측 실내유출구를 폐쇄할 수 있다.

상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 공조시스템에 따르면, 엔진의 냉각수의 공급이 없는 환경에서 에너지 효율이 높은 차량용 공조시스템을 구성할 수 있으며 그 효율을 증가시키기 위해 불필요한 공조공기를 효과적으로 배출할 수 있는 차량용 공조시스템을 구성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 구성도
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 난방모드 작동상태도
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모드 작동상태도
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 가이드리브 도면
도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 가이드리브 도면
도 6 내지 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 가이드리브 도면

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 난방모드 작동상태도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 냉방모드 작동상태도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 가이드리브(215) 도면이며, 도 5는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 가이드리브(215) 도면이고, 도 6 내지 7은 본 발명의 또다른 실시예에 따른 차량용 공조시스템의 가이드리브(215) 도면이다.

본 발명에 따른 차량용 공조시스템은 냉방덕트(101)가 구비되고, 냉방덕트(101)의 일측에 냉방측유입구(103)가 형성되며 냉방덕트(101)의 타측에 냉방측 실내유출구(105) 및 냉방측 실외유출구(107)가 형성되고, 냉방덕트(101) 내부에 에바코어(109)가 구비된 냉방모듈; 난방덕트(201)가 구비되고, 난방덕트(201)의 일측에 난방측유입구(203)가 형성되며 난방덕트(201)의 타측에 난방측 실내유출구(205) 및 난방측 실외유출구(207)가 형성되고, 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 난방측 배기조절도어(213)가 마련되며, 난방덕트(201) 내부에 컨덴서(209)가 구비된 난방모듈; 냉방덕트(101) 또는 난방덕트(201)에 유동을 형성하는 블로워; 및 난방측 배기조절도어(213)의 양측면 중 난방측 실외유출구(207)를 향하는 면에 돌출되도록 형성되어 난방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 냉방측 실내유출구(105)와 멀어지는 방향으로 유도하는 가이드리브(215);를 포함한다.

난방덕트(201) 내부에 구비된 컨덴서(209)와 냉방덕트(101) 내부에 구비된 에바코어(109)는 하나의 냉매유로 상에 연결될 수 있다.

본 발명은 종래의 공조시스템에서 하나의 덕트 내에 에바코어(109)와 컨덴서(209)가 모두 배치되어 있던 구조에서 벗어나 냉방덕트(101)와 난방덕트(201)를 별도의 독립된 공간으로 마련하여 상호 공조공기 간의 간섭을 줄이는 구조이다. 이를 통하여 냉각된 공기가 재가열되거나, 가열된 공기가 재냉각되는 것을 방지하여 공조시스템의 효율을 개선시킬 수 있다. 또한 냉방덕트(101) 또는 난방덕트(201)의 유출구를 실내유출구 및 실외유출구로 별도로 마련함으로써, 공조 된 공기를 반드시 실내로만 공급하는 것이 아니라 경우에 따라 실외로 배출할 수도 있는 장점이 있다.

이것은 기존의 공조시스템이 냉매를 이용한 냉방사이클과 엔진냉각수를 이용한 난방 사이클을 통하여 냉난방을 별개로 수행했던 것과 달리, 하나의 냉매순환라인 내에서 냉방과 난방을 모두 수행함에 따라 항상 냉방기류와 난방기류가 동시에 발생하는 특성상 요구되는 구조이다.

공조시스템을 냉방모드로 가동하는 경우, 에바코어(109)를 통해 냉방공조 된 공기는 실내로 배출되나 난방공조 된 공기는 실외로 배출될 것이다. 이때, 배출되는 난방공조 공기가 냉방측 실내유출구(105) 측으로 배출되면 실내로 공급되는 공기의 온도를 높여 공조시스템의 효율에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 본 발명에서는 가이드리브(215)를 두어 난방공조 된 공기의 실외유출시 공기유동의 방향이 냉방측 실내유출구(105)와 멀어지는 방향으로 유도하도록 한다.

냉방모듈에는 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 냉방측 배기조절도어(113)가 마련되고, 가이드리브(215)는 냉방측 배기조절도어(113)의 양측면 중 냉방측 실외유출구(107)를 항하는 면에 돌출되도록 형성되어 냉방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 난방측 실내유출구(205)와 멀어지는 방향으로 유도할 수 있다.

공조시스템을 냉방모드로 가동하는 경우와 마찬가지이다. 공조시스템이 난방모드로 가동하는 경우, 컨덴서(209)를 통해 난방공조 된 공기는 실내로 배출되나 냉방공조 된 공기는 실외로 배출될 것이다. 이때, 배출되는 냉방공조 공기가 난방측 실내유출구(205) 측으로 배출되면 실내로 공급되는 공기의 온도를 낮춰 공조시스템의 효율에 악영향을 미치게 된다. 따라서, 본 발명에서는 가이드리브(215)를 두어 냉방공조 된 공기의 실외유출시 공기유동의 방향이 난방측 실내유출구(205)와 멀어지는 방향으로 유도하도록 한다.

또한 본 발명은 냉방측 배기조절도어(113) 및 난방측 배기조절도어(213)를 통하여 공조된 공기의 실내공급 또는 실외배기 여부를 조절할 수 있게 됨으로써, 냉방측 배기조절도어(113) 및 난방측 배기조절도어(213)를 조절하여 냉방모듈 또는 난방모듈에 의해 공조된 공기의 혼합배율을 조절을 통해 정밀한 실내 공조가 가능하게 된다.

블로워(111, 211)는 냉방덕트(101) 및 난방덕트(201) 내부에 각각 마련될 수 있다.

냉방덕트(101)와 난방덕트(201)에 각각 블로워(111, 211)를 별도로 마련함으로써 실내에 공급하는 공기의 풍량을 충분히 확보할 수 있게 된다.

가이드리브(215)는 난방측 배기조절도어(213)와 회전축을 공유하여 난방측 실외유출구(207)를 향하는 면에 돌출되도록 형성될 수 있다.

가이드리브(215)는 일정간격으로 복수개 배치될 수 있다. 가이드리브(215)의 표면에는 통풍홀(217)이 형성될 수 있다.

통풍홀(217)은 난방측 배기조절도어(213)의 길이방향을 따라 바라볼 때, 가이드리브(215) 상호 간에 교차하도록 배치될 수 있다.

가이드리브(215)의 형상은 다양하게 형성될 수 있다. 난방측 배기조절도어(213) 또는 냉방측 배기조절도어(113)와 회전축을 공유하여 각각의 실외유출구를 향해 돌출되도록 형성될 수도 있으며, 배기조절도어의 양측면 중 실외유출구를 향하는 면에 돌출되도록 복수개가 형성되는 형상일 수 있다.

가이드리브(215)를 일정간격으로 복수개 배치하고, 통풍홀(217)을 배기조절도어의 길이방향을 따라 바라볼 때, 가이드리브(215) 상호 간에 교차하도록 배치함으로써 배출되는 공기의 급격한 방향전환에 따는 난류의 발생을 방지하여 원활하게 배기가 이루어지도록 할 수 있다.

구체적으로 도 4를 참고하여 살펴보면, 배출될 공기가 처음 마주하는 가이드리브(215)의 경우 유로변환에 의한 난류의 발생가능성이 가장 큰 배기조절도어 측에 통풍홀(217)을 두어 배출될 공기의 일부를 통과시키고, 그 다음 가이드리브(215)에는 배기조절도어 측이 아닌 반대측면에 통풍홀(217)을 배치함으로써 첫번째 가이드리브(215)의 통풍홀(217)을 통과한 공기를 실외유출구로 배출시키는 구조를 취하고 있다.

난방측 배기조절도어(213)는 슬라이드식 도어이며, 가이드리브(215)는 난방측 배기조절도어(213)의 일단부와 연속적으로 연결되는 일체형구조이며, 난방측 배기조절도어(213)가 슬라이드 되어 난방측 실내유출구(205)를 완전 폐쇄시 가이드리브(215)가 난방측 실외유출구(207)의 일부를 폐쇄할 수 있다.

난방측 배기조절도어(213)와 가이드리브(215)가 연결된 형태의 슬라이드식 도어구조로도 마련될 수 있다. 도 6 내지 도 7을 참고하여 살펴보면, 난방덕트(201)에서 발생한 공기를 외부로 배기할 필요가 있는경우 슬라이드식 도어가 난방덕트(201) 내부로 슬라이드 되어 난방덕트(201)의 실내유출구를 폐쇄한다. 이때 슬라이드식 도어의 끝단의 일부가 남아 난방덕트(201)의 실외유출구의 일부를 폐쇄하게 된다. 이부분에 의하여 배출되는 공기의 유로방향을 전환할 수 있게 된다.

앞서 언급한 돌출형태의 가이드리브(215)를 사용하는 경우 공조시스템을 차량의 내부에 배치함에 있어 돌출된 가이드리브(215) 만큼의 공간확보가 고려되어야 하나, 슬라이드식 도어구조를 사용하는 경우 별도의 공간을 확보하지 않아도 되는 장점이 발생한다.

냉방측 배기조절도어(113) 및 난방측 배기조절도어(213)의 동작상태를 조절하는 제어부(300);를 더 포함하고, 공조장치가 난방모드로 가동하는 경우 난방측 배기조절도어(213)는 난방측 실외유출구(207)를 폐쇄제어하고, 냉방측 배기조절도어(113)는 냉방측 실내유출구(105)를 폐쇄할 수 있다.

최대난방모드일 때, 난방측 배기조절도어(213)는 난방측 실외유출구(207)를 막아 난방된 공기가 실내로 공급될 수 있도록 하며, 냉방측 배기조절도어(113)는 냉방측 실내유출구(105)를 막아 냉방된 공기가 실외로 배기될 수 있도록 한다.

냉방측 배기조절도어(113) 및 난방측 배기조절도어(213)의 동작상태를 조절하는 제어부(300);를 더 포함하고, 공조장치가 냉방모드로 가동하는 경우 냉방측 배기조절도어(113)는 냉방측 실외유출구(107)를 폐쇄제어하고, 난방측 배기조절도어(213)는 난방측 실내유출구(205)를 폐쇄할 수 있다.

최대냉각모드일 때, 냉방측 배기조절도어(113)는 냉방측 실외유출구(107)를 막아 냉각된 공기가 실내로 공급될 수 있도록 하며, 난방측 배기조절도어(213)는 난방측 실내유출구(205)를 막아 난방된 공기가 실외로 배기될 수 있도록 한다.

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.

101 : 냉방덕트 103 : 냉방측유입구
105 : 냉방측 실내유출구 107 : 냉방측 실외유출구
109 : 에바코어 201 : 난방덕트
203 : 난방측유입구 205 : 난방측 실내유출구
207 : 난방측 실외유출구 209 : 컨덴서
213 : 난방측 배기조절도어 215 : 가이드리브
217 : 통풍홀 300 : 제어부

Claims

냉방덕트가 구비되고, 냉방덕트의 일측에 냉방측유입구가 형성되며 냉방덕트의 타측에 냉방측 실내유출구 및 냉방측 실외유출구가 형성되고, 냉방덕트 내부에 에바코어가 구비된 냉방모듈;
난방덕트가 구비되고, 난방덕트의 일측에 난방측유입구가 형성되며 난방덕트의 타측에 난방측 실내유출구 및 난방측 실외유출구가 형성되고, 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 난방측 배기조절도어가 마련되며, 난방덕트 내부에 컨덴서가 구비된 난방모듈;
냉방덕트 또는 난방덕트에 유동을 형성하는 블로워; 및
난방측 배기조절도어의 양측면 중 난방측 실외유출구를 향하는 면에 돌출되도록 형성되어 난방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 냉방측 실내유출구와 멀어지는 방향으로 유도하는 가이드리브;를 포함하며,
가이드리브는 일정간격으로 복수개 배치되고 가이드리브의 표면에는 통풍홀이 형성되며, 통풍홀은 난방측 배기조절도어의 길이방향을 따라 바라볼 때 가이드리브 상호 간에 교차하도록 배치됨으로써 공기의 급격한 방향전환에 따른 난류 발생이 방지되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 1에 있어서,
냉방모듈에는 실내유출구와 실외유출구 사이에 내외부 유출량을 조절하는 냉방측 배기조절도어가 마련되고,
가이드리브는 냉방측 배기조절도어의 양측면 중 냉방측 실외유출구를 항하는 면에 돌출되도록 형성되어 냉방기류의 실외유출시 공기유동의 방향이 난방측 실내유출구와 멀어지는 방향으로 유도하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 1에 있어서,
블로워는 냉방덕트 및 난방덕트 내부에 각각 마련된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 1에 있어서,
난방덕트 내부에 구비된 컨덴서와 냉방덕트 내부에 구비된 에바코어는 하나의 냉매유로 상에 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 1에 있어서,
가이드리브는 난방측 배기조절도어와 회전축을 공유하여 난방측 실외유출구를 향하는 면에 돌출되도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
난방측 배기조절도어는 슬라이드식 도어이며, 가이드리브는 난방측 배기조절도어의 일단부와 연속적으로 연결되는 일체형구조이며, 난방측 배기조절도어가 슬라이드 되어 난방측 실내유출구를 완전 폐쇄시 가이드리브가 난방측 실외유출구의 일부를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 2에 있어서,
냉방측 배기조절도어 및 난방측 배기조절도어의 동작상태를 조절하는 제어부;를 더 포함하고,
공조장치가 난방모드로 가동하는 경우 난방측 배기조절도어는 난방측 실외유출구를 폐쇄제어하고, 냉방측 배기조절도어는 냉방측 실내유출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.
청구항 2에 있어서,
냉방측 배기조절도어 및 난방측 배기조절도어의 동작상태를 조절하는 제어부;를 더 포함하고,
공조장치가 냉방모드로 가동하는 경우 냉방측 배기조절도어는 냉방측 실외유출구를 폐쇄제어하고, 난방측 배기조절도어는 난방측 실내유출구를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템.