KR101863501B1 - Core-integrated low-power consumption air-conditioning device - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a core integrated low power consumption indoor temperature control device which quickly and effectively transfers heat or cold air generated through an electrically driven heater or a freezing machine to an entire core through a heat transfer fluid, thereby capable of being driven with low power and using singular core for both cooling and heating.

Description

코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치 {CORE-INTEGRATED LOW-POWER CONSUMPTION AIR-CONDITIONING DEVICE}CORE-INTEGRATED LOW-POWER CONSUMPTION AIR-CONDITIONING DEVICE

본 발명은 냉난방장치에 관한 것으로, 자세하게는 전기구동방식의 히터나 냉동기를 통해 발생한 열 또는 냉기를 열전달 유체를 통해 코어 전체에 빠르고 효과적으로 전달함으로 저전력으로도 구동 가능하고 단일 코어를 냉·난방 모든 용도로도 활용 가능한 코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a cooling / heating device, and more particularly, to a cooling / heating device capable of driving heat or cool air generated through an electric driving type heater or a freezer quickly and efficiently through a heat transfer fluid, To a core-integrated low-power indoor thermostat that can be used as a core.

계절별 온도 차이가 큰 환경에서 기온이 낮은 시기에는 난방을, 기온이 높은 시기에는 냉방을 통해 쾌적한 실내환경의 조성과 원활한 활동이 이루어지도록 한다. 즉 겨울철에는 히터, 보일러로 대표되는 난방장치를, 여름철에는 에어컨으로 대표되는 냉방장치를 운영하게 되며, 생활 및 업무공간에 대한 원활한냉난방을 위해서는 일정 규격 이상의 장치가 필요하다.In an environment with a large temperature difference between seasons, heating is performed in a low temperature period and cooling is performed in a high temperature period. That is, in winter, a heating device typified by a heater and a boiler is operated. In summer, a cooling device represented by an air conditioner is operated. In order to smoothly heat and warm the living and working space,

이러한 냉방장치 및 난방장치는 기본 동작원리가 상이함에 따라 개별 장치로 제작되는 것이 일반적이므로 사용하지 않을 경우에도 상시 공간을 차지할 수밖에 없다. 최근에는 이를 하나의 장치로 합친 제품도 개발되고 있으나 높은 가격과 가격 대비 낮은 효율로 인해 사용자들로부터 관심받지 못하는 것이 현실이다.Since the cooling apparatus and the heating apparatus are generally manufactured as separate apparatuses in accordance with different basic operating principles, they occupy a regular space even when not used. In recent years, there have been developed products that combine these devices into one device. However, due to the high price and low price efficiency, users are not interested.

이와 같은 양상은 차량용 공조장치에서도 마찬가지로 외기를 실내로 유입시키거나, 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 공기를 가열 또는 냉각시킴으로써 차량 내부를 난방 또는 냉방함에 있어, 냉각을 위한 증발기, 가열 작용을 위한 히터 코어가 별도로 구비된 상태에서 이들에 의해 냉방 또는 난방된 공기를 송풍팬을 통해 차량 실내로 공급하는 것이 일반적이다.In such an aspect, in the vehicle air conditioner, the air is heated or cooled in the process of introducing the outside air into the room or circulating the air in the room, so that the inside or outside of the vehicle is heated or cooled by the evaporator for cooling, It is a common practice to supply cooled or heated air to the interior of the vehicle through the blowing fan in a state where the core is separately provided.

즉 일명 에바라고 불리는 케이스의 유입구 측에 증발기와 히터 코어가 차례로 배치되어 있고, 증발기와 히터 코어 사이에 냉각과 히팅을 위한 통로 및 풍향을 조절을 위한 온도조절도어가 구비된다. 이를 통해 냉방 모드 및 난방 모드에서 증발기와 히터 코어가 선택적으로 작동하게 되고 온도조절도어가 쿨링 또는 히팅 통로를 개방하여 증발기 또는 히터 코어를 통과한 공기가 실내로 공급된다.That is, an evaporator and a heater core are disposed in order at the inlet side of a case called aka Eva, and a passage for cooling and heating and a temperature control door for controlling the wind direction are provided between the evaporator and the heater core. This allows the evaporator and heater core to be selectively activated in the cooling mode and the heating mode, and the air passing through the evaporator or heater core is supplied to the room by the temperature control door opening the cooling or heating passage.

하지만, 이러한 구성을 갖는 종래의 차량용 공조장치에서, 히터 코어는 엔진의 작동시 가열된 냉각수를 통한 열교환이 이루어지기 때문에 엔진이 없는 전기 자동차에서는 적용할 수가 없었다.However, in the conventional automotive air conditioner having such a configuration, the heater core can not be applied to an electric vehicle without an engine because heat exchange is performed through heated cooling water when the engine is operated.

이를 위해 전기를 통한 발열수단으로 순간적으로 높은 온도 상승이 가능한 PTC 히터(positive temperature coefficient heater)를 냉방용 코어 후면에 설치하는 방식이 주로 사용되고 있다. 하지만, 이러한 PTC 히터는 2000 내지 7000와트 수준의 높은 전력소모로 인해 배터리에만 의존하는 전기 자동차의 전력관리에 상당한 부담을 줄 뿐 아니라 더불어 표면온도가 250 내지 400℃까지 상승하여 공기의 급속한 건조로 인한 피부와 눈, 점막 등을 자극하는 불편함이 있었다.For this purpose, a method of installing a PTC heater (positive temperature coefficient heater), which can instantaneously raise the temperature instantaneously, is installed on the rear side of the cooling core. However, these PTC heaters have a high power consumption of 2000 to 7000 watts, which not only places a considerable burden on the electric power management of electric vehicles which depend on the battery but also increases the surface temperature to 250 to 400 DEG C, Skin, eyes, and mucous membranes.

공개특허공보 제10-2011-0132944호(2011.12.09)Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2011-0132944 (December, 2011)

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 전기구동방식의 히터나 냉동기를 통해 발생한 열 또는 냉기를 열전달 유체의 자연대류를 통해 코어 전체에 빠르게 전달함으로 효율을 높이고 단일 코어를 냉·난방 모든 용도로 활용할 수 있는 코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and it is an object of the present invention to improve efficiency by rapidly transferring heat or cool air generated through an electric drive type heater or a freezer to a whole core through natural convection of a heat transfer fluid A single core low temperature indoor thermostat which can utilize a single core for all purposes of cooling and heating.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 코어와 송풍팬을 구비하는 실내 온도조절장치에 있어서, 열전달 유체가 수용되는 수용부와, 상기 수용부 측면에 가로방향으로 연결되되 내측으로 열전달 유체가 유입되는 다수의 연결관과, 상기 연결관 사이마다 형성되는 다수의 방열판을 구비하는 열전도성 금속재질의 코어; 상기 수용부 내측에 설치되며 인가되는 전력을 통해 발열하여 열전달 유체를 가열하는 전열수단; 상기 수용부 외측을 감싸는 단열체; 난방 모드의 선택 및 동작신호를 입력받는 인터페이스부를 구비하며, 선택된 모드 및 동작신호에 따라 상기 송풍팬 및 전열수단을 제어하는 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a room temperature adjusting apparatus including a core and a blowing fan, the apparatus comprising: a housing accommodating a heat transfer fluid; a plurality of heat transfer fluids And a plurality of heat sinks formed between the connection pipes; A heat transfer means installed inside the accommodation portion and heating through the applied electric power to heat the heat transfer fluid; A heat insulating body surrounding the outside of the receiving portion; A control unit for controlling the blowing fan and the heat transfer means according to the selected mode and operation signal; .

또한, 본 발명은 코어와 송풍팬을 구비하는 실내 온도조절장치에 있어서, 열전달 유체가 수용되는 수용부와, 상기 수용부 측면에 가로방향으로 연결되되 내측으로 열전달 유체가 유입되는 다수의 연결관과, 상기 연결관 사이마다 형성되는 다수의 방열판을 구비하는 열전도성 금속재질의 코어; 계통 내 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 수용부 내측에 설치되어 팽창된 냉매의 열교환을 통해 열전달 유체를 냉각하는 증발기를 구비하는 냉각부; 상기 수용부 외측을 감싸는 단열체; 냉방 모드의 선택 및 동작신호를 입력받는 인터페이스부를 구비하며, 선택된 모드 및 동작신호에 따라 상기 송풍팬 및 압축기와 팽창밸브를 개별제어하는 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a room temperature regulating device including a core and a blowing fan, the room temperature regulating device comprising: a housing accommodating a heat transfer fluid; a plurality of connection tubes connected to the housing side in a lateral direction, A plurality of heat dissipation plates formed between the connection tubes; A condenser for liquefying the compressed refrigerant, an expansion valve for expanding the liquefied refrigerant, and an evaporator for cooling the heat transfer fluid through heat exchange between the expanded refrigerant and the inside of the containing portion A cooling part A heat insulating body surrounding the outside of the receiving portion; A control unit for individually controlling the blowing fan, the compressor, and the expansion valve according to the selected mode and operation signal; .

또한, 본 발명은 코어와 송풍팬을 구비하는 실내 온도조절장치에 있어서, 열전달 유체가 수용되는 수용부와, 상기 수용부 측면에 가로방향으로 연결되되 내측으로 열전달 유체가 유입되는 다수의 연결관과, 상기 연결관 사이마다 형성되는 다수의 방열판을 구비하는 열전도성 금속재질의 코어; 상기 수용부 내측에 설치되며 인가되는 전력을 통해 발열하여 열전달 유체를 가열하는 전열수단; 계통 내 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 액화시키는 응축기와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 수용부 내측에 설치되어 팽창된 냉매의 열교환을 통해 열전달 유체를 냉각하는 증발기를 구비하는 냉각부; 상기 수용부 외측을 감싸는 단열체; 냉방 또는 난방 모드의 선택 및 동작신호를 입력받는 인터페이스부를 구비하며, 선택된 모드 및 동작신호에 따라 상기 송풍팬 및 전열수단과 압축기와 팽창밸브를 개별제어하는 제어부; 로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the present invention provides a room temperature regulating device including a core and a blowing fan, the room temperature regulating device comprising: a housing accommodating a heat transfer fluid; a plurality of connection tubes connected to the housing side in a lateral direction, A plurality of heat dissipation plates formed between the connection tubes; A heat transfer means installed inside the accommodation portion and heating through the applied electric power to heat the heat transfer fluid; A condenser for liquefying the compressed refrigerant, an expansion valve for expanding the liquefied refrigerant, and an evaporator for cooling the heat transfer fluid through heat exchange between the expanded refrigerant and the inside of the containing portion A cooling part A heat insulating body surrounding the outside of the receiving portion; A controller for separately controlling the blowing fan, the heat transfer means, the compressor, and the expansion valve according to the selected mode and operation signal; .

이때 상기 전열수단은 상기 수용부 내측의 하부에 설치되고, 상기 증발기는 상기 전열수단의 상측에 설치될 수 있다.At this time, the heat transfer means is installed in the lower part of the inside of the housing part, and the evaporator can be installed above the heat transfer means.

또한, 상기 수용부는 상기 코어의 양 측면에 각각 설치되되, 한쪽 수용부 내부에는 전열수단이 설치되고, 다른 쪽 수용부 내부에는 증발기가 설치될 수 있다.In addition, the accommodating portion is provided on both sides of the core, and one of the accommodating portions is provided with a heat transfer means and the other accommodating portion is provided with an evaporator.

또한, 상기 송풍팬과 코어 사이에 설치되어 인가되는 전력을 통해 발열하는 PTC 히터를 더 포함하고, 상기 제어부(140)는 난방 모드에서 초기 구동시 설정된 시간동안 상기 PTC 히터에 전력을 인가하도록 구성될 수 있다.The PTC heater may further include a PTC heater installed between the blower fan and the core to generate heat, and the controller 140 may be configured to apply power to the PTC heater for a predetermined period of time during initial operation in a heating mode .

또한, 상기 열전달 유체는 프로필렌글리콜을 주재료로 할 수 있다.The heat transfer fluid may be propylene glycol as a main material.

본 발명을 통해 작은 방이나 텐트, 차량 등과 같은 비교적 작은 실내 공간에 대하여 단일의 코어장치를 통해 저전력으로 냉방과 난방을 모두 할 수 있다. 특히 가열과 냉각수단의 위치차별화 및 개별 제어를 통해 펌프와 같은 열전달 유체 강제 순환 수단 없이도 온도차에 따른 대류를 통해 빠르고 효율적으로 코어를 냉각 또는 가열할 수 있으며, 이러한 부속장치가 불필요함에 따라 장치의 소형화와 더불어 전력효율을 크게 향상시킬 수 있다.With the present invention, both cooling and heating can be performed with a low power through a single core device for a relatively small indoor space such as a small room, a tent, a vehicle, and the like. Particularly, it is possible to cool or heat the core quickly and efficiently by convection according to the temperature difference without heat transfer fluid forced circulation means such as a pump through differentiation of the position of the heating and cooling means and individual control. The power efficiency can be greatly improved.

또한, 표면온도가 수백 ℃까지 높아지는 발열수단 및 영하 수십 ℃까지 낮아지는 증발기가 공기와 직접 접촉하여 열교환 하는 방식이 아닌 코어 내부에 충진된 열전달 유체를 통한 간접 열교환 방식을 통해 냉·난방에 따른 공기의 건조현상을 비롯하여 코어 표면에서의 결로, 성애의 형성을 저감하여 열교환 효율을 극대화할 수 있다.In addition, it is possible to use an indirect heat exchange method through a heat transfer fluid filled in the core, instead of the heat exchange means in which the surface temperature is raised to several hundreds of degrees Celsius and the evaporator, which is lowered to several tens of degrees Celsius, It is possible to maximize the heat exchange efficiency by reducing the formation of condensation and erosion on the core surface as well as the drying phenomenon of the core.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코어의 외형을 나타낸 사시도,
도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코어의 외형을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코어의 분해 사시도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예의 전열수단 및 증발기의 설치모습을 나타낸 개념도,
도 5는 본 발명의 제2 실시예의 전열수단 및 증발기의 변형된 설치모습을 나타낸 개념도,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 PTC 히터의 설치 모습을 나타낸 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 냉각 및 전력계통을 나타낸 블록도,
도 8은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 수용부의 내부모습을 나타낸 개념도 이다.1 is a perspective view showing the outer shape of a core according to a first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a perspective view showing an outer shape of a core according to a second embodiment of the present invention, FIG.
3 is an exploded perspective view of a core according to a second embodiment of the present invention,
4 is a conceptual view showing a state in which the heat transfer means and the evaporator of the second embodiment of the present invention are installed,
5 is a conceptual view showing a modified installation state of the heat transfer means and the evaporator of the second embodiment of the present invention,
FIG. 6 is a perspective view of a PTC heater according to a third embodiment of the present invention,
Figure 7 is a block diagram of a cooling and power system according to the present invention;
FIG. 8 is a conceptual view showing an inner appearance of a receiving portion according to a modified embodiment of the present invention. FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치의 구성을 자세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a configuration of a core-integrated low-power indoor temperature control device of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 코어의 외형을 나타낸 사시도로서, 도 2는 본 발명의 제2 실시예에 따른 코어의 외형을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 코어의 분해 사시도, 도 7은 본 발명에 따른 냉각 및 전력계통을 나타낸 블록도로서, 본 발명은 종래의 실내 온도조절장치와 마찬가지로 코어(110)와 송풍팬(150)을 기본구성으로 구비한다.FIG. 2 is a perspective view showing the outline of a core according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a perspective view showing a core according to a second embodiment of the present invention. FIG. 7 is a block diagram of a cooling and power system according to the present invention. The present invention includes a core 110 and a blower fan 150 in a basic configuration similar to a conventional room temperature controller .

상기 코어(110)는 기본적으로 열전도성 금속재질로 이루어지며 상기 송풍팬(150) 전면에 위치하여 열 또는 냉기를 발산함으로 실내로 열풍 또는 냉풍을 공급하게 된다.The core 110 is basically made of a thermally conductive metal. The core 110 is disposed on the front surface of the blowing fan 150 to radiate heat or cool air, thereby supplying hot or cold air to the room.

본 발명에서 상기 코어(110)의 한쪽에는 열전달 유체가 일정량 수용되는 수용부(111)가 일체로 형성되며, 상기 수용부(111) 측면에 가로방향으로 연결되며 내측으로 열전달 유체가 유입되는 다수의 연결관(112) 및 상기 연결관 사이마다 형성되는 다수의 방열판(113)을 구비하게 된다.In the present invention, one side of the core 110 is integrally formed with a receiving portion 111 having a certain amount of heat transfer fluid, and a plurality of heat transfer fluids flowing inward in the lateral direction of the receiving portion 111 And a plurality of heat sinks 113 formed between the connection pipe 112 and the connection pipe.

종래에는 기본적으로 난방과 냉방을 위한 코어가 별도로 구비되었으며, 코어의 한쪽으로 열전달 유체의 공급 및 배출을 위한 파이프가 연결되어, 각 코어에 온수를 공급함으로 코어에서 열을 발산하고, 저온으로 팽창된 냉매가스를 공급함으로 코어에서 냉기가 발산하도록 구성되었다.Conventionally, a core for heating and cooling is separately provided, and a pipe for supplying and discharging the heat transfer fluid is connected to one side of the core. By supplying hot water to each core, heat is radiated from the core, And the cool air is emitted from the core by supplying the coolant gas.

하지만, 이러한 종래의 방식은 송풍팬(150) 전면에 난방 및 냉방을 위한 코어를 함께 설치하여 용도에 따라 선택되는 하나의 코어만 가동하는 것으로 난방을 위한 온수 생성 및 순환을 위한 보일러나, 차량의 경우 엔진 냉각수 순환라인과 같은 비교적 큰 부속장치를 구비함에 따라 전체 장치의 부피가 커지고 소요되는 열전달 유체의 양도 많았을 뿐 아니라 2개의 코어설치에 따른 효율도 낮은 편이었다.However, in this conventional system, a core for heating and cooling is installed on the entire surface of the blowing fan 150 so that only one core selected according to the purpose of operation is operated. This means that the boiler for heating water for heating and circulation, The large volume of the entire apparatus and the required amount of heat transfer fluid were increased as a result of having a relatively large accessory such as an engine coolant circulation line, and the efficiency of installing two cores was also low.

본 발명에서는 특히 작은 방이나 텐트, 차량 내부 등과 같이 비교적 좁은 공간을 전기를 통해 선택적으로 냉·난방할 수 있도록 구성됨에 따라 언급한 열전달 유체의 공급 및 배출을 위한 파이프를 비롯하여 보일러 물 순환계통 등의 부속장치 없이 단일의 코어(110)에서 열기 또는 냉기가 선택적으로 방출될 수 있도록 함으로 전체 장치의 부피를 현저히 줄일 수 있을 뿐 아니라 효율도 높일 수 있다.In the present invention, a relatively narrow space such as a small room, a tent, or a vehicle can be selectively cooled and heated through electricity. Thus, the pipe for supplying and discharging the heat transfer fluid, the boiler water circulation system By allowing the heat or cold air to be selectively discharged from the single core 110 without the accessory device, the volume of the entire apparatus can be significantly reduced as well as the efficiency can be increased.

특히 최근 활발히 개발되고 있는 전기 자동차와 같이 가솔린이나 디젤, 가스를 연료로 사용하는 엔진이 없는 상태에서도 저전력으로도 효과적인 냉·난방을 수행할 수 있다.Especially, it is possible to perform effective cooling and heating even in low power without an engine using gasoline, diesel, or gas as in recently developed electric vehicles.

물론 제품의 대형화도 가능함에 따라 열전달 물질의 순환을 위해 펌프를 설치하는 것도 가능하나, 본 발명의 실시예와 같이 비교적 좁은 공간을 전기만을 사용함에 따라 별도의 부속장치 없이 상기 수용부(111) 외측에 유지 보수 목적으로 상기 열전달 유체를 보충하거나 배출할 수 있는 밸브 또는 마개만 구비하는 것이 가능하다.Although a pump can be installed to circulate the heat transfer material as the product can be increased in size, it is possible to install a pump in the outer side of the accommodating portion 111 without using a separate accessory, It is possible to have only a valve or a cap that can replenish or discharge the heat transfer fluid for maintenance purposes.

상기 수용부(111) 내측에는 각각 열 또는 냉기의 생성을 위한 전열수단(121) 및 냉각부(122)의 증발기(126)가 선택적 또는 함께 설치되어 수용된 열전달 유체와 열교환이 이루어질 수 있다.The heat transfer means 121 for generating heat or cool air and the evaporator 126 of the cooling unit 122 may be selectively or jointly installed inside the accommodating unit 111 to perform heat exchange with the accommodated heat transfer fluid.

상기 전열수단(121)은 인가되는 전력을 통해 발열하여 수용부(111) 내측의 열전달 유체를 가열하는 구성으로, 공지된 다양한 전열수단을 활용할 수 있다.The heat transfer means 121 generates heat through applied electric power to heat the heat transfer fluid inside the accommodation portion 111, and various known heat transfer means can be utilized.

본 발명의 실시예에서는 일례로 시즈히터를 통해 상기 전열수단을 구성하게 된다. 상기 시즈히터(Sheath Heater)는 금속 보호관에 전열선을 코일 모양으로 내장하고 산화마그네슘과 같은 절연 분말을 충진하여 열선과 보호관을 절연한 히터로 저전력구동이라는 본 발명에 적합한 특성을 갖고 있다.In the embodiment of the present invention, the heat transfer means is constituted by a sheathed heater as an example. The sheath heater is a heater in which a heating wire is embedded in a metal protective pipe in a coil shape and an insulating powder such as magnesium oxide is filled to insulate the heating wire and the protective pipe. The sheath heater is suitable for the present invention.

본 발명에서는 이러한 시즈히터를 수용부(111) 내측으로 설치하여 전원이 인가됨에 따라 열을 발산하여 수용된 열전달 유체를 가열하게 된다. 설치되는 시즈히터의 형상 및 개수는 코어의 규격에 따라 상이할 수 있으며 첨부된 도면에서는 바람직한 실시예로 코일형태로 열전달 유체와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 높일 수 있는 형상을 도시하고 있다.In the present invention, the sheath heater is installed inside the housing part 111, and heat is dissipated as power is supplied to heat the received heat transfer fluid. The shape and the number of the sheath heater to be installed may be different according to the size of the core. In a preferred embodiment, the heat exchanging efficiency is improved by enlarging a contact area with the heat transfer fluid in the form of a coil.

물론 시즈히터를 열전도성이 뛰어난 재질로 이루어지는 수용부(111) 외측에 붙이는 방식을 사용할 수도 있으나, 본 발명의 실시예에서는 열효율을 높이기 위해서는 수용부(111)에 시즈히터가 삽입될 수 있는 삽입공을 형성하고 이를 통해 시즈히터를 상기 수용부(111) 내측에 삽입 설치하고 있다. 이 경우 상기 수용부(111) 내부에 수용된 열전달 유체가 누설되지 않도록 삽입공 및 삽입된 시즈히터 사이에 단열 특성의 패킹재가 설치되고, 설치된 시즈히터가 삽입공으로부터 이탈하지 않도록 수용부(111)와 연결되는 전후방향의 돌기나 지지턱 등이 구비될 필요가 있다.In the embodiment of the present invention, in order to increase thermal efficiency, it is possible to use a method in which a sheath heater is attached to the outside of the housing portion 111 made of a material having high thermal conductivity, And a sheath heater is inserted into the receiving portion 111 through the through-hole. In this case, a packing material having a heat insulating property is provided between the insertion hole and the inserted sheath heater so that the heat transfer fluid stored in the accommodating portion 111 is not leaked, and the accommodating portion 111 and the heat- It is necessary to provide a projection or a supporting jaw to be connected in the front-rear direction.

이러한 시즈히터 외에도 PTC 히터나, 세라믹 히터, 펠티에 소자 등 전기적으로 동작하는 공지의 다양한 전열수단을 사용함으로 동일하게 열전달 유체의 가열효과를 볼 수 있음을 당업자에게는 자명하다.It will be apparent to those skilled in the art that various heating means, such as a PTC heater, a ceramic heater, and a Peltier element, which operate electrically, are used in addition to the sheath heater, so that the heating effect of the heat transfer fluid can be similarly observed.

또한, 상기 수용부(111) 내측으로 상기 전열수단(121)에서 발생하는 열을 상기 열전달 유체에 효율적으로 전달하기 위한 구조체로, 구리와 같이 열전도성이 뛰어난 재질로 이루어지되 얇은 판이 수회 접철된 형상의 방열핀을 다수 구비하여 전열수단(121)의 일면에 부착할 수 있다.In addition, a structure for efficiently transferring the heat generated in the heat transfer means 121 to the heat transfer fluid inside the accommodating portion 111, which is made of a material having high thermal conductivity, such as copper, A plurality of heat dissipating fins may be provided on one surface of the heat transfer means 121.

이외에도 다양한 형태로 방열핀이 구성될 수 있으나 전열수단에서 발생하는 열을 대류를 통해 코어(110) 내부의 열전달 유체를 통해 확산시키게 되므로 기본적으로 상하방향의 유동로를 형성하는 형태로 구성되는 것이 바람직하다.In addition, the heat dissipation fins may be formed in various forms. However, since the heat generated by the heat transfer means is diffused through the heat transfer fluid in the core 110 through the convection, it is preferable that the heat dissipation fin is basically configured to form a flow path in the vertical direction .

이러한 구조를 통해 본 발명에서는 종래 전기 자동차의 PTC 히터와 같이 표면온도가 250 내지 400℃까지 가열하는 방식이 아닌 열전달 유체를 통한 100℃ 미만의 저온 발열을 통해 난방이 이루어지게 된다.According to the present invention, in the present invention, heating is performed through a low-temperature heat of less than 100 ° C through a heat transfer fluid, instead of heating the surface temperature to 250 to 400 ° C like a PTC heater of an electric vehicle.

종래에는 고온 발열이 이루어짐으로 내부에 충진된 물과 같은 열전달 유체의 압력이 상승함에 따라 전체적인 코어의 두께가 두꺼워질 수밖에 없었으나, 본 발명에서는 100℃ 미만의 발열로 인해 압력이 높지 않아 코어의 두께를 전체적으로 얇게 할 수 있다. 이와 더불어 100℃ 미만의 열로 인해 가열되는 공기 중의 습도를 유지할 수 있게 됨에 따라 건조한 상태의 공기보다 더 효율적으로 난방이 이루어지게 된다.Conventionally, as the pressure of the heat transfer fluid such as water filled in the inside increases due to the high-temperature heat generated, the thickness of the entire core is inevitably increased. However, in the present invention, since the pressure is not high due to heat generation below 100 ° C, Can be made thin as a whole. In addition, since it is possible to maintain the humidity in the air heated by the heat of less than 100 ° C, the heating is performed more efficiently than in the dry state of the air.

또한, 종래의 난방장치에서는 중심부의 발열체가 열전달 유체 및 코어의 표면으로 원활히 전달되지 않음에 따라 표면 열손실 보상이 늦고 중심부 고열 에너지가 낭비되어 고온유지를 위한 에너지 효율이 저하되었으나, 본 발명에서는 코어의 표면 열손실에 대한 대류현상으로 열이 방출됨에 따라 소모 전력대비 빠른 열 확산과 저온 히터 구현에 따른 에너지 효율을 상승시킬 수 있다.In addition, in the conventional heating apparatus, since the central heating element is not smoothly transferred to the surface of the heat transfer fluid and the core, the surface heat loss compensation is delayed and the central high heat energy is wasted and the energy efficiency for maintaining the high temperature is lowered. As the heat is released by the convection phenomenon on the surface heat loss of the surface, it is possible to increase the energy efficiency according to the implementation of the low temperature heater and the rapid heat diffusion to the consumed power.

상기 냉각부(122)는 계통 내 냉매를 압축하는 압축기(123)와, 압축된 냉매를 액화시키는 응축기(124)와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(125)와, 팽창된 냉매의 열교환을 통해 열전달 유체를 냉각하는 증발기(126)와 같은 통상의 냉동기의 구성으로 이루어진다.The cooling unit 122 includes a compressor 123 for compressing the refrigerant in the system, a condenser 124 for liquefying the compressed refrigerant, an expansion valve 125 for expanding the liquefied refrigerant, Such as an evaporator 126, which cools the heat transfer fluid through the heat exchanger.

이는 종래의 에어컨의 냉각 계통과 실질적으로 동일한 구성으로 기존에는 팽창밸브를 통과한 저온의 냉매를 직접코어에 주입하여 냉각이 이루어지도록 하는 방식으로 증발기가 곧 코어가 되는 형태이다.This is a configuration in which the evaporator is a core in a manner that the low temperature refrigerant that has passed through the expansion valve is directly injected into the core to cool the refrigerant in the conventional air conditioner.

하지만, 본 발명에서는 냉각작용이 이루어지는 증발기(126)가 상기 수용부(111) 내측에 설치되어 수용된 열전달 유체의 열을 뺏고, 냉각된 열전달 유체가 대류에 의해 코어(110) 전체로 순환하여 송풍되는 공기의 열을 뺏는 이른바 간접방식의 냉각이 이루어지도록 하는 점에서 큰 차이가 있다.However, according to the present invention, the evaporator 126, which performs the cooling operation, is installed inside the receiving portion 111 to take heat of the heat transfer fluid, and the cooled heat transfer fluid is circulated to the entire core 110 by the convection, There is a big difference in that the so-called indirect cooling of the heat of the air takes place.

통상의 냉방장치에서 증발기의 표면온도는 -30 내지 -20℃ 수준으로 초기에 송풍중인 공기를 빠르게 냉각할 수 있으나 표면에 성애, 결로의 발생으로 인해 어느 순간부터 효율이 급속히 저하된다. 일반적인 냉방장치에서 차량의 내부나 실내공간으로 송풍되는 공기 온도가 10 내지 14℃ 수준임을 감안할 때, 상기 수용부(111) 내측의 증발기(126) 표면온도가 -30℃까지 저하되더라도 코어(110)의 온도는 약 0℃ 수준으로 원활한 냉방이 이루어질 수 있게 된다.In a conventional air conditioner, the surface temperature of the evaporator is in the range of -30 to -20 ° C., and the air being blown at the early stage can be cooled quickly, but the efficiency is rapidly deteriorated at any moment due to the generation of sexuality and condensation on the surface. Even if the surface temperature of the evaporator 126 inside the housing 111 is lowered to -30 ° C, the temperature of the air blown from the cooling apparatus to the inside of the vehicle or the indoor space is in the range of 10 to 14 ° C, The temperature of the refrigerator can be cooled to about 0 ° C.

또한, 종래의 냉방장치에서는 압축기에 주입되는 냉동유가 냉매가스와 함께 계통을 순환함에 따라 증발기의 효율을 저해하였고 전기 자동차와 같은 환경에서는 전력관리를 위해 차량의 정지나 저속 운전시 압축기 정지하는 등의 조치나 코어의 결빙이나 온도조절을 위해 냉방장치를 잠시 정지시에 실내온도가 급속도로 올라갈 수밖에 없었다. 하지만, 본원발명에서는 열전달 유체의 축냉 기능으로 인해 적정온도에서 잠시 압축기를 끄는 조치를 하여도 급격한 온도상승이 없어 에너지 절감 측면에서 매우 효율적이다.In addition, in the conventional cooling apparatus, the refrigerant injected into the compressor circulates along with the refrigerant gas, thereby deteriorating the efficiency of the evaporator. In an environment such as an electric vehicle, the compressor is stopped when the vehicle is stopped, The room temperature had to go up rapidly when the air conditioner was temporarily stopped for measures or core freezing or temperature control. However, in the present invention, due to the cooling function of the heat transfer fluid, even if the compressor is temporarily turned off at an appropriate temperature, there is no rapid temperature rise, which is very efficient in terms of energy saving.

본 발명에서 상기 열전달 유체로 물을 비롯한 다양한 물질을 사용할 수 있으나, 언급한 바와 같이 상기 증발기(126)의 흡열시 표면온도가 -60℃까지 떨어짐에 따라 0℃ 이하의 온도에서도 동결되지 않는 물질을 사용할 필요가 있다. 또한, 수용부(111) 내부에 충진된 열전달 유체가 비교적 장기간 동안 교체되지 않고 사용됨에 따라 물질에 따라서는 세균증식 및 변질의 가능성이 크므로 본 발명에서 바람직하게는 넓은 상변이 온도범위를 갖고 쉽게 변질되지 않으며 안정한 특성의 프로필렌글리콜을 주재료로 사용하게 된다. 이때 상기 프로필렌글리콜을 순수하게 사용하거나 필요에 따라서는 물과 일정 비율로 섞어 사용하는 것도 가능하다.The heat transfer fluid may be water or other various materials. However, as mentioned above, when the surface temperature of the evaporator 126 is decreased to -60 ° C during the heat absorption, the material that is not frozen at a temperature of 0 ° C or lower Need to use. Further, since the heat transfer fluid filled in the accommodating portion 111 is used without being replaced for a relatively long period of time, the possibility of bacterial growth and deterioration is great depending on the material, so that the present invention preferably has a wide upper- Propylene glycol which is not deteriorated and has stable properties is used as a main material. At this time, the propylene glycol may be used purely or optionally mixed with water at a certain ratio.

즉 이러한 프로필렌글리콜은 일종의 부동액과 같은 기능을 통해 상변이 온도 범위를 조절하는 역할로 식용 재료와 함께 사용될 정도로 인체에 무해한 특징으로 인해 열전달 유체로서 매우 바람직한 재료이나, 이외에도 에틸렌글리콜이나 글리세린을 비롯하여 냉각수의 부동액 재료로 사용되는 다양한 재료를 사용함으로 동일한 효과를 얻을 수 있음은 당업자에게는 자명하다.In other words, such propylene glycol acts as a kind of antifreeze to regulate the temperature range of the phase, which is highly desirable as a heat transfer fluid due to its harmless nature to be used with edible materials. In addition, ethylene glycol, glycerin, It will be apparent to those skilled in the art that the same effect can be obtained by using various materials used as the antifreeze material.

이러한 열전달 유체는 사용용도 및 코어의 규격에 따라 그 용량이 달라질 수 있으나, 통상의 차량 냉·난방 용도에서 약 400cc 이하 수준으로 비교적 적은 양을 사용할 수 있으며 이 경우 약 500w 수준의 사용전력으로도 충분한 냉·난방이 가능하다.Such a heat transfer fluid may vary in capacity depending on the intended use and the standard of the core, but a relatively small amount can be used at a level of about 400 cc or less in a conventional vehicle cooling / heating application. In this case, It is possible to cool and heat.

즉 이론적으로 1ℓ의 물을 1℃ 상승시키기 위해서는 1㎉의 열량이 필요하므로, 500㏄의 물을 1℃ 상승시키기 위해서는 0.5㎉의 열량이 필요하게 된다. 이러한 원리를 통해 본 발명에서 약 400cc 이하 수준의 열 전달 유체를 사용하게 됨에 따라 이의 가열, 냉각을 위한 낮은 수준의 전력으로도 충분한 냉·난방이 이루어질 수 있는 것이다.In other words, theoretically, in order to raise 1 ° C of water by 1 ° C, a heat of 1 ° C is required. Therefore, to raise 500 ° C of water by 1 ° C, a heat of 0.5 ° C is required. As a result of using the heat transfer fluid at a level of about 400 cc or less in the present invention through this principle, sufficient cooling and heating can be achieved even with a low level of power for its heating and cooling.

마찬가지로 수용부(111) 내에 설치되는 증발기(126)의 형상 및 개수는 코어의 규격에 따라 상이할 수 있으며 첨부된 도면에서는 바람직한 실시예로 코일형태로 열전달 유체와의 접촉면적을 넓혀 열교환 효율을 높일 수 있는 형상을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않고 판형이나 여타의 형태로도 구성할 수 있다.Similarly, the shape and number of the evaporator 126 installed in the accommodating portion 111 may be different according to the size of the core. In a preferred embodiment of the present invention, the contact area with the heat transfer fluid is increased to increase the heat exchange efficiency However, the present invention is not limited to this, and it can be formed into a plate or other form.

또한, 상기 증발기(126)를 열전도성이 뛰어난 재질로 이루어지는 수용부(111) 외측에 붙이는 방식을 사용할 수도 있나, 본 발명의 실시예에서는 열효율을 높이기 위해서는 수용부(111)에 증발기(126)가 삽입될 수 있는 삽입공을 형성하고 이를 통해 증발기(126)가 상기 수용부(111) 내측에 삽입 설치하게 된다. 이 경우 상기 수용부(111) 내부에 수용된 열전달 유체가 누설되지 않도록 삽입공 및 삽입된 증발기(126) 사이에 단열 특성의 패킹재가 설치되고, 설치된 증발기(126)가 삽입공으로부터 이탈하지 않도록 수용부(111)와 연결되는 전후방향의 돌기나 지지턱 등이 구비될 필요가 있다.In the embodiment of the present invention, in order to increase thermal efficiency, an evaporator 126 is installed in the accommodating portion 111, and the evaporator 126 is attached to the accommodating portion 111, And an evaporator 126 is inserted into the receiving part 111 through the insertion hole. In this case, a packing material having an adiabatic characteristic is installed between the insertion hole and the inserted evaporator 126 so that the heat transfer fluid stored in the accommodating portion 111 is not leaked, and the evaporator 126, It is necessary to provide protrusions or supporting protrusions in the front-rear direction connected to the base 111.

상기 냉각부(122)의 나머지 구성인 압축기(123)와, 응축기(124)와, 팽창밸브(125)는 상기 코어(110)와 분리하여 통상의 냉방장치에 준하는 방식으로 구성될 수 있다.The compressor 123, the condenser 124, and the expansion valve 125, which are the remaining components of the cooling unit 122, may be configured in a manner similar to that of a conventional cooling system by being separated from the core 110.

또한, 상기 수용부(111) 외측으로는 가열 또는 냉각된 열전달 유체의 온기 또는 냉기가 상기 연결관(112) 및 방열판(113) 측으로 집중되고, 수용부(111) 외측으로 누설되는 것을 방지하여 열효율을 높이기 위한 단열체(130)가 구비된다.The warm or cool heat of the heat transfer fluid heated or cooled outside the housing part 111 is concentrated toward the connection tube 112 and the heat sink 113 and is prevented from leaking to the outside of the housing part 111, The heat insulating member 130 is provided.

즉 상기 단열체(130)는 합성수지를 비롯한 단열 특성의 다양한 소재를 활용하여 상기 수용부(111)를 덮어 열을 차단하게 된다.That is, the heat insulator 130 covers the receptacle 111 and blocks heat by using various materials having various heat insulating properties including synthetic resin.

이러한 구조는 첨부된 도면 1의 제1실시예와 같이 수용부(111)가 코어(110)의 어느 한쪽에 형성되는 방식으로 구성될 수도 있고, 첨부된 도면 2의 제2실시예와 같이 수용부(111, 111')가 코어(110)의 양쪽에 형성되어 상기 수용부(111, 111') 사이를 가로방향으로 연결하되 다수의 연결관(112) 내측으로 열전달 유체가 통과하도록 구성될 수 있다. 양 실시예는 수용부(111)의 개수에 차이가 있을 뿐 구성은 동일하며, 코어의 크기 및 설치환경을 반영하여 동일 구성을 통한 다양한 형태변형도 가능하다.The structure may be such that the receiving portion 111 is formed on one side of the core 110 as in the first embodiment of FIG. 1, 111 'may be formed on both sides of the core 110 to allow the heat transfer fluid to pass through the plurality of connection pipes 112 while connecting the storage portions 111, 111' in the lateral direction . In the above embodiments, the number of receiving portions 111 is different, but the configuration is the same, and various shapes can be modified through the same configuration reflecting the size of the core and the installation environment.

이와 함께 외부로부터 전원을 공급받아 난방 또는 냉방동작 제어를 하기 위해 전환부(141) 및 인터페이스부(142)를 갖춘 제어부(140)가 구비된다.In addition, a control unit 140 having a switching unit 141 and an interface unit 142 is provided for controlling the heating or cooling operation by receiving power from the outside.

상기 제어부(140)는 전원부(143)를 구비하여 상용전원을 공급받아 상기 전열수단(121) 및 냉각부(122)를 비롯하여 송풍팬(150)을 동작시키기 위한 적정 전압으로 조절하거나, 온도센서부(144)를 구비하여 열전달 매체나 코어(110)를 통과하여 송풍되는 공기의 온도를 측정할 수 있다.The control unit 140 includes a power supply unit 143 and receives commercial power to adjust the temperature of the blower fan 150 to an appropriate level to operate the heat transfer unit 121 and the cooling unit 122, The temperature of the air flowing through the heat transfer medium or the core 110 can be measured.

본 발명에서는 단일의 코어(110)을 통해 냉방과 난방용도로 함께 사용할 수 있게 되므로 상기 전환부(141)를 통해 상기 전열수단(121) 또는 냉각부(122)에 선택적으로 전력을 공급하여 냉방 또는 난방이 이루어지도록 한다.The present invention can be used for both cooling and heating through a single core 110 so that electric power is selectively supplied to the heat transfer means 121 or the cooling unit 122 through the switching unit 141, .

또한, 상기 인터페이스부(142)는 사용자로부터 난방 또는 냉방에 따른 선택과 동작신호를 입력받는 구성으로 장치의 On/Off, 기능선택을 비롯하여 원하는 실내온도 및 송풍량 등을 조절할 수 있도록 구성되며, 이를 통해 상기 제어부(140)는 선택된 모드 및 동작신호에 따라 상기 송풍팬(150) 및 전열수단(121)과 압축기(123)와 팽창밸브(125)를 개별제어하게 된다.In addition, the interface unit 142 is configured to receive a selection and an operation signal according to heating or cooling from a user, and to control a desired indoor temperature and a blowing amount, as well as on / off and function selection of the apparatus. The control unit 140 controls the blowing fan 150 and the heat transfer unit 121, the compressor 123, and the expansion valve 125 according to the selected mode and operation signal.

더불어 본 발명에서는 열효율을 극대화하고 저전력 운용을 위해 열전달 유체의 냉각시 상측으로부터 냉각이 이루어지도록 하고 가열시 하측으로부터 가열이 이루어지도록 하여 열전달 유체의 대류를 촉진하여 코어(110) 전체에 대한 빠른 열전달이 이루어지도록 구성할 수 있다.In addition, according to the present invention, the heat transfer fluid is cooled from the upper side in order to maximize thermal efficiency and low power operation, and heating is performed from the lower side during heating to promote convection of the heat transfer fluid, As shown in FIG.

또한, 앞서 언급한 바와 같이 상기 열전달 유체의 상변이 온도범위가 넓어 수용부(111)에서서 응결이나 기화가 이루어지지 않을 뿐 아니라 가열된 열전달 유체는 상기 송풍팬(150)을 통해 원활히 공기와 열교환이 이루어지게 됨에 따라 체적변화로 인한 내부압력 변화가 크지 않다. 하지만, 필요에 따라서는 수용부(111) 내부의 압력조절을 위해 설정된 압력에서만 개폐되는 밸브를 수용부(111) 상측에 설치하여 설정 압력 이상시 수용부(111) 내측의 공기의 배출이 이루어지도록 할 수도 있다.In addition, as described above, since the temperature range of the upper surface of the heat transfer fluid is so wide that no condensation or vaporization occurs in the accommodating portion 111, and the heated heat transfer fluid is smoothly exchanged with the air through the air blowing fan 150 The internal pressure change due to the volume change is not large. However, if necessary, a valve which is opened or closed only by a pressure set for controlling the pressure inside the accommodating portion 111 may be provided above the accommodating portion 111 so that the air inside the accommodating portion 111 may be discharged You may.

도 4는 본 발명의 제2 실시예의 전열수단 및 증발기의 설치모습을 나타낸 개념도, 도 5는 본 발명의 제2 실시예의 전열수단 및 증발기의 변형된 설치모습을 나타낸 개념도이다.FIG. 4 is a conceptual view showing a state in which the heat transfer means and the evaporator of the second embodiment of the present invention are installed, and FIG. 5 is a conceptual view showing a modified installation of the heat transfer means and the evaporator of the second embodiment of the present invention.

즉 상기 전열수단(121) 증발기(126)를 통해 각각 발생하는 열 또는 냉기를 효율적으로 열전달 유체에 공급하는 것도 중요하지만, 상기 송풍팬(150)을 통해 송풍되는 바람을 통해 열 또는 냉기를 효과적으로 실내 공간으로 전달하기 위해서는 비교적 좁은 형상의 상기 연결관(112)을 통해 열 또는 냉기가 코어(110) 전체로 빠르고 효율적으로 전달되는 것이 중요하다.That is, it is also important to efficiently supply the heat or cool air generated through the evaporator 126 of the heat transfer means 121 to the heat transfer fluid efficiently. However, the heat or the cool air can effectively flow through the wind blowing through the blowing fan 150 It is important that heat or cool air is transferred to the entire core 110 quickly and efficiently through the connection pipe 112 having a relatively narrow shape.

종래의 방식과 같이 보일러의 펌프나 냉매가스가 한 방향으로 코어 내부로 유체를 밀어주는 경우 원활히 열 또는 냉기가 상기 연결관(112)을 통해 쉽고 빠르게 확산 가능하나 본 발명의 실시예와 같이 별도의 순환수단 없는 경우 열전달 매체의 부분적인 온도차에 의한 대류를 통해 열 또는 냉기의 확산이 빠르고 효율적으로 이루어지게된다.When the pump or the refrigerant gas of the boiler pushes the fluid into the core in one direction as in the conventional system, heat or cool air can be easily and quickly diffused through the coupling pipe 112. However, In the absence of the circulation means, diffusion of heat or cool air is achieved quickly and efficiently through convection by partial temperature difference of the heat transfer medium.

즉 난방동작을 위한 전열수단은 수용부(111)의 하측에 설치하여 수용부(111) 하측에 수용된 열전달 유체를 먼저 가열하게 되고, 대류를 통해 상측으로 빠른 열확산이 이루어지며 코어 전체가 빠르게 가열된다.That is, the heat transfer means for the heating operation is installed on the lower side of the accommodating portion 111 to heat the heat transfer fluid stored under the accommodating portion 111 first, and the rapid thermal diffusion is performed upward through the convection, .

반대로 냉방동작을 위한 증발기는 수용부(111) 상측에 설치하여 상측에 수용된 열전달 유체를 먼저 냉각하게 되고, 대류를 통해 상측으로 빠른 냉기의 확산이 이루어지며 코어 전체가 빠르게 냉각된다.On the contrary, the evaporator for cooling operation is installed on the upper side of the accommodating part 111 to cool the heat transfer fluid stored in the upper side first, and quickly diffuses the cool air to the upper side through convection, and the whole core is cooled rapidly.

더불어 수용부(111)에 설치되는 상기 전열수단 및 증발기를 복수로 분할하여 초기에 복수의 전열수단(121) 또는 증발기(126)를 모두 사용하여 코어(110)를 빠르게 가열 또는 냉각하고 상기 온도센서부(144)를 통해 설정된 온도로 가열 또는 냉각이 되었다고 판단시 온도유지 내지는 실내 온도를 고려하여 위해 전열수단(121) 또는 증발기(126)가 부분적으로 동작하도록 개별제어가 이루어질 수 있다.The heat transfer means and the evaporator provided in the accommodating portion 111 are divided into a plurality of portions and the heat transfer means 121 or the evaporator 126 are all used at the beginning to quickly heat or cool the core 110, It is possible to individually control the heat transfer means 121 or the evaporator 126 so that the heat transfer means 121 or the evaporator 126 operates partially in consideration of the temperature holding or the room temperature.

이러한 열전달 유체의 대류 현상을 극대화하기 위하여 첨부된 도 4와 같이 한쪽 수용부(111) 내부 하측에는 전열수단(121)이 설치되고, 다른 쪽 수용부(111') 내부 상측에는 증발기(126)가 각각 설치될 수 있다.In order to maximize the convection phenomenon of the heat transfer fluid, a heat transfer means 121 is installed inside the one accommodating portion 111 and an evaporator 126 is provided inside the other accommodating portion 111 ' Respectively.

또한, 이를 변형하여 첨부된 도 5과 같이 양측의 수용부(111, 111') 모두 동일하게 상측으로 증발기(126)를 하측으로 전열수단(121)을 설치하여 온도유지 내지는 실내 온도를 고려하여 구비된 전열수단 및 증발기를 개별제어할 수 있다.As shown in FIG. 5, the evaporator 126 and the heat receiving means 121 may be disposed on the upper and lower sides of the receiving portions 111 and 111 ', respectively, The heat transfer means and the evaporator can be individually controlled.

도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 PTC 히터의 설치 모습을 나타낸 사시도이다.FIG. 6 is a perspective view illustrating the installation of the PTC heater according to the third embodiment of the present invention.

겨울철 실내 온도가 많이 낮아진 상태에서 본 발명을 통해 난방시, 열전달 유체를 통하 코어(110)의 전체적인 가열을 위해 약 3 ~ 4분까지의 예열시간이 소요될 수 있다. 이러한 예열시간에 따른 사용자의 불편함을 줄이기 위해 상기 송풍팬(150)과 코어(110) 사이에 설치되어 인가되는 전력을 통해 발열하는 PTC 히터(160)를 추가로 설치할 수 있다.In the present invention, in the state where the indoor temperature is significantly lowered in the winter, the preheating time of about 3 to 4 minutes may be required for heating the core 110 through the heat transfer fluid. The PTC heater 160 may be installed between the blower fan 150 and the core 110 to reduce the inconvenience of the user due to the preheating time.

앞서 언급한 바와 같이 PTC 히터(160)는 짧은 시간 높은 온도로 가열하여 초기 예열시간 동안 추위에 노출될 수 있는 사용자의 불편함을 줄이면서 빠른 예열을 지원하는 수단으로 전력소모가 비교적 높음에 따라 예열이 완료된 후에는 가동이 중지된다.As described above, the PTC heater 160 is a means for supporting a fast preheating while reducing the inconvenience of the user who can be exposed to the cold during the initial preheating time by heating to a high temperature for a short time. As the power consumption is relatively high, The operation is stopped.

이를 위해 상기 제어부(140)는 난방 모드에서 초기 구동시 설정된 시간, 즉 예열에 필요한 시간동안만 상기 PTC 히터(160)에 전력을 인가하도록 구성된다.To this end, the controller 140 is configured to apply power to the PTC heater 160 only for a predetermined time during the initial operation in the heating mode, that is, a time required for preheating.

도 8은 본 발명의 변형된 실시예에 따른 수용부의 내부모습을 나타낸 개념도 이다. 앞서 언급한 바와 같이 수용부(111)에 수용되는 열전달 유체의 양이 적어짐으로 냉방 또는 난방에 소요되는 전력이 줄어듦에 따라 열전달 유체의 양을 줄이기 위해 수용부(111) 내측에 돌출구조체(114)가 형성된 모습을 나타내고 있다.FIG. 8 is a conceptual view showing an inner appearance of a receiving portion according to a modified embodiment of the present invention. FIG. Since the amount of the heat transfer fluid accommodated in the accommodating portion 111 is reduced as described above, the protruding structure 114 is formed inside the accommodating portion 111 to reduce the amount of the heat transfer fluid as the power required for cooling or heating decreases, As shown in FIG.

즉 상기 전열수단(121) 및 증발기(125)가 코일형태로 수용부(111) 내측에 형성됨에 따라 이들의 중간 부분에 돌출구조체(114)를 위치함으로 돌출구조체(114)의 체적에 해당하는 열전달 유체의 양이 줄어들게 된다. 이러한 돌출구조체(114)는 수용부(111)의 사출시 일체로 성형할 수도 있으며, 별도의 구조물을 상기 수용부(111) 내측에 설치하는 방식으로 구성할 수 있다.That is, since the heat transfer means 121 and the evaporator 125 are formed inside the housing portion 111 in the form of a coil, the protruding structure 114 is located at an intermediate portion of the housing portion 111, The amount of fluid is reduced. The protruding structure 114 may be formed integrally with the receiving portion 111 when the receiving portion 111 is injected, or may have a separate structure disposed inside the receiving portion 111.

또한, 앞서 언급한 바와 같이 수용부(111)에 전열수단(121) 또는 증발기(125)가 선택적으로 설치되는 경우 전열수단(121) 또는 증발기(125)가 설치되지 않은 부분으로 수용부(111)의 일부 크기를 줄이는 방식으로 열전달 유체의 양을 줄이는 것이 가능하다.When the heat transfer means 121 or the evaporator 125 is selectively installed in the storage portion 111 as described above, the storage portion 111 may be formed at a portion where the heat transfer means 121 or the evaporator 125 is not installed. It is possible to reduce the amount of heat transfer fluid by reducing the size of the heat transfer fluid.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 다양하게 변형할 수 있다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어야 한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is evident that many alternatives, modifications and variations will be apparent to those skilled in the art without departing from the scope of the present invention. The scope of the invention should, therefore, be construed in light of the claims set forth to cover all such variations.

110: 코어 111: 수용부
112: 연결관 113: 방열판
114: 돌출구조체 121: 전열수단
122: 냉각부 123: 압축기
124: 응축기 125: 팽창밸브
126: 증발기 130: 단열체
140: 제어부 141: 전환부
142: 인터페이스부 143: 전원부
144: 온도센서부 150: 송풍팬
160: PTC 히터110: Core 111:
112: connector 113: heat sink
114: protruding structure 121:
122: cooling section 123: compressor
124: condenser 125: expansion valve
126: evaporator 130:
140: Control section 141:
142: interface section 143: power section
144: temperature sensor unit 150: blower fan
160: PTC heater

Claims (7)

코어(110)와 송풍팬(150)을 구비하는 실내 온도조절장치에 있어서,
좌우 측에 구비되며 대류를 통해 열을 확산시키는 열전달 유체가 수용되는 한 쌍의 수용부(111, 111')와, 상기 한 쌍의 수용부(111, 111') 사이를 가로방향으로 연결하되 내측으로 열전달 유체가 유입되는 다수의 연결관(112)과, 상기 연결관 사이마다 형성되는 다수의 방열판(113)을 구비하는 열전도성 금속재질의 코어(110);
한쪽 수용부(111)의 내측 하부에 설치되며 인가되는 전력을 통해 발열하여 열전달 유체를 가열하되 상하방향의 열전달 유체의 유동로를 형성하도록 코일형태로 이루어진 전열수단(121);
계통 내 냉매를 압축하는 압축기(123)와, 압축된 냉매를 액화시키는 응축기(124)와, 액화된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(125)와, 다른 쪽 수용부(111') 내측 상부에 설치되어 팽창된 냉매의 열교환을 통해 열전달 유체를 냉각하되 상하방향의 열전달 유체의 유동로를 형성하도록 코일형태로 이루어진 증발기(126)를 구비하는 냉각부(122);
상기 수용부(111) 외측을 감싸는 단열체(130);
냉방 또는 난방 모드의 선택 및 동작신호를 입력받는 인터페이스부(142)를 구비하며, 선택된 모드 및 동작신호에 따라 상기 송풍팬(150) 및 전열수단(121)과 압축기(123)와 팽창밸브(125)를 개별제어하되, 냉방모드 선택시 상기 냉각부(122)를 난방모드 선택시 상기 전열수단(121)을 각각 동작시키는 제어부(140); 로 이루어지고,
상기 수용부(111, 111‘) 내측에는 코일형태의 상기 전열수단(121) 및 증발기(126)의 중간 부분에 위치함으로 체적에 해당하는 열전달 유체양을 줄이는 돌출구조체(114)가 형성되며,
상기 수용부(111, 111’)는 전열수단(121)의 상측 및 상기 증발기(126)의 하측 부분으로 각각 일부 크기가 줄어들며 열전달 유체의 양을 줄이도록 구성되는 것을 특징으로 하는 코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치.
In a room temperature regulating device having a core (110) and a blowing fan (150)
A pair of receiving portions 111 and 111 'provided at left and right sides to receive a heat transfer fluid for diffusing heat through convection and a pair of receiving portions 111 and 111' A core 110 of a thermally conductive metal material having a plurality of connection tubes 112 through which heat transfer fluid flows, and a plurality of heat dissipation plates 113 formed between the connection tubes;
A heat transfer means 121 installed in a lower portion of the inside of the one accommodating portion 111 and having a coil shape for heating the heat transfer fluid to generate a heat transfer fluid flow in a vertical direction;
A condenser 124 for liquefying the compressed refrigerant, an expansion valve 125 for expanding the liquefied refrigerant and an expansion valve 125 for expanding the liquefied refrigerant are installed in the upper inside of the other accommodating portion 111 ' A cooling part 122 having a coil shaped evaporator 126 for cooling the heat transfer fluid through heat exchange of the expanded refrigerant and forming a flow path of the heat transfer fluid in the up and down directions;
An insulator 130 which surrounds the outside of the receptacle 111;
And an interface unit 142 for receiving a selection and an operation signal of a cooling or heating mode and controlling the blowing fan 150 and the heat transfer means 121 and the compressor 123 and the expansion valve 125 A control unit 140 for individually controlling the heating unit 121 when the cooling unit 122 is selected in the heating mode when the cooling mode is selected; Lt; / RTI >
A protruding structure 114 for reducing the amount of heat transfer fluid corresponding to the volume is formed inside the accommodating portions 111 and 111 'by being positioned at the middle portion of the coil-shaped heat transfer means 121 and the evaporator 126,
Wherein the housing part (111, 111 ') is configured to reduce the amount of the heat transfer fluid by being reduced in size to the upper side of the heat transfer means (121) and the lower part of the evaporator (126) Regulating device.
제1항에 있어서,
상기 송풍팬(150)과 코어(110) 사이에 설치되어 인가되는 전력을 통해 발열하는 PTC 히터(160)를 더 포함하고,
상기 제어부(140)는 난방 모드에서 초기 구동시 설정된 시간동안 상기 PTC 히터(160)에 전력을 인가하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치.
The method according to claim 1,
And a PTC heater (160) installed between the blower fan (150) and the core (110) and generating heat through electric power applied thereto,
Wherein the controller (140) is configured to apply power to the PTC heater (160) for a predetermined period of time during initial operation in a heating mode.
제1항에 있어서,
상기 열전달 유체는 프로필렌글리콜을 주재료로 하는 것을 특징으로 하는 코어 일체형 저전력 실내 온도조절장치.The method according to claim 1,
Wherein the heat transfer fluid comprises propylene glycol as a main material. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200062925A (en) * 2018-11-27 2020-06-04 주식회사 포시 Low power consumption cooling system with improved efficiency by using condensed water

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200300914Y1 (en) * 2002-10-02 2003-01-15 정규진 Monolithic movable an air conditioning system
KR200400067Y1 (en) * 2005-08-22 2005-11-02 김동주 Multi air conditioner without outdoor unit
KR101021642B1 (en) * 2009-04-14 2011-03-17 주식회사 필룩스 Heating and cooling apparatus
KR20110132944A (en) 2010-06-03 2011-12-09 한라공조주식회사 Air conditionor for an electrical vehicle with one piece type exchanger and method for controlling thereof
JP2012154567A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Toyota Industries Corp Air conditioning core

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200300914Y1 (en) * 2002-10-02 2003-01-15 정규진 Monolithic movable an air conditioning system
KR200400067Y1 (en) * 2005-08-22 2005-11-02 김동주 Multi air conditioner without outdoor unit
KR101021642B1 (en) * 2009-04-14 2011-03-17 주식회사 필룩스 Heating and cooling apparatus
KR20110132944A (en) 2010-06-03 2011-12-09 한라공조주식회사 Air conditionor for an electrical vehicle with one piece type exchanger and method for controlling thereof
JP2012154567A (en) * 2011-01-26 2012-08-16 Toyota Industries Corp Air conditioning core

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200062925A (en) * 2018-11-27 2020-06-04 주식회사 포시 Low power consumption cooling system with improved efficiency by using condensed water
KR102247995B1 (en) * 2018-11-27 2021-05-04 주식회사 포시 Low power consumption cooling system with improved efficiency by using condensed water

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