KR101866016B1

KR101866016B1 - 개방형 아키텍처를 갖는 hvac 모듈

Info

Publication number: KR101866016B1
Application number: KR1020160043927A
Authority: KR
Inventors: 제프리 찰스 킨마틴; 프라사드 쉬리파드 케이들; 밍유 왕; 드바쉬스 고쉬; 스티브 엠 지엘린스키; 샴수딘 누라니
Original assignee: 말레 인터내셔널 게엠베하
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2016-04-11
Publication date: 2018-06-08
Also published as: US20160303941A1; CN205601549U; EP3081410A3; EP3081410A2; US9724978B2; KR20160122645A

Abstract

적어도 2개의 인접한 공기 출구 및 공기 입구를 형성하는 하우징을 구비하는 개방형 아키텍처 HVAC 모듈이 개시된다. 증발기 및 히터 유닛은 하우징 내에 배치된다. 찬 공기 챔버가 증발기와 히터 유닛 사이에 형성되고, 뜨거운 공기 챔버가 히터 유닛 하류에 형성된다. 구획부는 2개의 인접한 공기 출구 사이의 하우징의 내부면으로부터 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버 내로 연장된다. 구획부는 증발기 및 히터 유닛으로부터 이격된다. 구획부는 제1 출구와 유체 연통하는 제1 혼합 챔버 및 제2 출구와 유체 연통하는 제2 혼합 챔버를 형성하도록 하우징과 협동한다. 혼합 밸브가 각각의 혼합 챔버 내에 배치된다. 혼합 밸브는 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버로부터 공기 출구로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성된다.

Description

개방형 아키텍처를 갖는 HVAC 모듈{AN HVAC Module HAVING AN OPEN ARCHITECTURE}

본 발명은 승용 차량용 가열, 통풍 및 공기 조화(HVAC) 모듈, 더 구체적으로 차량의 객실 내의 다중 온도-제어식 구역에 조절된 공기를 제공하도록 구성된 HVAC 모듈에 관한 것이다.

전통적인 자동차는 차량의 객실 내의 전방 점유자에게 조절된 공기를 제공하도록 설계된 단일 온도-제어식 구역 공기 조화 시스템을 구비한다. 차량의 크기가 증가하고 차량 점유자가 더 고급스러운 특징을 요구할수록, 다중 온도-제어식 구역을 제공할 수 있는 공기 조화 시스템, 또는 다중-구역 공기 조화 시스템이 더욱 유행하게 되었다. 다중-구역 공기 조화 시스템은 운전자, 전방 승객, 그리고 후방 좌석 승객도 그들 각각의 구역 내의 온도의 개별적인 제어를 가능하게 하고, 이에 의해 각각의 구역 내의 점유자의 안락함을 최대화한다. 교외 다용도 차량(SUV) 및 미니-밴 등의 대형 차량은 객실 내에 네 개까지 또는 더 많은 구역을 구비할 수 있다. 예로서, 미니-밴의 객실은 네 개의 개별 구역으로 분할될 수 있고, 운전자 공간은 구역 1일 수 있고, 전방 승객 공간은 구역 2일 수 있고, 제2 열 좌석 공간은 구역 3일 수 있고, 및 제3 열 좌석 공간은 구역 4일 수 있다.

단일 구역 공기 조화 시스템에 대한 전통적인 가열, 통풍 및 공기 조화(HVAC) 모듈은 일반적으로 소정의 유형의 차량 내의 이용 가능한 공간량을 최적으로 이용하고 또한 해당 공간의 형상에 맞춰지도록 설계된다. 다중 구역에 대한 온도 제어 제공성을 갖는 HVAC 모듈은 정확한 개수의 구역에 대해 구체적으로 설계, 설치, 및 제작된다. 다중 구역 HVAC 모듈에 대한 생산량은 전형적으로 단일 또는 이중 구역 모듈에 대한 생산량보다 훨씬 적다. 따라서, 매우 적은 수의 차량에 대해 이러한 다중 구역 HVAC 모듈을 설계하는 것은 훨씬 더 고가이다. 게다가, 추가적인 온도-제어식 구역을 달성하기 위해 완전히 상이한 HVAC 모듈을 만들도록 하는 것은 일반적으로 제조 셀 및 제조 공정에 지장을 줄 것이다.

전통적인 다중 구역 HVAC 모듈은 조절된 기류의 다중 스트림을 제공하기 위해 HVAC 모듈 내의 각각의 열 교환기까지 연장되는 구획 벽을 사용한다. 기류의 이들 다중 스트림은 관련된 객실 내의 다중-구역 기후 조절을 달성하는데 사용된다. 구역의 개수가 많을수록 더 많은 개수의 구획 벽이 요구되고, 더 넓은 크기의 열 교환기가 요구된다. 그러나, 다중 구역 HVAC 모듈은 단일 구역 HVAC 모듈이 적절했었을 위치의 제한된 크기 및 형상과 맞춰져야만 하고, 이에 의해 어떠한 여분의 공간도 사용하지 않고 부가 기능이 추가될 것을 요구한다. 작동 성능 및 패키징 제한으로 인해, 2개의 개별적인 이중 HVAC 모듈이 대형 차량 내에 가끔씩 채용되는데, 여기서 하나의 2구역 모듈이 차량 대쉬의 영역에 설치되고, 다른, 1구역 또는 2구역 HVAC 모듈은 트렁크의 영역에 설치된다.

그러나, 하나가 대쉬 아래에 그리고 다른 하나가 트렁크에 설치되는 전통적인, 구획형, 이중 HVAC 모듈의 구현예는 번거롭고 고가이다. 예를 들어, 이중 HVAC 모듈은 호스트 차량 내의 과도한 패키징 공간, 추가 공기 덕트, 추가 라인 및 피팅, 추가 냉매, 추가 냉각수, 추가 질량, 더 높은 작동 소음 레벨, 더 높은 비용 및 흔히 상승된 품질 및 보증 이슈로 이어지는 증가된 시스템 복잡성을 요구할 수 있다. 이러한 시스템은 압축기, 워터 펌프, 응축기, 교류 발전기, 라인 셋(line set), 및 덕트와 같이 대형 지지 구성요소 및 추가적인 에너지를 요구한다. 결과로서, 이중 모듈 접근법은 증가된 차량 연료 소모 및 증가된 배기 배출물을 발생시킨다. 이들 항목 모두는 전체 차량 가격 및 작동 비용에 크게 기여한다.

상술된 바에 기초하여, 승용 차량에 대해 다중 온도-제어식 구역을 제공할 수 있는 HVAC 모듈에 대한 요구가 있으며, HVAC 모듈은 차량의 대쉬 내에 존재하도록 충분히 소형이다.

본 개시내용은 공기 입구 및 적어도 2개의 인접한 공기 출구를 형성하는 하우징을 구비한 개방형 아키텍처 HVAC 모듈을 제공한다. 제1 열 교환기는 공기 입구 하류의 하우징 내에 배치되고 제2 열 교환기는 제1 열 교환기의 하류의 하우징 내에 배치된다. 찬 공기 챔버는 제1 열 교환기와 제2 열 교환기 사이의 하우징 내에 형성되고, 뜨거운 공기 챔버는 제2 열 교환기와, 제2 열 교환기 하류의 하우징의 내부면 사이의 하우징 내에 형성된다. 구획부는 2개의 공기 출구 사이의 하우징의 내부면으로부터 제1 공기 챔버 및 제2 공기 챔버 내로 연장하고, 구획부는 제1 공기 출구 및 제2 공기 출구 각각이 제1 공기 챔버 및 제2 공기 챔버 모두와 유체 연통하도록 제1 열 교환기 및 제2 열 교환기로부터 이격된다. 구획 벽은 제1 구획 벽의 일 측 상에서 제1 출구와 유체 연통하는 제1 혼합 챔버 및 제1 구획 벽의 다른 측 상에서 제2 출구와 유체 연통하는 제2 혼합 챔버를 형성하도록 하우징과 협동한다. 양쪽 혼합 챔버는 제1 공기 챔버 및 제2 공기 챔버와 유체 연통한다. 혼합 밸브가 혼합 챔버 각각 내에 배치되고, 혼합 밸브는 제1 공기 챔버 및 제2 공기 챔버로부터 제1 공기 출구로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성된다.

본 발명의 또 다른 양태에서, 공기 입구, 제1 출구를 갖는 제1 혼합 챔버, 및 제2 출구를 갖는 제2 혼합 챔버를 형성하는 하우징을 구비한 HVAC 모듈이 제공된다. 제1 혼합 밸브는 제1 혼합 챔버 내에 배치되고 제2 혼합 밸브는 제2 혼합 챔버 내에 배치된다. 증발기가 공기 입구 하류의 하우징 내에 배치되고 히터 유닛이 증발기 하류의 하우징 내에 배치된다. 하우징은 증발기의 바로 하류에 찬 공기 챔버 및 히터 유닛의 바로 하류에 뜨거운 공기 챔버를 형성한다. 제1 및 제2 혼합 밸브는 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버로부터 제1 및 제2 공기 출구로 각각 기류를 선택적으로 안내하도록 구성된다. HVAC 모듈은 입구로부터 적어도 하나의 출구로 하우징을 통해 기류를 유도하기 위해 필요한 단 하나의 송풍기 조립체를 요구한다.

개선된 HVAC 모듈의 이점은, 차량 점유자에 대한 공기의 조절을 위해 열 교환기의 더 높은 전체 설비 가동률, 하나 이상의 구역으로의 온도 제어된 공기 제공성, 하나 이상의 구역으로의 가변 기류 제공성, 임의의 하나의 구역으로의 과냉각 또는 과열 제공성, 및 오직 단일 송풍기 조립체를 요구하는 능력을 포함하지만, 이에 제한되지 않는다.

본 발명으로서 간주되는 발명 대상은 상세한 설명의 결론부의 청구항에서 특히 지시되고 분명하게 주장된다. 본 발명의 상기 특징 및 장점과 다른 특징 및 장점은 첨부 도면과 함께 취해지는 이하의 상세한 설명으로부터 명백하다.

도 1은 종래 기술의 HVAC 모듈의 단순화된 사시도.
도 2는 도 1의 HVAC 모듈의 특징을 구체화한 종래 기술의 HVAC 모듈.
도 3은 본 발명의 개선된 HVAC 모듈의 단순화된 사시도.
도 4는 도 3의 HVAC 모듈의 특징을 구체화한 개선된 HVAC 모듈의 실시예.
도 5는 도 4의 개선된 HVAC 모듈의 부분적인 절결 사시도.

HVAC 모듈을 제조 및 사용을 개시하는 이하의 문헌, Kinmartin 등에 허여되고 발명의 명칭이 "추가 다중 구역 서브-어셈블리를 구비한 가요성 모듈"인 미국 특허 번호 제 US 7,832,464 B2 호, Stevenson 등에 허여되고 발명의 명칭이 "차량 공기 조화 모듈용 기류 제어"인 된 미국 특허 번호 제 US 7,174,918 B2호, Auer 등에 허여되고 발명의 명칭이 "모듈형 인서트를 구비한 HVAC"인 미국 특허 번호 제 US 6,772,822 B2호, Pawlak III에 허여되고 발명의 명칭이 "개선된 가열 및 제상 성능을 위한 차량 가열 통풍 및 공기 조화 모듈"인 미국 특허 번호 제 US 6,547,152 B1호, McLaughlin 등에 허여되고 발명의 명칭이 "개선된 공기 혼합을 갖는 자동차 가열, 통풍 및 공기 조화 모듈"인 미국 특허 번호 제 US 6,368,207 B1호, Murata 등에 허여되고 발명의 명칭이 "공기 조화 시스템"인 미국 특허 번호 제 US 5,983,657호, 및 Trill에 허여되고 발명의 명칭이 "HVAC 모듈용 기류 제어 밸브"인 미국 특허 번호 제 US 5,228,475호는 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 통합된다.

자동차의 객실 내의 다중 온도 제어식 구역에 조절된 공기를 제공하도록 구성된 종래 기술의 HVAC 모듈(100)이 도 1 및 도 2에 도시된다. 도 1은 종래 기술의 HVAC 모듈(100)의 주 특징 및 작동 설명의 명확성을 위해 종래 기술의 HVAC 모듈(100)의 단순화된 도면을 나타낸다. 도 2는 도 1에 도시된 특징을 포함하는 공지된 종래 기술의 HVAC 모듈(100)을 도시한다. 실제, 유사한 구성요소에 대한 참조 번호가 도 1 및 도 2에 공통으로 사용된다. 도시된 종래 기술의 HVAC 모듈(100)는 네 개(4)의 개별적인 온도 제어식 구역에 조절된 공기를 제공하도록 구성된다. 제1 구역은 운전자 공간의 구역일 수 있고, 제2 구역은 전방 승객의 구역일 수 있고, 제3 구역은 승객 착석 공간의 제2 열의 구역일 수 있고, 제4 구역은 미니밴과 같은 대형 차량의 승객 착석 공간의 제3열의 구역일 수 있다. 대체예로서, 제3 및 제4 구역은 좌측 및 우측 후방 착석 공간의 구역일 수 있다.

종래 기술의 HVAC 모듈(100)은 공기 스트림을 냉각하기 위한 증발기(104) 등의 제1 열 교환기(104), 및 공기 스트림을 가열하기 위한 히터 유닛(106) 등의 제2 열 교환기(106)를 포함하는 HVAC 하우징(102)을 구비한다. HVAC 하우징(102)의 내부 체적은 네 개의 구역 각각에 맞춤 조절된 공기를 제공하기 위해 수직 및 수평 구획 벽(108, 110)에 의해 네 개(4) 개별적이고 별개인 혼합 챔버(112, 114, 116, 118)로 구획된다. 구획 벽(108, 110)은 열 교환기(104, 106)를 통해 연장되고, 열 교환기(104) 각각을 효과적으로 사분면으로 구획한다. 구획 벽(108, 110)은 네 개의 공기 혼합 챔버(112, 114, 116, 118)를 형성하도록 HVAC 하우징(102)과 협동하고 각각의 구역에 대해 조절된 공기를 이송하도록 HVAC 모듈(100)을 통과하는 관련 통로와 협동한다. 혼합 밸브(124a, 124b, 124c, 124d)는 각각의 구역에 의해 제어되어 바람직한 온도를 갖는 조절된 공기를 제공하기 위해 각각의 열 교환기(104)로부터 배출되는 공기를 선택적으로 혼합하도록 각각의 혼합 챔버 내에 배치된다.

종래 기술의 HVAC 모듈(100)은 각각의 구역으로 조절되어 이동될 공기를 HVAC 모듈(100)로 흡인하기 위해 2개의 개별 송풍기(120, 122)를 요구한다. 제1 송풍기(120)는 HVAC 모듈(100)의 상부로 공기를 흡인하고 공기를 제1 및 제2 구역으로 전달하도록 제공되고, 제2 송풍기(122)는 HVAC 모듈(100)의 저부로 공기를 흡인하고 공기를 제3 및 제4 구역으로 전달하도록 제공된다. 각각의 구역으로의 기류의 질량 유량 및 속도는 각각의 구역에 대해 통풍 출구 내에 구비된 송풍기 속도 및 수동 기류 밸브들의 조합에 의해 제어될 수 있다. 일반적으로, 전방의 2개의 구역은 동일한 기류를 가질 수 있고, 후방의 2개의 구역은 HVAC 모듈(100)을 나가는 동일한 기류를 가질 수 있다.

네 개의 혼합 챔버(112, 114, 116, 118) 각각은 특정 구역 전용이고, 각각의 구역은 열 교환기(104, 106) 각각의 사분면만을 이용한다. 열 교환기(104, 106)는 열 교환기(104, 106) 각각의 코어의 사분면을 통과하는 공기가 각자의 열 교환기의 다른 사분면을 통과하는 공기와 교차 연통하지 않는 방식으로 구획된다. 구획 벽(108)은 열 교환기(104)까지 그리고 열 교환기(104, 106)를 통해 연장되고, 또는 열 교환기(104, 106)는 하나의 구역으로부터 다른 구역으로 기류가 교차하는 것을 방지하기 위해 사분면들 사이의 경계부를 나타내는 코어의 공간 내의 매스틱(mastic) 실러를 사용함으로써 또는 핀(fin)을 고립시킴으로써 구획될 수 있다.

조절된 공기를 네 개의 개별 온도 조절식 구역으로 제공하기 위해 네 개의 혼합 챔버(112, 114, 116, 118)를 갖는 공지된 종래 기술의 HVAC 모듈(100)의 단면도가 도 2에 도시된다. 제1 및 제3 챔버(112, 116) 만이 도시되며, 제2 및 제4 챔버(114, 118)는 수직 구획 벽(108) 뒤에 숨겨진다. 도 2를 참조하면, 전방 승객 영역, 구역 1, 및 제2 열 착석, 구역 3으로 독립적인 기류 체적을 제공하기 위해, 증발기(104)는 수평 구획 벽(110)에 의해 전방 및 후방 구역으로 구획된다. 구획 벽(108, 110)은 상술된 바와 같이 양쪽 열 교환기(104, 106)까지 연장되고 이들을 구획할 수 있다.

각각의 열 교환기(104, 106)의 각각의 섹션은 특정 구역에만 전용되기 때문에, 이에 의해 열 교환기(104, 106), 특히 증발기(104)의 비효율적인 사용이 발생된다. 히터 유닛(106) 및 증발기(104)의 코어 모두는 현저한 냉각을 임의의 한 구역으로 즉시 제공하기 위해 단일 구역 HVAC 모듈을 위한 각각의 열 교환기(104, 106)의 코어에 비해 더 커져야 될 수 한다. 구역들 사이의 냉각 수요 사이에 큰 차이가 있는 기간 동안, 증발기(104)의 코어의 구획부들 사이의 불균일한 요구는 증발기(104)가 비효율적으로 작동하게 할 수 있다. 예를 들어, 요구 냉각이 증발기(104)의 제3 및/또는 제4 구역에 대해 낮은 경우, 이는 이들 구역과 관련된 증발기(104)의 코어의 아이싱(icing)을 발생시킬 수 있다. 증발기(104)의 아이싱은 증발기(104)의 코어를 가로지르는 냉매의 잘못된 분배를 발생시키고, 이에 의해 증발기(104)는 불균일한 냉각을 제공하여 비효율적으로 동작할 수 있다. 후방 구역으로부터 기류가 요구되지 않을 때에도, 아이싱 문제에 대응하기 위해 기류의 최소량을 유지하는 것이 알려져 있다. 열 교환기(104)를 통과하는 완전한 구획 벽을 제조하는 어려움으로 인해, 상이한 구역들 사이에 기류 분리를 달성하는 것이 매우 어렵다는 점 또한 알려져 있다. 마지막으로, 증발기(104)의 코어의 제한된 사용은 증발기(104)의 열 전달 효율을 감소시키고 냉동 시스템에 대한 높은 비가역성을 발생시켜 높은 전력 소모 및 그린 하우스 가스 방출(Green House Gas emission)로 이어진다.

개방형 아키텍처를 갖는 개선된 HVAC 모듈(200)이 도 3 및 도 4에 도시된다. 도 3은 개선된 HVAC 모듈(200)의 특징 및 작동의 설명의 명확성을 위해 개선된 HVAC 모듈(200)의 단순화된 도면을 나타낸다. 도 4는 개선된 HVAC 모듈(200)의 실시예를 도시한다. 실제, 유사한 구성요소에 대한 참조 번호가 도 3 및 도 4에서 공통으로 사용된다. 용어 "상부" 및 "하부"는 제한적이도록 의도되지 않으나, 도면에 관한 특징부의 위치를 참조하기 위해 사용되는 점에 유의해야 한다.

개방형 아키텍처 HVAC 모듈은, 부분적으로는, 열 교환기(204, 206)의 코어가 HVAC 하우징(202)의 내부 구획 벽(208, 210)에 의해 전용 구역으로 구획되지 않고, 각각의 열 교환기(204, 206)의 코어를 통과하는 기류의 일부 또는 전부가 혼합 밸브(224a, 224b, 224c, 224d)에 의해 차단되어 임의의 하나 이상의 구역으로 안내되는 것을 의미한다. 즉, 각각의 열 교환기(204, 206)의 코어의 일부만이 아니라, 각각의 열 교환기(204, 206)의 전체 코어가 항상 하나 이상의 구역으로 기류를 조절하도록 사용될 수 있다. 상술된 종래 기술의 HVAC 모듈(100)과 달리, 본 발명의 개방형 아키텍처 HVAC 모듈(200)은 어느 하나의 구역의 과냉각 또는 과열을 가능하게 하고, 또는 상이한 온도 공기의 다중 구역으로의 전달을 가능하게 한다. 과냉각 또는 과열은 히터 유닛(206) 또는 증발기(204)의 코어를 나가는 기류 전체 질량(기류의 100%)을 다중 구역 중 임의의 하나로 안내함으로써 달성된다.

개선된 HVAC 모듈(200)은 증발기(204), 및 증발기(204)로부터 이격되고 증발기 하류의 히터 유닛(206)을 포함하는 HVAC 하우징(202)을 구비한다. 찬 공기 챔버(226)가 증발기(204)와 히터 유닛(206) 사이의 HVAC 하우징(202)에 형성되고, 뜨거운 공기 챔버(228)가 히터 유닛(206)과, 히터 유닛(206) 하류의 HVAC 하우징(202)의 내부면 사이에 형성된다. 증발기(204)를 통과한 기류는 찬 공기 챔버(226)로 직접 배출되고 히터 유닛(206)을 통과한 기류는 뜨거운 공기 챔버(228)로 직접 배출된다. HVAC 하우징(202)은 공기 입구와 네 개의 공기 출구(230, 232, 234, 236)를 형성하고, 온도 제어된 공기를 각각의 구역으로 공급하기 위해 하나의 공기 출구가 온도 제어식 구역의 각각에 대해 형성된다.

상부 수직 구획 벽(208), 또는 제1 구획 벽(208)은 제1 출구(230)와 제2 출구(232) 사이의 HVAC 하우징(202)의 내부면으로부터 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버(226, 228) 내로 부분적으로 연장된다. 상부 수직 구획 벽(208)은, 상부 수직 구획 벽(208)의 일 측 상의 제1 공기 출구(230)와 유체 연통하는 제1 혼합 챔버(212) 및 상부 수직 구획 벽(208)의 다른 측 상의 제2 공기 출구(232)와 유체 연통하는 제2 혼합 챔버(214)를 형성하도록, HVAC 하우징(202)의 상부 부분과 협동한다. 유사하게, 하부 수직 구획 벽(210), 또는 제2 구획 벽(210)은 제3 출구(234)와 제4 출구(236) 사이의 HVAC 하우징(202)의 내부면으로부터 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버(226, 228) 내로 부분적으로 연장된다. 하부 수직 구획 벽(210)은 HVAC 하우징의 하부 부분과 협동하여, 하부 수직 구획 벽(210)의 일 측 상의 제3 공기 출구(234)와 유체 연통하는 제3 혼합 챔버(216) 및 하부 수직 구획 벽(210)의 다른 측 상의 제4 공기 출구(236)와 유체 연통하는 제4 혼합 챔버(218)를 형성한다.

개선된 HVAC 모듈(200)은 종래 기술의 HVAC 모듈(100)에 의해 요구되는 수평 구획 벽을 포함하지 않는 점에 유의해야 한다. 또한, 수직 구획 벽(208, 210)은 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버(226, 228) 내로 부분적으로만 연장되고 증발기(204) 및 히터 유닛(206)으로 또는 이들을 통해 연장되지 않는 점에 유의해야 한다. 혼합 챔버(212, 214, 216, 218) 각각은 찬 공기 챔버(226) 및 뜨거운 공기 챔버(228) 모두와 유체 연통된다. 네 개의 혼합 챔버(212, 214, 216, 218)의 각각에는, 찬 공기 챔버(226) 및 뜨거운 공기 챔버(228)로부터의 기류의 적어도 일부를 각각의 출구(230, 232, 234, 236)로 선택적으로 전환시키도록 구성되는 혼합 밸브(224a, 224b, 224c, 224d)가 배치된다. 도 1 및 도 2에 도시된 종래 기술의 HVAC 모듈(200)의 이중 송풍기 요구 조건과 달리, 다중 구역까지 개선된 HVAC 모듈(200)을 통해 공기를 유도하기 위해 단일 송풍기(220) 만이 요구된다.

도 4 및 도 5에 도시된 개방형 아키텍처 HVAC 모듈(200)의 실시예는 공기 입구(201)를 형성하는 HVAC 하우징(202), HVAC 하우징(202)의 상부 부분에 인접한 제1 구역 출구(230) 및 제2 구역 출구(232), HVAC 하우징(202)의 하부 부분에 인접한 제3 구역 출구(234) 및 제4 구역 출구(236), 제1 및 제2 혼합 챔버(212, 214)를 분리하는 상부 구획 벽(208), 및 제3 및 제4 혼합 챔버(216, 218)를 분리하는 하부 구획 벽(210)을 포함한다. 제2 및 제4 구역 출구는 각각 상부 구획 벽(208) 및 하부 구획 벽(210) 뒤에 숨겨지고, 따라서 도 4에 도시되지 않는다. 제1 구역 출구의 하류에는 공기를 윈드실드로 전달하기 위한 제1 모드 밸브(238), 공기를 대쉬로 전달하기 위한 제2 모드 밸브(240), 및 공기를 운전자의 발로 전달하기 위한 제3 모드 밸브(242)가 도시된다. 제3 혼합 챔버(234)의 하류에는 기류를 후방 승객의 몸 또는 발로 전달하기 위한 모드 밸브(미도시)가 존재할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 증발기(204)는 HVAC 하우징(202) 내의 히터 유닛(206)의 상류로부터 이격되어 배치된다. 찬 공기 챔버(226)는 증발기(204)와 히터 유닛(206) 사이의 HVAC 하우징(202)의 체적에 의해 형성되고, 뜨거운 공기 챔버(228)는 히터 유닛(206)과, 히터 유닛(206) 하류의 HVAC 하우징(202)의 내부면의 일부 사이의 HVAC 하우징(202)의 체적에 의해 형성된다. 단일 송풍기 조립체(220)는 개별 구역으로 조절되어 이송될 HVAC 모듈(200) 내의 공기를 흡인하도록 제공된다. 각각의 구역으로의 기류의 질량 유량 및 속도는 각각의 구역에 대해 통풍 출구 내에 구비된 송풍기의 속도 및 기류 제어 밸브의 조합에 의해 제어될 수 있다. 송풍기 조립체(220)는 차량 외부의 공기의 스트림 또는 차량 내의 재생 공기의 스트림을 흡인할 수 있다.

각각의 챔버의 온도 혼합 밸브(224a, 224b, 224c, 224d)는 바람직한 온도를 구역으로 제공하기 위해, 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버(226, 228)로부터, 뜨거운 공기 스트림 및 찬 공기 스트림 중 하나, 또는 양쪽의 조합을 선택적으로 차단할 수 있다. 혼합 이후 구역의 특정 기류 속도 제어는 송풍기, 현재 구역의 흐름 제어 밸브, 및 다른 구역의 흐름 제어 밸브의 균형의 조정에 의해 달성된다. 이 개방형 아키텍처의 이익은 히터 유닛(206) 및 증발기(204)의 전체 성능이 구역 중 어느 하나에 대해 공기를 조절하고 또한 가변 기류를 구역을 제공하도록 이용될 수 있다는 점이다. 다른 이익은 기류 제어 밸브를 선택적으로 개폐함으로써, 열 교환기(204, 206)를 통과하는 전체 기류가 구역 중 어느 하나로 안내될 수 있다는 점이다. 모드 밸브는 구역의 하나의 기류의 100 퍼센트를 제상 통풍구, 승객 송풍구, 또는 플로어 출구 중 하나로 안내하도록 조정될 수 있다.

본 발명은 오직 제한된 개수의 실시예와 관련되어 상세히 설명되었으나, 본 발명은 이러한 개시된 실시예로 한정되지 않는 점이 쉽게 이해되어야 한다. 오히려, 본 발명은 지금까지 설명되지 않은 임의의 개수의 변형예, 개조예, 대체예 또는 등가 배열체를 통합하도록 수정될 수 있지만, 이들은 본 발명의 사상 및 범위에 부합하는 것이다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었으나, 본 발명의 양태들은 설명된 실시예들의 오직 일부만을 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다. 따라서, 본 발명은 이상의 설명에 의해 한정되는 것으로 이해되지 않는다.

Claims

HVAC 모듈이며,
공기 입구, 제1 공기 출구, 및 상기 제1 공기 출구에 인접한 제2 공기 출구를 형성하는 하우징,
상기 공기 입구 하류의 상기 하우징 내에 배치되는 제1 열 교환기,
상기 제1 열 교환기 하류의 상기 하우징 내에 배치되는 제2 열 교환기,
상기 제1 열 교환기와 상기 제2 열 교환기 사이의 상기 하우징 내에 형성되는 제1 공기 챔버,
상기 제2 열 교환기와, 상기 제2 열 교환기 하류의 상기 하우징의 내부면 사이의 상기 하우징 내에 형성되는 제2 공기 챔버,
상기 제1 공기 출구와 상기 제2 공기 출구 사이의 상기 하우징의 내부면으로부터 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버 내로 연장하는 제1 구획부를 포함하고,
상기 제1 구획부는, 상기 제1 공기 출구 및 상기 제2 공기 출구 각각이 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버 모두와 유체 연통하도록 상기 제1 열 교환기 및 상기 제2 열 교환기로부터 이격되는, HVAC 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 구획 벽은, 상기 제1 구획 벽의 일 측 상에서 상기 제1 공기 출구와 유체 연통하는 제1 혼합 챔버 및 상기 제1 구획 벽의 다른 측 상에서 상기 제2 공기 출구와 유체 연통하는 제2 혼합 챔버를 형성하도록 상기 하우징과 협동하고, 상기 제1 및 제2 혼합 챔버 각각은 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버 모두와 유체 연통하는, HVAC 모듈.
제2항에 있어서,
상기 제1 혼합 챔버 내에 배치되는 제1 혼합 밸브를 더 포함하고, 상기 제1 혼합 밸브는 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버로부터 상기 제1 공기 출구로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제3항에 있어서,
상기 제2 혼합 챔버 내에 배치되는 제2 혼합 밸브를 더 포함하고, 상기 제2 혼합 밸브는 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버로부터 상기 제2 공기 출구로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제4항에 있어서,
상기 하우징은 제3 공기 출구, 및 상기 제3 공기 출구에 인접한 제4 공기 출구를 더 형성하는, HVAC 모듈.
제5항에 있어서,
상기 제3 공기 출구와 상기 제4 공기 출구 사이의 상기 하우징의 내부면으로부터 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버 내로 연장되는 제2 구획부를 더 포함하는, HVAC 모듈.
제6항에 있어서,
상기 제2 구획부는, 상기 제3 공기 출구 및 상기 제4 공기 출구 각각이 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버 모두와 유체 연통하도록 상기 제1 열 교환기 및 상기 제2 열 교환기로부터 이격되는, HVAC 모듈.
제7항에 있어서,
상기 제2 구획 벽은, 상기 제2 구획 벽의 일 측 상에서 상기 제3 공기 출구와 유체 연통하는 제3 혼합 챔버 및 상기 제2 구획 벽의 다른 측 상에서 상기 제4 공기 출구와 유체 연통하는 제4 혼합 챔버를 형성하도록 상기 하우징과 협동하고, 상기 제3 및 제4 혼합 챔버는 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버와 유체 연통하는, HVAC 모듈.
제8항에 있어서,
상기 제3 혼합 챔버 내에 배치되는 제3 혼합 밸브를 더 포함하고, 상기 제3 혼합 밸브는 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버로부터 상기 제3 공기 출구로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제9항에 있어서,
상기 제4 혼합 챔버 내에 배치되는 제4 혼합 밸브를 더 포함하고, 상기 제4 혼합 밸브는 상기 제1 공기 챔버 및 상기 제2 공기 챔버로부터 상기 제4 공기 출구로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제10항에 있어서,
상기 입구로부터 상기 공기 출구 중 적어도 하나의 공기 출구로 상기 하우징을 통해 기류를 유도하도록 구성되는 단 하나의 송풍기 조립체를 더 포함하는, HVAC 모듈.
제11항에 있어서,
상기 제1 열 교환기는 증발기이고 상기 제2 열 교환기는 히터 유닛인, HVAC 모듈.
HVAC 모듈이며,
공기 입구, 제1 공기 출구를 갖는 제1 혼합 챔버, 제2 공기 출구를 갖는 제2 혼합 챔버를 형성하는 하우징,
상기 제1 혼합 챔버 내에 배치되는 제1 혼합 밸브,
상기 제2 혼합 챔버 내에 배치되는 제2 혼합 밸브,
상기 공기 입구 하류의 상기 하우징 내에 배치되는 증발기, 및
상기 증발기의 하류의 상기 하우징 내에 배치되는 히터 유닛을 포함하고,
상기 하우징은 상기 증발기의 바로 하류에 찬 공기 챔버를 형성하고, 상기 찬 공기 챔버는 상기 증발기로부터 배출되는 전체 기류를 수용하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제13항에 있어서,
상기 하우징은 상기 히터 유닛의 바로 하류에 뜨거운 공기 챔버를 형성하고, 상기 뜨거운 공기 챔버는 상기 히터 유닛으로부터 배출되는 전체 기류를 수용하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제14항에 있어서,
상기 제1 및 제2 혼합 밸브는 상기 찬 공기 챔버 및 상기 뜨거운 공기 챔버로부터 상기 공기 출구의 각각으로 기류를 선택적으로 안내하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제15항에 있어서,
상기 증발기는 상기 증발기를 통과하는 기류의 100퍼센트가 상기 찬 공기 챔버로 유동하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제16항에 있어서,
상기 히터 유닛은 상기 히터 유닛을 통과하는 기류의 100 퍼센트가 상기 뜨거운 공기 챔버로 유동하도록 구성되는, HVAC 모듈.
제17항에 있어서,
상기 입구로부터 상기 공기 출구 중 적어도 하나로 상기 하우징을 통해 기류를 유도하도록 구성된 단 하나의 송풍기 조립체를 더 포함하는, HVAC 모듈.
제17항에 있어서,
상기 제1 및 제2 혼합 밸브 중 하나의 혼합 밸브는 상기 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버 중 하나의 챔버로부터의 기류의 100 퍼센트를 안내하도록 구성되고, 동시에 다른 하나의 상기 혼합 밸브는 상기 찬 공기 챔버 및 뜨거운 공기 챔버로부터의 기류의 0퍼센트를 안내하도록 상기 제1 및 제2 혼합 밸브가 선택적으로 개폐될 수 있는, HVAC 모듈.
제1항에 있어서,
상기 제1 구획부는 상기 제1 및 제2 공기 챔버 내로 부분적으로만 연장하는, HVAC 모듈.
제13항에 있어서,
상기 하우징은 상기 히터 유닛의 바로 하류에 뜨거운 공기 챔버를 형성하고, 상기 HVAC 모듈은 상기 하우징의 내부면으로부터 상기 찬 공기 챔버 및 상기 뜨거운 공기 챔버 내로 부분적으로만 연장하는 제1 구획부를 더 포함하는, HVAC 모듈.