KR20120121854A - 지향식 국소 조정을 사용하여 감소된 에너지로 신속한 열적 쾌적화를 제공하는 시스템 및 방법 - Google Patents

지향식 국소 조정을 사용하여 감소된 에너지로 신속한 열적 쾌적화를 제공하는 시스템 및 방법 Download PDF

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Abstract

차량 승객실 내에 착석한 탑승자에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 구성된 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템 및 HVAC 시스템을 제어하는 방법. 이 시스템은 HVAC 시스템으로부터의 기류를 탑승자의 신체의 열적 민감 부분의 위치로 안내하도록 구성된 노즐을 포함한다. 이 시스템은 또한 민감 부분을 위한 목표 열 공급율을 달성하고 주변 차량 승객실 온도로부터 탑승자를 열적으로 격리시킴으로써 쾌적한 열적 환경을 제공하기 위해 필요한 기류 온도 및 기류 유량을 결정하는 제어기를 포함한다. 시스템은 민감 부분의 위치를 결정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 노즐은 기류를 난방 또는 냉방하기 위해 열전 장치를 포함할 수 있다.

Description

지향식 국소 조정을 사용하여 감소된 에너지로 신속한 열적 쾌적화를 제공하는 시스템 및 방법 {SYSTEM AND METHOD OF PROVIDING QUICK THERMAL COMFORT WITH REDUCED ENERGY BY USING DIRECTED SPOT CONDITIONING}
관련 출원에 대한 참조
본 출원은 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 2011년 4월 27일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/479,425호에 대한 35 U.S.C.§119(e) 하의 우선권을 주장한다. 또한, 본 출원은 전문이 본 명세서에 참조로 통합되어 있는 2011년 6월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/499,312호에 대한 35 U.S.C.§119(e) 하의 우선권을 주장한다.
정부 면허권 선언
본 발명은 미국 에너지국에 의해 수여된 계약 DE-EE0000014 하의 미국 정부 지원으로 이루어진 것이다. 정부는 본 발명에 대해 소정 권한을 갖는다.
발명의 분야
본 발명은 차량 내의 탑승자 열적 쾌적화 시스템과, 차량 탑승자가 주변 온도가 쾌적하다는 것을 인지하도록 차량 탑승자의 신체의 부분들의 국소 조정(spot conditioning)의 사용에 의해 신속한 열적 쾌적화를 제공하는 방법에 관한 것이다. 본 명세서에서 사용될 때, 주변 온도는 차량 외부의 기온과는 다른, 차량 승객실 내의 기온을 지칭한다.
차량 내의, 현재의 차량 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템은 모든 외부 환경 조건들 하에서 차량 승객실 내에 예로서, 약 24℃의 대체로 균일한 열적 환경을 제공함으로써 차량 탑승자의 열적 쾌적성을 유지하도록 구성되어 있다. HVAC 시스템으로부터의 냉방 또는 난방 에너지의 상당한 비율이 차량 승객실 내의 열 질량을 목표 온도까지 상승시키고 차량 승객실로부터 외부 환경으로의 열 전달을 극복하는 데 사용된다.
본 발명의 일 실시예에 따라서, 차량 승객실 내에 착석한 탑승자에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 구성된 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템이 제공된다. 이 시스템은 HVAC 시스템으로부터 제1 기류를 안내하도록 구성된 제1 노즐을 포함한다. 또한, 이 시스템은 제1 기류를 목표 위치로 안내하기 위해 제1 노즐을 관절동작시키도록 구성된, 제1 노즐에 결합되어 있는 서보 기구를 포함한다. 이 시스템은 서보 기구와 통신하는 제어기를 더 포함한다. 제어기는 신체의 다른 부분들보다 열 손실에 더 민감한 탑승자의 신체의 민감 부분을 식별하고, 차량 승객실의 주변 온도를 결정하고, 민감 부분을 위한 목표 열 공급율을 결정하도록 구성된다. 본 명세서에서 사용될 때, 신체의 부분은 신체의 내부 장기 또는 내부 구조가 아닌 신체의 표면의 부분을 지칭한다. 본 명세서에서 사용될 때, 목표 열 공급율은 양의 값일 때 난방을 제공하고, 음의 값일 때 냉방을 공급한다.
목표 열 공급율은 민감 부분을 위한 쾌적한 열 손실율과 주변 온도에서의 민감 부분의 실제 열 손실율 사이의 편차에 기초한 정상 상태(steady state) 열 공급율을 포함한다. 목표 열 공급율은 민감 부분을 위한 과도적(transient) 열 공급율을 더 포함한다. 과도적 열 공급율은 시스템 시동 이후로 경과된 시간에 기초하여 크기가 감소할 수 있다. 제어기는 민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도를 결정하고, 제1 기류를 위한 유량 및 제1 기류를 위한 기류 온도를 결정하도록 추가로 구성된다. 유량 및 기류 온도는 적어도 목표 열 공급율, 쾌적한 피부 온도, 노즐의 배출 면적, 노즐의 분산각, 노즐로부터 민감 부분까지의 거리에 기초한다. 또한, 제어기는 민감 부분의 위치를 결정하고 제1 기류를 민감 부분의 위치로 안내하기 위해 제1 노즐을 관절작동하도록 서보 기구를 동작시키도록 구성된다. 제1 기류는 민감 부분을 위한 목표 열 공급율을 달성하기 위해 필요한 기류 온도 및 유량을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 실시예에서, 이 시스템은 탑승자의 앉은키를 결정하도록 구성된 센서를 더 포함한다. 센서는 제어기와 통신한다. 제어기는 센서에 의해 표시된 앉은키에 기초하여 민감 부분의 위치를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 시스템은 탑승자의 좌석의 제1 좌석 위치를 결정하도록 구성된 센서를 더 포함한다. 센서는 제어기와 통신한다. 제어기는 센서에 의해 표시된 제1 좌석 위치에 기초하여 민감 부분의 위치를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 다른 실시예에서, 제어기는 제1 좌석 위치로부터 제2 좌석 위치로 좌석이 이동하였다는 것을 결정하고, 제2 좌석 위치에 기초한 민감 부분의 제2 위치를 결정하도록 구성된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 차량 승객실 내에 착석한 탑승자에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 난방, 환기 및 공조 시스템을 제어하는 방법이 제공된다. 이 방법은 신체의 다른 부분보다 열 손실에 더 민감한 탑승자의 신체의 민감 부분을 식별하는 단계와, 차량 승객실의 주변 온도를 결정하는 단계와, 민감 부분을 위한 목표 열 공급율을 결정하는 단계를 포함한다. 목표 열 공급율은 주변 온도에서 민감 부분을 위한 실제 열 손실율과 민감 부분을 위한 쾌적한 열 손실율 사이의 편차에 기초한 정상 상태 열 공급율을 포함한다. 목표 열 공급율은 민감 부분을 위한 과도적 열 공급율을 더 포함한다. 과도적 열 공급율은 시스템 시동 이후 경과 시간에 기초하여 크기가 감소할 수 있다. 또한, 이 방법은 민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도를 결정하는 단계와, 적어도 목표 열 공급율, 쾌적한 피부 온도, 노즐의 배출 면적, 노즐의 분산각 및 노즐로부터 민감 부분까지의 거리에 기초하여 기류의 유량 및 그 기류를 위한 기류 온도를 결정하는 단계를 더 포함한다. 이 방법은 민감 부분의 위치를 결정하는 단계와 민감 부분의 위치로 기류를 안내하도록 노즐을 동작시키는 단계를 더 포함한다. 기류는 민감 부분에서 목표 열 공급율을 달성하기 위해 필요한 유량 및 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.
첨부 도면을 참조로 하여 단지 비제한적인 예로서 제공되어 있는 본 발명의 양호한 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 본 발명의 다른 특징 및 장점을 더욱 명백히 알 수 있을 것이다.
이제 첨부 도면을 참조로 예시에 의거하여 본 발명을 설명한다.
도 1은 고온 주변 환경에서 다양한 인간 신체 부분의 상대적 열적 민감성을 예시하는 그래프이다.
도 2는 저온 주변 환경에서 다양한 인간 신체 부분의 상대적 열적 민감성을 예시하는 그래프이다.
도 3은 6℃와 24℃ 사이의 환경에서 다양한 신체 부분의 실제 열 손실율과, 공칭 온도 24℃에서 발생하는 쾌적한 열 손실율 사이의 편차를 예시하는 그래프이다.
도 4는 민감 부분의 과도적 초과-조정과 결과적인 인지된 열적 지각을 예시하는 그래프이다.
도 5는 민감 부분의 지속적 초과-조정과 결과적인 인지된 열적 지각을 예시하는 그래프이다.
도 6은 일 실시예에 따른, 탑승자에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 구성된 HVAC 시스템을 구비한 차량의 파단 측면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 HVAC 시스템의 노즐 및 서보 기구의 측면도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 HVAC 시스템을 제어하기 위한 방법의 흐름도이다.
차량 승객실 내의 차량 탑승자의 열적 쾌적성은 주로 탑승자의 열 손실에 의해 결정된다. 탑승자는 통상적으로 약 24℃의 주변 온도에서 쾌적할 수 있다. 따라서, 탑승자의 열 손실율이 24℃의 주변 온도를 갖는 환경에 있을 때보다 높으면, 탑승자는 더 춥게 느끼는 경향이 있다. 탑승자의 열 손실율이 24℃의 주변 온도를 갖는 환경에 있을 때보다 낮으면, 탑승자는 더 따뜻하게 느끼는 경향이 있다.
전체 차량 승객실을 24℃의 쾌적한 주변 온도로 유지하는 것보다, 단지 24℃의 주변 온도에 해당하는 비율(목표 또는 쾌적한 열 손실율)로 탑승자의 열 손실율을 유지하는 것이 유리할 수 있다. 차량 탑승자는 비제한적인 예에서, 탑승자의 열 손실율이 대체로 24℃의 주변 온도에서 발생하는 것과 동일하도록 특정 온도 및 공기 유량으로 기류를 안내함으로써 차량 탑승자에게 열 에너지를 안내하는 것에 의해 차량 승객실의 주변 온도로부터 차량 탑승자가 사실상 열적으로 격리될 수 있다. 대안적으로, 열 에너지는 복사, 대류 또는 전도 수단에 의해 차량 탑승자를 향해 안내될 수 있다. 기류는 차량 승객실 주변 온도로부터 탑승자를 사실상 격리시킨다.
기류가 탑승자를 차량 승객실 열적 환경으로부터 사실상 열적으로 격리시키기 때문에, 차량 승객실 내의 더 높은 주변 온도(냉방이 필요한 상황에서) 또는 더 낮은 주변 온도(난방이 필요한 상황에서)를 유지함으로써 에너지를 절약할 수 있다. 냉방이 필요할 때 차량 승객실의 주변 온도를 1℃ 증가시킬 때마다 5% 에너지 절약이 실현될 수 있는 것으로 추산된다. 내연(IC) 기관을 갖는 차량의 승객실의 난방을 위한 에너지 절약은 일반적으로 더 적은데, 그 이유는 난방을 위해 사용되는 에너지가 통상적으로 IC 엔진으로부터의 폐열이기 때문이다. 그러나, 많은 양의 폐열을 생성하지 않는 전기 차량에서는, 차량 배터리들로부터의 에너지가 차량 승객실 난방을 위해 공급되어야 하며, 따라서, 난방에 대해서도 유사한 에너지 절약이 실현될 수 있다.
인체의 다양한 부분 또는 영역은 주변 온도에 의해 유발되는 열 손실에 대해 서로 다른 민감성을 갖는 것으로 관찰되었다. 예로서, 인간의 얼굴은 적절한 범위 이내의 차가운 주변 온도에 대해 비교적 둔감하며, 발 같은 다른 신체 부분은 차가운 주변 온도에 대하여 더 높은 민감성을 갖는다. 따라서, 비제한적인 예로서 가장 민감한 탑승자의 신체의 부분에 열 에너지를 안내하여 국소 조정을 제공하는 것이 유리할 수 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 국소 조정은 특정 온도 및 유량의 기류를 탑승자의 신체의 민감 부분을 향해 안내하여 24℃ 같은 쾌적한 온도에서의 열 손실율에 상당하는 민감 부분을 위한 열 손실율을 제공하는 것을 의미한다.
국소 조정을 통한 열적 쾌적화를 달성하기 위해 어느 신체 부분이 난방 또는 냉방되어야 하는지를 결정하기 위해, 온도에 대한 다양한 신체 부분의 열적 지각 및 열적 쾌적성 민감성을 나타내는 인체 모델이 개발되었다. 예시된 바와 같이, 장(Zhang) 등에 의한 정적 국지적 지각 방정식["Thermal Sensation and Comfort Models for Non-Uniform and Transient Environments: Part I: Local Sensation of Individual Body Parts"(Indoor Environmental Quality (IEQ), Center for the Built Environment, Center for Environmental Design Research, University of California-Berkeley, 2009)]이 국지화된 난방 또는 냉방에 대한 신체 부분의 민감성을 결정하기 위해 사용될 수 있다.
상기 문헌에서, 장 등에 따르면, 각 신체 부분을 위한 국지적 정적 열 지각 지수는 이하의 방정식을 통해 피부 온도에 상관될 수 있다.
LTI=*((2/1+e^(-C1*(Tsk-Tskc-K1*((Tsk-Tskc-(Tavg-Tavgc)))-1)
LTI는 특정 신체 부분을 위한 국지적 열적 지각 지수이다. 이 지수의 값은 -4(매우 추움) 내지 4(매우 더움) 사이의 범위를 가지며, 제로(0)는 중립 또는 쾌적한 열적 지각에 대응한다. Tsk는 특정 신체 부분의 실제 피부 온도이며, Tskc는 신체 부분을 위한 쾌적한 피부 온도이고, Tavg는 신체의 평균 피부 온도이고, Tavgc는 쾌적한 주변 온도에서 신체의 평균 피부 온도이다. 계수 C1은 주어진 주변 온도에 의해 결정되는 피부 온도 변화에 대한 민감성을 나타낸다. 비제한적인 예로서, 계수 C1은 민감 신체 부분을 위한 선택 기준으로서 사용될 수 있다.
도 1은 높은 주변 온도, 따라서, 냉방이 관련되는 조건에서 다양한 신체 부분을 위한 계수 C1을 예시한다. 이마, 목, 가슴, 등 및 하박이 온난한 환경에서 온도에 더 민감한 신체 부분이며, 탑승자 냉방을 위한 국소 조정을 위해 고려될 수 있다는 것을 알 수 있다.
도 2는 쾌적한 난방이 요구되는 저온 상태에서 다양한 신체 부분을 위한 계수 C1을 예시한다. 탑승자 난방을 위한 국소 조정을 위해 이마, 목, 가슴, 등, 하박 및 다리가 더 저온의 환경의 온도에 대하여 더 민감한 신체 부분인 것을 알 수 있다.
쾌적성 유지 요건의 엄격성에 따라서, 더 많거나 더 적은 수의 신체 부분들이 국소 조정을 위해 선택될 수 있다. 더 많은 신체 부분을 국소 조정함으로써 더 양호한 열적 쾌적성이 달성될 수 있는 반면, 더 소수의 신체 부분을 국소 조정함으로써 HAVC 시스템의 더 양호한 에너지 효율이 달성될 수 있다.
전기 차량(EV) 또는 플러그인 하이브리드 전기 차량(PHEV)에 대하여, 국소 조정되는 신체 부분의 수를 잔여 배터리 용량 또는 전기 구동 거리에 상관시키는 것이 가능할 수 있다. 전기 구동 거리가 우선적으로 고려되는 경우, 국소 조정은 더 소수의 민감 부분에 전달될 수 있다. 배터리가 소진되었을 때, 국소 조정되는 민감 부분의 수는 더 감소될 수 있다.
인간 열 쾌적성은 24℃의 주변 기온에서 최적으로 달성될 수 있으며, 열 손실율을 위한 기준선으로서 사용될 수 있다. 이 쾌적한 열적 환경에서, 신체 부분은 대사 활동(metabolic activity)에 의해 발생된 열을 환경으로 소산시킨다. 24℃에서의 열 손실율은 Qc로서 표시될 수 있는 쾌적한 열 손실율이다. 다양한 주변 온도에서의 다양한 신체 부분을 위한 실제 열 손실율은 경험적으로 또는 전산 유체 역학 분석을 통해 결정될 수 있다.
주변 온도가 24℃의 기준 주변 온도보다 낮을 때, 다양한 신체 부분으로부터의 열 손실율은 24℃에서의 기준선보다 더 크다. Ta의 주변 온도에서, 실제 열 손실율은 Qact로 표시된다. 쾌적한 열 손실율(Qc)과 실제 열 손실율(Qact) 사이의 편차(Qss)는 정상 상태 조건에서 쾌적성을 유지하기 위해 열 에너지가 특정 신체 부분으로 전달되어야만 하는 비율이다. 본 명세서에서 사용될 때 Qss는 목표 정상 상태 열 공급율이라 지칭된다.
도 3은 6℃로부터 24℃로 주변 온도가 증가함에 따라 다양한 신체 부분을 위한 쾌적한 열 손실율(Qc)과 열 손실율(Qact) 사이의 편차를 예시한다. 주변 온도가 감소할 때, 각 신체 부분의 열 손실율은 증가하고, 쾌적성을 유지하기 위해 신체 부분에 더 많은 난방이 필요하다. 유사한 그래프가 24℃를 초과한 온도에 대하여 생성될 수 있다. 정상 상태 열적 쾌적성을 위해, 난방 또는 냉방 전달이 열 손실율(Qact)과 쾌적한 열 손실율(Qc) 사이의 편차와 같아질 때 쾌적성 유지 요건이 충족될 수 있다.
도 4는 정상 상태 열 공급율(Qss)로 다시 스케일링되기 이전의 초기 시간 기간을 위해 더 신속한 쾌적성을 달성하기 위해 목표 열 공급율을 변화시킴으로써 민감 부분의 초과 조정을 제공하는 것이 바람직할 수 있다는 것을 예시한다. 본 명세서에서 사용될 때, 초과 조정은 전체 열적 쾌적성을 신속하게 달성하기 위해 정상 상태 열 공급율보다 큰, 민감 부분을 위한 열 공급율을 제공하는 것을 의미한다. 도 4에 도시된 비제한적 예에서, 민감 부분에 전달되는 난방은 정상 상태 난방으로 복귀 스케일링되기 이전에 민감 부분의 초기 초과 난방을 제공한다. 초기 열 공급율은 Qt로 표시된 양만큼 정상 상태 열 공급율보다 크다. 민감 부분에 전달되는 난방의 양은 민감 부분의 열 공급율이 정상 상태 열 공급율과 같아질 때까지 경시적으로 감소된다. 이는 탑승자가 추운 겨울 밤에 차갑게 냉각된 차에 들어갔을 때 유익할 수 있다. 대안적으로, 정상 상태 공급율보다 더 큰 음의 열 공급율을 제공하는 것은 강한 태양열에 노출되는 고온의 여름에 탑승가가 뜨겁게 달궈진 차에 진입할 때 유익할 수 있다. 따라서, 목표 열 공급율(Qd)은 정상 상태 성분(Qss)과 과도적 성분(Qt)을 포함할 수 있다.
도 5는 HVAC 시스템의 에너지 효율적 동작 및 정상 상태 동작시의 개선된 쾌적성을 위해, 모든 신체 부분 대신 가장 열적으로 민감한 소수의 부분에 집중하여 단지 선택된 민감 부분만을 초과 조정함으로써 국소 조정된 신체 부분의 수가 감소될 수 있다는 것을 예시한다. 도 5에 도시된 비제한적 예에서, 시스템이 난방을 제공할 때 민감 부분이 단지 약간의 과난방을 느낄 수 있을 정도로 국소 조정의 과도적 위상 동안 다수의 민감 부분이 기본 쾌적성을 초과하여 초과 조정될 수 있다. 추가적으로, 차량 승객실이 정상 상태 주변 온도를 달성할 때, 중립 열적 상태(즉, 열 공급율이 Qc와 Qact 사이의 편차와 같은 상태)로 복귀하는 대신, 민감 부분은 단지 미소하게 초과 조정된 상태로 유지됨으로써 승객실 주변 온도 제어가 더욱 완화(미달 조정)될 수 있게 하고, 그래서, 더 작은 신체 부분 세트에 기인하여 개선된 전체 신체 쾌적성 및 감소된 전체 에너지 소비 양자 모두가 얻어질 수 있다. 다수의 민감 부분은 유사하게 냉방에 대해서도 초과 조정될 수 있다.
도 6은 차량(16)의 승객실(14) 내에 착석한 탑승자(12)에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 구성되어 있는 난방, 환기 및 공조 시스템(10)의 비제한적 예를 예시한다. 시스템(10)은 HVAC 시스템(10)으로부터 제1 기류(20)를 안내하도록 구성된 제1 노즐(18)을 포함한다. 또한, 시스템(10)은 HVAC 시스템(10) 내의 증발기, 가열기 코어 또는 열전 장치 같은 열 교환기(24)에 의해 난방 또는 냉방되는 공기를 제1 노즐(18)로 안내하도록 구성된 공기 플리넘(22)을 포함할 수 있다. 시스템(10)은 공기를 승객실(14) 또는 차량(16)의 외부로부터 열 교환기(24) 및 제1 노즐(18)을 통해 급송하기 위해 팬 같은 공기 이동 장치를 더 포함할 수 있다.
대안적으로, HVAC 시스템(10)은 제1 노즐(18)에 인접하게 배치된 열전 장치를 포함할 수 있다. 열전 장치는 HVAC 시스템(10)을 통해 흡인된 공기를 가열 또는 냉각하도록 구성될 수 있다. 또한, HVAC 시스템(10)은 차량 승객실(14) 공기를 HVAC 시스템(10) 내로 흡인하고 이를 열전 장치를 지나 제1 노즐(18)을 통해 급송하도록 구성된 팬 또는 다른 공기 이동 장치를 더 포함할 수 있다.
도 7은 제1 노즐(18)에 기계적으로 결합되어 있는 서보 기구(26)를 포함하는 제1 노즐(18)의 비제한적 예를 예시한다. 서보 기구(26)는 차량 승객실(14) 내의 목표 위치로 제1 기류(20)를 안내하기 위해 제1 노즐(18)을 관절작동하도록 구성되어 있다. 본 명세서에서 사용될 때, 관절작동은 제1 기류(20)를 안내하기 위해 하나 이상의 축으로 노즐을 이동시키는 것을 지칭한다. 제1 노즐(18)은 짐벌 장치(gimbal device)에 장착될 때 같이 하나의 또는 바람직하게는 두 개의 축으로 이동 자유도를 가질 수 있다. 또한, 노즐은 전후, 즉, 연장 및 후퇴와 상하 및 좌우로 이동하도록 구성될 수 있다. 서보 기구(26)는 볼 및 스크류 구동부 또는 스텝퍼 모터를 구비하는 서보 모터를 포함할 수 있다. 서보 기구(26)는 제1 기류(20)를 탑승자(12)의 신체의 다양한 부분에 걸쳐 쓸고지나가는 대신 탑승자(12)의 신체의 특정 부분 같은 목표 위치로 제1 기류(20)의 방향을 유지하도록 구성될 수 있다.
또한, 제1 노즐(18)은 차량 승객실(14) 내의 단일 위치로 제1 기류(20)를 안내하도록 구성된 고정된 노즐일 수 있다. 제1 노즐(18)의 분산각은 제1 기류(20)가 10분위(10th percentile) 여성 탑승자로부터 90분위(90 percentile) 남성 탑승자에 걸친 범위의 탑승자(12)의 민감 부분(30)을 커버하도록 선택될 수 있다. 또한, 제1 노즐(18)은 민감 부분(30)의 위치로 제1 기류(20)를 안내하기 위해 제1 노즐(18)을 관절작동시키는 서보 기구(26) 없이 탑승자(12)에 의해 민감 부분(30)을 향해 수동으로 안내되도록 구성될 수 있다.
도 6을 다시 참조하면, HVAC 시스템(10)은 적어도 서보 기구(26)와 통신하는 제어기(28)를 더 포함한다. 제어기(28)는 서보 기구(26)를 제어하도록 구성된 마이크로프로세서 또는 용도 특정 집적 회로(ASIC)를 포함할 수 있다. 마이크로프로세서 또는 ASIC를 서보 기구(26)를 제어하도록 구성하는 소프트웨어는 제어기(28) 내의 불휘발성(NV) 메모리 내에 저장될 수 있다. 사용될 수 있는 NV 메모리의 유형의 비제한적인 예는 전기적으로 삭제가능한 프로그램가능 판독 전용 메모리(EEPROM), 차폐형 판독 전용 메모리(ROM) 및 플래시 메모리를 포함한다. 또한, 제어기(28)는 변환기가 서보 기구(26) 및 센서 같은 다른 전자 장치와의 전기적 통신을 형성할 수 있게 하도록 아날로그-대-디지털(A/D) 변환기 회로 및 디지털 대 아날로그(D/A) 변환기 회로를 포함할 수 있다.
또한, 소프트웨어는 실행시 제어기(28)가 신체의 다른 부분들 보다 열 손실에 더 민감한 탑승자(12)의 신체의 민감 부분(30)을 식별하게 하는 명령을 포함할 수 있다. 식별된 민감 부분(30)은 탑승자(12)가 쾌적성을 유지하기 위해서는 열 손실율이 증가될 필요가 있는, 즉, 시스템(10)이 탑승자(12)의 냉방을 제공하는 고온 주변 환경에 있는지 또는 쾌적성을 유지하기 위해 열 손실율이 저하될 필요가 있는, 즉, 시스템(10)이 탑승자(12)에게 난방을 제공하는 저온 주변 환경에 있는지 여부에 의존할 수 있다. 비제한적 예에서, 고온 주변 환경에서, 민감 부분(30)은 민감성이 감소하는 순서로, 이마 부분(30), 목 부분(32), 가슴 부분(34), 하박 부분(36), 얼굴 부분(38), 골반 부분(40), 상박 부분(42), 손 부분(44), 하퇴 부분(46), 대퇴 부분(48) 또는 발 부분(50)일 수 있다. 다른 비제한적 예에서, 저온 주변 환경에서, 민감 부분(30)은 민감성이 감소하는 순서로, 이마 부분(30), 목 부분(32), 가슴 부분(34), 하박 부분(36), 상박 부분(42), 하퇴 부분(46), 발 부분(50), 골반 부분(40), 손 부분(44), 대퇴 부분(48) 또는 얼굴 부분(38)일 수 있다.
민감 신체 부분의 식별은 주변 온도에 대한 신체 부분의 열적 쾌적성을 결정하기 위해 장 등에 의해 개발된 앞서 인용한 인간 열적 쾌적성 모델(Human Thermal Comfort Model) 같은 인체의 모델에 기초할 수 있다. 제어기(28)는 제어기(28)의 메모리 내에 저장된 다양한 신체 부분의 온도 민감성의 데이터베이스를 포함할 수 있다.
제어기(28)는 차량 승객실(14)의 주변 온도를 결정하도록 구성된다. 시스템(10)은 차량 승객실(14) 내에 배치된 온도 센서(52)를 포함할 수 있다. 제어기(28)는 온도 센서(52)와 전기적으로 통신한다. 온도 센서(52)는 승객실(14) 내의 주변 기온을 측정하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 시스템(10)은 평균 주변 온도를 결정하기 위해 및/또는 차량 승객실(14)의 다양한 위치에서 국지적 주변 온도를 결정하기 위해 복수의 온도 센서를 포함할 수 있다.
제어기(28)는 민감 부분(30)을 위한 목표 열 공급율(Qd)을 결정하도록 구성된다. 목표 열 공급율은 정상 상태 열 공급율(Qss) 및 과도적 열 공급율(Qt)을 포함한다. 목표 열 공급율은 공식 Qd = Qss + Qt에 의해 결정될 수 있다.
정상 상태 열 공급율은 주변 온도에서 민감 부분(30)을 위한 실제 열 손실율(Qact)과 민감 부분(30)을 위한 쾌적한 열 손실율(Qc) 사이의 편차에 기초한다. 정상 상태 열 공급율은 공식 Qss = Qc-Qact에 의해 결정될 수 있다. 제어기(28)는 제어기(28)의 메모리 내에 저장된 민감 부분 데이터베이스 각각을 위한 쾌적한 열 손실율(Qc)을 포함하는 데이터베이스를 포함할 수 있다. 제어기(28)는 또한 다양한 주변 온도에서 민감 부분 각각을 위한 실제 열 손실율(Qact)을 포함하는 제어기(28)의 메모리에 저장된 데이터베이스도 포함할 수 있다. 제어기(28)는 주변 온도가 데이터베이스 내에 포함되어 있지 않을 때 실제 열 손실율을 위한 값을 보간하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, HVAC 시스템(10)은 제어기(28)와 통신하는 적외선 이미징 센서 같은 열적 센서를 포함할 수 있다. 열적 센서는 민감 부분(30)의 실제 열손실율(Qact)을 결정하도록 구성될 수 있다.
과도적 열 공급율은 시스템(10) 시동 이후 경고된 시간에 기초하여 크기가 감소할 수 있다. 과도적 열 공급율은 공식 Qt = Qdelta(1-e^(-ct))에 의해 결정될 수 있으며, 여기서, Qdelta는 통상적으로 정상 상태 열 공급율(Qss)의 100% 미만이다. Qdelta는 차량 승객실(14) 내의 초기 주변 온도의 함수일 수 있다. e는 오일러의 수 또는 네이피어의 상수라고도 알려져 있는 수학적 상수 'e'이고, c는 조정가능한 시간 상수이며, t는 시스템(10)이 시동된 이후의 경과 시간이다. 시간 상수(c)의 값은 차량 승객실(14) 내의 초기 주변 온도와 Qdelta의 값에 기초한다. 과도적 열 공급율을 감소시키는 것은 대안적으로 다른 수학 공식에 기초할 수 있다.
제어기(28)는 또한 탑승자(12)의 신체의 민감 부분(30)의 쾌적한 피부 온도를 결정하도록 구성된다. 쾌적한 피부 온도는 또한 앞서 인용한 장 등에 의해 개발된 인간 열적 쾌적성 모델 같은 인간 신체의 모델에 기초한다. 제어기(28)는 제어기(28)의 메모리 내에 저장된 제어기(28) 데이터베이스의 메모리 내에 저장된 다양한 신체 부분의 쾌적한 피부 온도의 데이터베이스를 포함한다.
제어기(28)는 HVAC 시스템(10)으로부터 배출된 제1 기류(20)를 위한 유량을 결정하고 HVAC 시스템(10)으로부터 배출된 제1 기루(20)의 기류 온도를 결정하도록 구성된다. 유량 및 기류 온도는 적어도 목표 열 공급율, 쾌적한 피부 온도, 노즐의 배출 면적, 노즐의 분산각 및 노즐로부터 민감 부분(30)까지의 거리에 기초한다. 유량 및 기류 온도는 공식 Qd=K*(Rf*(Tst-Tskc/A*alpha*L)에 의해 결정될 수 있으며, 여기서, Qd는 목표 열 공급율이고, Tst는 기류 온도이고, Rf는 유량이고, Tskc는 쾌적한 피부 온도이고, A는 노즐의 배출 면적이고, alpha는 노즐의 분산각이고, L은 노즐로부터 민감 부분(30)까지의 거리이고, K는 조정 상수이다. 조정 상수(K)의 값은 경험적으로 결정될 수 있으며, 기류 온도 및 유량에 의존한다. 목표 열 공급율을 제공할 수 있는 다수의 유량 및 기류 온도의 조합이 존재한다는 것을 인지하여야 한다. 너무 높은 유량 및 너무 높거나 너무 낮은 기류 온도는 탑승자(12)에게 불쾌함을 유발할 수 있기 때문에 유량 및 기류 온도는 또한 경계를 가질 수 있다.
제1 노즐(18)로부터 만감 부분(30)까지의 거리(L)는 최적화될 필요가 있다. 제1 기류(20)가 차량 승객실(14)을 통과할 때, 주변 온도로 존재하는 공기가 제1 기류(20)에 동반될 수 있다. 거리(L)가 증가함에 따라, 더 많은 승객실 공기가 제1 기류(20)에 동반될 수 있으며, 이는 민감 부분(30)에 전달되는 제1 기류(20)의 온도를 크게 변경시킬 수 있다. 거리(L)가 감소하면, 민감 부분(30) 상의 제1 기류(20)의 표면 속도는 탑승자(12)에게 불쾌감을 유발할 정도로 높아질 수 있다.
제어기(28)는 차량 승객실(14) 내의 민감 부분(30)의 위치를 결정하도록 구성된다. 제어기(28)는 제1 노즐(18)에 관련한 민감한 신체 부분의 위치 정보, 비제한적인 예에서, 방위각 및 거리 정보의 데이터베이스를 포함할 수 있다. 제어기(28)는 이 위치 정보를 사용하여 제1 기류(20)를 탑승자(12)의 신체의 민감 부분(30)으로 전달하도록 제1 노즐(18)을 지향시키도록 서보 기구(26)에 명령할 수 있다. 위치 정보는 위치 정보가 10분위 키의 여성 탑승자 및 90분위 키의 남성 탑승자의 민감 부분(30)의 위치를 포함하도록 일반화될 수 있다.
도 6을 계속 참조하면, 시스템(10)은 탑승자(12)의 앉은키를 결정하도록 구성된 센서(54)를 더 포함할 수 있다. 앉은키 센서(54)는 제어기(28)와 통신할 수 있다. 제어기(28)는 앉은키 센서(54)에 의해 표시된 앉은키에 기초하여 탑승자(12)의 신체의 민감 부분(30)의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(28)는 탑승자(12)의 앉은키에 상관된 민감 부분의 위치 정보의 데이터베이스를 포함할 수 있다. 이런 데이터베이스는 "장비 설계에 대한 인간공학 지침[Human Engineering Guide to Equipment Design(Harold P Van Cott and Robert G Kinkade, ed., American Institutes for Research, 1972)]"의 챕터 11에 포함된 것 같은 인체계측 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 앉은키 센서(54)는 민감 부분(30)에 더 정확하게 제1 기류(20)를 안내하는 장점을 제공한다. 이는 제1 노즐(18)이 더 좁은 분산각을 가질 수 있게 하며, 이는 제1 기류(20) 내에 주변 승객실 공기가 동반되는 것을 감소시킨다. 또한, 이는 제1 기류(20)의 유량이 감소될 수 있게 하며, 그에 의해, 공기 이동 장치에 요구되는 에너지를 감소시키고, HVAC 시스템(10)으로부터의 소음을 유익하게 감소시킨다.
시스템(10)은 탑승자(12)의 좌석의 제1 좌석 위치(58)를 결정하도록 구성된 센서(56)를 더 포함할 수 있다. 좌석 위치 센서(56)는 제어기(28)와 통신할 수 있다. 제어기(28)는 좌석 위치 센서(56)에 의해 표시된 제1 좌석 위치(58)에 기초하여 민감 부분(30)의 위치를 결정하도록 구성될 수 있다. 제어기(28)는 탑승자(12)의 좌석 위치에 기초하여 탑승자(12)의 다리 길이를 결정하고 탑승자(12)의 다리 길이에 기초하여 민감 부분(30)의 위치를 결정하도록 추가로 구성될 수 있다. 제어기(28)는 좌석 위치에 기초한 탑승자(12)의 다리 길이와 탑승자(12)의 다리 길이에 상관된 민감한 신체 부분의 위치 정보의 데이터베이스를 포함할 수 있다. 이런 데이터베이스는 앞서 언급한 "장비 설계에 대한 인간공학 지침"의 챕터 11에 포함된 것 같은 인체계측 데이터에 기초하여 생성될 수 있다. 좌석 위치 센서(56)는 민감 부분(30)에 더 정확하게 제1 기류(20)를 안내하는 장점을 제공할 수 있다. 이는 제1 노즐(18)이 더 좁은 분산각을 가질 수 있게 하며, 이는 제1 기류(20) 내에 주변 승객실 공기가 동반되는 것을 감소시킨다. 또한, 이는 제1 기류(20)의 유량이 감소될 수 있게 하고, 그에 의해, 공기 이동 장치에 소요되는 에너지를 감소시키며, HVAC 시스템(10)으로부터의 소음을 유익하게 감소시킨다.
제어기(28)는 제1 좌석 위치(58)로부터 좌석이 이동되었는지를 결정하고, 제2 좌석 위치(60)에 기초하여 민감 부분(30)의 제2 위치(62)를 결정하도록 구성될 수 있다.
제어기(28)는 민감 부분(30)의 위치로 제1 기류(20)를 안내하기 위해 제1 노즐(18)을 관절작동시키도록 서보 기구(26)를 작동시키도록 구성된다. HVAC 시스템(10)으로부터 배출된 제1 기류(20)는 차량 승객실(14) 내에 착석한 탑승자(12)에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하기 위해 탑승자(12)를 난방 또는 냉방하기 위하여 민감 부분(30)에서 목표 열 공급율을 달성하기 위해 필요한 유량 및 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.
국소 조정을 통해 민감 부분(30)을 위해 목표 열 공급율이 달성될 때, 민감 부분(30)은 차량 승객실(14) 내의 주변 온도로부터 사실상 열적으로 격리될 수 있다. 따라서, 민감 부분(30)을 위한 열적 쾌적성을 제공하기 위해 더 이상 전체 승객실(14)을 24℃의 쾌적한 주변 온도로 유지할 필요가 없다. 차량 주변 온도는 여전히 탑승자의 쾌적성을 유지하면서 더 높거나(냉방에 대하여) 더 낮은(난방에 대하여) 온도로 유지될 수 있다. 이는 차량 승객실 온도를 유지하기 위해 더 적은 에너지가 소비될 수 있기 때문에 HVAC 시스템 에너지 소비를 감소시키는 이득을 제공한다. 또한, 승객실(14)의 열 질량을 승객실 주변 온도가 되게 하기 위해 더 적은 에너지가 소비될 수 있다.
예로서, 자동차 공조(냉방) 시스템에서 통상적으로 승객실 온도의 24℃를 초과한 1℃ 증가당 5%의 에너지 절약이 실현될 수 있다. 제1 공기를 냉각시키고 제1 유량을 제공하기 위해 필요한 에너지는 승객실 주변 온도의 증가에 의해 절약된 에너지보다 매우 작을 수 있다. 유사한 절약이 난방을 위해 승객실 온도를 감소시킴으로써 전기 차량에서 발견될 수 있다. 차량 승객실(14)을 난방하기 위해 엔진 폐열을 사용하는 IC 엔진 차량과는 달리, 전기 차량은 통상적으로 승객실(14)의 난방을 위해 차량 배터리로부터의 에너지를 사용한다.
제1 노즐(18)은 민감 부분(30)에 전달된 제1 기류(20)의 유량 및 온도를 변경시키는 주변 공기의 동반을 최소화하기 위해 난류 유동이 아닌 실질적을 층류인 유동을 전달하도록 구성되는 것이 바람직할 수 있다.
또한, 제1 노즐(18)은 노즐의 유량, 배출 면적 또는 분산각을 제어하기 위해 노즐 제어 장치를 포함할 수 있다. 노즐 제어 장치는 노즐 내의 조리개일 수 있다.
테스트 결과에 기초하여, 제1 노즐(18)로부터 민감 부분(30)까지의 최적 거리(L)는 민감 부분(30) 상의 공기 유동 분산 및 공기 동반에 의해 결정되는 것으로 판명되었다. 제1 노즐(18)이 민감 부분(30)으로부터 너무 멀리 위치되면, 이때, 제1 기류(20)는 국소 조정의 효율을 현저히 감소시키기에 충분할 정도로 주변 온도의 승객실 공기를 동반하게 된다. 분산각(alpha)과 조합된 거리(L)는 민감 부분(30) 상의 공기 유동 분산을 결정한다. 제1 노즐(18)은 민감 부분(30) 상에서 넓은 공기 유동 분산을 갖도록 구성된다.
테스트 결과에 기초하여, 민감 부분(30) 상의 제1 기류(20)의 공기 충돌 속도가 고려될 필요가 있다. 특히, 민감 부분(30)이 얼굴 부분(38)일 때 공기 충돌 속도는 속도가 너무 높으면 탑승자(12)가 불쾌할 수 있는 것으로 고려된다. 또한, 제1 기류(20)는 얼굴 부분(38) 위에서 하향 유동하는 대신 얼굴 부분(38) 위로 상향 유동할 때 덜 쾌적한 것으로 고려된다.
도 6에 예시된 바와 같이, 민감 부분(30)은 머리 부분(64)일 수 있다. 머리 부분(64)은 얼굴 부분(38)과 이마 부분(30)을 포함할 수 있다. 제1 노즐(18)은 머리 노즐(18)일 수 있다. 머리 노즐(18)로부터의 제1 기류(20)는 머리 기류(20)일 수 있으며, 얼굴 부분(38) 및 이마 부분(30) 양자 모두를 포함할 수 있다. 머리 노즐(18)은 1.25와 12 cm2 사이의 머리 노즐(18) 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 4배와 노즐 등가 직경의 10배 사이의 머리 노즐로부터 머리 부분까지의 거리를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 냉방에 대하여, 머리 노즐(18) 유량은 초당 0.9 리터[2 CFM(cubic feet per minute)]와 초당 3.3 리터(12 CFM) 사이인 것이 바람직하며, 머리 노즐(18) 기류 온도는 22℃와 26℃ 사이인 것이 바람직하다. 머리 노즐(18)은 제1 기류(20)가 얼굴 부분(38) 위로 상향(볼로부터 턱으로) 유동하는 대신 얼굴 부분(38) 위로 하향(이마로부터 턱으로)유동하도록 구성되는 것이 바람직하다.
머리 노즐(18)은 차량 승객실(14) 내의 탑승자(12)의 머리 위에 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 머리 노즐은 차량 승객실(14)의 헤드라이너에 배치될 수 있다. 머리 노즐(18)은 또한 차량 승객실(14) 내의 오버헤드 콘솔에 위치될 수 있다.
원형 배출부를 갖는 노즐을 위한 노즐 등가 직경은 배출부의 실제 직경이다. 원이 아닌 형상을 갖는 배출부를 갖는 노즐을 위한 노즐 등가 직경(Dh)은 배출부의 면적(A)에 4를 곱하고 배출부의 외주(P)로 나눈 것, 즉, 수력 직경(hydraulic diameter)이라고도 알려져 있는 Dh = 4A/P이다.
테스트 결과에 기초하여, 별개의 기류를 머리 부분(64), 가슴 부분(34) 및 무릎 부분(70)으로 안내함으로써 28℃와 31℃의 주변 온도로 차량 승객실(14) 내에 만족스러운 냉각이 달성되는 것으로 판명되었으며, 노즐 배출 면적, 노즐로부터 상기 부분들까지의 거리, 유량 및 기류 온도는 이하에 특징지어져 있다.
민감 부분(30)은 가슴 부분(34)일 수 있고 제1 노즐(18)은 가슴 노즐(66)일 수 있다. 가슴 노즐(66)로부터의 제1 기류(20)는 가슴 기류(68)일 수 있다. 가슴 노즐(66)은 1.25와 20 cm2 사이의 가슴 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 가슴 노즐로부터 가슴 부분까지의 거리를 갖는 것을 특징으로 한다. 냉각을 위해, 가슴 노즐 유량은 초당 3.8 리터(8 CFM)과 초당 7.6 리터(16 CFM) 사이이고, 가슴 노즐 기류 온도는 22℃와 26℃ 사이인 것이 바람직하다. 난방을 위해, 가슴 노즐 유량은 초당 3.8 리터(8 CFM)과 초당 7.6 리터(12 CFM) 사이이고, 가슴 노즐 기류 온도는 30℃와 45℃ 사이인 것이 바람직하다. 가슴 노즐은 계기판 내에 배치될 수 있다.
가슴 노즐(66)은 차량 승객실(14) 내에서 탑승자(12)의 전방에 배치될 수 있다. 가슴 노즐(66)은 차량(16)의 헤드라이너 내에 또는 계기판 내에 배치될 수 있다. 가슴 노즐(66)은 탑승자(12)가 차량(16)의 후방 좌석 또는 제3 열 좌석에 앉아있을 때 시트 등받이 내에 위치될 수 있다.
민감 부분(30)은 무릎 부분(70)일 수 있다. 무릎 부분(70)은 골반 부분(40)과 대퇴 부분(48)을 포함할 수 있다. 제1 노즐(18)은 무릎 노즐(72)일 수 있다. 무릎 노즐(72)로부터의 제1 기류(20)는 무릎 기류(74)일 수 있다. 무릎 노즐(72)은 10과 45 cm2 사이의 무릎 노즐(72) 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 무릎 노즐로부터 무릎 부분까지의 거리를 갖는 것을 특징으로 한다. 냉각을 위해, 무릎 노즐 유량은 초당 2.5 리터(5.3 CFM)와 초당 14.5 리터(30 CFM) 사이이고, 무릎 노즐 기류 온도는 22℃와 26℃ 사이인 것이 바람직하다. 난방을 위해, 무릎 노즐 유량은 초당 3 리터(6 CFM)과 초당 14.5 리터(30 CFM) 사이이고, 무릎 노즐 기류 온도는 30℃와 45℃ 사이인 것이 바람직하다.
무릎 노즐(72)은 차량 승객실(14) 내의 탑승자(12)의 전방에 배치되는 것이 바람직할 수 있다. 무릎 노즐(72)은 탑승자(12)가 차량(16)의 전방 좌석에 착석해 있을 때 차량(16)의 계기판에 배치될 수 있다. 무릎 노즐(72)은 탑승자(12)가 차량(16)의 후방 좌석 또는 제3 열 좌석에 앉아 있을 때 좌석 등받이 내에 배치될 수 있다.
민감 부분(30)은 발 부분일 수 있다. 제1 노즐(18)은 발 노즐일 수 있다. 발 노즐로부터의 제1 기류(20)는 발 기류일 수 있다. 발 노즐은 3과 12.5 cm2 사이인 발 노즐 배출 면적을 갖는 것을 특징으로 할 수 있다. 난방을 위해 발 노즐 유량은 초당 2.3 리터(5 CFM)과 초당 9.5 리터(20 CFM) 사이이고, 발 노즐 기류 온도는 35℃와 55℃ 사이인 것이 바람직하다.
탑승자의 각 발을 위해 발 노즐이 존재하는 것이 바람직하다. 발 노즐은 탑승자(12)가 차량(16)의 전방 좌석에 착석하였을 때 차량(16)의 계기판에 위치될 수 있다. 발 노즐은 탑승자(12)가 차량(16)의 후방 좌석 또는 제3 열 좌석에 앉아있을 때 좌석 아래에 배치될 수 있다.
시스템(10)은 HVAC 시스템(10)으로부터 제2 기류(78)를 안내하도록 구성된 제2 노즐(76)을 더 포함할 수 있다. 제2 기류(78)는 차량 승객실(14) 내의 주변 온도를 유지하기 위해 제공될 수 있다. 제2 기류(78)는 제1 기류(20)로부터 구별된다. 제1 기류(20)의 기류 온도는 제2 기류로부터 구별된다. 제2 기류는 HVAC 시스템(10)이 차량 승객실(14)을 냉방할 때 24℃의 쾌적한 온도보다 높은 차량 승객실(14)의 주변 온도를 유지하는 데 유효한, 그리고, HVAC 시스템(10)이 차량 승객실(14)을 난방할 때 24℃보다 낮은 차량 승객실(14)의 주변 온도를 유지하는 데 유효한 제2 기류 온도 및 제2 기류 유량을 가질 수 있다.
냉방을 위한 HVAC 시스템(10)의 가용 에너지가 감소될 때, 제어기(28)는 HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키는데 유효하게 제1 기류(20)의 기류 온도를 감소시키고, 제2 기류(78) 온도를 증가시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 난방을 위한 HVAC 시스템(10)에 가용한 에너지가 감소될 때, 제어기(28)는 HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키는 데 유효하게 제1 기류(20)의 기류 온도를 증가시키고, 제2 기류(78) 온도를 감소시키도록 구성될 수 있다. 비제한적 예로서, 탑승자(12)를 냉방하기 위해 HVAC 시스템(10)에 가용한 전기 에너지는 전기 차량의 구동 거리를 향상시키기 위해 제한될 수 있다. 따라서, 제어기(28)는 차량 승객실(14) 내의 주변 온도를 유지하기 위해 필요한 전기 에너지를 감소시키기 위해 제2 기류(78)를 증가시킬 수 있다. 그후, 제어기(28)는 민감 부분(30)의 목표 열 공급율을 달성하기 위해 제1 기류(20) 온도를 감소시킬 수 있다. 제2 기류 온도를 증가시킴으로써 실현되는 전기 에너지 감소는 제1 기류(20)의 기류 온도를 감소시킴으로써 실현되는 전기 에너지 증가보다 클 수 있으며, 그에 의해, 탑승자(12)를 위한 쾌적한 열적 환경을 여전히 유지하면서 EV 구동 거리를 향상시키기 위해 전기 구동 시스템에 의해 활용될 수 있는, HVAC 시스템(10)에 대한 순수 에너지 절약을 제공한다. 또한, HVAC 시스템(10)을 위한 에너지가 IC 엔진으로부터 유도되는 IC 엔진 차량에서 유사한 에너지 절약이 실현된다.
제어기(28)는 냉방을 위한 HVAC 시스템(10)에 가용한 에너지가 감소될 때 HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키는 데 유효하게 제2 기류(78) 온도를 증가시키고 제1 기류(20)의 유량을 증가시키도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 난방을 위해 HVAC 시스템(10)이 가용한 에너지가 감소될 때 제어기(28)는 HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키는 데 유효하게 제1 기류(20)의 유량을 증가시키고 제2 기류(78) 온도를 감소시키도록 구성될 수 있다. 비제한적 예로서, 탑승자(12)를 냉방하기 위해 HVAC 시스템(10)에 가용한 전기 에너지는 전기 차량의 구동 거리를 증가시키기 위해 제한될 수 있다. 따라서, 제어기(28)는 차량 승객실(14) 내의 주변 온도를 유지하기 위해 필요한 전기 에너지를 감소시키기 위해 제2 기류(78) 온도를 증가시킬 수 있다. 제어기(28)는 또한 민감 부분(30)을 위한 목표 열 공급율을 달성하기 위해 제1 기류(20)의 유량을 증가시킬 수 있다. 제2 기류 온도를 증가시킴으로써 실현되는 전기 에너지 감소는 제1 기류(20)의 유량을 증가시킴으로써 실현되는 에너지 증가보다 클 수 있으며, 그에 의해, 탑승자(12)를 위한 쾌적한 열적 환경을 여전히 유지하면서 EV 구동 거리를 증가시키도록 전기 구동 시스템에 의해 사용될 수 있는, HVAC 시스템(10)에 대한 순수 에너지 절약을 제공한다.
제어기(29)는 HVAC 시스템(10)에 가용한 에너지가 감소될 때, HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키는 데 유효하게 제2 기류(78)의 유량을 감소시키도록 구성될 수 있다.
시스템(10)은 HVAC 시스템(10)으로부터의 복수의 기류를 복수의 민감 부분으로 안내하도록 구성된 복수의 노즐을 더 포함할 수 있다. 비제한적 예에서, 머리 노즐(18)은 머리 부분(64)에 머리 기류(20)를 전달하고, 무릎 노즐(72)은 무릎 부분(70)에 무릎 기류(74)를 전달하고, 가슴 노즐(66)은 가슴 기류(68)를 가슴 부분(34)에 전달한다.
HVAC 시스템(10)에 가용한 에너지가 감소될 때, 복수의 기류 내의 적어도 하나의 기류의 유량은 HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키기에 유효하게 감소될 수 있다. 적어도 하나의 기류의 유량은 HVAC 시스템(10)에 의해 소비되는 에너지를 감소시키기 위해 어떠한 유동도 없도록 감소될 수 있다. 비제한적 예에서, 탑승자(12)를 냉방하기 위해 HVAC 시스템(10)에 가용한 전기 에너지는 전기 차량의 구동 거리를 증가시키기 위해 제한될 수 있다. 따라서, 머리 노즐(18), 가슴 노즐(66) 및 무릎 노즐(72)을 갖는 난방, 환기 및 공조 시스템(10)에서, 제어기(28)는 무릎 부분(70)이 국소 조정이 이루어지는 탑승자(12)의 신체 중 최저 민감 부분이기 때문에 무릎 기류(74)의 유량을 감소시킬 수 있다. HVAC 시스템(10)에 가용한 에너지가 추가로 감소될 때, 제어기(28)는 무릎 기류(74)를 정지시키고 가슴 기류(68)의 유량을 감소시킬 수 있으며, 그 이유는 가슴 부분(34)이 머리 부분(64)보다 덜 민감하기 때문이다. HVAC 시스템(10)에 가용한 에너지가 더 더욱 감소될 때, 제어기(28)는 머리 기류(20)를 계속 제공하면서 가슴 기류(68)를 중단시킬 수 있다. 이는 탑승자(12)의 가장 열적으로 민감한 부분, 즉, 머리 부분(64)에 국소 조정을 제공하면서, EV 구동 거리를 향상시키기 위해 전기 구동 시스템에 의해 사용될 수 있는, HVAC 시스템(10)에 대한 순 에너지 절약을 유익하게 제공할 수 있다.
시스템(10)은 HVAC 시스템(10)으로부터의 복수의 기류를 차량 승객실(14) 내의 복수의 좌석 위치로 안내하도록 구성된 복수의 노즐을 더 포함할 수 있다. 시스템(10)은 제어기(28)와 통신하여 탑승자(12)가 특정 좌석 위치에 앉아 있는지 여부를 결정하도록 구성된 탑승자 센서를 더 포함할 수 있다. 제어기(28)가 좌석 위치가 비어있는 것으로 판정하는 경우, 제어기(28)는 그 좌석 위치로 안내되는 노즐로부터의 기류를 중단시킨다.
도 8은 차량 승객실(14) 내에 착석한 탑승자(12)에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하기 위해 난방, 환기 및 공조 시스템(10)을 제어하는 비제한적인 방법(100)을 예시한다.
단계 110(탑승자의 신체의 민감 부분의 식별)은 신체의 다른 부분보다 열 손실에 더 민감한 탑승자(12)의 신체의 부분을 식별하는 것을 포함한다. 민감 부분(30)의 식별은 주변 온도에 대한 신체 부분의 열적 쾌적성 민감도를 결정하기 위해 상술한 장 등에 의해 개발된 인간 열적 쾌적성 모델 같은 신체 부분의 모델에 기초할 수 있다. 단계 110(탑승자의 신체의 민감 부분의 식별)은 다양한 신체 부분의 온도 민감성의 데이터베이스에 기초할 수 있다.
단계 112(차량 승객실의 주변 온도의 결정)는 차량 승객실(14)의 주변 온도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 방법(100)은 차량 승객실(14) 내에 온도 센서(52)를 배치하는 것을 더 포함할 수 있다. 온도 센서(52)는 승객실(14) 내의 주변 공기 온도를 측정하도록 구성될 수 있다.
단계 114(민감 부분을 위한 목표 열 공급율의 결정)는 민감 부분(30)을 위한 목표 열 공급율을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 목표 열 공급율은 주변 온도에서 민감 부분(30)을 위한 실제 열 손실율과 민감 부분(30)을 위한 쾌적한 열 손실율 사이의 편차에 기초한 정상 상태 열 공급율을 포함할 수 있다. 목표 열 공급율은 또한 민감 부분(30)을 위한 과도적 열 공급율을 더 포함할 수 있다. 과도적 열 공급율은 시스템 시동 이후 경과된 시간에 기초하여 크기가 감소할 수 있다.
단계 116(민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도의 결정)은 민감 부분(30)을 위한 쾌적한 피부 온도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 쾌적한 피부 온도는 또한 상술한 장 등에 의해 개발된 인간 열적 쾌적성 모델 같은 인간 신체의 모델에 기초할 수 있다. 단계 116(민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도의 결정)은 다양한 신체 부분을 위한 쾌적한 피부 온도의 데이터베이스에 기초할 수 있다.
단계 118(기류를 위한 유량 및 기류를 위한 기류 온도의 결정)은 적어도 목표 열 공급율, 쾌적한 피부 온도, 노즐의 배출 면적, 노즐의 분산각 및 노즐로부터 민감 부분(30)까지의 거리에 기초하여 기류의 유량 및 기류를 위한 기류 온도를 결정하는 것을 포함할 수 있다. HVAC 시스템에 가용한 에너지가 감소되면, 정상 상태 열 공급율은 증가될 수 있고, 기류를 위한 유량은 감소될 수 있다.
단계 124(민감 부분의 위치의 결정)는 민감 부분(30)의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 이 결정은 노즐에 대한 민감한 신체 부분에 관한 위치 정보, 비제한적인 예로서, 방위각 및 거리 정보에 기초할 수 있다. 위치 정보는 이 위치 정보가 10분위 키의 여성 탑승자 및 90분위 키의 남성 탑승자의 민감 부분(30)의 위치를 포함하도록 일반화될 수 있다.
단계 120(탑승자의 앉은키를 결정)은 탑승자(12)의 앉은키를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 단계 124(민감 부분의 위치의 결정)는 앉은키에 기초하여 민감 부분(30)의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 민감 부분(30)의 위치의 결정은 상술한 "장비 설계에 대한 인간 공학 지침"의 챕터 11에 포함된 것 같은 인체계측 데이터를 비교함으로써 탑승자(12)의 앉은키를 결정하는 것에 기초할 수 있다. 이 방법(100)은 또한 차량 승객실(14) 내에 탑승자의 앉은키를 결정하도록 구성된 센서(54)를 배치하는 단계를 포함할 수도 있다.
단계 122(탑승자의 좌석의 좌석 위치의 결정)는 탑승자(12)의 좌석의 좌석 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있으며, 단계 124(민감 부분의 위치의 결정)은 좌석 위치에 기초하여 민감 부분(30)의 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다.
단계 126(민감 부분의 위치로 기류를 안내하기 위한 노즐의 작동)은 민감 부분(30)의 위치로 기류를 전달하도록 노즐을 작동시키는 것을 포함할 수 있다. 노즐은 민감 부분의 위치를 향해 기류를 지향시키도록 관절작동될 수 있다. 기류는 민감 부분(30)에서 목표 열 공급율을 달성하기 위해 필요한 유량 및 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 한다.
단계 128(머리 부분을 향해 기류를 안내하도록 구성된 머리 노즐의 제공)은 머리 부분(64)을 향해 기류를 안내하도록 구성된 머리 노즐(18)을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 단계 110, 114, 116, 124, 126의 민감 부분은 머리 부분(64)일 수 있다. 머리 노즐(18)은 1.25와 12 cm2 사이의 머리 노즐 배출 면적, 노즐 등가 직경의 4배와 노즐 등가 직경의 10배 사이의 머리 노즐로부터 머리 부분까지의 거리, 초당 0.9 리터(2 CFM)와 초당 3.3 리터(7 CFM) 사이의 머리 노즐 유량 및 22℃와 26℃ 사이의 머리 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
단계 130(가슴 부분을 향해 기류를 안내하도록 구성된 가슴 노즐의 제공)은 가슴 부분(34)을 향해 기류를 안내하도록 구성된 가슴 노즐(66)을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 단계 110, 114, 116, 124, 126의 민감 부분은 가슴 부분(34)일 수 있다. 가슴 노즐(66)은 1.25와 20 cm2 사이의 가슴 노즐 배출 면적, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 가슴 노즐로부터 가슴 부분까지의 거리, 초당 3.8 리터(8 CFM)와 초당 7.6 리터(15 CFM) 사이의 가슴 노즐 유량 및 22℃와 26℃ 사이의 가슴 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
단계 132(무릎 부분을 향해 기류를 안내하도록 구성된 무릎 노즐(72)의 제공)는 무릎 부분(70)을 향해 기류를 안내하도록 구성된 무릎 노즐(72)을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 단계 110, 114, 116, 124, 126의 민감 부분(30)은 무릎 부분(70)일 수 있다. 무릎 노즐(72)은 10와 45 cm2 사이의 무릎 노즐 배출 면적, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 무릎 노즐로부터 무릎 부분까지의 거리, 초당 2.3 리터(5 CFM)와 초당 9.5 리터(20 CFM) 사이의 무릎 노즐 유량 및 22℃와 26℃ 사이의 무릎 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 할 수 있다.
단계 134(복수의 민감 부분으로 복수의 기류를 안내하도록 구성된 복수의 노즐의 제공)은 HVAC 시스템으로부터의 복수의 기류를 복수의 민감 부분으로 안내하도록 구성된 복수의 노즐을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 더 민감한 부분을 위한 목표 열 공급율은 증가될 수 있고, 덜 민감한 부분을 위한 열 공급율은 감소될 수 있다. 더 민감한 부분은 정상 상태 열 공급율보다 큰 민감 부분을 위한 열 공급율을 제공함으로써 과 조정되어 전체적 열적 쾌적성을 달성할 수 있다. 덜 민감한 부분을 위한 열 공급율은 덜 민감한 부분에 안내되는 기류의 유량을 감소시키거나 제거함으로써 감소될 수 있다.
따라서, 차량 승객실(14) 내에 착석한 탑승자(12)에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 구성된 난방, 환기 및 공조 시스템(10)과 HVAC 시스템(10)을 제어하는 방법(100)이 제공된다. 시스템(10) 및 방법(100)은 탑승자(12)의 신체의 열적 민감 부분(30)의 위치를 결정하고, 이 민감 부분(30)에 차량 승객실(14)의 주변 온도로부터 민감 부분(30)을 사실상 열적으로 격리시키는 유량 및 온도를 갖는 기류를 전달함으로써 민감 부분(30)을 국소 조정한다. 따라서, 탑승자(12)의 쾌적성을 위해 통상적으로 요구되는 것보다 높거나 낮은 주변 온도로 차량 승객실(14)을 유지함으로써 HVAC 시스템(10)에 의해 요구되는 에너지를 절약하는 것이 가능하다.
본 발명을 본 발명의 양호한 실시예에 관하여 설명하였지만, 이는 한정을 의도하는 것은 아니며, 본 발명은 이하의 청구범위에 기재된 범주에 의해서만 한정된다. 또한, 용어 제1, 제2 등의 사용은 어떠한 중요도 순서도 나타내지 않으며, 대신, 용어 제1, 제2 등은 하나의 요소를 다른 요소로부터 구별하기 위해 사용된 것이다. 또한, 용어 "일" 등의 사용은 양적인 제한을 나타내지 않으며, 대신, 적어도 하나의 언급된 물품의 존재를 나타내는 것이다.

Claims (20)

  1. 차량 승객실 내에 착석한 탑승자에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 구성된 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템이며,
    HVAC 시스템으로부터 제1 기류를 안내하도록 구성된 제1 노즐과,
    제1 기류를 목표 위치로 안내하기 위해 제1 노즐을 관절작동하도록 구성된, 제1 노즐에 결합된 서보 기구와,
    서보 기구와 통신하는 제어기를 포함하고,
    제어기는
    신체의 다른 부분보다 열 손실에 더 민감한 탑승자의 신체의 민감 부분을 식별하고,
    차량 승객실의 주변 온도를 결정하고,
    민감 부분을 위한 목표 열 공급율로서, 주변 온도에서 민감 부분을 위한 실제 열 손실율과 민감 부분을 위한 쾌적한 열 손실율 사이의 편차에 기초한 정상 상태 열 공급율을 포함하는 목표 열 공급율을 결정하고,
    민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도를 결정하고,
    적어도 목표 열 공급율, 쾌적한 피부 온도, 노즐의 배출 면적, 노즐의 분산각 및 제1 노즐로부터 민감 부분까지의 거리에 기초하여 제1 기류를 위한 유량 및 제1 기류를 위한 기류 온도를 결정하고,
    민감 부분의 위치를 결정하고,
    민감 부분의 위치로 제1 기류를 안내하도록 제1 노즐을 관절작동시키도록 서보 기구를 작동시키게 구성되며,
    상기 제1 기류는 민감 부분을 위한 목표 열 공급율을 달성하기 위해 필요한 유량 및 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 목표 열 공급율은 민감 부분을 위한 과도적 열 공급율을 더 포함하고, 과도적 열 공급율은 시스템 시동 이후 경과한 시간에 기초하여 크기가 감소하는 HVAC 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 제어기는 다양한 신체 부분의 온도 민감성의 데이터베이스를 포함하는 HVAC 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 제어기는 다양한 신체 부분의 쾌적한 피부 온도의 데이터베이스를 포함하는 HVAC 시스템.
  5. 제1항에 있어서, 시스템은 탑승자의 앉은키를 결정하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 센서는 제어기와 통신하며, 제어기는 이 센서에 의해 식별된 앉은키에 기초하여 민감 부분의 위치를 결정하도록 구성되는 HVAC 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 시스템은 탑승자의 좌석의 제1 좌석 위치를 결정하도록 구성된 센서를 더 포함하고, 센서는 제어기와 통신하며, 제어기는 이 센서에 의해 식별된 제1 좌석 위치에 기초하여 민감 부분의 위치를 결정하도록 구성되는 HVAC 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 제어기는 제1 좌석 위치로부터 제2 좌석 위치로 좌석이 이동한 것을 판정하고, 제2 좌석 위치에 기초하여 민감 부분의 제2 위치를 결정하는 HVAC 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 민감 부분은 머리 부분이고, 제1 노즐은 머리 노즐이며, 머리 노즐은 1.25와 12 cm2 사이의 머리 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 4배와 노즐 등가 직경의 10배 사이의 머리 노즐과 머리 부분 사이의 거리와, 초당 0.9 리터와 초당 3.3 리터 사이의 머리 노즐 유량과, 22℃와 26℃ 사이의 머리 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 민감 부분은 가슴 부분이고, 제1 노즐은 가슴 노즐이며, 가슴 노즐은 1.25와 20 cm2 사이의 가슴 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 가슴 노즐과 가슴 부분 사이의 거리와, 초당 3.8 리터와 초당 7.6 리터 사이의 가슴 노즐 유량과, 22℃와 26℃ 사이의 가슴 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템.
  10. 제1항에 있어서, 민감 부분은 무릎 부분이고, 제1 노즐은 무릎 노즐이며, 무릎 노즐은 10과 45 cm2 사이의 무릎 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 무릎 노즐과 무릎 부분 사이의 거리와, 초당 2.5 리터와 초당 14.5 리터 사이의 무릎 노즐 유량과, 22℃와 26℃ 사이의 무릎 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템.
  11. 제1항에 있어서, HVAC 시스템으로부터 복수의 기류를 복수의 민감 부분으로 안내하도록 구성된 복수의 노즐을 더 포함하고, HVAC 시스템에 가용한 에너지가 감소될 때, HVAC 시스템에 의해 소비되는 에너지를 감소시키는 데 유효하게 복수의 기류의 적어도 하나의 기류의 유량이 감소되는 HVAC 시스템.
  12. 차량 승객실 내에 착석한 탑승자에게 쾌적한 주변 환경의 인지를 제공하도록 난방, 환기 및 공조(HVAC) 시스템을 제어하는 방법이며,
    신체의 다른 부분보다 열 손실에 더 민감한 탑승자의 신체의 민감 부분을 식별하는 단계와,
    차량 승객실의 주변 온도를 결정하는 단계와,
    민감 부분을 위한 목표 열 공급율로서, 주변 온도에서 민감 부분을 위한 실제 열 손실율과 민감 부분을 위한 쾌적한 열 손실율 사이의 편차에 기초한 정상 상태 열 공급율을 포함하는 목표 열 공급율을 결정하는 단계와,
    민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도를 결정하는 단계와,
    적어도 목표 열 공급율, 쾌적한 피부 온도, 노즐의 배출 면적, 노즐의 분산각 및 노즐로부터 민감 부분까지의 거리에 기초하여 기류를 위한 유량 및 기류를 위한 기류 온도를 결정하는 단계와,
    민감 부분의 위치로 기류를 안내하도록 노즐을 작동시키는 단계를 포함하고,
    상기 기류는 민감 부분을 위한 목표 열 공급율을 달성하기 위해 필요한 유량 및 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  13. 제12항에 있어서, 목표 열 공급율은 민감 부분을 위한 과도적 열 공급율을 더 포함하고, 과도적 열 공급율은 시스템 시동 이후 경과한 시간에 기초하여 크기가 감소하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  14. 제12항에 있어서, 민감 부분을 식별하는 단계는 다양한 신체 부분의 온도 민감성의 데이터베이스에 기초하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  15. 제12항에 있어서, 민감 부분을 위한 쾌적한 피부 온도를 결정하는 단계는 다양한 신체 부분을 위한 쾌적한 피부 온도의 데이터베이스에 기초하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  16. 제12항에 있어서, 탑승자의 좌석의 좌석 위치를 결정하는 단계와,
    좌석 위치에 기초하여 민감 부분의 위치를 결정하는 단계를 더 포함하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  17. 제12항에 있어서, HVAC 시스템으로부터 복수의 기류를 복수의 민감 부분으로 안내하도록 구성된 복수의 노즐을 제공하는 단계를 더 포함하고, 더 민감한 부분을 위한 목표 열 공급율을 증가되고 덜 민감한 부분을 위한 목표 열 공급율은 감소되는 HVAC 시스템 제어 방법.
  18. 제12항에 있어서, 민감 부분은 머리 부분이고, 상기 방법은 머리 부분을 향해 기류를 안내하도록 구성된 머리 노즐을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 머리 노즐은 1.25와 12 cm2 사이의 머리 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 4배와 노즐 등가 직경의 10배 사이의 머리 노즐과 머리 부분 사이의 거리와, 초당 0.9 리터와 초당 3.3 리터 사이의 머리 노즐 유량과, 22℃와 26℃ 사이의 머리 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  19. 제12항에 있어서, 민감 부분은 가슴 부분이고, 상기 방법은 가슴 부분을 향해 기류를 안내하도록 구성된 가슴 노즐을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 가슴 노즐은 1.25와 20 cm2 사이의 가슴 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 가슴 노즐과 가슴 부분 사이의 거리와, 초당 3.8 리터와 초당 7.6 리터 사이의 가슴 노즐 유량과, 22℃와 26℃ 사이의 가슴 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템 제어 방법.
  20. 제12항에 있어서, 민감 부분은 무릎 부분이고, 무릎 부분을 향해 기류를 안내하도록 구성된 무릎 노즐을 제공하는 단계를 더 포함하고,
    상기 무릎 노즐은 10과 45 cm2 사이의 무릎 노즐 배출 면적과, 노즐 등가 직경의 8배와 노즐 등가 직경의 15배 사이의 무릎 노즐과 무릎 부분 사이의 거리와, 초당 2.5 리터와 초당 14.5 리터 사이의 무릎 노즐 유량과, 22℃와 26℃ 사이의 무릎 노즐 기류 온도를 갖는 것을 특징으로 하는 HVAC 시스템 제어 방법.

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