KR101309199B1 - Air conditioner for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 히터코어 내부의 냉각수를 축냉 또는 축열재로 사용하는 공조장치에서, 상기 냉각수와 냉매를 상호 열교환시키는 축냉열교환기를 히터코어의 입구파이프 또는 출구파이프상에 설치하여 히터코어와 직렬로 배치하고, 냉,난방모드시 상기 축냉열교환기내의 냉각수에 축냉 또는 축열한 후 엔진정지시 상기 축냉 또는 축열된 냉각수를 상기 히터코어로 순환시킴으로써, 냉방모드 또는 난방모드 상태에서 엔진정지시 공조케이스에서 토출되는 공기의 온도가 급격히 변하는 것을 방지하여 탑승자의 불쾌감을 방지하고, 아울러 상기 축냉열교환기가 히터코어와 직렬로 배치됨으로써 전체 구조가 간단하여 부품수 및 원가를 절감함은 물론 축냉열교환기와 히터코어를 연결하기 위한 파이프의 루트(route)가 단순하여 조립성을 향상할 수 있고, 상기 축냉열교환기를 통해 냉매로 냉각수를 냉각시킴으로서 축냉 속효성이 향상됨은 물론 냉매와 냉각수가 교차하면서 유동하게 되어 열교환 성능도 향상할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle air conditioner, and more particularly, in an air conditioner using a cooling water inside a heater core as a heat storage or a heat storage material, a heat storage heat exchanger for mutually heat-exchanging the cooling water and a refrigerant, or an inlet pipe of a heater core. It is installed on the outlet pipe and arranged in series with the heater core, and cooled or regenerated with the coolant in the regenerator heat exchanger in the cooling and heating mode, and then circulates the regenerated or regenerated coolant to the heater core when the engine is stopped. Prevents the discomfort of the occupant by preventing the temperature of the air discharged from the air conditioning case from suddenly changing in the engine mode or heating mode, and also the overall structure is simple because the cold storage heat exchanger is arranged in series with the heater core. Pipes for connecting heat storage heat exchangers and heater cores (route) can improve the assemblability, and by cooling the cooling water with the refrigerant through the cold storage heat exchanger to improve the speed of the cold storage, as well as the refrigerant and the coolant flows in the cross-flow to improve the heat exchange performance Relates to a device.
Description
본 발명은 차량용 공조장치에 관한것으로써, 더욱 상세하게는 유량제어밸브를 구비한 히터코어의 냉각수를 축냉 또는 축열재로 사용하는 차량용 공조장치에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle air conditioner, and more particularly, to a vehicle air conditioner using a cooling water of a heater core having a flow control valve as a heat storage or a heat storage material.
일반적으로 차량용 공조장치는 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 우천시나 동절기에 윈드실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자의 전후방 시야가 확보될 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장치는 통상 난방장치와 냉방장치를 동시에 갖추고 있어서 외기나 내기를 선택적으로 도입한 후 이 공기를 가열 또는 냉각시켜 차량의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉,난방하거나 또는 환기하게 된다.Generally, the air conditioner for a vehicle is an automobile interior which is installed for the purpose of securing the front and rear view of the driver by removing the casting which is to be cooled or heated in the summer or winter season, or in case of rain or windshield during rainy or winter season Such an air conditioner is usually equipped with a heating device and a cooling device at the same time, and selectively introduces outside air or indoor air, and then the air is heated or cooled to blow air into the inside of the vehicle.
이러한 공조장치는, 송풍기 유니트, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트의 독립적인 구조에 따라, 상기 3개의 유니트들이 독립적으로 구비되는 쓰리 피스 타입(Three Piece Type)과, 증발기 유니트 및 히터코어 유니트가 공조케이스에 내장되고 송풍기 유니트가 별도의 유니트로 구비되는 세미 센터 타입(Semi-Center type)과, 그리고 상기 3개의 유니트가 모두 공조케이스에 내장되는 센터마운팅 타입(Center Mounting Type)으로 대별할 수 있다.According to the independent structure of the blower unit, the evaporator unit, and the heater core unit, the air conditioner includes a three-piece type in which the three units are independently provided, and an evaporator unit and a heater core unit, And a center mounting type in which all of the three units are incorporated in an air conditioning case can be categorized into a semi-center type in which a fan unit is installed as a separate unit, and a center mounting type in which all the three units are incorporated in an air conditioning case.
도 1은 상기 세미 센터 타입 공조장치를 도시한 것으로써, 상기 공조장치(1)는, 입구측에 공기유입구(11)가 형성되고 출구측에는 각각 모드도어(16)에 의하여 개도가 조절되는 디프로스트 벤트(12a), 페이스 벤트(12b) 및 플로어 벤트(12c,12d)가 설치된 공조케이스(10)와; 상기 공조케이스(10)의 공기유입구(11)에 연결되어 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍기(미도시)와; 상기 공조케이스(10)에 내장되는 증발기(2) 및 히터코어(3)와; 상기 증발기(2)와 히터코어(3)의 사이에 설치됨과 아울러 상기 히터코어(3)를 바이패스하는 냉풍통로(P1)와 상기 히터코어(3)를 통과하는 온풍통로(P2)의 개도를 조절하는 온도조절도어(15)를 포함하여 이루어진다.1 shows the semi-center type air conditioner, in which the
또한, 상기 히터코어(3)의 후방측과 상기 플로어 벤트(12c,12d)의 사이에는 격벽(17)이 형성되어 서로 구획되어 있다. 여기서, 상기 플로어 벤트(12c,12d)는 앞좌석용 플로어 벤트(12c)와 뒷좌석용 플로어 벤트(12d)로 분리되어 있다.In addition, a
상기한 바와 같이 구성된 차량용 공조장치(1)에 의하면, 최대냉방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로(P1)를 개방함과 아울러 온풍통로(P2)를 폐쇄하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 거치면서 증발기(2)의 내부를 유동하는 냉매와 열교환되어 냉기로 바뀐 뒤, 상기 냉풍통로(P1)를 통해 믹싱챔버(Mixing Chamber, MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공조모드에 따라 개방되는 벤트(12a~12d)를 통해 차량 실내로 토출됨으로써, 차량 실내의 냉방이 수행된다.According to the vehicle air conditioner 1 configured as described above, when the maximum cooling mode is operated, the
또한, 최대난방모드가 가동될 경우, 상기 온도조절도어(15)는, 상기 냉풍통로(P1)를 폐쇄함과 아울러 온풍통로(P2)를 개방하게 된다. 이에 따라 미도시된 송풍기에 의하여 송풍되는 공기는, 증발기(2)를 통과한 후 온풍통로(P2)를 통하여 히터코어(3)를 거치면서 히터코어(3)의 내부를 유동하는 냉각수와 열교환되어 온기로 바뀐 뒤, 믹싱챔버(MC)쪽으로 유동하게 되고, 이후 소정의 공조모드에 따라 개방되는 벤트(12a~12d)를 통하여 차량 실내로 토출됨으로써 차량 실내의 난방이 수행된다.In addition, when the maximum heating mode is activated, the
그리고, 믹싱모드가 가동될 경우에는, 상기 온도조절도어(15)는 중립위치로 회전하여, 상기 믹싱챔버(MC)에 대하여 상기 냉풍통로(P1) 및 상기 온풍통로(P2)를 모두 개방시킨다. 따라서, 증발기(2)를 거친 냉기와 히터코어(3)를 거친 온기가 믹싱챔버(MC) 쪽으로 유동하여 혼합된 후, 소정의 공조모드에 따라 개방되는 벤트(12a~12d)를 통해 차량 실내로 토출된다.When the mixing mode is activated, the
한편, 최근에는 환경을 보호하고 차량 엔진의 연비 향상을 위하여, 교통 신호 대기 등과 같은 정차시에 엔진을 자동적으로 정지시키는 차량(예컨대, 하이브리드 차량과 같이 경제적으로 주행하는 차량)이 실용화되고 있다.On the other hand, in recent years, in order to protect the environment and improve fuel efficiency of a vehicle engine, a vehicle (eg, a vehicle that runs economically, such as a hybrid vehicle) that automatically stops the engine at a stop such as waiting for a traffic signal has been put into practical use.
그러나, 공조장치(1)에서 냉동사이클을 구성하는 압축기(미도시)는 대체로 차량 엔진에 의하여 구동되는데, 전술한 경제적인 차량에서는 엔진이 정지될 때 마다 압축기도 정지되어 에어컨이 오프 되며, 이 경우 여름철에 냉방용 증발기(2)의 온도가 상승하여 차량 실내로 토출되는 공기의 온도도 급격히 상승하여 탑승자에게 불쾌감을 주는 문제가 있었다.However, a compressor (not shown) constituting a refrigeration cycle in the air conditioner 1 is generally driven by a vehicle engine. In the above-described economical vehicle, the compressor is also stopped every time the engine is stopped, and the air conditioner is turned off. In the summer, the temperature of the
상기한 문제를 해결하기 위해 도 1과 같이, 증발기(2)의 후방측에 축냉재가 봉입된 축냉열교환기(4)를 설치하고 있으나, 이 경우, 엔진정지(압축기 정지)로 인한 에어컨 오프시에는 축냉열교환기(4)에만 의존하여 토출온도가 상승하는 것을 완화시키기 때문에 온도가 상승하는 것을 막아주는 데에는 한계가 있었다.In order to solve the above problem, as illustrated in FIG. 1, a cold
아울러, 상기 증발기(2)를 통과한 냉기만으로 상기 축냉열교환기(4)내의 축냉재를 냉각시키기 때문에 축냉하는데 많은 시간이 소요되어 축냉 속효성이 저하되는 문제가 있다.In addition, since the cold storage material in the cold storage heat exchanger (4) is cooled only by cold air that has passed through the evaporator (2), it takes a long time to cool the accumulator, and thus there is a problem in that the cold storage quickness decreases.
또한, 겨울철에 정차시, 난방성능을 보완해주는 장치가 없어서 엔진이 정지되면 히터코어(3)로 순환되는 냉각수도 멈추기 때문에 공조케이스(10)로부터 차량 실내로 차가운 바람이 토출되어 공기의 온도가 급격히 하강하고 탑승자에게 불쾌감을 주는 문제가 있었다.In addition, when the engine is stopped in winter, there is no device to compensate for the heating performance, and when the engine is stopped, the coolant circulated to the
상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 히터코어 내부의 냉각수를 축냉 또는 축열재로 사용하는 공조장치에서, 상기 냉각수와 냉매를 상호 열교환시키는 축냉열교환기를 히터코어의 입구파이프 또는 출구파이프상에 설치하여 히터코어와 직렬로 배치하고, 냉,난방모드시 상기 축냉열교환기내의 냉각수에 축냉 또는 축열한 후 엔진정지시 상기 축냉 또는 축열된 냉각수를 상기 히터코어로 순환시킴으로써, 냉방모드 또는 난방모드 상태에서 엔진정지시 공조케이스에서 토출되는 공기의 온도가 급격히 변하는 것을 방지하여 탑승자의 불쾌감을 방지하고, 아울러 상기 축냉열교환기가 히터코어와 직렬로 배치됨으로써 전체 구조가 간단하여 부품수 및 원가를 절감함은 물론 축냉열교환기와 히터코어를 연결하기 위한 파이프의 루트(route)가 단순하여 조립성을 향상할 수 있고, 상기 축냉열교환기를 통해 냉매로 냉각수를 냉각시킴으로서 축냉 속효성이 향상됨은 물론 냉매와 냉각수가 교차하면서 유동하게 되어 열교환 성능도 향상할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems is an inlet pipe or outlet of a heater core in an air conditioning apparatus using a cooling water inside a heater core as a heat storage material or a heat storage material. It is installed on the pipe and arranged in series with the heater core, and in the cooling and heating mode, by cooling or accumulating the cooling water in the cold storage heat exchanger, and circulating the cooling or regenerated cooling water to the heater core when the engine is stopped, the cooling mode Alternatively, the temperature of the air discharged from the air conditioning case during the engine stop in the heating mode is prevented from being changed suddenly to prevent discomfort of the occupant, and the accumulator heat exchanger is arranged in series with the heater core to simplify the overall structure. The route of the pipe for connecting the regenerative cooling heat exchanger and the heater core as well as reducing the cost te) is simple and can improve the assemblability, and by cooling the cooling water with the refrigerant through the cold storage heat exchanger, the rapid cooling effect of the cold storage is improved, as well as the coolant and the coolant flows intersecting to improve the heat exchange performance. To provide.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 공조케이스와, 상기 공조케이스의 내부에 공기유동방향으로 순차적으로 설치되는 증발기 및 히터코어와, 상기 히터코어의 입,출구파이프와 엔진의 냉각수파이프 사이에 설치되어 엔진으로부터 히터코어를 순환하는 냉각수의 유량을 제어하는 유량제어밸브를 포함하며, 상기 히터코어 내부의 냉각수를 축냉 또는 축열재로 이용하는 차량용 공조장치에 있어서, 상기 엔진으로부터 상기 히터코어를 순환하는 냉각수 순환라인상에는 냉각수를 일정량 저장함과 아울러 상기 냉각수와 상기 증발기를 순환하는 냉매를 상호 열교환시키는 축냉열교환기가 설치되되, 상기 축냉열교환기는 상기 히터코어의 입구파이프 또는 출구파이프상에 설치되어 상기 히터코어와 직렬로 연결되도록 한 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, between the air conditioner, the evaporator and the heater core which is sequentially installed in the air flow direction inside the air conditioning case, between the inlet and outlet pipes of the heater core and the cooling water pipe of the engine And a flow rate control valve installed to control the flow rate of the cooling water circulating from the engine to the heater core, the vehicle air conditioner using the cooling water inside the heater core as the heat storage or the heat storage material, wherein the heater core is circulated from the engine. A cold storage heat exchanger is provided on the cooling water circulation line to store a predetermined amount of the cooling water and exchange heat between the cooling water and the refrigerant circulating in the evaporator. The cold storage heat exchanger is installed on an inlet pipe or an outlet pipe of the heater core. It is characterized in that it is connected in series with the core.
본 발명은, 히터코어 내부의 냉각수를 축냉 또는 축열재로 사용하는 공조장치에서, 상기 냉각수와 냉매를 상호 열교환시키는 축냉열교환기를 히터코어의 입구파이프 또는 출구파이프상에 설치하여 히터코어와 직렬로 배치하고, 냉,난방모드시 상기 축냉열교환기내의 냉각수에 축냉 또는 축열한 후 엔진정지시 상기 축냉 또는 축열된 냉각수를 상기 히터코어로 순환시킴으로써, 냉방모드 또는 난방모드 상태에서 엔진정지시 공조케이스에서 토출되는 공기의 온도가 급격히 변하는 것을 방지하여 탑승자의 불쾌감이 방지된다.The present invention relates to an air conditioner using cooling water inside a heater core as a heat storage material or a heat storage material, wherein a heat storage heat exchanger for mutual heat exchange between the cooling water and a refrigerant is provided on an inlet pipe or an outlet pipe of a heater core in series with the heater core. Air conditioning case when the engine is stopped in the cooling mode or the heating mode by circulating the heat accumulating or regenerated coolant in the cooling water in the cold storage heat exchanger in the cooling and heating mode, and then circulating the cooled or regenerated cooling water to the heater core. The unpleasantness of the occupant is prevented by preventing the temperature of the air discharged from the abrupt change.
또한, 상기 축냉열교환기를 히터코어와 직렬로 배치함으로써, 상기 히터코어와 축냉열교환기를 연결하기 위한 파이프 구조 및 파이프의 루트(route)가 단순화되므로 전체 구조가 간단하고, 이로인해 부품수 및 원가가 절감됨은 물론 조립성이 향상된다.In addition, by arranging the cold storage heat exchanger in series with the heater core, the pipe structure and the route of the pipe for connecting the heater core and the cold storage heat exchanger are simplified, so that the overall structure is simple, and thus the number and cost of parts Is reduced and the assembly is improved.
아울러, 상기 축냉열교환기를 히터코어와 직렬로 배치함으로써, 별도의 밸브를 추가로 구성하지 않고도 상기 유량제어밸브 하나로 축냉 및 축열시 냉각수의 순환방향을 조절할 수 있으므로 부품수 감소 및 원가를 절감할 수 있다.In addition, by arranging the cold storage heat exchanger in series with the heater core, it is possible to control the circulation direction of the cooling water during the cold storage and heat storage with one flow control valve without additionally configuring a separate valve, thereby reducing the number of parts and reducing the cost. have.
그리고, 상기 축냉열교환기와 히터코어가 직렬로 배치됨으로 인해 냉각수의 유동저항이 감소하여 축냉 또는 축열 성능도 향상된다.In addition, since the cold storage heat exchanger and the heater core are arranged in series, the flow resistance of the cooling water is reduced, thereby improving the cooling or heat storage performance.
또한, 상기 축냉열교환기의 내부에 냉각수통로 및 상기 냉각수통로와 교차하는 냉매통로를 형성하여, 상기 증발기의 출구측 냉매파이프를 유동하는 차가운 냉매와 상기 축냉열교환기내의 냉각수를 상호 열교환시킴으로써, 상기 축냉열교환기내의 냉각수가 더욱 신속하게 축냉되어 축냉 속효성이 향상됨은 물론 축냉효율이 향상된다.Further, by forming a coolant passage and a coolant passage that intersects the coolant passage with the inside of the cold storage heat exchanger, by mutually heat-exchanging the cold refrigerant flowing through the refrigerant pipe on the outlet side of the evaporator and the cooling water in the cold storage heat exchanger. The coolant in the cold storage heat exchanger cools more rapidly, thereby improving the fast storage efficiency and improving the storage efficiency.
그리고, 상기 축냉열교환기내에서 상기 냉각수통로와 냉매통로가 교차하도록 형성됨으로써, 상기 냉매통로를 유동하는 냉매와 상기 냉각수통로를 유동하는 냉각수도 교차하면서 열교환하게 되어 열교환 성능이 향상된다.In addition, the cooling water passage and the refrigerant passage are formed to cross each other in the cold storage heat exchanger, whereby the refrigerant flowing in the refrigerant passage and the cooling water flowing in the cooling water passage are also exchanged while exchanging heat exchange performance.
또한, 상기 축냉열교환기의 내부에 상,하부 탱크 및 중간 탱크를 형성하여 냉각수 저장공간을 증대함으로써, 축냉 또는 축열 용량을 대폭 증가시킬 수 있고, 이로인해 엔진정지시 냉,난방을 장시간 지속할 수 있게 되어 냉,난방 성능이 향상된다.In addition, by forming the upper and lower tanks and the intermediate tanks in the heat storage heat exchanger to increase the cooling water storage space, it is possible to greatly increase the heat storage capacity or heat storage capacity, thereby cooling and heating can be continued for a long time when the engine is stopped. To improve cooling and heating performance.
그리고, 상기 증발기의 출구측 냉매파이프가 상기 축냉열교환기의 냉매통로와 연결되도록 구성함으로써, 냉방모드시 상기 증발기의 냉방성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, by configuring the refrigerant pipe of the outlet side of the evaporator to be connected to the refrigerant passage of the heat storage heat exchanger, it is possible to prevent the cooling performance of the evaporator from being lowered in the cooling mode.
또한, 난방모드 중 엔진 정지시, 상기 축냉열교환기내의 뜨거운 냉각수 뿐만 아니라 뜨거운 상태로 남아있는 엔진 냉각수까지 활용하므로 난방성능을 더욱 향상할 수 있다.In addition, when the engine is stopped in the heating mode, not only the hot coolant in the cold storage heat exchanger but also the engine coolant remaining in the hot state may further improve heating performance.
도 1은 종래의 차량용 공조장치를 나타내는 단면도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 냉방모드를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 난방모드를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 축냉열교환기를 나타내는 사시도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 축냉열교환기를 나타내는 분해 사시도,
도 6은 도 5의 A-A선 단면도,
도 7은 도 5의 B-B선 단면도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타내는 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 냉방모드를 나타내는 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 냉방모드 중 엔진 정지시를 나타내는 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 난방모드를 나타내는 단면도,
도 12는 본 발명에 따른 차량용 공조장치에서 난방모드 중 엔진 정지시를 나타내는 단면도이다.1 is a sectional view showing a conventional automotive air conditioner,
2 is a block diagram showing a cooling mode of the vehicle air conditioner according to the present invention,
3 is a block diagram showing a heating mode of the vehicle air conditioner according to the present invention,
Figure 4 is a perspective view of the heat storage heat exchanger of the vehicle air conditioner according to the present invention,
5 is an exploded perspective view showing a cold storage heat exchanger of the vehicle air conditioner according to the present invention;
6 is a sectional view taken along line AA in Fig. 5,
7 is a cross-sectional view taken along line BB of FIG.
8 is a perspective view showing a vehicle air conditioner according to the present invention;
9 is a sectional view showing a cooling mode in a vehicle air conditioner according to the present invention,
10 is a cross-sectional view showing the engine stopped during the cooling mode in the vehicle air conditioner according to the present invention;
11 is a cross-sectional view showing a heating mode in the vehicle air conditioner according to the present invention;
12 is a cross-sectional view showing the engine stopped during the heating mode in the vehicle air conditioner according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(100)는, 입구측에 공기유입구(111)가 형성되고 출구측에는 복수개의 공기토출구가 형성됨과 아울러 내부에는 상기 공기유입구(111)와 복수개의 공기토출구를 연통하는 공기통로가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 공조케이스(110) 내부의 공기통로상에 공기유동방향 상류측에 설치되어 에어컨시스템의 냉매가 순환하는 증발기(104) 및 그 하류측에 설치되어 엔진(160) 냉각수가 순환하는 히터코어(102)를 포함하여 구성된다.As shown, the
여기서, 상기 에어컨시스템은 압축기(101), 응축기(102), 팽창밸브(103), 상기 증발기(104)를 냉매파이프(105)로 연결하여 구성되며, 냉방모드시 상기 압축기(101)의 가동으로 냉매가 압축기(101), 응축기(102), 팽창밸브(103), 증발기(104)를 순환하게 되고, 이 과정에서 상기 증발기(104)를 통과하는 공기가 증발기(104)내의 차가운 냉매와 열교환하여 냉각된 후 상기 공조케이스(110)의 공기토출구를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 된다.Here, the air conditioning system is configured by connecting the
또한, 상기 공조케이스(110)의 공기유입구(111)에는 내기 또는 외기를 송풍하는 송풍장치(미도시)가 설치된다.The
그리고, 상기 공조케이스(110)의 출구측에 형성된 복수개의 공기토출구는, 차량의 앞유리쪽으로 공기를 토출시키기 위한 디프로스트 벤트(112a)와, 앞좌석 탑승자의 얼굴쪽으로 공기를 토출시키기 위한 페이스 벤트(112b)와, 탑승자의 발쪽으로 공기를 토출시키기 위한 플로어 벤트(112c)(112d)가 형성된다.The plurality of air discharge ports formed at the outlet side of the
여기서, 상기 플로어 벤트(112c)(112d)는 앞좌석용 플로어 벤트(112c)와 뒷좌석용 플로어 벤트(112d)로 분기되어 있다.Here, the floor vents 112c and 112d are branched into a
아울러, 상기 디프로스트 벤트(112a)와, 페이스 벤트(112b)와, 플로어 벤트(112c)(112d)는 각각 모드 도어(113)에 의하여 개폐된다.In addition, the
도면에서는 회전축을 중심으로 그 양측의 플레이트가 회전하는 센터 피봇타입의 모드도어(113)가 설치된 경우만 도시하였지만, 이 외에도 다양한 도어 형태가 설치될 수 있다.In the drawings, only the case in which the center pivot
또한, 상기 모드도어(113)들은 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치된 엑츄에이터(미도시)를 통해 직접 구동되거나 또는 엑츄에이터로 구동되는 캠(미도시)이나 레버(미도시) 등에 연결되어 회전 작동하면서 각 벤트의 개도를 조절하게 된다.In addition, the
그리고, 상기 히터코어(120)는 상,하로 상호 일정간격 이격된 상,하부 탱크(121,122)와, 상기 상,하부 탱크(121,122) 사이를 연결하는 복수개의 튜브(123)와, 상기 복수개의 튜브(123) 사이에 개재되는 방열핀(124)과, 상기 상,하부 탱크(121,122)에 연결되는 입,출구파이프(120a,120b)로 구성된다.The
이때, 상기 입구파이프(120a)는 상기 하부 탱크(122)의 일단부에 연결되고, 출구파이프(120b)는 상기 상부 탱크(121)의 일단부에 연결됨과 아울러 상기 입,출구파이프(120a,120b)는 상기 공조케이스(110)의 일측면을 관통하여 공조케이스(110)의 외측면에 배치된다.At this time, the inlet pipe (120a) is connected to one end of the
아울러, 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)는 상기 공조케이스(110)의 외측면을 따라 차량의 엔진룸을 향해 연장되게 형성되어, 상기 엔진(160)의 냉각수파이프(161)와 각각 연통되게 연결된다.In addition, the inlet and
따라서, 상기 엔진(160)의 가동시, 엔진(160)으로부터 가열된 뜨거운 냉각수가 상기 히터코어(120)를 순환한 후, 다시 엔진(160)으로 복귀하게 되며, 상기의 과정에서 상기 히터코어(120)를 통과하는 공기가 히터코어(120)내의 뜨거운 냉각수와 열교환하여 가열된 후 상기 공조케이스(110)의 공기토출구를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 된다.Therefore, when the
한편, 상기 증발기(104)와 연결되는 입구측 냉매파이프(105a) 및 출구측 냉매파이프(105b)도 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)가 배치된 상기 공조케이스(110)의 일측면을 관통하여 공조케이스(110)의 외측면에 배치된다.On the other hand, the
즉, 상기 공조케이스(110)의 일측면에 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)와 상기 증발기(104)의 입,출구측 냉매파이프(105a,105b)가 인접하여 배치되는 것이다.That is, the inlet and
그리고, 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)와 엔진(160)의 냉각수파이프(161) 사이에는 유량제어밸브(150)가 설치된다.In addition, a
상기 유량제어밸브(150)는 상기 엔진(160)으로부터 히터코어(120)를 순환하는 냉각수의 유량을 제어하게 되는데, 일예로, 난방모드시에는 도 3과 같이 유량제어밸브(150)가 개방되어 엔진(160)으로부터 공급되는 뜨거운 냉각수가 상기 히터코어(120)를 순환한 후 다시 엔진(160)으로 복귀하도록 하게 되며, 냉방모드시에는 도 2와 같이 유량제어밸브(150)가 폐쇄되어 엔진(160)으로부터 공급되는 뜨거운 냉각수가 유량제어밸브(150)에서 유턴하여 다시 엔진(160)으로 복귀하도록 함으로써 냉각수가 히터코어(120)를 바이패스하도록 하게 된다.The
아울러, 상기 유량제어밸브(150)는 엔진(160)으로부터 히터코어(120)로 공급되어 순환하는 뜨거운 냉각수의 유량을 조절하여 차실내로 토출되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.In addition, the
한편, 상기 유량제어밸브(150)를 통한 냉각수의 유량 조절을 통해 차실내로 토출되는 공기의 온도를 조절할 수도 있지만, 이 외에도 도면에는 도시하지 않았지만 상기 히터코어(120)의 전방에 온도조절도어를 설치하여 증발기(104)를 통과한 냉풍과 히터코어(120)를 통과한 온풍의 혼합되는 양을 조절하여 차실내로 토출되는 공기의 온도를 조절할 수도 있다.On the other hand, the temperature of the air discharged into the cabin by adjusting the flow rate of the cooling water through the
상기 유량제어밸브(150)는, 상기 엔진(160)의 냉각수파이프(161)와 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)를 연통되게 연결하는 밸브몸체(151)와, 상기 밸브몸체(151)의 내부에 설치되어 밸브몸체(151)의 내부를 유동하는 냉각수 유량을 조절하거나 차단하는 조절밸브(156)로 이루어진다.The
이때, 상기 밸브몸체(151)의 일단부에는 상기 엔진(160)측과 연결된 두 개의 냉각수파이프(161)가 연결되고, 타단부에는 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)와 연결된다.At this time, two
또한, 상기 밸브몸체(151)의 내부에는 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)와 상기 엔진(160)의 냉각수파이프(161)를 각각 연통시키는 입구통로(152) 및 출구통로(153)와, 상기 엔진(160)으로부터 공급되는 냉각수가 상기 히터코어(120)를 바이패스하도록 하는 바이패스통로(154)와, 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)를 연통시키는 연통로(155)가 각각 형성된다.In addition, the
아울러, 상기 조절밸브(156)는 입구통로(152)와 바이패스통로(154)를 개폐하는 제1밸브(157)와, 상기 출구통로(153)와 연통로(155)를 개폐하는 제2밸브(158)로 이루어진다.In addition, the
따라서, 난방모드시에는 도 3과 같이, 상기 제1,2밸브(157,158)가 상기 입,출구통로(152,153)를 개방하고 상기 바이패스통로(154) 및 연통로(155)를 폐쇄하게 되어, 엔진(160)으로부터 공급되는 냉각수가 히터코어(120)를 순환한 후 다시 엔진(160)으로 복귀하게 되고,Accordingly, in the heating mode, as shown in FIG. 3, the first and
냉방모드시에는 도 2와 같이, 상기 제1,2밸브(157,158)가 상기 입,출구통로(152,153)를 폐쇄하고 상기 바이패스통로(154) 및 연통로(155)를 개방하게 됨으로써, 엔진(160)으로부터 히터코어(120)를 순환하는 냉각수 순환라인이 차단되게 된다.In the cooling mode, as illustrated in FIG. 2, the first and
이로인해, 엔진(160)으로부터 공급되는 냉각수는 상기 바이패스통로(154)를 통해 유턴하여 다시 엔진(160)으로 복귀하게 되고, 상기 히터코어(120)내의 냉각수는 정체되어 있게 된다.As a result, the coolant supplied from the
상기 히터코어(120)내의 정체된 냉각수는 아래에서 설명될 순환펌프(170)의 가동시 자체적으로 순환하게 된다. 즉, 상기 순환펌프(170)의 가동시 입구파이프(120a)->히터코어(120)->출구파이프(120b)->축냉열교환기(140)->유량제어밸브(150)의 연통로(155)->순환펌프(170)로 순환하게 되는 것이다.The stagnant coolant in the
한편, 상기 제1,2밸브(157,158)는 상기 밸브몸체(151)의 외측에 설치되는 액츄에이터(미도시)에 의해 회동가능하게 작동하면서 상기 입,출구통로(152,153)와 바이패스통로(154) 및 연통로(155)를 개폐하게 된다.Meanwhile, the first and
그리고, 상기 엔진(160)으로부터 상기 히터코어(120)를 순환하는 냉각수 순환라인상에는 냉각수를 일정량 저정함과 아울러 상기 냉각수와 상기 증발기(104)(에어컨시스템)를 순환하는 냉매를 상호 열교환시키는 축냉열교환기(140)가 설치되어, 냉,난방모드시 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수에 축냉 또는 축열하고, 엔진(160)정지시 상기 축냉열교환기(140)내에 축냉 또는 축열된 냉각수를 상기 히터코어(120)로 순환시켜 공조케이스(110)의 토출공기온도가 급격히 변하는 것을 방지하게 된다.On the cooling water circulation line that circulates the
물론, 냉,난방모드시에는 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수 뿐만아니라 상기 히터코어(120)내의 냉각수에도 축냉 또는 축열되게 된다.Of course, in the cooling and heating mode, not only the cooling water in the cold
본 발명에서는 상기 축냉열교환기(140)를 사용함으로써, 축냉 또는 축열 용량을 대폭 증가시키게 되고, 이처럼 축냉 또는 축열 용량이 증가되면 엔진(160)정지시 그 만큼 냉,난방을 장시간 지속할 수 있게 되어 냉,난방 성능이 향상되게 된다.In the present invention, by using the cold storage heat exchanger (140), the storage capacity or heat storage capacity is greatly increased, and thus the cooling and heating capacity can be sustained for a long time when the
아울러, 상기 축냉열교환기(140)를 통해 냉매로 냉각수를 냉각시킴으로서 상기 냉각수가 신속하게 축냉되어 축냉 속효성이 향상된다.In addition, by cooling the cooling water with the refrigerant through the cold storage heat exchanger (140), the cooling water is rapidly cooled, thereby improving the rapid cooling efficiency.
이때, 축냉 속효성이 향상되면, 탑승자에게 보다 신속한 축냉 효과를 제공하여 냉방성능을 향상하게 된다.At this time, when the storage cooling effect is improved, it provides a faster storage cooling effect to the occupant to improve the cooling performance.
그리고, 상기 축냉열교환기(140)는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)상에 설치되어 상기 엔진(160)으로부터 상기 히터코어(120)를 순환하는 냉각수 순환라인상에서 상기 히터코어(120)와 직렬로 연결 배치되도록 하는 것이 바람직하다.In addition, the cold
상기 축냉열교환기(140)를 히터코어(120)와 직렬로 배치하게 되면, 상기 히터코어(120)와 축냉열교환기(140)를 연결하기 위한 파이프 구조 및 파이프의 루트(route)가 단순화되므로 전체 구조가 간단하고, 이로인해 부품수 및 원가가 절감됨은 물론 조립성이 향상된다.When the cold
아울러, 상기 축냉열교환기(140)를 히터코어(120)와 직렬로 배치하게 되면, 별도의 밸브를 추가로 구성하지 않고도 상기 유량제어밸브(150) 하나로 축냉 및 축열시 냉각수의 순환방향을 조절할 수 있으므로 부품수 감소 및 원가를 절감할 수 있다.In addition, when the
또한, 상기 축냉열교환기(140)와 히터코어(120)가 직렬로 배치됨으로 인해 냉각수의 유동저항이 감소하여 축냉 또는 축열 성능도 향상할 수 있다.In addition, since the cold storage heat exchanger (140) and the heater core (120) are disposed in series, the flow resistance of the cooling water may be reduced, thereby improving the cold storage or heat storage performance.
그리고, 상기 축냉열교환기(140)는 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)상에 연결 설치되는 것이 바람직하다. 즉, 상기 히터코어(120)의 상부 탱크(121)에 연결된 출구파이프(120b)가 상기 증발기(104)의 냉매파이프(105a,105b)와 인접되게 배치되므로, 아래에서 설명될 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)가 상기 축냉열교환기(140)와 연결될 때 출구측 냉매파이프(105b)의 길이(경로)를 최소화 할 수 있다.And, the cold
또한, 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)가 상기 공조케이스(110)의 외측면에 배치되므로 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)에 연결 설치된 상기 축냉열교환기(140)도 상기 공조케이스(110)의 외측면에 배치된다.In addition, since the inlet and
상기 축냉열교환기(140)는, 복수개의 플레이트(141)를 적층하여 형성된 판형열교환기로서, 각 플레이트(141)의 내부에는 상기 냉각수가 순환하는 냉각수통로(142) 및 상기 냉각수통로(142)와 교차하면서 상기 냉매가 순환하는 냉매통로가 각각 구획되게 형성된다.The cold storage heat exchanger (140) is a plate heat exchanger formed by stacking a plurality of plates (141). Each of the plates (141) includes a cooling water passage (142) and the cooling water passage (142) through which the cooling water circulates. Refrigerant passages through which the refrigerant circulates are formed so as to cross each other.
즉, 상기 각 플레이트(141)의 내부에는 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)를 따라 유동하는 냉각수가 유입되어 유동하도록 냉각수통로(142)가 형성됨과 아울러 상기 각 플레이트(141)의 냉각수통로(142)상에는 직각방향으로 교차하도록 냉매통로가 형성된다.That is, the cooling
상기 냉매통로에는 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)를 따라 유동하는 냉매가 유입되어 유동하게 된다.In the refrigerant passage, the refrigerant flowing along the
따라서, 상기 축냉열교환기(140)내에서 상기 냉각수통로(142)와 냉매통로가 교차하도록 형성됨으로써, 상기 냉매통로를 유동하는 냉매와 상기 냉각수통로(142)를 유동하는 냉각수도 교차하면서 열교환하게 되어 열교환 성능이 향상된다.Therefore, the cooling
또한, 상기 냉각수통로(142)는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)와 직렬로 연통되게 연결되는데, 도면에서와 같이 상기 냉각수통로(142)는 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)와 직렬로 연결되게 된다.In addition, the cooling
아울러, 상기 냉매통로는 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)와 직렬로 연통되게 연결된다. 이때, 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)가 상기 축냉열교환기(140)의 냉매통로와 연결되도록 설치됨으로써, 냉방모드시 상기 증발기(104)의 냉방성능이 저하되는 것을 방지할 수 있다.In addition, the refrigerant passage is connected in series with the outlet
그리고, 상기 각 플레이트(141)의 상부 및 하부에는 상부 연통홀(141a) 및 하부 연통홀(141b)이 형성되어, 상기 각 플레이트(141)를 적층하게 되면, 상기 축냉열교환기(140)의 상부 및 하부에는 각 플레이트(141)내의 냉각수통로(142)를 연통시켜 냉각수 저장공간을 형성하는 상부 탱크(142a) 및 하부 탱크(142b)가 구비된다.In addition, an
이처럼, 상기 축냉열교환기(140)내에 일정공간의 상부 탱크(142a) 및 하부 탱크(142b)를 형성함으로써, 냉각수 저장공간을 증대함은 물론 이로인해 축냉 또는 축열 용량을 대폭 증가시키게 된다.As such, by forming the
또한, 상기 냉매통로는 상기 상부 탱크(142a)와 하부 탱크(142b)의 사이에 서로 일정간격 이격되어 형성되는 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)로 구성된다.In addition, the refrigerant passage includes an
이때, 상기 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)는 각각 복수개씩 형성된다. 즉, 상기 각 플레이트(141)의 냉각수통로(142)상에 복수개의 입구측 냉매통로(143a) 및 복수개의 출구측 냉매통로(143b)가 각각 교차하도록 형성됨으로써, 상기 각 플레이트(141)의 냉각수통로(142)를 따라 유동하는 냉각수가 복수개의 입구측 냉매통로(143a) 사이 및 복수개의 출구측 냉매통로(143b) 사이를 각각 유동하게 되어 냉각수와 냉매간의 열교환성능이 더욱 향상되게 된다.At this time, the inlet side
한편, 상기 각 플레이트(141)의 가장자리에는 인접하는 다른 플레이트(141)와 접합되면서 내부에 상기 냉각수통로(142)를 형성하도록 벤딩부(141d)가 형성되어 있다.Meanwhile, a bending
그리고, 상기 적층된 복수개 플레이트(141)의 최외곽 일측에는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)가 상기 상,하부 탱크(142a,142b)와 연통되게 연결되도록 상부 연결홀(144a) 및 하부 연결홀(144b)이 형성된 제1엔드플레이트(144)가 설치된다.The
이때, 상기 제1엔드플레이트(144)에는 도면에서와 같이 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)가 연결되는 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the
또한, 상기 적층된 복수개 플레이트(141)의 최외곽 타측에는 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)가 상기 입,출구측 냉매통로(143a,143b)와 직렬로 연통되게 연결되도록 상부 연결챔버(145b) 및 하부 연결챔버(145a)가 형성된 제2엔드플레이트(145)가 설치된다.In addition, the outermost side of the stacked plurality of
이때, 상기 하부 연결챔버(145a)는 상기 복수개의 입구측 냉매통로(143a)를 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)와 연결하게 되고, 상기 상부 연결챔버(145b)는 상기 복수개의 출구측 냉매통로(143b)를 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)와 연결하게 된다.At this time, the
아울러, 상기 제1엔드플레이트(144)에는 상기 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)를 연통되게 연결하는 연결 냉매통로(143c)가 형성된다. 따라서, 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)를 따라 유동하는 냉매는 상기 입구측 냉매통로(143a)로 유입되어 유동한 후, 상기 연결 냉매통로(143c)를 통해 유턴하여 상기 출구측 냉매통로(143b)를 따라 유동하게 된다.In addition, the
또한, 상기 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)의 사이에는 상기 각 플레이트(141)내의 냉각수통로(142)를 연통시켜 냉각수 저장공간을 형성하는 중간 탱크(142c)가 더 구비된다. 이처럼 상기 축냉열교환기(140)는 상,하부에 상부 탱크(142a) 및 하부 탱크(142b)가 구비되고, 중간에는 중간 탱크(142c)가 구비되어 냉각수 저장공간을 최대한 확보할 수 있다.Further, an
한편, 상기 중간 탱크(142c)를 형성하기 위해 상기 각 플레이트(141)의 입,출구측 냉매통로(143a,143b) 사이에는 중간 연통홀(141c)이 형성된다.Meanwhile, an
그리고, 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)상에는 상기 유량제어밸브(150)가 히터코어(120)로 공급되는 냉각수를 차단할 경우, 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수를 히터코어(120)로 순환시키는 순환펌프(170)가 설치된다.In addition, when the flow
상기 유량제어밸브(150)가 히터코어(120)로 공급되는 냉각수를 차단하게 되면, 엔진(160)측과는 단절되고 히터코어(120)와 축냉열교환기(140)만을 순환하는 폐회로가 만들어지며, 상기 순환펌프(170)는 이러한 폐회로를 따라 냉각수를 순환시키게 된다.When the
즉, 냉방모드시에는 상기 유량제어밸브(150)가 밸브몸체(151)의 입,출구통로(152,153)를 폐쇄하게 되므로 상기 히터코어(120) 및 축냉열교환기(140)내의 냉각수는 정체된 상태가 된다. 이로인해, 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍이 상기 히터코어(120)를 통과하면서 히터코어(120)내의 냉각수만 차갑게 냉각되므로, 상기 순환펌프(170)를 통해 축냉열교환기(140)와 히터코어(120)간에 냉각수를 순환시킴으로써 히터코어(120) 및 축냉열교환기(140)내의 냉각수가 축냉되게 된다.That is, in the cooling mode, the
아울러, 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수와 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)를 유동하는 저온 저압의 냉매가 상호 열교환하게 됨으로써, 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수가 더욱 신속하게 축냉되고, 이로인해 축냉효율이 향상되게 된다.In addition, the coolant in the cold
한편, 상기 축냉열교환기(140)가 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)상에 설치되므로, 상기 순환펌프(170)는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a)상에 연결 설치되는 것이 바람직하다.On the other hand, since the cold
그리고, 상기 공조케이스(110)의 내부에는, 상기 증발기(104)를 통과한 공기 중 일부가 히터코어(120)를 바이패스하도록 히터코어(120)의 상부에 바이패스 통로(131)가 형성되고, 상기 바이패스 통로(131)에는 개도 조절을 위해 바이패스 도어(130)가 설치된다.In addition, a
상기 바이패스 도어(130)는 차량의 조건에 따라 바이패스 통로(131)를 선택적으로 개폐하게 된다.The
즉, 초기 냉방모드시 바이패스 도어(130)를 통해 바이패스 통로(131)를 개방하게 되면, 증발기(104)에서 차가워진 공기 중 일부는 히터코어(120)를 통과하지만 일부는 바이패스 통로(131)를 통해 히터코어(120)를 바이패스 함으로써, 최대냉방 속효성을 향상할 수 있다.That is, when the
상기 바이패스 도어(130)는 엔진(160) 가동중의 냉방모드시에만 바이패스 통로(131)를 개방하게 되고, 엔진(160) 가동중의 난방모드시 및 냉,난방모드 상태에서 엔진(160) 정지시에는 상기 바이패스 통로(131)를 폐쇄하게 된다.The
또한, 상기 바이패스 도어(130)는 도면에서와 같이 센터 피봇 타입으로 구성할 수도 있고, 도면에는 도시하지 않았지만, 돔형 타입으로 구성할 수도 있다.
In addition, the
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 작용을 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the air conditioner for a vehicle according to the present invention will be described.
가. 냉방모드시(도 9참조),end. In the cooling mode (see Fig. 9),
냉방모드시에는 상기 유량제어밸브(150)의 제1,2밸브(157,158)가 밸브몸체(151)의 입,출구통로(152,153)를 폐쇄하여 엔진(160)으로부터 히터코어(120)로 공급되는 냉각수를 완전히 차단하게 되며, 이때 엔진(160)으로부터 공급되는 냉각수는 밸브몸체(151)내의 바이패스통로(154)를 통해 유턴하여 엔진(160)으로 다시 복귀하게 된다.In the cooling mode, the first and
또한, 상기 바이패스 도어(130)는 바이패스 통로(131)를 개방하고, 상기 순환펌프(170)가 가동하게 된다.In addition, the
따라서, 송풍장치에 의해 공조케이스(110)의 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기는, 상기 증발기(104)를 통과하는 과정에서 냉각되고, 이 냉풍 중 일부는 바이패스 통로(131)를 통해 히터코어(120)를 바이패스 하고, 일부는 히터코어(120)를 통과한 후, 공조모드에 따라 모드도어(113)에 의해 개방된 공기토출구를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 된다.Therefore, the air introduced through the
상기의 과정에서 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 히터코어(120)를 통과하면서 히터코어(120)내의 냉각수를 냉각시키게 되어, 냉각수가 차가워진 상태가 된다.In the process described above, the cooled cold air passing through the evaporator 104 passes through the
이때, 상기 순환펌프(170)에 의해 도 9와 같은 순환경로를 따라 상기 히터코어(120)내의 차가운 냉각수가 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수통로(142)로 순환하게 되면서, 축냉열교환기(140)내에 저장된 냉각수도 차가워지게 되어 축냉하게 된다.At this time, the cold cooling water in the
아울러, 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)가 상기 축냉열교환기(140)의 냉매통로와 연결되기 때문에, 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105)를 유동하는 차가운 냉매와 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수가 상호 열교환하게 되면서 축냉열교환기(140)내의 냉각수가 더욱 신속하게 차가워져 신속한 축냉이 가능하고 그만큼 축냉효율도 향상되게 된다.
In addition, since the
나. 냉방모드 중 엔진 정지시(도 10참조),I. When the engine stops during the cooling mode (see FIG. 10),
냉방모드 상태로 주행중에 신호 대기시 또는 정차시 차량의 엔진(160)이 정지될 경우, 압축기(101)도 정지되면서 에어컨이 오프되게 되는데, 이때 증발기(104)의 온도가 상승하기 때문에 증발기(104)를 통과한 공기의 온도도 급격히 상승할 수 있지만, 이 경우에는 도 10과 같이, 바이패스 도어(130)를 통해 바이패스 통로(131)가 폐쇄되어 증발기(104)를 통과한 공기 전체가 히터코어(120)를 통과하게 된다.When the
이때, 상기 순환펌프(170)는 계속 가동하여 축냉열교환기(140)내에 저장되어 있던 차가운 냉각수를 히터코어(120)로 순환시키게 된다.At this time, the
따라서, 증발기(104)를 통과하면서 상승한 공기의 온도가 히터코어(120)내의 차가운 냉각수에 의해 다시 하강하게 되므로, 차량 실내로 토출되는 공기의 온도가 급격히 상승하는 것을 방지할 수 있고, 이로인해 탑승자의 불쾌감을 방지할 수 있는 것이다.
Therefore, since the temperature of the air rising while passing through the
다. 난방모드시(도 11참조),All. In heating mode (see Fig. 11),
난방모드시에는 상기 유량제어밸브(150)의 제1,2밸브(157,158)가 밸브몸체(151)의 입,출구통로(152,153)를 개방하여 엔진(160)으로부터 가열된 뜨거운 냉각수가 히터코어(120)를 순환한 후 엔진(160)으로 복귀하게 되고, 상기 바이패스 도어(130)는 바이패스 통로(131)를 폐쇄하게 된다.In the heating mode, the first and
또한, 엔진(160) 가동중의 난방모드시에는 상기 순환펌프(170)가 정지된 상태로 있게 된다. 이때에는 엔진(160)측 워터펌프(미도시)에 의해 냉각수가 히터코어(120)를 순환하게 된다.In addition, the
따라서, 송풍장치에 의해 공조케이스(110)의 공기유입구(111)를 통해 유입된 공기는, 상기 증발기(104)를 통과하게 되고, 상기 증발기(104)를 통과한 공기는 히터코어(120)를 통과하는 과정에서 히터코어(120)와 열교환을 통해 가열된 후, 공조모드에 따라 모드도어(113)에 의해 개방된 공기토출구를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 된다.Accordingly, air introduced through the
상기의 과정에서 엔진(160)으로부터 가열되어 공급되는 뜨거운 냉각수는 히터코어(120) 뿐만아니라 축냉열교환기(140)내의 냉각수통로(142)까지 순환한 후 엔진(160)으로 복귀하게 되므로 축냉열교환기(140)내의 냉각수가 뜨거워지게 되어 축열하게 된다.
In the above process, the hot cooling water heated and supplied from the
라. 난방모드 중 엔진(160) 정지시(도 12참조),la. When the
난방모드 상태로 주행중에 신호 대기시 또는 정차시 차량의 엔진(160)이 정지될 경우, 엔진(160)측으로부터 냉각수의 공급도 정지하게 되는데, 이때 히터코어(120)의 온도가 하강하기 때문에 히터코어(120)를 통과한 공기의 온도도 급격히 하강할 수 있지만, 이 경우에는 도 12와 같이, 상기 순환펌프(170)가 가동하게 되어 엔진(160) 정지후에도 뜨거운 상태로 남아있는 엔진(160)측 냉각수와 상기 축냉열교환기(140)내에 저장되어 있던 뜨거운 냉각수를 히터코어(120)로 순환시키게 된다.When the
따라서, 난방모드 중 엔진(160)이 정지하더라도, 상기 엔진(160) 및 축냉열교환기(140)에 저장된 뜨거운 냉각수가 히터코어(120)로 순환하기 때문에 히터코어(120)를 통과하는 공기의 온도가 일정시간 동안은 큰 변화없이 차량 실내로 토출되어 난방을 계속 수행하게 되므로, 차량 실내로 토출되는 공기의 온도가 급격히 하강하는 것을 방지할 수 있고, 이로인해 탑승자의 불쾌감을 방지할 수 있는 것이다.Therefore, even when the
이처럼, 난방모드 중 엔진(160) 정지시, 상기 축냉열교환기(140)내의 뜨거운 냉각수 뿐만 아니라 뜨거운 상태로 남아있는 엔진(160) 냉각수까지 활용하므로 난방성능을 더욱 향상할 수 있게 된다.
As such, when the
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에서는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)상에 냉각수를 일정량 저장함과 동시에 냉각수와 냉매를 열교환시키는 축냉열교환기(140)를 설치하여 상기 축냉열교환기(140)가 히터코어(120)와 직렬로 연결 배치되도록 한 구성을 세미 센터 타입 공조장치에 적용한 경우에 대해서만 설명하였지만, 여기에 한정되지 않고, 센터마운팅 타입 공조장치, 쓰리 피스 타입 공조장치, 좌,우 독립제어 공조장치 등 모든 공조장치에 동일한 방법으로 적용할 수 있으며 동일한 효과를 얻을 수 있다.As described above, in the present invention, by storing a predetermined amount of the cooling water on the inlet pipe (120a) or outlet pipe (120b) of the
100: 공조장치 101: 압축기
102: 응축기 103: 팽창밸브
104: 증발기 105,105a,105b: 냉매파이프
110: 공조케이스 111: 공기유입구
112a: 디프로스트 벤트 112b: 페이스 벤트
112c,112d: 플로어 벤트 113: 모드도어
120: 히터코어 120a: 입구파이프
120b: 출구파이프 130: 바이패스 도어
131: 바이패스 통로 140: 축냉열교환기
141: 플레이트 141a: 상부 연통홀
141b: 하부 연통홀 141c: 중간 연통홀
142: 냉각수통로 142a: 상부 탱크
142b: 하부 탱크 142c: 중간 탱크
143a: 입구측 냉매통로 143b: 출구측 냉매통로
143c: 연결 냉매통로 144: 제1엔드플레이트
144a: 상부 연결홀 144b: 하부 연결홀
145: 제2엔드플레이트 145a: 하부 연결챔버
145b: 상부 연결챔버
150: 유량제어밸브 151: 밸브몸체
152: 입구통로 153: 출구통로
154: 바이패스통로 155: 연통로
156: 조절밸브 160: 엔진
161: 냉각수파이프 170: 순환펌프100: air conditioner 101: compressor
102: condenser 103: expansion valve
104:
110: air conditioning case 111: air inlet
112a:
112c, 112d: floor vent 113: mode door
120:
120b: exit pipe 130: bypass door
131: bypass passage 140: cold storage heat exchanger
141:
141b:
142: cooling
142b:
143a: inlet
143c: connecting refrigerant passage 144: first end plate
144a:
145:
145b: upper connection chamber
150: flow control valve 151: valve body
152: entrance passage 153: exit passage
154: bypass passage 155: communication passage
156: control valve 160: engine
161: cooling water pipe 170: circulation pump
Claims (10)
상기 엔진(160)으로부터 상기 히터코어(120)를 순환하는 냉각수 순환라인상에는 냉각수를 일정량 저장함과 아울러 상기 냉각수와 상기 증발기를 순환하는 냉매를 상호 열교환시키는 축냉열교환기(140)가 설치되되,
상기 축냉열교환기(140)는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)상에 설치되어 상기 히터코어(120)와 직렬로 연결되도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.An air conditioner case 110, an evaporator 104 and a heater core 120 that are sequentially installed in an air flow direction inside the air conditioning case 110, and an inlet and an outlet pipe 120a of the heater core 120. And a flow rate control valve 150 installed between the cooling water pipe 161 of the engine 160 and controlling the flow rate of the cooling water circulating from the engine 160 to the heater core 120. 120) In the vehicle air conditioner using the cooling water inside as the heat storage or heat storage material,
On the cooling water circulation line circulating the heater core 120 from the engine 160, a storage cooling heat exchanger 140 for storing a predetermined amount of the cooling water and heat-exchanging the refrigerant circulating the cooling water and the evaporator is installed.
The accumulator heat exchanger (140) is installed on an inlet pipe (120a) or an outlet pipe (120b) of the heater core 120, the vehicle air conditioner, characterized in that connected in series with the heater core (120).
상기 축냉열교환기(140)는, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 배치되도록 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 1,
The cold storage heat exchanger (140), the vehicle air conditioner, characterized in that installed on the outer surface of the air conditioning case (110).
상기 축냉열교환기(140)는, 복수개의 플레이트(141)를 적층하여 형성됨과 아울러 각 플레이트(141)의 내부에는 상기 냉각수가 순환하는 냉각수통로(142) 및 상기 냉각수통로(142)와 교차하면서 상기 냉매가 순환하는 냉매통로가 각각 구획되게 형성되되,
상기 냉각수통로(142)는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)와 직렬로 연통되게 연결되고,
상기 냉매통로는 상기 증발기(104)에 연결되는 냉매파이프(105b)와 직렬로 연통되게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 1,
The cold storage heat exchanger 140 is formed by stacking a plurality of plates 141, and intersects with the cooling water passage 142 and the cooling water passage 142 through which the cooling water circulates inside each plate 141. Refrigerant passages through which the refrigerant is circulated are formed to partition each other,
The cooling water passage 142 is connected in series with the inlet pipe (120a) or outlet pipe (120b) of the heater core 120,
The refrigerant passage is a vehicle air conditioner, characterized in that connected in series with the refrigerant pipe (105b) connected to the evaporator (104).
상기 축냉열교환기(140)의 상부 및 하부에는 각 플레이트(141)내의 냉각수통로(142)를 연통시켜 냉각수 저장공간을 형성하는 상부 탱크(142a) 및 하부 탱크(142b)가 구비되고,
상기 냉매통로는 상기 상부 탱크(142a)와 하부 탱크(142b)의 사이에 서로 일정간격 이격되어 형성되는 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)로 구성되며,
상기 적층된 복수개 플레이트(141)의 최외곽 일측에는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)가 상기 상,하부 탱크(142a,142b)와 연통되게 연결되도록 상부 연결홀(144a) 및 하부 연결홀(144b)이 형성된 제1엔드플레이트(144)가 설치되고,
상기 적층된 복수개 플레이트(141)의 최외곽 타측에는 상기 증발기(104)에 연결된 냉매파이프(105b)가 상기 입,출구측 냉매통로(143a,143b)와 연통되게 연결되도록 상부 연결챔버(145b) 및 하부 연결챔버(145a)가 형성된 제2엔드플레이트(145)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 3, wherein
Upper and lower tanks 142a and 142b are formed at upper and lower portions of the cold storage heat exchanger 140 to communicate the cooling water passages 142 in the plates 141 to form a cooling water storage space.
The refrigerant passage is composed of an inlet refrigerant passage 143a and an outlet refrigerant passage 143b which are formed to be spaced apart from each other between the upper tank 142a and the lower tank 142b.
An upper connection hole is formed at the outermost side of the stacked plurality of plates 141 so that the inlet pipe 120a or the outlet pipe 120b of the heater core 120 is connected to the upper and lower tanks 142a and 142b. A first end plate 144 having a 144a and a lower connection hole 144b formed therein;
The upper connection chamber 145b is connected to the outermost side of the plurality of stacked plates 141 so that the refrigerant pipe 105b connected to the evaporator 104 is connected to the inlet and outlet refrigerant passages 143a and 143b. Vehicle air conditioning apparatus, characterized in that the second end plate 145 is formed with a lower connection chamber (145a).
상기 제1엔드플레이트(144)에는 상기 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)를 연통되게 연결하는 연결 냉매통로(143c)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.5. The method of claim 4,
The first end plate (144) is a vehicle air conditioner, characterized in that the connection refrigerant passage (143c) for connecting the inlet-side refrigerant passage (143a) and the outlet-side refrigerant passage (143b) in communication.
상기 입구측 냉매통로(143a)와 출구측 냉매통로(143b)의 사이에는 상기 각 플레이트(141)내의 냉각수통로(142)를 연통시켜 냉각수 저장공간을 형성하는 중간 탱크(142c)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.5. The method of claim 4,
An intermediate tank 142c is further provided between the inlet refrigerant passage 143a and the outlet refrigerant passage 143b to communicate the cooling water passages 142 in the plates 141 to form a cooling water storage space. Vehicle air conditioner characterized in that.
상기 축냉열교환기(140)의 냉매통로와 연결된 냉매파이프(105b)는 상기 증발기(104)의 출구측 냉매파이프(105b)인 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 3, wherein
Refrigerant pipe (105b) connected to the refrigerant passage of the cold storage heat exchanger (140) is a vehicle air conditioning apparatus, characterized in that the refrigerant pipe (105b) on the outlet side of the evaporator (104).
상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a) 또는 출구파이프(120b)상에는 상기 유량제어밸브(150)가 히터코어(120)로 공급되는 냉각수를 차단할 경우, 상기 축냉열교환기(140)내의 냉각수를 히터코어(120)로 순환시키는 순환펌프(170)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 1,
When the flow rate control valve 150 blocks the coolant supplied to the heater core 120 on the inlet pipe 120a or the outlet pipe 120b of the heater core 120, the coolant in the heat storage heat exchanger 140 is removed. Vehicle air conditioning apparatus, characterized in that the circulation pump 170 is circulated to the heater core 120 is installed.
상기 축냉열교환기(140)는 상기 히터코어(120)의 출구파이프(120b)상에 연결 설치되고, 상기 순환펌프(170)는 상기 히터코어(120)의 입구파이프(120a)상에 연결 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 8,
The cold storage heat exchanger 140 is connected to the outlet pipe 120b of the heater core 120 and the circulation pump 170 is connected to the inlet pipe 120a of the heater core 120. Vehicle air conditioner characterized in that.
상기 유량제어밸브(150)는,
상기 엔진(160)의 냉각수파이프(161)와 상기 히터코어(120)의 입,출구파이프(120a,120b)를 연통되게 연결하는 밸브몸체(151)와,
상기 밸브몸체(151)의 내부에 설치되어 밸브몸체(151)의 내부를 유동하는 냉각수 유량을 조절하거나 차단하는 조절밸브(156)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.The method of claim 1,
The flow control valve 150,
A valve body 151 connecting the cooling water pipe 161 of the engine 160 and the inlet and outlet pipes 120a and 120b of the heater core 120 to communicate with each other;
Is installed inside the valve body 151, the air conditioning apparatus for a vehicle, characterized in that consisting of a control valve 156 for controlling or blocking the flow rate of the cooling water flowing in the valve body (151).
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