JP6137828B2 - 車両用エアコンシステム - Google Patents

Description

本発明は、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させるようにする車両用エアコンシステムに関する。

エアコンシステムは、冷媒を圧縮する圧縮器と、前記圧縮器で圧縮された冷媒を凝縮して液化させるコンデンサと、前記コンデンサで凝縮されて液化した冷媒を急速に膨張させる膨張バルブ、および前記膨張バルブで膨張した冷媒を蒸発させる蒸発器を含む。

水冷式コンデンサは、空冷式コンデンサに比べて冷却水の熱容量が大きいため、凝縮圧力は低くなるが、冷却水と冷媒の温度差が小さく、外気に比べて冷却水温が高いため、サブクール（Ｓｕｂ ｃｏｏｌ）の形成が困難でエアコンシステムの全体的な冷房性能が低下することがある。

これを防止するためには、大容量のクーリングファンとラジエータが要求されるところ、狭いエンジンルームの内部でレイアウトが不利になり、車両の全体的な重量とコストの側面で不利である。

そして、モータと電気動力部品およびスタックなどが適用される親環境車両の場合には、冷却水が各構成要素を冷却した後にコンデンサに流入されてその温度が上昇することによって、冷媒の凝縮量がより低下することがある。

本発明は、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時にはサブクールを増大させるようにして、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させる車両用エアコンシステムを提供することに目的がある。

前記目的を達成するための本発明の実施形態による車両用エアコンシステムは、車両の前方に備えられるラジエータと、前記ラジエータに風を送風するクーリングファンと、前記ラジエータと冷却ラインを介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンクと、前記冷却ライン上に備えられて冷却流体を循環させるウォータポンプとを含むクーリング手段；前記ラジエータと前記リザーバタンクの間で前記冷却ラインと連結されて冷却流体が流入され、エアコン手段の冷媒ラインを介して冷媒が流入されて、冷却流体と冷媒の相互熱交換を通じて冷媒を１次に凝縮させる第１コンデンサ；および前記第１コンデンサと冷媒ライン上で直列に連結されて前記第１コンデンサから凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータの前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて前記冷媒を２次に凝縮させる第２コンデンサ；を含む。

前記エアコン手段は、前記冷媒ラインを介して相互連結され、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブと、膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器と、蒸発された気体状態の冷媒を圧縮させる圧縮器とを含んで構成され、前記圧縮器から排出される圧縮された冷媒を前記冷媒ラインを介して相互連結された前記第１コンデンサと前記第２コンデンサに順次に通過させながらそれぞれ凝縮させることができる。

前記第１コンデンサは、前記圧縮器と冷媒ラインを介して連結されて、流入された冷媒を凝縮させた後、凝縮された冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤーが一体に形成され得る。

前記第１コンデンサは、前記レシーバードライヤーを介して前記第２コンデンサと直列に連結され得る。

前記ウォータポンプと前記ラジエータの間には、前記冷却ラインを介して連結されて前記第１コンデンサを通過した冷却流体が流入される発熱体が配置され得る。

前記発熱体は、親環境車両で電気動力部品やモータ、またはスタックと、内燃機関車両で水冷式インタークーラーを含むことができる。

冷媒ラインを介して相互連結され、液体冷媒を膨張させる膨張バルブと、前記膨張バルブにより膨張された冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から気体状態の冷媒を供給されて圧縮させる圧縮器とを含む車両用エアコンシステムにおいて、車両の前方に構成されるラジエータと、前記ラジエータに風を送風するクーリングファンと、前記ラジエータと冷却ラインを介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンクと、前記冷却ラインを介して連結され、冷却流体を循環させるウォータポンプとを含んで構成されるクーリング手段；前記クーリング手段と前記冷却ラインを介して連結されて冷却流体が流入され、前記冷媒ラインを介して流入される冷媒と冷却流体の相互熱交換を通じて水冷式で冷媒を凝縮させ、前記ラジエータの一側に配置される第１コンデンサ；および前記第１コンデンサと前記冷媒ライン上で直列に連結されて、凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータの前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて空冷式で冷媒を凝縮させる第２コンデンサ；を含む。

前記第１コンデンサは、前記ラジエータとリザーバタンクの間に配置され得る。

前記第１コンデンサは、凝縮された液体状態の冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤーが一体に形成され得る。

前記第１コンデンサは、前記レシーバードライヤーを介して前記第２コンデンサと連結され得る。

前記ラジエータと前記ウォータポンプの間には、前記冷却ラインを介して連結される発熱体が配置され得る。

前記発熱体は、親環境車両で電気動力部品やモータ、またはスタックと、内燃機関車両で水冷式インタークーラーを含むことができる。

前記ラジエータとクーリングファンの間には、内燃機関の車両で内燃機関を冷却する内燃機関用ラジエータが備えられ得る。

上述した本発明の実施形態による車両用エアコンシステムによれば、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には、冷却流体の熱容量が外気に比べて大きいため、凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時には、冷却流体と冷媒の温度差を大きくしてサブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）の形成に有利であることから、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる。

また、冷媒の凝縮圧力の低減を通じて圧縮器の所要の仕事を減少することができ、サブクールの増大を通じて冷却流体の水温を低下させることによって、ラジエータとクーリングファンの容量の増大なしでも冷房性能を向上させることができる。

また、燃料電池および電気車両のような親環境車両に適用する場合、電気動力部品、モータ、およびスタック、または内燃機関車両のインタークーラーのような発熱体とエアコン冷媒を一つの統合されたラジエータで冷却することができる。

本発明の第１実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。 本発明の第２実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。 本発明の第３実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。 本発明の第４実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の第１実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。

図１を参照すると、本発明の第１実施形態による車両用エアコンシステムは、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時にはサブクールを増大させるようにして、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる構造からなる。

そのために、本発明の実施形態による車両用エアコンシステム１は、クーリング手段、第１コンデンサ１０、および第２コンデンサ２０を含んで構成され、以下でこれを各構成別により詳しく説明する。

まず、前記クーリング手段は、車両の前方に備えられるラジエータ２と、前記ラジエータ２に風を送風するクーリングファン４とを含む。

ここで、前記クーリングファン４は、制御器（図示せず）と連結されて車両の状態と、冷媒や冷却流体の温度に応じて風量が調節され得る。

また、前記クーリング手段は、前記ラジエータ２と冷却流体が流動する冷却ライン（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｌｉｎｅ：以下、「Ｃ．Ｌ」という）を介して連結されて冷却流体を循環させるウォータポンプ６と、前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）に備えられ、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンク８とを含んで構成される。

ここで、前記冷却流体は、冷却水で構成され得る。

本実施形態において、前記第１コンデンサ１０は、前記ラジエータ２と前記リザーバタンク８の間で前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）と連結されて冷却流体が流入され、エアコン手段から冷媒が流動する冷媒ライン（Ｒｅｆｒｉｇｅｒａｎｔ Ｌｉｎｅ：以下、「Ｒ．Ｌ」という）を介して冷媒が流入されて、冷却流体と冷媒の相互熱交換を通じて冷媒を１次に凝縮させるようになる。

ここで、前記エアコン手段は、前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して相互連結され、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ２２と、膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器２４と、蒸発された気体状態の冷媒を圧縮させる圧縮器２６とを含んで構成される。

本実施形態において、前記第１コンデンサ１０は、前記圧縮器２６と冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して連結されて、流入された冷媒を凝縮させた後、凝縮された冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤー１２が一体に形成され得る。

このようなレシーバードライヤー１２は、前記第１コンデンサ１０で液相の冷媒のみが排出されるように１次に凝縮された液体状態の冷媒内部に液相に相変化されなかった気体状態の冷媒を分離させるようになる。

そして、前記第２コンデンサ２０は、前記第１コンデンサ１０と直列に連結されて前記第１コンデンサ１０から凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータ２の前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて前記冷媒を２次に凝縮させるようになる。

一方、前記エアコン手段は、前記圧縮器２６から排出される圧縮された冷媒を前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して相互連結された前記第１コンデンサ１０と前記第２コンデンサ２０に順次に通過させながらそれぞれ凝縮させるようになる。

ここで、第１コンデンサ１０は、前記レシーバードライヤー１２を介して前記第２コンデンサ２０と直列に連結され得る。

そのために、前記第２コンデンサ２０は、前記第１コンデンサ１０のレシーバードライヤー１２を介して相変化されなかった気体状態の冷媒が分離された液体状態の冷媒のみが流入されて、外気との熱交換を通じて２次に凝縮させるようになる。

つまり、本発明の第１実施形態において、前記第１コンデンサ１０は、冷却流体として冷却水が流入されて、内部に流入される冷媒と相互熱交換される水冷式からなり、前記第２コンデンサ２０は、車両の走行中、外部で流入される外気で冷媒を熱交換させる空冷式からなる。

したがって、水冷式で構成される第１コンデンサ１０は、外気に比べて熱伝達係数が大きい冷却水を用いて冷媒を冷却させることによって、内部での凝縮圧力を低減させることができる。

そして、空冷式で構成される第２コンデンサ２０は、第１コンデンサ１０を通過しながら凝縮された冷媒をレシーバードライヤー１２を介して液体状態の冷媒のみを供給されて、外気を用いて冷却させることによって、外気と冷媒の温度差を大きくできるため、サブクールの形成に有利であり、冷却ライン（Ｒ．Ｌ）の伝熱量を低減させるようになる。

つまり、本発明の第１実施形態による車両用エアコンシステム１は、水冷式と空冷式がそれぞれ適用された第１、第２コンデンサ１０、２０を共に適用することによって、水冷式コンデンサの長所である凝縮圧力の低減と、空冷式コンデンサの長所であるサブクールの形成に有利な点を効率的に用いて、それぞれの方式による短所を相互補完することによって、エアコンの全体的な冷房性能を向上させることができるようになる。

したがって、上述した構成を有する本発明の第１実施形態による車両用エアコンシステム１を適用すると、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には、冷却流体の熱容量が外気に比べて大きいため、凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時には、冷却流体と冷媒の温度差を大きくしてサブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）の形成に有利であることから、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる。

また、冷媒の凝縮圧力の低減を通じて圧縮器の所要の仕事の減少が可能で作動燃費を低めることができ、サブクールの増大を通じて冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させて前記冷却ライン（Ｒ．Ｌ）に沿って循環する冷却流体の水温を低下させることによって、ラジエータ２とクーリングファン４の容量の増大なしでも冷房性能を向上させることができるため、狭いエンジンルームの内部でレイアウトを簡素化して空間活用性を向上させ、重量低減、および製作コストを節減することができる。

図２は、本発明の第２実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。

図２を参照すると、本発明の第２実施形態による車両用エアコンシステム１００は、親環境車両である燃料電池車両、電気車両などに適用されるものであって、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時にはサブクールを増大させるようにして、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる構造からなる。

このような本発明の第２実施形態による車両用エアコンシステム１００は、クーリング手段、第１コンデンサ１１０、および第２コンデンサ１２０を含んで構成される。

まず、前記クーリング手段は、車両の前方に備えられるラジエータ１０２と、前記ラジエータ１０２に風を送風するクーリングファン１０４と、前記ラジエータ２と冷却流体が流動する冷却ライン（Ｃｏｏｌｉｎｇ Ｌｉｎｅ：以下、「Ｃ．Ｌ」という）を介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンク１０８と、前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）上に備えられて冷却流体を循環させるウォータポンプ１０６とを含んで構成される。

ここで、前記クーリングファン１０４は、制御器（図示せず）と連結されて車両の状態と、冷媒や冷却流体の温度に応じて風量が調節され、前記冷却流体は冷却水で構成され得る。

本発明の第２実施形態において、前記第１コンデンサ１１０は、前記ラジエータ１０２とリザーバタンク１０８の間で前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）と連結されて冷却流体が流入され、エアコン手段から冷媒が流動する冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して冷媒が流入されて、冷却流体と冷媒の相互熱交換を通じて冷媒を１次に凝縮させるようになる。

ここで、前記エアコン手段は、前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して相互連結され、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ１２２と、膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器１２４と、蒸発された気体状態の冷媒を圧縮させる圧縮器１２６とを含んで構成される。

本実施形態において、前記第１コンデンサ１１０は、前記圧縮器１２６と冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して連結されて、流入された冷媒を凝縮させた後、凝縮された冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤー１１２が一体に形成され得る。

このようなレシーバードライヤー１１２は、前記第１コンデンサ１１０で液相の冷媒のみが排出されるように１次に凝縮された液体状態の冷媒内部に液相に相変化されなかった気体状態の冷媒を分離させるようになる。

そして、前記第２コンデンサ１２０は、前記第１コンデンサ１１０と直列に連結されて前記第１コンデンサ１１０から凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータ１０２の前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて前記冷媒を２次に凝縮させるようになる。

ここで、前記ウォータポンプ１０６とラジエータ１０２の間には、前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結されて前記第１コンデンサ１１０を通過した後、前記リザーバタンク１０８に貯蔵された冷却流体が流入される発熱体１３０が配置され得る。

前記発熱体１３０は、燃料電池車両、電気車などの親環境車両に適用される電気動力部品やモータ、またはスタックと、内燃機関車両で水冷式インタークーラーを含んで構成され得る。

つまり、前記発熱体１３０は、冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して前記第１コンデンサ１１０から排出される冷却水により発生した熱が冷却される。

そのために、冷却水は、前記発熱体１３０を冷却した後、加熱された状態でウォータポンプ１０６の作動により冷却ライン（Ｃ．Ｌ）に沿って循環しながら、再びラジエータ１０２に流入されて冷却され、ウォータポンプ１０６の作動により、第１コンデンサ１１０に流入されて冷媒と熱交換されてから、リザーバタンク１０８に貯蔵される。そして、このような作動を反復的に行うようになる。

一方、前記エアコン手段は、前記圧縮器１２６から排出される圧縮された冷媒を前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して相互連結された前記第１コンデンサ１１０と前記第２コンデンサ１２０に順次に通過させながらそれぞれ凝縮させるようになる。

ここで、第１コンデンサ１１０は、前記レシーバードライヤー１１２を介して前記第２コンデンサ１２０と直列に連結され得る。

そのために、前記第２コンデンサ１２０は、前記第１コンデンサ１１０のレシーバードライヤー１１２を通過しながら相変化されなかった気体状態の冷媒が分離された液体状態の冷媒のみが流入されて、外気との熱交換を通じて２次に凝縮させるようになる。

この時、前記レシーバードライヤー１１２は、冷媒に含有された異物も共にフィルタリングする機能も行なうことができる。

つまり、本発明の第２実施形態において、前記第１コンデンサ１１０は、冷却流体として冷却水が流入されて、内部に流入される冷媒と相互熱交換される水冷式からなり、前記第２コンデンサ１２０は、車両の走行中、外部で流入される外気で冷媒を熱交換させる空冷式からなる。

したがって、水冷式で構成される第１コンデンサ１１０は、外気に比べて熱伝達係数が大きい冷却水を用いて冷媒を冷却させることによって、内部での凝縮圧力を低減させることができる。

そして、空冷式で構成される第２コンデンサ１２０は、第１コンデンサ１１０を通過しながら凝縮された冷媒をレシーバードライヤー１１２を介して液体状態の冷媒のみが供給されて外気を用いて冷却させることによって、外気と冷媒の温度差を大きくすることができるため、サブクールの形成に有利であり、冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させるようになる。

したがって、このような構成を有する本発明の第２実施形態による車両用エアコンシステム１００を適用すると、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には冷却流体の熱容量が外気に比べて大きいため、凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時には冷却流体と冷媒の温度差を大きくしてサブクール（Ｓｕｂ Ｃｏｏｌ）の形成に有利であることから、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる。

また、冷媒の凝縮圧力の低減を通じて圧縮器の所要の仕事の減少が可能で作動燃費を低めることができ、サブクールの増大を通じて冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させて前記冷却ライン（Ｒ．Ｌ）に沿って循環する冷却流体の水温を低下させることによって、ラジエータ１０２とクーリングファン１０４の容量の増大なしでも冷房性能を向上させることができるため、狭いエンジンルームの内部でレイアウトを簡素化して空間活用性を向上させ、重量低減、および製作コストを節減することができる。

また、燃料電池および電気車両のような親環境車両に適用する場合、電気動力部品、スタック、およびインタークーラーのような発熱体１３０と冷媒を一つの統合されたラジエータ１０２で冷却が可能であるため、冷却性能を向上させ、構成を簡素化することができる。

図３は、本発明の第３実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。

図３を参照すると、本発明の第３実施形態による車両用エアコンシステム２００は、親環境車両の燃料電池車両、電気車両などに適用されるものであって、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時にはサブクールを増大させるようにして、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる構造からなる。

このような本発明の第３実施形態による車両用エアコンシステム２００は、基本的に冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して相互連結され、液体冷媒を膨張させる膨張バルブ２０２と、前記膨張バルブ２０２を通じて膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器と２０４、前記蒸発器２０４から気体状態の冷媒を供給されて圧縮させる圧縮器２０６とを含んで構成される。

ここで、本発明の第３実施形態による車両用エアコンシステム２００は、クーリング手段、第１コンデンサ２１６、および第２コンデンサ２２０をさらに含んで構成される。

まず、前記クーリング手段は、車両の前方に構成されるラジエータ２０８と、前記ラジエータ２０８に風を送風するクーリングファン２１０と、前記ラジエータ２０８と冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンク２１４と、前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結され、冷却流体を循環させるウォータポンプ２１２とを含んで構成される。

このように構成されるクーリング手段において、前記クーリングファン２１０は、制御器（図示せず）と連結されて車両の状態と、冷媒や冷却流体の温度に応じて風量が調節され、前記冷却流体は冷却水で構成され得る。

ここで、前記ラジエータ２０８と前記ウォータポンプ２１２の間には、前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結される発熱体２３０が配置され得る。

前記発熱体２３０は、燃料電池車両、電気車などの親環境車両に適用される電気動力部品やモータ、またはスタックと、内燃機関車両で水冷式インタークーラーを含んで構成され得る。

つまり、ウォータポンプ２１２の作動により前記ラジエータ２０８から第１コンデンサ２１６を通過した後、リザーバタンク２１４に貯蔵された冷却水が冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して流入されながら、前記発熱体２３０から発生した熱が冷却される。

そのために、冷却水は、前記発熱体２３０を冷却した後、加熱された状態でウォータポンプ２１２の作動により冷却ライン（Ｃ．Ｌ）に沿って循環しながら、再びラジエータ２０８に流入されて冷却され、第１コンデンサ２１６に流入されて冷媒と熱交換され、このような作動を反復的に行うようになる。

一方、前記第１コンデンサ２１６は、前記クーリング手段と前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結されて冷却流体である冷却水が流入され、前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して流入される冷媒と冷却流体の相互熱交換を通じて水冷式で冷媒を凝縮させるようになる。

ここで、前記第１コンデンサ２１６は、前記ラジエータ２０８とリザーバタンク２１４の間で前記ラジエータ２０８の一側に配置され得る。

また、前記第１コンデンサ２１６は、前記圧縮器２０６と冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して連結されて、流入された冷媒を凝縮させた後、凝縮された冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤー２１８が一体に形成され得る。

このようなレシーバードライヤー２１８は、前記第１コンデンサ２１６で液相の冷媒のみが排出されるように１次に凝縮された液体状態の冷媒内部に液相に相変化されなかった気体状態の冷媒を分離させると同時に、液体状態の冷媒内部に含まれている異物を共に除去する機能をするようになる。

そして、前記第２コンデンサ２２０は、前記第１コンデンサ２１６と前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）上で直列に連結されて、凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータ２０８の前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて空冷式で冷媒を凝縮させるようになる。

ここで、前記第１コンデンサ２１６と前記第２コンデンサ２２０は、前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）上で直列に連結されるが、この時、前記第１コンデンサ２１６は、前記レシーバードライヤー２１８を介して前記第２コンデンサ２２０と連結され得る。

つまり、本発明の第３実施形態において、前記第１コンデンサ２１６は、冷却流体として冷却水が流入されて、内部に流入される冷媒と相互熱交換される水冷式からなり、前記第２コンデンサ２２０は、車両の走行中、外部で流入される外気で冷媒を熱交換させる空冷式からなる。

したがって、水冷式で構成される第１コンデンサ２１６は、外気に比べて熱伝達係数が大きい冷却水を用いて冷媒を冷却させることによって、内部での凝縮圧力を低減させることができる。

そして、空冷式で構成される第２コンデンサ２２０は、第１コンデンサ２１６を通過しながら凝縮された冷媒をレシーバードライヤー２１８を介して液体状態の冷媒のみを供給されて外気を用いて冷却させることによって、外気と冷媒の温度差を大きくできるため、サブクールの形成に有利であり、冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させるようになる。

また、クーリング手段で冷却ライン（Ｃ．Ｌ）に沿って循環する冷却水が発熱体２３０から発生した熱を一つのラジエータ２０８を用いて冷却することができるため、全体的な構成を簡素化することができる。

したがって、このような構成を有する本発明の第３実施形態による車両用エアコンシステム２００を適用すると、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には、冷却流体の熱容量が外気に比べて大きいため、凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時には、冷却流体と冷媒の温度差を大きくしてサブクール（ＳｕｂＣｏｏｌ）の形成に有利であることから、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる。

また、冷媒の凝縮圧力の低減を通じて圧縮器の所要の仕事を減少させることが可能であるため、作動燃費を低めることができ、サブクールの増大を通じて冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させて前記冷却ライン（Ｒ．Ｌ）に沿って循環する冷却流体の水温を低下させることによって、ラジエータ２０８とクーリングファン２１０の容量の増大なしでも冷房性能を向上させることができるため、狭いエンジンルームの内部でレイアウトを簡素化して空間活用性を向上させ、重量低減、および製作コストを節減することができる。

また、燃料電池および電気車両のような親環境車両に適用する場合、電気動力部品、モータ、およびスタックや、内燃機関車両のインタークーラーのような発熱体２３０と冷媒を一つの統合されたラジエータ２０８で冷却が可能であるため、冷却性能を向上させ、構成を簡素化することができる。

図４は、本発明の第４実施形態による車両用エアコンシステムのブロック構成図である。

図４を参照すると、本発明の第４実施形態による車両用エアコンシステム３００は、内燃機関が適用された車両に適用されるものであって、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には、凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時には、サブクールを増大させるようにして、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる構造からなる。

このような本発明の第４実施形態による車両用エアコンシステム３００は、基本的に冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して相互連結され、液体冷媒を膨張させる膨張バルブ３０３と、前記膨張バルブ３０３により膨張した冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器３０４と、前記蒸発器３０４から気体状態の冷媒を供給されて圧縮させる圧縮器３０６とを含んで構成される。

ここで、本発明の第４実施形態による車両用エアコンシステム３００は、クーリング手段、第１コンデンサ３１６、および第２コンデンサ３２０をさらに含んで構成される。

まず、前記クーリング手段は、車両の前方に構成されるラジエータ３０８と、前記ラジエータ３０８に風を送風するクーリングファン３１０と、前記ラジエータ３０８と冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンク３１４と、前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結され、冷却流体を循環させるウォータポンプ３１２とを含んで構成される。

このように構成されるクーリング手段で前記クーリングファン３０４は、制御器（図示せず）と連結されて車両の状態と、冷媒や冷却流体の温度に応じて風量が調節され、前記冷却流体は冷却水で構成され得る。

ここで、前記ラジエータ３０８とクーリングファン３１０の間には、内燃機関の車両で内燃機関を冷却するための内燃機関用ラジエータ３３０がさらに備えられ得る。

前記内燃機関用ラジエータ３３０は、前記クーリング手段を構成する冷却ライン（Ｃ．Ｌ）とは別途の冷却ラインを介して車両の内燃機関と連結され、内燃機関から発生した熱を冷却した後、加熱された冷却流体を外気とクーリングファン３１０の作動により冷却させた後、再び供給する機能をするようになる。

一方、前記第１コンデンサ３１６は、前記クーリング手段と前記冷却ライン（Ｃ．Ｌ）を介して連結されて冷却流体である冷却水が流入され、前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して流入される冷媒と冷却流体の相互熱交換を通じて水冷式で冷媒を凝縮させるようになる。

ここで、前記第１コンデンサ３１６は、前記ラジエータ３０８とリザーバタンク３１４の間で前記ラジエータ３０８の一側に配置され得る。

また、前記第１コンデンサ３１６は、前記圧縮器３０６と冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）を介して連結されて、流入された冷媒を凝縮させた後、凝縮された冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤー３１８が一体に形成され得る。

このようなレシーバードライヤー３１８は、前記第１コンデンサ３１６で液相の冷媒のみが排出されるように１次に凝縮された液体状態の冷媒内部に液相に相変化されなかった気体状態の冷媒を分離させると同時に、液体状態の冷媒内部に含まれている異物を共に除去する機能をするようになる。

そして、前記第２コンデンサ３２０は、前記第１コンデンサ３１６で凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータ３０８の前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて空冷式で冷媒を凝縮させるようになる。

ここで、前記第１コンデンサ３１６と前記第２コンデンサ３２０は、前記冷媒ライン（Ｒ．Ｌ）上で直列に連結されるが、この時、前記第１コンデンサ３１６は、前記レシーバードライヤー３１８を介して前記第２コンデンサ３２０と連結され得る。

つまり、本発明の第４実施形態において、前記第１コンデンサ３１６は、冷却流体として冷却水が流入されて、内部に流入される冷媒と相互熱交換される水冷式からなり、前記第２コンデンサ３２０は、車両の走行中、外部で流入される外気で冷媒を熱交換させる空冷式からなる。

したがって、水冷式で構成される第１コンデンサ３１６は、外気に比べて熱伝達係数が大きい冷却水を用いて冷媒を冷却させることによって、内部での凝縮圧力を低減させることができる。

そして、空冷式で構成される第２コンデンサ３２０は、第１コンデンサ３１６を通過しながら凝縮された冷媒をレシーバードライヤー３１８を介して液体状態の冷媒のみを供給されて外気を用いて冷却させることによって、外気と冷媒の温度差を大きくできるため、サブクールの形成に有利であり、冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させるようになる。

したがって、上述した構成を有する本発明の第４実施形態による車両用エアコンシステム３００を適用すると、冷媒の凝縮時、冷却流体と外気をそれぞれ使用することによって、冷却流体を通じた冷媒の１次凝縮時には、冷却流体の熱容量が外気に比べて大きいため、凝縮圧力を低減させ、外気を通じた冷媒の２次凝縮時には、冷却流体と冷媒の温度差を大きくしてサブクール（ＳｕｂＣｏｏｌ）の形成に有利であることから、冷媒の凝縮率を高めて全体的なエアコン冷房性能を向上させることができる。

また、冷媒の凝縮圧力の低減を通じて圧縮器の所要の仕事を減少させることが可能で作動燃費を低めることができ、サブクールの増大を通じて冷却ライン（Ｃ．Ｌ）の伝熱量を減少させて前記冷却ライン（Ｒ．Ｌ）に沿って循環する冷却流体の水温を低下させることによって、ラジエータ３０８とクーリングファン３１０の容量の増大なしでも冷房性能を向上させることができるため、狭いエンジンルームの内部でレイアウトを簡素化して空間活用性を向上させ、重量低減、および製作コストを節減することができる。

以上で、本発明を限定された実施形態と図面により説明したが、本発明はこれによって限定されず、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者により本発明の技術思想と特許請求の範囲の均等範囲内で多様な修正および変形が可能であることはもちろんである。

１、１００、２００、３００…エアコンシステム
２、１０２、２０８、３０８…ラジエータ
４、１０４、２１０、３１０…クーリングファン
６、１０６、２１２、３１２…ウォータポンプ
８、１０８、２１４、３１４…リザーバタンク
１０、１１０、２１６、３１６…第１コンデンサ
１２、１１２、２１８、３１８…レシーバードライヤー
２０、１２０、２２０、３２０…第２コンデンサ
１３０、２３０…発熱体
３３０…内燃機関用ラジエータ

Claims (8)

1. ラジエータに風を送風するクーリングファンと、前記ラジエータと冷却ラインを介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンクと、冷却流体を循環させるウォータポンプとを含むクーリング手段；
   前記ラジエータと前記リザーバタンクの間で前記冷却ラインと連結され、冷媒ラインを介して冷媒が流入されて、冷却流体と冷媒の相互熱交換を通じて冷媒を１次に凝縮させる第１コンデンサ； 前記第１コンデンサと冷媒ライン上で直列に連結されて、前記第１コンデンサから凝縮された液相の冷媒が流入され、前記ラジエータの前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて前記冷媒を２次に凝縮させる第２コンデンサ；
   前記冷媒ラインを介して相互連結され、凝縮された冷媒を膨張させる膨張バルブ；
   膨張した冷媒を空気との熱交換を通じて蒸発させる蒸発器；および
   蒸発された気体状態の冷媒を圧縮させる圧縮器を含み、
   前記圧縮器から排出される圧縮された冷媒を前記冷媒ラインを介して相互連結された前記第１コンデンサおよび前記第２コンデンサに、冷房、暖房または除湿モードに関係なく順次に通過させながらそれぞれ凝縮させ、
   前記第１コンデンサは、
   前記圧縮器と冷媒ラインを介して連結されて、流入された冷媒を凝縮させた後、凝縮された冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤーが一体に形成され、且つ、前記レシーバードライヤーを介して前記第２コンデンサと直列に連結されることを特徴とする、車両用エアコンシステム。
2. 前記ウォータポンプと前記ラジエータの間には、
   前記冷却ラインを介して連結されて前記第１コンデンサを通過した冷却流体が流入される発熱体が配置されることを特徴とする、請求項１に記載の車両用エアコンシステム。
3. 前記発熱体は、
   当該車両用エアコンシステムを親環境車両に適用する場合には、電気動力部品、モータ、またはスタックを含み、
   当該車両用エアコンシステムを内燃機関車両に適用する場合には、水冷式インタークーラーを含むことを特徴とする、請求項２に記載の車両用エアコンシステム。
4. 冷媒ラインを介して相互連結され、液体冷媒を膨張させる膨張バルブと、前記膨張バルブにより膨張された冷媒を空気と熱交換を通じて蒸発させる蒸発器と、前記蒸発器から気体状態の冷媒を供給されて圧縮させる圧縮器とを含む車両用エアコンシステムにおいて、 ラジエータに風を送風するクーリングファンと、前記ラジエータと冷却ラインを介して連結され、冷却流体が貯蔵されるリザーバタンクと、前記冷却ラインを介して連結され、冷却流体を循環させるウォータポンプとを含んで構成されるクーリング手段；
   前記クーリング手段と前記冷却ラインを介して連結されて冷却流体が流入され、前記冷媒ラインを介して流入される冷媒と冷却流体の相互熱交換を通じて水冷式で冷媒を凝縮させ、前記ラジエータの一側に配置される第１コンデンサ；および
   前記第１コンデンサと前記冷媒ライン上で直列に連結されて、前記第１コンデンサから排出される凝縮された液相の冷媒が冷房、暖房または除湿モードに関係なく流入され、前記ラジエータの前方に配置されて、走行中に流入される外気と冷媒の相互熱交換を通じて空冷式で冷媒を凝縮させる第２コンデンサ；
   を含み、
   前記第１コンデンサは、
   凝縮された液体状態の冷媒内部に残存する気体状態の冷媒を分離するレシーバードライヤーが一体に形成され、且つ、前記レシーバードライヤーを介して前記第２コンデンサと連結されることを特徴とする、車両用エアコンシステム。
5. 前記第１コンデンサは、
   前記ラジエータとリザーバタンクの間に配置されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用エアコンシステム。
6. 前記ラジエータと前記ウォータポンプの間には、
   前記冷却ラインを介して連結される発熱体が配置されることを特徴とする、請求項４に記載の車両用エアコンシステム。
7. 前記発熱体は、
   当該車両用エアコンシステムを親環境車両に適用する場合には、電気動力部品、モータ、またはスタックを含み、
   当該車両用エアコンシステムを内燃機関車両に適用する場合には、水冷式インタークーラーを含むことを特徴とする、請求項６に記載の車両用エアコンシステム。
8. 前記ラジエータとクーリングファンの間には、
   内燃機関の車両で内燃機関を冷却する内燃機関用ラジエータが備えられることを特徴とする、請求項４に記載の車両用エアコンシステム。

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