KR100195045B1 - 자동차의 에어컨 작동 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 에어컨 작동 시스템에 관한 것으로, 액체상태의 냉매가 열을 흡수하면서 가열되어 액체상태와 증기상태로 공존하는 발생기(2)와, 이 발생기(2)에서 나온 증기상태의 냉매를 방열응축시키는 응축기(3), 이 응축기(3)에서 방열응축된 액체상태의 냉매를 팽창시켜 습증기상태로 만드는 팽창밸브(4), 이 팽창밸브(4)에서 습증기상태로 된 냉매가 흡열작용을 하는 증발기(5), 이 증발기(5)에서 흡열작용을 한 습증기상태의 냉매가 냉각되어 액체상태로 되는 흡수기(6) 등의 과정으로 구성된 에어컨 작동 시스템에 있어서, 상기 발생기(2)의 열원으로 엔진에서 가열되어 라디에이터(1)로 공급되는 냉각수의 열을 방향전환밸브(1a)를 통하여 선택적으로 공급할 수 있도록 된 구조로 이루어져, 엔진에서 크랭크축의 구동에 의해 발생되는 운동에너지의 소모를 줄일 수 있을 뿐 아니라 라디에이터를 냉각하기 위해 가동되는 냉각팬의 부담을 줄여줄 수 있으므로 에너지 효율을 극대화 할 수 있도록 한 것이다.

Description

자동차의 에어컨 작동 시스템 (An operating system for air-conditioning unit of an automobile)

본 발명은 자동차의 에어컨 작동 시스템에 관한 것으로, 특히 엔진의 크랭크축 구동에 의해 발생되는 운동에너지의 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 라디에이터를 냉각하기 위해 가동되는 냉각팬의 부담을 줄여줄 수 있도록 된 자동차의 에어컨 작동 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에서 하절기에 사용되는 에어컨 시스템은 모든 기후와 주행 조건에서 자동차에 승차한 사람에 쾌적한 환경을 제공하고, 또한 차량의 외부를 관찰할 수 있게 하는 유리창이 흐려지거나 서리가 끼는 것을 방지하여 운전자의 시계를 확보하므로써 안전하고 쾌적한 운전을 할 수 있게 하는 것인 데, 특히 냉매가 증발할 때 주위의 열을 흡수하는 냉동사이클 방식을 이용하여 차실의 온도를 하강시켜 줌과 더불어 제습과 공기 여과기를 두어 실내 공기속의 먼지도 제거하게 되어 있다.

이러한 자동차용 에어컨 시스템은 액체상태의 냉매가 증발하면서 차실로 유입되는 더운공기로부터 열을 빼앗아가게 된 증발기가 팽창밸브나 블로워 어셈블리(blower assembly) 등과 함께 쿠울러 유닛(cooler unit)으로 일체로 조립되어 트렁크 또는 대시판(dash board)에 설치하게 되어 있다.

즉, 상기한 에어컨 시스템은 엔진의 동력을 이용하여 압축기를 회전시킴으로써 작동되고, 상기 블로워 어셈블리로부터 공급되는 더운 공기를 상기 증발기에서 냉각시켜 차실내로 유입시키게 되는 것이다.

상기한 기능을 수행하도록 된 에어컨 시스템은 도 2 에 나타낸 바와 같이, 액체 상태의 냉매가 통과하면서 고온 다습한 공기의 열을 흡수함으로 일부가 증발되어 액체상태와 증기상태로 공존하는 증발기(50)와, 이 증발기(50)에서 증발된 증기상태의 냉매를 액화하기 쉬운 고온 고압의 상태로 압축시키는 압축기(51), 이 압축기(51)에서 형성된 고압 고압 상태의 냉매가 차량 외부로 열을 발산하여 액화되는 응축기(52) 및, 상기 액화된 냉매를 저온 저압 쉬운 상태로 감압시켜 상기 증발기(50)로 재순환시키는 팽창밸브(53)로 구성되어 있다.

여기서, 상기한 에어컨 시스템이 가동되면 압축기(51)는 냉매를 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 만들어 응축기(52)로 압송하고, 이 응축기(52)에서 냉매는 주위로 열을 방출하면서 저온 저압의 액체상태로 변화하여 상기 팽창밸브(53)를 통과하여 증발기(50)로 분사되어 증발기(50)에서 열을 흡수하면서 증발하여 저온 저압의 증기상태가 되어 다시 압축기(51)로 유도된다.

또한, 냉매는 증발기(50)에서 기화되면서 외부의 열을 흡수하게 되는데, 이로 인해 상기 블로워 어셈블리에서 공급되는 공기가 상기한 증발기(50)를 통과하면서 열을 빼앗겨 냉각되어지고, 공기에 포함되어 있던 수분은 증발기(50)의 표면에 응축되어 외부로 배출된다.

즉, 상기한 바와 같이 블로워 어셈블리에서 공급되는 공기의 실질적인 냉각이 일어나는 증발기(50)에서 고온 다습한 공기는 저온 건조한 공기로 냉각되면서 수분이 생겨나 상기 증발기(50)의 표면에 맺혀지는 것이다.

그런데, 상기와 같은 구조로 된 에어컨과 같은 공조기기들을 작동시킨 상태에서 차량을 운행하게 되는 경우, 엔진의 크랭크축 구동에 의해 발생되는 다량의 운동에너지가 상기 압축기를 회전시키기 위한 동력원으로 낭비되고 라디에이터를 냉각하여주는 냉각팬이 작동에 의해 전기가 손실되므로 엔진의 출력이 현저히 떨어지게 된다는 문제점이 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 엔진의 크랭크축 구동에 의해 발생되는 운동에너지의 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 라디에이터를 냉각하기 위해 가동되는 냉각팬의 부담을 줄여줄 수 있도록 된 자동차의 에어컨 작동 시스템을 제공하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 액체상태의 냉매가 열을 흡수하면서 가열되어 액체상태와 증기상태로 공존하는 발생기와, 이 발생기에서 나온 증기상태의 냉매를 방열응축시키는 응축기, 이 응축기에서 방열응축된 액체상태의 냉매를 팽창시켜 습증기상태로 만드는 팽창밸브, 이 팽창밸브에서 습증기상태로 된 냉매가 흡열작용을 하는 증발기, 이 증발기에서 흡열작용을 한 습증기상태의 냉매가 냉각되어 액체상태로 되는 흡수기 등의 과정으로 구성된 에어컨 작동 시스템에 있어서, 상기 발생기의 열원으로 엔진에서 가열되어 라디에이터로 공급되는 냉각수의 열을 방향전환밸브를 통하여 선택적으로 공급할 수 있도록 되어 있다.

따라서, 엔진의 냉각수를 냉각시키도록 된 라디에이터에서 발생되는 냉각수의 열을 이용하여 에어컨 시스템을 작동시키므로써, 엔진의 크랭크축 구동에 의해 발생되는 에너지의 소모를 줄일 수 있을 뿐 아니라 라디에이터를 냉각하기 위해 가동되는 냉각팬의 부담을 줄여줄 수 있으므로 에너지 효율을 극대화할 수 있게 되는 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 자동차의 에어컨 작동 시스템의 동작과정을 도시한 흐름도,

도 2 는 종래 기술에 따른 자동차의 에어컨 작동 시스템의 동작과정을 도시한 흐름도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 라디에이터 1a : 방향전환밸브

2 : 발생기 3 : 응축기

4 : 팽창밸브 5 : 증발기

6 : 흡수기 6a : 펌프

7 : 정류기 8 : 재생기

9 : 트로틀밸브 10 : 블로워 어셈블리

이하, 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1 은 본 발명에 따른 자동차의 에어컨 작동 시스템의 동작과정을 도시한 흐름도로서, 액체상태의 냉매가 열을 흡수하면서 가열되어 액체상태와 증기상태로 공존하는 발생기(2)와, 이 발생기(2)에서 나온 증기상태의 냉매를 방열응축시키는 응축기(3), 이 응축기(3)에서 방열응축된 액체상태의 냉매를 팽창시켜 습증기상태로 만드는 팽창밸브(4), 이 팽창밸브(4)에서 습증기상태로 된 냉매가 흡열작용을 하는 증발기(5), 이 증발기(5)에서 흡열작용을 한 습증기상태의 냉매가 냉각되어 액체상태로 되는 흡수기(6) 등의 과정으로 구성된 에어컨 작동 시스템에 있어서, 상기 발생기(2)의 열원으로 엔진에서 가열되어 라디에이터(1)로 공급되는 냉각수의 열을 방향전환밸브(1a)를 통하여 선택적으로 공급할 수 있도록 되어 있다.

여기서, 상기 흡수기(6)에서 펌프(6a)에 의해 퍼올려진 농후한 액체상태의 냉매는 발생기(2)로 들어가 라디에이터(1)의 열에 의해서 가열되고, 이때 증발된 증기상태의 냉매는 응축기(3)로 들어가게 되고 나머지 액체상태의 냉매는 정류기(7)를 거쳐 다시 발생기(2)로 되돌려 보내지는 한편, 상기 발생기(2)에 잔류해 있는 냉매는 펌프(6a)로부터 토출된 냉매와 함계 재생기(8)를 통과하여 열교환한 후 트로틀밸브(9)를 통해 다시 흡수기(6)로 되돌려 보내지도록 되어 있다.

또한, 상기한 에어컨 시스템과 라디에이터(1)의 사이에는 방향전환밸브(1a)가 장착되어 있어, 상기 에어컨 시스템이 가동하는 경우에는 고온의 냉각수 일부가 공급호스를 매개로하여 상기 발생기(2)로 전해지고 반대로 에어컨이 가동되지 않는 경우에는 상기 발생기(2)로 가는 냉각수가 차단되어 라디에이터(1)를 순환하도록 되어 있다.

한편, 상기 응축기(3)에 들어간 냉매는 상대적으로 온도가 낮은 주위로부터 방열응축되어 액체상태로 되고, 이 액체상태의 냉매가 상기 팽창밸브(4)를 통과하면서 단열팽창되어 습증기 상태의 냉매로 되면서, 상기 증발기(5)로 들어가 외부로부터 블로워 어셈블리(10)를 통과하는 더운공기의 열을 빼앗아 흡열작용을 마치고 다시 액체상태로 되도록 되어 있다.

즉, 냉매는 증발기(5)에서 기화되면서 외부의 열을 흡수하게 되는데, 이로 인해 블로워 어셈블리(10)에서 공급되는 공기가 상기한 증발기(5)를 통과하면서 공기는 열을 빼앗겨 냉각되어지고, 공기에 포함되어 있던 수분은 증발기(5)의 표면에 응축되는 것이다.

그리고, 상기 증발기(5)에서 흡열작용을 마친 냉매는 흡수기(6)에서 다시 저온의 액체상태의 냉매로 된다. 즉 상기 증발기(5)에서 나온 냉매는 흡수기(6)로 들어가 발열반응을 수반하여 열을 제거하게 된다.

더불어, 상기 흡수기(6)에서 발열반응을 마치고 저온으로 된 액체상태의 냉매는 다시 펌프(6a)에 의해 가압펌핑되어 발생기(2)로 다시 보내지고 이때 라디에이터(1)의 열에 의해 가열되어 상기한 사이클을 재순환하게 된다.

따라서, 차량의 엔진이 시동된 후 일정시간의 경과하게 되면 라디에이터(1)에서 공급호스를 매개로 고온의 냉각수가 공급되고, 이 고온의 냉각수에 의해 실내에 구비된 에어컨 등과 같은 공조기기가 작동되어 차실내가 신속하게 쾌적한 상태로 전환될 뿐만 아니라 라디에이터로 공급되기전에 냉각수 온도가 저하되어 냉동효율이 상승되게 되는 것이다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명의 에어컨 시스템에 따르면, 라디에이터로부터 공급된 냉각수의 열을 이용하여 에어컨 시스템이 작동되어지므로, 엔진의 크랭크축구동에 의해 발생되는 운동에너지의 소모를 줄일 수 있을 뿐만 아니라 라디에이터를 냉각하기 위해 가동되는 냉각팬의 부담을 줄여줄 수 있으므로 에너지 효율을 극대화 할 수 있는 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims (1)

1. 액체상태의 냉매가 열을 흡수하면서 가열되어 액체상태와 증기상태로 공존하는 발생기(2)와, 이 발생기(2)에서 나온 증기상태의 냉매를 방열응축시키는 응축기(3), 이 응축기(3)에서 방열응축된 액체상태의 냉매를 팽창시켜 습증기상태로 만드는 팽창밸브(4), 이 팽창밸브(4)에서 습증기 상태로 된 냉매가 흡열작용을 하는 증발기(5), 이 증발기(5)에서 흡열작용을 한 습증기 상태의 냉매가 냉각되어 액체상태로 되는 흡수기(6) 등으로 구성된 에어컨 작동 시스템에 있어서, 상기 발생기(2)의 열원으로 엔진에서 가열되어 라디에이터(1)로 공급되는 냉각수의 열을 방향전환밸브(1a)를 통하여 선택적으로 공급할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 자동차의 에어컨 작동 시스템.