KR100954015B1 - HVAC for Bus - Google Patents

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KR100954015B1 KR1020080042933A KR20080042933A KR100954015B1 KR 100954015 B1 KR100954015 B1 KR 100954015B1 KR 1020080042933 A KR1020080042933 A KR 1020080042933A KR 20080042933 A KR20080042933 A KR 20080042933A KR 100954015 B1 KR100954015 B1 KR 100954015B1
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Abstract

본 발명은 버스용 천정형 공기조화장치에 관한 것으로, 난방시에는 냉매가 엔진 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기를 증발기로 작동하도록 엔진룸에 장착하고 실내열교환기를 응축기로 작동하도록 하는 히트펌프사이클을 통해 차량 실내가 난방되도록 함으로써 별도의 난방장치가 불필요하고, 냉방시에는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하고 난방시에는 동일한 장치를 히트펌프사이클의 역순환 방식을 통해 차량 실내를 난방함으로써 관리 및 에너지 효율이 우수하고, 종래 냉동사이클의 배관구조를 최대한 이용하여 히트펌프사이클을 구성함으로써 설치가 용이한 버스용 천정형 공기조화장치를 제공한다.The present invention relates to a ceiling type air conditioner for a bus, wherein when heated, a heat pump cycle is installed in an engine room to operate an evaporator with an engine heat exchanger configured to evaporate heat exchange with engine coolant and to evaporate, and to operate an indoor heat exchanger as a condenser. By heating the vehicle interior, no separate heating device is required. When cooling, the vehicle interior is cooled by the refrigeration cycle and when heated, the same device is heated by heating the vehicle interior through the reverse circulation method of the heat pump cycle. Provided is a high-efficiency, easy to install the ceiling-type air conditioner for the bus by configuring the heat pump cycle using the piping structure of the conventional refrigeration cycle to the maximum.

공기조화장치, 냉동사이클, 히트펌프사이클, 엔진열교환기 Air Conditioning Unit, Refrigeration Cycle, Heat Pump Cycle, Engine Heat Exchanger

Description

버스용 천정형 공기조화장치{HVAC for Bus}Ceiling air conditioner for buses {HVAC for Bus}

본 발명은 버스용 천정형 공기조화장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 난방시에는 냉매가 엔진 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기를 증발기로 작동하도록 엔진룸에 장착하고 실내열교환기를 응축기로 작동하도록 하는 히트펌프사이클을 통해 차량 실내가 난방되도록 함으로써 별도의 난방장치가 불필요하고, 냉방시에는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하고 난방시에는 동일한 장치를 히트펌프사이클의 역순환 방식을 통해 차량 실내를 난방함으로써 관리 및 에너지 효율이 우수하고, 종래 냉동사이클의 배관구조를 최대한 이용하여 히트펌프사이클을 구성함으로써 설치가 용이한 버스용 천정형 공기조화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a ceiling type air conditioner for a bus. More specifically, during heating, the refrigerant is heat-exchanged with the engine coolant, and an engine heat exchanger configured to evaporate is mounted in the engine room to operate as an evaporator and the vehicle interior is heated by a heat pump cycle to operate the indoor heat exchanger as a condenser. Heating is not required, and when cooling, the inside of the vehicle is cooled by the refrigeration cycle, and when heating, the same device is heated by heating the vehicle interior through the reverse circulation method of the heat pump cycle. The present invention relates to a ceiling type air conditioner for a bus that is easy to install by constituting a heat pump cycle using the piping structure to the maximum.

일반적으로 버스 차량의 실내 냉난방을 위한 공기조화장치는 버스의 지붕에 설치되고 있는데, 버스의 지붕에 설치된 공조부에는 차량 실내의 냉방기능이 수행되도록 일반적인 냉동사이클을 이루는 구성이 장착되고, 이에 더하여 별도의 보조 난방기능이 수행될 수 있도록 히터 및 프리히터가 장착되며 이를 통해 차가운 외부 공기가 차량 실내로 유입될 때 너무 차갑지 않고 적정 온도로 유지됨으로써 승객에 게 쾌적함이 제공되고 있다. 또한, 차량 실내에 대한 주 난방 기능의 수행을 위해서는 차량 엔진으로부터 발생하는 열원을 이용한 별도의 난방기가 차량 실내 공간에 장착되는 방식으로 구성된다.In general, an air conditioner for indoor cooling and heating of a bus vehicle is installed on the roof of a bus. The air conditioning unit installed on the roof of the bus is equipped with a configuration that constitutes a general refrigeration cycle to perform a cooling function of the vehicle interior. Heater and preheater are installed to perform auxiliary heating function of the passenger, and it is provided comfort to passengers by keeping cool temperature at a proper temperature when cold outside air flows into the vehicle interior. In addition, in order to perform the main heating function for the vehicle interior, a separate heater using a heat source generated from the vehicle engine is configured in a manner that is mounted in the vehicle interior space.

한편, 이와 같은 버스용 천정형 공기조화장치의 천정 공조부에 구성된 냉동사이클은 일반적인 냉동사이클과 동일하게 냉매가 압축, 응축, 팽창 및 증발 과정을 거치며 차량 실내 공기와 열교환되어 차량 실내가 냉방되도록 구성된다.On the other hand, the refrigeration cycle configured in the ceiling air conditioning unit of the ceiling type air conditioner for the bus is configured to cool the vehicle interior by heat exchange with the vehicle interior air as the refrigerant undergoes compression, condensation, expansion and evaporation processes as in the general refrigeration cycle. .

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 버스용 천정형 공기조화장치의 동작흐름을 나타내기 위한 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing the operation flow of a conventional ceiling-type air conditioner for a bus according to the prior art.

도 1에 도시된 바와 같이 버스의 지붕에 설치된 공조부에는 일반적인 냉동사이클을 이루는 구성이 장착되고 있으며, 버스의 종류에 따라 외부 공기의 보조 난방 기능을 위한 히터(미도시) 및 프리히터(미도시)가 장착된다.As shown in FIG. 1, the air conditioning unit installed on the roof of the bus is equipped with a configuration forming a general refrigeration cycle, and a heater (not shown) and a preheater (not shown) for an auxiliary heating function of external air according to the type of bus. ) Is mounted.

이러한 히터 및 프리히터는 냉매가 순환되는 냉동사이클과는 별도로 독립적으로 동작하는 구성이므로 일반적인 냉동사이클에 대해서 살펴보면, 이러한 냉동사이클은 전술한 바와 같이 냉매가 압축, 응축, 팽창, 증발 과정을 거치도록 하기 위한 각각의 장치가 장착되는데, 이러한 장치로서 도 1에 도시된 바와 같이 압축기(10), 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30) 및 실내열교환기(40)가 각각 장착된다.Since the heater and the preheater are configured to operate independently from the refrigerating cycle in which the refrigerant is circulated, the general refrigerating cycle will be described. Such a refrigerating cycle allows the refrigerant to be compressed, condensed, expanded, and evaporated as described above. Each device is mounted, and as such a device, a compressor 10, an outdoor heat exchanger 20, a main expansion valve 30, and an indoor heat exchanger 40 are mounted as shown in FIG.

배관을 통해 실내열교환기(40)로부터 압축기(10)로 공급되는 저온/저압의 냉매(기체 상태)는 압축기(10)를 거쳐 고온/고압의 기체 상태가 되어 실외열교환기(20)로 공급되며, 실외열교환기(20)로 공급된 냉매는 실외기 팬(23)에 의해 외부 공기와 열 교환되어 고온/고압의 액체 상태로 변환된다. 즉, 실외열교환기(20)는 응축기의 기능을 수행한다.The low temperature / low pressure refrigerant (gas state) supplied from the indoor heat exchanger 40 to the compressor 10 through a pipe is supplied to the outdoor heat exchanger 20 by becoming a high temperature / high pressure gas state through the compressor 10. In addition, the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger 20 is exchanged with the outside air by the outdoor unit fan 23 to be converted into a liquid state of high temperature / high pressure. That is, the outdoor heat exchanger 20 performs the function of a condenser.

이러한 실외열교환기(20)를 거쳐 액체 상태가 된 냉매는 리저버 탱크(21)에 일시 저장되고, 드라이어(22)를 경유하여 수분이 제거된 후 메인팽창밸브(30)에 의해 저온/저압의 액체 상태로 변환된다.The refrigerant, which has become a liquid state through the outdoor heat exchanger 20, is temporarily stored in the reservoir tank 21, and after the moisture is removed through the dryer 22, the liquid having a low temperature / low pressure by the main expansion valve 30. Is converted to a state.

이와 같이 변환된 저온/저압의 액체 상태 냉매는 실내열교환기(40)로 공급되고, 실내열교환기(40)의 송풍기(미도시)를 통해 버스의 실내공기와 열 교환이 이루어지고, 열 교환이 이루어진 저온의 실내공기는 덕트(미도시)를 통해 버스의 실내로 공급된다. 즉, 실내열교환기(40)는 증발기의 기능을 수행한다.The low temperature / low pressure liquid state refrigerant thus converted is supplied to the indoor heat exchanger 40, and heat exchange is performed with the indoor air of the bus through a blower (not shown) of the indoor heat exchanger 40. The made cold indoor air is supplied to the interior of the bus through a duct (not shown). That is, the indoor heat exchanger 40 performs the function of the evaporator.

이와 같이 구성된 공기조화장치는 압축기(10)가 차량의 엔진에 의해 구동되도록 구성되기 때문에 압축기(10)는 차량의 엔진룸에 장착되고, 응축기로서 기능하는 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30) 및 증발기로서 기능하는 실내열교환기(40)는 모두 버스의 천정공조부에 장착된다.Since the air conditioner configured as described above is configured such that the compressor 10 is driven by the engine of the vehicle, the compressor 10 is mounted in the engine room of the vehicle, and the outdoor heat exchanger 20 functioning as a condenser and the main expansion valve ( 30) and the indoor heat exchanger 40 functioning as an evaporator are both mounted on the ceiling air conditioning unit of the bus.

또한, 도 1에 도시된 바와 같이 실내열교환기(40)는 천정공조부의 양측에 위치하여 덕트를 통해 차량 실내공기와 열교환되기 때문에 실내열교환기(40) 및 메인팽창밸브(30)는 각각 2개씩 장착된다.In addition, since the indoor heat exchanger 40 is located on both sides of the ceiling air conditioning unit and heat exchanges with the indoor air of the vehicle through the duct as shown in FIG. 1, the indoor heat exchanger 40 and the main expansion valve 30 are each two. Is mounted.

이러한 버스용 천정형 공기조화장치는 전술한 바와 같이 냉동사이클을 통해 냉방 기능이 수행되고 차량의 실내 또는 천정공조부에 마련된 별도의 난방장치를 통해 난방 기능이 수행되는 방식으로 냉방 및 난방이 각각 독립적인 장치에 의해 독립적으로 수행된다. 따라서, 냉방 및 난방을 위한 별도의 장치가 각각 장착되므 로 그 구성이 복잡하고 조립이 용이하지 않으며, 각 구성에 대해 개별적으로 관리해야 하는 불편함이 있으며, 개별적인 장치에 의해 냉방 및 난방이 별개로 이루어진다는 점에서 통합적인 방식에 비해 상대적으로 효율이 낮은 문제가 있다.As described above, the bus-type ceiling type air conditioner for the bus is independently cooled and heated in such a manner that the cooling function is performed through the refrigeration cycle and the heating function is performed through a separate heating device provided in the indoor or ceiling air conditioning unit of the vehicle. Independently performed by the device. Therefore, since separate devices for cooling and heating are mounted, the configuration is complicated and not easy to assemble, and there is an inconvenience to manage each configuration individually, and cooling and heating are separately provided by individual devices. There is a problem that the efficiency is relatively low compared to the integrated method in that it is made.

따라서 본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위해 발명한 것으로서, 난방시에는 냉매가 엔진 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기를 증발기로 작동하도록 엔진룸에 장착하고 실내열교환기를 응축기로 작동하도록 하는 히트펌프사이클을 통해 차량 실내가 난방되도록 함으로써 별도의 난방장치가 불필요하고, 냉방시에는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하고 난방시에는 동일한 장치를 히트펌프사이클의 역순환 방식을 통해 차량 실내를 난방함으로써 관리 및 에너지 효율이 우수하고, 종래 냉동사이클의 배관구조를 최대한 이용하여 히트펌프사이클을 구성함으로써 설치가 용이한 버스용 천정형 공기조화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been invented to solve this problem, the heat pump cycle for mounting the engine heat exchanger configured to evaporate heat exchange with the engine coolant and to evaporate during operation, the engine heat exchanger to operate as an evaporator and the indoor heat exchanger to operate as a condenser By heating the vehicle's interior, no separate heating device is required, and during cooling, the vehicle interior is cooled by the refrigeration cycle and when heated, the same device is managed by heating the vehicle interior through the reverse circulation method of the heat pump cycle. An object of the present invention is to provide a ceiling type air conditioner for a bus that is excellent in energy efficiency and easy to install by constituting a heat pump cycle using the piping structure of a conventional refrigeration cycle to the maximum.

본 발명은, 냉매가 배관을 통해 압축기(10), 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30) 및 실내열교환기(40)를 순차적으로 통과하는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하는 버스용 천정형 공기조화장치에 있어서, 내부의 냉매가 차량의 엔진(80) 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기(60); 및 냉매가 상기 엔진열교환기(60)보다 먼저 통과하도록 상기 엔진열교환기(60)와 연결되는 서브팽창밸브(50)를 포함하고, 차량 실내의 난방시에는 냉매가 배관을 통해 상기 압축기(10), 실내열교환기(40), 서브팽창밸브(50) 및 엔진열교환기(60)를 순차적으로 통과하는 히트펌프사이클을 통해 상기 실내열교환기(40)에서 냉매와 실내 공기가 열교환되며 차량 실내가 난방되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치를 제공한다.The present invention is a bus for cooling a vehicle interior through a refrigeration cycle in which the refrigerant passes through the compressor 10, the outdoor heat exchanger 20, the main expansion valve 30 and the indoor heat exchanger 40 sequentially through a pipe. A ceiling type air conditioner, comprising: an engine heat exchanger (60) configured to evaporate heat exchange with an engine 80 cooling water of a vehicle; And a sub-expansion valve 50 connected to the engine heat exchanger 60 so that the refrigerant passes before the engine heat exchanger 60. When the vehicle is heated in the vehicle interior, the refrigerant passes through the pipe. The refrigerant and the indoor air are heat-exchanged in the indoor heat exchanger 40 through a heat pump cycle sequentially passing through the indoor heat exchanger 40, the sub expansion valve 50, and the engine heat exchanger 60. It provides a ceiling air conditioner for a bus, characterized in that.

본 발명에 의하면, 난방시에는 냉매가 엔진 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기를 증발기로 작동하도록 엔진룸에 장착하고 실내열교환기를 응축기로 작동하도록 하는 히트펌프사이클을 통해 차량 실내가 난방되도록 함으로써 별도의 난방장치가 불필요하고, 냉방시에는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하고 난방시에는 동일한 장치를 히트펌프사이클의 역순환 방식을 통해 차량 실내를 난방함으로써 관리 및 에너지 효율이 우수하고, 종래 냉동사이클의 배관구조를 최대한 이용하여 히트펌프사이클을 구성함으로써 설치가 용이한 효과가 있다.According to the present invention, during heating, the refrigerant is heat-exchanged with the engine coolant and the engine heat exchanger configured to evaporate is mounted in the engine room to operate as an evaporator and the vehicle interior is heated by a heat pump cycle to operate the indoor heat exchanger as a condenser. No heating device is required, and when it is cooled, the inside of the vehicle is cooled by the refrigeration cycle and when heated, the same device is heated by heating the vehicle interior through the reverse circulation method of the heat pump cycle. It is easy to install by constituting the heat pump cycle using the piping structure of the maximum.

본 발명은, 냉매가 배관을 통해 압축기(10), 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30) 및 실내열교환기(40)를 순차적으로 통과하는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하는 버스용 천정형 공기조화장치에 있어서, 내부의 냉매가 차량의 엔진(80) 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기(60); 및 냉매가 상기 엔진열교환기(60)보다 먼저 통과하도록 상기 엔진열교환기(60)와 연결되는 서브팽창밸브(50)를 포함하고, 차량 실내의 난방시에는 냉매가 배관을 통해 상기 압축 기(10), 실내열교환기(40), 서브팽창밸브(50) 및 엔진열교환기(60)를 순차적으로 통과하는 히트펌프사이클을 통해 상기 실내열교환기(40)에서 냉매와 실내 공기가 열교환되며 차량 실내가 난방되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치를 제공한다.The present invention is a bus for cooling a vehicle interior through a refrigeration cycle in which the refrigerant passes through the compressor 10, the outdoor heat exchanger 20, the main expansion valve 30 and the indoor heat exchanger 40 sequentially through a pipe. A ceiling type air conditioner, comprising: an engine heat exchanger (60) configured to evaporate heat exchange with an engine 80 cooling water of a vehicle; And a sub-expansion valve 50 connected to the engine heat exchanger 60 so that the refrigerant passes through the engine heat exchanger 60 before the refrigerant heats. ), The refrigerant and the indoor air are heat-exchanged in the indoor heat exchanger 40 through a heat pump cycle sequentially passing through the indoor heat exchanger 40, the sub expansion valve 50, and the engine heat exchanger 60. It provides a ceiling air conditioner for a bus, characterized in that the heating.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings. In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치의 냉방 기능을 위한 동작 흐름을 나타내기 위한 개념도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치의 난방 기능을 위한 동작 흐름을 나타내기 위한 개념도이다.2 is a conceptual diagram illustrating an operation flow for a cooling function of a ceiling air conditioner for a bus according to an embodiment of the present invention, Figure 3 is a heating of the ceiling air conditioner for a bus according to an embodiment of the present invention It is a conceptual diagram showing the operation flow for a function.

본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 냉방 및 난방 기능이 냉동사이클 및 이의 역순환 방식인 히트펌프사이클을 통해 수행된다.The ceiling type air conditioner for a bus according to an exemplary embodiment of the present invention is performed through a cooling pump and a heat pump cycle having a refrigeration cycle and a reverse circulation thereof, as shown in FIGS. 2 and 3.

즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치는 도 2에 도시된 바와 같이 일반적인 냉동사이클을 이루도록 압축기(10), 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30) 및 실내열교환기(40)가 장착되고 냉매가 배관을 통해 이들 장치를 순차적으로 통과하며 실내열교환기(40)에서 버스 차량의 실내 공기와 열교환되어 차량 실내가 냉방되는 과정이 수행된다. 이에 더하여 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치는 도 3에 도시된 바와 같이 내부의 냉매가 차량의 엔진(80) 냉각수와 열교환되며 증발하도록 증발기의 기능이 수행되는 엔진열교환기(60)와, 엔진열교환기(60)와 연결되는 서브팽창밸브(50)를 더 포함하고, 차량 실내의 난방시에는 냉매가 배관을 통해 압축기(10), 실내열교환기(40), 서브팽창밸브(50) 및 엔진열교환기(60)를 순차적으로 통과하는 히트펌프사이클을 통해 실내열교환기(40)에서 냉매와 실내 공기가 열교환되며 차량 실내가 난방되도록 구성된다.That is, the bus ceiling air conditioner according to an embodiment of the present invention is a compressor 10, an outdoor heat exchanger 20, the main expansion valve 30 and the indoor heat exchange to achieve a general refrigeration cycle as shown in FIG. The unit 40 is mounted, the refrigerant is sequentially passed through these devices through the pipe and the heat exchange with the indoor air of the bus vehicle in the indoor heat exchanger 40 is performed a process of cooling the vehicle interior. In addition, the ceiling type air conditioner for a bus according to an exemplary embodiment of the present invention includes an engine heat exchanger in which a function of an evaporator is performed so that the refrigerant inside the heat exchanger with the coolant of the engine 80 of the vehicle and evaporates as shown in FIG. 60 and a sub-expansion valve 50 connected to the engine heat exchanger 60, and when the vehicle interior is heated, the refrigerant flows through the compressor 10, the indoor heat exchanger 40, and the sub-expansion valve. The refrigerant and the indoor air are heat-exchanged in the indoor heat exchanger 40 through a heat pump cycle sequentially passing through the 50 and the engine heat exchanger 60, and the vehicle interior is heated.

좀 더 자세히 살펴보면, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치는 난방 기능을 위한 히트펌프사이클 순환을 위해 별도의 서브팽창밸브(50) 및 엔진열교환기(60)가 장착되고, 이를 통해 기존의 냉동사이클을 역순환하는 히프펌프사이클이 구성된다. 즉, 사용자의 조작에 따라 버스용 천정형 공기조화장치는 냉동사이클 및 히트펌프사이클로 작동하는데, 냉방을 위한 냉동사이클을 이루며 동작하는 경우에는 실외열교환기(20)는 응축기로 작용하고 실내열교환기(40)는 증발기로 작용하며 실내열교환기(40)를 통해 냉매가 증발하며 실내 공기의 열을 빼앗아 실내가 냉방되는 과정으로 동작한다. 반면, 난방을 위한 히트펌프사이클을 이루며 동작하는 경우에는 냉매가 압축기(10)로부터 실내열교환기(40)로 유동하고 실내열교환기(40)는 응축기로 작용하여 냉매가 기체상태에서 액체상태로 응축됨에 따라 발생되는 열이 실내 공기로 전달되어 차량 실내가 난방되는 과정으로 동작한다. 이때, 실내열교환기(40)를 통과한 냉매는 서브팽창밸브(50)를 통과한 후 엔진열교환기(60)에 의해 증발되고 다시 압축기(10)로 공급되며 히트펌프사이클로 순환된다.In more detail, the bus ceiling air conditioner according to an embodiment of the present invention is equipped with a separate sub-expansion valve 50 and the engine heat exchanger 60 for the heat pump cycle circulation for the heating function, this The bottom pump cycle is configured to reverse the existing refrigeration cycle. That is, according to the user's operation, the ceiling type air conditioner for the bus operates as a refrigeration cycle and a heat pump cycle. When operating in a refrigeration cycle for cooling, the outdoor heat exchanger 20 acts as a condenser and the indoor heat exchanger 40 ) Acts as an evaporator and the refrigerant evaporates through the indoor heat exchanger 40 and takes the heat of the indoor air and operates as a process in which the room is cooled. On the other hand, in the case of operating a heat pump cycle for heating, the refrigerant flows from the compressor 10 to the indoor heat exchanger 40 and the indoor heat exchanger 40 acts as a condenser so that the refrigerant condenses from the gas state into the liquid state. As the heat generated is transferred to the indoor air, the interior of the vehicle is heated. At this time, the refrigerant passing through the indoor heat exchanger (40) passes through the sub-expansion valve (50), is evaporated by the engine heat exchanger (60), supplied to the compressor (10) again, and circulated in a heat pump cycle.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치는 실내열교환기(40)에 의해 열교환된 실내공기를 덕트(미도시)를 통해 차량의 실내로 공급함으로써, 차량 실내가 냉방 또는 난방되도록 구성되며, 이때 실내열교환기(40)는 냉방시에는 증발기로 작용하고 난방시에는 응축기로 작용하며 냉동사이클 및 히트펌프사이클을 이루도록 구성된다. 이에 따라 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치는 별도의 난방 장치를 설치할 필요가 없이 기존의 냉동사이클을 이루는 장치들을 그대로 이용하여 난방 기능을 수행할 수 있으며, 하나의 장치로 통합적으로 운영되기 때문에 효율적인 측면에서 매우 향상된 구조이다.Accordingly, the bus ceiling air conditioner according to an embodiment of the present invention supplies the indoor air heat exchanged by the indoor heat exchanger 40 to the interior of the vehicle through a duct (not shown), thereby cooling or heating the vehicle interior. In this case, the indoor heat exchanger 40 acts as an evaporator when cooling and acts as a condenser when heating and is configured to form a refrigeration cycle and a heat pump cycle. Accordingly, the ceiling type air conditioner for a bus according to an embodiment of the present invention can perform a heating function by using the devices forming the existing refrigeration cycle as it is, without having to install a separate heating device. It is a very improved structure in terms of efficiency.

한편, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30), 실내열교환기(40)는 버스 차량의 천정공조부(R)에 장착되고, 압축기(10), 엔진열교환기(60)는 버스 차량의 엔진룸(E)에 장착되어 전체적인 구조가 단순하고 효율적인 작동이 가능하도록 구성되는 것이 바람직하다.Meanwhile, as illustrated in FIGS. 2 and 3, the outdoor heat exchanger 20, the main expansion valve 30, and the indoor heat exchanger 40 are mounted to the ceiling air conditioning unit R of the bus vehicle, and the compressor 10 is provided. , The engine heat exchanger 60 is preferably mounted in the engine room E of the bus vehicle so that the overall structure is simple and efficient.

또한, 도 1의 종래 기술에서 설명한 바와 같이 냉매가 응축되어 액체 상태로 되면 리저버 탱크(21)에 일시 저장되고 드라이어(22)를 경유하여 수분이 제거된 후 저온/저압의 액체 상태로 변환되어야 하기 때문에, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 냉방시 냉매가 실외열교환기(20)를 통과한 후 메인팽창밸브(30)를 통과하기 전 의 구간에 리저버 탱크(21)와 드라이어(22)가 장착되고, 또한 난방시 냉매가 실내열교환기(40)를 통과한 후 엔진열교환기(60)를 통과하기 전의 구간에도 리저버 탱크(41)와 드라이어(42)가 장착되는 것이 바람직하다.In addition, when the refrigerant is condensed to a liquid state as described in the related art of FIG. 1, the refrigerant should be temporarily stored in the reservoir tank 21 and converted to a low / low pressure liquid state after water is removed through the dryer 22. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the reservoir tank 21 and the dryer 22 are provided in a section before the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 20 and passes through the main expansion valve 30. In addition, the reservoir tank 41 and the dryer 42 are preferably mounted in a section before the refrigerant passes through the indoor heat exchanger 40 and passes through the engine heat exchanger 60 during heating.

이와 같은 방식으로 동작되는 버스용 천정형 공기조화장치의 배관 구조를 좀 더 살펴보면, 냉매의 흐름이 냉방시에는 압축기(10)로부터 실외열교환기(20)로 공급되고 난방시에는 압축기(10)로부터 실내열교환기(40)로 공급되어야 하기 때문에, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 압축기(10)의 출구 측에 연결된 배관에는 압축기(10)의 출구로부터 실외열교환기(20) 또는 실내열교환기(40) 측으로의 냉매 유로가 선택적으로 개폐될 수 있도록 하는 제1삼방향밸브(70)가 장착될 수 있다. 따라서, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 실내열교환기(40)는 실외열교환기(20)의 좌우측에 각각 분리 설치되고 각각의 실내열교환기(40)에는 각각 메인팽창밸브(30)가 연결되어, 냉방시에는 냉매가 실외열교환기(20)를 통과한 후 각각의 메인팽창밸브(30)를 거쳐 실내열교환기(40)에 공급되고, 난방시에는 냉매가 실외열교환기(20)를 통과하지 않고 제1삼방향밸브(70)를 통해 각각의 실내열교환기(40)에 공급될 수 있다.Looking more closely at the piping structure of the ceiling type air conditioner for a bus operated in this way, the refrigerant flow is supplied from the compressor (10) to the outdoor heat exchanger (20) when cooling, and from the compressor (10) when heating. Since the pipes connected to the outlet side of the compressor 10 are to be supplied to the heat exchanger 40, the outdoor heat exchanger 20 or the indoor heat exchanger ( A first three-way valve 70 may be mounted to selectively open and close the refrigerant passage 40. 2 and 3, the indoor heat exchanger 40 is separately installed on the left and right sides of the outdoor heat exchanger 20, and the main expansion valve 30 is connected to each indoor heat exchanger 40, respectively. When cooling, the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 20, and then is supplied to the indoor heat exchanger 40 through each main expansion valve 30, and during heating, the refrigerant passes through the outdoor heat exchanger 20. Instead, it may be supplied to each indoor heat exchanger 40 through the first three-way valve 70.

또한, 냉매의 흐름이 냉방시에는 실내열교환기(40)로부터 압축기(10)로 공급되고 난방시에는 실내열교환기(40)로부터 서브팽창밸브(50)를 거쳐 엔진열교환기(60)로 공급되어야 하기 때문에, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 실내열교환기(40)의 출구 측에 연결된 배관에는 실내열교환기(40)의 출구로부터 압축기(10) 또는 서브팽창밸브(50) 측으로의 냉매 유로가 선택적으로 개폐될 수 있도록 하는 제2삼방향밸브(72)가 장착될 수 있다.In addition, the coolant flow is supplied to the compressor 10 from the indoor heat exchanger 40 when cooling, and to the engine heat exchanger 60 from the indoor heat exchanger 40 via the sub expansion valve 50 when heating. Therefore, as shown in FIGS. 2 and 3, the pipe connected to the outlet side of the indoor heat exchanger 40 has a refrigerant flow path from the outlet of the indoor heat exchanger 40 to the compressor 10 or the sub expansion valve 50. The second three-way valve 72 may be mounted to selectively open and close.

이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치는 종래의 일반적인 냉동사이클을 이루도록 구성된 배관구조를 최대한 그대로 활용하여 히트펌프사이클을 이루도록 삼방향밸브(70,72)를 통해 냉매유로를 변경한 구조로서, 종래의 버스용 천정형 공기조화장치의 구조를 단순 변경하여 적용할 수 있는 설치가 용이한 구조이다.Thus, the air conditioner according to an embodiment of the present invention is a structure in which the refrigerant flow path is changed through the three-way valve (70, 72) to achieve the heat pump cycle by utilizing the pipe structure configured to make the conventional general refrigeration cycle as it is As a simple structure, the installation of the conventional ceiling type air conditioner for a bus can be easily applied.

따라서 이와 같이 설치된 버스용 천정형 공기조화장치는 냉동사이클을 이루는 배관과 히트펌프사이클을 이루는 배관이 서로 동일한 구간을 가지며, 히트펌프사이클을 이루는 배관구조는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 냉동사이클을 이루는 배관구조를 기준으로 하여 삼방향밸브(70,72) 등을 이용하여 바이패스 배관구조를 이루도록 형성된다. 이에 따라 메인팽창밸브(30)로부터 실내열교환기(40) 측으로 연결된 배관에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 난방시에 압축기(10)로부터 실내열교환기(40) 측으로 유동하는 냉매가 메인팽창밸브(30)로 역류하지 않도록 제1체크밸브(31)가 장착되는 것이 바람직하다. 또한, 실내열교환기(40)로부터 제2삼방향밸브(72)를 통과하여 압축기(10) 측으로 연결된 배관에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 난방시에 엔진열교환기(60)로부터 압축기(10) 측으로 유동하는 냉매가 제2삼방향밸브(72) 측으로 역류하지 않도록 제2체크밸브(32)가 장착되는 것이 바람직하다.Accordingly, the installed ceiling type air conditioner for a bus has the same section as the pipe forming the refrigeration cycle and the pipe forming the heat pump cycle, and the piping structure constituting the heat pump cycle is a refrigeration cycle as shown in FIGS. 2 and 3. On the basis of the piping structure to form a three-way valve (70, 72) and the like to form a bypass piping structure. Accordingly, in the pipe connected from the main expansion valve 30 to the indoor heat exchanger 40 side, the refrigerant flowing from the compressor 10 to the indoor heat exchanger 40 side at the time of heating as shown in FIGS. 2 and 3 is expanded in the main expansion. It is preferable that the first check valve 31 is mounted so as not to flow back into the valve 30. In addition, the pipe connected to the compressor 10 side through the second three-way valve 72 from the indoor heat exchanger 40 is connected to the compressor 10 from the engine heat exchanger 60 during heating as shown in FIGS. 2 and 3. The second check valve 32 is preferably mounted so that the refrigerant flowing to the 10) side does not flow back to the second three-way valve 72.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 엔진열교환기(60)에서는 냉매가 차량 엔진(80)의 고온의 냉각수와 열교환되며 증발되기 때문에, 차량의 엔진룸(E) 내부에 장착되어 냉각수의 열원으로부터 용이하게 열을 전달받을 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 엔진룸의 구조상 다양한 부품들이 장착되어 있기 때문에 조립의 편의성 및 공간의 효율성을 위해 엔진열교환기(60)는 소형화되는 것이 바람직하고 또한 진동에도 고장없이 양호한 성능이 유지되는 것이 바람직하므로 이를 위해 본 발명의 일 실시예에 따라 내부에서 2종의 유체가 서로 교차하며 열교환되는 판형열교환기의 형태로 형성되는 것이 바람직하다.On the other hand, in the engine heat exchanger 60 according to an embodiment of the present invention, since the refrigerant exchanges heat with the high temperature cooling water of the vehicle engine 80 and evaporates, the refrigerant is mounted inside the engine room E of the vehicle to remove the heat source from the cooling water. It is desirable to be able to receive heat easily. In addition, since various parts are installed in the engine room, it is preferable that the engine heat exchanger 60 be miniaturized for convenience of assembly and space efficiency, and that it is desirable to maintain good performance without failure even in vibration. According to one embodiment of the invention, it is preferable that the two fluids are formed in the form of a plate heat exchanger in which heat exchanges with each other.

또한, 차량의 엔진(80)으로부터 엔진열교환기(60)로 공급되는 고온의 냉각수가 유동하는 배관에는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 별도의 유량조절밸브(90)가 장착되어 엔진(80) 냉각수의 열원이 과다하게 공급되지 않도록 냉각수의 유량이 실시간으로 조절될 수 있을 것이다.In addition, as shown in FIGS. 2 and 3, a separate flow control valve 90 is mounted on the pipe through which the high temperature coolant supplied from the engine 80 of the vehicle to the engine heat exchanger 60 flows. The flow rate of the coolant may be adjusted in real time so that the heat source of the coolant is not excessively supplied.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

도 1은 종래 기술에 의한 일반적인 버스용 천정형 공기조화장치의 동작흐름을 나타내기 위한 개념도,1 is a conceptual diagram showing the operation flow of a conventional ceiling-type air conditioner for a bus according to the prior art,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치의 냉방 기능을 위한 동작 흐름을 나타내기 위한 개념도,2 is a conceptual diagram illustrating an operation flow for a cooling function of a ceiling type air conditioner for a bus according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 버스용 천정형 공기조화장치의 난방 기능을 위한 동작 흐름을 나타내기 위한 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an operation flow for a heating function of a ceiling type air conditioner for a bus according to an embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 압축기 20: 실외열교환기10: compressor 20: outdoor heat exchanger

30: 메인팽창밸브 40: 실내열교환기30: main expansion valve 40: indoor heat exchanger

50: 서브팽창밸브 60: 엔진열교환기50: sub expansion valve 60: engine heat exchanger

70,72: 삼방향밸브 80: 엔진70, 72: three-way valve 80: engine

90: 유량조절밸브90: flow control valve

Claims (9)

냉매가 배관을 통해 압축기(10), 실외열교환기(20), 메인팽창밸브(30) 및 실내열교환기(40)를 순차적으로 통과하는 냉동사이클을 통해 차량 실내를 냉방하는 버스용 천정형 공기조화장치에 있어서,A ceiling air conditioner for a bus that cools a vehicle interior through a refrigeration cycle in which refrigerant passes through a compressor 10, an outdoor heat exchanger 20, a main expansion valve 30, and an indoor heat exchanger 40 sequentially through a pipe. To 내부의 냉매가 차량의 엔진(80) 냉각수와 열교환되며 증발하도록 구성된 엔진열교환기(60); 및An engine heat exchanger (60) configured to evaporate heat exchange with the cooling water of the engine (80) of the vehicle; And 상기 엔진열교환기(60)와 연결되는 서브팽창밸브(50)Sub expansion valve 50 is connected to the engine heat exchanger (60) 를 포함하고, 차량 실내의 난방시에는 냉매가 배관을 통해 상기 압축기(10), 실내열교환기(40), 서브팽창밸브(50) 및 엔진열교환기(60)를 순차적으로 통과하는 히트펌프사이클을 통해 상기 실내열교환기(40)에서 냉매와 실내 공기가 열교환되며 차량 실내가 난방되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.It includes, when the vehicle is heated inside the refrigerant pump is a heat pump cycle passing through the compressor 10, the indoor heat exchanger 40, the sub-expansion valve 50 and the engine heat exchanger 60 in sequence through the pipe Ceiling air conditioner for a bus, characterized in that the indoor heat exchanger through the heat exchange with the refrigerant and the indoor air is heated inside the vehicle. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 압축기(10)의 출구 측에 연결된 배관에는 상기 압축기(10)의 출구로부터 상기 실외열교환기(20) 또는 상기 실내열교환기(40) 측으로의 냉매 유로가 선택적으로 개폐될 수 있도록 제1삼방향밸브(70)가 장착되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.The pipe connected to the outlet side of the compressor 10 has a first three-way direction so that the refrigerant passage from the outlet of the compressor 10 to the outdoor heat exchanger 20 or the indoor heat exchanger 40 can be selectively opened and closed. Ceiling type air conditioner for a bus, characterized in that the valve 70 is mounted. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 실내열교환기(40)는 상기 실외열교환기(20)의 좌우측에 각각 분리 설치되고, 각각의 상기 실내열교환기(40)에는 각각 상기 메인팽창밸브(30)가 연결되어, 냉방시에는 냉매가 상기 실외열교환기(20)를 통과한 후 각각의 메인팽창밸브(30)를 거쳐 상기 실내열교환기(40)에 공급되고, 난방시에는 냉매가 상기 실외열교환기(20)를 통과하지 않고 상기 제1삼방향밸브(70)를 통해 각각의 상기 실내열교환기(40)에 공급되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.The indoor heat exchanger (40) is separately installed on the left and right sides of the outdoor heat exchanger (20), and each of the indoor heat exchanger (40) is connected to the main expansion valve (30), respectively. After passing through the outdoor heat exchanger 20 and supplied to the indoor heat exchanger 40 through each of the main expansion valve 30, during heating the refrigerant does not pass through the outdoor heat exchanger 20 1, a three-way valve (70), the ceiling type air conditioner for a bus, characterized in that it is supplied to each of the indoor heat exchanger (40). 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 실내열교환기(40)의 출구 측에 연결된 배관에는 상기 실내열교환기(40)의 출구로부터 상기 압축기(10) 또는 상기 서브팽창밸브(50) 측으로의 냉매 유로가 선택적으로 개폐될 수 있도록 제2삼방향밸브(72)가 장착되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.The pipe connected to the outlet side of the indoor heat exchanger 40 has a second refrigerant path to the compressor 10 or the sub-expansion valve 50 from the outlet of the indoor heat exchanger 40 to be selectively opened and closed. Ceiling type air conditioner for a bus, characterized in that the three-way valve 72 is mounted. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 4, 상기 엔진열교환기(60)는 내부에서 2종의 유체가 서로 교차하며 열교환되는 판형열교환기의 형태로 형성되어 차량의 엔진룸 내부에 장착되는 것을 특징으로 하 는 버스용 천정형 공기조화장치.The engine heat exchanger (60) is a ceiling type air conditioner for a bus, characterized in that it is formed in the form of a plate heat exchanger in which two fluids intersect and heat exchange with each other and is mounted inside an engine room of a vehicle. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 차량의 엔진(80)으로부터 상기 엔진열교환기(60)로 공급되는 열교환을 위한 냉각수의 유량이 조절될 수 있도록 배관에 유량조절밸브(90)가 장착되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.A ceiling air conditioner for a bus, characterized in that the flow rate control valve 90 is mounted on the pipe so that the flow rate of the cooling water for heat exchange supplied from the engine 80 of the vehicle to the engine heat exchanger 60 can be adjusted. . 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 난방시에 상기 실내열교환기(40)를 거쳐 상기 제2삼방향밸브(72)를 통과한 냉매가 상기 엔진열교환기(60)에 유입되기 전에 냉매의 수분제거를 위해 리시버탱크(41) 및 드라이어(42)가 설치되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.The receiver tank 41 and the dryer for removing water from the refrigerant before the refrigerant passes through the second two-way valve 72 through the indoor heat exchanger 40 and flows into the engine heat exchanger 60 during heating. Ceiling type air conditioner for a bus, characterized in that 42 is installed. 제 4 항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 메인팽창밸브(30)로부터 상기 실내열교환기(40) 측으로 연결된 배관에는 난방시에 상기 압축기(10)로부터 상기 실내열교환기(40) 측으로 유동하는 냉매가 상기 메인팽창밸브(30) 측으로 역류되지 않도록 제1체크밸브(31)가 장착되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.In the pipe connected from the main expansion valve 30 to the indoor heat exchanger 40 side, refrigerant flowing from the compressor 10 to the indoor heat exchanger 40 side when heated is not flowed back to the main expansion valve 30 side. Ceiling type air conditioner for a bus, characterized in that the first check valve 31 is mounted so as not to. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 실내열교환기(40)로부터 상기 제2삼방향밸브(72)를 통과하여 상기 압축기(10) 측으로 연결된 배관에는 난방시에 상기 엔진열교환기(60)로부터 상기 압축기(10) 측으로 유동하는 냉매가 상기 제2삼방향밸브(72) 측으로 역류되지 않도록 제2체크밸브(32)가 장착되는 것을 특징으로 하는 버스용 천정형 공기조화장치.The refrigerant flowing from the engine heat exchanger 60 to the compressor 10 at the time of heating is provided in the pipe connected to the compressor 10 by passing through the second three-way valve 72 from the indoor heat exchanger 40. And a second check valve (32) is mounted on the second three-way valve (72) so as not to flow back to the second three-way valve (72).
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