KR101125336B1 - 축냉식 에어컨 - Google Patents

Abstract

본 발명은 축냉장치를 사용함으로써 아이들스탑시에도 냉방성능을 적절히 확보할 수 있도록 함은 물론, 축냉장치를 냉각시키는 동안에도 냉방성능이 충분히 확보될 수 있도록 함으로써, 항상 쾌적한 냉방이 가능하도록 한 축냉식 에어컨을 제공한다.

축냉식, 증발기, 컴프레셔

Description

축냉식 에어컨{Air Conditioner}

본 발명은 축냉식 에어컨에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 등에 탑재될 수 있는 축냉식 에어컨의 냉각 성능을 향상시키도록 하는 기술에 관한 것이다.

종래 차량에 장착된 에어컨은 엔진으로부터의 동력으로 압축기를 구동하여 동작되었으나, 최근의 아이들스탑기능을 가진 하이브리드 차량에서는, 차량 정차시에 엔진으로부터의 동력으로 컴프레셔를 구동할 수 없으므로, 에어컨의 사용이 불가하여 대책이 필요하다.

상기와 같은 대책으로 전동식 에어컨 컴프레셔를 사용하여 아이들스탑시에도 그 동작이 가능하도록 하는 방법이 있으나, 이러한 전동식 에어컨 컴프레셔는 비교적 가격이 높으며, 여기서 소비되는 전기에너지가 연비에 미치는 영향을 무시하기 어렵고, 컴프레셔의 냉각을 위한 장치 등 별도의 부수적인 장치가 필요로 하는 등의 부정적인 측면이 많다.

또 다른 대책으로, 축냉장치를 사용하는 방법이 있는데, 이는 도 1에 예시한 바와 같이 보통의 엔진 작동시에는 에어컨의 증발기(500)를 통과한 저온공기를 통 과시켜 축냉장치(502)를 냉각시키면서 실내를 냉각시키도록 하고, 아이들스탑시에는 상기 축냉장치(502)로 공기를 통과시켜서 실내에 공급함으로써, 냉각을 도모하는 것이다.

그러나, 상기한 바와 같은 축냉장치(502)를 사용하는 방법은 아이들스탑시에는 축냉장치(502)를 통과한 공기로 실내를 냉방 할 수 있어서 상기의 문제점을 해결할 수 있으나, 엔진의 정상 작동시에는 상기 에어컨 증발기(500)를 통과한 저온의 공기가 축냉장치(502)를 냉각시키면서 열을 흡수한 상태로 실내로 공급되게 되어, 보통의 에어컨에 비해 그 냉방성능이 떨어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 축냉장치를 사용함으로써 아이들스탑시에도 냉방성능을 적절히 확보할 수 있도록 함은 물론, 축냉장치를 냉각시키는 동안에도 냉방성능이 충분히 확보될 수 있도록 함으로써, 항상 쾌적한 냉방이 가능하도록 한 축냉식 에어컨을 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 안출된 본 발명 축냉식 에어컨은

저온의 액상 냉매를 증발시켜, 통과하는 공기를 냉각시키는 증발기와;

상기 증발기를 통과한 냉매가 경유하고 상기 증발기를 통과하면서 냉각된 공기가 통과하도록 형성되며 축냉물질이 저장된 축냉장치;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 축냉장치는 상기 증발기로부터의 냉매를 통과시키는 냉매유로와, 상기 냉매유로와 공간적으로 격리되되 상기 냉매와 열교환이 원활하도록 축냉물질을 저장하는 축냉물질저장용기와, 상기 증발기를 통과한 공기가 상기 축냉물질과 원활히 열교환하면서 통과하도록 형성된 공기냉각핀을 포함하여 구성될 수 있다.

상기 축냉물질저장용기는 내부에 상기 냉매유로를 포함하고 있는 상태로 상기 냉매유로를 따라 길게 형성되며;

상기 냉매유로는 상기 축냉물질저장용기 내에 방사상으로 펼쳐진 다수의 플레이트 형상의 축냉제냉각핀의 중심에 형성되는 공간으로 이루어지도록 할 수 있다.

상기 축냉장치를 경유한 냉매는 컴프레셔로 공급되어 압축된 후 다시 상기 증발기로 순환되도록 구성된다.

상기 증발기로부터 토출된 냉매가 상기 축냉장치를 경유하는 양을 조절하도록 구비된 조절밸브를 더 구비하고;

상기 축냉장치를 경유하지 않는 냉매는 직접 컴프레셔로 순환되도록 구성될 수 있다.

본 발명은 축냉장치를 사용함으로써 아이들스탑시에도 냉방성능을 적절히 확보할 수 있도록 함은 물론, 축냉장치를 냉각시키는 동안에도 냉방성능이 충분히 확보될 수 있도록 함으로써, 항상 쾌적한 냉방이 가능하도록 한 축냉식 에어컨을 제공한다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명 실시예는 저온의 액상 냉매를 증발시켜, 통과하는 공기를 냉각시키는 증발기(1)와; 상기 증발기(1)를 통과한 냉매(7)가 경유하고 상기 증발기(1)를 통과하면서 냉각된 공기가 통과하도록 형성되며 축냉물질(5)이 저장된 축냉장치(3)를 포함하여 구성된다.

물론, 본 발명의 축냉식 에어컨도 일반적인 에어컨과 마찬가지로 상기 증발기(1)를 통과하면서 기화된 냉매(7)는 다시 컴프레셔(17)에 의해 압축되고 응축기(21)에서 냉각되어 액상으로 전환된 후 리시버드라이어(19)에서 수분과 먼지를 제거하여 다시 상기 증발기(1)로 보내지는 순환과정을 겪도록 되어 있는 것이며, 일부 또는 전부의 냉매(7)가 상기 축냉장치(3)를 경유하도록 구성된 것이다.

상기 축냉장치(3)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 증발기(1)로부 터의 냉매(7)를 통과시키는 냉매유로(9)와, 상기 냉매유로(9)와 공간적으로 격리되되 상기 냉매(7)와 열교환이 원활하도록 축냉물질(5)을 저장하는 축냉물질저장용기(11)와, 상기 증발기(1)를 통과한 공기가 상기 축냉물질(5)과 원활히 열교환하면서 통과하도록 형성된 공기냉각핀(13)을 포함하여 구성된다.

상기 축냉물질저장용기(11)는 내부에 상기 냉매유로(9)를 포함하고 있는 상태로 상기 냉매유로(9)를 따라 길게 형성되며, 상기 냉매유로(9)는 상기 축냉물질저장용기(11) 내에 방사상으로 펼쳐진 다수의 플레이트 형상의 축냉제냉각핀(15)의 중심에 형성되는 공간으로 이루어진 구조이다.

즉, 상기 냉매유로(9)와 상기 축냉물질저장용기(11)는 거의 동심축을 이루어 배치되는데, 상기 냉매유로(9)는 상기 축냉물질저장용기(11)의 길이방향에 수직한 단면으로 볼 때, 도 4에 도시된 바와 같이 방사상으로 다수의 플레이트가 펼쳐지게 배치됨에 따라 그 중심에 형성되는 공간에 의해 형성된 형상을 가지도록 한 것이다.

상기한 바와 같은 구조에서는 상기 냉매유로(9)로 통과하는 냉매(7)가 상기 축냉제냉각핀(15)의 넓은 면적을 통해 상기 축냉물질(5)과 열교환을 하게 되어, 상기 축냉물질(5)의 효과적인 냉각을 도모할 수 있음과 아울러, 상기 축냉물질(5)은 상기 공기냉각핀(13)을 통해 상기 축냉장치(3)를 통과하는 공기와 넓은 연절달면적으로 효과적인 열교환을 하여, 통과하는 공기의 온도를 원활하게 저감시키게 된다.

상기 축냉장치(3)를 경유한 냉매(7)는 컴프레셔(17)로 공급되어 압축된 후 다시 상기 증발기(1)로 순환되도록 구성된다.

도 2의 실시예에서는 상기 증발기(1)에서 토출되는 냉매(7)를 모두 상기 축냉장치(3)를 경유한 후 컴프레셔(17)로 공급되도록 구성하였는데, 이에 비하여, 도 5의 실시예에서는 상기 증발기(1)로부터 토출된 냉매(7)가 상기 축냉장치(3)를 경유하는 양을 조절하도록 구비된 조절밸브(23)를 더 구비하고, 상기 축냉장치(3)를 경유하지 않는 냉매(7)는 직접 컴프레셔(17)로 순환되도록 구성하여 그 운전상태의 변화가 가능하도록 하고 있다.

상기한 바와 같이 구성된 축냉식 에어컨에서는, 아이들스탑 상태가 아닌 정상적인 상태에서, 즉, 실내의 냉방과 더불어 상기 축냉장치(3)를 냉각시켜야 하는 상황에서, 상기 증발기(1)를 통과하는 고온의 공기는 증발기(1)에서 1차적으로 냉각된 후, 상기 증발기(1)를 경유한 냉매(7)에 의해 냉각된 축냉장치(3)를 통과하는데, 상기 축냉장치(3)의 온도가 상대적으로 높은 경우에는 상기 축냉장치(3)를 냉각시키면서 실내로 공급되게 되지만, 상기 축냉장치(3)의 온도가 상대적으로 낮은 경우에는 상기 축냉장치(3)를 통과하면서 2차적으로 추가로 냉각되어 실내로 공급됨으로써, 종래보다 오히려 더욱 냉각성능이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.

물론, 상기 축냉장치(3)의 온도가 상대적으로 높아서, 상기 축냉장치(3)를 통과하는 공기에 의해 축냉장치(3)가 냉각되는 경우에는 실내로 공급되는 공기는 상기 증발기(1)를 통과하여 직접 실내로 공급되는 공기에 비하면 온도가 높을 수 있으나, 상기 축냉장치(3)에는 실질적으로는 상기 증발기(1)를 통과한 공기보다도 더 낮은 온도를 가진 냉매(7)가 통과하면서 주로 냉각시키고 있으므로, 그 온도차이는 있다 하더라도 크지 않게 되며, 신속히 축냉장치(3)의 온도가 저감되게 되므로, 대체로 상기 증발기(1)를 통과한 공기는 상기 축냉장치(3)에서 추가로 냉각되어 실내로 공급되므로, 실질적으로 승객이 느끼는 감성으로는 종래보다 더 향상된 냉각성능을 느끼게 된다.

특히, 상기 축냉장치(3)의 냉각이 완료된 후에는 상기 증발기(1)를 통해 냉각된 공기가 추가로 상기 축냉장치(3)에서 냉각되는 효과에 의해, 실내에서는 더욱 향상된 냉방효과를 얻을 수 있게 된다.

또한, 엔진이 정지하는 아이들스탑 등의 경우에는 공기를 상기 축냉장치(3)를 통과시켜 실내로 공급함으로써, 엔진의 구동 없이도 차량 실내의 냉방을 당분간 쾌적한 상태로 유지할 수 있게 된다.

특히, 상기 컴프레셔(17)의 일량은 거의 변화가 없고, 상기와 같이 냉매(7)의 실내 열흡수량은 종래에 비하여 더욱 증가하게 된다.

도 1은 종래 기술에 의한 축냉식 에어컨의 작동원리를 설명한 도면,

도 2는 본 발명에 따른 축냉식 에어컨의 구조를 설명한 블록도,

도 3은 본 발명의 축냉식 에어컨을 구성하는 축냉장치의 구조도,

도 4는 도 3의 축냉장치의 단면 구조를 설명한 도면,

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 도면이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명>

1; 증발기 3; 축냉장치

5; 축냉물질 7; 냉매

9; 냉매유로 11; 축냉물질저장용기

13; 공기냉각핀 15; 축냉제냉각핀

17; 컴프레셔 19; 리시버드라이어

21; 응축기 23; 조절밸브

Claims (5)

1. 저온의 액상 냉매를 증발시켜, 통과하는 공기를 냉각시키는 증발기와;

   상기 증발기를 통과한 냉매가 경유하고 상기 증발기를 통과하면서 냉각된 공기가 통과하도록 형성되며 축냉물질이 저장된 축냉장치;

   를 포함하고,

   상기 축냉장치는 상기 증발기로부터의 냉매를 통과시키는 냉매유로와, 상기 냉매유로와 공간적으로 격리되되 상기 냉매와 열교환이 원활하도록 축냉물질을 저장하는 축냉물질저장용기와, 상기 증발기를 통과한 공기가 상기 축냉물질과 원활히 열교환하면서 통과하도록 형성된 공기냉각핀을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 축냉식 에어컨.
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,

   상기 축냉물질저장용기는 내부에 상기 냉매유로를 포함하고 있는 상태로 상기 냉매유로를 따라 길게 형성되며;

   상기 냉매유로는 상기 축냉물질저장용기 내에 방사상으로 펼쳐진 다수의 플레이트 형상의 축냉제냉각핀의 중심에 형성되는 공간으로 이루어진 것을 특징으로 하는 축냉식 에어컨.
4. 청구항 1 또는 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 축냉장치를 경유한 냉매는 컴프레셔로 공급되어 압축된 후 다시 상기 증발기로 순환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 축냉식 에어컨.
5. 청구항 1 또는 청구항 3중 어느 한 항에 있어서,

   상기 증발기로부터 토출된 냉매가 상기 축냉장치를 경유하는 양을 조절하도록 구비된 조절밸브를 더 구비하고;

   상기 축냉장치를 경유하지 않는 냉매는 직접 컴프레셔로 순환되도록 구성된 것을 특징으로 하는 축냉식 에어컨.

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