KR101170135B1 - Refrigerant cycle apparatus of air conditioner for vehicles - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 냉동사이클에서 팽창밸브를 적어도 하나 이상 설치하고 증발기는 상기 팽창밸브에서 교축되어 유동하는 분기된 냉매를 각각 증발시키도록 2개의 증발부로 구성함과 아울러 증발기와 압축기의 사이에는 노즐부 흡입압력(P1)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 디퓨져부 출구압력(P2)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(ejector)를 설치하되, 상기 노즐부의 출구직경(D1)을 6mm 보다 크고 12mm 보다 작게 구성함으로써, 제1증발부로 흐르는 냉매 유동에 저항을 크게 주지 않는 범위에서 흡입력 및 흡입량을 최대로 할 수 있어 에어컨 냉방성능이 개선되고 이로 인해 전체 시스템의 효율을 개선할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, and more particularly, at least one expansion valve is installed in the refrigeration cycle and the evaporator comprises two evaporators to evaporate each branched refrigerant flowing through the expansion valve. In addition, between the evaporator and the compressor, the pressure ratio P1 / P3 between the nozzle part suction pressure P1 and the suction part P3 is smaller than 1.3, and the diffuser part outlet pressure P2 and the suction pressure ( An ejector (ejector) having a pressure ratio (P2 / P3) of P3) is smaller than 1.3, but the outlet diameter D1 of the nozzle portion is larger than 6 mm and smaller than 12 mm, thereby increasing the resistance to the refrigerant flow flowing to the first evaporator. With regard to the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner that can maximize the suction power and the suction amount in the range that is not given, thereby improving the air conditioning cooling performance and thereby improve the efficiency of the whole system will be.

냉동사이클, 이젝터, 노즐부, 디퓨져부, 흡입부, 직경, 압력비 Refrigeration Cycle, Ejector, Nozzle, Diffuser, Suction, Diameter, Pressure Ratio

Description

차량용 에어컨의 냉동사이클 장치{Refrigerant cycle apparatus of air conditioner for vehicles}Refrigerant cycle apparatus of air conditioner for vehicles

본 발명은 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 냉동사이클에서 팽창밸브를 적어도 하나 이상 설치하고 증발기는 상기 팽창밸브에서 교축되어 유동하는 분기된 냉매를 각각 증발시키도록 2개의 증발부로 구성함과 아울러 증발기와 압축기의 사이에는 노즐부 흡입압력(P1)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 디퓨져부 출구압력(P2)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(ejector)를 설치하되, 상기 노즐부의 출구직경(D1)을 6mm 보다 크고 12mm 보다 작게 구성함으로써, 제1증발부로 흐르는 냉매 유동에 저항을 크게 주지 않는 범위에서 흡입력 및 흡입량을 최대로 할 수 있어 에어컨 냉방성능이 개선되고 이로 인해 전체 시스템의 효율을 개선할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 관한 것이다.The present invention relates to a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner, and more particularly, at least one expansion valve is installed in the refrigeration cycle and the evaporator comprises two evaporators to evaporate each branched refrigerant flowing through the expansion valve. In addition, between the evaporator and the compressor, the pressure ratio P1 / P3 between the nozzle part suction pressure P1 and the suction part P3 is smaller than 1.3, and the diffuser part outlet pressure P2 and the suction pressure ( An ejector (ejector) having a pressure ratio (P2 / P3) of P3) is smaller than 1.3, but the outlet diameter D1 of the nozzle portion is larger than 6 mm and smaller than 12 mm, thereby increasing the resistance to the refrigerant flow flowing to the first evaporator. With regard to the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner that can maximize the suction power and the suction amount in the range that is not given, thereby improving the air conditioning cooling performance and thereby improve the efficiency of the whole system will be.

차량용 공조장치는, 하절기나 동절기에 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 우천 시나 동절기에 윈드 실드에 끼게 되는 성에 등을 제거하여 운전자가 전후방 시야를 확보할 수 있게 할 목적으로 설치되는 자동차의 내장품으로, 이러한 공조장 치는, 통상, 난방시스템과 냉방시스템을 동시에 갖추고 있어서, 외기나 내기를 선택적으로 도입하여 그 공기를 가열 또는 냉각한 다음 자동차의 실내에 송풍함으로써 자동차 실내를 냉, 난방하거나 또는 환기한다.The vehicle air conditioner is a vehicle interior that is installed for the purpose of securing the driver's front and rear view by cooling or heating the interior of the car during the summer or winter, or by removing the frost caused by the windshield during the rain or winter. Such an air conditioning apparatus is usually equipped with a heating system and a cooling system at the same time, thereby cooling, heating or ventilating a vehicle interior by selectively introducing outside air or bet, heating or cooling the air, and then blowing the air into the interior of the vehicle.

이러한 공조장치의 일반적인 냉동사이클은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프(5)로 연결되어 이루어지며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.In general, the refrigeration cycle of such an air conditioning apparatus, as shown in Figure 1, a compressor (Compressor 1) for compressing and sending out the refrigerant, a condenser (Condenser) for condensing the high-pressure refrigerant from the compressor ( 2) the expansion valve 3 for condensing the liquefied refrigerant condensed in the condenser 2, and the low pressure liquid refrigerant condensed by the expansion valve 3 exchanges heat with air blown to the vehicle interior to evaporate By means of the endothermic action of the latent heat of evaporation of the refrigerant by the evaporator (4) for cooling the air discharged to the room is made by the refrigerant pipe (5), the cooling of the vehicle interior through the refrigerant circulation process as follows do.

더욱 상세하게, 종래의 냉동사이클을 설명한다. In more detail, the conventional refrigeration cycle is demonstrated.

상기 자동차 공조장치의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입, 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. When the cooling switch (not shown) of the vehicle air conditioner is turned on, the compressor 1 first drives the engine by the power of the engine and sucks and compresses the gaseous refrigerant of low temperature and low pressure, thereby compressing the condenser 2 into a gas of high temperature and high pressure. The condenser 2 exchanges the gaseous refrigerant with outside air to condense it into a liquid of high temperature and high pressure.

이어, 상기 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. Subsequently, the liquid refrigerant discharged from the condenser 2 in a state of high temperature and high pressure is rapidly expanded by the throttling action of the expansion valve 3, and is sent to the evaporator 4 in a low temperature and low pressure wet state, and the evaporator 4 is The refrigerant is exchanged with air blown by a blower (not shown) into the vehicle interior.

또한, 상기 증발기(4)로 유입된 냉매는 증발기(4) 순환과정에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다. In addition, the refrigerant introduced into the evaporator (4) is evaporated in the evaporator (4) circulation process is discharged to a low-temperature low-pressure gas state and again sucked into the compressor (1) to recycle the refrigeration cycle as described above.

이상의 냉매순환과정에 있어서, 차량 실내의 냉방은 상술한 바와 같이 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.In the above refrigerant circulation process, the cooling of the vehicle interior is cooled by latent heat of evaporation of the liquid refrigerant circulating in the evaporator 4 while the air blown by the blower (not shown) passes through the evaporator 4 as described above. It is made by discharging the inside of the vehicle in the cold state.

한편, 상기 응축기(2)와 팽창밸브(3)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(3)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 하고 있다.Meanwhile, a receiver dryer (not shown) is provided between the condenser 2 and the expansion valve 3 to separate the refrigerant in the gas phase and the liquid phase, so that only the liquid refrigerant can be supplied to the expansion valve 3. .

그러나 상술한 바와 같은 냉동사이클로는 냉방성능을 증대시키는 데에 한계가 있기 때문에 냉방성능 증대를 위한 개발이 시급한 실정이며, 아울러 압축기(1)의 부하로 인해 전체 시스템의 효율을 향상시키는 데에도 한계가 있었다.However, in the refrigerating cycle as described above, there is a limit in increasing the cooling performance, and therefore, development for increasing the cooling performance is urgent, and in addition, there is a limitation in improving the efficiency of the entire system due to the load of the compressor (1). there was.

특히, 전체 시스템의 냉방 효율을 높이기 위해서는 냉매의 유동 길이, 압력강하량, 및 냉매 유량 등이 복합적으로 영향을 끼치며, 더욱 상세하게 냉매 유속이 동일한 경우, 냉매 유로 길이를 짧게 하면서도 냉매측 압력강하량을 낮추고 냉매 유량을 높여 증발조건도를 높일 수 있도록 하는 방안이 요구되고 있다. In particular, in order to increase the cooling efficiency of the whole system, the flow length of the refrigerant, the pressure drop amount, and the refrigerant flow rate are combined, and more specifically, when the refrigerant flow rates are the same, the refrigerant flow pressure is reduced while the length of the refrigerant flow path is reduced. There is a demand for a method of increasing the flow rate of refrigerant to increase the degree of evaporation conditions.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 냉동사이클에서 팽창밸브를 적어도 하나 이상 설치하고 증발기는 상기 팽창밸브에서 교축되어 유동하는 분기된 냉매를 각각 증발시키도록 2개의 증발부로 구성함과 아울러 증발기와 압축기의 사이에는 노즐부 흡입압력(P1)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 디퓨져부 출구압력(P2)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(ejector)를 설치하되, 상기 노즐부의 출구직경(D1)을 6mm 보다 크고 12mm 보다 작게 구성함으로써, 제1증발부로 흐르는 냉매 유동에 저항을 크게 주지 않는 범위에서 흡입력 및 흡입량을 최대로 할 수 있어 에어컨 냉방성능이 개선되고 이로 인해 전체 시스템의 효율을 개선할 수 있는 차량용 에어컨의 냉동사이클을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is to install at least one or more expansion valve in the refrigeration cycle and the evaporator is composed of two evaporator to evaporate each branched refrigerant flowing by throttling in the expansion valve and the evaporator The pressure ratio (P1 / P3) between the nozzle suction pressure (P1) and the suction suction pressure (P3) is smaller than 1.3, and the pressure ratio between the diffuser discharge pressure (P2) and suction suction pressure (P3) P2 / P3) is installed in the ejector (ejector) smaller than 1.3, but by configuring the outlet diameter (D1) of the nozzle portion larger than 6mm and less than 12mm, suction force in a range that does not give a large resistance to the refrigerant flow flowing to the first evaporator And it is possible to maximize the amount of suction air conditioner cooling performance is improved to thereby provide a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner that can improve the efficiency of the entire system.

본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(10); 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20); 상기 응축기(20)에서 응축된 냉매를 제1유로 및 제2유로로 분기하되 분기되기 전 또는 후의 냉매를 교축시키는 하나 이상의 팽창밸브(30); 상기 팽창밸브(30)의 제1유로를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제1증발부(41) 및 상기 팽창밸브(30)의 제2유로를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발부(42)로 구성된 증발기(40); 및 상기 증발 기(40)와 압축기(10) 사이에 구비되어 상기 제1증발부(41) 또는 제2증발부(42) 중 어느 하나에서 토출된 냉매를 감압 팽창시키면서 냉매 유속을 증가시키는 노즐부(51)와, 상기 노즐부(51)로부터 분사되는 냉매의 증가된 유속을 이용하여 상기 제1증발부(41)와 제2증발부(42) 중 다른 하나에서 토출되는 냉매를 흡입시키는 흡입부(52)와, 상기 노즐부(51)에서 분사되는 냉매와 흡입부(52)를 통해 흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시키는 디퓨져부(53)로 구성되고, 증발기와 압축기의 사이에는 노즐부 흡입압력(P1)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 디퓨져부 출구압력(P2)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(50)(ejector)를 포함하여 이루어지고, 상기 노즐부(51)의 출구직경을 D1이라 할 때, 다음 식 6mm < D1 < 12mm 을 만족하도록 하는 것을 특징으로 한다. Refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention is a compressor (10) for sucking and compressing the refrigerant ; A condenser 20 for condensing the refrigerant compressed by the compressor 10; At least one expansion valve (30) for branching the refrigerant condensed in the condenser (20) into the first and second flow passages and throttling the refrigerant before or after branching; A first evaporator 41 for evaporating the refrigerant supplied through the first flow path of the expansion valve 30 and a second evaporator 42 for evaporating the refrigerant supplied through the second flow path of the expansion valve 30. Evaporator 40; And a nozzle unit provided between the evaporator 40 and the compressor 10 to increase the refrigerant flow rate while decompressively expanding the refrigerant discharged from either the first evaporator 41 or the second evaporator 42. And a suction part for sucking the refrigerant discharged from the other of the first evaporation part 41 and the second evaporation part 42 by using the increased flow velocity of the refrigerant injected from the nozzle part 51. And a diffuser unit 53 for mixing the refrigerant injected from the nozzle unit 51 with the refrigerant sucked through the suction unit 52 and then boosting the pressure of the refrigerant. The pressure ratio P1 / P3 of the nozzle suction pressure P1 and the suction suction pressure P3 is smaller than 1.3, and the pressure ratio P2 / P3 between the diffuser discharge pressure P2 and the suction suction pressure P3 ) Comprises an ejector 50 (ejector) smaller than 1.3, and when the outlet diameter of the nozzle portion 51 is D1, It is characterized by satisfying the formula 6mm <D1 <12mm.

이 때, 상기 노즐부(51)의 출구직경은 7mm < D1 <9mm 인 것을 특징으로 한다. At this time, the outlet diameter of the nozzle unit 51 is characterized in that 7mm <D1 <9mm.

또한, 상기 디퓨져부(53)의 최소직경을 D2라 할 때, 상기 노즐부(51)의 출구직경과 디퓨져부(53)의 최소 직경의 비는 다음식 1.1 < D2/D1 < 2.6 을 만족하도록 하는 것을 특징으로 한다. In addition, when the minimum diameter of the diffuser portion 53 is D2, the ratio of the outlet diameter of the nozzle portion 51 and the minimum diameter of the diffuser portion 53 satisfies the following expression 1.1 <D2 / D1 <2.6. Characterized in that.

또, 상기 팽창밸브와 상기 제2증발부(42)의 사이에는 감압장치(33)가 더 설치된 것을 특징으로 한다. In addition, the pressure reducing device 33 is further provided between the expansion valve and the second evaporator 42.

또한, 상기 차량용 에어컨의 냉동사이클은 상기 팽창밸브(30)과, 상기 증발기(40) 및 압축기(10)를 연결하는 유로에 설치되어, 냉매의 온도와 압력을 감지하 여 상기 팽창밸브(30)의 동적 제어에 이용되도록 하는 감지수단(70)이 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner is installed in the flow path connecting the expansion valve 30, the evaporator 40 and the compressor 10, by detecting the temperature and pressure of the refrigerant the expansion valve (30) It is characterized in that the sensing means 70 to be used for dynamic control of.

아울러, 상기 이젝터(50)의 노즐부(51)는 냉매 이동방향으로 직경이 좁아지도록 축관되는 축관부(51a) 및 상기 축관부(51a)에 연속되며 일정 직경을 갖는 목(throat)부(51b)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 한다. In addition, the nozzle unit 51 of the ejector 50 has a shaft portion 51a which is concentrically piped to narrow the diameter in the refrigerant moving direction and a throat portion 51b which is continuous with the shaft tube portion 51a and has a predetermined diameter. It characterized in that it is formed to include.

본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 팽창밸브를 적어도 하나 이상 설치하고 증발기가 상기 팽창밸브에서 교축되어 유동하는 분기된 냉매를 각각 증발시키도록 2개의 증발부로 구성함과 아울러 증발기와 압축기의 사이에는 노즐부 흡입압력(P1)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 디퓨져부 출구압력(P2)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(ejector)를 설치하되, 상기 노즐부의 출구직경(D1)을 6mm 보다 크고 12mm 보다 작게 구성함으로써, 제1증발부의 냉매 유동을 원활히 하면서도(냉매 유량 증대) 제1증발부로 흐르는 냉매 유동에 저항을 크게 주지 않는 범위에서 제2증발부를 통과한 냉매의 흡입력 및 흡입량을 최대로 할 수 있어 에어컨 냉방성능이 개선되고 이로 인해 전체 시스템의 효율이 개선된다.The refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention is provided with at least one expansion valve and the evaporator is composed of two evaporator to evaporate each branched refrigerant flowing through the condensed in the expansion valve and the nozzle between the evaporator and the compressor The pressure ratio P1 / P3 of the sub suction pressure P1 and the suction pressure P3 of the suction portion is smaller than 1.3, and the pressure ratio P2 / P3 of the diffuser portion outlet pressure P2 and the suction pressure P3 of the suction portion is 1.3. By installing a smaller ejector, the outlet diameter D1 of the nozzle part is larger than 6 mm and smaller than 12 mm, so that the refrigerant flows to the first evaporator smoothly (increasing the refrigerant flow rate) of the first evaporator. It is possible to maximize the suction power and the suction amount of the refrigerant passing through the second evaporation unit in the range that does not greatly increase the resistance, thereby improving the air conditioning cooling performance, thereby improving the efficiency of the entire system.

또한, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 디퓨져부의 최소직경(D2)과 노즐부의 출구직경(D1)의 노즐 직경비(D2/D1)를 1.1 보다 크고 2.6 보다 작게 구성함으로써, 최적의 에어컨 성능을 얻을 수 있다.In addition, the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention is configured by configuring the nozzle diameter ratio (D2 / D1) of the minimum diameter (D2) of the diffuser portion and the outlet diameter (D1) of the nozzle portion larger than 1.1 and less than 2.6, the optimum air conditioning performance You can get it.

그리고, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 상기 이젝터의 승압기능을 활용할 수 있으므로 압축기의 입구측 압력이 증가되어 압축기의 부하가 감소되고 에어컨의 전체 효율이 향상된다.In addition, since the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention may utilize the boosting function of the ejector, the inlet side pressure of the compressor is increased, thereby reducing the load on the compressor and improving the overall efficiency of the air conditioner.

또, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 제2증발부의 냉매 압력을 낮춤으로써 냉매의 밀도를 낮추어 냉매의 증발량을 증대함으로써 압력강하량을 줄일 수 있어 냉방 성능을 향상할 수 있는 장점이 있다. In addition, the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention has the advantage that the pressure drop amount can be reduced by increasing the evaporation amount of the refrigerant by lowering the density of the refrigerant by lowering the refrigerant pressure of the second evaporation unit has the advantage of improving the cooling performance.

이하, 본 발명을 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.(본 발명에서 "차량용 에어컨의 냉동사이클"은 "차량용 에어컨의 냉동사이클 장치"를 나타내는 것으로 정의한다.)Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, a refrigeration cycle device for a vehicle air conditioner according to the present invention. To be defined.)

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 싱글 및 듀얼 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 냉매의 압력(P)과 엔탈피(H) 관계를 나타내는 선도이며, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 이젝터를 나타내는 단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 증발기의 제1,2증발부에 이젝터가 연결 설치된 상태를 나타내는 개략 사시도이고, 도 7은 이젝터 노즐부의 출구직경(D1)의 변경에 따른 공기 토출온도 및 제1증발부의 냉매유량감소율과, 제2증발부의 냉매압력을 측정한 그래프이며, 도 8은 노즐 직경비(D2/D1)의 변경에 따른 공기 토출온도를 측정한 그래프이다.2 and 3 is a block diagram showing a refrigeration cycle of a vehicle single and dual air conditioner according to the present invention, Figure 4 is a relationship between the pressure (P) and enthalpy (H) of the refrigerant in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner according to the present invention. 5 is a cross-sectional view showing an ejector in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention, Figure 6 is a state in which the ejector is connected to the first and second evaporator of the evaporator in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner according to the invention 7 is a graph illustrating the air discharge temperature and the refrigerant flow rate reduction rate of the first evaporator and the refrigerant pressure of the second evaporator according to the change of the exit diameter D1 of the ejector nozzle unit, and FIG. It is a graph which measured the air discharge temperature according to the change of the diameter ratio D2 / D1.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클은, 압축기(10) -> 응축기(20) -> 팽창밸브(30) -> 증발기(40)를 냉매파이프(5)로 연결하여 구성된 냉동사이클에서, 상기 팽창밸브(30)를 적어도 하나 이상 구성하고, 상기 증발기(40)는 2개의 증발영역으로 분리하여 제1증발부(41)와 제2증발부(42)로 구성하며, 상기 증발기(40)와 압축기(10)의 사이에는 이젝터(ejector)(50)를 설치한 것이다.As shown, the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner according to the invention, the compressor 10-> condenser 20-> expansion valve 30-> refrigeration configured by connecting the evaporator 40 to the refrigerant pipe (5) In the cycle, at least one expansion valve 30 is configured, and the evaporator 40 is composed of a first evaporator 41 and a second evaporator 42 separated into two evaporation zones. An ejector 50 is provided between the 40 and the compressor 10.

상기 압축기(Compressor)(10)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(40)에서 토출되어 이젝터(50)를 통과한 기상 냉매를 흡입, 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(20)로 토출하게 된다.The compressor 10 is driven by receiving power from a power supply source (engine or motor, etc.) while being discharged from the evaporator 40 and sucking and compressing the gaseous refrigerant passing through the ejector 50, thereby compressing the gaseous state at a high temperature and high pressure. To the condenser 20.

상기 응축기(Condenser)(20)는 상기 압축기(10)에서 토출된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 팽창밸브(31,32)로 토출하게 된다.The condenser 20 heat-exchanges the high-temperature, high-pressure gaseous phase refrigerant discharged from the compressor 10 to outside air to condense it into a high-temperature, high-pressure liquid to discharge the expansion valves 31 and 32.

상기 도 2에 도시한 차량용 에어컨의 냉동사이클은 상기 팽창밸브(30) 2개 설치되어 상기 증발기(40)의 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)로 공급되는 냉매를 각각 교축하는 예를 도시하였다.In the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner shown in FIG. 2, two expansion valves 30 are installed to exchange refrigerants supplied to the first evaporator 41 and the second evaporator 42 of the evaporator 40, respectively. The celebration shows an example.

상기 도 2의 팽창밸브(Expansion Valve)(30)는 제1팽창밸브(31)와 제2팽창밸브(32) 2개가 설치되는데, 상기 응축기(20)의 출구측 냉매파이프를 분기하여 각각의 분기된 냉매파이프(5a,5b)에 제1팽창밸브(31)와 제2팽창밸브(32)가 설치된다.The expansion valve 30 of FIG. 2 is provided with two first expansion valves 31 and two second expansion valves 32. Each branch branch of the outlet pipe of the condenser 20 is branched. The first expansion valve 31 and the second expansion valve 32 are installed in the refrigerant pipes 5a and 5b.

따라서, 상기 응축기(20)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매는 상기 분기된 각각의 냉매파이프(5a,5b)를 유동하면서 제1팽창밸브(31)와 제2팽창밸브(32)에 의 한 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태가 된 후 상기 증발기(40)의 제1증발부(41) 및 제2증발부(42) 영역으로 유입된다.Accordingly, the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged from the condenser 20 flows through each of the branched refrigerant pipes 5a and 5b and is throttled by the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32. It is rapidly expanded by the action to become a low-temperature, low-pressure wet state, and then flows into the first evaporator 41 and the second evaporator 42 of the evaporator 40.

한편, 상기 응축기(20)와 팽창밸브(31,32)의 사이에는 기상과 액상의 냉매를 분리하는 리시버드라이어(미도시)가 설치되어 상기 팽창밸브(31,32)로 액상의 냉매만 공급될 수 있도록 한다.Meanwhile, a receiver dryer (not shown) is installed between the condenser 20 and the expansion valves 31 and 32 so as to supply only the liquid refrigerant to the expansion valves 31 and 32. To help.

상기 증발기(Evaporator)(40)는 상기 제1팽창밸브(31)와 제2팽창밸브(32)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.The evaporator 40 is a low pressure liquid refrigerant throttled by the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32 by heat exchange with the air blown to the vehicle interior side by evaporation by the latent heat of evaporation of the refrigerant The endothermic action cools the air discharged into the vehicle interior.

이러한, 상기 증발기(40)는 상기 제1팽창밸브(31)에서 교축된 냉매를 증발시키는 제1증발부(41)와 상기 제2팽창밸브(32)에서 교축된 냉매를 증발시키는 제2증발부(42)로 구성된다.The evaporator 40 may include a first evaporator 41 for evaporating the refrigerant condensed in the first expansion valve 31 and a second evaporator for evaporating the refrigerant condensed in the second expansion valve 32. It consists of 42.

즉, 단일의 증발기(40)를 2개의 증발영역으로 분리하여 제1증발부(41)와 제2증발부(42)를 구성하게 된다.That is, the single evaporator 40 is separated into two evaporation zones to form the first evaporator 41 and the second evaporator 42.

또한, 상기 제1증발부(41)와 제2증발부(42)는 상기 증발기(40)를 통과하는 공기의 유동방향으로 중첩되게 구성된다.In addition, the first evaporator 41 and the second evaporator 42 are configured to overlap in the flow direction of air passing through the evaporator 40.

아울러, 상기 제1증발부(41)는 제1팽창밸브(31)와 냉매파이프(5c)로 연결되고, 상기 제2증발부(42)는 제2팽창밸브(32)와 냉매파이프(5d)로 연결된다.In addition, the first evaporator 41 is connected to the first expansion valve 31 and the refrigerant pipe 5c, and the second evaporator 42 is the second expansion valve 32 and the refrigerant pipe 5d. Leads to.

한편, 상기 증발기(40)는, 도 2의 싱글 에어컨 시스템과 같이 단일의 증발기(40)를 2개의 증발영역으로 분리하되, 상기 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)가 공기의 유동방향으로 중첩되어 서로 밀착되게 병렬 배치되도록 구성할 수 있다.Meanwhile, the evaporator 40 separates a single evaporator 40 into two evaporation zones as in the single air conditioner system of FIG. 2, wherein the first evaporator 41 and the second evaporator 42 are air. It can be configured to overlap in parallel to the flow direction of close contact with each other.

또한, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 상기 도 3의 듀얼 에어컨 시스템과 같이 상호 독립된 2개의 증발기를 설치하여 각각 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)로 구성할 수도 있다.In addition, the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention may be configured as a first evaporator 41 and a second evaporator 42 by installing two mutually independent evaporators as in the dual air conditioner system of FIG. 3.

단, 상기 증발기(40)는 단일 개의 송풍기(60)에 의해 송풍되는 공기가 상기 제1증발부(41) 및 상기 제2증발부(42)를 순차적으로 통과하며 냉각된다. However, the evaporator 40 is cooled while the air blown by the single blower 60 passes sequentially through the first evaporator 41 and the second evaporator 42.

그리고, 상기 이젝터(50)는 상기 증발기(40)와 압축기(10)의 사이에 설치되어 상기 증발기(40)의 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)에서 각각 토출된 냉매를 혼합하여 승압한 후 압축기(10)로 공급하게 된다.The ejector 50 is installed between the evaporator 40 and the compressor 10 to discharge the refrigerant discharged from the first evaporator 41 and the second evaporator 42 of the evaporator 40, respectively. The mixture is boosted and then supplied to the compressor 10.

이때, 상기 이젝터(50)는 제1증발부(41)와 제2증발부(42) 중 어느 하나에서 토출된 냉매의 유속을 이용하여 다른 하나에서 토출되는 냉매를 흡입하게 된다. At this time, the ejector 50 sucks the refrigerant discharged from the other by using a flow rate of the refrigerant discharged from any one of the first evaporator 41 and the second evaporator 42.

즉, 상기 증발기(40)의 제1증발부(41)와 제2증발부(42) 중 한 곳의 증발된 냉매의 유속을 이용하여 나머지 한곳의 증발된 냉매를 흡입하게 되는 것이다.That is, by using the flow rate of the evaporated refrigerant of one of the first evaporator 41 and the second evaporator 42 of the evaporator 40 to suck the remaining evaporated refrigerant.

도면에서, 상기 이젝터(50)가 상기 제1증발부(41)에서 토출된 냉매의 유속을 이용하여 제2증발부(42)의 냉매를 흡입하는 경우를 도시하였으며, 그 반대로 형성되어도 무방하다. In the drawing, the ejector 50 shows a case of sucking the refrigerant of the second evaporator 42 by using the flow rate of the refrigerant discharged from the first evaporator 41, and vice versa.

상기 이젝터(50)는, 노즐부(51)와, 흡입부(52)와, 디퓨져부(53)로 이루어진다.The ejector 50 includes a nozzle portion 51, a suction portion 52, and a diffuser portion 53.

상기 노즐부(51)는 이젝터(50)의 입구측 내부에 삽입 설치되어 상기 제1증발부(41)와 제2증발부(42) 중 어느 하나(도면에서는 제1증발부(41))에서 토출된 냉매 를 감압 팽창시키면서 냉매 유속을 증가시키게 된다.The nozzle unit 51 is inserted into the inlet side of the ejector 50 so that any one of the first evaporation unit 41 and the second evaporation unit 42 (the first evaporation unit 41 in the drawing) The refrigerant flow rate is increased while expanding the discharged refrigerant under reduced pressure.

즉, 상기 노즐부(51)의 일단은 상기 제1증발부(41)와 냉매파이프(5e)로 연결되고 타단은 이젝터(50)의 내부로 일정길이 연장되어 있으며, 노즐부(51)는 냉매 이동방향으로 직경이 좁아지도록 축관되는 축관부(51a) 및 상기 축관부(51a)에 연속되며 일정 직경을 갖는 목(throat)부(51b)를 포함하여 형성된다. That is, one end of the nozzle unit 51 is connected to the first evaporator 41 and the refrigerant pipe 5e, and the other end thereof extends a predetermined length into the ejector 50, and the nozzle unit 51 is a refrigerant. It includes a shaft tube portion 51a which is axially piped to have a narrow diameter in the moving direction, and a throat portion 51b that is continuous to the shaft tube portion 51a and has a predetermined diameter.

따라서, 상기 제1증발부(41)에서 토출된 저온 저압의 기상 냉매는 상기 이젝터(50)의 노즐부(51)의 좁은 면적을 통과하면서 아음속상태까지 가속되고, 이때 증가된 유속으로 인하여 냉매의 압력이 낮아짐에 따라 부압이 발생되어 제2증발부(42)에서 토출된 냉매가 상기 흡입부(52)를 통해 상기 이젝터(50) 내부로 흡입된다. Therefore, the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant discharged from the first evaporator 41 is accelerated to a subsonic state while passing through a narrow area of the nozzle unit 51 of the ejector 50, and at this time, the refrigerant As the pressure decreases, a negative pressure is generated, and the refrigerant discharged from the second evaporator 42 is sucked into the ejector 50 through the suction unit 52.

더욱 상세하게, 상기 흡입부(52)는 상기 노즐부(51)가 위치한 이젝터(50)의 외주면에 연통되게 형성됨과 아울러 냉매파이프(5f)를 통해 상기 제2증발부(42)와 연통되게 연결된다.More specifically, the suction part 52 is formed in communication with the outer circumferential surface of the ejector 50 in which the nozzle part 51 is located, and is connected in communication with the second evaporation part 42 through the refrigerant pipe 5f. do.

이처럼 상기 이젝터(50)의 특성에 따라 상기 흡입부(52)를 통해 흡입되는 제2증발부(42)에서는 증발압이 낮아 냉매의 밀도가 낮아지게 되고, 증발이 더욱 쉽게 일어나게 되면서 열전달 효율이 증대 되고 이로 인해 냉방성능이 향상되게 된다. As such, in the second evaporation unit 42 sucked through the suction unit 52 according to the characteristics of the ejector 50, the evaporation pressure is low, so that the density of the refrigerant is low, and evaporation occurs more easily, thereby increasing heat transfer efficiency. As a result, the cooling performance is improved.

즉, 도 4의 압력(P)과 엔탈피(H) 선도를 보면, 제1증발부(41)인 d-e구간 보다 제2증발부(42)인 f-g구간의 압력이 더욱 낮아진 것을 알 수 있다.That is, from the pressure P and enthalpy diagrams of FIG. 4, it can be seen that the pressure in the f-g section, which is the second evaporation section 42, is lower than the d-e section, which is the first evaporation section 41.

그리고, 상기 디퓨져부(53)는 이젝터(50)의 출구측에 확관되는 형태로 형성되어 상기 압축기(10)와 냉매파이프(5g)로 연결됨과 아울러 상기 노즐부(51)에서 분사되는 기상 냉매와 상기 흡입부(52)를 통해 흡입되는 기상 냉매를 혼합(제1증발부(41) 및 제2증발부(42)를 각각 통과한 냉매 혼합)한 후 이 냉매의 압력을 승압시켜 압축기(10)로 보내게 된다.In addition, the diffuser unit 53 is formed in a shape that is expanded to the outlet side of the ejector 50 is connected to the compressor 10 and the refrigerant pipe (5g) and the gaseous refrigerant injected from the nozzle unit 51 and After mixing the gaseous refrigerants sucked through the suction unit 52 (mixing the refrigerant having passed through the first evaporator 41 and the second evaporator 42, respectively), the pressure of the refrigerant is increased to increase the compressor 10. Will be sent to.

이처럼 상기 이젝터(50)의 디퓨져부(53)를 통한 승압기능을 활용할 수 있으므로 압축기(10)의 입구측 압력이 증가되어 압축기(10)의 부하가 감소된다.As such, since the boosting function through the diffuser portion 53 of the ejector 50 may be utilized, the inlet side pressure of the compressor 10 is increased to reduce the load of the compressor 10.

그리고, 상기 이젝터(50)는 상기 노즐부(51)의 흡입압력(P1)과 흡입부(52)의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 상기 디퓨져부(53)의 출구압력(P2)과 흡입부(52)의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(50)이다.In addition, the ejector 50 has a pressure ratio P1 / P3 of the suction pressure P1 of the nozzle unit 51 and the suction pressure P3 of the suction unit 52 to be smaller than 1.3, and the diffuser unit 53. Is the ejector 50 whose pressure ratio P2 / P3 between the outlet pressure P2 and the suction pressure P3 of the suction portion 52 is smaller than 1.3.

여기서, 상기 노즐부(51)의 흡입압력(P1)과 흡입부(52)의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 이상이고, 상기 디퓨져부(53)의 출구압력(P2)과 흡입부(52)의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 이상인 경우에는 차량용 에어컨의 냉동사이클에 적합하지 않다.Here, the pressure ratio P1 / P3 of the suction pressure P1 of the nozzle part 51 and the suction pressure P3 of the suction part 52 is 1.3 or more, and the outlet pressure P2 of the diffuser part 53. When the pressure ratio P2 / P3 of the suction pressure P3 of the suction part 52 is 1.3 or more, it is not suitable for the refrigeration cycle of a vehicle air conditioner.

그리고, 상기 이젝터(50)는 상기 노즐부(51)의 출구직경을 D1이라 할 때, 다음 식 6mm < D1 < 12mm 을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.The ejector 50 preferably satisfies the following equation 6mm <D1 <12mm when the outlet diameter of the nozzle unit 51 is D1.

또한, 상기 디퓨져부(53)의 최소직경을 D2라 할 때, 상기 노즐부(51)의 출구직경(D1)과 디퓨져부(53)의 최소직경(D2)의 비(D2/D1)는 다음식 1.1 < D2/D1 < 2.6 을 만족하도록 하는 것이 바람직하다.Further, when the minimum diameter of the diffuser portion 53 is D2, the ratio (D2 / D1) of the outlet diameter D1 of the nozzle portion 51 and the minimum diameter D2 of the diffuser portion 53 is different. It is desirable to satisfy food 1.1 <D2 / D1 <2.6.

이와 같이, 본 발명은 싱글 에어컨 시스템(도2) 또는 듀얼 에어컨 시스템(도3)에서 P1/P3 < 1.3 및 P2/P3 < 1.3 인 이젝터(50)의 경우, 6mm < D1 < 12mm 및 1.1 < D2/D1 < 2.6 으로 한정한 것이다.As such, the present invention relates to the ejector 50 of P1 / P3 <1.3 and P2 / P3 <1.3 in a single air conditioner system (FIG. 2) or a dual air conditioner system (FIG. 3), 6 mm <D1 <12 mm and 1.1 <D2. / D1 <2.6.

도 7은 이젝터 노즐부(51)의 출구직경(D1)의 변경에 따른 공기 토출온도 및 제1증발부의 냉매유량감소율과, 제2증발부의 냉매압력을 측정한 그래프로, 도 7 (a)를 참조하면, 노즐부(51)의 출구직경(D1)이 6mm ~ 12mm구간에서, 냉방에 적합한 16.2℃ 이하의 온도로 공기 토출온도를 낮출 수 있으며, 제1증발부(41)의 냉매유량감소율을 낮추어 충분한 냉매가 유동된다. FIG. 7 is a graph measuring air discharge temperature, refrigerant flow rate reduction rate of the first evaporation unit, and refrigerant pressure of the second evaporation unit according to the change of the outlet diameter D1 of the ejector nozzle unit 51. FIG. For reference, in the exit diameter D1 of the nozzle unit 51, the air discharge temperature can be lowered to a temperature of 16.2 ° C. or lower suitable for cooling, and the coolant flow rate reduction rate of the first evaporator 41 can be reduced. Lowers enough refrigerant to flow.

또한, 도 7 (b)를 참조하면, 노즐부(51)의 출구직경(D1)이 6mm ~ 12mm구간에서, 제2증발부(42)의 냉매 압력을 낮출 수 있다. In addition, referring to FIG. 7 (b), the refrigerant pressure of the second evaporation unit 42 may be lowered at an exit diameter D1 of the nozzle unit 51 in a range of 6 mm to 12 mm.

즉, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동사이클은 상기 이젝터 노즐부(51)의 출구직경(D1)이 6mm ~ 12mm 범위, 더욱 바람직하게는 7mm ~9mm로 형성되어 제1증발부(41)의 유량을 충분히 하고, 제2증발부(42)의 냉매 압력을 낮추어 상기 제2증발부(42)의 유량 역시 증가되도록 함으로써 냉방 성능을 향상할 수 있다. That is, in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner of the present invention, the outlet diameter (D1) of the ejector nozzle portion 51 is formed in the range of 6mm ~ 12mm, more preferably 7mm ~ 9mm to increase the flow rate of the first evaporator 41 The cooling performance may be improved by sufficiently increasing the flow rate of the second evaporation unit 42 by lowering the refrigerant pressure of the second evaporation unit 42.

도 8은 디퓨져부(53)의 최소직경(D2)과 노즐부(51)의 출구직경(D1)의 노즐 직경비(D2/D1)의 변경에 따른 증발기(40)를 통과한 공기의 토출온도를 측정한 그래프로써, 상기 노즐 직경비(D2/D1)의 경우 1.1 ~ 2.6구간에서 공기 토출온도가 낮아 최적의 에어컨 성능을 나타냄을 알 수 있다.8 shows the discharge temperature of the air passing through the evaporator 40 according to the change in the nozzle diameter ratio D2 / D1 of the minimum diameter D2 of the diffuser portion 53 and the outlet diameter D1 of the nozzle portion 51. As a graph measured, it can be seen that in the case of the nozzle diameter ratio (D2 / D1), the air discharge temperature is low in the range of 1.1 to 2.6 to show the optimum air conditioner performance.

이처럼, 본 발명은 이젝터(50)에서 노즐부(51)의 출구직경(D1) 및 노즐 직경비(D2/D1)를 한정함으로써, 제1증발부(41)로 흐르는 냉매 유동에 저항을 크게 주지 않는 범위에서 이젝터(50)의 흡입력 및 흡입량을 최대로 할 수 있어 에어컨 냉방성 능이 개선되고 이로 인해 전체 시스템의 효율을 개선할 수 있다.As such, the present invention limits the outlet diameter D1 and the nozzle diameter ratio D2 / D1 of the nozzle unit 51 in the ejector 50, thereby greatly increasing the resistance to the refrigerant flow flowing into the first evaporation unit 41. It is possible to maximize the suction power and the suction amount of the ejector 50 in the range that does not improve the air conditioner cooling performance, thereby improving the efficiency of the entire system.

또한, 상기 차량용 에어컨의 냉동사이클은 상기 팽창밸브(30)과, 상기 증발기(40) 및 압축기(10)를 연결하는 유로에 설치되어, 냉매의 온도와 압력을 감지하여 상기 팽창밸브(30)의 동적 제어에 이용되도록 하는 감지수단(70)이 구비된다. In addition, the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner is installed in the flow path connecting the expansion valve 30, the evaporator 40 and the compressor 10, by detecting the temperature and pressure of the refrigerant of the expansion valve 30 A sensing means 70 is provided for use in dynamic control.

이하, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 작용을 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner according to the present invention will be described with reference to FIGS.

먼저, 상기 압축기(10)에서 압축되는 고온 고압의 기상 냉매(a-b구간)는 상기 응축기(20)로 유입된다.First, the high temperature and high pressure gaseous refrigerant (a-b section) compressed by the compressor 10 is introduced into the condenser 20.

상기 응축기(20)로 유입된 기상냉매는 외부공기와의 열교환을 통해 응축되면서 고온 고압의 액상 냉매로 상변화 한 후(b-c구간), 상기 제1팽창밸브(31)와 제2팽창밸브(32)로 각각 분기되어 유입되면서 감압 팽창 된다.The gaseous refrigerant introduced into the condenser 20 is condensed through heat exchange with external air and phase-changes into a liquid refrigerant having a high temperature and high pressure (bc section), and then the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32 Branches are branched into each other and expand under reduced pressure.

상기 제1팽창밸브(31)와 제2팽창밸브(32)에서 각각 감압 팽창된 냉매는 저온 저압의 무화 상태가 되어(c-d, c-f구간) 상기 증발기(40)의 제1증발부(41)와 제2증발부(42)로 각각 유입된다.The refrigerant expanded under reduced pressure in the first expansion valve 31 and the second expansion valve 32 respectively becomes a low temperature low pressure atomization (cd, cf section) and the first evaporator 41 of the evaporator 40. Inflow to the second evaporator 42, respectively.

상기 증발기(40)의 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)로 유입된 저온 저압의 냉매는 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각시키게 된다.(d-e, f-g구간)The low temperature low pressure refrigerant introduced into the first evaporator 41 and the second evaporator 42 of the evaporator 40 evaporates by exchanging heat with the air blown to the vehicle interior and at the same time endothermic action by the latent heat of evaporation of the refrigerant. This cools the air blown into the vehicle interior (de, fg section).

계속해서, 상기 증발기(40)의 제1증발부(41)에서 배출된 저온 저압의 냉매는 상기 이젝터(50)로 유입되어 노즐부(51)를 통과하면서 감압 팽창하고 아음속 상태로 유속이 증가된다.Subsequently, the low-temperature low-pressure refrigerant discharged from the first evaporator 41 of the evaporator 40 flows into the ejector 50, passes through the nozzle unit 51, expands under reduced pressure, and the flow rate increases in a subsonic state. .

이때, 상기 노즐부(51)를 통과하면서 냉매의 증가된 유속에 의해서 낮아진 압력으로 인해 상기 제2증발부(42)의 냉매가 흡입부(52)를 통해 이젝터(50) 내부로 흡입되고, 이 과정에서 상기 흡입부(52)를 통해 흡입되는 제2증발부(42)에서는 증발압이 낮아 증발이 더욱 쉽게 일어나게 되면서 열전달 효율이 증대 되고 이로 인해 냉방성능이 향상되게 된다.(f-g구간)At this time, the refrigerant of the second evaporator 42 is sucked into the ejector 50 through the suction unit 52 due to the pressure lowered by the increased flow rate of the refrigerant while passing through the nozzle unit 51. In the second evaporation unit 42 sucked through the suction unit 52 in the process, the evaporation pressure is low, so that the evaporation occurs more easily, the heat transfer efficiency is increased, and thus the cooling performance is improved.

한편, 상기 이젝터(50)의 내부에서는 상기 노즐부(51)를 통과한 제1증발부(41)의 기상냉매와 상기 흡입부(52)를 통해 흡입된 제2증발부(42)의 기상냉매가 혼합되게 되고, 계속해서 상기 디퓨져부(53)를 통과하면서 냉매의 압력이 승압되어 이젝터(50)에서 배출된다.(e-a, g-a구간)Meanwhile, in the ejector 50, the gaseous refrigerant of the first evaporator 41 passing through the nozzle unit 51 and the gaseous refrigerant of the second evaporator 42 sucked through the suction unit 52. Is mixed, and the pressure of the refrigerant is increased by passing through the diffuser portion 53 and discharged from the ejector 50. (ea, ga section)

이후, 상기 이젝터(50)에서 승압되어 배출된 냉매는 상기 압축기(10)로 유입되면서 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.Thereafter, the refrigerant boosted by the ejector 50 and discharged is introduced into the compressor 10 to recycle the refrigeration cycle as described above.

한편, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은 차량 공조장치의 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(40)를 통과하면서 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.Meanwhile, in the refrigerant circulation process as described above, the air inside the vehicle is cooled by a blower (not shown) of the vehicle air conditioner while the air passing through the evaporator 40 passes through the first evaporator 41 and the second evaporator ( It is made by cooling the latent heat of evaporation of the liquid refrigerant circulating 42) and discharging it to the interior of the vehicle in a cool state.

도 9는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 다른 실시예를 나타내는 구성도로써, 앞서 설명한 냉동사이클에서는 팽창밸브(30)가 2개 형성되어 상기 제1증발부(41) 및 제2증발부(42)로 유입되는 냉매를 각각 교축하도록 하였으나, 도 10에 도시한 바와 같이, 팽창밸브(30)를 1개만 설치한 냉동사이클도 가능하다.9 is a configuration diagram showing another embodiment of a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention, two expansion valves 30 are formed in the above-mentioned refrigeration cycle, the first evaporator 41 and the second evaporator. Refrigerant flowing into the 42 is throttled, but as shown in FIG. 10, a refrigeration cycle in which only one expansion valve 30 is installed is possible.

즉, 상기 응축기(20)의 출구측 냉매파이프(5a)를 분기하여 각각의 분기된 냉매파이프(5c,5d)를 제1증발부(41)와 제2증발부(42)에 연결하게 되는데, 이때 상기 1개의 팽창밸브(30)는 상기 분기되기 전 냉매파이프(5a)에 설치된다.That is, the branched refrigerant pipes 5a of the condenser 20 are branched to connect the branched refrigerant pipes 5c and 5d to the first evaporator 41 and the second evaporator 42. In this case, the one expansion valve 30 is installed in the refrigerant pipe 5a before branching.

따라서, 상기 응축기(20)에서 토출된 고온 고압의 액상 냉매는 상기 팽창밸브(30)에 의한 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태가 된 후, 상기 분기된 각각의 냉매파이프(5c,5d)를 통해 제1증발부(41)와 제2증발부(42)로 각각 유입된다.Therefore, the high temperature and high pressure liquid refrigerant discharged from the condenser 20 is rapidly expanded by the throttling action of the expansion valve 30 to become a low temperature low pressure wet state, and each of the branched refrigerant pipes 5c, 5d) flows into the first evaporator 41 and the second evaporator 42, respectively.

또한, 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 상기 도 9에 도시한 바와 같은 구성(제1증발부(41)와 제2증발부(42)로 공급되는 냉매를 동시에 교축하도록 팽창밸브(30)가 1개 설치된 구성)에, 상기 제2증발부(42)의 입구측에 냉방효율을 높이기 위해 별도의 감압장치(33)가 더 설치될 수도 있으며, 이러한 감압장치(33)는 선택적으로 설치하게 된다.In addition, as shown in Figs. 10 and 11, the configuration as shown in Fig. 9 (expansion valve to throttle the refrigerant supplied to the first evaporator 41 and the second evaporator 42 at the same time ( 30) is provided in one), a separate pressure reducing device 33 may be further installed on the inlet side of the second evaporation unit 42 to increase the cooling efficiency, such a pressure reducing device 33 is optionally Will be installed.

도 11에서는 상기 감압장치(33)로서, 캐필러리 튜브(34)가 이용된 예를 도시하였다. In FIG. 11, an example in which the capillary tube 34 is used as the pressure reducing device 33 is illustrated.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

도 1은 일반적인 차량용 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도,1 is a configuration diagram showing a refrigeration cycle of a general vehicle air conditioner,

도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 차량용 싱글 및 듀얼 에어컨의 냉동사이클을 나타내는 구성도,2 and 3 is a block diagram showing a refrigeration cycle of a vehicle single and dual air conditioner according to the present invention,

도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 냉매의 압력(P)과 엔탈피(H) 관계를 나타내는 선도,Figure 4 is a diagram showing the relationship between the pressure (P) and enthalpy (H) of the refrigerant in the refrigeration cycle of the vehicle air conditioner according to the present invention,

도 5는 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 이젝터를 나타내는 단면도,5 is a cross-sectional view showing an ejector in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention;

도 6은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클에서 증발기의 제1,2증발부에 이젝터가 연결 설치된 상태를 나타내는 개략 사시도,6 is a schematic perspective view illustrating a state in which an ejector is connected to the first and second evaporators of an evaporator in a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention;

도 7은 이젝터 노즐부의 출구직경(D1)의 변경에 따른 공기 토출온도 및 제1증발부의 냉매유량감소율과, 제2증발부의 냉매압력을 측정한 그래프,7 is a graph measuring the air discharge temperature and the refrigerant flow rate reduction rate of the first evaporation part and the refrigerant pressure of the second evaporation part according to the change of the outlet diameter D1 of the ejector nozzle part;

도 8은 노즐 직경비(D2/D1)의 변경에 따른 공기 토출온도를 측정한 그래프,8 is a graph measuring the air discharge temperature according to the change of the nozzle diameter ratio D2 / D1;

도 9 내지 11은 각각 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동사이클의 다른 실시예를 나타내는 구성도이다.9 to 11 are diagrams each showing another embodiment of a refrigeration cycle of a vehicle air conditioner according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명><Code Description of Main Parts of Drawing>

5 : 냉매파이프5: refrigerant pipe

10 : 압축기 20 : 응축기10 compressor 20 condenser

30 : 팽창밸브30: expansion valve

31 : 제1팽창밸브 32 : 제2팽창밸브31: first expansion valve 32: second expansion valve

33 : 감압수단 34 : 캐필러리 튜브33: decompression means 34: capillary tube

40 : 증발기 41 : 제1증발부40: evaporator 41: first evaporator

42 : 제2증발부 50 : 이젝터42: second evaporator 50: ejector

51 : 노즐부 52 : 흡입부51 nozzle part 52 suction part

53 : 디퓨져부53: diffuser

60 : 송풍기60: blower

70 : 감지수단70: detection means

Claims (6)

냉매를 흡입하여 압축시키는 압축기(10); A compressor 10 for sucking and compressing a refrigerant ; 상기 압축기(10)에서 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20); A condenser 20 for condensing the refrigerant compressed by the compressor 10; 상기 응축기(20)에서 응축된 냉매를 제1유로 및 제2유로로 분기하되 분기되기 전 또는 후의 냉매를 교축시키는 하나 이상의 팽창밸브(30); At least one expansion valve (30) for branching the refrigerant condensed in the condenser (20) into the first and second flow passages and throttling the refrigerant before or after branching; 상기 팽창밸브(30)의 제1유로를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제1증발부(41) 및 상기 팽창밸브(30)의 제2유로를 통해 공급된 냉매를 증발시키는 제2증발부(42)로 구성된 증발기(40);A first evaporator 41 for evaporating the refrigerant supplied through the first flow path of the expansion valve 30 and a second evaporator 42 for evaporating the refrigerant supplied through the second flow path of the expansion valve 30. Evaporator 40; And 상기 증발기(40)와 압축기(10) 사이에 구비되어 상기 제1증발부(41) 또는 제2증발부(42) 중 어느 하나에서 토출된 냉매를 감압 팽창시키면서 냉매 유속을 증가시키는 노즐부(51)와, 상기 노즐부(51)로부터 분사되는 냉매의 증가된 유속을 이용하여 상기 제1증발부(41)와 제2증발부(42) 중 다른 하나에서 토출되는 냉매를 흡입시키는 흡입부(52)와, 상기 노즐부(51)에서 분사되는 냉매와 흡입부(52)를 통해 흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시키는 디퓨져부(53)로 구성되고, 증발기와 압축기의 사이에는 노즐부 흡입압력(P1)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P1/P3)가 1.3 보다 작고, 디퓨져부 출구압력(P2)과 흡입부의 흡입압력(P3)의 압력비(P2/P3)가 1.3 보다 작은 이젝터(50)(ejector)를 포함하여 이루어지고,The nozzle unit 51 provided between the evaporator 40 and the compressor 10 to increase the refrigerant flow rate while decompressively expanding the refrigerant discharged from either the first evaporator 41 or the second evaporator 42. And a suction part 52 for sucking the refrigerant discharged from the other of the first evaporation part 41 and the second evaporation part 42 by using the increased flow velocity of the refrigerant injected from the nozzle part 51. ) And a diffuser unit 53 for mixing the refrigerant injected from the nozzle unit 51 and the refrigerant sucked through the suction unit 52 and then boosting the pressure of the refrigerant, between the evaporator and the compressor. The pressure ratio P1 / P3 of the nozzle suction pressure P1 and the suction suction pressure P3 is smaller than 1.3, and the pressure ratio P2 / P3 of the diffuser discharge pressure P2 and the suction suction pressure P3 is Including ejector 50 (ejector) smaller than 1.3, 상기 노즐부(51)의 출구직경을 D1이라 할 때, 다음 식 6mm < D1 < 12mm 을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치.When the outlet diameter of the nozzle unit 51 is D1, the refrigeration cycle apparatus for a vehicle air conditioner, characterized in that to satisfy the following formula 6mm <D1 <12mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 노즐부(51)의 출구직경은 7mm < D1 <9mm 인 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치.The outlet diameter of the nozzle unit 51 is a refrigeration cycle device of a vehicle air conditioner, characterized in that 7mm <D1 <9mm. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 디퓨져부(53)의 최소직경을 D2라 할 때, 상기 노즐부(51)의 출구직경과 디퓨져부(53)의 최소직경의 비는 다음식 1.1 < D2/D1 < 2.6 을 만족하도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치.When the minimum diameter of the diffuser portion 53 is D2, the ratio between the outlet diameter of the nozzle portion 51 and the minimum diameter of the diffuser portion 53 satisfies 1.1 < D2 / D1 < 2.6. A refrigeration cycle device for an air conditioner for a vehicle. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 팽창밸브(30)와 상기 제2증발부(42)의 사이에는 감압장치(33)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치.Refrigeration cycle apparatus of a vehicle air conditioner, characterized in that the decompression device 33 is further installed between the expansion valve (30) and the second evaporator (42). 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치는 상기 팽창밸브(30)과, 상기 증발기(40) 및 압축기(10)를 연결하는 유로에 설치되어, 냉매의 온도와 압력을 감지하여 상기 팽창밸브(30)의 동적 제어에 이용되도록 하는 감지수단(70)이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치.The refrigeration cycle device of the air conditioner for the vehicle is installed in the flow path connecting the expansion valve 30, the evaporator 40 and the compressor 10, by detecting the temperature and pressure of the refrigerant dynamic of the expansion valve (30) Refrigeration cycle apparatus of a vehicle air conditioner, characterized in that the sensing means 70 to be used for control. 제1항 내지 제5항 중 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 5, 상기 이젝터(50)의 노즐부(51)는 냉매 이동방향으로 직경이 좁아지도록 축관되는 축관부(51a) 및 상기 축관부(51a)에 연속되며 일정 직경을 갖는 목(throat)부(51b)를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동사이클 장치.The nozzle unit 51 of the ejector 50 has a shaft tube portion 51a which is concentrically axially narrowed in the refrigerant moving direction and a throat portion 51b which is continuous to the shaft tube portion 51a and has a predetermined diameter. Refrigeration cycle apparatus of a vehicle air conditioner, characterized in that it is formed.
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