KR101217000B1 - 차량용 공조시스템의 공조케이스 - Google Patents

차량용 공조시스템의 공조케이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조시스템의 공조케이스에 관한 것으로서, 차량의 실내로 공급되는 온기의 풍량을 증가시키고 소음을 저감시키는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 온기통로를 갖는 공조케이스와, 온기통로로 유입된 공기를 가열하는 제 2실내열교환기와, 온기통로로 유입된 공기를 가열하는 히터코어를 포함하는 차량용 공조시스템에 있어서, 온기통로는 제 1분지통로와 제 2분지통로로 각각 분지되어 있되, 제 1분지통로에는 제 2실내열교환기가 설치되고, 제 2분지통로에는 히터코어가 설치되며, 제 1분지통로와 제 2분지통로 중, 통로전환도어에 의해 선택된 일측으로 온기통로의 공기가 도입되고, 통로전환도어는, 히터코어의 냉각수 온도가 목표치 이하일 경우에, 제 2분지통로를 차단하며, 히터코어의 냉각수 온도가 목표치 이상일 경우에, 제 1분지통로를 차단하는 것을 특징으로 한다.
이러한 본 발명에 의하면, 온기통로의 공기 흐름을 필요에 따라 히터코어 또는 제 2실내열교환기 중 어느 하나로 선택할 수 있는 구조이므로, 불필요한 공기저항을 최소화시켜 실내로 공급되는 온기의 풍량을 증가시키고, 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 공조시스템의 공조케이스{CASE OF AUTOMOTIVE VEHICLES AIR CONDITIONING SYSTEM}
도 1은 일반적인 차량용 공조시스템을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 일반적인 차량용 공조시스템을 구성하는 실내열교환기와 보조실내열교환기와 히터코어 및 이들이 설치되는 공조케이스를 나타내는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스를 나타내는 단면도로서, 차량의 일반 난방시에 히터코어가 작동되는 경우를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스를 나타내는 단면도로서, 차량의 초기 난방시에 보조실내열교환기가 작동되는 경우를 나타내는 도면이다.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 압축기 12: 3방향 밸브
14: 실외열교환기 16: 실내열교환기
18: 보조실내열교환기 20: 공조케이스
22: 내부통로 24: 온기통로
26: 제 1분지통로 28: 제 2분지통로
30: 히터코어(Heater Core) 40: 통로전환도어
본 발명은 차량용 공조시스템의 공조케이스에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 차량의 실내로 공급되는 온기의 풍량을 증가시키고 소음을 저감시킬 수 있는 차량용 공조시스템의 공조케이스에 관한 것이다.
최근 들어, 자연냉매를 사용하는 차량용 공조시스템의 공조케이스가 다양하게 개발되고 있다. 특히, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 이산화탄소 공조시스템이 주목받고 있다.
이산화탄소 공조시스템은, 오존파괴지수가 제로이고 지구온난화지수도 아주 낮은 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하므로, 오존층의 파괴를 줄일 수 있고, 지구 온난화를 방지할 수 있는 등 최근 들어 각광받고 있는 친환경 공조시스템이다.
한편, 이러한 공조시스템은, 냉매의 흐름 방향에 따라 냉방용 또는 난방용으로 사용할 수 있으며, 도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(10)와, 3방향 밸브(12)와, 실외열교환기(14)와, 실내열교환기(16)와, 보조실내열교환기(18)를 포함한다.
압축기(10)는, 냉매를 고온·고압의 가스로 압축하고, 3방향 밸브(12)는 압축기(10)에 토출되는 냉매의 흐름 방향을 정방향 또는 역방향으로 바꾸어준다.
실외열교환기(14)는, 냉매의 흐름이 정방향인 냉방모드시에는 가스쿨러 역할을 수행하고, 냉매의 흐름이 역방향인 난방모드시에는 증발기 역할을 수행한다.
실내열교환기(16)는, 냉매의 흐름이 정방향인 냉방모드시에 증발기 역할을 수행한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 공조케이스(20)의 내부통로(22)를 따라 흐르는 공기를 냉각시키며, 이에 따라 차량의 실내를 냉방한다.
보조실내열교환기(18)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매의 흐름이 역방향인 난방모드시에 보조 가스쿨러 역할을 수행한다. 따라서, 도 2에 도시된 바와 같이, 공조케이스(20)의 온기통로(24)를 따라 흐르는 공기를 가열시키며, 이에 따라 차량의 실내를 난방한다.
여기서, 보조실내열교환기(18)는, 차량의 초기 시동시, 차량의 실내로 공급되는 공기를 급속 가열하며, 따라서 차량의 초기 난방을 가능하게 한다. 이러한 보조실내열교환기(18)는 차량의 운전자가 운전석 전면의 초기난방모드 스위치(도시하지 않음)를 조작함에 따라 가동된다.
한편, 공조시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진 냉각수를 이용하여 차량의 실내를 난방하는 히터코어(30)를 더 구비한다.
히터코어(30)는, 고온의 엔진 냉각수가 흐를 수 있는 튜브(도시하지 않음)와, 튜브의 사이에 배치되는 방열핀(도시하지 않음)을 구비하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 보조실내열교환기(18)의 앞부분에 병렬형태로 설치되며, 온기통로(16)로 유입된 공기를 가열하여 차량의 실내로 공급한다.
그런데, 이러한 종래의 공조시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 히터코어(30)와 보조실내열교환기(18)가 병렬로 배열되는 구조이므로, 보조실내열교환기(18)의 작동 여부에 관계없이 온기통로(24)의 공기가 히터코어(30)와 보조실내열 교환기(18)를 모두 통과해야 한다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 불필요한 공기흐름저항이 발생된다는 문제점이 있다.
특히, 불필요한 공기흐름저항이 발생됨에 따라 차량의 실내로 공급되는 온기의 풍량이 감소되고, 소음도 발생된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 온기통로의 공기 흐름을 필요에 따라 히터코어 또는 보조실내열교환기 중 어느 하나로 선택할 수 있게 구성함으로써, 온기통로의 공기가 히터코어와 보조실내열교환기를 이중으로 통과함에 따른 불필요한 공기저항의 발생을 방지할 수 있는 차량용 공조시스템의 공조케이스를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 불필요한 공기저항을 방지함으로써, 실내로 공급되는 온기의 풍량을 증가시킬 수 있고, 소음을 저감시킬 수 있는 차량용 공조시스템의 공조케이스를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 온기통로를 갖는 공조케이스와, 상기 온기통로로 유입된 공기를 가열하는 보조실내열교환기와, 상기 온기통로로 유입된 공기를 가열하는 히터코어를 포함하는 차량용 공조시스템에 있어서, 상기 온기통로는 제 1분지통로와 제 2분지통로로 각각 분지되어 있되, 상기 제 1분지통로에는 상기 보조실내열교환기가 설치되고, 상기 제 2분지통로에는 상기 히터코어가 설치되며, 상기 제 1분지통로와 제 2분지통로 중, 통로전환도어에 의해 선택된 일 측으로 온기통로의 공기가 도입되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 통로전환도어는, 상기 히터코어의 냉각수 온도가 목표치 이하일 경우에, 상기 제 2분지통로를 차단하며, 상기 히터코어의 냉각수 온도가 목표치 이상일 경우에, 상기 제 1분지통로를 차단하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 보조실내열교환기는, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 이산화탄소 공조시스템에서 상기 이산화탄소(CO2) 냉매의 흐름이 역방향인 경우, 고온을 열을 발생하는 보조 가스쿨러인 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스를 나타내는 단면도로서, 보조실내열교환기가 작동되지 않을 경우를 나타내는 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스를 나타내는 단면도로서, 보조실내열교환기가 작동되는 경우를 나타내는 도면이다.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스를 살펴보기에 앞서, 도 1을 참조하여 차량용 공조시스템에 대해 간략하게 살펴본다.
차량용 공조시스템은, 압축기(10)와, 3방향 밸브(12)와, 실외열교환기(14)와, 실내열교환기(16)와, 보조실내열교환기(18)와, 히터코어(30)를 구비한다.
압축기(10)는, 냉매를 고온·고압의 가스로 압축하고, 3방향 밸브(12)는 압 축기(10)에 토출되는 냉매의 흐름 방향을 정방향 또는 역방향으로 바꾸어준다.
실외열교환기(14)는, 냉매의 흐름이 정방향인 냉방모드시에는 가스쿨러 역할을 수행하고, 냉매의 흐름이 역방향인 난방모드시에는 증발기 역할을 수행한다.
실내열교환기(16)는, 냉매의 흐름이 정방향인 냉방모드시에 증발기 역할을 수행하며, 따라서, 차량의 실내로 유입되는 공기를 냉각시킨다.
보조실내열교환기(18)는, 냉매의 흐름이 역방향인 난방모드시에 보조 가스쿨러 역할을 수행하며, 따라서, 차량의 실내로 유입되는 공기를 가열한다.
이러한 보조실내열교환기(18)는, 차량의 초기 시동시, 차량의 실내로 공급되는 공기를 급속 가열하여 차량의 실내를 초기 난방한다. 보조실내열교환기(18)는 운전석 전면의 초기난방모드 스위치(도시하지 않음)를 조작함에 따라 가동된다.
히터코어(30)는, 고온의 엔진 냉각수가 흐를 수 있는 튜브(도시하지 않음)와, 튜브의 사이에 배치되는 방열핀(도시하지 않음)을 구비하는 것으로, 고온의 엔진 냉각수를 이용하여 차량의 실내로 공급되는 공기를 가열한다.
다음으로, 본 발명에 따른 공조시스템의 공조케이스에 대해 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 공조케이스는, 도 3에 도시된 바와 같이, 내부통로(22)를 구비한다. 내부통로(22)는 송풍기(도시하지 않음)에서 송풍된 내/외기가 압송되며, 실내열교환기(16)가 설치된다. 실내열교환기(16)는 내부통로(22)를 따라 흐르는 공기를 냉각시킨다.
그리고 내부통로(22)는 냉기통로(23)와 온기통로(24)로 분지되며, 온기통 로(24)는 다시 제 1분지통로(26)와 제 2분지통로(28)로 분지된다. 여기서, 온기통로(24)는 온도 조절도어(24a)에 의해 개폐된다.
한편, 제 1분지통로(26)에는 보조실내열교환기(18)가 설치되며, 제 2분지통로(28)에는 히터코어(30)가 설치된다.
보조실내열교환기(18)는, 제 1분지통로(26)로 도입되는 공기를 가열하며, 가열된 공기를 실내로 공급한다. 특히, 운전자가 초기난방모드 스위치를 조작함에 따라 가동되면서 제 1분지통로(26)의 공기를 가열한다. 따라서, 차량의 초기 시동시 차량의 실내를 초기 난방한다.
히터코어(30)는, 제 2분지통로(28)로 도입되는 공기를 가열하며, 가열된 공기를 실내로 공급한다. 특히, 운전자가 일반난방모드 스위치(도시하지 않음)를 조작함에 따라 가동되면서 제 2분지통로(28)의 공기를 가열한다. 따라서, 초기난방이 끝난 차량의 실내를 난방하기 시작한다.
다시, 도 3을 참조하면, 본 발명의 공조케이스는, 온기통로(24)의 제 1분지통로(26)와 제 2분지통로(28) 중 어느 하나를 선택적으로 차단하는 통로전환도어(40)를 구비한다.
통로전환도어(40)는, 제 1분지통로(26)와 제 2분지통로(28)의 분지점에 설치되며, 제 1위치(X)와 제 2위치(Y) 사이에서 회동가능하게 설치된다. 특히, 제 1위치(X)에서 제 2분지통로(28)를 차단하고, 제 2위치(Y)에서 제 1분지통로(26)를 차단하도록 구성된다.
이러한 통로전환도어(40)는, 제 1위치(X)에서 제 2분지통로(28)를 차단함으 로써 온기통로(24)의 공기가 제 1분지통로(26)로 도입될 수 있게 한다. 따라서, 제 1분지통로(26)로 도입된 공기가 보조실내열교환기(18)를 통과하면서 가열되고, 가열된 공기가 차량의 실내를 초기 난방할 수 있게 한다.
그리고 통로전환도어(40)는, 제 2위치(Y)에서 제 1분지통로(26)를 차단함으로써 온기통로(24)의 공기가 제 2분지통로(28)로 도입될 수 있게 한다. 따라서, 제 2분지통로(28)로 도입된 공기가 히터코어(30)를 통과하면서 가열되고, 가열된 공기가 차량의 실내를 난방할 수 있게 한다.
이러한, 통로전환도어(40)는, 차량의 운전자가 초기난방모드 스위치를 조작함에 따라 제 2위치(Y)에서 제 1위치(X)로 전환될 수 있게 구성된다. 그리고 차량의 운전자가 일반난방모드 스위치를 조작함에 따라 제 1위치(X)에서 제 2위치(Y)로 전환될 수 있게 구성된다.
한편, 통로전환도어(40)는, 히터코어(30)의 냉각수 온도가 목표치 이하일 경우에, 제 2분지통로(28)를 차단하며, 히터코어(30)의 냉각수 온도가 목표치 이상일 경우에, 제 1분지통로(26)를 차단할 수 있게 자동 제어될 수도 있다. 물론, 이때의 통로전환도어(40)는, 히터코어(30)의 냉각수 온도에 따라 제어신호를 출력하는 콘트롤러(도시하지 않음)와, 제어신호에 따라 작동되는 액츄에이터(도시하지 않음)에 제어된다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 3과 도 4를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 차량을 초기 난방하고자 하는 경우를 살펴본다. 도 4에 도시된 바와 같이, 운전자가 초기난방모드 스위치를 온(ON)시킨다. 그러면, 통로전환도어(40)가 제 2위치(Y)에서 제 1위치(X)로 전환되면서 제 2분지통로(28)를 차단한다.
이때, 제 2분지통로(28)가 차단됨에 따라 온기통로(24)의 공기는 제 1분지통로(26)로 도입되고, 제 1분지통로(26)로 도입된 공기는 보조실내열교환기(18)를 통과하면서 급속 가열되며, 급속 가열된 공기는 차량의 실내로 도입되면서 실내를 초기 난방한다.
한편, 초기난방이 완료된 후의 경우를 살펴본다. 도 3에 도시된 바와 같이, 운전자가 초기난방모드 스위치는 오프(OFF)시키고, 일반난방모드 스위치는 온(ON)시킨다. 그러면, 통로전환도어(40)가 제 1위치(X)에서 제 2위치(Y)로 전환되면서 제 1분지통로(26)를 차단한다.
이때, 제 1분지통로(26)가 차단됨에 따라 온기통로(24)의 공기는 제 2분지통로(28)로 도입되고, 제 2분지통로(28)로 도입된 공기는 히터코어(30)를 통과하면서 가열되며, 가열된 공기는 차량의 실내로 도입되면서 실내를 난방하기 시작한다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 공조케이스에 의하면, 온기통로의 공기 흐름을 필요에 따라 히터코어 또는 보조실내열교환기 중 어느 하나로 선택할 수 있는 구조이므로, 온기통로의 공기가 히터코어와 보 조실내열교환기를 이중으로 통과하지 않는다. 따라서, 불필요한 공기저항을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다. 특히, 불필요한 공기저항을 최소화시킴으로써, 실내로 공급되는 온기의 풍량을 증가시킬 수 있고, 소음을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims (3)

  1. 온기통로(24)를 갖는 공조케이스(20)와, 상기 온기통로(24)로 유입된 공기를 가열하는 보조실내열교환기(18)와, 상기 온기통로(24)로 유입된 공기를 가열하는 히터코어(30)를 포함하는 차량용 공조시스템에 있어서,
    상기 온기통로(24)는 제 1분지통로(26)와 제 2분지통로(28)로 각각 분지되어 있되, 상기 제 1분지통로(26)에는 상기 보조실내열교환기(18)가 설치되고, 상기 제 2분지통로(28)에는 상기 히터코어(30)가 설치되며,
    상기 제 1분지통로(26)와 제 2분지통로(28) 중, 통로전환도어(40)에 의해 선택된 일측으로 온기통로(24)의 공기가 도입되고,
    상기 통로전환도어(40)는, 상기 히터코어(30)의 냉각수 온도가 목표치 이하일 경우에, 상기 제 2분지통로(28)를 차단하며, 상기 히터코어(30)의 냉각수 온도가 목표치 이상일 경우에, 상기 제 1분지통로(26)를 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 공조케이스.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 보조실내열교환기(18)는, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 이산화탄소 공조시스템에서 고온을 열을 방출하는 보조 가스쿨러인 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 공조케이스.
KR1020060107630A 2006-11-02 2006-11-02 차량용 공조시스템의 공조케이스 KR101217000B1 (ko)

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