KR101294151B1 - 차량용 냉방시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고온의 외부 공기를 엔진 냉각수를 이용하여 냉각시키고 이를 차량 실내의 공조에 사용하는 신개념의 차량용 냉방시스템에 관한 것이다. 그 냉방시스템은, 외부 공기가 2개의 채널(10a,10b)로 분기되어 차량 내부로 유입되되, 이 중 제1 유입공기(1a)는 제1 채널(10a)을 거쳐 실내로 유입되며, 제2 유입공기(1b)는 라디에이터(20)에서 냉각되어 엔진(30)으로 공급되는 냉각수 중 적어도 일부가 분무되는 제2 채널(10b)을 통과하면서 냉각된 후 제1 채널(10a)을 통과하는 제1 유입공기(1a)와 열교환된 다음 외부로 배출되도록 구성된다.

냉방, 공조, 냉각수

Description

차량용 냉방시스템{Air-Conditioning System for Use in a Motor Vehicle}

본 발명은 차량용 냉방시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고온의 외부 공기를 엔진 냉각수를 이용하여 냉각시키고 이를 차량 실내의 공조에 사용하는 신개념의 차량용 냉방시스템에 관한 것이다.

이러한 냉방시스템은 냉매를 사용하는 기존의 차량 공조시스템에 부가될 수 있고, 냉매의 사용 없이도 차량 실내의 공조가 가능하므로 환경 친화적이며 연료의 절감이 가능하다. 특히, 본 발명에 따른 냉방시스템은 사막 지역과 같이 고온 저습한 환경에 적합하다.

일반적으로 차량 내에는 탑승자의 쾌적함 및 안락함을 위한 공조시스템이 설치되며, 이러한 공조시스템은 에어컨과 히터로 구성된다고 볼 수 있다.

도 1은 일반적인 차량용 공조시스템의 일부 구성을 개략적으로 도시한 도면이다. 도 1에서 보듯이, 공조시스템은 덕트(10) 입구로 유입되는 공기를 가열하거나 냉각시키기 위한 히터(12) 및 증발기(14)를 구비하며. 덕트(10)의 출구측에는 덕트(10) 내부로의 공기 유입을 위하여 모터(15) 구동되는 블로워(16)가 설치된다.

차량 실내 에어컨 스위치(미도시)의 온(On) 시킬 경우, 압축기(미도시)가 작 동하여 증발기(14)의 온도가 하강하며, 이러한 증발기(14)를 통과하는 공기는 증발기(14)와의 열교환에 의해 냉각된다. 여기서, 미설명된 부호 11은 공기조화에 외기를 사용할 것인지 내기를 사용할 것인지를 선택하기 위한 모드도어이며, 부호 13는 히터(12)에 의해 가열된 공기를 차량 내부로 공급하거나 차단하는 템프도어(temp door)이며, 부호 17은 공기의 배출방향 조절을 위한 배출도어(17)이다.

그러나, 위와 같은 공조시스템은 냉매의 누출로 인한 환경 오염을 발생시킬 수 있으며, 공조용 압축기의 추가 작동에 따른 출력 감소 및 연료 소비량의 증가가 따르는 문제가 있다. 따라서, 보다 친환경적이며 연료 소비의 감소가 가능한 냉방시스템의 개발이 요구된다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 보다 친환경적이며 연료 소비의 감소가 가능한 냉방시스템을 제공함에 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 냉방시스템은, 외부 공기가 2개의 채널로 분기되어 차량 내부로 유입된다. 이 중 제1 유입공기는 제1 채널을 거쳐 실내로 유입된다. 그리고, 제2 유입공기는 라디에이터에서 냉각되어 엔진으로 공급되는 냉각수 중 적어도 일부가 분무되는 제2 채널을 통과하면서 냉각된 후 제1 채널을 통과하는 제1 유입공기와 열교환된 다음 외부로 배출된다.

상기 제2 채널에 공급되는 냉각수는 제2 채널에서 제2 유입공기와 열교환된 후 회수되어 다시 라디에타와 엔진 사이를 순환되도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 위와 같은 냉방시스템은, 냉매를 이용하는 통상의 차량 공조시스템에 부가되어 사용자의 선택에 따라 선택적으로 작동될 수 있는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 차량용 냉방시스템은, 냉매의 사용 없이도 차량 실내의 공조가 가능하므로 환경 친화적이며 연료의 절감이 가능하다. 특히, 본 발명에 따른 냉방시스템은 사막 지역과 같이 고온 저습한 환경에 적합하다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 냉방시스템에 대하여 살펴본다.

도 2는 실시예에 따른 차량용 냉방시스템의 구성을 도시한 개략도이다.

냉방시스템은, 외부 공기(1)를 2개의 채널(10a,10b)로 분기시켜 차량 내부로 유입시키고, 이 중 제1 채널(10a)을 통과하는 제1 유입공기(1a)는 제2 채널(10b)을 통과하는 제2 유입공기(1b)와의 열교환을 통해 냉각된 다음, 차량 실내로 공급되도록 구성된다.

통상적인 공조시스템의 경우, 공조에 실내 또는 실외 공기가 모두 사용된다. 그러나, 본 실시예에 따른 냉방시스템의 경우, 실외 공기가 사용된다. 이러한 실외공기는 고온 저습한 것일수록 냉방효과가 우수한 바, 본 실시예에 따른 냉방시스템은 사막지역에서의 사용에 적합하다.

고온 저습한 외부 공기(1)는, 제1 유입공기(1a)와 제2 유입공기(1b)로 분기 되어 차량 내부로 유입된다.

제1 유입공기(1a)는 제1 채널(10a)을 통과하여 차량 실내로 유입되는데, 특별히, 제1 채널(10a)의 마지막 구간을 통과할 때, 제2 유입공기(1b)와 열교환되어 냉각된다. 제1 유입공기(1a)의 냉각을 위한 열교환기(60)는 통상의 공지기술을 이용하여 구성할 수 있을 것이다.

제2 유입공기(1b)는 제2 채널(10b)의 통과시, 라디에타(20)로부터 엔진(30)으로 공급되는 냉각수(100) 중 일부의 분기된 냉각수(100a)에 의해 냉각된다. 제2 채널(10b)로 유입되는 냉각수(100a)는 분무기(51)에 의해 분무되며, 고온 저습한 제2 유입공기(1b)로부터 증발열을 빼앗아 증발되면서 제2 유입공기(1b)를 저온 다습한 공기로 변화시킨다. 저온 다습해진 제2 유입공기(1b)는 제2 채널(10b)의 마지막 구간에서 제1 유입공기(1a)의 열을 빼앗아 중온 다습한 공기로 되며, 이후 차량 실외로 배출된다.

제2 채널(10b)에 공급되는 냉각수(100a)에는, 공조용 워터 펌프(40)에 의해 라디에타(20)와 엔진(30)을 순환하는 냉각수(100,200)의 일부가 사용된다. 특히, 라디에타(20)에서 냉각되어 엔진(30)으로 공급되는 냉각수(100) 중 일부가 분기되어 제2 채널(10b)로 공급되며, 이러한 냉각수의 제2 채널(10b)로의 흐름은 기존의 워터 펌프(40)에 의해 이루어진다.

한편, 냉각수 공급관(50a)을 거쳐 분무기(51)에 의해 분무된 냉각수(100a)는 제2 유입공기(1b)와의 열교환 후, 배출관(50b)를 통하여 냉각수 순환계로 회수되어, 다시 라디에타(20)로 공급된다.

도 1은 통상적인 차량 공조시스템의 구성을 도시한 개략도,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 냉방시스템의 구성을 도시한 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1,1a,1b: 유입공기 10a: 제1 채널

10b: 제2 채널 20: 라디에타

30: 엔진 40: 워터 펌프

50a: 공급관 50b: 배출관

51: 분무기 60: 열교환기

100,100a,200: 냉각수

Claims (3)

1. 외부 공기가 2개의 채널(10a,10b)로 분기되어 차량 내부로 유입되되, 이 중 제1 유입공기(1a)는 제1 채널(10a)을 거쳐 실내로 유입되며, 제2 유입공기(1b)는 라디에이터(20)에서 냉각되어 엔진(30)으로 공급되는 냉각수 중 적어도 일부가 분무되는 제2 채널(10b)을 통과하면서 냉각된 후 제1 채널(10a)을 통과하는 제1 유입공기(1a)와 열교환된 다음 외부로 배출됨으로써 실내로 유입되는 제1 유입공기를 냉각시키도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 냉방시스템.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 채널(10b)에 공급되는 냉각수는, 제2 채널(10b)에서 제2 유입공기(1b)와 열교환된 후 회수되어 다시 라디에타(20)와 엔진(30) 사이를 순환하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉방시스템.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 냉매를 이용하는 통상의 차량 공조시스템에 부가되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉방시스템.

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