KR102086378B1 - Cooling system for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 냉매를 압축시키는 압축기와, 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기와, 응축기로부터 토출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 팽창밸브로부터 토출된 냉매를 내외기와의 열교환을 통하여 증발시키는 증발기를 포함하는 냉동시스템에 있어서, 응축기로부터 토출되는 냉매의 일부를 우회시켜 압축기로 공급하는 서브팽창라인과, 서브팽창라인에 구비되는 서브팽창밸브와, 응축기와 팽창밸브 사이에 배치되어, 응축기로부터 토출되는 제1냉매와, 서브팽창밸브에 의하여 팽창된 제2냉매를 서로 열교환시키는 제1열교환부를 포함하되, 제1열교환부는, 내부에 제1냉매가 유동하는 고압유로와, 제2냉매가 유동하는 서브팽창유로가 각각 형성된 이중관인 차량용 냉방시스템을 제공한다.
따라서 서브 팽창된 냉매와의 열교환을 통하여 적은 유량의 냉매로도 충분한 서브쿨을 확보할 수 있으며, 효율을 향상시킬 수 있으며, 응축기에서의 서브쿨영역을 축소할 수 있어 응축기의 크기와 용량을 늘릴 필요가 없어 설계 및 제작성을 용이하게 할 수 있고, 냉매충진량을 저감시키는 등 비용을 절감시킬 수 있어 경제적이고, 충분한 과냉각도를 확보할 수 있다. The present invention provides a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, an expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the condenser, and an evaporator for evaporating the refrigerant discharged from the expansion valve through heat exchange with the outside and the outside. A refrigeration system comprising: a sub-expansion line for bypassing a part of the refrigerant discharged from the condenser and supplying it to the compressor, a sub-expansion valve provided in the sub-expansion line, and a condenser and an expansion valve, and discharged from the condenser. And a first heat exchanger configured to exchange heat between the first refrigerant and the second refrigerant expanded by the sub-expansion valve, wherein the first heat exchanger includes: a high-pressure flow path through which the first refrigerant flows and a sub-flow through which the second refrigerant flows; Provided is a vehicle cooling system, each of which is a double pipe in which expansion passages are formed.
Therefore, through the heat exchange with the sub-expanded refrigerant, it is possible to secure sufficient sub-cooling even with a low flow rate refrigerant, improve efficiency, and reduce the sub-cooling area in the condenser to increase the size and capacity of the condenser. There is no need to facilitate design and manufacturability, and the cost can be reduced by reducing the amount of refrigerant filling, thereby ensuring economical and sufficient supercooling degree.
Description
본 발명은 차량용 냉방시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 충분한 서브쿨을 확보하여 에어컨의 냉방성능을 향상시킬 수 있음은 물론 응축기에서 서브쿨 영역을 축소함으로써 냉매충진량을 감소시킬 수 있는 차량용 냉방시스템에 관한 것이다.
The present invention relates to a vehicle cooling system, and more particularly, to a vehicle cooling system capable of securing sufficient sub-cooling to improve the cooling performance of an air conditioner as well as reducing the amount of refrigerant filling by reducing the sub-cooling area in the condenser. It is about.
일반적으로 차량에는 차량 내부의 온도를 조절하기 위하여 냉난방시스템을 구비하는데, 이중 냉방시스템은 기체 상태의 냉매를 압축하는 압축기와, 압축된 냉매를 주위와 열교환시켜 액체상태로 응축시키는 응축기, 응축된 냉매를 감압하는 팽창기 및 팽창된 냉매를 주위와 열교환시켜 기체상태로 기화시키는 증발기를 포함하는 구성으로 되어 있다. 본 발명에서는 이러한 냉방시스템을 노멀시스템(Normal System)이라고 한다.In general, a vehicle is provided with a cooling and heating system to control the temperature inside the vehicle. A dual cooling system includes a compressor that compresses a refrigerant in a gas state, a condenser that condenses the compressed refrigerant into a liquid state by condensing it into a liquid state, and a condensed refrigerant. It is configured to include an expander for reducing the pressure and the evaporator for evaporating the expanded refrigerant with the surroundings to vaporize the gas. In the present invention, such a cooling system is called a normal system.
한편, 상기한 냉방시스템의 효율을 향상시키기 위한 방안으로, 증발기에서 압축기로 유동하는 저온저압의 냉매와, 응축기에서 팽창밸브로 유동하는 고온고압의 냉매를 서로 열교환시킴으로써 냉매의 과냉각도를 증대함으로써, 냉방시스템의 성능 및 효율(COP; Coefficient of performance)를 향상시키기고, 압축기의 소비동력을 감소시킬 뿐만 아니라, 차량의 전체적인 연비를 향상시킬 수 있는 과냉각시스템이 개발되고 있으며, 이러한 기술의 예로 대한민국공개특허 제2011-0060281호의 리퀴드 과냉시스템이 개시된 바 있다. On the other hand, in order to improve the efficiency of the cooling system, by increasing the supercooling degree of the refrigerant by heat exchange between the low-temperature low-pressure refrigerant flowing from the evaporator to the compressor and the high-temperature and high-pressure refrigerant flowing from the condenser to the expansion valve, A supercooling system has been developed to improve the COP (Coefficient of performance) of the cooling system, reduce the power consumption of the compressor, and improve the overall fuel economy of the vehicle. The liquid subcooling system of patent 2011-0060281 has been disclosed.
그런데, 상기한 종래의 차량용 냉방시스템인, 리퀴드 과냉시스템의 경우에는 과냉각도만을 고려하지 않고 과열도에 제한을 주기 때문에 충분한 과냉각도를 확보하기가 어려운 문제점이 있었다. However, the liquid subcooling system, which is a vehicle cooling system of the related art, has a problem that it is difficult to secure sufficient supercooling degree because the superheat degree is limited without considering only the subcooling degree.
또한, 상기한 종래의 노멀시스템은, 응축기의 서브쿨영역을 증대시켜 과냉각도를 확보하고 있기 때문에, 이에 대응하여 응축기 또한 그 크기와 용량을 증대시킬 필요가 있었다.
In addition, since the conventional normal system increases the subcooling area of the condenser and secures the supercooling degree, the condenser also needs to increase its size and capacity correspondingly.
본 발명은, 냉매의 열교환을 통하여 충분한 서브쿨을 확보하고, 내부관의 외주측에 형성되는 고압유로를 따라 유동하는 냉매의 흐름을 나선 홈을 통해 나선방향으로 유도함으로써, 냉매의 체류시간을 연장하고 냉매간의 열교환이 향상되어, 냉방성능을 향상시키며, 응축기의 크기와 용량증대를 피할 수 있을 뿐만 아니라 제약이 있는 레이아웃(Lay-out)에서 적용이 용이하고, 냉매충진량을 저감시킬 수 있음은 물론 충분한 과냉각도를 확보할 수 있는 차량용 냉방시스템을 제공하는데 목적이 있다.According to the present invention, a sufficient sub-cooling is ensured through heat exchange of the refrigerant, and the residence time of the refrigerant is extended by guiding the flow of the refrigerant flowing along the high pressure flow path formed on the outer circumferential side of the inner tube in a spiral direction through the spiral groove. In addition, the heat exchange between the refrigerants is improved, improving the cooling performance, avoiding the increase in the size and capacity of the condenser, as well as easy to apply in a constrained layout (Lay-out), can reduce the amount of refrigerant filling An object of the present invention is to provide a cooling system for a vehicle capable of securing a sufficient degree of supercooling.
본 발명의 일 측면에 의하면, 본 발명은 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기로부터 토출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브로부터 토출된 냉매를 내외기와의 열교환을 통하여 증발시키는 증발기를 포함하는 냉동시스템에 있어서, 상기 응축기로부터 토출되는 냉매의 일부를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 서브팽창라인과, 상기 서브팽창라인에 구비되는 서브팽창밸브와, 상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에 배치되어, 상기 응축기로부터 토출되는 제1냉매와, 상기 서브팽창밸브에 의하여 팽창된 제2냉매와, 상기 증발기로부터 토출되어 상기 압축기로 공급되는 제3냉매를 서로 열교환시키는 제2열교환부를 포함하되, 상기 제2열교환부는 상기 제1냉매가 유동하는 고압유로와, 상기 제2냉매가 유동하는 서브팽창유로와, 상기 제3냉매가 유동하는 석션유로가 각각 형성된 삼중관이고, 상기 서브팽창밸브는 팽창경의 직경이 0.1 mm 내지 1.0 mm의 오리피스(Orifice)이고, 상기 서브팽창라인은 상기 제2열교환부와 상기 팽창밸브 사이의 상기 제2열교환부 출구측에서 분기되며, 상기 제2열교환부는 관형상으로 내벽으로 복수개의 리브들이 돌출 형성된 제6관과, 상기 제6관의 내부에 삽입되어 상기 제6관과의 사이에 상기 서브팽창유로가 형성되고 내부로 상기 고압유로가 형성되는 제7관과, 상기 제7관의 내부에 삽입되며, 내부로 상기 석션유로가 형성된 내부관을 포함하고, 상기 내부관은 외주측면에 나선 홈이 형성된 스파이럴관인 차량용 냉방시스템이라고 한다.According to an aspect of the present invention, the present invention provides a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, an expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the condenser, and a refrigerant discharged from the expansion valve. A refrigeration system comprising an evaporator for evaporating through heat exchange with the outside and the outside, comprising: a sub-expansion line for bypassing a part of the refrigerant discharged from the condenser and supplying it to the compressor; and a sub-expansion valve provided in the sub-expansion line; And a first refrigerant disposed between the condenser and the expansion valve, the first refrigerant discharged from the condenser, a second refrigerant expanded by the sub expansion valve, and a third refrigerant discharged from the evaporator and supplied to the compressor. And a second heat exchanger configured to heat exchange, wherein the second heat exchanger is a high pressure oil through which the first refrigerant flows. And a triple tube formed with a sub expansion channel through which the second refrigerant flows and a suction channel through which the third refrigerant flows, wherein the sub expansion valve is an orifice having a diameter of 0.1 mm to 1.0 mm in the expansion diameter. The sub-expansion line is branched from the outlet side of the second heat exchange part between the second heat exchange part and the expansion valve, and the second heat exchange part has a sixth pipe in which a plurality of ribs protrude into an inner wall in a tubular shape, and The seventh tube is inserted into the sixth tube and the sub-expansion flow path is formed between the sixth pipe and the high-pressure flow path is formed therein, and the suction tube is inserted into the seventh pipe. Including an inner tube formed with a flow path, the inner tube is called a vehicle cooling system that is a spiral tube formed with a spiral groove on the outer peripheral side.
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본 발명에 따른 차량용 냉방시스템은 다음과 같은 효과를 제공한다. The vehicle cooling system according to the present invention provides the following effects.
첫째, 서브 팽창된 냉매와의 열교환을 통하여 적은 유량의 냉매로도 충분한 서브쿨을 확보할 수 있으며, 내부관의 외주측에 형성되는 고압유로를 따라 유동하는 냉매의 흐름을 나선 홈을 통해 나선방향으로 유도함으로써 냉매의 체류시간을 연장하고 냉매간의 열교환 효율을 향상시킬 수 있다.First, a sufficient subcool can be secured even with a low flow rate refrigerant through heat exchange with the sub-expanded refrigerant, and the spiral flows through the groove of the refrigerant flowing along the high pressure flow path formed on the outer circumferential side of the inner tube. By inducing it to extend the residence time of the refrigerant and it is possible to improve the heat exchange efficiency between the refrigerant.
둘째, 응축기에서의 서브쿨영역을 축소할 수 있어 응축기의 크기와 용량을 늘릴 필요가 없어 설계 및 제작성을 용이하게 할 수 있다.Second, it is possible to reduce the sub-cooling area in the condenser, it is not necessary to increase the size and capacity of the condenser can facilitate the design and manufacturing.
셋째, 냉매충진량을 저감시키는 등 비용을 절감시킬 수 있어 경제적이고, 충분한 과냉각도를 확보할 수 있다.
Third, it is possible to reduce the cost, such as to reduce the amount of refrigerant filling is economical, it is possible to ensure a sufficient degree of subcooling.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 냉방시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 2는 도 1의 서브팽창라인의 다른 실시예에 따른 차량용 냉방시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 냉방시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 4는 도 3의 서브팽창라인의 다른 실시예에 따른 차량용 냉방시스템의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.
도 5는 도 3의 열교환부를 나타내는 정면도이다.
도 6 내지 도 8은 도 3의 차량용 냉방시스템에 의한 성능을 나타내는 그래프이다.
도 9는 도 3의 과냉각부의 구조를 나타내는 사시도이다.
도 10은 도 9의 과냉각부의 단면도이다.
도 11은 도 3의 과냉각부의 다른 실시예에 따른 구조를 나타내는 사시도이다.
도 12는 도 11의 과냉각부의 단면도이다.
도 13은 도 3의 과냉각부의 또 다른 실시예에 따른 구조를 나타내는 사시도이다.
도 14는 도 13의 과냉각부의 단면도이다. 1 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a vehicle cooling system according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a vehicle cooling system according to another exemplary embodiment of the sub-expansion line of FIG. 1.
Figure 3 is a schematic diagram showing the configuration of a vehicle cooling system according to a second embodiment of the present invention.
4 is a configuration diagram schematically showing the configuration of a vehicle cooling system according to another embodiment of the sub-expansion line of FIG.
5 is a front view illustrating the heat exchanger of FIG. 3.
6 to 8 are graphs showing performance by the vehicle cooling system of FIG. 3.
9 is a perspective view illustrating a structure of the subcooling part of FIG. 3.
10 is a cross-sectional view of the subcooling part of FIG. 9.
11 is a perspective view illustrating a structure according to another embodiment of the subcooling part of FIG. 3.
12 is a cross-sectional view of the subcooling part of FIG. 11.
13 is a perspective view illustrating a structure according to another embodiment of the subcooling part of FIG. 3.
14 is a cross-sectional view of the subcooling part of FIG. 13.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 냉방시스템(910)은, 냉매를 압축시키는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)로부터 토출된 냉매를 응축시키는 응축기(200)와, 상기 응축기(200)로부터 토출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(300)와, 상기 팽창밸브(300)로부터 토출된 냉매를 외기와의 열교환을 통하여 증발시키는 증발기(400)를 포함하며, 이와 더불어 서브팽창라인(510)과, 서프팽창밸브(600)와, 제1열교환부(700)를 포함한다. First, referring to FIG. 1, a
여기서, 상기 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브(300) 및 증발기(400)는 공지의 냉방시스템에서 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기와 그 구성 및 작동이 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 하며, 이하에서는 이와 대별되는 구성만을 중점적으로 살펴보기로 한다. 또한, 도시하지 않았지만, 상기 응축기(200)에는 리시버드라이어가 일체형으로 구비되거나 별도의 위치에 설치되는 구조가 적용될 수 있다.Here, the
상기 서브팽창라인(510)은, 상기 응축기(200)로부터 토출되는 고온고압의 냉매 일부를 우회시켜 상기 압축기(100)로 공급하는 라인으로, 상기 응축기(200)와 상기 제1열교환부(700)와 상기 서브팽창밸브(600) 사이의 상기 응축기(200) 출구측에서 분기되어 있다.The
상기 서브팽창밸브(600)는 상기 서브팽창라인(510)에 구비되어 상기 서브팽창라인(510)을 유동하는 냉매를 팽창시키는 역할을 한다. The
여기서, 상기 서브팽창밸브(600)는, 전자팽창밸브 또는 오리피스(Orifice)를 적용하는 것이 바람직하지만, 이 외 상기한 목적을 달성할 수 있다면 다양한 구성이 적용될 수 있음은 물론이다. Here, the
상기 제1열교환부(700)는, 상기 응축기(200)와 상기 팽창밸브(300) 사이에 배치되고 상기 서프팽창라인(510)이 통과하여, 상기 응축기(200)로부터 토출되어 상기 팽창밸브(300)로 유동하는 고온고압의 제1냉매와, 상기 서브팽창밸브(600)에 의하여 팽창된 제2냉매를 서로 열교환시키는 역할을 한다. The first
이러한 제1열교환부(700)는 상기 응축기(200)로부터 토출된 냉매의 과냉각도(서브쿨)를 증대하여 상기 팽창밸브(300)의 성능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 증발기(400) 입구측의 엔탈피를 낮게 하여 상기 증발기(400)의 성능을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다. The first
한편, 상기 제1열교환부(700)는, 내부에 상기 제1냉매와, 상기 제2냉매가 각각 유동하는 유로가 형성되고 상기 제1냉매와 상기 제2냉매가 서로 열교환을 할 수 있는 이중관 또는 판형 열교환기를 적용할 수 있으며, 이러한 이중관 또는 판형 열교환기는 공지의 이중관 및 판형 열교환기와 그 구조가 유사하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. On the other hand, the first
도 2를 참조하면, 상기 차량용 냉방시스템(920)은, 도 1에서와는 달리 상기 서브팽창라인(520)이 상기 제1열교환부(700)와 상기 팽창밸브(300) 사이의 상기 제1열교환부(700) 출구측에서 분기되어 있다. 이러한 서브팽창라인(520)의 다른 실시예는 차량의 레이아웃과, 시스템의 성능 및 연비특성을 파악한 후 이에 대응하여 적용할 수 있다. Referring to FIG. 2, unlike the
상기한 바와 같이, 상기 차량용 냉방시스템(910,920)은, 상기 서브팽창라인(510,520)과, 상기 서브팽창밸브(600)와, 상기 제1열교환부(700)를 포함하는 서브팽창 시스템을 갖춤으로써, 응축기(200) 출구로부터 토출되는 고온고압의 제1냉매를 상기 서브팽창밸브(600)에 의하여 서브팽창된 저압의 제2냉매와 서로 열교환을 하기 때문에, 적은 유량으로도 충분한 서브쿨을 확보할 수 있으며, 전체 냉방시스템의 성능을 향상시킬 수 있다. As described above, the
한편, 도 1의 압축기(100), 응축기(200), 팽창밸브(300), 증발기(400)만을 포함하는 노멀 시스템(Normal system)은, 응축기(200)에서 과냉각도 확보를 하고 있는 구조이다. 이후 설명하는 본 발명의 다른 실시예는 상기한 노멀 시스템보다 서브쿨을 더욱 증대시키는 방안으로서 과냉각도를 더욱 증대시키는 서브팽창시스템의 구조를 갖는다. Meanwhile, the normal system including only the
이에 도 3을 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 차량용 냉방시스템(930)을 살펴보면, 상기 차량용 냉방시스템(930)은 상기 압축기(100), 상기 응축기(200), 상기 팽창밸브(300), 상기 증발기(400)를 포함하는 냉방시스템에서, 상기 서브팽창라인(530)과, 상기 서브팽창밸브(600)와, 제2열교환부(800)를 포함하고 있다. 여기서, 상기 압축기(100), 상기 응축기(200), 상기 팽창밸브(300), 상기 증발기(400), 상기 서브팽창라인(530) 및 상기 서브팽창밸브(600)는 도 1의 구성과 대응되므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 3, the
상기 제2열교환부(800)는, 서브팽창시스템을 이루는 것으로 상기 응축기(200)와 상기 팽창밸브(300) 사이에 배치되고 상기 서브팽창라인(530)이 통과하여, 상기 응축기(200)로부터 토출되는 고압의 제1냉매(10;도 5참조)와, 상기 서브팽창밸브(600)에 의하여 팽창된 제2냉매(20)가 서로 열교환하고, 이와 더불어 상기 증발기(400)로부터 토출되어 상기 압축기(100)로 공급되는 저압의 제3냉매(30)가 통과하면서 상기 제1냉매(10), 제2냉매(20) 및 제3냉매를 서로 열교환시키는 역할을 한다. The second
상기한 제2열교환부(800)는, 내부에 상기 제1냉매(10), 상기 제2냉매(20) 및 상기 제3냉매(30)가 유동하는 유로가 각각 형성된 삼중관 또는 판형 열교환기를 적용할 수 있다. The second
한편, 도 4를 참조하면, 상기 차량용 냉방시스템(940)은, 도 3에서와는 달리 상기 서브팽창라인(540)이 상기 제2열교환부(800)와 상기 팽창밸브(300) 사이의 상기 제2열교환부(800) 출구측에서 분기되어 있는 경우로서, 이러한 서브팽창라인(540)의 다른 실시예는 이 또한 차량의 레이아웃과, 시스템의 성능 및 연비특성을 파악한 후 이에 대응하여 적용할 수 있다. On the other hand, referring to Figure 4, the
도 5는 도 3의 차량용 냉방시스템(930)에서 상기 제2열교환부(800)를 나타낸 도면으로, 상기 제2열교환부(800)로 삼중관을 적용하고 있는 경우이다. 우선, 상기 서브팽창라인(530)은 상기 응축기(200) 출구로부터 분기되어 오리피스(600)를 거쳐 상기 제2열교환부(800)로 유입되는 구조로 되어 있다. 이때, 미설명부호 531은 상기 서브팽창라인(530)이 분기되는 분기부를 나타낸다.FIG. 5 is a view illustrating the second
여기서, 상기 삼중관의 제2열교환부(800)는, 내부에 상기 제1냉매(10)가 유동하는 고압유로와, 상기 제2냉매(20)가 유동하는 서브팽창유로와, 상기 제3냉매(30)가 유동하는 석션유로가 각각 형성되어 있다. Here, the second
도 6 내지 도 8은 도 3의 서브팽창시스템이 적용된 상기 차량용 냉방시스템(930)의 평가결과 그래프로서, 도면을 참조하면, 우선 상기 그래프들은 제2열교환부(800)로 전자팽창밸브(EEV)를 적용한 경우로서, 전자팽창밸브의 서브팽창열림량에 따른 냉방성능, 소요동력 및 COP를 나타내는 그래프이다. 6 to 8 are graphs of evaluation results of the
도면을 참조하면, 전자팽창밸브의 적정 서브팽창열림량은 5 내지 20정도로서, 이를 오리피스로 적용할 경우 상기 전자팽창밸브의 서브팽창열림량에 상당하는 직경으로는 0.1 mm 내지 1.0 mm 으로 하는 것이 바람직하다. 이는 직경이 0.1 mm미만이거나, 직경이 1.0 mm 초과하는 경우에는 도면에 나타난 바와 같이 성능 및 효율이 저감되는 것은 물론 소요 동력도 증가하기 때문이다. 한편, 상기 오리피스의 팽창경은 각 시스템의 특징에 따라 소비동력을 낮추거나 성능을 높이는 정도에 대응하여 적정하게 선정할 수 있다.Referring to the drawings, the appropriate subexpansion opening amount of the electromagnetic expansion valve is about 5 to 20, and when it is applied to the orifice, the diameter corresponding to the sub expansion opening amount of the electromagnetic expansion valve is preferably 0.1 mm to 1.0 mm. Do. This is because when the diameter is less than 0.1 mm or when the diameter exceeds 1.0 mm, as well as the performance and efficiency are reduced, as well as the power required increases as shown in the figure. On the other hand, the expansion diameter of the orifice can be appropriately selected in accordance with the degree to reduce the power consumption or to increase the performance according to the characteristics of each system.
한편, 상기 응축기(200) 출구로부터 분기한 서브팽창라인(510,520,530,540)의 냉매유량과, 메인유량의 관계는 서브팽창을 통한 열교환량과 상호 연관되는 것으로, 적은 유량으로 열교환을 하여 충분한 서브쿨을 형성한다면 오리피스의 직경은 작을수록 좋다. 한편, 그리고, 상기한 바와 같이 응축기(200) 냉매 일부를 바이패스 시켜 냉각열로 이용하는 상기 차량용 냉방시스템(910,920,930,940)은, 바이패스 열로 응축기(200) 출구의 과냉각도를 얻을 수 있으나 응축기(200)의 냉매 일부를 팽창시켜 상기 제1열교환부(700) 또는 제2열교환부(800)에서 열교환하는 효과가 냉매유량보다 더 큰 효과를 얻기 위해서는 상기 제1열교환부(700)나 제2열교환부(800)의 크기 및 바이패스되는 서브팽창라인(510,520,530,540)의 냉매유량의 적정값을 설정해야한다. On the other hand, the relationship between the refrigerant flow rate of the sub-expansion lines (510, 520, 530, 540) and the main flow rate branched from the outlet of the
이에 도 1을 참조하여 이러한 적정기준을 살펴보면, 수학식 1에 나타난 바와 같이, 상기 차량용 냉방시스템(910)을 유동하는 냉매의 질량유량(m)에 대한 제1열교환부(700)를 거쳐 열교환되어 증발기(400)로 유입되는 냉매의 질량유량(my)의 비는, 서브팽창시스템에서 증발기(400) 출구단의 엔탈피(h7)에서 증발기(400) 입구단의 엔탈피(h6)의 차에 대한 노멀 냉각시스템(Normal system)에서의 증발기(400) 출구단의 엔탈피(h7')에서 증발기(400) 입구단의 엔탈피(h6') 차보다 커야 큰 효과를 얻을 수 있다. Thus, referring to the appropriate criteria with reference to Figure 1, as shown in
수학식 1
한편, 상기에서 수학식 1에 의한 냉매유량의 적정기준을 도 1의 차량용 냉방시스템(910)을 참조하여 나타내었지만, 도 1의 차량용 냉방시스템(910) 외에 도 2 내지 도 4의 차량용 냉방시스템(920,930,940)에도 동일한 개념으로 적용할 수 있음은 물론이다. On the other hand, while the appropriate criterion of the refrigerant flow rate according to
이하, 도 9 내지 도 14를 참조하여 상기 제2열교환부(810,820,830)에 대하여 살펴보기로 한다. Hereinafter, the
먼저, 도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 제2열교환부(810)는, 삼중관 일체형 압출관구조로서, 제1관(801)과, 제2관(802)과, 제3관(803)과, 리브(8001)들을 포함한다. First, referring to FIGS. 9 and 10, the second
상기 제1관(801)은, 관형상으로 최외곽에 배치되어 있으며, 상기 제2관(802)은, 상기 제1관(801)의 내측에 반경방향으로 이격되게 위치하여, 상기 제1관(801)의 내벽과의 사이에 상기 서브팽창유로(1)가 형성되어 있다.The
상기 제3관(803)은, 상기 제2관(802)의 내측에 반경방향으로 이격되게 위치하여 상기 제2관(802)과의 내벽과의 사이에 상기 고압유로(2)가 형성되고 내부에 상기 석션유로(3)가 형성되어 있다.The
상기 리브(8001)는, 상기 제1관(801)과 상기 제2관(802)과의 사이 및 상기 제2관(802)과 상기 제3관(803)과의 사이에 각각 배치되어 상기 제1관(801)과 상기 제2관(802)과 상기 제3관(803)을 서로 일체로 연결한다. The
도 11 및 도 12를 참조하면, 상기 제2열교환부(820)는, 이중관(806)과, 상기 이중관(806) 내부에 삽입되는 내부관(808)을 포함한다. 11 and 12, the second
상기 이중관(806)은, 관형상의 제4관(804)과, 상기 제4관(804)의 내측에 반경방향으로 이격되게 위치하여 상기 제4관(804)의 내벽과의 사이에 상기 서브팽창유로(1)가 형성되고 내부에 고압유로(2)가 형성된 제5관(805)과, 상기 제4관(804)과 상기 제5관(805) 사이에 배치되어 상기 제4관(804)과 상기 제5관(805)을 서로 일체로 연결하는 복수개의 리브(8001)들을 포함하여 이중관 일체형 압축관구조이다. The
상기 내부관(808)은, 상기 제5관(805)의 내부에 삽입되며, 내부로 상기 석션유로(3)가 형성되어 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 후술하기로 한다.The
도 13 및 도 14를 참조하면, 상기 제2열교환부(830)는, 제6관(8062)과, 제7관(807)과, 상기 내부관(808)을 포함하여 각 구성이 모두 분리된 분리형구조로 되어 있다. Referring to FIGS. 13 and 14, the second
상기 제6관(8062)은 관형상으로 내벽으로 복수개의 리브(8061)들이 길이방향을 따라 돌출 형성되어 있다. 여기서, 상기 리브(8061)의 높이는 서브팽창유로(1)의 설계에 따라 다양하게 할 수 있다. 또한 가공방법에 따라 리브(8061)를 나선형으로 할 수 있다. The sixth pipe (8062) has a tubular shape and a plurality of ribs (8061) protruding in the longitudinal direction to the inner wall. Here, the height of the
상기 제7관(807)은, 관형상으로 상기 제6관(8062)의 내부에 삽입되어 상기 제6관(8062)과의 사이에 상기 서브팽창유로(1)를 형성하고 내부로 상기 고압유로(2)가 형성되어 있다. The
한편, 여기서, 상기 내부관(808)은, 외주측면에 나선 홈(8081)이 형성된 스파이럴타입관으로 적용하는 것이 바람직하다. 이는, 상기 내부관(808)의 외주측에 형성되는 고압유로(2)를 따라 유동하는 냉매의 흐름을 나선방향으로 유도함으로써 냉매의 체류시간을 연장하고 냉매간의 열교환효율을 향상시키기 위함이다.
On the other hand, the
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments illustrated in the drawings, this is merely exemplary, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications and equivalent other embodiments are possible. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
1... 서브팽창유로 2... 고압유로
3... 석션유로 100... 압축기
200... 응축기 300... 팽창밸브
400... 증발기 510,520,530,540... 서브팽창라인
600... 서브팽창밸브 700... 제1열교환부
800,810,820,830... 제2열교환부 801... 제1관
802... 제2관 803... 제3관
804... 제4관 805... 제5관
806... 이중관 808... 내부관
8001,8061... 리브 8081... 나선 홈
910,920,930,940... 차량용 냉방시스템1 ...
3.
200 ...
400 ... evaporator 510,520,530,540 ... sub-expansion line
600 ...
800,810,820,830 ... The 2nd
802 ...
804 ... Building 4 805 ...
806 ...
8001,8061 ...
910,920,930,940 ... Car Cooling System
Claims (11)
상기 응축기로부터 토출되는 냉매의 일부를 우회시켜 상기 압축기로 공급하는 서브팽창라인과,
상기 서브팽창라인에 구비되는 서브팽창밸브와,
상기 응축기와 상기 팽창밸브 사이에 배치되어, 상기 응축기로부터 토출되는 제1냉매와, 상기 서브팽창밸브에 의하여 팽창된 제2냉매와, 상기 증발기로부터 토출되어 상기 압축기로 공급되는 제3냉매를 서로 열교환시키는 제2열교환부를 포함하되,
상기 제2열교환부는 상기 제1냉매가 유동하는 고압유로와, 상기 제2냉매가 유동하는 서브팽창유로와, 상기 제3냉매가 유동하는 석션유로가 각각 형성된 삼중관이고,
상기 서브팽창밸브는 팽창경의 직경이 0.1 mm 내지 1.0 mm의 오리피스(Orifice)이고,
상기 서브팽창라인은,
상기 제2열교환부와 상기 팽창밸브 사이의 상기 제2열교환부 출구측에서 분기되며,
상기 제2열교환부는,
관형상으로 내벽으로 복수개의 리브들이 돌출 형성된 제6관과,
상기 제6관의 내부에 삽입되어 상기 제6관과의 사이에 상기 서브팽창유로가 형성되고 내부로 상기 고압유로가 형성되는 제7관과,
상기 제7관의 내부에 삽입되며, 내부로 상기 석션유로가 형성된 내부관을 포함하고, 상기 내부관은 외주측면에 나선 홈이 형성된 스파이럴관인 차량용 냉방시스템.A compressor for compressing the refrigerant, a condenser for condensing the refrigerant discharged from the compressor, an expansion valve for expanding the refrigerant discharged from the condenser, and an evaporator for evaporating the refrigerant discharged from the expansion valve through heat exchange with the outside and the outside In the refrigeration system comprising,
A sub-expansion line for bypassing a part of the refrigerant discharged from the condenser and supplying it to the compressor;
A sub expansion valve provided in the sub expansion line;
A heat exchanger disposed between the condenser and the expansion valve to exchange the first refrigerant discharged from the condenser, the second refrigerant expanded by the sub-expansion valve, and the third refrigerant discharged from the evaporator and supplied to the compressor To include a second heat exchanger,
The second heat exchange part is a triple tube in which a high pressure flow path through which the first refrigerant flows, a sub-expansion flow path through which the second refrigerant flows, and a suction flow path through which the third refrigerant flows are formed, respectively.
The sub expansion valve is an orifice having an diameter of the expansion diameter of 0.1 mm to 1.0 mm,
The sub expansion line,
Branched at the outlet side of the second heat exchange part between the second heat exchange part and the expansion valve,
The second heat exchange unit,
A sixth tube in which a plurality of ribs protrude into the inner wall in a tubular shape,
A seventh tube inserted into the sixth tube to form the sub-expansion passage between the sixth tube and the high pressure passage formed therein;
And an inner tube inserted into the seventh tube and having the suction passage formed therein, wherein the inner tube is a spiral tube having a spiral groove formed on an outer circumferential side thereof.
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X701 | Decision to grant (after re-examination) | ||
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