KR102504482B1 - 차량용 공조 시스템 - Google Patents

차량용 공조 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102504482B1
KR102504482B1 KR1020160038097A KR20160038097A KR102504482B1 KR 102504482 B1 KR102504482 B1 KR 102504482B1 KR 1020160038097 A KR1020160038097 A KR 1020160038097A KR 20160038097 A KR20160038097 A KR 20160038097A KR 102504482 B1 KR102504482 B1 KR 102504482B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
air conditioning
air
conditioning case
circulation line
Prior art date
Application number
KR1020160038097A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20170113948A (ko
Inventor
박태용
안용남
이성제
안경주
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020160038097A priority Critical patent/KR102504482B1/ko
Priority to US15/564,899 priority patent/US20180093545A1/en
Priority to PCT/KR2016/003646 priority patent/WO2016163771A1/ko
Priority to CN201680020397.8A priority patent/CN107438527B/zh
Publication of KR20170113948A publication Critical patent/KR20170113948A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102504482B1 publication Critical patent/KR102504482B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514Details of air conditioning housings
    • B60H1/00528Connections between housing parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00921Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant does not change and there is an extra subcondenser, e.g. in an air duct
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021Air flow details of HVAC devices
    • B60H1/00035Air flow details of HVAC devices for sending an air stream of uniform temperature into the passenger compartment
    • B60H1/00057Air flow details of HVAC devices for sending an air stream of uniform temperature into the passenger compartment the air being heated and cooled simultaneously, e.g. using parallel heat exchangers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514Details of air conditioning housings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514Details of air conditioning housings
    • B60H1/00542Modular assemblies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00507Details, e.g. mounting arrangements, desaeration devices
    • B60H1/00514Details of air conditioning housings
    • B60H1/0055Details of air conditioning housings the housing or parts thereof being integrated in other devices, e.g. dashboard
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/02Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant
    • B60H1/03Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant
    • B60H1/034Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived from the propulsion plant and from a source other than the propulsion plant from the cooling liquid of the propulsion plant and from an electric heating device
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3228Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
    • B60H1/32284Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations comprising two or more secondary circuits, e.g. at evaporator and condenser side
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021Air flow details of HVAC devices
    • B60H2001/00114Heating or cooling details
    • B60H2001/00135Deviding walls for separate air flows
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00007Combined heating, ventilating, or cooling devices
    • B60H1/00021Air flow details of HVAC devices
    • B60H2001/0015Temperature regulation
    • B60H2001/00178Temperature regulation comprising an air passage from the HVAC box to the exterior of the cabin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00928Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising a secondary circuit

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 차량용 공조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 냉풍통로에 증발기를 설치하고, 온풍통로에는 응축기를 설치한 공조 시스템에서, 냉매-냉각수 열교환기를 모듈화하고 지지수단을 통해 공조케이스측에 고정 지지시켜 일체화 함으로써, 공조 시스템의 물류와 배송 및 관리를 단순화 할 수 있고, 이로인해 자동차의 조립 공정도 단순화 할 수 있어 생산성을 향상하며, 아울러 냉매순환라인의 길이를 축소하여 중량도 줄일 수 있는 차량용 공조 시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 공조 시스템{Air conditioning system for vehicle}
본 발명은 차량용 공조 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 냉풍통로에 증발기를 설치하고, 온풍통로에는 응축기를 설치한 공조 시스템에서, 냉매-냉각수 열교환기를 모듈화하고 지지수단을 통해 공조케이스측에 고정 지지시켜 일체화 한 차량용 공조 시스템에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨시스템은 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 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.
상기 에어컨시스템의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진 또는 모터의 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. 이어, 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. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 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.
또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어(미도시)를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터(미도시)를 이용하게 된다.
한편, 상기 응축기(2)는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.
최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉,난방을 수행하는 공조 시스템 즉, 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 좌,우 구획되게 형성하고, 상기 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)를 설치하며, 상기 온풍통로(12)에는 난방을 위한 응축기(2)를 설치한 구조이다.
이때, 상기 공조케이스(10)의 출구측에는 차실내로 공기를 공급하는 공기토출구(15)와, 차실외로 공기를 방출하는 공기방출구(16)가 형성된다.
또한, 상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)의 각 입구측에는 개별작동하는 블로어(20)가 각각 설치된다.
상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)가 좌,우(차량 폭방향)로 배치되므로, 상기 두 개의 블로어(20)도 좌,우로 배치된다.
따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.
난방모드시에는 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍이 상기 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.
제습모드시에는 냉방모드 처럼 작동시켜 증발기(4)를 통과한 건조해진 냉풍을 차실내로 공급함으로써 냉방과 동시에 제습을 수행하게 된다.
그리고, 상기 종래의 공조 시스템은, 상기 공조케이스(10)의 내부에는 상기 증발기(4)와 응축기(2)가 배치되고, 공조케이스(10)의 외부에는 압축기(1)와 팽창밸브(3)가 배치되어 서로 냉매순환라인(냉매배관)으로 연결 된다.
한편, 상기 압축기(1), 응축기(2), 팽창밸브(3), 증발기(4) 외에도 상기 히트 펌프 시스템의 냉,난방 성능 향상이나 차량 배터리의 냉각을 위해 별도의 열교환기(미도시)가 냉매순환라인에 연결되어 설치된다.
그러나, 상기 종래기술은, 상기 공조케이스(10) 외부의 특정 장소(차량 엔진룸)에 상기 압축기(1)와 팽창밸브(3)는 물론 냉,난방 성능 향상이나 차량 배터리의 냉각을 위한 열교환기가 추가로 설치되므로 인해 냉매순환라인의 길이가 증가하여 중량이 증가하는 문제가 있다.
또한, 상기 공조케이스(10)의 외부에 별도로 설치되는 상기 열교환기로 인해 공조 시스템의 물류와 배송이 복잡하고, 이로인해 자동차의 조립 공정도 복잡해지는 문제도 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공조케이스내의 냉풍통로에 증발기를 설치하고, 온풍통로에는 응축기를 설치한 공조 시스템에서, 냉매-냉각수 열교환기를 모듈화하고 지지수단을 통해 공조케이스측에 고정 지지시켜 일체화 함으로써, 히트 펌프 시스템의 물류와 배송 및 관리를 단순화 할 수 있고, 이로인해 자동차의 조립 공정도 단순화 할 수 있어 생산성을 향상하며, 아울러 냉매순환라인의 길이를 축소하여 중량도 줄일 수 있는 차량용 공조 시스템을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매순환라인을 포함하는 차량용 공조 시스템에 있어서, 냉풍통로 및 온풍통로가 형성된 공조케이스와, 상기 냉매순환라인에 연결되어 냉매순환라인의 냉매와 냉각수를 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기와, 상기 공조케이스에 설치되어 상기 냉매-냉각수 열교환기를 공조케이스측에 고정 지지시키는 지지수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 공조케이스내의 냉풍통로에 증발기를 설치하고, 온풍통로에는 응축기를 설치한 공조 시스템에서, 냉매-냉각수 열교환기를 모듈화하고 지지수단을 통해 공조케이스측에 고정 지지시켜 일체화 함으로써, 공조 시스템의 물류와 배송 및 관리가 단순화되고, 자동차의 조립 공정도 단순화되어 생산성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 지지수단을 통해 상기 냉매-냉각수 열교환기가 공조케이스와 일체화 됨으로써, 냉매순환라인의 길이를 축소하여 중량을 줄일 수 있다.
아울러, 상기 냉매-냉각수 열교환기와 냉매순환라인 및 팽창수단을 하나로 모듈화하여 공조케이스에 조립함으로써, 조립을 간소화 할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템의 냉동사이클을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량용 공조 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템을 개략적으로 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템을 나타내는 사시도,
도 5는 도 4에서 냉매-냉각수 열교환기를 분해한 상태를 나타내는 사시도,
도 6은 도 4에서 지지수단의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 7은 도 6의 지지수단이 공조케이스에 결합된 상태를 나타내는 부분 단면도,
도 8은 도 6의 지지수단의 다른 실시예를 나타내는 부분 사시도,
도 9는 도 4의 차량용 공조 시스템을 반대편에서 바라본 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템에서 송풍장치를 나타내는 단면도,
도 11은 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템을 나타내는 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템은, 압축기(100) -> 응축기(101) -> 팽창수단(103) -> 증발기(104)를 냉매순환라인(R)으로 연결하여, 상기 증발기(104)를 통해 냉방을 수행하고 상기 응축기(101)를 통해 난방을 수행하는 시스템이다.
먼저, 상기 압축기(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(104)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출하게 된다.
상기 응축기(101)는, 공냉식 응축기로서 상기 압축기(100)에서 배출되어 응축기(101)의 내부를 유동하는 고온 고압의 기상 냉매와 상기 응축기(101)를 통과하는 공기를 상호 열교환시키게 되며, 이 과정에서 냉매는 응축되고, 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 된다.
이러한 상기 응축기(101)는, 냉매순화라인(R;냉매배관)을 지그재그 형태로 구성한 후 방열핀(미도시)을 설치한 구조, 또는 한 쌍의 헤더탱크 사이에 복수개의 튜브(미도시)를 연결 설치하고 각 튜브의 사이에 방열핀을 설치한 구조로 구성할 수 있다.
따라서, 상기 압축기(100)에서 배출된 고온 고압의 기상 냉매가 상기 지그재그 형태의 냉매순환라인 또는 복수개 튜브를 따라 유동하면서 공기와 열교환하여 응축되고, 이때 상기 응축기(101)를 통과하는 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 되는 것이다.
그리고, 상기 팽창수단(103)은 상기 응축기(101)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(104)로 보내게 된다.
상기 팽창수단(103)으로는 팽창밸브 또는 오리피스 구조를 사용할 수 있다.
상기 증발기(104)는 상기 팽창수단(103)에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110)내의 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각하게 된다.
계속해서, 상기 증발기(104)에서 증발하여 배출된 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(100)에 흡입되어 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.
아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 증발기(104)를 통과하면서 증발기(104)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어지고,
차량 실내의 난방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 응축기(101)를 통과하면서 응축기(101)의 내부를 순환하는 고온 고압의 기상 냉매의 방열로 가열되어 뜨거워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
그리고, 상기 공조케이스(110)는, 상기 증발기(104)가 설치되는 냉풍통로(111) 및 상기 응축기(101)가 설치되는 온풍통로(112)가 구획 형성된다.
즉, 상기 공조케이스(110)의 입구(110a)와 출구(110b)의 사이에서 공조케이스(110)의 내부를 구획하는 구획벽(113)에 의해 온풍통로(112) 및 냉풍통로(111)가 구획 형성되며, 상기 온풍통로(112)의 출구(112a) 및 냉풍통로(111)의 출구(111a)는 공조케이스(110)의 출구(110b)에서 합류하도록 형성된다.
상기 구획벽(113)은, 도 11과 같이 상기 공조케이스(110)의 내부 통로를 상,하로 구획하여, 상기 공조케이스(110)의 내부에 온풍통로(112) 및 냉풍통로(111)가 상,하로 적층되어 구획 형성된다.
즉, 상기 온풍통로(112)는 상기 구획벽(113)을 기준으로 상부에 배치되고, 상기 냉풍통로(111)는 상기 구획벽(113)을 기준으로 하부에 배치된다.
또한, 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)의 상,하 배치 구조로 인해 상기 응축기(101)와 상기 증발기(104)도 상,하로 배치되게 된다.
다시말해, 후술하는 제1,2블로어(130a,130b)의 모터(133,137) 회전축이 향하는 축방향에 대해 직각방향으로 상기 응축기(101)와 증발기(104)가 배치되는 것이다.
아울러, 상기 냉풍통로(111)에 설치되는 증발기(104)는 수직으로 설치되고, 상기 온풍통로(112)에 설치되는 응축기(101)는 일정각도 경사지게 설치되는데, 상기 증발기(104)와 응축기(101)의 설치각도는 목적에 따라 변경될 수 있다.
한편, 상기 구획벽(113)을 기준으로 상부에 냉풍통로 및 증발기를 구성하고, 하부에 온풍통로 및 응축기를 구성하는 것도 가능하다.
그리고, 도 11과 같이, 상기 구획벽(113)에는 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)를 연통시키는 바이패스통로(114)가 관통 형성되고, 상기 바이패스통로(114)에는 상기 바이패스통로(114)를 개폐하는 바이패스도어(115)가 설치된다.
이때, 상기 증발기(104)와 응축기(101)의 위치 및 상기 바이패스통로(114)의 위치에 따라 상기 온풍통로(112)내의 온풍을 상기 냉풍통로(111)측으로 바이패스 시킬수도 있고, 또는 상기 냉풍통로(111)내의 냉풍을 상기 온풍통로(112)측으로 바이패스 시킬수도 있다.
도11에서는, 일예로 상기 바이패스통로(114)가 상기 냉풍통로(111)내의 증발기(104)를 통과한 냉풍 일부를 상기 온풍통로(112)측으로 바이패스시키도록 형성하였으며, 상기 바이패스도어(115)는 냉방모드시 상기 바이패스통로(114)를 폐쇄하고, 난방모드시에는 상기 바이패스통로(114)를 선택적으로 개폐하게 된다.
따라서, 상기 바이패스도어(115)가 바이패스통로(114)를 폐쇄한 상태에서 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(111)를 유동하면서 증발기(104)에 의해 냉각된 냉풍이 차실내로 공급되어 냉방을 수행하고 이때 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 외부로 방출되며, 난방모드시에는 상기 온풍통로(112)를 유동하면서 응축기(101)에 의해 가열된 온풍이 차실내로 공급되어 난방을 수행하고 이때 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 외부로 방출되게 된다.
또한, 상기 난방모드시, 차실내 제습이 필요한 경우에는 상기 바이패스도어(115)가 바이패스통로(114)를 개방하게 되며, 이 경우 상기 냉풍통로(111)를 유동하면서 증발기(104)에 의해 냉각 및 제습된 냉풍의 일부가 상기 바이패스통로(114)를 통해 온풍통로(112)측으로 바이패스된 후 차실내로 공급되어 제습 난방을 수행하게 된다.
한편, 상기 바이패스통로(114)와 바이패스도어(115)는, 도 11과 같이 1개 형성할 수도 있고, 도 3과 같이 복수개 형성할 수도 있다.
그리고, 상기 응축기(101)는 상기 온풍통로(112)내에서 공기유동방향으로 상기 바이패스통로(114) 보다 하류측에 설치된다. 따라서, 상기 증발기(104)를 통과하면서 가열된 냉풍이 상기 바이패스통로(114)를 통해 상기 응축기(101)측으로 공급될 수 있는 것이다.
한편, 상기 증발기(104)는, 상기 냉풍통로(111)내에서 공기유동방향으로 상기 바이패스통로(114) 보다 상류측에 설치된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 일측에는 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍을 외부로 방출하는 냉풍방출구(111b)와, 상기 냉풍방출구(111b)와 냉풍통로(111) 출구(111a)를 개폐하는 냉풍 모드도어(120)가 구비되고,
상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 일측에는 상기 응축기(101)를 통과한 온풍을 외부로 방출하는 온풍방출구(112b)와, 상기 온풍방출구(112b)와 온풍통로(112) 출구(112a)를 개폐하는 온풍 모드도어(121)가 구비된다.
상기 냉풍방출구(111b)와 냉풍 모드도어(120)는 상기 냉풍통로(111)에서 증발기(104)의 하류측에 구비되고, 상기 온풍방출구(112b)와 온풍 모드도어(121)는 상기 온풍통로(112)에서 응축기(101)의 하류측에 구비된다.
상기 냉풍방출구(111b)와 온풍방출구(112b)를 통해 방출되는 공기는 엔진룸을 거쳐 차량 외부로 방출되게 된다.
따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍 모드도어(120)가 냉풍통로(111)를 개방하고, 상기 온풍 모드도어(121)가 온풍방출구(112b)를 개방하게 되어, 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 분배덕트(400)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 응축기(101)를 통과하면서 가열된 후 온풍방출구(112b)를 통해 외부로 방출되게 된다.
난방모드시에는 상기 온풍 모드도어(121)가 온풍통로(112)를 개방하고, 상기 냉풍 모드도어(120)가 냉풍방출구(111b)를 개방하게 되어, 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 응축기(101)를 통과하면서 가열된 후 분배덕트(400)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍방출구(111b)를 통해 외부로 방출되게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 입구(110a)측에는 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기를 송풍하는 송풍장치(130)가 설치된다.
상기 송풍장치(130)는, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구측에 토출구(134)가 연결되어 냉풍통로(111)측으로 공기를 송풍하는 제1블로어(130a)와, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 입구측에 토출구(138)가 연결되어 온풍통로(112)측으로 공기를 송풍하는 제2블로어(130b)로 이루어진다.
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 차량의 폭방향으로 서로 이격되어 마주하도록 배치된다.
상기 제1블로어(130a)는, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구측에 연결되도록 상기 토출구(134)를 구비한 스크롤케이스(131)와, 상기 스크롤케이스(131)의 내부에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(132)과, 상기 스크롤케이스(131)의 일측면에 형성되어 내,외기가 유입되는 인렛링(131a)과, 상기 스크롤케이스(131)의 타측면에 설치되어 상기 송풍팬(132)을 회전시키는 모터(133)로 이루어진다.
상기 인렛링(131a)은, 상기 스크롤케이스(131)에서 인테이크덕트(140)가 결합되는 일측면에 형성된다.
상기 제2블로어(130b)는, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 입구측에 연결되도록 상기 토출구(138)를 구비한 스크롤케이스(135)와, 상기 스크롤케이스(135)의 내부에 회전가능하게 설치되는 송풍팬(136)과, 상기 스크롤케이스(135)의 일측면에 형성되어 내,외기가 유입되는 인렛링(135a)과, 상기 스크롤케이스(135)의 타측면에 설치되어 상기 송풍팬(136)을 회전시키는 모터(137)로 이루어진다.
상기 인렛링(135a)은, 상기 스크롤케이스(135)에서 인테이크덕트(140)가 결합되는 일측면에 형성된다.
그리고, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 상기 냉풍통로(111)와 온풍통로(112) 위치에 대응하여 설치될 수도 있고, 또는, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)를 차량 폭방향으로 마주보게 설치한 후, 상기 제1블로어(130a)의 토출구(134)와 제2블로어(130b)의 토출구(138)만 서로 상,하로 엇갈리게 배치하여 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)와 연결할 수 있다.
즉, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131)와 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135)는 스크롤 방향이 반대가 되도록 설치되어, 제1블로어(130a)의 토출구(134)는 냉풍통로(111)에 연결되고 제2블로어(130b)의 토출구(138)는 온풍통로(112)에 연결된다.
그리고, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에는, 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 각각 내,외기를 공급할 수 있도록 상기 제1,2블로어(130a,130b)와 연통되게 연결되는 인테이크덕트(140)가 설치된다.
즉, 상기 인테이크덕트(140)는, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에 하나가 설치되어, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 상기 하나의 인테이크덕트(140)를 공용으로 사용하게 되는 것이다.
이처럼, 상기 인테이크덕트(140)를 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 사이에 설치함으로써, 각각 개별 작동하는 두 개의 블로어(130a,130b)를 사용하는 시스템에서 하나의 인테이크덕트(140)를 사용하므로 공간 효율을 극대화 할 수 있고, 이로인해 시스템의 크기 및 비용을 줄일 수 있다.
상기 인테이크덕트(140)는, 외기를 유입하는 외기유입구(141)와, 내기를 유입하는 내기유입구(142)와, 상기 내기유입구(142) 및 외기유입구(141)와 상기 제1블로어(130a)를 연통시키는 통로를 개폐하도록 설치되어 상기 제1블로어(130a)측으로 내,외기를 선택적으로 도입하는 제1내외기전환도어(147)와, 상기 내기유입구(142) 및 외기유입구(141)와 상기 제2블로어(130b)를 연통시키는 통로를 개폐하도록 설치되어 상기 제2블로어(130b)측으로 내,외기를 선택적으로 도입하는 제2내외기전환도어(148)를 구비하여 이루어진다.
즉, 상기 제1내외기전환도어(147)는, 상기 외기유입구(141)와 내기유입구(142)의 사이에서 상기 제1블로어(130a)의 인렛링(131a) 상류측에 설치되어, 상기 인렛링(131a)과 상기 외기유입구(141)를 연통시키는 통로와, 상기 인렛링(131a)과 상기 내기유입구(142)를 연통시키는 통로를 선택적으로 개폐하게 된다.
상기 제2내외기전환도어(148)는, 상기 외기유입구(141)와 내기유입구(142)의 사이에서 상기 제2블로어(130b)의 인렛링(135a) 상류측에 설치되어, 상기 인렛링(135a)과 상기 외기유입구(141)를 연통시키는 통로와, 상기 인렛링(135a)과 상기 내기유입구(142)를 연통시키는 통로를 선택적으로 개폐하게 된다.
한편, 상기 외기유입구(141)는 인테이크덕트(140)의 상부에 형성되고, 내기유입구(142)는 인테이크덕트(140)의 하부에 형성되는 것이 바람직하지만, 그 위치는 변경 가능하다.
상기 제1내외기전환도어(147)와 제2내외기전환도어(148)도 돔형 도어로 이루어진다.
이처럼, 하나의 인테이크덕트(140)를 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 사이에 설치하고, 상기 인테이크덕트(140)의 내부에는 제1,2내외기전환도어(147,148)를 설치하여, 상기 인테이크덕트(140)의 내,외기유입구(141,142)로 유입되는 내,외기를 상기 제1,2블로어(130a,130b)에 선택적으로 공급할 수 있다.
한편, 상기 인테이크덕트(140)의 외기유입구(141)는 차량의 외부와 연통되고, 상기 인테이크덕트(140)의 내기유입구(142)는 차량실내와 연통된다.
이때, 상기 공조케이스(110)에는, 상기 인테이크덕트(140)의 내기유입구(142)와 차량 실내를 연결하는 내기유입덕트(142a)가 설치된다.
즉, 상기 내기유입덕트(142a)는, 상기 공조케이스(110)의 외측면에 설치되어 상기 인테이크덕트(140)의 내기유입구(142)와 차량 실내를 연통시키게 되는데, 이때 도 11과 같이 상기 내기유입덕트(142a)의 입구는 차량 실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(450)을 관통하여 차량 실내와 연통하게 된다.
또한, 상기 외기유입구(141)와 내기유입구(142)에는, 각각 필터(미도시)가 설치되어, 외기유입구(141)와 내기유입구(142)로 유입되는 공기 중에 포함된 불순물을 제거하게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)의 출구(110b)에 설치된 분배덕트(400)는, 상기 공조케이스(110)의 출구(110b)와 연결되는 공기유입구(410)와, 상기 공기유입구(410)로 유입된 공기를 차실내의 특정위치로 분배하는 복수개의 공기토출구(420)와, 상기 복수개 공기토출구(420)의 개도를 조절하는 상기 모드도어(430)로 이루어진다.
그리고, 상기 냉매순환라인(R)에는, 냉매순환라인(R)의 냉매와 냉각수를 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기(300)가 설치된다.
상기 냉매-냉각수 열교환기(300)는, 상기 압축기(100)와 응축기(101) 사이의 냉매순환라인(R)에 연결되어 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매와 냉각수를 열교환시키는 수냉식 응축기(220)와, 차량 배터리(270)와 냉각수순환라인(W)을 통해 연결되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 상기 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉각수를 열교환시키는 칠러(250)로 구성된다.
상기 수냉식 응축기(220)는 상기 압축기(100)에서 배출되어 유동하는 고온 고압의 기상 냉매를 냉각수와 열교환시켜 액상냉매로 응축하여 토출하게 된다.
상기 수냉식 응축기(220)는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 유동하는 냉매유로(221)와, 차량 엔진룸내에 설치된 수냉 라디에이터(200)를 순환하는 냉각수가 유동하는 냉각수유로(222)가 서로 열교환가능하게 구성되어, 냉매와 냉각수를 열교환하도록 이루어진다.
상기 수냉식 응축기(220)는, 냉매유로(221)와 냉각수유로(222)를 교대로 구비한 판형 열교환기로 구성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 수냉 라디에이터(200)는, 냉각수순환라인(205)을 통해 상기 수냉식 응축기(220)의 냉각수유로(222)와 연결되며, 상기 냉각수순환라인(205)에는 냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프(210)가 설치된다.
즉, 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)인 수냉식 응축기(220)는 상기 수냉 라디에이터(200) 및 워터펌프(210)와 냉각수순환라인(205)을 통해 연결된다
따라서, 상기 워터펌프(210)의 가동시 상기 냉각수순환라인(205)을 순환하는 냉각수는 상기 수냉 라디에이터(200)를 통과하면서 공기와의 열교환에 의해 냉각되며, 이렇게 냉각된 냉각수가 상기 수냉식 응축기(220)의 냉각수유로(222)로 공급되어 상기 냉매유로(221)를 유동하는 냉매와 열교환하게 된다.
한편, 상기 수냉 라디에이터(200)는 주로 차량의 전장품을 냉각하는 용도로 사용된다.
이와 같이, 상기 응축기(101) 뿐만 아니라 상기 수냉식 응축기(220)를 추가 구성함으로써, 상기 응축기(101)의 방열성능을 낮추는 것이 가능하고 이에 따라 응축기(101)의 크기를 축소할 수 있어 그만큼 송풍장치(130)의 풍량도 축소가 가능하여 송풍장치(130)의 크기도 축소할 수 있으며, 결국 시스템의 전체 크기를 축소할 수 있다.
한편, 상기 수냉식 응축기(220)는, 후술하는 지지수단(150)을 통해 상기 공조케이스(150)의 외부 또는 내부에 일체화하여 설치할 수 있다.
그리고, 상기 냉매순환라인(R)에는 리시버 드라이어(102)와, 어큐뮬레이터(105)가 설치된다.
상기 리시버 드라이어(102)는, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하며 액상냉매를 토출하는 장치이다.
또한, 상기 리시버 드라이어(102)는, 상기 응축기(101)의 일측에 연결 설치되거나 또는 상기 응축기(101)와 팽창수단(103) 사이의 냉매순환라인(R)에 설치될 수도 있다.
상기 냉매순환라인(R)에서 리시버 드라이어(102)의 위치에 따라 상기 응축기(101)의 응축영역과 과냉영역을 조절할 수 있다.
즉, 단일 응축기(101)가 설치된 경우에는, 단일 응축기(101)를 두개의 열교환 영역으로 분할하고 상기 두개의 열교환 영역을 연결하는 냉매순환라인(R)에 리시버 드라이어(102)를 연결 설치한다. 이 경우 상기 두개의 열교환 영역 중 상기 리시버 드라이어(102) 상류측 영역은 응축영역으로 설정되고, 리시버 드라이어(102) 하류측 영역은 과냉영역으로 설정된다.
두개의 응축기(101)가 설치된 경우에는, 두개의 응축기(101)를 연결하는 냉매순환라인(R)에 리시버 드라이어(102)를 연결 설치한다. 이 경우 상기 두개의 응축기(101) 중 상기 리시버 드라이어(102) 상류측 응축기는 전체가 응축영역으로 설정되고, 리시버 드라이어(102) 하류측 응축기는 전체가 과냉영역으로 설정된다.
이처럼, 상기 리시버 드라이어(102)의 위치에 따라 상기 리시버 드라이어(102) 하류측 응축기(101) 영역을 과냉영역으로 활용할 수 있는 장점이 있기 때문에 냉매의 온도를 더욱 낮출 수 있어 냉방성능을 향상시키고, 압축기(100)로 유입되는 냉매의 온도도 낮아지게 되어 압축기(100) 토출 냉매온도의 상승을 방지하여 에어컨 시스템의 내구성 및 안정성을 향상할 수 있다.
그리고, 상기 어큐뮬레이터(105)는, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하며 기상냉매를 토출하는 장치이다.
상기 어큐뮬레이터(105)는, 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)에 설치되어, 상기 증발기(104)에서 배출된 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 액상냉매는 저장하고 기상냉매는 압축기(100)측으로 토출하게 된다.
이처럼, 상기 어큐뮬레이터(105)는 상기 압축기(100)로 기상냉매만 공급하고 액상냉매가 공급되는 것을 차단하여 압축기(100)의 파손을 방지하고, 액상냉매를 저장하고 있으므로 시스템내 충분한 냉매량 확보가 가능하여 냉매량 부족으로인한 냉,난방 성능 저하를 방지할 수 있다.
그리고, 상기 칠러(250)는, 냉각수와 냉매를 열교환시키는 열교환기로서, 냉매순환라인(R)의 냉매가 유동하는 냉매유로부(251)와, 냉각수순환라인(W)의 냉각수가 유동하는 냉각수유로부(252)가 열교환 가능하게 구성되어, 차량 배터리(270)를 냉각시키게 된다.
이때, 상기 냉매순환라인(R)에는 상기 칠러(250)로 냉매를 분기하는 냉매분기라인(R1)이 설치된다. 상기 냉매분기라인(R1)은 상기 응축기(101)와 압축기(100) 사이의 냉매순환라인(R)에 병렬로 연결된다.
이로인해, 상기 응축기(101)에서 배출되어 상기 팽창수단(103)으로 유동하는 냉매 중 일부는 상기 냉매분기라인(R1)으로 분기되어 상기 칠러(250)로 유동하게 된다. 상기 칠러(250)에 배출된 냉매는 상기 압축기(100)로 유동하게 된다.
또한, 상기 칠러(250)의 입구측 냉매분기라인(R1)에는 보조 팽창수단(260)이 설치되어, 상기 칠러(250)로 공급되는 냉매를 팽창시키게 된다.
상기 보조 팽창수단(260)은 전자팽창밸브로 이루어져 냉매의 유량 조절과 팽창 기능을 수행하게 된다.
한편, 상기 칠러(250)는 냉각수순환라인(W)을 통해 상기 차량 배터리(270)와 연결되며, 상기 냉각수순환라인(W)에 설치된 워터펌프(미도시)에 의해 냉각수가 상기 차량 배터리(270)와 칠러(250)를 순환하게 되며, 이로인해 냉각수와 냉매의 열교환에 의해 냉각수가 냉각되면서 차량 배터리(270)가 냉각되게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(110)에는 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)를 공조케이스(110)측에 고정 지지시키는 지지수단(150)이 설치된다.
즉, 상기 지지수단(150)을 통해 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)인 수냉식 응축기(220)와 칠러(250)를 공조케이스(110)측에 고정 지지시켜 일체화 함으로써, 공조 시스템의 물류와 배송 및 관리를 단순화 할 수 있고, 이로인해 자동차 조립 공정도 단순화하여 생산성을 향상할 수 있다.
이때, 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)는 상기 냉매순환라인(R)과 팽창수단(103) 및 보조 팽창수단(260)과 모듈화될 수 있는데, 즉, 공조 시스템의 부품들인 냉매-냉각수 열교환기(300), 냉매순환라인(R), 팽창수단(103), 보조 팽창수단(260)을 하나로 모듈화하여 공조케이스(110)측에 조립하여 일체화 한 것이다.
한편, 본 발명에서는 공조케이스(110)와 스크롤케이스(131,135) 및 분배덕트(400)를 편의상 구분하여 설명하였지만, 상기 공조케이스(110)는 스크롤케이스(131,135)와 분배덕트(400)를 모두 포함하며, 따라서 상기 지지수단(150)을 통해 냉매-냉각수 열교환기(300)를 공조케이스(110)측에 고정 지지시킨다는 것은 스크롤케이스(131,135)나 분배덕트(400)에도 고정 지지시킬 수 있다는 것이다.
도 5에서는, 칠러(250), 냉매순환라인(R), 팽창수단(103), 보조 팽창수단(260)을 모듈화 한 경우를 일예로 도시한 것이다.
또한, 상기 지지수단(150)을 통해 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)가 공조케이스(110)와 일체화 되면, 냉매순환라인(R)의 길이를 축소하여 중량도 줄일 수 있다.
상기한 지지수단(150)은, 4가지 실시예로 구성할 수 있다.
제1실시예에 따른 지지수단(150)은, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)인 칠러(250)를 상기 공조케이스(110)의 외측면에 고정 지지시키는 브라켓(151)으로 이루어진다.
이때, 상기 지지수단(150)은, 상기 브라켓(151)을 상기 공조케이스(110)의 외측면에 결합시키는 결합부재(154)를 포함하여 이루어진다.
상기 브라켓(151)은 상기 칠러(250)의 일측면에 결합되고, 상기 결합부재(154)는 상기 공조케이스(110)의 외측면에 브라켓(151)을 결합하기 위해 스크류 결합구조 또는 후크 결합구조로 구성할 수 있다.
따라서, 상기 칠러(250)에 브라켓(151)을 결합하여 모듈화 한 후, 상기 브라켓(151)을 상기 공조케이스(110)의 외측면에 결합함으로써, 상기 칠러(250)를 공조케이스(110)의 외측면에 일체화 할 수 있는 것이다.
한편, 도 5와 같이 상기 칠러(250)에는 냉매순환라인(R), 팽창수단(103), 보조 팽창수단(260)이 모듈화된 상태에서 상기 공조케이스(110)에 결합되며, 이때 냉매순환라인(R)은 압축기(100), 응축기(101) 등과 연결되고, 팽창수단(103)은 증발기(104)와 연결된다.
제2실시예에 따른 지지수단(150)은, 도 6 및 도 7과 같이, 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)인 수냉식 응축기(220)를 상기 공조케이스(110)의 외측면에 고정 지지시키는 브라켓(151)으로 이루어진다.
이때, 상기 지지수단(150)은, 상기 브라켓(151)을 상기 공조케이스(110)의 외측면에 결합시키는 결합부재(154)를 포함하여 이루어진다.
상기 브라켓(151)은, 상기 수냉식 응축기(220)의 하단부가 안착되는 하단지지부(153)와, 상기 하단지지부(153)의 가장자리에 일정 높이로 형성되어 상기 수냉식 응축기(220)의 측면을 지지하는 측면지지부(152)로 이루어진다.
한편, 상기 브라켓(151)은, 상기 공조케이스(110)와 마주하는 측면과 상측면이 개방되어 있다.
또한, 상기 결합부재(154)는 상기 공조케이스(110)의 외측면에 브라켓(151)을 스크류로 결합하기 위한 스크류 결합구조로 구성하거나 또는 후크로 결합하기 위한 후크 결합구조로 구성할 수 있다.
따라서, 상기 브라켓(151)의 내측에 상기 수냉식 응축기(220)를 안착시킨 상태에서 상기 브라켓(151)을 상기 공조케이스(110)의 외측면에 결합함으로써, 상기 수냉식 응축기(220)를 공조케이스(110)의 외측면에 일체화 할 수 있는 것이다.
제3실시예에 따른 지지수단(150)은, 도 8과 같이, 상기 공조케이스(110)의 내측면에 형성되어 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)인 수냉식 응축기(220)를 수용하는 수용부(156)와, 상기 공조케이스(110)의 내측면에 결합되어 상기 수용부(156)에 수용된 수냉식 응축기(220)를 고정 지지하는 브라켓(155)으로 이루어진다.
따라서, 상기 브라켓(155) 및 수용부(156)를 통해 상기 수냉식 응축기(220)를 상기 공조케이스(110)의 내측면에 일체화 할 수 있는 것이다.
제4실시예에 따른 지지수단(150)은, 상기 공조케이스(110)의 측면에 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)를 고정 지지시키는 브라켓(미도시)을 일체로 형성하여 이루어진다.
즉, 상기 브라켓을 공조케이스(110)의 외측면이나 내측면에 일체로 형성하여 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)를 공조케이스(110)측에 일체화 할 수 있는 것이다.
한편, 도면에서는 상기 수냉식 응축기(220)와 칠러(250)의 설치 위치를 일예로 도시한 것이며, 이 외에도 다양한 위치에 설치할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템의 냉매유동과정을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 수냉식 응축기(220)의 냉매 유로(221)로 유입된다.
상기 수냉식 응축기(220)의 냉매 유로(221)로 유입된 기상 냉매는, 상기 수냉 라디에이터(200)를 순환하면서 상기 수냉식 응축기(220)의 냉각수 유로(222)로 유입된 냉각수와 열교환하게 되고, 이 과정에서 냉매가 냉각되면서 응축되어 액상으로 상변화하게 된다.
상기 수냉식 응축기(220)에서 배출된 액상냉매는, 상기 응축기(101)로 유입되는데, 이때 상기 응축기(101)의 응축영역을 통과하면서 공조케이스(110)내 공기와 열교환하여 재차 응축된 후 상기 리시버 드라이어(102)로 유입되어 기상냉매와 액상냉매가 분리되면서 액상냉매만 배출되게 된다.
이후, 상기 리시버 드라이어(102)에서 배출된 액상냉매는 상기 응축기(101)의 과냉영역을 통과하면서 공기와 열교환하여 과냉각된 후 배출된다.
상기 응축기(101)에서 배출된 액상냉매 중 일부 냉매는 상기 팽창수단(103)으로 유입되어 감압 팽창되고, 일부 냉매는 상기 냉매분기라인(R1)을 통해 상기 보조 팽창수단(260)으로 유입되어 감압 팽창된다.
상기 팽창수단(103)에서 감압 팽창된 냉매는, 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(104)로 유입되고, 상기 증발기(104)로 유입된 냉매는 증발기(104)를 통과하는 공기와 열교환하여 증발하게 된다.
또한, 상기 보조 팽창수단(260)에서 감압 팽창된 냉매는, 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 칠러(250)로 유입되고, 상기 칠러(250)로 유입된 냉매는 칠러(250)를 유동하는 냉각수와 열교환하여 증발하게 된다. 이과정에서 냉각된 냉각수는 차량 배터리(270)로 순환하여 챠량 배터리(270)를 냉각하게 된다.
이후, 상기 증발기(104)와 칠러(250)에서 배출된 저온 저압의 냉매는, 상기 어큐뮬레이터(105)로 유입되어 기상냉매와 액상냉매가 분리되면서 기상냉매만 배출되게 된다.
상기 어큐뮬레이터(105)에서 배출된 기상냉매는 상기 압축기(100)로 유입된 후 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
상기의 과정에서 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍을 차실내로 공급하게 되면 차실내의 냉방이 이루어지고, 상기 응축기(101)를 통과한 온풍을 차실내로 공급하게 되면 차실내의 난방이 이루어지게 된다.
이때, 냉방시 불필요한 온풍은 차실외로 배출하게 되고, 난방시 불필요한 냉풍도 차실외로 배출하게 된다.
그리고, 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)인 수냉식 응축기(220)나 칠러(250)는 각각 모듈화 되고 상기 지지수단(150)을 통해 상기 공조케이스(110)에 조립되어 일체화 되므로, 물류와 배송 및 관리가 단순화 되고, 자동차의 조립 공정도 단순화되어 생산성을 향상할 수 있으며, 아울러 냉매순환라인(R)의 축소를 통해 중량도 줄일 수 있다.
100: 압축기 101: 응축기
102: 리시버 드라이어 103: 팽창수단
104: 증발기 105: 어큐뮬레이터
110: 공조케이스 111: 냉풍통로
112: 온풍통로 113: 구획벽
114: 바이패스통로 115: 바이패스도어
111a: 냉풍토출구 111b: 냉풍방출구
112a: 온풍토출구 112b: 온풍방출구
120: 냉풍 모드도어 121: 온풍 모드도어
130: 송풍장치 130a: 제1블로어
130b: 제2블로어 131,135: 스크롤케이스
132,136: 송풍팬 133,137: 모터
134,138: 토출구
140: 인테이크덕트 141: 외기유입구
142: 내기유입구
147: 제1내외기전환도어 148: 제2내외기전환도어
150: 지지수단 151: 브라켓
152: 측면지지부 153: 하단지지부
154: 결합부재
155: 브라켓 156: 수용부
200: 수냉 라디에이터 220: 수냉식 응축기
250: 칠러 260: 보조 팽창수단
270: 차량 배터리
300: 냉매-냉각수 열교환기 400: 분배덕트

Claims (13)

  1. 냉매순환라인(R)을 포함하는 차량용 공조 시스템에 있어서,
    냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)가 형성된 공조케이스(110)와, 상기 냉매순환라인(R)에 연결되어 냉매순환라인(R)의 냉매와 냉각수를 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기(300)와, 상기 공조케이스(110)에 설치되어 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)를 공조케이스(110)측에 고정 지지시키는 지지수단(150)을 포함하고,
    상기 지지수단(150)은, 상기 냉매-냉각수 열교환기(300)를 상기 공조케이스(110)의 외측면에 고정 지지시키는 브라켓(151)으로 이루어지며,
    상기 냉매순환라인(R)에는, 압축기(100), 응축기(101), 팽창수단(103), 증발기(104)가 연결되고,
    상기 냉매-냉각수 열교환기(300)는, 차량 배터리(270)와 냉각수순환라인(W)을 통해 연결되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 상기 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉각수를 열교환시키는 칠러(250)로 구성되되,
    상기 지지수단(150)은 브라켓(151)을 공조케이스(110)의 외측면에 결합시키는 결합부재(154)를 구비하고,
    상기 브라켓(151)은 상기 칠러(250)의 일측면에 결합되며, 칠러(250)에 브라켓(151)을 결합하여 모듈화 한 후, 브라켓(151)을 공조케이스(110)의 외측면에 결합함으로써, 칠러(250) 모듈이 상기 냉매순환라인(R)과 냉각수순환라인(W)에 연결되어 칠러(250)를 공조케이스(110)의 외측면에 일체화한 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉매-냉각수 열교환기(300)는, 상기 냉매순환라인(R) 및 팽창수단(103)과 모듈화되어 상기 공조케이스(110)측에 고정 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 온풍통로(112) 및 냉풍통로(111)는, 상기 공조케이스(110)의 내부에 상,하로 적층되어 형성되고,
    상기 공조케이스(110)의 입구(110a)측에는, 상기 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)로 공기를 송풍하는 송풍장치(130)가 설치되며,
    상기 공조케이스(110)의 출구(110b)측에는, 상기 공조케이스(110)에서 토출된 냉,온풍을 공기토출모드에 따라 차실내의 특정위치로 분배하는 분배덕트(400)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 냉풍통로(111)에는 상기 증발기(104)가 설치되고, 상기 온풍통로(112)에는 상기 응축기(101)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
KR1020160038097A 2015-04-08 2016-03-30 차량용 공조 시스템 KR102504482B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160038097A KR102504482B1 (ko) 2016-03-30 2016-03-30 차량용 공조 시스템
US15/564,899 US20180093545A1 (en) 2015-04-08 2016-04-07 Air conditioning system for vehicle
PCT/KR2016/003646 WO2016163771A1 (ko) 2015-04-08 2016-04-07 차량용 공조 시스템
CN201680020397.8A CN107438527B (zh) 2015-04-08 2016-04-07 车辆空调系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160038097A KR102504482B1 (ko) 2016-03-30 2016-03-30 차량용 공조 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20170113948A KR20170113948A (ko) 2017-10-13
KR102504482B1 true KR102504482B1 (ko) 2023-03-02

Family

ID=60139755

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160038097A KR102504482B1 (ko) 2015-04-08 2016-03-30 차량용 공조 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102504482B1 (ko)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018124748B4 (de) 2017-11-24 2023-02-09 Hanon Systems Mehrzonenklimaanlage für Fahrzeuge
DE102018218264A1 (de) * 2018-10-25 2020-04-30 Audi Ag Kälteanlage
CN113226811A (zh) * 2018-12-27 2021-08-06 翰昂汽车零部件有限公司 车辆用空调装置
KR102619026B1 (ko) * 2018-12-27 2023-12-28 한온시스템 주식회사 차량용 공조장치
FR3104071A1 (fr) * 2019-12-09 2021-06-11 Valeo Systemes Thermiques Systeme de traitement thermique destine a un vehicule automobile

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256082A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Bracciano Daniel Christopher Modular electric HVAC systems for vehicles
JP2009192155A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Calsonic Kansei Corp 車両用空気調和システム
JP2012232730A (ja) * 2011-04-18 2012-11-29 Denso Corp 車両用温度調整装置、および車載用熱システム
JP5619986B2 (ja) * 2011-02-22 2014-11-05 株式会社日立製作所 車両用熱システム

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040256082A1 (en) * 2003-06-19 2004-12-23 Bracciano Daniel Christopher Modular electric HVAC systems for vehicles
JP2009192155A (ja) * 2008-02-14 2009-08-27 Calsonic Kansei Corp 車両用空気調和システム
JP5619986B2 (ja) * 2011-02-22 2014-11-05 株式会社日立製作所 車両用熱システム
JP2012232730A (ja) * 2011-04-18 2012-11-29 Denso Corp 車両用温度調整装置、および車載用熱システム

Also Published As

Publication number Publication date
KR20170113948A (ko) 2017-10-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107438527B (zh) 车辆空调系统
CN106976375B (zh) 车载空调系统
JP6218953B2 (ja) 車両用のヒートポンプシステム
CN107848371B (zh) 车辆用空调系统
CN107848372B (zh) 车辆用空调系统
KR102504482B1 (ko) 차량용 공조 시스템
JP6298537B2 (ja) 車両用のヒートポンプシステム
KR102456818B1 (ko) 차량용 공조 시스템
KR102559258B1 (ko) 차량용 공조 시스템
CN112638671B (zh) 车辆用空调设备
KR102182342B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102250000B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR20170086726A (ko) 차량용 공조 시스템
KR102326343B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102326346B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102598391B1 (ko) 차량용 공조 시스템
KR102182338B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102533421B1 (ko) 차량용 공조 시스템
KR20180008977A (ko) 차량용 공조 시스템
KR102456848B1 (ko) 차량용 공조장치
KR102456814B1 (ko) 차량용 공조 시스템
KR102456822B1 (ko) 차량용 공조 시스템
KR102227223B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR102597881B1 (ko) 차량용 공조장치
KR102158505B1 (ko) 차량용 공조장치

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant