KR102587984B1

KR102587984B1 - 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템

Info

Publication number: KR102587984B1
Application number: KR1020180150399A
Authority: KR
Inventors: 이종문; 배기승
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2018-11-29
Filing date: 2018-11-29
Publication date: 2023-10-12
Also published as: KR20200064362A

Abstract

본 발명은, 차량용 공조장치에서 사용되는 수냉식 컨덴서로서, 응축부; 상기 응축부의 일측으로 배치되는 과냉부; 양단으로는 냉매 유입공과 냉매 배출공이 형성되고, 상기 응축부에서 응축되어 배출되는 냉매가 포함하는 습기와 불순물을 제거하여 상기 과냉부로 배출하는 리시버 드라이어; 및 판 형상으로 이루어지고 양측면으로는 상기 응축부와 상기 과냉부가 각각 연결되고, 일측으로는 상기 리시버 드라이어가 연결되며, 상기 응축부에서 상기 리시버 드라이어의 냉매 유입공으로, 상기 리시버 드라이어의 냉매 배출공에서 상기 과냉부로의 냉매 이동 경로를 제공하는 연결부; 를 포함하는 수냉식 컨덴서를 제공한다.
본 발명은 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성된 차량용 수냉식 컨덴서를 사용하는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공한다.

Description

수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템{Water cooling type condenser and System for cooling and heating of electronic vehicle using the same}

본 발명은 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 컨덴서와 리시버 드라이어가 일체로 구성된 차량용 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 공기조화기기에는 차량의 실내에 냉기를 공급하거나 온기를 공급하기 위하여 에어컨과 실내 온도를 높이는 히터를 포함한다.

차량의 공기조화 장치는 냉매를 압축하는 압축기와, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 컨덴서와, 컨덴서에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 팽창밸브 및 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기 등을 주요한 구성요소로 포함한다.

한편, 전기 자동차에서 사용되는 구동모터, 모터 제어기, 전력 변환장치 등의 전장 부품들을 열해 방지 및 내구성능 유지를 위해 냉각하고 있는데, 통상 냉각수를 이용하는 수냉식 냉각기가 적용되고 있다.

전기자동차의 경우, 엔진 대신 전장 부품을 수냉식으로 냉각해야 하므로, 기존의 엔진 라디에이터 대신 전장 라디에이터를 설치하여, 냉각팬에 의해 흡입되는 외기 또는 주행풍을 전장 라디에이터로 통과시킴으로써 냉각수의 열을 방출시키고 있다.

그리고, 냉각된 냉각수로 냉매와 열교환되도록 하고, 냉매를 이용하여 냉방 또는 난방과 전기자동차의 배터리를 냉각할 수 있다.

이때, 냉매의 열교환을 위해 컨덴서가 사용될 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 컨덴서의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 컨덴서(1)는, 컨덴서(1)의 일측에 배치된 헤더(20)가 리시버드라이어(10)와 냉매 출입이 가능하도록 소정의 파이프(12a)에 의해 연결되어 있음을 알 수 있다.

상기와 같이 구성된 컨덴서(1)는 컨덴서로 유입된 고온 고압의 냉매가 컨덴서의 응축영역에서 공기와 열교환하여 응축된 후, 파이프를 통해 리시버드라이어(10)로 유입된다. 리시버드라이어(10)로 유입된 냉매는 다시 파이프(12a)를 통해 컨덴서의 과냉영역으로 순환하여 과냉된다.

여기서 리시버드라이어(10)는 응축 영역 및 과냉영역과는 별도로 구성되어 있기 때문에 컨덴서 몸체와 고정할 수 있는 고정 수단을 필요로 하며, 냉매 유동을 위해서는 별도의 파이프가 필요하다. 또한 응축영역과 과냉영역이 단일 몸체로 이루어져 있어, 제작이 복잡한 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 응축영역, 과냉영역 및 리시버드라이어가 일체로 제작되는 컨덴서가 개시되었다. 여기서, 응축영역, 과냉영역 및 리시버드라이어를 일체로 제작하는 공정은 브레이징(brazing) 작업에 의해 이루어지는 것이 일반적이지만, 리시버드라이어는 복잡한 형상으로 이루어져 있어, 제작에는 많은 시간과 노력을 필요로 하는 문제점이 있다.

본 발명에 대한 선행기술로는 등록특허 10-0561606호를 예시할 수 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 리시버 드라이어가 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성된 수냉식 컨덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역 사이에 배치되는 연결부를 통해 리시버 드라이어에 대한 냉매 유동이 이루어지는 차량용 수냉식 컨덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역 사이에 배치되는 연결부 일측으로 차체에 고정되는 연결 브라켓을 형성하여 구성 요소의 수가 감소될 수 있는 차량용 수냉식 컨덴서를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성된 차량용 수냉식 컨덴서를 사용하는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 차량용 공조장치에서 사용되는 수냉식 컨덴서로서, 응축부; 상기 응축부의 일측으로 배치되는 과냉부; 양단으로는 냉매 유입공과 냉매 배출공이 형성되고, 상기 응축부에서 응축되어 배출되는 냉매가 포함하는 습기와 불순물을 제거하여 상기 과냉부로 배출하는 리시버 드라이어; 및 판 형상으로 이루어지고 양측면으로는 상기 응축부와 상기 과냉부가 각각 연결되고, 일측으로는 상기 리시버 드라이어가 연결되며, 상기 응축부에서 상기 리시버 드라이어의 냉매 유입공으로, 상기 리시버 드라이어의 냉매 배출공에서 상기 과냉부로의 냉매 이동 경로를 제공하는 연결부; 를 포함하는 수냉식 컨덴서를 제공한다.

상기 응축부는, 내층으로 냉매가 유동하고 복수로 적층되는 제1 냉매 유동판과, 내측으로 냉각수가 유동하고 상기 제1 냉매 유동판과 교대로 적층되는 복수의 제1 냉각수 유동판과, 상기 제1 냉각수 유동판의 일측 모서리에 연결되고 상기 복수의 제1 냉각수 유동판으로 냉각수를 공급하는 제1 냉각수 공급관과, 상기 제1 냉각수 유동판 상의 타측 모서리에 연결되어 상기 복수의 제1 냉각수 유동판에서 사용된 상기 냉각수가 배출되도록 하는 제1 냉각수 배출관과, 상기 제1 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되어 냉매를 공급하는 제1 냉매 공급관과, 상기 제1 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되어 상기 냉매가 상기 연결부로 배출되도록 하는 제1 냉매 배출관을 포함할 수 있다.

상기 제1 냉매 유동판과 상기 제1 냉각수 유동판의 내측으로는 난류 발생 구조가 배치될 수 있다.

상기 과냉부는, 내층으로 냉매가 유동하고 복수로 적층되는 제2 냉매 유동판과, 내측으로 냉각수가 유동하고 상기 제2 냉매 유동판과 교대로 적층되는 복수의 제2 냉각수 유동판과, 상기 제2 냉각수 유동판의 일측 모서리에 배치되고 상기 복수의 제2 냉각수 유동판으로 냉각수를 공급하는 제2 냉각수 공급관과, 상기 제2 냉각수 유동판 상의 타측 모서리에 배치되어 상기 복수의 제2 냉각수 유동판에서 사용된 상기 냉각수가 배출되도록 하는 제2 냉각수 배출관과, 상기 제2 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되고 상기 연결부를 통해 배출되는 냉매를 상기 제2 냉매 유동판으로 공급하는 제2 냉매 공급관과, 상기 제2 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되어 상기 제2 냉매 유동판에서 배출되는 상기 냉매를 외부로 배출시키는 제2 냉매 배출관을 포함할 수 있다.

상기 제2 냉매 유동판과 상기 제2 냉각수 유동판의 내측으로는 난류 발생 구조가 배치될 수 있다.

상기 연결부는, 일면은 상기 응축부의 일면에 부착되고, 냉매 유입홀이 형성되는 직사각형의 제1 연결판과, 일면이 상기 제1 연결판의 타면에 부착되고, 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공으로의 냉매 유출입을 수행하는 제1 및 제2 가이드홈이 일측으로 형성되는 직사각형의 제2 연결판과, 일면이 상기 제2 연결판의 타면에 부착되고, 냉매 배출홀이 형성되는 직사각형의 제3 연결판을 포함할 수 있다.

상기 제1 연결판은, 일측 양단으로 돌출되어 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공과 각각 삽입되는 제1 연결 리브와, 타측단에 돌출되어 차체에 고정되는 제1 연결 브라켓과, 상기 제1 연결 리브의 일측 저면에 일정 높이로 돌출되는 제1 고정턱을 포함할 수 있다.

상기 제2 연결판은, 상기 제1 가이드홈과 상기 제2 가이드홈의 입구 양측에 각각 돌출되어 상기 냉매 유입홀과 상기 냉매 배출홀에 삽입되는 삽입 가이드 리브와, 상기 삽입 가이드 리브의 일측에 일정 높이로 돌출되는 제2 고정턱을 포함할 수 있다.

상기 제3 연결판은, 일측 양단으로 돌출되어 상기 리시버 드라이어와의 연결되는 제2 연결 리브와, 타측단에 돌출되어 차체에 고정되는 제2 연결 브라켓과, 상기 제2 연결 리브의 일측 저면에 일정 높이로 돌출되는 제3 고정턱을 더 포함할 수 있다.

상기 제3 연결판은, 상기 제2 연결 브라켓의 반대 방향으로 돌출되어 상기 리시버 드라이어의 측면과 걸리는 홀더를 더 포함할 수 있다.

상기 제1 가이드홈의 저면은 상기 냉매 유입홀과 연통하고, 상기 제2 가이드홈의 저면은 상기 냉매 배출홀과 연통할 수 있다.

상기 제1 연결 리브와 상기 제2 연결 리브의 이격 거리는, 상기 제1 및 제2 가이드홈의 이격 거리에 대응할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 고정턱의 높이는 동일할 수 있다.

상기 제1 연결 리브와 상기 제2 연결 리브의 길이는 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공의 길이에 대응할 수 있다.

상기 제1 연결 리브와 상기 제2 연결 리브의 길이는, 상기 삽입 가이드 리브의 이격거리에 대응할 수 있다.

상기 연결판의 두께는 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공의 폭에 대응할 수 있다.

상기 제1 내지 제3 연결판 각각의 두께는 2mm 이상일 수 있다.

또한, 상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 기재된 수냉식 컨덴서; 자동차 실내의 난방 및 냉방이 선택적으로 이루어지도록 냉매를 전동압축기, 실내컨덴서, 제1팽창밸브, 증발기로 순환시키는 냉매순환라인; 배터리가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키는 제1냉각수순환라인; 전장품가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키는 제2냉각수순환라인; 상기 제1팽창밸브의 유입단에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 전동압축기의 유입단과 연결되어 선택적으로 냉매를 유동시키는 제1냉매분기라인; 상기 제1냉매분기라인 상에 구비되고, 선택적으로 개폐되어 상기 제1냉매분기라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제2팽창밸브; 상기 제1냉매분기라인 중 제2팽창밸브 후방에 구비되어, 상기 제2팽창밸브에서 팽창된 냉매를 수용하고, 상기 제1냉각수순환라인 및 제2냉각수순환라인을 따라 각각 유동하는 냉각수를 냉매와 열교환시키는 칠러; 상기 냉매순환라인 중 실내컨덴서와 제1팽창밸브 사이에 구비되어, 상기 실내컨덴서와 제1팽창밸브 사이의 냉매순환라인을 개폐하는 2웨이밸브와; 상기 냉매순환라인 중 2웨이밸브의 유입단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 냉매순환라인 중 2웨이밸브의 유출단 측에 연결되는 제2냉매분기라인과; 상기 제1냉각수순환라인 중 배터리의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 배터리의 유입단 측에 연결되는 제1냉각수분기라인과; 상기 제2냉각수순환라인 중 전장품의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 전장품의 유입단 측에 연결되는 제2냉각수분기라인과;을 포함하고, 상기 수냉식 컨덴서는, 상기 제2냉매분기라인, 제1냉각수분기라인 및 제2냉각수분기라인 상에 중첩되어, 상기 제2냉매분기라인, 제1냉각수분기라인 및 제2냉각수분기라인을 따라 각각 유동하는 냉매와 냉각수를 선택적으로 열교환시키는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공한다.

상기와 같은 본 발명은, 리시버 드라이어가 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성되고, 응축 영역과 과냉 영역 사이에 배치되는 연결부를 통해 리시버 드라이어에 대한 냉매 유동이 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역 사이에 배치되는 연결부 일측으로 차체에 고정되는 연결 브라켓을 형성하여 구성 요소의 수가 감소될 수 있다.

또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성된 차량용 수냉식 컨덴서를 사용하는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공할 수 있다.

도 1은 종래의 기술에 따른 컨덴서의 구성의 일 예를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서의 구성을 나타내는 정면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서의 구성을 나타내는 배면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서의 구성을 나타내는 평면도이다.
도 5는 본 발명에서 사용하는 리시버 드라이어의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명에서 사용하는 연결부의 구성의 일 예를 나타내는 분해 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서에서의 냉각수와 냉매 이동을 나타내는 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 냉방모드 시 냉매의 순환과정을 나타내는 도면이다.
도 10은 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 의 냉방 및 배터리냉각모드 시 냉매의 순환과정을 보인 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서의 구성을 나타내는 정면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서의 구성을 나타내는 배면 사시도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서의 구성을 나타내는 평면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서(1000)는 응축부(1110), 과냉부(1120), 리시버 드라이어(1130) 및 연결부(1140)를 포함한다.

응축부(1110)는 외부에서 유입되는 냉각수를 이용하여 고온의 냉매를 응축시켜 배출한다.

응축부(1110)는 후술하는 제1 냉각수 유동판(1112a)과 제1 냉매 유동판(1112b)이 복수로 적층되어, 소정의 크기를 갖는 직육면체 형태로 이루어질 수 있다.

제1 냉각수 유동판(1112a)은 소정의 크기를 갖는 직사각형의 판 형상으로서, 내부로는 냉각수가 유동할 수 있다.

제1 냉매 유동판(1112b)은 소정의 크기를 갖는 직사각형의 판 형상으로서, 내부로는 냉매가 유동할 수 있다.

제1 냉각수 유동판(1112a)과 제1 냉매 유동판(1112b)은 서로 동일한 크기와 형태로 이루어질 수 있다.

제1 냉각수 유동판(1112a)과 제1 냉매 유동판(1112b)은 복수로 적층되되, 서로 교대로 적층될 수 있다.

제1 냉각수 유동판(1112a)과 제1 냉매 유동판(1112b)의 내측에서 유동하는 냉각수와 냉매는 서로 평행하게 유동하거나 대향하는 방향으로 유동할 수 있다.

여기서, 제1 냉각수 유동판(1112a)과 제1 냉매 유동판(1112b)의 내부에는 오프셋 핀(offset pin), 쉐브론, 엠보와 같은 난류 발생 구조가 배치되어, 유동하는 냉각수와 냉매에 소정의 난류가 발생되도록 할 수 있다.

복수의 제1 냉각수 유동판(1112a)에는 제1 냉각수 공급관(1114A)과 제1 냉각수 배출관(1114B)이 연결될 수 있다.

제1 냉각수 공급관(1114A)은 외부에서 유입되는 냉각수를 제1 냉각수 유동판(1112a)으로 공급한다.

여기서, 제1 냉각수 공급관(1114A)은 복수의 제1 냉각수 유동판(1112a)의 일측 모서리측으로 연결되어 제1 냉각수 유동판(1112a) 각각으로 냉각수를 공급할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 냉각수 공급관(1114A)은 복수의 제1 냉각수 유동판(1112a)의 하부 일측 모서리 부위를 관통하여 배치되어 있다.

제1 냉각수 배출관(1114B)은 복수의 제1 냉각수 유동판(1112a)의 일측 모서리측으로 연결되어 냉매의 응축에 사용된 냉각수가 배출되도록 한다. 본 실시예에서, 제1 냉각수 배출관(1114B)은 복수의 제1 냉각수 유동판(1112a)의 상부 일측 모서리 부위를 관통하여 배치될 수 있다.

여기서, 제1 냉각수 배출관(1114B)과 제1 냉각수 공급관(1114A)은 서로 대각선상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 냉각수 배출관(1114B)과 제1 냉각수 공급관(1114A)은 응축부(1110) 상에서 동일면상에 배치될 수 있다.

복수의 제1 냉매 유동판(1112b)에는 제1 냉매 공급관(1116A)과 제1 냉매 배출관(미도시)이 연결될 수 있다.

제1 냉매 공급관(1116A)은 복수의 제1 냉매 유동판(1112b)의 일측 하부 모서리측으로 연결되어 냉매를 공급한다. 본 실시예에서, 제1 냉매 공급관(1116A)은 복수의 제1 냉매 유동판(1112b)의 하부 일측 모서리 부위를 관통하여 배치되어 있다.

제1 냉매 배출관은 복수의 제1 냉매 유동판(1112b)의 일측 하부 모서리측으로 연결되어 응축된 냉매를 후술하는 연결부(1140)로 배출한다.

여기서, 제1 냉매 배출관과 제1 냉매 공급관(1116A)의 중심축은 동일선상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 냉매 배출관은 후술하는 연결부(1140)로 연결될 수 있다. 제1 냉매 배출관과 제1 냉매 공급관(1116A)은 응축부(1110) 상에서 서로 반대면으로 배치될 수 있다.

응축부(1110)의 타측으로는 연결부(1140)가 배치된다.

연결부(1140)에 대해서는 후술하기로 한다.

과냉부(1120)는 외부에서 유입되는 냉각수를 이용하여 응축된 냉매의 온도에 대하여 과냉(sub coolinging)시켜 배출한다.

과냉부(1120)는 후술하는 제2 냉각수 유동판(1122a)과 제2 냉매 유동판(1122b)이 복수로 적층되어, 소정의 크기를 갖는 직육면체 형태로 이루어질 수 있다.

제2 냉각수 유동판(1122a)은 소정의 크기를 갖는 직사각형의 판 형상으로서, 내부로는 냉각수가 유동할 수 있다.

제2 냉매 유동판(1122b)은 소정의 크기를 갖는 직사각형의 판 형상으로서, 내부로는 냉매가 유동할 수 있다.

제2 냉각수 유동판(1122a)과 제2 냉매 유동판(1122b)은 서로 동일한 크기와 형태로 이루어질 수 있다.

제2 냉각수 유동판(1122a)과 제2 냉매 유동판(1122b)은 복수로 적층되되, 서로 교대로 적층될 수 있다.

제2 냉각수 유동판(1122a)과 제2 냉매 유동판(1122b)의 내측에서 유동하는 냉각수와 냉매는 서로 평행하게 유동하거나 대향하는 방향으로 유동할 수 있다.

여기서, 제2 냉각수 유동판(1122a)과 제2 냉매 유동판(1122b)의 내부에는 오프셋 핀(offset pin), 쉐브론, 엠보와 같은 난류 발생 구조가 배치되어, 유동하는 냉각수와 냉매에 소정의 난류가 발생되도록 할 수 있다.

복수의 제2 냉각수 유동판(1122a)에는 제2 냉각수 공급관(1124A)과 제2 냉각수 배출관(1124B)이 연결될 수 있다.

제2 냉각수 공급관(1124A)은 외부에서 유입되는 냉각수를 제2 냉각수 유동판(1122a)으로 공급한다.

여기서, 제2 냉각수 공급관(1124A)은 복수의 제2 냉각수 유동판(1122a)의 일측 모서리측으로 연결되어 복수의 제2 냉각수 유동판(1122a) 각각으로 냉각수를 공급한다. 본 실시예에서, 제2 냉각수 공급관(1124A)은 복수의 제2 냉각수 유동판(1122a)의 상부 일측 모서리 부위를 관통하여 배치되어 있다.

제2 냉각수 배출관(1124B)은 복수의 제2 냉각수 유동판(1122a)의 일측 모서리측으로 연결되어 냉매의 과냉각에 사용된 냉각수가 배출되도록 한다. 본 실시예에서, 제2 냉각수 배출관(1124B)은 복수의 제1 냉각수 유동판(1112a)의 하부 일측 모서리 부위를 관통하여 배치되어 있어, 복수의 제2 냉각수 유동판(1122a)에서 사용된 냉각수를 배출할 수 있다.

여기서, 제2 냉각수 배출관(1124B)과 제2 냉각수 공급관(1124A)은 서로 대각선상에 배치될 수 있다. 또한, 제2 냉각수 배출관(1124B)과 제2 냉각수 공급관(1124A)은 과냉부(1120) 상에서 동일면상에 배치될 수 있고, 제1 냉각수 배출관(1114B)과 제1 냉각수 공급관(1114A)과는 반대 방향으로 배치될 수 있다.

복수의 제2 냉매 유동판(1122b)에는 제2 냉매 공급관(1126A)과 제2 냉매 배출관(1126B)이 연결될 수 있다.

제2 냉매 공급관(1126A)은 복수의 제2 냉매 유동판(1122b)의 일측 하부 모서리측으로 연결되어 후술하는 연결부(1140)를 통해 배출되는 냉매를 공급받는다. 본 실시예에서, 제2 냉매 공급관(1126A)은 복수의 제2 냉매 유동판(1122b)의 상부 일측 모서리 부위를 관통하여 배치되어 있다.

후술하는 연결부(1140)와 연결되는 과냉부(1120)의 일측으로는 후술하는 리시버 드라이어(1130)에서 배출되는 냉매가 유입되는 냉매 유입관(미도시)이 배치되고, 과냉부(1120)의 타측 하부로는 냉매가 배출되는 냉매 배출관(1126B)이 배치된다.

리시버 드라이어(1130)는 응축부(1110)에서 응축되어 배출되는 냉매에 포함된 수분과 불순물을 제거한다.

도 5는 본 발명에서 사용하는 리시버 드라이어(1130)의 구성을 나타내는 분해 사시도이다.

도 5를 참조하면, 리시버 드라이어(1130)는 소정의 직경과 길이를 갖는 원통 형상으로 이루어진다. 리시버 드라이어(1130)는 상하로 배치되고, 후술하는 연결부(1140)를 통해 응축부(1110)와 과냉부(1120)와 냉매 이동이 가능하게 연결될 수 있다.

리시버 드라이어(1130)의 하부 일측으로는 냉매 유입홀(1132)이 배치되고, 상부 일측으로는 냉매 배출홀(1134)이 배치될 수 있다.

연결부(1140)는 소정의 크기를 갖는 판 형상으로 이루어진다. 연결부(1140)는 응축부(1110)와 과냉부(1120) 사이에 배치된다. 연결부(1140)의 양측면으로는 응축부(1110)와 과냉부(1120)가 각각 밀착되어 배치된다.

연결부(1140)는 응축부(1110)에서 배출되는 냉매를 리시버 드라이어(1130)로 유입되도록 냉매의 이동 경로를 제공한다.

도 6은 본 발명에서 사용하는 연결부(1140)의 구성의 일 예를 나타내는 분해 사시도이다.

도 6을 참조하면, 연결부(1140)는 제1 내지 제3 연결판(1140A, 1140B, 1140C)을 포함한다.

제1 연결판(1140A)은 소정의 가로 세로 길이를 갖는 직사각형의 판 형태로 이루어진다.

제1 연결판(1140A)의 일면으로는 응축부(1110)의 제1 냉매 배출관(1116B)을 통해 배출되는 냉매가 유입될 수 있도록 소정 직경의 냉매 유입홀(1142A)이 형성된다.

제1 연결판(1140A)의 일측 양단으로는 리시버 드라이어(1130)의 일측으로 연결되는 제1 연결 리브(1144A)가 각각 돌출된다. 제1 연결 리브(1144A)는 서로 일정 거리 이격될 수 있다. 제1 연결 리브(1144A)의 이격 거리는 냉매 유입홀(1132)과 냉매 배출홀(1134)의 이격 거리에 대응한다.

제1 연결 리브(1144A)는 소정의 폭과 길이를 갖는 직사각형 형태로, 리시버 드라이어(1130)의 일측에 고정된다. 여기서, 제1 연결 리브(1144A)의 장변이 리시버 드라이어(1130)의 일측으로 고정되도록 하여 리시버 드라이어(1130)과의 고정을 보다 확고하게 하는 것이 바람직하다.

이때, 제1 연결 리브(1144A)의 양측 저부에는 소정의 높이를 갖는 제1 고정턱(1145A)이 돌출된다.

제1 고정턱(1145A)은 연결판(1140)이 리시버 드라이어(1130)와 연결될 때, 연결판(1140)과 리시버 드라이어(1130)가 소정 거리 이격되도록 한다.

제1 연결판(1140A)의 타측으로는 연결판(1140)이 차체(미도시)의 소정 위치에 연결되도록 하는 직사각형의 제1 연결 브라켓(1148A)이 돌출된다. 본 실시예에서 제1 연결 브라켓(1148A)은 제1 연결판(1140A)에 직교하는 방향으로 돌출되지만, 제1 연결 브라켓(1148A)의 돌출 각도는 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

제2 연결판(1140B)은 소정의 가로 세로 길이를 갖는 직사각형 형태로 이루어진다. 제2 연결판(1140B)의 크기와 형태는 제1 연결판(1140A)의 크기와 형태에 대응한다.

제2 연결판(1140B)의 양단부에서 일측으로는 냉매의 이동을 가이드하는 제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)이 형성된다.

제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)은 제2 연결판(1140B)의 일측에서 타측을 향하여 소정의 깊이로 형성된다. 이때, 제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)은 동일한 크기와 형태로 이루어질 수 있다.

제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)은 서로 일정 거리 이격될 수 있다. 제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)의 이격 거리는 제1 연결 리브(1144A)의 이격 거리에 대응할 수 있다.

여기서, 제1 가이드홈(1142B)의 저면은 리시버 드라이어(1130)의 냉매 유입홀(1132)에 연결되고, 제2 가이드홈(1143B)의 저면은 리시버 드라이어(1130)의 냉매 배출홀(1134)에 연결될 수 있다.

제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)과 리시버 드라이어(1130)의 냉매 유입홀(1132)과 냉매 배출홀(1134)과의 연결을 용이하게 하기 위해, 제1 및 제2 가이드홈(1142B, 1143B)의 입구 양측으로는 각각의 홀을 향하여 삽입 가이드 리브(1144B)가 서로 평행하게 돌출될 수 있다.

이때, 삽입 가이드 리브(1144B)의 일측 저부에는 소정의 높이를 갖는 제2 고정턱(1145B)이 돌출된다.

제2 고정턱(1145B)은 연결판(1140)이 리시버 드라이어(1130)와 연결될 때, 연결판(1140)과 리시버 드라이어(1130)가 소정 거리 이격되도록 한다.

제3 연결판(1140C)은 소정의 가로 세로 길이를 갖는 직사각형 형태로 이루어진다. 제3 연결판(1140C)의 크기와 형태는 제2 연결판(1140B)의 크기와 형태에 대응한다.

제3 연결판(1140C)의 일면으로는 리시버 드라이어(1130)의 냉매 배출공(1134)을 통해 배출되는 냉매가 외부로 배출되도록 하는 냉매 배출홀(1142C)이 형성된다.

제3 연결판(1140C)의 일측 양단으로는 리시버 드라이어(1130)의 일측으로 연결되는 제2 연결 리브(1144C)가 각각 돌출된다. 제2 연결 리브(1144C)는 소정의 폭과 길이를 갖는 직사각형 형태로 이루어진다. 이때, 제2 연결 리브(1144C)는 크기와 형태는 제1 연결 리브(1144A)의 크기와 형태와 동일할 수 있다.

제2 연결 리브(1144C)는 서로 일정 거리 이격될 수 있다. 제2 연결 리브(1144C)의 이격 거리는 제1 연결 리브(1144A)의 이격 거리와 동일할 수 있다.

제1 연결 리브(1144A), 삽입 가이드 리브(1144B) 및 제2 연결 리브(1144C)는 연결판(1140)과 리시버 드라이어(1130)와의 연결 시, 서로 겹쳐진 상태에서 냉매 유입홀(1132)과 냉매 배출홀(1134)로 삽입되어 냉매 유동 경로를 제공할 수 있다.

이때, 제2 연결 리브(1144C)의 양측 저부에는 소정의 높이를 갖는 제3 고정턱(1145C)이 돌출된다.

제3 고정턱(1145C)은 연결판(1140)이 리시버 드라이어(1130)과 연결될 때, 연결판(1140)과 리시버 드라이어(1130)와 소정 거리 이격되도록 한다.

제1 내지 제3 고정턱(1145A, 1145B, 1145C)의 높이는 서로 동일하게 설정될 수 있다.

또한, 제3 연결판(1140C)의 타측으로는 연결판(1140)이 차체(미도시)의 소정 위치에 연결되도록 하는 직사각형의 제2 연결 브라켓(1148C)이 돌출된다. 본 실시예에서 제2 연결 브라켓(1148C)은 제3 연결판(1140C)에 직교하는 방향으로 돌출되되, 돌출 방향은 제1 연결 브라켓(1148A)의 돌출 방향과는 반대일 수 있다.

제2 연결 브라켓(1148C)의 돌출 각도는 사용자의 필요에 따라 다양하게 설정될 수 있다.

제3 연결판(1140C) 상에서 제2 연결 브라켓(1148C)과 반대 방향으로는 리시버 드라이어(1130)의 측면과 걸리는 홀더(1149C)가 돌출된다. 홀더(1149C)는 연결판(1140)과 리시버 드라이어(1130)의 연결 시, 리시버 드라이어(1130)의 외주를 감싸며 연결 상태를 보다 확고히 할 수 있다.

제1 내지 제3 연결판(1140A, 140B, 140C)의 두께는 각각 2mm 이상으로 설정되는 것이 바람직하다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 수냉식 컨덴서에서의 냉각수와 냉매 이동을 나타내는 도면이다.

도 7을 참조하면, 응축부(1110)로는 제1 냉각수 공급관(1114A)을 통해 냉각수(W)가 공급되어 제1 냉매 공급관(1116A)을 통해 공급되는 냉매(C)를 응축시킨 후, 제1 냉각수 배출관(1114B)을 통해 배출되고, 냉매(C)는 제1 냉매 배출관(1116B)으로 배출되도록 함을 알 수 있다.

응축된 냉매(C)는 연결판(1140)을 통해 리시버 드라이버(미도시)로 유입되고, 이후 제2 냉매 공급관(1126A)을 통해 과냉부(1120)로 공급된 후, 제2 냉매 배출관(1126B)을 통해 배출됨을 알 수 있다. 또한, 냉각수(W)는 제2 냉각수 공급관(1124A)을 통해 공급된 후, 냉매와 열교환 한 후 제2 냉각수 배출관(1124B)으로 배출될 수 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 구성을 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 냉매순환라인(100), 제1냉각수순환라인(200), 제2냉각수순환라인(300), 제1냉매분기라인(400), 제2팽창밸브(410) 및 칠러(420)가 포함되는데, 먼저 냉매순환라인(100)은 자동차 실내의 난방 및 냉방이 선택적으로 이루어지도록 냉매를 전동압축기(110), 실내컨덴서(120), 제1팽창밸브(130), 증발기(140)로 순환시킨다.

그리고 제1냉각수순환라인(200)은 배터리(B)가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키고, 제2냉각수순환라인(300)은 전장품(PE)이 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시킨다.

도 8을 참조한 냉매순환라인(100), 제1냉각수순환라인(200), 제2냉각수순환라인(300)를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 냉매순환라인(100) 상에는 전동압축기(110)가 구비되는데, 전동압축기(110)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출한 구동신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 유출한다.

그리고 실내컨덴서(120)는 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 방열하여 급기를 히팅하고, 증발기(140)는 유입된 냉매가 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 흡열하여 급기를 냉각한다.

이때 전동압축기(110)와 실내컨덴서(120)는 냉매순환라인(100)에 의해 서로 연결되는데, 냉매순환라인(100)은 전동압축기(110)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 실내컨덴서(120)의 유입단과 연결되어, 전동압축기(110)에서 토출된 냉매가 실내컨덴서(120)로 유입된다.

실내컨덴서(120)로 유입된 냉매는 실내컨덴서(120)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 방열하여 급기를 히팅하고, 히팅된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.

또한, 실내컨덴서(120)와 증발기(140)는 냉매순환라인(100)으로 연결되는데, 냉매순환라인(100)은 실내컨덴서(120)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 증발기(140)의 유입단과 연결되어, 실내컨덴서(120)를 통과한 냉매는 증발기(140)로 유입된다.

이때 냉매순환라인(100) 상에는 제1팽창밸브(130)가 구비되는데, 제1팽창밸브(130)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 냉매순환라인(100)을 선택적으로 개폐하고, 냉매순환라인(100)을 따라 유동하는 냉매를 팽창시켜, 팽창된 냉매가 증발기(140)로 유입되도록 한다.

제1팽창밸브(130)에 의해 팽창된 후, 증발기(140)로 유입된 냉매는 증발기(140)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 흡열하여 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.

여기서 실내컨덴서(120) 및 증발기(140)는 공조유닛의 하우징(1001) 내부에 구비되는데, 공조유닛의 하우징(1001) 선단에는 송풍수단(1002)이 구비되고, 상기 송풍수단(1002)의 후방에는 증발기(140)가 구비되어, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 송풍수단(1002)의 구동으로 자동차 외부에서 유입된 외기 또는 자동차 실내에서 유입된 내기가 급기로 전환되면서, 증발기(140)를 통과한 후 후방인 자동차 실내로 송풍된다.

그리고 증발기(140)의 후방에는 격벽으로 난방통로(1003) 및 냉방통로(1004)로 구획되고, 격벽의 선단에는 통로개폐도어(1005)가 구비되어, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 통로개폐도어(1005)의 회전으로 난방통로(1003) 또는 냉방통로(1004)가 선택적으로 개폐된다.

이때 난방통로(1003)에는 실내컨덴서(120)가 구비되어, 난방통로(1003)를 따라 유동하는 급기가 실내컨덴서(120)와의 열교환으로 히팅된 후, 자동차 실내로 유입되어 난방이 이루어지도록 한다.

또한, 실내컨덴서(120) 후방에는 PTC 히터(1006)가 구비되는데, PTC 히터(1006)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 선택적으로 구동하여 실내컨덴서(120)를 통과한 급기에 방열하여 열을 더하는데, 동계에 자동차 실내 난방 시 부족한 열을 PTC 히터(1006)로 보충할 수 있다.

그리고 냉매순환라인(100) 중 전동압축기(110)의 후방에는 어큐뮬레이터(150)가 배치되는데, 어큐뮬레이터(150)는 유입된 냉매를 액상, 기상으로 분리하면서 기상 냉매만 유출하여 전동압축기(110)로 유입되도록 한다.

또한, 냉매순환라인(100) 중 실내컨덴서(120)와 제1팽창밸브(130) 사이에는 2웨이밸브(101)가 구비되는데, 상기 2웨이밸브(101)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 실내컨덴서(120)와 제1팽창밸브(130) 사이의 냉매순환라인(100)을 개폐한다.

여기서 본 발명의 일 실시예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템은 제1냉매분기라인(400)이 포함되는데, 제1냉매분기라인(400)은 제1팽창밸브(130)의 유입단에서 일측이 분기되고, 타측은 전동압축기(110)의 유입단과 연결되어 선택적으로 냉매를 유동시킨다.

더불어 냉매순환라인(100)에는 제2냉매분기라인(500)이 연결되는데, 제2냉매분기라인(500)은 냉매순환라인(100) 중 2웨이밸브(101)의 유입단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 냉매순환라인(100) 중 2웨이밸브(101)의 유출단 측에 연결되어, 상기 2웨이밸브(101)의 개폐에 따라 선택적으로 실내컨덴서(120)에서 유출된 냉매가 제2냉매분기라인(500)을 따라 유동하게 된다.

그리고 제1냉매분기라인(400) 상에는 제2팽창밸브(410)가 구비되는데 제2팽창밸브(410)는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 선택적으로 개폐되어 제1냉매분기라인(400)을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하고, 제1냉매분기라인(400) 중 제2팽창밸브(410) 후방에는 칠러(420)가 구비되는데, 칠러(420)는 제2팽창밸브(410)에서 팽창된 냉매를 수용하고, 제1냉각수순환라인(200) 및 제2냉각수순환라인(300)을 따라 각각 유동하는 냉각수를 냉매와 열교환시킨다.

이때 제1냉각수순환라인(200)은 배터리(B)가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키는데, 제1냉각수순환라인(200)은 제1워터펌프(210)와, 수가열수단(220)이 포함된다.

제1냉각수순환라인(200) 상의 제1워터펌프(210)는 제1냉각수순환라인(200)을 따라 유동하는 냉각수를 강제 유동시키고, 상기 수가열수단(220)은 제1냉각수순환라인(200)을 따라 유동하는 냉각수를 가열한다.

그리고 제1냉각수순환라인(200)에는 제1냉각수분기라인(600)이 연결되는데, 제1냉각수분기라인(600)은 제1냉각수순환라인(200) 중 배터리(B)의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 배터리(B)의 유입단 측에 연결된다.

이때 제1냉각수순환라인(200) 중 제1냉각수분기라인(600)의 일측이 분기되는 분기지점에는 3웨이밸브(230)가 구비되어, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 3웨이밸브(230)의 유로 변경으로 냉각수의 유동경로 개폐 및 경로 변경된다.

제1 냉각수분기라인(600)에는 제3 워터펌프(610), 제1 냉각수바이패스라인(620), 배터리라디에이터(630)가 포함되는데, 제3워터펌프(610)는 제1 냉각수분기라인(600) 상에 구비되어, 제1냉각수분기라인(600)을 따라 유동하는 냉각수를 강제 유동시키고, 제1 냉각수바이패스라인(620)은 제1 냉각수분기라인(600) 중 제3워터펌프(610)의 유입단 측에 일측이 연결되고, 타측은 수냉식 컨덴서(1000)의 유출단 측에 연결되어, 제1냉각수분기라인(600)을 따라 유동하는 냉각수를 유동시키며, 배터리라디에이터(630)는 제1냉각수분기라인(600) 중 수냉식 컨덴서(1000)의 유입단 측에 구비되어, 수냉식 컨덴서(1000)로 유입되기 전의 냉각수를 공냉시킨다.

그리고 제2냉각수순환라인(300)은 전장품(PE)가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키는데, 제2냉각수순환라인(300)에는 제2워터펌프(310)가 포함되어, 제2워터펌프(310)가 제2냉각수순환라인(300)을 따라 유동하는 냉각수를 강제 유동시킨다.

이때 제2냉각수순환라인(300)에는 제2냉각수분기라인(700)이 연결되는데, 제2냉각수분기라인(700)은 제2냉각수순환라인(300) 중 전장품의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 전장품(PE)의 유입단 측에 연결되고, 제2냉각수분기라인(700) 중 수냉식 컨덴서(1000)의 유입단 측에는 전장품라디에이터(710)가 구비되어, 수냉식 컨덴서(1000)로 유입되기 전의 냉각수를 공냉시킨다.

여기서, 수냉식 컨덴서(1000)의 제1 냉각수 공급관(1114A)과 제2 냉각수 공급관(1124A)은 배터리라디에이터(630)와 전장품라디에이터(710)에 각각 연결될 수 있다. 또한, 필요에 따라 전장품라디에이터(710)와 배터리라디에이터(630)에 각각 연결될 수 있다.

여기서 제2냉각수순환라인(300) 중 제2냉각수분기라인(700)의 일측이 분기되는 분기지점에는 3웨이밸브(320)가 구비되어, 냉난방 시스템의 제어부에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 3웨이밸브(320)의 유로 변경으로 냉각수의 유동경로 개폐 및 경로 변경된다.

그리고 수냉식 컨덴서(1000)은 제2냉매분기라인(500), 제1냉각수분기라인(600) 및 제2냉각수분기라인(700) 상에 중첩되어, 제2냉매분기라인(500), 제1냉각수분기라인(600) 및 제2냉각수분기라인(700)을 따라 각각 유동하는 냉매와 냉각수를 선택적으로 열교환 시킨다.

도 9는 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 냉방모드 시 냉매의 순환과정을 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 냉방모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 냉방모드가 선택되면, 공조유닛의 하우징(1001) 내부에 구비된 통로개폐도어(1005)가 난방통로(1003)는 폐쇄하고, 냉방통로(1004)는 개방하도록 제어된다.

그리고 제2웨이밸브(101) 및 제2팽창밸브(410)는 폐쇄 제어되고, 제1팽창밸브(130)는 개방 제어되며, 냉각수는 제2워터펌프(310) 및 제3워터펌프(610)의 구동으로 제1냉각수분기라인(600) 및 제1냉각수바이패스라인(620)과, 제2냉각수분기라인(700)을 따라 각각 순환하게 제어된다.

여기서 제1냉각수순환라인(200)의 3웨이밸브(230)는 폐쇄 제어되어 냉각수는 제1냉각수분기라인(600) 및 제1냉각수바이패스라인(620)을 따라 순환하고, 제2냉각수순환라인(300)의 3웨이밸브(320)는 제2냉각수분기라인(700)을 따라 냉각수가 순환하게 유로가 변경 제어된다.

냉매는 전동압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 전동압축기(110)에서 토출된 냉매는 냉매순환라인(100)을 따라 실내컨덴서(120)로 유입되는데, 이때 실내컨덴서(120)로 유입된 급기의 열교환 없이 유출된다.

그리고 실내컨덴서(120)에서 유출된 냉매는 냉매순환라인(100)을 따라 유동하다 분기지점을 통해 제2냉매분기라인(500)을 따라 유동하고, 제1팽창밸브(130)에 의해 팽창된 후, 증발기(140)로 유입된다.

이때 냉각수는 제2워터펌프(310) 및 제3워터펌프(610)에 의해 제1냉각수분기라인(600)과, 제2냉각수분기라인(700)을 따라 각각 순환하게 되는데, 여기서 제1냉각수분기라인(600)과, 제2냉각수분기라인(700) 각각에 배치된 배터리라디에이터(630) 및 전장품라디에이터(710)에 의해 각각 공냉된 후, 제2냉매분기라인(500), 제1냉각수분기라인(600), 제2냉각수분기라인(700)을 중첩하는 수냉식 컨덴서(1000)에서 냉매와의 열교환으로 냉매가 방열하여 냉매가 냉각된다.

그리고 수냉식 컨덴서(1000)에서 냉각된 후 증발기(140)로 유입된 냉매는 증발기(140)에서 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 흡열하여 급기가 냉각되고, 냉각된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.

그리고 증발기(30)에서 유출된 냉매는 냉매순환라인(100)을 통해 어큐뮬레이터(150)로 유입된다.

상기 어큐뮬레이터(150)로 유입된 냉매는 액상과 기상으로 분리되면서 기상 냉매만 유출되고, 유출된 기상 냉매는 냉매순화라인(100)을 통해 전동압축기(110)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.

도 10은 도 8에 도시된 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 냉난방 시스템의 의 냉방 및 배터리냉각모드 시 냉매의 순환과정을 보인 도면이다.

도 10을 참조하면, 냉방 배터리 냉각모드에서는 냉난방 시스템의 제어부에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 냉방 배터리 냉각모드가 선택되면, 공조유닛의 하우징(1001) 내부에 구비된 통로개폐도어(1005)가 난방통로(1003)는 폐쇄하고, 냉방통로(1004)는 개방하도록 제어된다.

그리고 제2웨이밸브(101) 및 제1팽창밸브(130)는 개방 제어되고, 제2팽창밸브(410)는 개방 제어되며, 냉각수는 제1워터펌프(210), 제2워터펌프(310) 및 제3워터펌프(610)의 구동으로 제1냉각수순환라인(200)과, 제1냉각수분기라인(600) 및 제1냉각수바이패스라인(620)과, 제2냉각수분기라인(700)을 따라 각각 순환하게 제어된다.

여기서 제1냉각수순환라인(200)의 3웨이밸브(230)는 냉각수가 제1냉각수순환라인(200)와 제1냉각수분기라인(600) 및 제1냉각수바이패스라인(620)을 따라 각각 순환하게 유로 제어되고, 제2냉각수순환라인(300)의 3웨이밸브(320)는 제2냉각수분기라인(700)으로 냉각수가 순환하게 유로를 변경하여 제어한다.

또한, 실내컨덴서(120)에서 유출된 냉매는 냉매순환라인(100)을 따라 유동하다 분기지점을 통해 제1냉매분기라인(400)을 따라 유동하고, 제2팽창밸브(410)에 의해 팽창된 후, 칠러(420)로 유입된다.

이때 칠러(420)로 유입된 냉매는 제1냉각수순환라인(200)을 따라 순환하는 냉각수와의 열교환으로 흡열하여 냉매가 냉각수를 냉각하여 배터리의 냉각이 이루어지고, 칠러(420)로 유출된 냉매는 제1냉매분기라인(400)에서 냉매순환라인(100)으로 합류한 후, 어큐뮬레이터(150)로 유입된다.

어큐뮬레이터(150)로 유입된 냉매는 액상과 기상으로 분리되면서 기상 냉매만 유출되고, 유출된 기상 냉매는 냉매순화라인(100)을 통해 전동압축기(110)로 재유입되는 순환과정을 이룬다.

상기와 같은 본 발명은, 리시버 드라이어가 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성되고, 응축 영역과 과냉 영역 사이에 배치되는 연결부를 통해 리시버 드라이어에 대한 냉매 유동이 이루어질 수 있다. 또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역 사이에 배치되는 연결부 일측으로 차체에 고정되는 연결 브라켓을 형성하여 구성 요소의 수가 감소될 수 있다. 또한, 본 발명은 응축 영역과 과냉 영역이 일체로 구성된 차량용 수냉식 컨덴서를 사용하는 전기자동차용 냉난방 시스템을 제공할 수 있다.

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.

100: 냉매순환라인 101: 2웨이밸브
110: 전동압축기 120: 실내컨덴서
130: 제1팽창밸브 140: 증발기
150: 어큐뮬레이터 200: 제1냉각수순환라인
210: 제1워터펌프 220: 수가열수단
230: 3웨이밸브 300: 제2냉각수순환라인
310: 제2워터펌프 320: 3웨이밸브
400: 제1냉매분기라인 410: 제2팽창밸브
420: 칠러 500: 제2냉매분기라인
510: 수냉컨덴서 600: 제1냉각수분기라인
610: 제3워터펌프 620: 제1냉각수바이패스라인
630: 배터리라디에이터 700: 제2냉각수분기라인
710: 전장품라디에이터 1001: 공조유닛의 하우징
1002: 송풍수단 1003: 난방통로
1004: 냉방통로 1005: 통로개폐도어
1006: PTC 히터 1000: 수냉식 컨덴서
1110: 응축부 1120: 과냉부
1114A: 제1 냉각수 공급로 1124A: 제2 냉각수 공급로
1126B: 냉매 배출관 B: 배터리
PE: 전장품

Claims

차량용 공조장치에서 사용되는 수냉식 컨덴서로서,
응축부;
상기 응축부의 일측으로 배치되는 과냉부;
양단으로는 냉매 유입공과 냉매 배출공이 형성되고, 상기 응축부에서 응축되어 배출되는 냉매가 포함하는 습기와 불순물을 제거하여 상기 과냉부로 배출하는 리시버 드라이어; 및
판 형상으로 이루어지고 양측면으로는 상기 응축부와 상기 과냉부가 각각 연결되고, 일측으로는 상기 리시버 드라이어가 연결되며, 상기 응축부에서 상기 리시버 드라이어의 냉매 유입공으로, 상기 리시버 드라이어의 냉매 배출공에서 상기 과냉부로의 냉매 이동 경로를 제공하는 연결부; 를 포함하고,
상기 연결부는,
일면은 상기 응축부의 일면에 부착되고, 냉매 유입홀이 형성되는 직사각형의 제1 연결판과,
일면이 상기 제1 연결판의 타면에 부착되고, 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공으로의 냉매 유출입을 수행하는 제1 및 제2 가이드홈이 일측으로 형성되는 직사각형의 제2 연결판과,
일면이 상기 제2 연결판의 타면에 부착되고, 냉매 배출홀이 형성되는 직사각형의 제3 연결판을 포함하며,
상기 제1 연결판은,
일측 양단으로 돌출되어 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공과 각각 삽입되는 제1 연결 리브와,
타측단에 돌출되어 차체에 고정되는 제1 연결 브라켓과,
상기 제1 연결 리브의 일측 저면에 일정 높이로 돌출되는 제1 고정턱을 포함하는 수냉식 컨덴서.
제1항에 있어서,
상기 응축부는,
내측으로 냉매가 유동하고 복수로 적층되는 제1 냉매 유동판과,
내측으로 냉각수가 유동하고 상기 제1 냉매 유동판과 교대로 적층되는 복수의 제1 냉각수 유동판과,
상기 제1 냉각수 유동판의 일측 모서리에 연결되고 상기 복수의 제1 냉각수 유동판으로 냉각수를 공급하는 제1 냉각수 공급관과,
상기 제1 냉각수 유동판 상의 타측 모서리에 연결되어 상기 복수의 제1 냉각수 유동판에서 사용된 상기 냉각수가 배출되도록 하는 제1 냉각수 배출관과,
상기 제1 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되어 냉매를 공급하는 제1 냉매 공급관과,
상기 제1 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되어 상기 냉매가 상기 연결부로 배출되도록 하는 제1 냉매 배출관을 포함하는 수냉식 컨덴서.
제2항에 있어서,
상기 제1 냉매 유동판과 상기 제1 냉각수 유동판의 내측으로는 난류 발생 구조가 배치되는 수냉식 컨덴서.
제1항에 있어서,
상기 과냉부는,
내측으로 냉매가 유동하고 복수로 적층되는 제2 냉매 유동판과,
내측으로 냉각수가 유동하고 상기 제2 냉매 유동판과 교대로 적층되는 복수의 제2 냉각수 유동판과,
상기 제2 냉각수 유동판의 일측 모서리에 배치되고 상기 복수의 제2 냉각수 유동판으로 냉각수를 공급하는 제2 냉각수 공급관과,
상기 제2 냉각수 유동판 상의 타측 모서리에 배치되어 상기 복수의 제2 냉각수 유동판에서 사용된 상기 냉각수가 배출되도록 하는 제2 냉각수 배출관과,
상기 제2 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되고 상기 연결부를 통해 배출되는 냉매를 상기 제2 냉매 유동판으로 공급하는 제2 냉매 공급관과,
상기 제2 냉매 유동판의 일측 모서리로 연결되어 상기 제2 냉매 유동판에서 배출되는 상기 냉매를 외부로 배출시키는 제2 냉매 배출관을 포함하는 수냉식 컨덴서.
제4항에 있어서,
상기 제2 냉매 유동판과 상기 제2 냉각수 유동판의 내측으로는 난류 발생 구조가 배치되는 수냉식 컨덴서.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제2 연결판은,
상기 제1 가이드홈과 상기 제2 가이드홈의 입구 양측에 각각 돌출되어 상기 냉매 유입홀과 상기 냉매 배출홀에 삽입되는 삽입 가이드 리브와,
상기 삽입 가이드 리브의 일측에 일정 높이로 돌출되는 제2 고정턱을 포함하는 수냉식 컨덴서.
제8항에 있어서,
상기 제3 연결판은,
일측 양단으로 돌출되어 상기 리시버 드라이어와의 연결되는 제2 연결 리브와,
타측단에 돌출되어 차체에 고정되는 제2 연결 브라켓과,
상기 제2 연결 리브의 일측 저면에 일정 높이로 돌출되는 제3 고정턱을 더 포함하는 수냉식 컨덴서.
제9항에 있어서,
상기 제3 연결판은,
상기 제2 연결 브라켓의 반대 방향으로 돌출되어 상기 리시버 드라이어의 측면과 걸리는 홀더를 더 포함하는 수냉식 컨덴서.
제9항에 있어서,
상기 제1 가이드홈의 저면은 상기 냉매 유입홀과 연통하고,
상기 제2 가이드홈의 저면은 상기 냉매 배출홀과 연통하는 수냉식 컨덴서.
제9항에 있어서,
상기 제1 연결 리브와 상기 제2 연결 리브의 이격 거리는,
상기 제1 및 제2 가이드홈의 이격 거리에 대응하는 수냉식 컨덴서.
제9항에 있어서,
상기 제1 내지 제3 고정턱의 높이는 동일한 수냉식 컨덴서.
제9항에 있어서,
상기 제1 연결 리브와 상기 제2 연결 리브의 길이는 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공의 길이에 대응하는 수냉식 컨덴서.
제14항에 있어서,
상기 제1 연결 리브와 상기 제2 연결 리브의 길이는,
상기 삽입 가이드 리브의 이격거리에 대응하는 수냉식 컨덴서.
제1항에 있어서
상기 연결판의 두께는 상기 냉매 유입공과 상기 냉매 배출공의 폭에 대응하는 수냉식 컨덴서.
제16항에 있어서
상기 제1 내지 제3 연결판 각각의 두께는 2mm 이상인 수냉식 컨덴서.
제1항 내지 제5항 및 제8항 내지 제17항 중 어느 한 항에 기재된 수냉식 컨덴서;
자동차 실내의 난방 및 냉방이 선택적으로 이루어지도록 냉매를 전동압축기, 실내컨덴서, 제1팽창밸브, 증발기로 순환시키는 냉매순환라인;
배터리가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키는 제1냉각수순환라인;
전장품가 냉각되도록 선택적으로 냉각수를 순환시키는 제2냉각수순환라인;
상기 제1팽창밸브의 유입단에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 전동압축기의 유입단과 연결되어 선택적으로 냉매를 유동시키는 제1냉매분기라인;
상기 제1냉매분기라인 상에 구비되고, 선택적으로 개폐되어 상기 제1냉매분기라인을 유동하는 냉매를 팽창시켜 유출하는 제2팽창밸브;
상기 제1냉매분기라인 중 제2팽창밸브 후방에 구비되어, 상기 제2팽창밸브에서 팽창된 냉매를 수용하고, 상기 제1냉각수순환라인 및 제2냉각수순환라인을 따라 각각 유동하는 냉각수를 냉매와 열교환시키는 칠러;
상기 냉매순환라인 중 실내컨덴서와 제1팽창밸브 사이에 구비되어, 상기 실내컨덴서와 제1팽창밸브 사이의 냉매순환라인을 개폐하는 2웨이밸브와;
상기 냉매순환라인 중 2웨이밸브의 유입단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 냉매순환라인 중 2웨이밸브의 유출단 측에 연결되는 제2냉매분기라인과;
상기 제1냉각수순환라인 중 배터리의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 배터리의 유입단 측에 연결되는 제1냉각수분기라인과;
상기 제2냉각수순환라인 중 전장품의 유출단 측에서 일측이 분기되고, 타측은 상기 전장품의 유입단 측에 연결되는 제2냉각수분기라인과;을 포함하고,
상기 수냉식 컨덴서는,
상기 제2냉매분기라인, 제1냉각수분기라인 및 제2냉각수분기라인 상에 중첩되어, 상기 제2냉매분기라인, 제1냉각수분기라인 및 제2냉각수분기라인을 따라 각각 유동하는 냉매와 냉각수를 선택적으로 열교환시키는 전기자동차용 냉난방 시스템.