KR102644208B1 - 차량용 공조장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1영역에 제1증발기가 구비되고, 제2영역에 제2증발기 및 응축기가 구비되어 제습을 위하여 유로 구성을 복잡하게 형성할 필요없이 제2영역에 구비되는 제2송풍부만 작동하여 제습 모드를 수행할 수 있고, 구성을 단순화하여 소형화가능하며, 소비 전력을 줄일 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제1영역에 제1증발기가 구비되고, 제2영역에 제2증발기 및 응축기가 구비되어 제습을 위하여 유로 구성을 복잡하게 형성할 필요없이 제2영역에 구비되는 제2송풍부만 작동하여 제습 모드를 수행할 수 있고, 구성을 단순화하여 소형화가능하며, 소비 전력을 줄일 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor), 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser), 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창밸브, 그리고, 상기 팽창밸브에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator) 등이 냉매 배관으로 연결되어 이루어진다.
상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 블로어가 송풍하는 공기가 상기 증발기를 거치면서 증발기 내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터를 이용하게 된다.
한편, 상기 응축기는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.
최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 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.
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.
그러나, 상기 종래기술은, 제습을 위해서는 냉풍통로(11)를 통과한 공기가 다시 온풍통로(12)를 유동하기 위한 유로 및 도어 구성이 필요하여 전체 크기가 커질 수 밖에 없는 문제점이 있다.
또한, 탑승객의 쾌적성을 보다 높이기 위하여 소음을 줄이는 요구가 높아지고 있다.
특허1) 대한민국 등록특허 10-1251206호(발명의 명칭 : 차량용 무시동 에어컨)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 제1영역에 제1증발기가 구비되고, 제2영역에 제2증발기 및 응축기가 구비되어 제습을 위하여 유로 구성을 복잡하게 형성할 필요없이 제2영역에 구비되는 제2송풍부만 작동하여 제습 모드를 수행할 수 있고, 구성을 단순화하여 소형화가능하며, 소비 전력을 줄일 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 제1증발기 및 제2증발기로 공급되는 냉매를 교축하며 흐름을 조절가능한 제1팽창밸브 및 제2팽창밸브가 각각 구비되고, 제1팽창밸브, 제2팽창밸브, 제1송풍부 및 제2송풍부의 작동이 모드 설정에 따라 개별적으로 제어되어 냉난방 공조 및 제습 모드의 작동이 가능한 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
특히, 본 발명의 목적은 제습 모드 작동시 제1송풍부는 작동되지 않고 제2송풍부만 작동되어 수행할 수 있어 작동을 위한 소비전력을 줄일 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 제1송풍부 및 제2송풍부가 각각 상기 제1증발기 및 응축기의 후측에서 공기를 흡입하여 이송하는 형태로서, 작동 소음을 줄일 수 있으며, 상기 제1송풍부 및 제2송풍부가 각각 상기 제1증발기 및 응축기에 인접하게 구비될 수 있어 공기 유로 길이를 줄임에 따라 소형화가 가능한 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
또, 본 발명의 목적은 응축기와 연결되는 기액분리기가 공조케이스의 외측 영역 중, 제1송풍부를 감싸는 제1공조케이스와 제2송풍부를 감싸는 제2공조케이스 사이에 구비되어 소형화가 가능한 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
아울러, 본 발명의 목적은 제1내외기와 제1영역을 형성하는 제1공조케이스 및 상기 제2내외기와 제2영역을 형성하는 제2공조케이스가 조립되어 공조케이스를 형성할 수 있어 2개의 모듈의 조립에 의해 제조가 용이하며, 독립적인 공기 이송 유로를 형성하는 것이 용이한 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 제1내외기 및 제2내외기가 각각 공조케이스에 형성되어 제1영역 및 제2영역으로 공급되는 공기를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 내, 외기를 선택하여 제1공조풍으로 유입하는 제1내외기(210); 상기 제1공조풍을 냉각하기 위한 제1증발기(310); 상기 제1내외기(210) 및 제1증발기(310)를 통과한 상기 제1공조풍을 유동시켜 차량의 일측에 송풍하는 제1송풍부(610)가 제1방향으로 직렬로 배치된 구조의 제1공조케이스(110); 및 내, 외기를 선택하여 제2공조풍으로 유입하는 제2내외기(220); 상기 제2공조풍을 냉각하기 위한 제2증발기(320); 상기 제2내외기(220), 및 제2증발기(320)를 통과한 상기 제2공조풍을 유동시켜 차량의 타측에 송풍하는 제2송풍부(620)가 상기 제1방향으로 직렬로 배치된 구조의 제2공조케이스(120)를 포함하되,상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스(120)는 상기 제1방향과 교차하는 방향의 제2방향으로 인접 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 공조장치(1000)는 상기 제2공조케이스(120) 내부에 상기 제2공조풍을 가열하기 위한 응축기(400)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 차량용 공조장치(1000)는 각각 상기 제1증발기(310)로 공급되는 냉매를 교축하는 제1팽창밸브(510); 및 상기 제2증발기(320)로 공급되는 냉매를 교축하는 제2팽창밸브(520)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 차량용 공조장치(1000)는 공조 모드에 따라 상기 제1팽창밸브(510), 제2팽창밸브(520)의 작동, 제1송풍부(610) 및 제2송풍부(620)의 작동이 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 공조장치(1000)는 공기 유동 방향으로 상기 제2증발기(320) 및 응축기(400)가 나란하게 구비되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1공조케이스(110)는 상기 제1송풍부(610)가 구비된 영역으로부터 연장되어 차량 실내와 연통되는 제1연통부(111)와, 상기 제1연통부(111)의 일정영역이 중공되어 차량 외부로 공기가 배출되는 제1배출부(112)가 형성되며, 상기 제1연통부(111) 및 제1배출부(112)의 공기 흐름이 제1배출조절도어(130)에 의해 제어되고, 상기 제2공조케이스(120)는 상기 제2송풍부(620)가 구비된 영역으로부터 연장되어 차량 실내와 연통되는 제2연통부(121)와, 상기 제2연통부(121)의 일정영역이 중공되어 차량 외부로 공기가 배출되는 제2배출부(122)가 형성되며, 상기 제2연통부(121) 및 제2배출부(122)의 공기 흐름이 제2배출조절도어(140)에 의해 제어되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 공조장치(1000)는 최대 냉방 모드 및 최대 난방 모드에서, 냉매가 압축기(900), 상기 응축기(400), 제1팽창밸브(510), 및 제1증발기(310)를 순환하고, 상기 제1송풍부(610), 제2송풍부(620)가 작동되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 차량용 공조장치(1000)는 최대 냉방 모드에서, 상기 제1배출조절도어(130)가 제1연통부(111)를 개방하고 제1배출부(112)를 폐쇄하며, 상기 제2배출조절도어(140)가 제2연통부(121)를 폐쇄하고 제2배출부(122)를 개방하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 공조장치(1000)는 최대 난방 모드에서, 상기 제1배출조절도어(130)가 제1연통부(111)를 폐쇄하고 제1배출부(112)를 개방하며, 상기 제3배출조절도어가 제2연통부(121)를 개방하고 제2배출부(122)를 폐쇄하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 차량용 공조장치(1000)는 제습 모드에서, 냉매가 압축기(900), 상기 응축기(400), 제2팽창밸브(520), 및 제2증발기(320)를 순환하고, 상기 제1송풍부(610)는 작동되지 않고, 상기 제2송풍부(620)만 작동되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 차량용 공조장치(1000)는, 상기 제1내외기(210)와 제1증발기(310) 사이에 구비되는 제1필터(710); 및 상기 제2내외기(220)와 제2증발기(320) 사이에 구비되는 제2필터(720)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 공조장치(1000)는 상기 응축기(400)와 연결되는 기액분리기(410)가 상기 제1송풍부(610)를 감싸는 제1공조케이스(110)와 제2송풍부(620)를 감싸는 제2공조케이스(120) 사이 영역에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제1내외기(210)는, 공기 흐름 방향으로 상기 제1증발기(310)의 전측에 반원형태로 돌출되며, 상측 원주 일정 영역이 외기가 유입되는 제1외기유입구(212)를 형성하고 하측 원주 일정 영역이 내기가 유입되는 제1내기유입구(213)를 형성하는 제1내외기케이스(211); 및 상기 제1내외기케이스(211) 내부에 구비되어 외기 및 내기 흐름을 조절하는 제1내외기조절도어(214)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 제2내외기(220)는, 공기 흐름 방향으로 상기 제2증발기(320)의 전측에 반원형태로 돌출되며, 상측 원주 일정 영역이 외기가 유입되는 제2외기유입구(222)를 형성하고 하측 원주 일정 영역이 내기가 유입되는 제2내기유입구(223)를 형성하는 제2내외기케이스(221); 및 상기 제2내외기케이스(221) 내부에 구비되어 외기 및 내기 흐름을 조절하는 제2내외기조절도어(224)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이에 따라, 본 발명의 차량용 공조장치는 제1영역에 제1증발기가 구비되고, 제2영역에 제2증발기 및 응축기가 구비되어 제습을 위하여 유로 구성을 복잡하게 형성할 필요없이 제2영역에 구비되는 제2송풍부만 작동하여 제습 모드를 수행할 수 있고, 구성을 단순화하여 소형화가능하며, 소비 전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량용 공조장치는 제1증발기 및 제2증발기로 공급되는 냉매를 교축하며 흐름을 조절가능한 제1팽창밸브 및 제2팽창밸브가 각각 구비되고, 제1팽창밸브, 제2팽창밸브, 제1송풍부 및 제2송풍부의 작동이 모드 설정에 따라 개별적으로 제어되어 냉난방 공조 및 제습 모드의 작동이 가능한 장점이 있다.
특히, 본 발명의 차량용 공조장치는 제습 모드 작동시 제1송풍부는 작동되지 않고 제2송풍부만 작동되어 수행할 수 있어 작동을 위한 소비전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.
또, 본 발명의 차량용 공조장치는 제1송풍부 및 제2송풍부가 각각 상기 제1증발기 및 응축기의 후측에서 공기를 흡입하여 이송하는 형태로서, 작동 소음을 줄일 수 있으며, 상기 제1송풍부 및 제2송풍부가 각각 상기 제1증발기 및 응축기에 인접하게 구비될 수 있어 공기 유로 길이를 줄임에 따라 소형화가 가능한 장점이 있다.
또, 본 발명의 차량용 공조장치는 응축기와 연결되는 기액분리기가 공조케이스의 외측 영역 중, 제1송풍부를 감싸는 제1공조케이스와 제2송풍부를 감싸는 제2공조케이스 사이에 구비되어 소형화가 가능한 장점이 있다.
아울러, 본 발명의 차량용 공조장치는 제1내외기와 제1영역을 형성하는 제1공조케이스 및 상기 제2내외기와 제2영역을 형성하는 제2공조케이스가 조립되어 공조케이스를 형성할 수 있어 2개의 모듈의 조립에 의해 제조가 용이하며, 독립적인 공기 이송 유로를 형성하는 것이 용이한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 차량용 공조장치는 제1내외기 및 제2내외기가 각각 공조케이스에 형성되어 제1영역 및 제2영역으로 공급되는 공기를 보다 효과적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 사시도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 분해사시도.
도 4 내지 도 6은 각각 상기 도 2에 도시한 AA' 방향 내지 CC'' 방향 단면도.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치를 나타낸 개략도.
도 8은 본 발명의 차량용 공조장치를 포함하는 공조 시스템을 나타낸 개략도.
도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 최대 냉방, 최대 난방, 및 제습 모드를 나타낸 도면.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량용 공조장치(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)의 분해사시도이며, 도 4 내지 도 6은 각각 상기 도 2에 도시한 AA' 방향 내지 CC'' 방향 단면도이고, 도 7은 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)를 나타낸 개략도이며, 도 8은 본 발명의 차량용 공조장치(1000)를 포함하는 공조 시스템(S)을 나타낸 개략도이고, 도 9 내지 도 11은 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)의 최대 냉방, 최대 난방, 및 제습 모드를 나타낸 도면이다.
본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 제1공조케이스(110), 제2공조케이스(120), 제1증발기(310), 제2증발기(320), 제1송풍부(610) 및 제2송풍부(620)를 포함한다.
본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 제1공조케이스(110), 제2공조케이스(120)를 포함하여 공조케이스(100)를 형성하는 것으로, 상기 제1공조케이스(110)에 제1내외기(210), 제1증발기(310), 및 제1송풍부(610)가 형성된다. 상기 제1공조케이스(110) 내부의 공간은 상기 제1내외기(210)에 의해 유입된 내기 또는 외기가 제1공조풍으로 유입되어 이동되는 제1영역(100A)을 형성한다.
또한, 상기 제2공조케이스(120)에 제2내외기(220), 제2증발기(320), 및 제2송풍부(620)가 형성된다. 상기 제2공조케이스(120) 내부 공간은 상기 제2내외기(220)에 의해 유입된 내기 또는 외기가 제2공조풍으로 유입되어 이동되는 제2영역(100B)을 형성한다.
이를 통해, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스(120)에 의해 독립적인 유로를 형성할 수 있으며, 상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스(120)에 나머지 구성을 내장한 상태의 모듈 조립에 의해 간단하게 제조가 가능한 장점이 있다.
이 때, 상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스(120)는 상기 제1내외기(210) 및 제2내외기(220)기에 의해 각각 공기가 유입되어 이동되는 부분으로, 상기 제1공조케이스(110)의 제1영역(100A)으로 유입된 공기(제1공조풍)는 냉각되어 차량 실내 냉방을 수행하거나 배출된다. 또한, 상기 제2공조케이스(120)의 제2영역(100B)으로 유입된 공기(제2공조풍)는 가열되어 차량 실내 난방을 수행하거나 배출된다. 이 때, 상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스(120)를 각각 통과하여 토출되는 제1공조풍 및 제2공조풍은 차량의 다른 영역을 공조할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1공조케이스(110)를 통과한 제1공조풍은 후석을 공조하고, 상기 제2공조케이스(120)를 통과한 제2공조풍은 전석을 공조하는 형태일 수 있다. 또, 상기 제1공조케이스(110)를 통과한 제1공조풍은 보조석을 공조하고, 상기 제2공조케이스(120)를 통과한 제2공조풍은 운전석을 공조하는 형태일 수 있다. 물론 그 반대의 경우도 가능하다. 특히, 제1공조풍 및 제2공조풍 중 하나는 차량 실내 냉방 또는 난방용으로 이용하며, 나머지 하나는 전석의 앞유리 성애를 제거하는 제습 공조를 수행하도록 하는 등 다른 공조를 수행하여 차량의 다른 영역에 토출될 수 있다.
먼저, 상기 공조케이스(100)의 공기가 유입되는 측인 제1내외기(210) 및 제2내외기(220)부터 설명한다.
상기 제1내외기(210)는 제1내외기케이스(211) 및 제1내외기조절도어(214)를 포함한다. (도 4 참조)
상기 제1내외기케이스(211)는 공조케이스(100)의 제1영역(100A)에 형성되어 외기 및 내기가 유입되는 부분이다. 더욱 상세하게, 상기 제1내외기케이스(211)는 공기 흐름 방향으로 상기 제1증발기(310)의 전측에 반원형태로 돌출되며, 상측 원주 일정 영역이 외기가 유입되는 제1외기유입구(212)를 형성하고 하측 원주 일정 영역이 내기가 유입되는 제1내기유입구(213)가 형성된다.
상기 제1내외기조절도어(214)는 상기 제1내외기케이스(211) 내부에 구비되어 제1영역(100A)의 외기 및 내기 흐름을 조절한다.
상기 제2내외기(220)는 제2내외기케이스(221) 및 제2내외기조절도어(224)를 포함한다. (도 5 참조)
상기 제2내외기케이스(221)는 공조케이스(100)의 제2영역(100B)에 형성되어 외기 및 내기가 유입되는 부분이다. 더욱 상세하게, 상기 제2내외기케이스(221)는 공기 흐름 방향으로 상기 제2증발기(320)의 전측에 반원형태로 돌출되며, 상측 원주 일정 영역이 외기가 유입되는 제2외기유입구(222)를 형성하고 하측 원주 일정 영역이 내기가 유입되는 제2내기유입구(223)를 형성한다.
상기 제2내외기조절도어(224)는 상기 제2내외기케이스(221) 내부에 구비되어 제2영역(100B)의 외기 및 내기 흐름을 조절한다.
본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 제1내외기(210)와 제1증발기(310) 사이에 제1필터(710) 및 상기 제2내외기(220)와 제2증발기(320) 사이에 제2필터(720)가 구비되어 공기 중에 포함된 이물질을 걸러내도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공조케이스(100)는 열교환된 공기가 차량 실내로 이송되거나 배출되는 흐름을 형성하기 위하여, 상기 제1공조케이스(110)는 제1연통부(111), 및 제1배출부(112)가 형성되고, 제1배출조절도어(130)가 구비되며, 상기 제2공조케이스(120)는 제2연통부(121) 및 제2배출부(122)가 형성되고, 제2배출조절도어(140)가 구비된다.
상기 제1연통부(111)는 상기 제1공조케이스(110)의 상기 제1송풍부(610)가 구비된 영역으로부터 연장되어 차량 실내와 연통되는 부분으로, 상기 제1영역(100A)의 제1증발기(310)를 통과하면서 냉각된 공기가 이송되어 냉방을 수행한다.
상기 제1배출부(112)는 상기 제1연통부(111)의 일정영역이 중공되어 냉각된 공기가 필요하지 않은 공조 모드인 경우 배출된다.
상기 제1배출조절도어(130)는 상기 제1연통부(111) 내부에 구비되어 상기 제1영역(100A)의 공기가 상기 제1연통부(111)를 통해 차량 실내로 공급되거나, 상기 제1배출부(112)를 통해 배출되는 흐름을 제어한다.
상기 제2연통부(121)는 상기 제2공조케이스(120)의 제2송풍부(620)가 구비된 영역으로부터 연장되어 차량 실내와 연통되는 부분으로, 상기 제2영역(100B)의 응축기(400)를 통과하면서 가열된 공기가 이송되어 난방을 수행하거나 상기 제2증발기(320) 및 응축기(400)를 통과하면서 제습, 가열된 공기가 차량 실내로 공급된다.
상기 제2배출부(122)는 상기 제2연통부(121)의 일정영역이 중공되어 가열된 공기가 필요하지 않은 공조 모드인 경우 배출된다.
상기 제2배출조절도어(140)는 상기 제2연통부(121) 내부에 구비되어 상기 제2영역(100B)의 공기가 상기 제2연통부(121)를 통해 차량 실내로 공급되거나, 상기 제2배출부(122)를 통해 배출되는 흐름을 제어한다.
상기 도 6은 상기 제1배출부(112)가 상기 제1연통부(111)의 하측에 형성되고, 상기 제2배출부(122)가 상기 제2연통부(121)의 일측에 형성된 예를 나타내었으나, 형성 위치 등은 더욱 다양하게 형성될 수 있다.
상기 제1증발기(310)는 상기 공조케이스(100)의 제1영역(100A) 내부에 구비되는 것으로, 상기 제1내외기(210)를 통해 유입된 공기를 냉각하여 냉방을 수행하는 구성이다.
상기 제2증발기(320)는 상기 공조케이스(100)의 제2영역(100B) 내부에 구비되는 것으로, 상기 제2내외기(220)를 통해 유입된 공기를 냉각하여 공기 중에 포함된 수분을 제거하는 제습을 수행하는 구성이다.
상기 제1증발기(310) 및 제2증발기(320)는 각각 냉매를 교축하며 그 흐름을 제어하는 제1팽창밸브(510) 및 제2팽창밸브(520)와 연결된다. 즉, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 공조 모드에 따라 상기 제1팽창밸브(510) 및 제2팽창밸브(520)의 작동이 개별적으로 제어된다. 더욱 상세하게, 제습이 필요하지 않은 경우, 상기 제2팽창밸브(520)는 오프(OFF) 상태로, 상기 제2증발기(320)로 냉매를 공급하지 않는다. 각 공조 모드에 따른 냉매 흐름 및 작동은 아래에서 다시 설명한다.
상기 응축기(400)는 상기 공조케이스(100)의 제2영역(100B) 내부의 상기 제2증발기(320) 후측에 구비되는 것으로, 상기 제2내외기(220)를 통해 유입된 공기를 가열하여 난방을 수행하는 구성이다. 상기 응축기(400)에 연결되는 기액분리기(410)는 공간을 확보하기 위하여 상기 공조케이스(100) 외측에 장착되되, 상기 제1송풍부(610)를 감싸는 제1공조케이스(110)와 제2송풍부(620)를 감싸는 제2공조케이스(120) 사이 영역에 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1송풍부(610)는 상기 제1영역(100A)의 바람을 송풍하는 구성으로, 상기 공조케이스(100)의 제1영역(100A) 내부인, 공기 흐름 방향으로 상기 제1증발기(310) 후측에 구비된다.
상기 제2송풍부(620)는 상기 제2영역(100B)의 바람을 송풍하는 구성으로, 상기 공조케이스(100)의 제2영역(100B) 내부인, 공기 흐름 방향으로 상기 응축기(400) 후측에 구비된다.
본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 제1송풍부(610) 및 제2송풍부(620)의 작동이 개별적으로 제어될 수 있다.
다시 말해, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 제1공조케이스(110) 내부에서 제1내외기(210), 제1증발기(310) 및 제1송풍부(610)가 제1방향으로 직렬로 배치되고, 상기 제2공조케이스(120) 내부에서, 제2내외기(220), 제2증발기(320), 응축기(400), 및 제2송풍부(620)가 제1방향으로 직렬배치되며, 상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스가 상기 제1방향과 교차하는 방향의 제2방향으로 인접 배치된다. 이를 통해, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 전체 구성을 소형화할 수 있으며,
먼저, 본 발명의 차량용 열교환기를 포함하는 차량용 공조 시스템(S)을 살펴보면, 냉매는 압축기(900), 응축기(400)를 통과한 후, 공조 모드에 따라 상기 제1팽창밸브(510)와 제1증발기(310)를 통과하는 흐름 및 상기 제2팽창밸브(520)와 제2증발기(320)를 통과하는 흐름이 결정된다.
본 발명의 차량용 열교환기는 최대 냉방 모드 및 최대 난방 모드에서, 냉매가 압축기(900), 상기 응축기(400), 제1팽창밸브(510), 및 제1증발기(310)를 순환하고, 상기 제1송풍부(610) 및 제2송풍부(620)가 모두 작동된다.
이 때, 최대 냉방 모드인 경우, 상기 제1배출조절도어(130)는 제1연통부(111)를 개방하고 제1배출부(112)를 폐쇄하여 상기 제1증발기(310)와 열교환을 통해 냉각된 공기가 차량 실내로 공급되고, 상기 제2배출조절도어(140)는 제2연통부(121)를 폐쇄하고 제2배출부(122)를 개방하여 상기 응축기(400)와 열교환을 통해 가열된 공기가 실외로 배출된다. (도 9 참조)
또한, 최대 난방 모드인 경우, 상기 제1배출조절도어(130)는 제1연통부(111)를 폐쇄하고 제1배출구를 개방하여 상기 제1증발기(310)와 열교환을 통해 냉각된 공기가 실외로 배출되고, 상기 제2배출조절도어(140)는 제2연통부(121)를 개방하고 제2배출부(122)를 폐쇄하여 상기 응축기(400)와 열교환을 통해 가열된 공기가 차량 실내로 공급된다. (도 10 참조)
한편, 본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 제습 모드에서, 냉매가 상기 압축기(900), 응축기(400), 제2팽창밸브(520) 및 제2증발기(320)를 순환하고, 상기 제2송풍부(620)가 작동된다. 상기 제1송풍부(610)는 작동되지 않으며, 냉방이 필요치 않으므로, 상기 제2증발기(320)로 냉매가 공급되지 않는다. 이 때, 상기 제2내외기(220)를 통해 유입된 공기는 상기 제2증발기(320)를 통과하면서 공기 중의 수분이 제거되고, 상기 응축기(400)에 의해 온도 조절되어(가열되어) 차량 실내로 공급된다. (도 11 참조)
상술한 바와 같이, 본 발명의 차량용 열교환기는 상기 제1영역(100A)에 제1증발기(310)가 구비되고, 상기 제2영역(100B)에 제2증발기(320) 및 응축기(400)가 구비되어 제습을 위하여 유로 구성을 복잡하게 형성할 필요없이 제2영역(100B)에 구비되는 제2송풍부(620)만 작동하여 제습 모드를 수행할 수 있고, 구성을 단순화하여 소형화가능하며, 소비 전력을 줄일 수 있는 장점이 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 차량용 공조장치
100 : 공조케이스
100A : 제1영역 100B : 제2영역
110 : 제1공조케이스
111 : 제1연통부 112 : 제1배출부
120 : 제2공조케이스
121 : 제2연통부 122 : 제2배출부
130 : 제1배출조절도어
140 : 제2배출조절도어
210 : 제1내외기
211 : 제1내외기케이스
212 : 제1외기유입구 213 :: 제1내기유입구
214 : 제1내외기조절도어
220 : 제2내외기
221 : 제2내외기케이스
222 : 제2외기유입구 223 : 제2내기유입구
224 : 제2내외기조절도어
310 : 제1증발기
320 : 제2증발기
400 : 응축기 410 : 기액분리기
510 : 제1팽창밸브 520 : 제2팽창밸브
610 : 제1송풍부 620 : 제2송풍부
710 : 제1필터 720 : 제2필터
900 : 압축기
S : 차량용 공조 시스템

Claims (14)

  1. 내, 외기를 선택하여 제1공조풍으로 유입하는 제1내외기(210); 상기 제1공조풍을 냉각하기 위한 제1증발기(310); 상기 제1내외기(210) 및 제1증발기(310)를 통과한 상기 제1공조풍을 유동시켜 차량의 일측에 송풍하는 제1송풍부(610)가 제1방향으로 직렬로 배치된 구조의 제1공조케이스(110); 및
    내, 외기를 선택하여 제2공조풍으로 유입하는 제2내외기(220); 상기 제2공조풍을 냉각하기 위한 제2증발기(320); 상기 제2내외기(220), 및 제2증발기(320)를 통과한 상기 제2공조풍을 유동시켜 차량의 타측에 송풍하는 제2송풍부(620)가 상기 제1방향으로 직렬로 배치된 구조의 제2공조케이스(120)를 포함하되,
    상기 제1공조케이스(110) 및 제2공조케이스(120)는 상기 제1방향과 교차하는 방향의 제2방향으로 인접 배치되고,
    상기 제2공조케이스(120) 내부에 상기 제2공조풍을 가열하기 위한 응축기(400)가 더 구비되며,
    상기 제1증발기(310)로 공급되는 냉매를 교축하는 제1팽창밸브(510); 및 상기 제2증발기(320)로 공급되는 냉매를 교축하는 제2팽창밸브(520)를 더 포함하며,
    제습 모드에서, 냉매가 압축기(900), 상기 응축기(400), 제2팽창밸브(520), 및 제2증발기(320)를 순환하고, 상기 제1송풍부(610)는 작동되지 않고, 상기 제2송풍부(620)만 작동되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는 공조 모드에 따라 상기 제1팽창밸브(510), 제2팽창밸브(520)의 작동, 제1송풍부(610) 및 제2송풍부(620)의 작동이 개별적으로 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는 공기 유동 방향으로 상기 제2증발기(320) 및 응축기(400)가 나란하게 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1공조케이스(110)는 상기 제1송풍부(610)가 구비된 영역으로부터 연장되어 차량 실내와 연통되는 제1연통부(111)와, 상기 제1연통부(111)의 일정영역이 중공되어 차량 외부로 공기가 배출되는 제1배출부(112)가 형성되며, 상기 제1연통부(111) 및 제1배출부(112)의 공기 흐름이 제1배출조절도어(130)에 의해 제어되고,
    상기 제2공조케이스(120)는 상기 제2송풍부(620)가 구비된 영역으로부터 연장되어 차량 실내와 연통되는 제2연통부(121)와, 상기 제2연통부(121)의 일정영역이 중공되어 차량 외부로 공기가 배출되는 제2배출부(122)가 형성되며, 상기 제2연통부(121) 및 제2배출부(122)의 공기 흐름이 제2배출조절도어(140)에 의해 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는 최대 냉방 모드 및 최대 난방 모드에서, 냉매가 압축기(900), 상기 응축기(400), 제1팽창밸브(510), 및 제1증발기(310)를 순환하고, 상기 제1송풍부(610), 제2송풍부(620)가 작동되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는 최대 냉방 모드에서,
    상기 제1배출조절도어(130)가 제1연통부(111)를 개방하고 제1배출부(112)를 폐쇄하며,
    상기 제2배출조절도어(140)가 제2연통부(121)를 폐쇄하고 제2배출부(122)를 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는 최대 난방 모드에서,
    상기 제1배출조절도어(130)가 제1연통부(111)를 폐쇄하고 제1배출부(112)를 개방하며,
    상기 제2배출조절도어가 제2연통부(121)를 개방하고 제2배출부(122)를 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  10. 삭제
  11. 제5항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는,
    상기 제1내외기(210)와 제1증발기(310) 사이에 구비되는 제1필터(710); 및
    상기 제2내외기(220)와 제2증발기(320) 사이에 구비되는 제2필터(720)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  12. 제5항에 있어서,
    상기 차량용 공조장치(1000)는 상기 응축기(400)와 연결되는 기액분리기(410)가 상기 제1송풍부(610)를 감싸는 제1공조케이스(110)와 제2송풍부(620)를 감싸는 제2공조케이스(120) 사이 영역에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  13. 제5항에 있어서,
    상기 제1내외기(210)는,
    공기 흐름 방향으로 상기 제1증발기(310)의 전측에 반원형태로 돌출되며, 상측 원주 일정 영역이 외기가 유입되는 제1외기유입구(212)를 형성하고 하측 원주 일정 영역이 내기가 유입되는 제1내기유입구(213)를 형성하는 제1내외기케이스(211); 및
    상기 제1내외기케이스(211) 내부에 구비되어 외기 및 내기 흐름을 조절하는 제1내외기조절도어(214)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제2내외기(220)는,
    공기 흐름 방향으로 상기 제2증발기(320)의 전측에 반원형태로 돌출되며, 상측 원주 일정 영역이 외기가 유입되는 제2외기유입구(222)를 형성하고 하측 원주 일정 영역이 내기가 유입되는 제2내기유입구(223)를 형성하는 제2내외기케이스(221); 및
    상기 제2내외기케이스(221) 내부에 구비되어 외기 및 내기 흐름을 조절하는 제2내외기조절도어(224)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
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