KR20020092116A - Air conditioner for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자동차용 공기조화 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 열교환기들이 설치되는 공기조화 장치의 케이스가 개선된 자동차용 공기조화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an automobile air conditioner, and more particularly, to an automobile air conditioner having an improved case of an air conditioner in which heat exchangers are installed.
자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과 자동차의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함한다. 냉방시스템은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환 매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기와 실내, 외기와의 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하도록 구성되며, 한편 난방시스템은 냉각수를 히터 코어로유입시켜 실내외기와 열교환시킴으로써 자동차의 실내를 난방 하도록 구성된다.The automotive air conditioner includes a cooling system for cooling the interior of a vehicle and a heating system for heating the interior of the vehicle. The cooling system is configured to cool the interior of the vehicle by heat exchange between the evaporator, the interior and the outside in the process of circulating the heat exchange medium discharged by the operation of the compressor through the condenser, the receiver dryer, the expansion valve and the evaporator and back to the compressor. On the other hand, the heating system is configured to heat the interior of the vehicle by injecting cooling water into the heater core and exchanging heat with the outdoor air.
이러한 공기조화 장치의 일예가 일본 공개특허 평9-39553호에 개시되어 있다.An example of such an air conditioner is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-39553.
개시된 공기조화 장치는 방열휜을 공유하는 제1열교환기와, 제2열교환기를 가지며, 상기 방열휜은 양 열교환기의 사이에 열을 차단하기 위해 절제부를 설치하고, 공기류의 토출측 부분이 상기 제1열교환기의 토출측 부분의 일부와 상기 제2열교환기의 토출측 부분의 전부에 의해 구성된 일체형 열교환기를 공기가 유통하는 통로 내에 설치하고, 상기 제1열교환기를 냉방 사이클의 증발기로 하고, 상기 제2열교환기를 엔진 내각수가 순환하는 온수 회로에 설치된 히터 코어로 한 구성이다.The disclosed air conditioner has a first heat exchanger and a second heat exchanger sharing a heat dissipation fin, and the heat dissipation fin is provided with an ablation section to block heat between both heat exchangers, and the discharge side portion of the air flow is the first heat exchanger. An integrated heat exchanger constituted by a part of the discharge side portion of the heat exchanger and all of the discharge side portion of the second heat exchanger is provided in a passage through which air flows, and the first heat exchanger is used as an evaporator in a cooling cycle, and the second heat exchanger It is the structure which consisted of the heater core installed in the hot water circuit in which engine internal water circulation.
상술한 바와 같이 구성된 종래의 공기조화장치는 상기 제1열교환기와 제2열교환기의 사이에 이들 상호간의 열전달을 최소화하기 위하여 절제부가 형성되어 있다고 하더라도 제1열교환기와 제2열교환기 상호간의 열전달 현상을 완전히 차단할 수 없다. 또한 난방모드로부터 냉방모드로의 변환초기에 제2열교환기에는 엔진의 냉각수의 공급이 밸브에 의해 차단되어도 냉가수의 일부가 잔존하게 된다. 따라서 송풍기로부터 공기의 일부는 제1열교환기를 통과하면서 냉각된 후 제2열교환기를 통과하면서 가열되어 자동차의 실내로 공급되므로 초기 냉방효율이 저하되는 문제점이 있다.In the conventional air conditioner configured as described above, even if an ablation portion is formed between the first heat exchanger and the second heat exchanger to minimize heat transfer between the first and second heat exchangers, the heat transfer phenomenon between the first heat exchanger and the second heat exchanger is prevented. It cannot be completely blocked. Further, at the beginning of the conversion from the heating mode to the cooling mode, a part of the cold water remains in the second heat exchanger even when the supply of the cooling water of the engine is blocked by the valve. Therefore, a part of the air from the blower is cooled while passing through the first heat exchanger, and then heated while passing through the second heat exchanger, so that the initial cooling efficiency is lowered.
또한 상기 제1,2열교환기는 일체로 형성되어 있으므로 열교환기의 제작이 어렵고, 각 열교환기의 열교환 성능을 향상시킬 수 없는 문제점이 있다.In addition, since the first and second heat exchangers are integrally formed, it is difficult to manufacture the heat exchanger, and there is a problem in that the heat exchange performance of each heat exchanger cannot be improved.
본 발명은 상기한 바와 같은 종래 문제점을 해결하기 위한 것으로, 냉방모드 초기에 가열된 공기가 자동차의 실내로 유입되는 것을 방지함으로써 냉방성능을 높임이고, 초기 냉방 효율를 배가시킬 수 있는 공기조화 장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the conventional problems as described above, to improve the cooling performance by preventing the air heated in the initial stage of the cooling mode to provide an air conditioning apparatus that can increase the initial cooling efficiency. Has its purpose.
본원 발명의 다른 목적은 열교환기의 제작이 용이하고 열교환기의 열교환 성능이 향상된 공기조화 장치를 제공를 제공함에 그 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an air conditioner which is easy to manufacture a heat exchanger and has improved heat exchange performance of the heat exchanger.
도 1은 본 발명에 따른 공기조화장치의 케이스와 냉방시스템을 개략적으로 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing a case and a cooling system of an air conditioner according to the present invention;
도 2는 본 발명에 따른 공기 조화 케이스의 다른 실시예를 도시한 단면도,2 is a cross-sectional view showing another embodiment of an air conditioner case according to the present invention;
도 3은 워터 밸브를 개략적으로 도시한 단면도,3 is a cross-sectional view schematically showing a water valve,
도 4는 본 발명에 따른 작동상태를 도시한 순서도이다.4 is a flow chart showing an operating state according to the present invention.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기조화 장치는 주통로와, 상기 주통로를 통과한 공기가 통과하는 제1,2분할통로와, 이 제1,2분할통로와 연결되며 자동차 실내의 각 부위로 공기를 공급하기 위한 복수개의 분배통로들과, 상기 제2분할통로의 출구측에 설치되는 응축수 배출구를 구비한 케이스와; 상기 주통로 상에 설치되는 증발기와; 상기 제2분할통로에 설치되며 그 유입관에 설치되어 열교환매체의 흐름을 단속하는 밸브를 구비한 히터 코어와; 상기 제1,2분할통로의 출구측의 적어도 일측에 설치되는 템프도어와;를 구비하여 된 것을 그 특징으로 한다.The air conditioner of the present invention for achieving the above object is the main passage, the first and second divided passages through which the air passing through the main passage passes, and the first and second divided passages connected to each part of the vehicle interior A case having a plurality of distribution passages for supplying air to the furnace and a condensate outlet provided at an outlet side of the second division passage; An evaporator installed on the main passage; A heater core installed in the second dividing passage and installed in the inlet pipe and having a valve to control the flow of the heat exchange medium; And a temporal door disposed on at least one side of the outlet side of the first and second split passages.
본 발명에 있어서, 상기 템프도어는 제1분할통로의 출구측에 설치되는 제1탬프도어와, 상기 제2분할 통로에 설치되어 초기 냉방모드시 히터코어를 통과한 공기가 상기 응축수 배출구로 흐르도록 하는 제2탬프도어를 포함하며, 상기 증발기가 주통로와 1,2분할통로의 경계부에 설치되고, 상기 제2분할통로 상에 설치된 히터 코어와 증발기의 사이에 동결방지를 위한 서미스터 센서가 설치된다.In the present invention, the temp door is provided with a first stamped door installed at the outlet side of the first split passageway, and installed in the second split passage so that air passing through the heater core in the initial cooling mode flows to the condensate outlet. And a second stamped door, wherein the evaporator is installed at the boundary between the main passage and the first and second split passages, and a thermistor sensor for preventing freezing is installed between the heater core and the evaporator installed on the second divided passage. .
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 한 바람직한 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 공기조화 장치의 일 실시예를 나타내 보였다.1 shows an embodiment of an air conditioner according to the present invention.
도시된 바와 같이 공기조화 장치는 증발기에 해당하는 제1열교환기(10)와 엔진의 냉각수를 열교환 매체로 이용하는 히터 코어(20)가 장착된 케이스(30)와, 상기 케이스(30)에 공기를 공급하기 송풍기(40)와, 제1열환기(10)와 더블어 냉방시스템의 폐회로를 구성하는 압축기(11), 응축기(12), 교축밸브(13; expansion valve)와 이들을 연결하는 연결관(14)을 포함한다.As illustrated, the air conditioner includes a case 30 equipped with a first heat exchanger 10 corresponding to an evaporator and a heater core 20 using a cooling water of an engine as a heat exchange medium, and air in the case 30. The air blower 40, the compressor 11, the condenser 12, the expansion valve 13, and the connecting pipe 14 which form a closed circuit of the first heat ventilator 10 and the double air cooling system are connected. ).
상술한 바와 같이 구성된 공기조화 장치에 있어서, 상기 케이스(30)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 적어도 두 개의 부재가 결합되어 이루어진 본체(31)의 내부에 송풍기(40)으로부터 공급된 공기가 모두 통과하는 주통로(32)와, 상기 주통로(32)와 연통되는 제1,2분할통로(33)(34)와, 상기 제1,2분할통로(33)(34)들과 연통되는 분배통로 즉, 디프로스트(defrost), 밴트(vent), 플로어(floor)통로(35)(36)(37)들이 형성된다. 그리고 상기 제2분할통로(34)의 출구측에는 응축수가 배출되는 응축수 배출구(38)가 형성되는데, 상기 증발기인 제1열교환기(10)로부터 발생된 응축수가 상기 응축수 배출구(38)로 원활하게 배출될 수 있도록 본체의 하면이 응축수 배출구 측으로 경사지게 형성되어야 함은 당연하다.In the air conditioner configured as described above, the case 30 is air supplied from the blower 40 to the inside of the main body 31 formed by combining at least two members as shown in Figs. Is in communication with the main passage 32 through which all of the first and second divided passages 33 and 34 communicate with the main passage 32, and the first and second divided passages 33 and 34. Distribution passages, i.e., defrost, vent, and floor passages 35, 36 and 37, are formed. In addition, a condensate outlet 38 is formed at the outlet side of the second split passage 34 to discharge condensate. The condensate generated from the first heat exchanger 10, which is the evaporator, is smoothly discharged to the condensate outlet 38. Naturally, the lower surface of the body should be formed to be inclined toward the condensate outlet side.
한편, 상기 제 1,2분할 출구(33)(34)의 출구의 적어도 일측에는 탬프도어(50)가 설치된다. 상기 탬프도어(50)는 제1분할통로(33의 출구측에 제1분할통로(33)로의 공기 흐름을 단속하는 제1템프도어(51)가 설치되고, 제2분할통로(34)의 출구 측에는 상기 제2분할통로(34)를 통과한 공기를 바이패스 시키거나 상기 응축수 배출구(38) 측으로 흐르도록 하는 제2템프 도어(52)가 설치된다. 대안으로 도 2에 도시된 바와 같이 제1분할 통로(33)의 출구측에 만 탬프도어(53)를 설치할 수 있다.On the other hand, at least one side of the outlet of the first and second split outlets 33 and 34 is provided with a tampe door 50. The tampe door 50 is provided with a first temporal door 51 for controlling the flow of air to the first split passage 33 on the outlet side of the first split passage 33, and the outlet of the second split passage 34. A second temporal door 52 is provided on the side to bypass the air passing through the second dividing passage 34 or to flow to the condensate outlet 38. Alternatively, as shown in FIG. The tamdoor 53 can be provided only on the outlet side of the dividing passage 33.
그리고 각 분배통로인 디프로스트(defrost), 밴트(vent), 플로어(floor)통로(35)(36)(37)들에는 각각 디프로스트 도어(54), 밴트도어(55), 플로어 도어(56)들이 설치된다.Each of the distribution passages, defrost, vent, and floor passages 35, 36, and 37, respectively, has a defrost door 54, a vent door 55, and a floor door 56. Are installed.
상기와 같이 구성된 본체(11)의 상기 주통로(32)와 제1,2분할통로(33)(34)의 경계부에는 상기 증발기에 해당하는 상기 제1열교환기(10)가 설치되고, 상기 제2분할통로(34)의 입구측에는 상기 히이터 코어인 제2열교환기(20)가 설치되는데, 상기 제1,2열교환기(10)(20)는 10 내지 30mm 이내로 근접시킴이 바람직하다. 상기 이격된 제1,2열교환기(10)(20)에는 제1열교환기(10)의 동결 즉, 응축수가 동결되는 것을 방지하기 위한 서미스터 센서(미도시)가 설치된다. 그리고 상기 제2열교환기(20)의 유입관(22)과 유출관(23)의 적어도 일측에는 엔진 냉각수의 흐름을 단속하기 위한 워터 밸브(21)가 설치되는데, 이 워터 밸브(21)는 도 3에 개략적으로 도시된 바와 같이 제2열교환기(20)의 유입관(22)과 유출관(23)을 동시에 개폐할 수 있도록 구성함이 바람직하다.The first heat exchanger 10 corresponding to the evaporator is installed at a boundary between the main passage 32 and the first and second split passages 33 and 34 of the main body 11 configured as described above. The second heat exchanger 20, which is the heater core, is installed at the inlet side of the two-split passage 34, and the first and second heat exchangers 10 and 20 are preferably within 10 to 30 mm. The first and second heat exchangers 10 and 20 spaced apart from each other are provided with a thermistor sensor (not shown) to prevent freezing of the first heat exchanger 10, that is, freezing of condensate. And at least one side of the inlet pipe 22 and the outlet pipe 23 of the second heat exchanger 20 is provided with a water valve 21 for controlling the flow of the engine coolant, this water valve 21 is shown in FIG. As schematically shown in 3, the inlet pipe 22 and the outlet pipe 23 of the second heat exchanger 20 may be configured to be opened and closed at the same time.
상기와 같이 구성된 공기조화 장치에 있어서, 제1,2열교환기(10)(20)는 특정한 타입이나 형상에 한정되지 않고, 케이스의 본체 내부에 설치될 수 있는 구성이면 어느 것이나 가능하다.In the air conditioner configured as described above, the first and second heat exchangers 10 and 20 are not limited to a specific type or shape, and may be any structure that can be installed inside the main body of the case.
상술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the air conditioner according to the present invention configured as described above are as follows.
본 발명에 따른 공기조화 장치를 이용하여 자동차의 실내를 냉, 난방하기 위한 작용을 1 및 도 2, 4도를 참조하여 설명하면 다음과 같다.The operation for cooling and heating the interior of a vehicle using the air conditioner according to the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 and 4.
먼저 자동차의 실내를 난방하기 위하여 난방모드가 설정되면 제2열교환기(20)의 유입구(22)와 유출구(23)측에 설치된 워터 밸브(21)가 작동되어 열리게 됨으로써 엔진에 의해 가열된 냉각수는 제2열교환기(20)의 내부를 순환하게 된다. 이 상태에서 상기 제1탬프도어(51)는 제1분할통로(33)의 출구측에 설치된 제1탬프도어(51)가 제1분할통로(33)의 출구를 밀폐하게 되며, 제2템프도어(52)가 작동되어 제2분할통로의 출구가 열리게 된다. 이때에 상기 냉동시스템을 구성하는 압축기(11)는 작동되지 않게 되며, 운전자의 선택된 모드조작에 의해 디프로스트 도어(54), 밴트도어(55), 플로어 도어(56) 중의 적어도 하나가 열린 상태가 된다.First, when the heating mode is set to heat the interior of the vehicle, the water valve 21 installed at the inlet 22 and the outlet 23 of the second heat exchanger 20 is operated to open, so that the coolant heated by the engine is The inside of the second heat exchanger 20 is circulated. In this state, the first stamped door 51 has the first stamped door 51 installed at the outlet side of the first split passage 33 to seal the outlet of the first split passage 33 and the second tempored door. 52 is operated to open the outlet of the second dividing passage. At this time, the compressor 11 constituting the refrigeration system is not operated, and at least one of the defrost door 54, the vent door 55, and the floor door 56 is opened by the driver's selected mode operation. do.
이 상태에서 상기 송풍기(40)로부터 송풍된 공기는 제1열교환기(10)을 통과한 후 제2열교환기(20)를 통과하면서 가열된다. 가열된 공기는 열린 디프로스트 통로(35), 밴트통로(36) 및 플로어 통로(37)중 선택된 통로를 통하여 자동차의 실내로 공급됨으로써 난방을 행하게 된다. 상기와 같이 자동차의 실내가 난방되는 과정에서 선택된 모드, 예컨대 믹싱모드인 경우에는 제1탬프도어(51)가 열리게 되어 제2열교환기(20)를 통과하지 않은 공기와 통과한 공기가 혼합될 수 있다.In this state, the air blown from the blower 40 is heated while passing through the first heat exchanger 10 and then passing through the second heat exchanger 20. The heated air is supplied to the interior of the vehicle through a passage selected from the open defrost passage 35, the vent passage 36, and the floor passage 37 to perform heating. In the selected mode, for example, the mixing mode, in the process of heating the interior of the vehicle as described above, the first stamp door 51 may be opened to mix air that has not passed through the second heat exchanger 20 and air that has passed through. have.
그리고 상기 자동차 실내의 냉방하기 위한 냉방모드가 선택된 경우에는 상기워터밸브(21)가 작동되어 제2열교환기(20)로 유입되는 냉각수의 공급이 차단되고, 냉방시스템의 압축기(11)가 작동되어 제1열교환기(10) 내에서 열교환 매체가 증발되도록 함으로써 증발잠열에 의해 제1열교환기(10)가 냉각되도록 한다. 그리고 상기 제1분할통로(33)측에 설치된 제1템프도어(51)에 의해 제1분할통로(33)가 열리도록 하고, 제2탬프도어(52)가 제2열교환기(20)를 통과가 응축수 배출구(38)로 흐를 수 있도록 조작된다. 이와 같은 상태에서 초기 냉방시에 송풍기(40)로부터 공기의 일부는 제1열교환기(10)를 통과하면서 냉각된 후 자동차의 실내로 공급되고, 일부의 공기는 제1열교환기(10)를 통과한 후 제2열교환기(20)를 통과하면서 제2열교환기(20) 내의 냉가수를 냉각시키게 된다.When the cooling mode for cooling the vehicle interior is selected, the water valve 21 is operated to block the supply of the coolant flowing into the second heat exchanger 20, and the compressor 11 of the cooling system is operated. By allowing the heat exchange medium to evaporate in the first heat exchanger 10, the first heat exchanger 10 is cooled by latent heat of evaporation. Then, the first split passage 33 is opened by the first temporal door 51 installed on the first split passage 33 side, and the second tamper door 52 passes through the second heat exchanger 20. Is operated to flow to the condensate outlet 38. In this state, during the initial cooling, a part of the air from the blower 40 is cooled while passing through the first heat exchanger 10 and then supplied to the interior of the vehicle, and a part of the air passes through the first heat exchanger 10. After cooling the cold water in the second heat exchanger 20 while passing through the second heat exchanger 20.
상기 제2열교환기(20)의 냉각수가 충분히 냉각된 상태가 센서에 의해 감지되면 제2탬프도어(52)가 작동되어 도 1의 가상선으로 나타내 보인 바와 같이 응축수 배출구로의 공기 흐름을 차단하고 제2열교환기를 통과한 공기가 제1열교환기를 통과한 공기와 합쳐지도록 한다.When the state in which the coolant of the second heat exchanger 20 is sufficiently cooled is sensed by the sensor, the second stamp door 52 is operated to block the air flow to the condensate outlet as shown by the virtual line of FIG. The air passing through the second heat exchanger is combined with the air passing through the first heat exchanger.
상기와 같은 조작으로 초기 냉방시 히터 코어인 제2열교환기(20)를 통과하??서 가열된 냉각수에 의해 냉방효율이 저하되는 것을 근본적으로 해결할 수 있다.By the above operation, it is possible to fundamentally solve that the cooling efficiency is lowered by the cooling water heated by passing through the second heat exchanger 20 that is the heater core during initial cooling.
본 발명의 공기조화 장치의 작용은 냉방과 난방를 일예로 들어 설명하였으나 상기 각 템프도어와 분배통로에 설치되는 도어들의 조작을 통하여 다양한 냉, 난방모드의 구현이 가능하다.The operation of the air conditioner of the present invention has been described with reference to the cooling and heating as an example, it is possible to implement a variety of cooling, heating mode through the operation of the doors installed in each of the tempdoor and the distribution passage.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 등록 청구범위의 기술적 사상에 의해서 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, this is merely exemplary and will be understood by those of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will be defined by the technical spirit of the appended claims.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 일체형 열교환기를 가진 자동차용 공기조화장치에 있어서는, 온도조절도어들의 적절한 개폐에 의하여 난방모드, 냉방모드 등 다양한 모드설정이 가능하고, 특히 냉방모드 초기에 일체형 열교환기중 제1열교환기 부분에는 찬 공기가 유동하며 제2열교환기에 잔류하는 냉각수와의 열교환에 의하여 상승되는 공기가 실내로 유입되지 않고 외부로 배출되도록 이루어짐으로써 냉방성능이 향상된다.In the automotive air conditioner having the integrated heat exchanger of the present invention configured as described above, various modes such as heating mode and cooling mode can be set by appropriately opening and closing the temperature control doors. Cold air flows through the first heat exchanger portion, and the air rising by heat exchange with the cooling water remaining in the second heat exchanger is discharged to the outside instead of entering the room, thereby improving cooling performance.
또한, 개별적으로 제1,2열교환기를 이용함으로써 종래와 같이 일체화된 열교환기의 설치에 따른 설계제약을 줄일 수 있어 생산성의 향상 및 원가절감을 도모할 수 있다.In addition, by individually using the first and second heat exchangers, it is possible to reduce design constraints due to the installation of an integrated heat exchanger as in the related art, thereby improving productivity and reducing costs.
Claims (3)
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Also Published As
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