KR20050041435A

KR20050041435A - 난방용 보조 열교환기를 구비한 자동차용 냉난방장치

Info

Publication number: KR20050041435A
Application number: KR1020030076606A
Authority: KR
Inventors: 김진만
Original assignee: 모딘코리아 유한회사
Priority date: 2003-10-31
Filing date: 2003-10-31
Publication date: 2005-05-04

Abstract

본 발명은 난방용 보조 열교환기를 구비한 자동차용 냉난방장치에 대한 것으로, 발명의 주된 목적은 냉난방장치에서 기존의 응축기와 병렬로 보조 열교환기를 마련한 후, 이 보조 열교환기를 히터코어와 같이 설치하여 겨울철 시동 초기의 급속 난방에 도움이 되도록 하고, 여름철에는 냉방장치에서 고압발생시 바이패스 기능을 수행하여 냉방능력을 떨어트리지 않도록 하는데 특징이 있는 것이다.

상기 목적하는 바를 이루기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 외부 케이스(11) 일측에서 외부 또는 내부 공기를 강제순환시키기 위한 블로어(13), 블로어에 의해 공급되는 공기를 선택적으로 공급하기 위한 댐퍼(12), 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 난방시키기 위한 히터코어(21), 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 냉방시키기 위한 냉매 증발기(34)로 구성한 후, 상기 히터코어(21)에는 엔진으로부터 냉각수를 공급하고, 상기 냉매 증발기(34)에는 냉매 압축기(36)와, 냉매 응축기(31)와, 냉매 팽창밸브(33)를 연결하여 냉매를 순환시키도록 한 자동차용 냉 난방장치에 있어서, 상기한 냉매 응축기(31)의 직전에 연결한 3방향 밸브(40)를 이용하여 상기 팽창밸브(33)로 직접 연결되는 보조 열교환기(32)를 마련한 후, 이 보조 열교환기(32)를 상기 히터코어(21)의 후방에 설치하여 고온 고압의 냉매로써 실내난방에 사용할 수 있도록 하는 것이다.

Description

난방용 보조 열교환기를 구비한 자동차용 냉난방장치 {AIRCONDITIONING SYSTEM EQUIPPED FOR SUB HEAT EXCHANGER OF VEHICLE}

본 발명은 난방용 보조 열교환기를 구비한 자동차용 냉난방장치에 대한 것으로, 더 상세하게는 일반적인 냉난방장치에서 냉매 응축기능을 하는 별도의 보조 열교환기를 구비하여, 이 보조 열교환기로써 겨울철 시동 초기 실내 급속 난방에 이용하도록 하는 한편, 여름철 냉방 작동시 고압에 따른 과부하가 걸릴 때 바이패스 기능을 할 수 있도록 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 자동차에는 냉난방장치가 구비된다. 즉, 도 1에서 보는 바와 같이 공조장치의 외부 케이스(11) 일측에서 외부 또는 내부 공기를 강제순환시키기 위한 블로어(13), 공조장치 케이스의 중앙에서 댐퍼(12)에 의해 공기의 흐름이 선택되며, 그 일측에 구비된 냉방장치의 증발기(34), 또 다른 일측에 구비된 히터코어(21)로 이루어 진다.

이때, 상기한 히터코어(21)에는 자동차의 엔진(23)을 돌아 나오는 냉각수가 순환하는 것이고, 상기한 증발기(34)는 응축기(31)에서 응축된 냉매를 팽창밸브(33)를 통해 공급받으며, 응축기(31)는 증발기(34)로부터 돌아오는 냉매를 압축하여 계속 순환시키게 된다.

그러나 상기와 같은 종래의 냉 난방장치에서는 다음과 같은 문제점이 있다.

겨울철 시동 초기에는 엔진을 돌아 나오는 냉각수의 온도가 쉽게 올라가지 않기 때문에 자동차 실내를 난방하는데 많은 시간이 걸린다.

또, 이러한 점을 감안하여 근래에는 히터코어(21)의 앞이나 뒤에 전기발열소자를 이용한 프리히터를 추가로 부착하여 시동 초기의 난방에 도움이 되도록 하고 있으나, 공기 가열식 프리히터나 냉각수 가열식 프리히터 모두 별도의 장치를 추가로 설치해야 하기 때문에 차량 가격이 높아지고, 최악의 경우 화재 발생의 우려도 있다.

한편, 냉방방치는 압축기(36)가 냉매를 압축하여 응축기(31)로 보내고 응축된 후, 팽창밸브(33)를 통해 증발기(34)로 보내지는데 있어서, 압축에 따른 고압이 발생하면 과부하가 걸리기 때문에 오히려 냉방능력이 떨어지는 문제가 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결 보완하기 위해 안출한 것으로, 발명의 주된 목적은 냉방장치에서 기존의 응축기와 병렬로 보조 열교환기를 마련한 후, 이 보조 열교환기를 히터코어와 같이 설치하여 겨울철 시동 초기의 급속 난방에 도움이 되도록 하고, 여름철에는 냉방장치에서 고압발생시 바이패스 기능을 수행하여 냉방능력을 떨어트리지 않도록 하는데 특징이 있는 것이다.

상기 목적하는 바를 이루기 위한 본 발명의 특징적인 수단은 외부 케이스 일측에서 외부 또는 내부 공기를 강제순환시키기 위한 블로어, 블로어에 의해 공급되는 공기를 선택적으로 공급하기 위한 댐퍼, 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 난방시키기 위한 히터코어, 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 냉방시키기 위한 냉매 증발기로 구성한 후, 상기 히터코어에는 엔진으로부터 냉각수를 공급하고, 상기 냉매 증발기에는 냉매 압축기와, 냉매 응축기와, 냉매 팽창밸브를 연결하여 냉매를 순환시키도록 한 자동차용 냉 난방장치에 있어서, 상기한 냉매 응축기의 직전에 연결한 3방향 밸브를 이용하여 상기 팽창밸브로 직접 연결되는 보조 열교환기를 마련한 후, 이 보조 열교환기를 상기 히터코어의 후방에 설치하여 고온 고압의 냉매로써 실내난방에 사용할 수 있도록 하는 것이다.

이하 본 발명의 구성을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 냉방장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명에 따른 난방장치의 설치 예시도이다.

먼저, 자동차용 냉난방장치는 외부 케이스(11) 일측에서 외부 또는 내부 공기를 강제순환시키기 위한 블로어(13), 블로어에 의해 공급되는 공기를 선택적으로 공급하기 위한 댐퍼(12), 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 난방시키기 위한 히터코어(21), 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 냉방시키기 위한 냉매 증발기(34)로 구성된다.

그리고 이때의 상기 히터코어(21)에는 엔진으로부터 냉각수를 공급하고, 상기 냉매 증발기(34)에는 냉매 압축기(36)와, 냉매 응축기(31)와, 냉매 팽창밸브(33)를 연결하여 냉매를 순환시키도록 하고 있다.

특히, 본 발명에서는 상기한 냉매 응축기(31)의 직전에 3방향 밸브(40)를 연결한 후, 이 3방향 밸브(40)로부터 분리되어 상기 팽창밸브(33)의 직전으로 직접 연결되는 보조 열교환기(32)를 마련하여 이 보조 열교환기(32)를 상기 히터코어(21)의 직후방 또는 전방에 설치하는 것이다.

도 1의 미설명 부호 22는 프리히터이고, 도 2의 미설명 부호 35는 어큐물레이터이며, 37은 3방향 밸브의 작동을 돕는 체크밸브이다.

다음은 본 발명의 작동 상태를 설명한다.

냉동 싸이클의 냉매 순환 순서는 압축기, 응축기, 팽창밸브, 증발기, 다시 압축기로 흐르는 흐름은 일반적인 바, 본 발명에서는 도 2에서 보는 바와 같이 보조 열교환기(32)가 추가되어 있기 때문에 3방향 밸브(40)의 작동에 따라 보조 열교환기(32)로 일부 흐르게 된다.

먼저, 도 4를 보면서 보조히터로서의 사용상태를 설명한다.

즉, 자동차의 시동 ON, 온도 콘트롤 판넬의 온도 메뉴를 HOT, 에어콘 ON, 송풍 블로어(13)의 ON 선택 조건이 모두 이루어졌을 경우 3방향 밸브(40)가 ON되며, 3방향 밸브(40)가 ON되었을 때, 냉매를 보조 열교환기(32)로 패스시킨다.

따라서 압축기(36)로부터 압축된 고온 고압의 냉매가 보조 열교환기(32)로 흐르기 때문에 도 3에서 보는 바와 같이 히터코어(21)의 앞에서 그 부분을 통과하는 공기를 가열하게 되는 것이다.

이후, 엔진의 냉각수가 난방에 필요한 온도(설정치 온도)로 상승하고, 그 상승된 설정치로 올라갔을 때는 보조 열교환기(32)의 사용이 불필요하므로 에어콘 조작 노브를 OFF 시킨다.

이와 같이 에어콘 조작 노브가 OFF 되면 3방향 밸브(40)가 냉매의 흐름을 본래의 응축기로 보낼 수 있도록 전환되고, 압축기(36)의 가동이 중단되어 냉동 싸이클이 정지되며, 3방향 밸브도 OFF된다.

다음은 도 5를 보면서 에어콘 냉방시 바이패스 기능의 사용상태를 설명한다.

즉, 시동 ON, 온도메뉴 Cool, 에어콘 조작 노브 ON, 송풍기 ON으로 조작하여 냉동 싸이클을 충분히 가동하고 있는 상태에서는 3방향 밸브(40)가 OFF된 상태로서 정상작동한다.

그러나 때때로 압축에 따른 고압이 발생하는 바, 이때는 압축기의 배출압력이 설정치 이상의 압력으로 올라가며, 이를 압력발배가 감지하면 3방향 밸브(40)가 ON되도록 개방한다.

따라서 응축기(31)로만 보내지던 냉매의 일부를 보조 열교환기(32)로 흐르도록 병렬로 개방되며, 냉방 시스템을 보호할 수 있게 된다.

또, 바이패스되는 압력이 충분하여 압축기의 배출압력이 설정치 이하로 내려가면 다시 3방향 밸브(40)가 OFF되며, 따라서 다시 처음과 같은 정상 작동을 하게 되는 것이다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 발명은 냉난방장치에서 기존의 응축기와 병렬로 보조 열교환기를 마련한 후, 이 보조 열교환기를 히터코어와 같이 설치하여 겨울철 시동 초기의 급속 난방에 사용할 수 있도록 하였기 때문에 압축기에서 보내온 고온 고압의 냉매가 실내 유입공기를 가능한 가열할 수 있어 보조 난방장치로써 기능을 다할 수 있는 장점이 있다.

뿐만 아니라 여름철에는 냉방장치에서 고압발생시 바이패스 기능을 수행하여 냉방능력을 떨어트리지 않도록 하는 장점이 있으며, 그 외에도 보조 난방장치로서 소비전력이 적으며, 화재의 위험이 없고, 설치 구성품이 간단하여 널리 사용할 수 있는 것이다.

도 1은 일반적인 자동차용 난방장치의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 냉난방장치의 구성도

도 3은 본 발명에 따른 난방장치의 설치 예시도

도 4는 본 발명의 사용상태(보조히터 상태)를 설명하는 작동순서도

도 5는 본 발명의 사용상태(냉방시 바이패스 상태)를 설명하는 작동순서도

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

11 : 외부 케이스 12 : 댐퍼

13 : 블로어 21 : 히터코어

22 : 프리히터 23 : 엔진

31 : 응축기 32 : 보조 열교환기

33 : 팽창밸브 34 : 증발기

35 : 어큐물레이터 36 : 압축기

40 : 3방향 밸브

Claims

외부 케이스(11) 일측에서 외부 또는 내부 공기를 강제순환시키기 위한 블로어(13), 블로어에 의해 공급되는 공기를 선택적으로 공급하기 위한 댐퍼(12), 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 난방시키기 위한 히터코어(21), 댐퍼의 작동에 따라 공급되는 공기를 냉방시키기 위한 냉매 증발기(34)로 구성한 후, 상기 히터코어(21)에는 엔진으로부터 냉각수를 공급하고, 상기 냉매 증발기(34)에는 냉매 압축기(36)와, 냉매 응축기(31)와, 냉매 팽창밸브(33)를 연결하여 냉매를 순환시키도록 한 자동차용 냉난방장치에 있어서,

상기한 냉매 응축기(31)의 직전에 연결한 3방향 밸브(40)를 이용하여 상기 팽창밸브(33)로 직접 연결되는 보조 열교환기(32)를 마련한 후, 이 보조 열교환기(32)를 상기 히터코어(21)의 전방 또는 후방에 설치하여 고온 고압의 냉매로써 실내 난방에 사용할 수 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 난방용 보조 열교환기를 구비한 자동차용 냉난방장치.