KR20080040099A - 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치 - Google Patents

차량용 공조시스템의 결빙 방지장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치에 관한 것으로서, 증발기를 통과하는 냉매의 온도가 지나치게 낮아져서 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것을 방지하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축기와 가스쿨러와 팽창밸브와 증발기 및 내부열교환기를 포함하며, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 차량용 공조시스템에 있어서, 내부열교환기로부터 팽창밸브로 흐르는 냉매를 증발기의 입구측으로 바이패스할 수 있도록 내부열교환기와 증발기의 입구측을 연통시키는 바이패스 라인과; 증발기를 통과하는 냉매의 온도에 대응하는 압력을 감지하기 위한 압력감지수단과; 압력감지수단으로부터 입력된 냉매의 압력과 미리 설정된 압력을 비교하여 압력감지수단의 압력이 설정압력 이하일 경우, 증발기의 냉매가 설정된 온도 이하로 떨어져 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것으로 판단하여 제어신호를 출력하는 콘트롤러와; 콘트롤러의 제어신호에 따라 내부열교환기로부터 팽창밸브로 흐르는 냉매를 증발기의 입구측으로 바이패스할 수 있도록 바이패스 라인을 개방하는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조시스템의 결빙 방지장치{ICING PREVENTION APPARATUS OF AUTOMOTIVE VEHICLES AIR CONDITIONING SYSTEM}
도 1은 종래의 차량용 공조시스템을 개략적으로 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치의 구성을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치의 작동예를 나타내는 작동도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
♣ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ♣
10: 압축기 20: 가스쿨러(Gas Cooler)
30: 팽창밸브 40: 증발기
50: 내부열교환기 52: 제 1유로
54: 제 2유로 60: 바이패스 라인(Bypass Line)
70: 압력감지수단 80: 콘트롤러(Controller)
90: 개폐밸브 100: 팽창수단
본 발명은 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 증발기를 통과하는 냉매의 온도가 지나치게 낮아져서 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것을 방지하는 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치에 관한 것이다.
최근 들어, 자연냉매를 사용하는 차량용 공조시스템이 다양하게 개발되고 있다. 특히, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 이산화탄소 에어컨 시스템에 대한 관심이 높아지고 있다.
이산화탄소 에어컨 시스템은, 오존파괴지수가 제로이고 지구온난화지수도 아주 낮은 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하므로, 오존층의 파괴를 줄일 수 있고, 지구 온난화를 방지할 수 있는 등 최근 들어 각광받고 있는 친환경 에어컨 시스템이다.
도 1에는 이산화탄소 에어컨 시스템의 구성을 개략적으로 나타내는 도면이 도시되어 있다. 이를 살펴보면, 이산화탄소 에어컨 시스템은, 압축기(10)와 가스쿨러(20)를 구비한다.
압축기(10)는 기화된 냉매를 고온·고압의 가스로 압축하고, 가스쿨러(20)는 압축된 고온·고압의 냉매를 외부 공기와 열교환시킨다.
그리고 이산화탄소 에어컨 시스템은, 팽창밸브(30)와 증발기(40)와 내부열교환기(50)를 구비한다.
팽창밸브(30)는 가스쿨러(20)에서 열교환된 고압 냉매를 저온·저압으로 팽창시키고, 증발기(40)는 팽창된 저온·저압의 냉매를 유입한 후, 주위의 공기와 열교환시킨다. 특히, 증발기(40)는 저온·저압의 냉매로 주위의 열을 흡수함으로써, 냉기를 발생시키고, 발생된 냉기를 실내로 공급하여 차량의 실내를 냉방한다.
한편, 내부열교환기(50)는, 가스쿨러(20)의 출구측 냉매와 증발기(40)의 출구측 냉매를 상호 열교환시키는 것으로, 가스쿨러(20)의 출구측 냉매 온도를 강제적으로 낮추어 준다. 따라서, 증발기(40)의 입구측 엔탈피(Enthalpy)를 현저하게 감소시켜 증발기(40)의 입구측과 출구측의 엔탈피차이를 증대시키고, 증발기(40)의 입구측과 출구측의 엔탈피차이를 증대시킴으로써 증발기(40)의 흡열능력, 즉 냉각능력을 향상시킨다.
여기서, 내부열교환기(50)는, 어큐뮬레이터(Accumulator)의 기능을 포함하는 것으로, 서로 대응되는 제 1유로(52)와 제 2유로(54)를 갖추고 있는데, 제 1유로(52)에는 가스쿨러(20)로부터 팽창밸브(30)로 흐르는 고온의 냉매가 통과할 수 있고, 제 2유로(54)에는 증발기(40)로부터 압축기(10)로 흐르는 저온의 냉매가 통과할 수 있다. 따라서, 제 1유로(52)를 통과하는 고온의 냉매가 제 2유로(54)를 통과하는 저온의 냉매에게 열을 빼앗기면서 감온(減溫)되는 것이다.
그런데, 이러한 종래의 이산화탄소 에어컨 시스템은, 증발기(40)를 통과하는 냉매의 온도가 너무 낮을 경우, 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙된다는 단점이 있으며, 이러한 단점 때문에 냉방효율이 저하된다는 문제점이 있다.
즉, 증발기(40)는, 내부를 통과하는 저온·저압의 냉매가 주변의 열을 흡수 함에 따라 냉기를 발생시키는데, 이때, 내부를 통과하는 냉매의 온도가 너무 낮아 증발기(40)의 표면 온도가 빙점이하로 낮아지면, 주변의 수분이 증발기(40)의 표면에 결빙된다는 문제점이 있다.
한편, 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙되면, 결빙된 수분이 주변 공기와의 열교환을 방해하여 공기의 냉각효율을 저하시키는 문제점을 발생시킨다. 또한, 결빙된 수분 때문에 공기 흐름저항이 발생되고, 발생된 공기 흐름저항 때문에 실내로 공급되는 공기의 흐름이 원활하지 못하여 실내의 냉방효율이 급속하게 저하된다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위한 방안으로서, 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙되면, 압축기(10)를 일시적으로 정지시켜 증발기(40)로의 냉매 흐름을 일시적으로 차단하는 방법이 제안되고 있다.
그러나, 이러한 방법은, 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙될 때마다 압축기(10)를 온(ON)/오프(OFF)시켜야 하므로, 압축기(10)의 온/오프에 따른 진동과 소음이 발생된다는 단점이 있으며, 이같은 단점 때문에 차량의 승차감이 저하된다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 증발기를 통과하는 냉매의 온도가 지나치게 낮아지는 것을 제한함으로써, 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것을 원천적으로 방지할 수 있는 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 압축기를 온/오프시키지 않고서도 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것을 방지할 수 있는 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치를 제공하는 데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축기와 가스쿨러와 팽창밸브와 증발기 및 내부열교환기를 포함하며, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 차량용 공조시스템에 있어서, 상기 내부열교환기로부터 상기 팽창밸브로 흐르는 냉매를 상기 증발기의 입구측으로 바이패스할 수 있도록 상기 내부열교환기와 상기 증발기의 입구측을 연통시키는 바이패스 라인과; 상기 증발기를 통과하는 냉매의 온도에 대응하는 압력을 감지하기 위한 압력감지수단과; 상기 압력감지수단으로부터 입력된 냉매의 압력과 미리 설정된 압력을 비교하여 상기 압력감지수단의 압력이 설정압력 이하일 경우, 상기 증발기의 냉매가 설정된 온도 이하로 떨어져 상기 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것으로 판단하여 제어신호를 출력하는 콘트롤러와; 상기 콘트롤러의 제어신호에 따라 상기 내부열교환기로부터 상기 팽창밸브로 흐르는 냉매를 상기 증발기의 입구측으로 바이패스할 수 있도록 바이패스 라인을 개방하는 개폐밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 콘트롤러의 설정압력은, 상기 냉매의 온도 0℃에 대응하는 35bar인 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 바이패스 라인으로 바이패스된 냉매를 저온·저압으로 팽창시킬 수 있도록 상기 바이패스 라인에 설치되는 팽창수단을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치의 구성을 나타내는 도면이고, 도 3은 본 발명의 작동예를 나타내는 작동도이다.
먼저, 본 발명에 따른 공조시스템의 결빙 방지장치를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 이산화탄소 에어컨 시스템에 대해 간략하게 살펴본다.
이산화탄소 에어컨 시스템은, 압축기(10)와 가스쿨러(20)를 구비한다. 압축기(10)는 기화된 냉매를 고온·고압의 가스로 압축하고, 가스쿨러(20)는 압축된 고온·고압의 냉매를 외부 공기와 열교환시킨다.
그리고 이산화탄소 에어컨 시스템은, 팽창밸브(30)와 증발기(40)와 내부열교환기(50)를 구비한다.
팽창밸브(30)는 가스쿨러(20)에서 열교환된 냉매를 저온·저압으로 팽창시키고, 증발기(40)는 팽창된 저온·저압의 냉매를 유입한 후, 주변의 공기와 열교환시킨다.
내부열교환기(50)는 가스쿨러(20)의 출구측 냉매 온도를 강제적으로 낮추기 위해 가스쿨러(20)의 출구측 냉매와 증발기(40)의 출구측 냉매를 상호 열교환시킨다.
여기서, 내부열교환기(50)는, 서로 대응되는 제 1유로(52)와 제 2유로(54)를 갖추고 있는데, 제 1유로(52)에는 가스쿨러(20)로부터 팽창밸브(30)로 흐르는 고온의 냉매가 통과할 수 있고, 제 2유로(54)에는 증발기(40)로부터 압축기(10)로 흐르는 저온의 냉매가 통과할 수 있다.
다음으로, 본 발명에 따른 공조시스템의 결빙 방지장치를 상세하게 살펴보면 다음과 같다.
본 발명의 결빙 방지장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 내부열교환기(50)의 제 1유로(52)와 증발기(40)의 입구측을 서로 연통시키는 바이패스 라인(60)을 구비한다.
바이패스 라인(60)은, 내부열교환기(50)의 제 1유로(52)와 증발기(40)의 입구측을 서로 연통시킴으로써, 내부열교환기(50)로부터 배출되는 고압의 냉매가 팽창밸브(30)를 거치지 않고 증발기(40)의 입구측으로 직접 바이패스될 수 있게 한다.
특히, 고압의 냉매가 팽창밸브(30)를 통과하지 않고 증발기(40)로 직접 바이패스될 수 있게 함으로써, 상기 냉매가 저온·저압으로 팽창되지 않은 채, 비교적 높은 온도를 유지하면서 증발기(40)로 도입될 수 있게 한다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 결빙 방지장치는, 증발기(40)를 통과한 냉매의 압력을 감지하는 압력감지수단(70)을 구비한다.
압력감지수단(70)은, 압력센서로 구성되며, 증발기(40)의 출구측에 설치된다. 이러한 압력센서는, 증발기(40)의 출구측으로 배출되는 냉매의 압력을 감지하 여 후술하는 콘트롤러(80)에 입력시킨다.
한편, 압력감지수단(70)은, 증발기(40)의 출구측에 설치되는 기존의 압력센서를 이용하는 것이 좋다. 이렇게, 기존의 압력센서를 이용하므로, 별도의 압력센서를 구비하지 않아도 되고, 별도로 설치작업을 하지 않아도 되며, 따라서, 제작 및 설치비용을 절감할 수 있다.
참고로, 기존의 압력센서는, 증발기(40)에서 압축기(10)로 도입되는 냉매의 압력을 감지하는 것으로, 압축기(10)에 과도한 압력의 냉매가 도입되는 것을 감지하기 위해 설치된다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 결빙 방지장치는, 콘트롤러(80)를 구비한다.
콘트롤러(80)는 마이컴과 구동회로를 갖춘 것으로, 압력감지수단(70)으로부터 입력된 냉매의 압력과 미리 설정된 압력(이하, "설정압력"이라 약칭함)을 비교하여, 압력감지수단(70)의 압력이 설정압력 이하일 경우, 증발기(40) 내부의 냉매가 설정된 온도 이하로 떨어져 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙될 우려가 있다고 판단하여 제어신호를 출력하도록 구성된다.
여기서, 콘트롤러(80)에 내장된 설정압력은 35bar로 설정되는 것이 바람직하다. 왜냐하면, 증발기(40) 내부의 이산화탄소는 35bar의 압력을 가질 때, 0℃의 온도를 유지하고, 35bar 이하의 압력을 가지면, 0℃ 이하의 온도를 유지하기 때문이다. 따라서, 압력감지수단(70)에서 감지된 이산화탄소가 35bar이하일 경우에는, 증발기(40) 내부의 냉매온도가 0℃ 이하의 온도를 유지한다는 의미이고, 증발기(40) 내부의 냉매온도가 0℃ 이하이면, 증발기(40)의 표면온도도 0℃ 이하를 유지하여 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙된다는 것을 의미하므로, 상기 콘트롤러(80)에 내장된 설정압력을 35bar로 설정한 것이다.
다시, 도 2를 참조하면, 본 발명의 공조시스템은, 콘트롤러(80)의 제어신호에 따라 바이패스 라인(60)을 개방하는 개폐밸브(90)를 구비한다.
개폐밸브(90)는, 바이패스 라인(60)을 상시 폐쇄하는 상시폐쇄형(常時閉鎖形) 솔레노이드 밸브로서, 콘트롤러(80)로부터 제어신호가 인가되면, 도 3에서와 같이, 작동위치로 절환되면서 바이패스 라인(60)을 개방한다.
이러한 개폐밸브(90)에 의하면, 평상시에는 바이패스 라인(60)을 차단하여 냉매의 바이패스를 차단하며, 따라서, 내부열교환기(50)로부터 배출되는 냉매가 팽창밸브(30)로 도입되면서 저온·저압으로 팽창될 수 있게 한다.
그러나 콘트롤러(80)로부터 제어신호가 인가되면, 바이패스 라인(60)을 개방하여 냉매의 바이패스를 허용하며, 따라서, 내부열교환기(50)에서 배출되는 냉매가 팽창밸브(30)를 거치지 않고 증발기(40)로 직접 도입될 수 있게 허용한다. 특히, 내부열교환기(50)의 냉매가 팽창밸브(30)를 거치지 않고 증발기(40)로 도입될 수 있게 함으로써, 팽창밸브(30)를 거치지 않은 냉매가 저온·저압으로 팽창되지 않은 채, 비교적 높은 온도를 유지하면서 증발기(40)로 도입될 수 있게 하며, 따라서, 높은 온도를 유지하는 냉매로 하여금 증발기(40) 표면의 결빙현상을 방지할 수 있게 한다.
다음으로, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 작동예를 도 2와 도 3을 참조하 여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 본 발명의 공조시스템이 정상적으로 작동할 경우를 살펴본다. 이에 따르면, 도 2에 도시된 바와 같이, 압축기(10)에서 압축된 고온, 고압의 냉매는 가스쿨러(20)를 통과하면서 열교환되고, 열교환된 냉매는 내부열교환기(50)의 제 1유로(52)를 통과하면서 감온되며, 감온된 냉매는 팽창밸브(30)를 거치면서 저온·저압으로 팽창된다.
그리고 팽창된 저온·저압의 냉매는 증발기(40)를 통과하면서 주위의 공기와 열교환되고, 열교환된 주위의 공기는 냉기를 유지하면서 차량의 실내를 냉방시킨다.
다음으로, 증발기(40)의 냉매 온도가 너무 낮아서 상기 증발기(40) 표면에 수분이 결빙될 우려가 있는 경우를 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 증발기(40)를 통과하는 냉매의 온도가 설정온도 이하일 경우, 냉매의 압력도 설정압력 이하이므로, 상기 압력감지수단(70)은 이를 감지하여 콘트롤러(70)에 감지 데이터를 입력시킨다.
그러면, 콘트롤러(80)는 압력감지수단(70)으로부터 입력된 냉매의 압력과 설정압력을 비교한다. 이때, 압력감지수단(70)의 압력이 설정압력 이하이면, 콘트롤러(80)는 증발기(40) 내부의 냉매가 설정된 온도 이하로 떨어져 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙될 우려가 있다고 판단하여 제어신호를 출력한다.
한편, 콘트롤러(80)에서 제어신호가 출력되면, 출력된 제어신호는 개폐밸브(90)에 인가되는데, 이때 신호가 인가된 개폐밸브(90)는 도 3에서와 같이 작동위 치로 절환되면서 바이패스 라인(60)을 개방한다.
따라서, 내부열교환기(50)에서 배출된 냉매는 팽창밸브(30)를 거치지 않고 바이패스 라인(60)으로 바이패스되며, 바이패스 라인(60)으로 바이패스된 냉매는 저온·저압으로 팽창되지 않은 채, 비교적 높은 온도를 유지하면서 증발기(40)로 직접 도입된다.
결과적으로, 증발기(40)로 도입된 높은 온도의 냉매는, 증발기(40)의 표면온도를 빙점보다 높게 유지시키면서 증발기(40) 표면의 수분 결빙현상을 원천적으로 방지한다.
한편, 증발기(40)를 통과하는 냉매의 온도가 설정온도 이상으로 상승되면, 상기 압력감지수단(70)은 이를 감지하여 콘트롤러(80)에 입력한다. 그리고 콘트롤러(80)는 입력된 압력과 설정압력을 비교하여, 입력된 압력이 더 크면 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙될 우려가 없다고 판단하여 제어신호를 소거한다.
따라서, 개폐밸브(90)는 바이패스 라인(60)을 차단하며, 바이패스 라인(60)이 차단됨에 따라 내부열교환기(50)의 냉매는 팽창밸브(30)로 도입되면서 저온·저압으로 팽창되면서 증발기(40)로 도입된다.
다음으로, 도 4에는 본 발명에 따른 공조시스템의 다른 실시예를 나타내는 도면이 도시되어 있다.
다른 실시예의 공조시스템은, 바이패스 라인(60)에 냉매의 팽창수단(100), 예를 들면 오리피스 또는 팽창밸브가 더 설치되는 구성을 갖는다.
팽창수단(100)은, 바이패스 라인(60)으로 바이패스된 고압의 냉매를 비교적 저온·저압으로 팽창시키는 역할을 하며, 바이패스 라인(60)으로 바이패스된 냉매가 고압의 상태로 계속적으로 순환되는 것을 방지한다. 여기서, 바이패스 라인(60)의 팽창수단(100)은 상기 팽창밸브(30)의 냉매 팽창 능력보다 작은 냉매 팽창 능력을 가져야 함은 물론이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치에 의하면, 증발기를 통과하는 냉매의 온도가 지나치게 낮아질 경우, 팽창밸브를 우회시키는 구조이므로, 냉매의 온도가 지나치게 낮아지는 것을 방지하고, 냉매의 온도가 지나치게 낮아지는 것을 방지함으로써 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것을 미연에 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 압축기를 온/오프시키지 않고서도 증발기의 표면에 수분이 결빙되는 것을 방지하는 구조이므로, 시스템의 안정화를 도모할 수 있으며, 따라서 시스템의 수명을 연장시킬 수 있는 효과를 갖는다.

Claims (3)

  1. 압축기(10)와 가스쿨러(20)와 팽창밸브(30)와 증발기(40) 및 내부열교환기(50)를 포함하며, 이산화탄소(CO2)를 냉매로 사용하는 차량용 공조시스템에 있어서,
    상기 내부열교환기(50)로부터 상기 팽창밸브(30)로 흐르는 냉매를 상기 증발기(40)의 입구측으로 바이패스할 수 있도록 상기 내부열교환기(50)와 상기 증발기(40)의 입구측을 연통시키는 바이패스 라인(60)과;
    상기 증발기(40)를 통과하는 냉매의 온도에 대응하는 압력을 감지하기 위한 압력감지수단(70)과;
    상기 압력감지수단(70)으로부터 입력된 냉매의 압력과 미리 설정된 압력을 비교하여 상기 압력감지수단(70)의 압력이 설정압력 이하일 경우, 상기 증발기의 냉매가 설정된 온도 이하로 떨어져 상기 증발기(40)의 표면에 수분이 결빙되는 것으로 판단하여 제어신호를 출력하는 콘트롤러(80)와;
    상기 콘트롤러(80)의 제어신호에 따라 상기 내부열교환기(50)로부터 상기 팽창밸브(30)로 흐르는 냉매를 상기 증발기(40)의 입구측으로 바이패스할 수 있도록 바이패스 라인(60)을 개방하는 개폐밸브(90)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 콘트롤러(80)의 설정압력은, 상기 냉매의 온도 0℃에 대응하는 35bar인 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바이패스 라인(60)으로 바이패스된 냉매를 저온·저압으로 팽창시킬 수 있도록 상기 바이패스 라인(60)에 설치되는 팽창수단(100)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조시스템의 결빙 방지장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20190135084A1 (en) * 2016-03-31 2019-05-09 Denso Corporation Heat exchange unit
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