KR20100069860A - Air cooling system of vehicle - Google Patents

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KR20100069860A KR1020080128402A KR20080128402A KR20100069860A KR 20100069860 A KR20100069860 A KR 20100069860A KR 1020080128402 A KR1020080128402 A KR 1020080128402A KR 20080128402 A KR20080128402 A KR 20080128402A KR 20100069860 A KR20100069860 A KR 20100069860A
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이홍열
박정상
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주식회사 두원공조
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    • F24F2013/227—Condensate pipe for drainage of condensate from the evaporator

Abstract

PURPOSE: A cooling system for a vehicle is provided to improve the fuel efficiency of a vehicle by reducing power which is applied to a compressor of cooling system. CONSTITUTION: A cooling system for a vehicle comprises: an air conditioning case; an evaporator(140) which is installed in the inside of the air conditioning case and wherein condensed water(W) is generated by cool air in the outside; a sub heat-exchanger(150) which is installed in the rear side of the evaporator and generates cool air while heat-exchanging with air by the condensed water; a condensate receiver tank which is installed in the lower part of the air conditioning case and collects the condensate water; and a pump which supplied the condensate water to the sub heat-exchanger by pumping the condensate water of the condensate receiver tank. The condensate water is flown in into the lower part of the sub heat-exchanger and is flown out from the upper part of the sub heat-exchanger.

Description

차량의 냉방 시스템{air cooling system of vehicle}Air cooling system of vehicle

본 발명은 차량의 냉방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기에서 발생하는 응축수를 이용하여 냉기를 추가로 공급하는 차량의 냉방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling system for a vehicle, and more particularly, to a cooling system for a vehicle for additionally supplying cool air by using condensed water generated in an evaporator.

종래 일반적인 차량의 냉방 시스템은 도1에 도시한 바와 같이, 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(10)와, 상기 압축기에 나온 냉매를 응축하면서 방열시키는 응축기(20)와, 상기 응축기(20)를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)와, 상기 팽창밸브(30)를 통과한 냉매를 상온의 공기와 열교환시켜 주위의 잠열을 빼앗아 증발시키는 증발기(40)로 이루어지며, 상기 증발기(40)는 공기를 송풍하는 블로아(B)가 설치된 공조케이스(H)의 내부에 설치되어 있다.As shown in FIG. 1, a conventional general vehicle cooling system includes a compressor 10 for compressing and discharging refrigerant, a condenser 20 for dissipating heat while condensing the refrigerant from the compressor, and the condenser 20. An expansion valve 30 for expanding a refrigerant, and the evaporator 40 to heat the refrigerant passing through the expansion valve 30 with air at room temperature to take the latent heat of the surroundings and evaporate, the evaporator 40 is It is provided inside the air-conditioning case H in which the blower B which blows air is provided.

이와 같이 구성된 차량의 냉방 시스템에서 팽창밸브(30)를 통하여 증발기(40)로 유입된 저온저압의 냉매는 블로아(B)에 의해 유동하는 공기와 열교환을 이루면서 증발되는 과정에서 공기의 온도를 낮추게 된다. 이때 공기의 온도가 내려가면서 공기 중의 수분 포화도가 낮아져 증발기 외부에서는 응축수(W)가 생기게 되는데, 이 응축수(W)는 공조케이스(H)의 하측을 통해 외부로 배출된다. In the cooling system of the vehicle configured as described above, the low temperature low pressure refrigerant introduced into the evaporator 40 through the expansion valve 30 lowers the temperature of the air in the process of being evaporated while making heat exchange with the air flowing by the blower (B). do. At this time, as the temperature of the air decreases, the water saturation in the air is lowered, so that the condensate (W) is generated outside the evaporator. The condensate (W) is discharged to the outside through the lower side of the air conditioning case (H).

그런데, 차량의 냉방 시스템의 증발기에서 발생하는 응축수는 냉방 시스템의 입구 공기를 냉각하는 과정에서 발생하고 있으며, 이 응축수는 냉방 시스템의 일량에 의해서 결정되며, 공기가 냉각하는 과정에서 발생하므로 소비동력을 빼앗게 되며, 냉방 시스템의 가동으로 인해 차량의 연비가 감소된다는 문제점이 있다.However, the condensate generated in the evaporator of the vehicle's cooling system is generated in the process of cooling the inlet air of the cooling system. The condensate is determined by the amount of the cooling system, and is generated during the cooling process. It is taken away, there is a problem that the fuel economy of the vehicle is reduced due to the operation of the cooling system.

냉방 시스템의 냉방 부하(Q)는 온도변화에 의한 현열 부하(Qs)와 응축수에 의한 잠열 부하(QL)로 이루어지는데, 이 잠열 부하(QL)는 전체 냉방 부하의 20~40%를 이루고 있으며, 이 버려지는 응축수는 차량에서 손실로 처리된다.The cooling load (Q) of the cooling system consists of the sensible heat load (Qs) caused by temperature change and the latent heat load (QL) caused by condensate. This latent heat load (QL) constitutes 20 to 40% of the total cooling load. This discarded condensate is treated as a loss in the vehicle.

그리고, 차량이 혼잡한 시내의 주행이나 비교적 짧은 시간 내에 정차와 주행을 반복적으로 해야 하는 경우에 요구되는 냉방성능을 만족하기 위해서는 많은 에너지를 차량에서 가져와야 하므로 연료소비가 많아지며, 블로아나 팬을 계속적으로 가동해야 하므로 정차시 소음이 심하다는 문제점도 있다.In addition, in order to satisfy the cooling performance required when driving in a crowded city or stopping and driving repeatedly within a relatively short time, a lot of energy has to be taken from the vehicle, resulting in high fuel consumption and continuous blower or fan operation. There is also a problem that the noise is too severe when stopped.

따라서, 본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은 증발기에서 발생하는 응축수를 이용하여 냉기를 발생시킴으로써 냉방 시스템에 공급되는 동력을 줄이고 차량의 연비를 향상시키는 차량의 냉방 시스템을 제공하는 데 있다. Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, an object of the present invention is to generate a cooling air by using the condensate water generated in the evaporator to reduce the power supplied to the cooling system and improve the fuel efficiency of the vehicle vehicle To provide.

본 발명에 의한 차량의 냉방 시스템은, 공조케이스의 내부에 증발기가 설치되고, 상기 증발기의 냉매와 열교환하면서 발생된 냉기가 차량 실내로 공급되어 냉 방하며, 상기 증발기 외부에는 냉기로 인해 응축수가 발생하는 차량의 냉방 시스템에 있어서, 상기 증발기의 후측에는 상기 응축수에 의해 공기와 열교환하여 냉기를 발생시키는 보조열교환기가 설치되어 있는 것을 특징으로 한다.In the cooling system of a vehicle according to the present invention, an evaporator is installed inside an air conditioning case, and cool air generated while exchanging heat with a refrigerant of the evaporator is supplied to the vehicle interior and cooled, and condensed water is generated outside the evaporator due to cold air. In the cooling system of a vehicle, an auxiliary heat exchanger is installed at a rear side of the evaporator to generate cold air by heat exchange with air by the condensate.

상기 공조케이스의 하측에는 상기 응축수를 모으는 응축수 탱크가 설치되고, 상기 응축수 탱크의 응축수를 펌핑하여 상기 보조열교환기에 공급하는 펌프가 설치되어 있다.A condensate tank for collecting the condensate is installed below the air conditioning case, and a pump for pumping the condensate of the condensate tank and supplying the condensate to the auxiliary heat exchanger is installed.

상기 응축수는 상기 보조열교환기의 하측으로 유입하여 상측으로 유출된다.The condensed water flows into the lower side of the auxiliary heat exchanger and flows out of the upper side.

상기 보조열교환기의 헤더는 상기 증발기의 헤더와 일체로 형성되어 있다. The header of the auxiliary heat exchanger is integrally formed with the header of the evaporator.

본 발명에 의한 차량의 냉방 시스템에 의하면, 증발기에서 발생하는 응축수를 이용하여 냉기를 발생시킴으로써 냉방 시스템의 압축기에 공급되는 동력을 줄이고 차량의 연비를 향상시키는 효과가 있다.According to the cooling system of a vehicle according to the present invention, by generating the cool air by using the condensed water generated in the evaporator there is an effect to reduce the power supplied to the compressor of the cooling system and improve the fuel economy of the vehicle.

이하, 본 발명의 실시예에 대해 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도2는 본 발명의 제1실시예가 적용된 차량의 냉방 시스템을 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 의한 냉방 시스템은 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(110)와, 상기 압축기(110)에 나온 냉매를 응축하면서 방열시키는 응축기(120)와, 상기 응축기(120)를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(130)와, 상기 팽창밸브(130)를 통과한 냉매를 상온의 공기와 열교환시켜 주위의 잠열을 빼앗아 증발시키는 증발기(140)로 이루어지는 데, 상기 증발기(140)는 공기를 송풍 하는 블로아(B)가 설치된 공조케이스(H)의 내부에 설치되며, 상기 증발기(140)의 후측(공기의 흐름방향 후측)에는 상기 증발기(140)에서 발생하는 상기 응축수에 의해 공기와 열교환하여 냉기를 발생시키는 보조열교환기(150)가 설치된 구조로 되어 있다. 2 is a block diagram showing a cooling system of a vehicle to which the first embodiment of the present invention is applied. As shown, the cooling system according to the first embodiment of the present invention includes a compressor 110 for compressing and discharging a refrigerant, a condenser 120 for dissipating heat while condensing the refrigerant from the compressor 110, and the condenser. An expansion valve 130 for expanding the refrigerant passing through the 120 and the evaporator 140 to heat the refrigerant passing through the expansion valve 130 with air at room temperature to take the latent heat of the surroundings and evaporate, Evaporator 140 is installed inside the air conditioning case (H) is provided with a blower (B) for blowing air, the rear side of the evaporator 140 (the rear side of the flow direction of the air) is generated in the evaporator 140 The auxiliary heat exchanger 150 is installed to heat the air by the condensate to generate cold air.

상기 공조케이스(H)에서 상기 증발기(140)가 위치하는 하측에는 응축수(W)가 모이는 응축수 집적부(101)가 형성되고, 상기 응축수 집적부(101)에 고이는 응축수(W)는 배출구(102)를 통해 상기 보조열교환기(150)의 응축수 입구(152a : 도3에 도시)로 유입되어 상기 증발기(140)를 통과한 공기와 열교환되어 공기의 온도를 낮추고 응축수 출구(151a : 도3에 도시)를 통해 외부로 배출된다. In the air conditioning case (H), the condensate accumulating unit (101), which collects condensate (W), is formed at the lower side where the evaporator (140) is located. Through the condensate inlet 152a of the auxiliary heat exchanger 150 and heat exchanged with the air passing through the evaporator 140 to lower the temperature of the air and condensate outlet 151a as shown in FIG. Is discharged to outside.

상기 배출구(102)와 상기 보조열교환기(150) 사이에는 필요에 따라 응축수(W)를 외부로 배출하는 드레인 밸브(도시안됨)가 설치되어 있다. A drain valve (not shown) is disposed between the outlet 102 and the auxiliary heat exchanger 150 to discharge the condensed water W to the outside as necessary.

도3은 보조열교환기(150)를 나타내는 입면도인데, 일반적인 열교환기와 유사하게 상부헤더(151)와 하부헤더(152)사이에 튜브(153)가 연결되고, 상기 튜브(153)사이에 열교환효율을 높이는 방열핀(154)이 삽입되어 일체로 브레이징된 구조로 되어 있다. 상기 하부헤더(152)의 일측에는 응축수 입구(152a)가 형성되고, 상기 상부헤더(151)의 일측에는 응축수 출구(151a)가 형성되어 있다. 따라서, 응축수(W)는 보조열교환기(150)의 하측으로 유입하여 상측으로 유출된다.3 is an elevation view showing an auxiliary heat exchanger 150, in which a tube 153 is connected between an upper header 151 and a lower header 152 similarly to a general heat exchanger, and heat exchange efficiency between the tubes 153 is improved. The height of the heat dissipation fin 154 is inserted into a structure brazed integrally. A condensate inlet 152a is formed at one side of the lower header 152, and a condensate outlet 151a is formed at one side of the upper header 151. Therefore, the condensed water (W) flows into the lower side of the auxiliary heat exchanger 150 and flows out of the upper side.

상기 응축수(W)는 도시하지 않은 펌프 등의 펌핑수단에 의해 상기 보조열교환기(150)로 보내진다. The condensate (W) is sent to the auxiliary heat exchanger 150 by pumping means such as a pump (not shown).

이와 같이 구성된 본 발명에 의한 차량의 냉방 시스템에서, 압축기(110), 응 축기(120), 팽창밸브(130) 및 증발기(140)를 순환하는 냉매사이클의 가동 중이나 가동을 중단한 후, 응축수(W)를 상기 보조열교환기(150)로 보내어 공조케이스(H)내부에 유동하는 공기의 온도를 낮추어 실내로 공급할 수 있으므로 냉방시스템에 공급하는 엔진의 동력을 줄일 수 있으며 차량의 연비를 향상할 수 있다. In the vehicle cooling system according to the present invention configured as described above, after the refrigerant cycle circulating the compressor 110, the condenser 120, the expansion valve 130 and the evaporator 140, or after the operation stops, the condensate ( W) can be sent to the auxiliary heat exchanger 150 to lower the temperature of the air flowing in the air conditioning case (H) to be supplied to the room, thereby reducing the power of the engine supplied to the cooling system and improving the fuel efficiency of the vehicle. have.

도4는 본 발명의 제2실시예가 적용된 차량의 냉방 시스템을 나타내는 구성도이다. 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 의한 냉방 시스템은 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(210)와, 상기 압축기(210)에 나온 냉매를 응축하면서 방열시키는 응축기(220)와, 상기 응축기(220)를 통과한 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(230)와, 상기 팽창밸브(230)를 통과한 냉매를 상온의 공기와 열교환시켜 주위의 잠열을 빼앗아 증발시키는 증발기(240)로 이루어지는데, 상기 증발기(240)는 공기를 송풍하는 블로아(B)가 설치된 공조케이스(H)의 내부에 설치되며, 상기 증발기(240)의 후측(공기의 흐름방향 후측)에는 상기 증발기(240)에서 발생하는 상기 응축수에 의해 공기와 열교환하여 냉기를 발생시키는 보조열교환기(250)가 설치되고, 상기 공조케이스(H)의 하측에는 상기 응축수(W)를 모으는 응축수 탱크(260)가 설치되고, 상기 응축수 탱크(260)와 상기 보조열교환기(250) 사이에는 응축수를 펌핑하여 상기 보조열교환기(250)에 공급하는 펌프(270)가 설치된 구조로 되어 있다.Figure 4 is a block diagram showing a cooling system of a vehicle to which the second embodiment of the present invention is applied. As shown, the cooling system according to the second embodiment of the present invention is a compressor 210 for compressing and discharging the refrigerant, a condenser 220 for dissipating heat while condensing the refrigerant from the compressor 210, and the condenser An expansion valve 230 for expanding the refrigerant passing through the 220 and the evaporator 240 to heat the refrigerant passing through the expansion valve 230 with air at room temperature to take the latent heat of the surroundings and evaporate, Evaporator 240 is installed inside the air conditioning case (H) is installed blower (B) for blowing air, the rear side of the evaporator 240 (rear side of the flow direction of the air) is generated in the evaporator 240 An auxiliary heat exchanger 250 for generating cold air by heat exchange with air by the condensate is installed, and a condensate tank 260 for collecting the condensate (W) is installed below the air conditioning case (H), and the condensate tank 260 and the auxiliary heat exchange Between the pumps 250, the pump 270 for pumping condensed water and supplying the auxiliary heat exchanger 250 is installed.

상기 응축수 탱크(260)의 출구측에는 일정량 이상의 응축수(W)를 외부로 배출시키도록 드레인 밸브(도시안됨)가 설치되어 있다.A drain valve (not shown) is provided at the outlet side of the condensate tank 260 to discharge a predetermined amount or more of condensate (W) to the outside.

본 실시예(제2실시예)는 응축수(W)를 일단 응축수 탱크(260)에 모아서 펌프(270)를 통해 상기 보조열교환기(250)에 공급하는 형태로서, 나머지 구성은 제1 시실예와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.This embodiment (second embodiment) is a form in which the condensate (W) once collected in the condensate tank 260 and supplied to the auxiliary heat exchanger 250 through the pump 270, the rest of the configuration and the first embodiment Similar descriptions are omitted here.

도5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제3실시예가 적용된 차량의 냉방 시스템에서 증발기(340)와 보조열교환기(350)를 나타내는 입면도 및 측면도로서, 본 실시예(제3실시예)에서는, 상기 보조열교환기(350)의 상부헤더(351) 및 하부헤더(352)는 상기 증발기(340)의 상부헤더(341) 및 하부헤더(342)와 각각 일체로 브레이징된 구조로 되어 있다. 5A and 5B are elevation and side views showing an evaporator 340 and an auxiliary heat exchanger 350 in a vehicle cooling system to which a third embodiment of the present invention is applied. ), The upper header 351 and the lower header 352 of the auxiliary heat exchanger 350 has a structure brazed integrally with the upper header 341 and the lower header 342 of the evaporator 340, respectively. .

상기 증발기(340)는 2열로 되어 있으며 냉매 입구(341a)와 냉매 출구(341b)는 상기 상부헤더(341)의 각 열 일측에 형성되어 있으며, 상기 보조열교환기(350)는 1열로 되어 있으며 하부헤더(352)의 일측에는 응축수 입구(352a)가 형성되고 상부헤더(351)의 일측에는 응축수 출구(351a)가 형성된 구조이다. 공기는 증발기(340)를 지나서 보조열교환기(350)를 통과한다.The evaporator 340 has two rows, and a refrigerant inlet 341a and a refrigerant outlet 341b are formed at one side of each row of the upper header 341, and the auxiliary heat exchanger 350 is formed in one row and has a lower portion. The condensate inlet 352a is formed at one side of the header 352, and the condensate outlet 351a is formed at one side of the upper header 351. Air passes through subsidiary heat exchanger 350 past evaporator 340.

증발기(340)와 보조열교환기(350)의 튜브 및 방열핀은 제1실시예와 유사하므로 자세한 설명은 생략한다.Tubes and heat sink fins of the evaporator 340 and the auxiliary heat exchanger 350 are similar to those of the first embodiment, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.

한편, 상기 보조열교환기(350)의 상부헤더(351)와 증발기(340)의 상부헤더(341)는 압출로 제조된 하나의 헤더파이프로 이루어지고, 상기 보조열교환기(350)의 하부헤더(352)와 증발기(340)의 하부헤더(342)는 압출로 제조된 하나의 헤더파이프로 이루어질 수도 있다. On the other hand, the upper header 351 of the auxiliary heat exchanger 350 and the upper header 341 of the evaporator 340 is composed of one header pipe manufactured by extrusion, the lower header (of the auxiliary heat exchanger 350) 352 and the lower header 342 of the evaporator 340 may be composed of one header pipe manufactured by extrusion.

도1은 종래 차량의 냉방 시스템을 나타내는 구성도,1 is a block diagram showing a cooling system of a conventional vehicle;

도2은 본 발명의 제1실시예에 의한 차량의 냉방 시스템을 나타내는 구성도,2 is a block diagram showing a cooling system of a vehicle according to a first embodiment of the present invention;

도3은 도2의 보조열교환기를 나타내는 입면도,3 is an elevation view showing the auxiliary heat exchanger of FIG. 2;

도4는 본 발명의 제2실시예에 의한 차량의 냉방 시스템을 나타내는 구성도,4 is a block diagram showing a cooling system of a vehicle according to a second embodiment of the present invention;

도5의 (a) 및 (b)는 본 발명의 제3실시예에 의한 차량의 냉방 시스템의 보조열교환기의 입면도 및 측면도이다.5A and 5B are elevation and side views of an auxiliary heat exchanger of a vehicle cooling system according to a third embodiment of the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

140, 240, 340 : 증발기 150, 250, 350 : 보조열교환기140, 240, 340: evaporator 150, 250, 350: auxiliary heat exchanger

260 : 응축수 탱크 270 : 펌프260: condensate tank 270: pump

W : 응축수W: condensate

Claims (4)

공조케이스의 내부에 증발기가 설치되고, 상기 증발기의 냉매와 열교환하면서 발생된 냉기가 차량 실내로 공급되어 냉방하며, 상기 증발기 외부에는 냉기로 인해 응축수가 발생하는 차량의 냉방 시스템에 있어서, In the air conditioning case, an evaporator is installed, the cooling air generated by heat exchange with the refrigerant of the evaporator is supplied to the interior of the vehicle and cooled, the cooling system of the vehicle in which condensed water is generated by the cold outside the evaporator, 상기 증발기의 후측에는 상기 응축수에 의해 공기와 열교환하여 냉기를 발생시키는 보조열교환기가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 냉방 시스템.The rear side of the evaporator is a cooling system for a vehicle, characterized in that the secondary heat exchanger for generating cold air by heat exchange with the air by the condensate. 청구항 1에 있어서,The method according to claim 1, 상기 공조케이스의 하측에는 상기 응축수를 모으는 응축수 탱크가 설치되고,A condensate tank for collecting the condensate is installed below the air conditioning case. 상기 응축수 탱크의 응축수를 펌핑하여 상기 보조열교환기에 공급하는 펌프가 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 냉방 시스템.And a pump for pumping condensate from the condensate tank and supplying the condensate to the auxiliary heat exchanger. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 응축수는 상기 보조열교환기의 하측으로 유입하여 상측으로 유출하는 것을 특징으로 하는 차량의 냉방 시스템.The condensate is introduced into the lower side of the auxiliary heat exchanger and the cooling system of the vehicle, characterized in that outflow. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 보조열교환기의 헤더는 상기 증발기의 헤더와 일체로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 냉방 시스템.The header of the auxiliary heat exchanger is integrally formed with the header of the evaporator.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN110497771A (en) * 2018-05-16 2019-11-26 现代自动车株式会社 Rooftop air conditioner and its control method for vehicle

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