KR20110004208A

KR20110004208A - 차량용 냉난방 동시 공조시스템

Info

Publication number: KR20110004208A
Application number: KR1020090061894A
Authority: KR
Inventors: 권대복; 주원석
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2011-01-13
Also published as: KR101554262B1

Abstract

개시된 본 발명에 따른 차량용 냉난방 동시 공조시스템은 차 실내 측에 설치되며, 실내용 열교환기가 배치된 공지 조절 덕트; 차 실외 측에 설치되며, 압축기, 콘덴서, 팽창밸브 및 중간 열교환기를 구비하는 냉각 사이클; 및 상기 실내용 열교환기와 상기 중간 열교환기를 연결하는 냉각수 사이클을 포함하며, 상기 냉각수 사이클에는 냉각수 전환밸브가 설치되어, 냉방 시 상기 냉각수 전환밸브가 폐쇄되어 상기 중간 열교환기에서 냉매 및 냉각수의 열교환이 이루어지고, 난방 시 상기 냉매 사이클은 정지되고, 상기 냉각수 전환밸브가 개방되어 상기 냉각수가 엔진 측으로 순환하여 열교환이 이루어진다. 이에 의하면, 별도의 냉방용 및 난방용 열교환기 대신 하나의 열교환기에 의하여 공조장치 내의 냉난방을 동시에 구현할 수 있다.

Description

차량용 냉난방 동시 공조시스템{SIMULTANEOUS AIR CONDITIONER SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 냉난방 동시 공조시스템에 관한 것으로서, 특히 공조장치에서 냉각수를 이용하여 냉난방을 동시에 할 수 있는 차량용 냉난방 동시 공조시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 차량용 공조 장치는 도 1에 도시된 바와 같이 송풍기 유닛(미도시)에 의해 차량 실내로 유입된 외기를 냉매가 흐르는 증발기 유닛(11) 또는 차량 엔진의 냉각수가 흐르는 히터 코어 유닛(heater core unit;12)으로 선택적으로 통과시켜 열교환을 시킨 후 냉기 또는 온기의 상태로 차량 실내로 분배함으로써 냉방 또는 난방을 한다.

상기와 같은 구조의 차량용 공조장치(10)는 냉난방을 위하여 반드시 냉방용 및 난방용 열교환기(11,12)가 각각 필요하여 장치의 구성이 복잡해지는 문제점이 있다.

도 2는 종래 저온 냉각수를 이용하는 차량용 냉각 장치를 나타낸 구성도이다.

도 2를 참조하면, 차량용 냉각 장치(20)는 엔진룸 측에 압축기(31), 방열기(32), 수익기(33), 팽창밸브(34), 냉매/브라인 열교환기(60)가 순차적으로 연결된 냉각 사이클(30)을 배치하고, 차실 측에 차실 내를 온도 조절하는 공기 조절 유닛(40)이 배치된다.

공기 조절 유닛(40)은 공기 조절 덕트(41)의 최상류 측에 송풍기(42)를 배치하고, 송풍기(42)에 의하여 하류 측에 압송되는 공기를 차실 열교환기(43)에 보내 냉각하여 차실로 공급한다.

상기 차실 열교환기(43)는 냉매/브라인 열교환기(60) 및 브라인 펌프(51)와 순차적으로 연결되어 브라인 사이클(50)을 구성한다.

상기 냉매/브라인 열교환기(60)는 가연성 냉매가 이동되는 제1 유로(35)와 브라인이 이동되는 제2 유로(52)를 갖으며, 제1 유로(35)를 흐르는 가연성 냉매의 흡열 능력이 제2 유로(52)를 흐르는 브라인에 전달된다.

상기 냉각 사이클(31)은 압축기(31)에 의해 압축된 가연성 냉매가 방열기(32)에 유입되어 방열 및 냉각되고, 팽창 밸브(34)로 유입되어 감압된 후 냉매/브라인 열교환기(60)의 제1 유로(35)에서 열을 흡입한 뒤 압축기(31)로 보내진다.

상기와 같은 구조의 차량용 냉각 장치(20)는 저온의 냉각수를 이용하여 냉방을 하는 장점이 있으나, 난방을 위하여는 별도의 난방용 열교환기가 필요한 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉난방을 위해 냉방용 및 난방용 열교환기가 별도로 필요하지 않은 개선된 차량용 냉난방 동시 공조시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 동시 공조시스템은 차 실내 측에 설치되며, 실내용 열교환기가 배치된 공지 조절 덕트; 차 실외 측에 설치되며, 압축기, 콘덴서, 팽창밸브 및 중간 열교환기를 구비하는 냉각 사이클; 및 상기 실내용 열교환기와 상기 중간 열교환기를 연결하는 냉각수 사이클을 포함하며, 상기 냉각수 사이클에는 냉각수 전환밸브가 설치되어, 냉방 시 상기 냉각수 전환밸브가 폐쇄되어 상기 중간 열교환기에서 냉매 및 냉각수의 열교환이 이루어지고, 난방 시 상기 냉매 사이클은 정지되고, 상기 냉각수 전환밸브가 개방되어 상기 냉각수가 엔진 측으로 순환하여 열교환이 이루어진다.

상기 냉각수 전환밸브는 콘트롤러에 미리 설정된 값에 의하여 개폐가 조절되거나, 사용자의 조절에 의할 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 동시 공조시스템에 의하면, 냉매 사이클과 냉 각수 사이클 사이에 중간 열교환기를 배치하고, 냉각수 사이클에 냉각수의 흐름 방향을 조절할 수 있는 냉각수 전환밸브를 설치함으로써, 하나의 열교환기에 의하여 공조장치 내의 냉난방을 동시에 구현할 수 있다.

냉난방 시 펌프의 회전구를 조절하여 냉각수의 유량을 조절함으로써 종래 온도 조절 도어 및 이의 구동기구에 의하지 않고 온도 조절이 가능하다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 차량용 냉난방 동시 공조시스템에 대하여 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉난방 동시 공조시스템을 개략적으로 나타낸 구성도이고, 도 4는 도 3의 차량용 냉난방 동시 공조시스템에서 냉방 시의 냉각수 이동 모습을 개략적으로 나타낸 구성도이며, 도 5는 도 3의 차량용 냉난방 동시 공조시스템에서 난방 시의 냉각수 이동 모습을 개략적으로 나타낸 구성도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 차량용 냉난방 동시 공조시스템(100)은 차 실내 측에 배치된 공기 조절 덕트(130)와, 차 실외 측에 배치된 냉매 사이클(110) 및 냉각수 사이클(120)을 포함한다.

상기 공기 조절 덕트(130)에는 일측에 송풍기(131)가 배치되고, 타측에 송풍기(131)에 의하여 압송된 공기의 열교환이 이루어지는 실내용 열교환기(132)가 배치된다.

상기 냉매 사이클(110)은 압축기(111), 콘덴서(112), 팽창밸브(113) 및 중간 열교환기(140)를 포함한다.

상기 냉매 사이클(110)을 흐르는 냉매는 가연성 냉매로 상기 압축기(111)에서 가압되고, 상기 콘덴서(112)에서 방열 및 냉각되며, 상기 팽창 밸브(113)에서 감압된 후 상기 중간 열교환기(140)의 제1 유로(114)로 보내어져 열교환이 이루어진다.

상기 냉각수 사이클(120)은 상기 실내용 열교환기(132)와 상기 중간 열교환기(140)를 연결하는 사이클로, 중간 열교환기(140)의 제2 유로(123), 펌프(121) 및 냉각수 전환밸브(122)가 설치된다.

여기서, 상기 중간 열교환기(140)의 제1 유로(114) 및 제2 유로(123)는 차단벽(141)에 의하여 서로 격리된다.

상기 펌프(121)는 냉각수의 원활한 흐름 및 냉각수의 유량 조절을 제어할 수 있다.

상기 펌프(121)의 냉각수 유량 조절은 펌프(121) 내의 회전구(미도시) 조절에 의할 수 있으며, 이에 의하여 냉각수의 유량을 조절함으로써 공조장치 내의 온도 조절이 가능하다.

상기 냉각수 전환밸브(122)는 공조시스템(100)의 전체 구동을 제어하는 콘트롤러(160)에 미리 설정된 값에 의하거나 사용자가 임의의 조절에 의한 개폐에 의하여 상기 냉각수의 순환 방향을 조절하기 위한 것으로서, 상기 냉각수는 폐쇄에 의하여 상기 냉각수 사이클(120) 내에서 순환하고, 개방에 의하여 상기 냉각수는 엔 진(150) 측을 거쳐 상기 냉각수 사이클(120) 내로 유입된다.

상기와 같은 구조의 차량용 냉난방 동시 공조시스템(100)에서 냉난방 시의 냉각수 흐름은 다음과 같다.

도 4를 참조하면, 공조시스템(100)의 냉방 시, 상기 냉각수 전환밸브(122)가 폐쇄되어 상기 냉각수 사이클(120)의 냉각수가 제2 유로(123) 상에서 제1 유로(114) 상을 흐르는 냉매와 열교환이 이루어져 냉각된 상태로 상기 실내용 열교환기(132)를 경유하여 시원한 공기가 차 실내로 공급된다.

즉, 중간 열교환기(140) 내에서 제1 유로(114)를 흐르는 냉각된 냉매가 제2 유로(123)를 흐르는 냉각수의 열을 흡수하여 냉각수를 냉각함으로써 차 실내의 냉방이 이루어진다.

도 5를 참조하면, 공조시스템(100)의 난방 시, 상기 냉각수 전환밸브(122)가 개방되어 상기 냉각수 사이클(120)의 냉각수는 써모스탯(thermostat;170)을 경유하여 엔진(150) 측으로 순환되어 고온의 엔진(150) 열과 열교환이 이루어진 후 제2 유로(123) 및 실내용 열교환기(132)를 경유하여 고온의 공기가 차 실내로 공급된다.

이때, 상기 냉매 사이클(110)은 그 가동이 중지되고, 상기 중간 열교환기(140)의 제2 유로(123)는 단순히 냉각수의 이동 경로만을 제공하게 된다.

상기와 같은 구조의 차량용 냉난방 동시 공조시스템(100)에 의하면, 냉매 사이클(110)과 냉각수 사이클(120) 사이에 중간 열교환기(140)를 배치하고, 냉각수 사이클(120)에 냉각수의 흐름 방향을 조절할 수 있는 냉각수 전환밸브(122)를 설치 함으로써, 하나의 열교환기에 의하여 공조장치 내의 냉난방을 동시에 구현할 수 있다.

또한, 냉난방 시 펌프(121)의 회전구를 조절하여 냉각수의 유량을 조절함으로써 종래 온도 조절 도어 및 이의 구동기구에 의하지 않고 온도 조절이 가능하다.

도 1은 종래 차량용 공조장치를 개략적으로 나타낸 도면.

도 2는 종래 저온 냉각수를 이용하는 차량용 냉각 장치를 나타낸 구성도.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 냉난방 동시 공조시스템을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 4는 도 3의 차량용 냉난방 동시 공조시스템에서 냉방 시의 냉각수 이동 모습을 개략적으로 나타낸 구성도.

도 5는 도 3의 차량용 냉난방 동시 공조시스템에서 난방 시의 냉각수 이동 모습을 개략적으로 나타낸 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

100... 차량용 냉난방 동시 공조시스템 110... 냉매 사이클

114... 제1 유로 120... 냉각수 사이클

121... 펌프 122... 냉각수 전환밸브

123... 제2 유로 130... 공기 조절 덕트

140... 중간 열교환기 150... 엔진

160... 콘트롤러 170... 써모스탯

Claims

차 실내 측에 설치되며, 실내용 열교환기(132)가 배치된 공기 조절 덕트(130); 차 실외 측에 설치되며, 압축기(111), 콘덴서(112), 팽창밸브(113) 및 중간 열교환기(140)를 구비하는 냉각 사이클(110); 및 상기 실내용 열교환기(132)와 상기 중간 열교환기(140)를 연결하는 냉각수 사이클(120)을 포함하는 차량용 냉난방 동시 공조 시스템(100)에 있어서,

상기 냉각수 사이클(120)에는 냉각수 전환밸브(122)가 설치되어,

냉방 시 상기 냉각수 전환밸브(122)가 폐쇄되어 상기 중간 열교환기(140)에서 냉매 및 냉각수의 열교환이 이루어지고,

난방 시 상기 냉매 사이클(110)의 가동은 정지되고, 상기 냉각수 전환밸브(122)가 개방되어 상기 냉각수가 엔진(150) 측으로 순환하여 열교환이 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 동시 공조 시스템(100).
청구항 1에 있어서,

상기 냉각수 전환밸브(122)는 콘트롤러(160)에 미리 설정된 값에 의하여 개폐가 조절되거나, 사용자의 조절에 의하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 동시 공조 시스템(100).