KR20110089619A - 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템 - Google Patents

수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명의 목적은 수냉식 응축기와, 저온 라디에이터에서 공급되는 냉각수와 냉매가 열교환되도록 하는 역시 수냉식의 과냉각용 열교환기를 구비함으로써 냉각 효율을 크게 향상시키는, 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템을 제공함에 있다.
본 발명의 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템은, 차량용 공조 시스템(1000)에 있어서, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(211) 및 상기 튜브(211)의 양측 단부에 결합되어 열교환매체가 유통하는 한 쌍의 헤더탱크(212)를 포함하여 이루어지는 공랭식 열교환기 형태로 형성되어, 냉각수를 유입받아 외부 공기와 열교환시켜 냉각수를 냉각시켜 배출시키는 저온 라디에이터(210); 냉매를 유입받아 교축시켜 배출시키는 팽창수단(110); 상기 팽창수단(110)에서 교축된 냉매를 증발시키는 증발기(120); 상기 증발기(120)에서 증발된 냉매를 압축시키는 압축기(130); 이종 열교환기 형태로 형성되어, 상기 저온 라디에이터(210) 및 상기 압축기(130)와 연결되어, 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매를 유입받아 서로 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기(140); 상기 저온 라디에이터(210)의 상기 헤더탱크(212) 내에 구비되며, 상기 응축기(140)로부터 배출된 냉매를 유입받아 상기 헤더탱크(212) 내를 유동하는 냉각수와 열교환시켜 냉매를 과냉각시켜서 상기 팽창수단(110)으로 유입시키는 과냉각용 수냉식 열교환기(150); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템 {Air-Conditioning System for Vehicle having Water-Cooled Condenser and Water-Cooled Heat Exchanger for Supercooling}
본 발명은 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템에 관한 것이다.
열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치이다. 일반적으로 열교환 시스템은 주변으로부터 열을 흡수하는 증발기, 열교환매체를 압축하는 압축기, 주변으로 열을 방출하는 응축기, 열교환매체를 팽창시키는 팽창밸브로 구성되는데, 여기에서 증발기나 응축기가 대표적인 열교환기이다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 냉매는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 냉매가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 냉매가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.
상술한 바와 같이 응축기에서는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되는데, 이렇게 냉매가 기상에서 액상으로 바뀌는 과정에 있기 때문에 응축기 내부에는 기상의 냉매와 액상의 냉매가 혼합되어 있게 된다. 그런데, 기상 냉매와 액상 냉매가 혼합되어 있게 되면 온도ㆍ압력에 있어 평형적인 조건밖에는 얻을 수가 없게 되기 때문에, 보다 응축기 효율을 높이기 위해서는 이미 응축된 액상 냉매와 아직 응축되지 못한 기상 냉매를 분리하는 것이 바람직하다. 이와 같이 기상 냉매와 액상 냉매를 분리하기 위해서 일반적으로 응축기에는 리시버 드라이어가 구비된다. 따라서 일반적으로, 응축기 내의 일부 영역을 통과한 냉매가 리시버 드라이어로 유입되었다가 기상과 액상이 분리된 후 응축기 내로 재유입되는 형태로 유로가 형성된다. 이와 같이 냉매가 리시버 드라이어로 유입되기 전 통과하는 응축기 내 영역을 응축 영역, 냉매가 리시버 드라이어로부터 재유입되어 냉각되는 영역을 과냉각 영역이라고 칭한다.
도 1은 일반적인 응축기 및 리시버 드라이어의 정면에서 본 형상을 도시하고 있다. 일반적으로 응축기(100')는, 공기 송풍 방향에 나란하게 병렬 배치된 복수 개의 튜브(120'); 상기 튜브(120') 사이에 개재되고 상기 튜브(120') 사이를 흐르는 공기와의 전열면적을 증가시키는 핀(130'); 상기 튜브(120')의 양측 단부에 결합되며 유입구(111') 및 배출구(112')가 구비되어 열교환매체가 유통하는 한 쌍의 헤더탱크(110'); 상기 헤더탱크(110') 내에 적어도 하나 이상 구비되어 열교환매체의 유동을 차단하여 유로 영역을 형성하는 배플(113'); 을 포함하여 이루어진다. 또한, 일반적으로 상기 응축기(100')에는 도시된 바와 같이 일측 헤더탱크(110')에는 상기 유입구(111') 및 상기 배출구(112')가 구비되고 타측 헤더탱크(110')에 리시버 드라이어(200')가 구비되어 있다. 도 1에서 응축 영역은 S1 부분이며, 과냉각 영역은 S2 부분이다. 이와 같이 리시버 드라이어가 구비됨으로써 응축 효율을 좀더 개선할 수 있다. 도 2는 이와 같은 종래의 차량용 공조 시스템의 p-h 선도이다.
종래의 응축기는 상술한 바와 같이 공랭식, 즉 응축기 내를 흐르는 냉매가 외부 공기와 열교환하도록 형성되며, 리시버 드라이어는 단지 기액분리만을 수행하게 되어 있다. 즉 종래의 응축기의 경우, 응축 뿐만 아니라 과냉각 역시 공랭식으로 이루어지게 되는 것이다. 그런데 이와 같이 외부 공기와의 열교환으로 얻을 수 있는 응축 및 과냉각 효과로는, 더구나 현재 차량 부품들이 점점 더 컴팩트화되는 추세와 맞물려, 종래 공랭식의 응축기 형태를 유지하면서 설계 조건만을 변형함으로써 효율을 향상시킴에 있어 이미 거의 한계에 도달한 실정이다.
이에 따라 효율을 보다 상승시키기 위하여 응축기를 수냉식으로 구성하고자 하는 방안이 최근 검토되고 있다. 도 3은 수냉식 응축기를 채용한 종래의 차량용 공조 시스템을 도시하고 있다. 간략하게 설명하자면, 도 3에 도시된 수냉식 응축기(140')는 서로 다른 2종의 열교환매체를 내부로 유통시키면서 서로 열교환할 수 있게 하는 열교환기로서, 냉매와 저온 라디에이터(210)를 통과하는 냉각수가 상기 수냉식 응축기(140')를 통과하면서 서로 열교환을 일으킴으로써 냉매의 응축이 일어나게 된다.
상기 수냉식 응축기(140')는 물론 도 1에 도시된 바와 같은 종래의 공랭식 응축기에 비해서 응축 효율이 높은 것은 사실이다. 그러나 종래의 공랭식 응축기의 경우 리시버 드라이어와 같은 장치를 이용하여 과냉각을 시킬 수 있었던 반면, 종래의 상기 수냉식 응축기(140')의 경우 패키지 사이즈 증대에 한계가 있는 등의 문제 때문에 이러한 과냉각 영역을 형성하기 어렵다. 물론 이에 따라 종래의 수냉식 응축기(140')에서도 응축 효율을 증대시키는데 한계가 있는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 수냉식 응축기와, 저온 라디에이터에서 공급되는 냉각수와 냉매가 열교환되도록 하는 역시 수냉식의 과냉각용 열교환기를 구비함으로써 냉각 효율을 크게 향상시키는, 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템을 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템은, 차량용 공조 시스템(1000)에 있어서, 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(211) 및 상기 튜브(211)의 양측 단부에 결합되어 열교환매체가 유통하는 한 쌍의 헤더탱크(212)를 포함하여 이루어지는 공랭식 열교환기 형태로 형성되어, 냉각수를 유입받아 외부 공기와 열교환시켜 냉각수를 냉각시켜 배출시키는 저온 라디에이터(210); 냉매를 유입받아 교축시켜 배출시키는 팽창수단(110); 상기 팽창수단(110)에서 교축된 냉매를 증발시키는 증발기(120); 상기 증발기(120)에서 증발된 냉매를 압축시키는 압축기(130); 이종 열교환기 형태로 형성되어, 상기 저온 라디에이터(210) 및 상기 압축기(130)와 연결되어, 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매를 유입받아 서로 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기(140); 상기 저온 라디에이터(210)의 상기 헤더탱크(212) 내에 구비되며, 상기 응축기(140)로부터 배출된 냉매를 유입받아 상기 헤더탱크(212) 내를 유동하는 냉각수와 열교환시켜 냉매를 과냉각시켜서 상기 팽창수단(110)으로 유입시키는 과냉각용 수냉식 열교환기(150); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 차량용 공조 시스템(1000)은 상기 응축기(140)에서 배출된 냉각수를 상기 저온 라디에이터(210)로 펌핑하여 유입시키는 워터펌프(220); 를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉식 열교환기(150)는 중공관식 열교환기 형태, 이중관식 열교환기 형태 또는 적층형 열교환기 형태 중 어느 한 가지 형태로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수냉식 열교환기(150)는 상기 저온 라디에이터(210)의 한 쌍의 상기 헤더탱크(212) 중 배출측 헤더탱크(212b) 내부에 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응축기(140)는 복수 개의 플레이트(1450)가 적층되어 상기 플레이트(1450)의 전면끼리 마주보며 결합된 부분에 제1열교환매체가 유동하는 제1매체공간(1410)이 형성되고 상기 플레이트(1450)의 후면끼리 마주보며 결합된 부분에 제2열교환매체가 유동하는 제2매체공간(1420)이 형성되며, 상기 플레이트(1450)에는 상기 제1매체공간(1410)으로 제1열교환매체를 각각 유입 및 배출시키도록 통공 형태로 형성되는 제1매체유입구(1411) 및 제1매체배출구(1412)와; 상기 제1매체유입구(1411) 및 상기 제1매체배출구(1412) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제1열교환매체를 수용 및 유동시키는 제1매체탱크부(1415)와; 상기 제2매체공간(1420)으로 제2열교환매체를 각각 유입 및 배출시키는 제2매체유입구(1421) 및 제2매체배출구(1422)와; 상기 제2매체유입구(1421) 및 상기 제2매체배출구(1422) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제2열교환매체를 수용 및 유동시키는 제2매체탱크부(1425);가 구비되는 판형 열교환기 형태로 형성되어, 상기 제1매체공간(1410) 및 상기 제2매체공간(1420) 내로 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매가 각각 유동하는 것을 특징으로 한다.
이 때, 상기 응축기(140)는 냉각수 및 냉매의 유동이 대향류를 형성하는 것을 특징으로 한다.
종래의 공랭식 응축기의 경우, 응축 및 과냉각이 응축기 내부를 유동하는 냉매와 외부 공기가 열교환함에 의하여 이루어지기 때문에 열교환성능의 향상을 위해서는 열교환면적을 늘릴 수밖에 없는 반면, 현재 차량 부품의 컴팩트화 추세에 따라 응축기의 부피를 더 이상 확장하기에 어려움이 있어, 종래의 공랭식 응축기 형태를 유지하면서 응축 및 과냉각 효율을 더욱 향상하는 데에는 한계가 있었던 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에서는 응축기를 수냉식으로 형성하도록 함과 동시에, 그 내부를 유동하는 냉매가 저온 라디에이터에서 공급되는 냉각수와 열교환을 함으로써 과냉각이 이루어지도록 하는 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비함으로써, 공조 시스템의 냉각 효율을 종래에 비해 비약적으로 향상시킬 수 있는 큰 효과가 있다.
도 1은 일반적인 응축기 및 리시버 드라이어.
도 2는 종래의 차량용 공조 시스템의 p-h 선도.
도 3은 수냉식 응축기를 채용한 종래의 차량용 공조 시스템의 시스템도.
도 4는 본 발명의 차량용 공조 시스템의 시스템도.
도 5는 본 발명의 수냉식 응축기 구성의 일실시예.
도 6은 본 발명의 과냉각용 수냉식 열교환기 구성의 일실시예.
도 7은 본 발명의 차량용 공조 시스템의 p-h 선도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 차량용 공조 시스템의 시스템도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조 시스템(1000)은, 팽창수단(110)과, 증발기(120)와, 압축기(130)와, 응축기(140)와, 과냉각용 수냉식 열교환기(150)로 이루어지는 냉매 순환 시스템과, 저온 라디에이터(210)와, 상기 응축기(140)로 이루어지는 냉각수 순환 시스템을 포함하여 이루어진다. 이 때, 상기 냉각수 순환 시스템에는 상기 응축기(140)에서 배출된 냉각수를 상기 저온 라디에이터(210)로 펌핑하여 유입시키는 워터펌프(220)가 더 구비되는 것이 바람직하다. 이하에서 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 상기 저온 라디에이터(210)는 냉각수를 유입받아 외부 공기와 열교환시켜 냉각수를 냉각시켜 배출시킨다. 이 때, 상기 저온 라디에이터(210)는, 일반적인 공랭식 열교환기의 형태, 즉 공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(211) 및 상기 튜브(211)의 양측 단부에 결합되어 열교환매체가 유통하는 한 쌍의 헤더탱크(212)를 포함하여 이루어지는 공랭식 열교환기 형태로 형성된다. 여기에, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 상기 튜브(211)들 사이에 개재되어 열교환면적을 증대시켜 주는 핀(213)이 더 구비될 수도 있다. 상기 헤더탱크(212) 한 쌍 중 하나는 냉각수가 유입되는 유입측 헤더탱크(212a)가 되고, 나머지 하나는 냉각수가 배출되는 배출측 헤더탱크(212b)가 된다.
상기 냉매 순환 시스템을 구성하는 상기 팽창수단(110), 상기 증발기(120), 상기 압축기(130)는 일반적인 냉매 순환 시스템에 구비되는 것과 동일하다. 즉, 상기 팽창수단(110)은 냉매를 유입받아 교축시켜 배출시키며, 상기 증발기(120)는 상기 팽창수단(110)에서 교축된 냉매를 증발시키고, 상기 압축기(130)는 상기 증발기(120)에서 증발된 냉매를 압축시킨다.
본 발명에서 상기 응축기(140)는 도 3에 도시된 종래의 수냉식 응축기와 같은 형태로 형성되게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 본 발명에서 상기 응축기(140)는, 이종 열교환기 형태로 형성되어, 상기 저온 라디에이터(210) 및 상기 압축기(130)와 연결되어, 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매를 유입받아 서로 열교환시켜 냉매를 응축시킨다. 즉 종래의 일반적인 냉매 순환 시스템에서의 공랭식 열교환기는 외부 공기와 열교환하여 냉매를 응축시키나, 본 발명의 상기 응축기(140)는 수냉식으로서 냉각수와 열교환하여 냉매를 응축시키게 된다.
도 5는 본 발명의 수냉식 응축기 구성의 일실시예로서, 도 5를 통해 상기 응축기(140)의 구체적인 구성에 대해 설명한다. 상기 응축기(140)는 상술한 바와 같이 냉매 순환 시스템 및 냉각수 순환 시스템 모두에 포함되며, 냉매와 냉각수를 유입받아 이를 서로 열교환시키게 된다. 이를 구현할 수 있는 이종 열교환기의 일반적인 구성이 도 5에 도시되어 있는 바와 같은 형태로, 상기 응축기(140)는, 복수 개의 플레이트(1450)가 적층되어 상기 플레이트(1450)의 전면끼리 마주보며 결합된 부분에 제1열교환매체가 유동하는 제1매체공간(1410)이 형성되고 상기 플레이트(1450)의 후면끼리 마주보며 결합된 부분에 제2열교환매체가 유동하는 제2매체공간(1420)이 형성되며, 상기 플레이트(1450)에는 상기 제1매체공간(1410)으로 제1열교환매체를 각각 유입 및 배출시키도록 통공 형태로 형성되는 제1매체유입구(1411) 및 제1매체배출구(1412)와; 상기 제1매체유입구(1411) 및 상기 제1매체배출구(1412) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제1열교환매체를 수용 및 유동시키는 제1매체탱크부(1415)와; 상기 제2매체공간(1420)으로 제2열교환매체를 각각 유입 및 배출시키는 제2매체유입구(1421) 및 제2매체배출구(1422)와; 상기 제2매체유입구(1421) 및 상기 제2매체배출구(1422) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제2열교환매체를 수용 및 유동시키는 제2매체탱크부(1425);가 구비되는 판형 열교환기 형태로 형성되게 된다. 이 때, 상기 제1매체공간(1410) 및 상기 제2매체공간(1420) 내로 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매가 각각 유동하게 됨으로써, 서로 인접해 있는 상기 제1매체공간(1410) 내의 냉각수 및 상기 제2매체공간(1420) 내의 냉매가 서로 열교환을 일으킬 수 있게 되는 것이다.
상기 제1매체유입구(1411), 상기 제1매체배출구(1412), 상기 제2매체유입구(1421), 상기 제2매체배출구(1422)의 위치가 도 5에 도시된 바와 반드시 동일하게 형성될 필요는 없다. 또한, 상기 플레이트(1450)의 형상 역시 도 5에 도시된 바와 반드시 동일하게 형성될 필요는 없다. 또한, 도 5에는 제1열교환매체가 냉각수이고, 제2열교환매체가 냉매인 것으로 표기되어 있으나, 이 둘이 서로 바뀌어도 전혀 무방하다. 다만, 냉각수 및 냉매 간의 열교환성능을 극대화하기 위하여, 상기 응축기(140)는 냉각수 및 냉매의 유동이 대향류를 형성하도록 입출구 배치 또는 매체 선택 등이 이루어지는 것이 바람직하다.
도 3에 도시된 바와 같은 종래의 수냉식 응축기를 사용하는 공조 시스템을 포함하는 일반적인 냉매 순환 시스템에서는, 응축기에서 배출된 냉매가 팽창수단으로 유입되어 순환을 이루게 된다. 그러나 본 발명의 차량 공조 시스템(1000) 내 냉매 순환 시스템에서는, 상기 응축기(140)에서 배출된 냉매는 상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)를 거친 후 상기 팽창수단(110)으로 유입되어 순환을 이룬다.
상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)는, 상기 응축기(140)에서 일차적으로 응축된 냉매를 한 번 더 냉각함으로써 과냉각(supercooling)이 일어나도록 한다. 도 1에 도시되어 있는 바와 같은 종래의 응축기의 경우에는, 응축기에서 응축된 냉매가 리시버 드라이어로 유입되어 기액분리된 후 다시 응축기로 유입됨으로써, 응축기의 일부가 응축 영역을, (리시버 드라이어로부터 유입된 이후의 냉매 유로로 형성되는) 나머지 일부가 과냉각 영역을 형성하게 되었다. 즉 종래에는 응축 및 과냉각이 공랭식 열교환기에 의해 이루어지게 되었던 것이다.
그러나 본 발명의 과냉각용 수냉식 열교환기(150)는, 도시된 바와 같이 상기 저온 라디에이터(210)의 상기 헤더탱크(212) 내에 구비되어, 냉각수를 이용하여 냉매를 과냉각하게 된다. 보다 상세히 설명하자면, 상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)는 상기 저온 라디에이터(210)의 상기 헤더탱크(212) 내에 구비되어, 상기 응축기(140)로부터 배출된 냉매를 유입받아 상기 헤더탱크(212) 내를 유동하는 냉각수와 열교환시켜 냉매를 과냉각시켜서 상기 팽창수단(110)으로 유입시킨다.
도 6은 본 발명의 과냉각용 수냉식 열교환기 구성의 일실시예로서, 도 6을 통해 상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)의 구체적인 구성에 대해 설명한다. 상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)는 도 6(A)에 도시되어 있는 바와 같이 중공관식 열교환기 형태로 이루어질 수도 있고, 또는 도 6(B)에 도시되어 있는 바와 같이 이중관식 열교환기 형태로 이루어질 수도 있다. 또한, 도시되어 있지는 않으나, 헤더탱크 내에 구비되는 수냉식 열교환기의 일반적인 형태 중 하나로서 플레이트가 적층되어 이루어지는 적층형 열교환기 형태로 이루어질 수도 있다. 도 6의 단면도로 도시되어 있는 바와 같이, 그 내부에 냉각수가 유동하는 상기 저온 라디에이터(210)의 상기 헤더탱크(212) 내에, 그 내부에 냉매가 유동하는 상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)가 구비됨으로써, 냉각수와 냉매 간의 열교환이 이루어져 냉매가 과냉각되게 된다.
상기 과냉각용 수냉식 열교환기(150)는 상기 저온 라디에이터(210)의 한 쌍의 상기 헤더탱크(212) 중 어디에든 구비될 수 있겠으나, 과냉각 효율을 최대화하기 위해서는 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 저온 라디에이터(210) 전체 영역 중 상기 튜브(211)를 거쳐 나옴으로써 냉각이 이루어져 냉각수의 온도가 더 낮은 영역인, 상기 저온 라디에이터(210)의 한 쌍의 상기 헤더탱크(212) 중 배출측 헤더탱크(212b) 내부에 구비되는 것이 가장 바람직하다.
도 7은 본 발명의 차량용 공조 시스템의 p-h 선도이다. 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 차량용 공조 시스템은 응축기에서 배출된 냉매가 과냉각용 수냉식 열교환기로 유입되어 과냉각이 일어남으로써, 냉각 효율이 크게 증가하게 됨을 알 수 있다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000: (본 발명의) 차량 공조 시스템
110: 팽창수단 120: 증발기
130: 압축기 140: 응축기
150: 과냉각용 수냉식 열교환기
210: 저온 라디에이터 220: 워터펌프

Claims (6)

  1. 차량용 공조 시스템(1000)에 있어서,
    공기 송풍 방향에 나란하게 일정 간격으로 병렬 배치된 복수 개의 튜브(211) 및 상기 튜브(211)의 양측 단부에 결합되어 열교환매체가 유통하는 한 쌍의 헤더탱크(212)를 포함하여 이루어지는 공랭식 열교환기 형태로 형성되어, 냉각수를 유입받아 외부 공기와 열교환시켜 냉각수를 냉각시켜 배출시키는 저온 라디에이터(210);
    냉매를 유입받아 교축시켜 배출시키는 팽창수단(110);
    상기 팽창수단(110)에서 교축된 냉매를 증발시키는 증발기(120);
    상기 증발기(120)에서 증발된 냉매를 압축시키는 압축기(130);
    이종 열교환기 형태로 형성되어, 상기 저온 라디에이터(210) 및 상기 압축기(130)와 연결되어, 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매를 유입받아 서로 열교환시켜 냉매를 응축시키는 응축기(140);
    상기 저온 라디에이터(210)의 상기 헤더탱크(212) 내에 구비되며, 상기 응축기(140)로부터 배출된 냉매를 유입받아 상기 헤더탱크(212) 내를 유동하는 냉각수와 열교환시켜 냉매를 과냉각시켜서 상기 팽창수단(110)으로 유입시키는 과냉각용 수냉식 열교환기(150);
    를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 차량용 공조 시스템(1000)은
    상기 응축기(140)에서 배출된 냉각수를 상기 저온 라디에이터(210)로 펌핑하여 유입시키는 워터펌프(220);
    를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 수냉식 열교환기(150)는
    중공관식 열교환기 형태, 이중관식 열교환기 형태 또는 적층형 열교환기 형태 중 어느 한 가지 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 수냉식 열교환기(150)는
    상기 저온 라디에이터(210)의 한 쌍의 상기 헤더탱크(212) 중 배출측 헤더탱크(212b) 내부에 구비되는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 응축기(140)는
    복수 개의 플레이트(1450)가 적층되어 상기 플레이트(1450)의 전면끼리 마주보며 결합된 부분에 제1열교환매체가 유동하는 제1매체공간(1410)이 형성되고 상기 플레이트(1450)의 후면끼리 마주보며 결합된 부분에 제2열교환매체가 유동하는 제2매체공간(1420)이 형성되며, 상기 플레이트(1450)에는 상기 제1매체공간(1410)으로 제1열교환매체를 각각 유입 및 배출시키도록 통공 형태로 형성되는 제1매체유입구(1411) 및 제1매체배출구(1412)와; 상기 제1매체유입구(1411) 및 상기 제1매체배출구(1412) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제1열교환매체를 수용 및 유동시키는 제1매체탱크부(1415)와; 상기 제2매체공간(1420)으로 제2열교환매체를 각각 유입 및 배출시키는 제2매체유입구(1421) 및 제2매체배출구(1422)와; 상기 제2매체유입구(1421) 및 상기 제2매체배출구(1422) 부근 영역이 함몰 또는 돌출된 형태로 형성되어 제2열교환매체를 수용 및 유동시키는 제2매체탱크부(1425);가 구비되는 판형 열교환기 형태로 형성되어,
    상기 제1매체공간(1410) 및 상기 제2매체공간(1420) 내로 상기 저온 라디에이터(210)에서 배출된 냉각수 및 상기 압축기(130)에서 배출된 냉매가 각각 유동하는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 응축기(140)는
    냉각수 및 냉매의 유동이 대향류를 형성하는 것을 특징으로 하는 수냉식 응축기 및 과냉각용 수냉식 열교환기를 구비하는 차량용 공조 시스템.
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