KR20110093219A - Air-conditioning system using exhaustion heat recovery ejector - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: An air conditioning system using an exhaustion heat recovery ejector is provided to improve the fuel efficiency without using the power of the engine while compressing the refrigerant by replacing the compressor at the heat exchange system with the ejector and exhaust heat recover heat exchanger. CONSTITUTION: An air conditioning system comprises a condenser(110), an expansion valve(120), an evaporator(130), a first heat exchanging unit(141), and a second heat exchanging unit(142). The condenser emits the heat of liquefaction, the adjacent air is heated, and the refrigerant is condensed. In the expansion valve, the refrigerant exhausted from condenser is branched and one of them is drawn in through a first flow passage(161). The evaporator gets the influx the refrigerant exhausted from the expansion valve, absorbs the heat of evaporation, cools the adjacent air, and evaporates the refrigerant. The foreign heat exchange materials are flown to the inside of first heat exchanger and second heat exchanger. The first heat exchanger gets the influx which is not the flowing refrigerant from the expansion valve through the second fluid passage(162), exchanges the heat, and discharges. The second heat exchanger get the influx the exhaust gas, exchanges the heat, and discharges.

Description

배기열 회수 이젝터 공조 시스템 {Air-Conditioning System using Exhaustion Heat Recovery Ejector}Air-Conditioning System using Exhaustion Heat Recovery Ejector}

본 발명은 배기열 회수 이젝터 공조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an exhaust heat recovery ejector air conditioning system.

일반적으로 열교환 시스템은 주변으로부터 주변으로 열을 방출하는 응축기, 열교환매체를 팽창시키는 팽창밸브, 열을 흡수하는 증발기, 열교환매체를 압축하는 압축기로 구성된다. 여기에서 증발기나 응축기가 대표적인 열교환기로서, 열교환기는 온도차가 있는 두 환경 사이에서 한쪽의 열을 흡수하여 다른쪽으로 열을 방출시키는 장치이다. 보다 상세히 설명하자면, 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. 즉, 증발기 측에서는 기화열이 흡수됨으로써 주변의 공기가 냉각되고, 응축기 측에서는 액화열을 방출하게 되어 주변의 공기가 가열된다.
In general, a heat exchange system is composed of a condenser that discharges heat from the surroundings, an expansion valve for expanding the heat exchange medium, an evaporator for absorbing heat, and a compressor for compressing the heat exchange medium. Here, the evaporator or the condenser is a representative heat exchanger, and the heat exchanger is a device that absorbs heat from one side and releases heat to the other side between two environments having a temperature difference. In more detail, the gaseous refrigerant flowing from the evaporator into the compressor is compressed at a high temperature and high pressure in the compressor, and liquefied heat is released to the surroundings in the process of liquefying the compressed gaseous refrigerant through the condenser. The liquefied refrigerant passes through the expansion valve again to become a low-temperature and low-pressure wetted vapor state, and then flows back into the evaporator to vaporize to form a cycle. That is, the vaporization heat is absorbed on the evaporator side, and the surrounding air is cooled, and the liquefaction heat is released on the condenser side, and the surrounding air is heated.

도 1은 일반적인 종래의 차량용 공조 시스템을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 차량용 공조 시스템은, 일반적인 열교환 시스템과 동일하게, 주변으로 액화열을 방출하며 열교환매체를 응축시키는 응축기(1), 열교환매체를 팽창시키는 팽창밸브(2), 주변으로부터 기화열을 흡수하여 열교환매체를 기화시키는 증발기(3), 열교환매체를 압축하는 압축기(4)를 포함하여 이루어진다.1 illustrates a general conventional vehicle air conditioning system. As shown in the drawing, a vehicle air conditioning system, like a general heat exchange system, emits liquefied heat to the surroundings and condensates the heat exchange medium, an expansion valve (2) to expand the heat exchange medium, and heat absorption by absorbing vaporization heat from the surroundings. And an evaporator 3 for vaporizing the medium and a compressor 4 for compressing the heat exchange medium.

보다 상세히 설명하자면, 상기 응축기(1)에서는 고온ㆍ고압의 기상 냉매를 외부로 액화열을 방출하며 응축시킴으로써 냉매를 액상으로 만든다. 상기 응축기(1)에서 배출된 액상 냉매는 상기 팽창밸브(2)로 유입되어, 상기 팽창밸브(2)에서 냉매가 팽창된 후 상기 증발기(3)로 유입된다. 상기 증발기(3)에서는 냉매가 외부로부터 기화열을 흡수함으로써 주변 공기를 냉각시키면서 냉매 자체는 저온ㆍ저압의 기상이 되어 배출된다. 이렇게 저온ㆍ저압의 기상 냉매가 상기 압축기(4)로 유입되면, 상기 압축기(4)에서는 냉매를 압축함으로써 고온ㆍ고압의 기상 냉매로 만들어 배출하게 된다.In more detail, the condenser 1 makes the refrigerant into a liquid phase by condensing the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure with the release of liquefied heat to the outside. The liquid refrigerant discharged from the condenser 1 flows into the expansion valve 2, and after the refrigerant expands in the expansion valve 2, flows into the evaporator 3. In the evaporator 3, the refrigerant absorbs heat of vaporization from the outside, thereby cooling the surrounding air and discharging the refrigerant itself into a low-temperature / low-pressure gas phase. When the low-temperature / low-pressure gaseous refrigerant flows into the compressor 4, the compressor 4 compresses the refrigerant to discharge the high-temperature / high pressure gaseous refrigerant.

이 때, 상기 압축기(4)는 일반적으로 엔진의 동력에 의하여 작동되게 되며, 이에 따라 상기 압축기(4)의 작동에 필요한 에너지가 소모됨으로써 엔진 연비가 떨어지게 되는 문제점이 있었다.
At this time, the compressor 4 is generally operated by the power of the engine, and thus there is a problem in that the engine fuel economy is lowered because energy required for the operation of the compressor 4 is consumed.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 압축기를 대체하는 배기열 회수 열교환기 및 이젝터를 이용하여 냉매의 압축을 수행하도록 함으로써 차량 연비를 개선하는, 배기열 회수 이젝터 공조 시스템을 제공함에 있다.
Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to improve the vehicle fuel economy by performing the compression of the refrigerant by using an exhaust heat recovery heat exchanger and an ejector to replace the compressor To provide an exhaust heat recovery ejector air conditioning system.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 배기열 회수 이젝터 공조 시스템은, 액화열을 방출하여 주변 공기를 가열하며 냉매를 응축시키는 응축기(110); 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 분기되어, 그 중 하나를 제1유로(161)을 통해 유입받아 팽창시키는 팽창밸브(120); 상기 팽창밸브(120)로부터 배출된 냉매를 유입받아, 기화열을 흡수하여 주변 공기를 냉각하며 냉매를 증발시키는 증발기(130); 이종의 열교환매체가 각각 그 내부로 유동되는 제1열교환부(141) 및 제2열교환부(142)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1열교환부(141)는 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 분기되어, 그 중 상기 팽창밸브(120)로 유입되는 냉매가 아닌 다른 하나를 제2유로(162)를 통해 유입받아 열교환한 후 배출하며, 상기 제2열교환부(142)는 배기가스를 유입받아 열교환한 후 배출하되, 상기 제1열교환부(141) 내의 냉매 및 상기 제2열교환부(142) 내의 배기가스가 열교환함으로써 냉매를 고온ㆍ고압으로 압축시키는 이종 열교환기(140); 상기 이종 열교환기(140)의 상기 제1열교환부(141)로부터 배출된 냉매를 노즐부(151)로 유입받고, 상기 증발기(130)로부터 배출된 냉매를 흡입부(152)로 유입받아, 냉매를 승압하여 상기 응축기(110)로 유입시키는 이젝터(150); 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.Exhaust heat recovery ejector air conditioning system of the present invention for achieving the above object, the condenser 110 to discharge the liquefied heat to heat the surrounding air to condense the refrigerant; An expansion valve 120 for branching the refrigerant discharged from the condenser 110 and receiving one of the refrigerant from the condenser 110 through the first passage 161 to expand the refrigerant; An evaporator 130 which receives the refrigerant discharged from the expansion valve 120, absorbs heat of vaporization, cools the surrounding air, and evaporates the refrigerant; The heterogeneous heat exchange medium includes a first heat exchanger 141 and a second heat exchanger 142, each of which flows therein, and the first heat exchanger 141 is a refrigerant discharged from the condenser 110. Is branched, and the other one of the refrigerant other than the refrigerant flowing into the expansion valve 120 is introduced through the second flow path 162 to be heat-exchanged and then discharged. A heterogeneous heat exchanger (140) for compressing the refrigerant at a high temperature and high pressure by exchanging heat after receiving the heat exchanged in the first heat exchange unit (141) and the exhaust gas in the second heat exchange unit (142); The refrigerant discharged from the first heat exchange unit 141 of the heterogeneous heat exchanger 140 is introduced into the nozzle unit 151, and the refrigerant discharged from the evaporator 130 is introduced into the suction unit 152, and the refrigerant is supplied. Ejector 150 to boost the flow into the condenser 110; Characterized in that comprises a.

이 때, 상기 이종 열교환기(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 냉매 및 배기가스가 각각 유동하는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 이종 열교환기(140)는 냉매 및 배기가스의 유동이 대향류를 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the heterogeneous heat exchanger 140 has a plurality of plates 1450 are stacked to form a first medium space 1410 in which a first heat exchange medium flows in a portion facing the front surfaces of the plates 1450. And a second medium space 1420 in which a second heat exchange medium flows in a portion facing the rear surfaces of the plate 1450, and a first medium space 1410 is formed in the plate 1450. A first medium inlet 1411 and a first medium outlet 1412 formed in a through shape so as to introduce and discharge the heat exchange medium, respectively; A first medium tank part 1415 formed in a recessed or protruding region in the vicinity of the first medium inlet 1411 and the first medium outlet 1414 to receive and flow the first heat exchange medium; A second medium inlet 1421 and a second medium outlet 1142 for introducing and discharging a second heat exchange medium into the second medium space 1420, respectively; A second medium tank part 1425 formed to have a recessed or protruding region in the vicinity of the second medium inlet 1421 and the second medium outlet 1142 to accommodate and flow the second heat exchange medium; It is formed in the form of a heat exchanger, the refrigerant and the exhaust gas flows into the first medium space 1410 and the second medium space 1420, respectively. At this time, the heterogeneous heat exchanger 140, it is preferable that the flow of the refrigerant and exhaust gas to form a counter flow.

또한, 상기 이젝터(150)는 상기 이종 열교환기(140)의 제1열교환부(141)로부터 토출된 냉매를 유입받아 감압 팽창시키면서 냉매 유속을 증가시키는 노즐부(151), 상기 노즐부(151)로부터 분사되는 냉매의 증가된 유속을 이용하여 상기 증발기(130)로부터 토출된 냉매를 유입받아 흡입하는 흡입부(152), 상기 노즐부(151)에서 분사되는 냉매와 상기 흡입부(152)를 통해 흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시키는 디퓨져부(153)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
In addition, the ejector 150 receives the refrigerant discharged from the first heat exchanger 141 of the heterogeneous heat exchanger 140, expands under reduced pressure, and increases the refrigerant flow rate while increasing the refrigerant flow rate, and the nozzle unit 151. From the suction unit 152 to receive and suck the refrigerant discharged from the evaporator 130 by using the increased flow rate of the refrigerant injected from the through, the refrigerant injected from the nozzle unit 151 and the suction unit 152 And a diffuser unit 153 for boosting the pressure of the refrigerant after mixing the refrigerant sucked therein.

종래의 차량용 공조 시스템은 일반적인 열교환 시스템, 즉 응축기 - 팽창밸브 - 증발기 - 압축기로 이루어지는 열교환 시스템으로 이루어져 있었으며, 이 때 압축기의 작동에는 엔진의 동력이 소모되게 되어 차량 연비가 떨어지게 되는 문제점이 있었다. 그러나 본 발명에 의하면, 종래의 열교환 시스템에서의 압축기를 이젝터 및 배기열 회수 열교환기로 대체하여, 냉매의 압축을 수행하면서도 엔진의 동력을 전혀 소모하지 않아 엔진 연비를 크게 개선하는 효과가 있다.
Conventional vehicle air conditioning system was composed of a heat exchange system consisting of a general heat exchange system, that is, a condenser-expansion valve-evaporator-compressor, at this time the operation of the compressor has a problem that the engine fuel consumption is consumed to reduce the vehicle fuel economy. However, according to the present invention, the compressor in the conventional heat exchange system is replaced by an ejector and an exhaust heat recovery heat exchanger, thereby compressing the refrigerant and thus consuming no power of the engine, thereby greatly improving the engine fuel efficiency.

도 1은 종래의 공조 시스템.
도 2는 본 발명의 공조 시스템.
도 3은 본 발명의 공조 시스템에 구비되는 이종 열교환기.
도 4는 본 발명의 공조 시스템에 구비되는 이젝터.
도 5는 본 발명의 공조 시스템 및 p-h 선도.1 is a conventional air conditioning system.
2 is an air conditioning system of the present invention.
3 is a heterogeneous heat exchanger provided in the air conditioning system of the present invention.
Figure 4 is an ejector provided in the air conditioning system of the present invention.
5 is an air conditioning system and a ph diagram of the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 배기열 회수 이젝터 공조 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the exhaust heat recovery ejector air conditioning system according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 의한 배기열 회수 이젝터 공조 시스템을 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 발명의 공조 시스템은, 응축기(110), 팽창밸브(120), 증발기(130)를 포함하여 이루어지는 점에 있어서는 종래의 공조 시스템과 유사하나, 종래의 공조 시스템과는 달리 압축기가 생략되고, 그 대신에 배기열을 회수할 수 있는 이종 열교환기(140) 및 이젝터(150)를 포함하여 이루어진다. 또한 상기 이종 열교환기(140) 및 상기 이젝터(150)로의 냉매 유동이 각각 이루어질 수 있도록, 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 제1유로(161) 및 제2유로(162)로 분기되게 된다. 이하에서 각부에 대하여 보다 상세히 설명한다.Figure 2 shows an exhaust heat recovery ejector air conditioning system according to the present invention. As shown, the air conditioning system of the present invention is similar to the conventional air conditioning system in that it comprises a condenser 110, expansion valve 120, evaporator 130, unlike the conventional air conditioning system, It is omitted, and comprises a heterogeneous heat exchanger 140 and an ejector 150 that can recover the exhaust heat instead. In addition, the refrigerant discharged from the condenser 110 is branched into the first passage 161 and the second passage 162 so that the refrigerant flows into the heterogeneous heat exchanger 140 and the ejector 150, respectively. . Hereinafter, each part will be described in more detail.

상기 응축기(110)는, 일반적인 공조 시스템에서의 응축기와 마찬가지로, 액화열을 방출하여 주변 공기를 가열하며 냉매를 응축시킨다. 이 때, 상기 응축기(110)에서 배출된 냉매는 본 발명의 공조 시스템에서는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 제1유로(161) 및 제2유로(162)로 분기되게 된다.The condenser 110, like a condenser in a general air conditioning system, emits liquefied heat to heat ambient air to condense the refrigerant. At this time, the refrigerant discharged from the condenser 110 is branched into the first passage 161 and the second passage 162 as shown in FIG. 2 in the air conditioning system of the present invention.

상기 팽창밸브(120)는, 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 분기되어, 그 중 하나를 제1유로(161)을 통해 유입받아, 일반적인 공조 시스템에서의 응축기와 마찬가지로 냉매를 팽창시킨다.The expansion valve 120, the refrigerant discharged from the condenser 110 is branched, and receives one of them through the first passage 161, and expands the refrigerant as in the condenser in the general air conditioning system.

상기 증발기(130)는, 상기 팽창밸브(120)로부터 배출된 냉매를 유입받아, 일반적인 공조 시스템에서의 응축기와 마찬가지로, 기화열을 흡수하여 주변 공기를 냉각하며 냉매를 증발시킨다.The evaporator 130 receives the refrigerant discharged from the expansion valve 120 and, like the condenser in the general air conditioning system, absorbs vaporization heat to cool the surrounding air and evaporates the refrigerant.

본 발명의 공조 시스템에서 종래의 압축기를 대체하는 부품은 상기 이종 열교환기(140) 및 상기 이젝터(150)로서, 이에 대하여 이하에서 상세히 설명한다.
Parts replacing the conventional compressor in the air conditioning system of the present invention is the heterogeneous heat exchanger 140 and the ejector 150, which will be described in detail below.

상기 이종 열교환기(140)는, 이종의 열교환매체가 각각 그 내부로 유동되는 제1열교환부(141) 및 제2열교환부(142)를 포함하여 이루어진다. 이 때, 상기 제1열교환부(141)는 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 분기되어, 그 중 상기 팽창밸브(120)로 유입되는 냉매가 아닌 다른 하나를 제2유로(162)를 통해 유입받아 열교환한 후 배출하며, 상기 제2열교환부(142)는 배기가스를 유입받아 열교환한 후 배출하게 된다. 이 때, 상기 제1열교환부(141) 내의 냉매 및 상기 제2열교환부(142) 내의 배기가스가 열교환하게 되는데, 차량의 배기가스는 매우 높은 온도를 가지고 있는 바 상기 제1열교환부(141) 내의 냉매는 상기 제2열교환부(142) 내의 배기가스로부터 열을 공급받게 된다. 이에 따라 상기 제1열교환부(141) 내의 냉매 및 상기 제2열교환부(142) 내의 배기가스가 열교환하게 되면, 상기 제1열교환부(141) 내의 냉매는 고온ㆍ고압이 되어 압축되는 효과를 얻게 된다.The heterogeneous heat exchanger 140 includes a first heat exchanger 141 and a second heat exchanger 142 through which heterogeneous heat exchange media flow, respectively. At this time, the first heat exchange unit 141 is branched from the refrigerant discharged from the condenser 110, the other of the refrigerant flowing into the expansion valve 120 of the second through the second passage 162. After receiving the heat exchanged and discharged, the second heat exchanger 142 receives the exhaust gas and exchanges the heat. At this time, the refrigerant in the first heat exchanger 141 and the exhaust gas in the second heat exchanger 142 exchange heat, and the exhaust gas of the vehicle has a very high temperature, so the first heat exchanger 141 The refrigerant inside receives heat from the exhaust gas in the second heat exchange unit 142. Accordingly, when the refrigerant in the first heat exchange part 141 and the exhaust gas in the second heat exchange part 142 exchange heat, the refrigerant in the first heat exchange part 141 becomes high temperature and high pressure to obtain the effect of being compressed. do.

이를 구현할 수 있는 이종 열교환기의 일반적인 구성이 도 3에 도시되어 있는 바와 같은 형태로, 상기 이종 열교환기(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 냉매 및 배기가스가 각각 유동하게 됨으로써, 서로 인접해 있는 상기 제1매체공간(1410) 내의 냉매 및 상기 제2매체공간(1420) 내의 배기가스가 서로 열교환을 일으킬 수 있게 되는 것이다.A general configuration of a heterogeneous heat exchanger capable of realizing this is as shown in FIG. 3, wherein the heterogeneous heat exchanger 140 has a plurality of plates 1450 stacked to face the front surfaces of the plates 1450. A first medium space 1410 in which the first heat exchange medium flows is formed in the combined portion, and a second medium space 1420 in which the second heat exchange medium flows in the combined portion faces the rear surfaces of the plates 1450. The first medium inlet 1411 and the first medium outlet 1412 are formed in the through-hole to inlet and discharge the first heat exchange medium into the first medium space 1410, respectively. ; A first medium tank part 1415 formed in a recessed or protruding region in the vicinity of the first medium inlet 1411 and the first medium outlet 1414 to receive and flow the first heat exchange medium; A second medium inlet 1421 and a second medium outlet 1142 for introducing and discharging a second heat exchange medium into the second medium space 1420, respectively; A second medium tank part 1425 formed to have a recessed or protruding region in the vicinity of the second medium inlet 1421 and the second medium outlet 1142 to accommodate and flow the second heat exchange medium; It is formed in the form of a heat exchanger. At this time, the refrigerant and the exhaust gas flow into the first medium space 1410 and the second medium space 1420, respectively, so that the refrigerant and the second medium in the first medium space 1410 adjacent to each other. Exhaust gases in the space 1420 are capable of causing heat exchange with each other.

상기 제1매체유입구(1411), 상기 제1매체배출구(1412), 상기 제2매체유입구(1421), 상기 제2매체배출구(1422)의 위치가 도 3에 도시된 바와 반드시 동일하게 형성될 필요는 없다. 또한, 상기 플레이트(1450)의 형상 역시 도 3에 도시된 바와 반드시 동일하게 형성될 필요는 없다. 또한, 도 3에는 제1열교환매체가 냉매이고, 제2열교환매체가 배기가스인 것으로 표기되어 있으나, 이 둘이 서로 바뀌어도 전혀 무방하다. 다만, 냉매 및 배기가스 간의 열교환성능을 극대화하기 위하여, 상기 이종 열교환기(140)는 냉매 및 배기가스의 유동이 대향류를 형성하도록 입출구 배치 또는 매체 선택 등이 이루어지는 것이 바람직하다.
Positions of the first medium inlet 1411, the first medium outlet 1412, the second medium inlet 1421, and the second medium outlet 1142 must be formed in the same manner as illustrated in FIG. 3. There is no. In addition, the shape of the plate 1450 is also not necessarily formed to be the same as shown in FIG. In addition, although the first heat exchange medium is a refrigerant and the second heat exchange medium is exhaust gas in FIG. 3, the two may be interchanged. However, in order to maximize the heat exchange performance between the refrigerant and the exhaust gas, the heterogeneous heat exchanger 140 is preferably configured to arrange the inlet and outlet or to select a medium such that the flow of the refrigerant and the exhaust gas forms an opposite flow.

상기 이젝터(150)는, 상기 이종 열교환기(140)의 상기 제1열교환부(141)로부터 배출된 냉매를 노즐부(151)로 유입받고, 상기 증발기(130)로부터 배출된 냉매를 흡입부(152)로 유입받아, 냉매를 승압하여 상기 응축기(110)로 유입시킴으로써 공조 사이클이 완성되게 된다.The ejector 150 receives the refrigerant discharged from the first heat exchange unit 141 of the heterogeneous heat exchanger 140 into the nozzle unit 151, and receives the refrigerant discharged from the evaporator 130 into the suction unit ( The air conditioning cycle is completed by introducing the refrigerant into the condenser 110 by boosting the refrigerant.

도 4는 상기 이젝터(150)의 상세 구조를 도시한 것이다. 상기 이젝터(150)는 노즐부(151), 흡입부(152) 및 디퓨져부(153)를 포함하여 이루어진다. 상기 노즐부(151)는, 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 유로 면적이 점점 좁아지는 형태로 형성됨으로써, 상기 이종 열교환기(140)의 제1열교환부(141)로부터 토출된 냉매를 유입받아 감압 팽창시키면서 냉매 유속을 증가시킨다. 상기 흡입부(152)는, 상기 노즐부(151)로부터 분사되는 냉매의 증가된 유속을 이용하여 상기 증발기(130)로부터 토출된 냉매를 유입받아 흡입한다. 상기 디퓨저부(153)는, 상기 노즐부(151)에서 분사되는 냉매와 상기 흡입부(152)를 통해 흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시킨다.
4 shows a detailed structure of the ejector 150. The ejector 150 includes a nozzle unit 151, a suction unit 152, and a diffuser unit 153. As shown in FIG. 4, the nozzle unit 151 is formed to have a narrower flow path area, thereby receiving a refrigerant discharged from the first heat exchanger 141 of the heterogeneous heat exchanger 140, and reducing the pressure. Increase the refrigerant flow rate while expanding. The suction unit 152 receives the refrigerant discharged from the evaporator 130 by using the increased flow rate of the refrigerant injected from the nozzle unit 151, and sucks the refrigerant. The diffuser unit 153 mixes the refrigerant injected from the nozzle unit 151 and the refrigerant sucked through the suction unit 152 and then boosts the pressure of the refrigerant.

도 5는 본 발명의 공조 시스템과 p-h 선도를 도시한 것으로, 도 5(A)에 표시된 ①, ②, …, ⑦ 지점이 도 5(B)에도 각각 표시되어 있다. 상기 제1유로(161)를 따라 흐르는 냉매는 도 5에서 ① - ② - ③ - ④ - ⑦ - ①의 경로를 따라 순환하게 되고, 상기 제2유로(162)를 따라 흐르는 냉매는 도 5에서 ① - ② - ⑤ - ⑥ - ⑦ - ①의 경로를 따라 순환하게 된다.Fig. 5 shows the air conditioning system and the p-h diagram of the present invention, which are shown in Figs. , Point 7 is also indicated in Fig. 5B. The refrigerant flowing along the first passage 161 is circulated along the path of ①-②-③-④-⑦-① in FIG. 5, and the refrigerant flowing along the second passage 162 is ① in FIG. 5. -②-⑤-⑥-⑦-Circulates along the path of ①.

정리하자면, 상기 이종 열교환기(140)에서는 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매를 고온의 배기가스와 열교환시킴으로써 고온ㆍ고압으로 만든다. 또한, 상기 이젝터(150)에서는 상기 이종 열교환기(140)에서 배출된 고온ㆍ고압의 구동류를 이용하여 상기 증발기(130)를 통해 배출된 냉매를 흡입하고, 상기 이젝터(150)의 상기 디퓨저부(153)에서 이들이 혼합되어 승압됨으로써, 상기 이젝터(150)에서는 고온ㆍ고압의 기상 냉매가 배출될 수 있게 된다.In summary, in the heterogeneous heat exchanger 140, the refrigerant discharged from the condenser 110 is heated to high temperature and high pressure by heat exchange with a high temperature exhaust gas. In addition, the ejector 150 sucks the refrigerant discharged through the evaporator 130 by using a high temperature / high pressure driving flow discharged from the heterogeneous heat exchanger 140, and the diffuser part of the ejector 150. By mixing and increasing the pressure at 153, the ejector 150 can discharge the high-temperature / high-pressure gaseous refrigerant.

일반적인 종래의 공조 시스템에서, 증발기에서 배출된 냉매를 고온ㆍ고압의 기상으로 만들기 위해 압축기가 사용되는데, 상술한 바와 같이 본 발명에 의하면 압축기를 사용하지 않고도 냉매를 고온ㆍ고압의 기상으로 만들 수 있다. 이에 따라, 종래에 압축기를 구동하기 위하여 엔진 동력을 사용하였기 때문에 발생되었던 에너지 소모분을 본 발명에서는 절약할 수 있으며, 궁극적으로 엔진 연비를 크게 향상시키는 효과를 얻을 수 있게 된다.
In a conventional conventional air conditioning system, a compressor is used to make the refrigerant discharged from the evaporator into a high temperature and high pressure gas phase. As described above, according to the present invention, the refrigerant can be made into a high temperature and high pressure gas phase without using a compressor. . Accordingly, in the present invention, energy consumption generated by using engine power to drive a compressor in the related art can be saved, and ultimately, an effect of greatly improving engine fuel efficiency can be obtained.

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.
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

100: (본 발명의) 공조 시스템 110: 응축기
120: 팽창밸브 130: 증발기
140: 이종 열교환기
141: 제1열교환부 142: 제2열교환부
150: 이젝터 151: 노즐부
152: 흡입부 153: 디퓨저부
161: 제1유로 162: 제2유로100: air conditioning system 110 of the present invention condenser
120: expansion valve 130: evaporator
140: heterogeneous heat exchanger
141: first heat exchanger 142: second heat exchanger
150: ejector 151: nozzle unit
152: suction unit 153: diffuser unit
161: first euro 162: second euro

Claims (3)

액화열을 방출하여 주변 공기를 가열하며 냉매를 응축시키는 응축기(110);
상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 분기되어, 그 중 하나를 제1유로(161)을 통해 유입받아 팽창시키는 팽창밸브(120);
상기 팽창밸브(120)로부터 배출된 냉매를 유입받아, 기화열을 흡수하여 주변 공기를 냉각하며 냉매를 증발시키는 증발기(130);
이종의 열교환매체가 각각 그 내부로 유동되는 제1열교환부(141) 및 제2열교환부(142)를 포함하여 이루어지며,
상기 제1열교환부(141)는 상기 응축기(110)로부터 배출된 냉매가 분기되어, 그 중 상기 팽창밸브(120)로 유입되는 냉매가 아닌 다른 하나를 제2유로(162)를 통해 유입받아 열교환한 후 배출하며, 상기 제2열교환부(142)는 배기가스를 유입받아 열교환한 후 배출하되,
상기 제1열교환부(141) 내의 냉매 및 상기 제2열교환부(142) 내의 배기가스가 열교환하는 이종 열교환기(140);
상기 이종 열교환기(140)의 상기 제1열교환부(141)로부터 배출된 냉매를 노즐부(151)로 유입받고, 상기 증발기(130)로부터 배출된 냉매를 흡입부(152)로 유입받아, 냉매를 승압하여 상기 응축기(110)로 유입시키는 이젝터(150);
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기열 회수 이젝터 공조 시스템.
A condenser 110 for releasing heat of liquefaction to heat ambient air and condensing the refrigerant;
An expansion valve 120 for branching the refrigerant discharged from the condenser 110 and receiving one of the refrigerant from the condenser 110 through the first passage 161 to expand the refrigerant;
An evaporator 130 which receives the refrigerant discharged from the expansion valve 120, absorbs heat of vaporization, cools the surrounding air, and evaporates the refrigerant;
The heterogeneous heat exchange medium includes a first heat exchanger 141 and a second heat exchanger 142, each of which flows therein.
The first heat exchange part 141 is branched with the refrigerant discharged from the condenser 110, the heat exchanger receives the other one of the refrigerant flowed into the expansion valve 120 through the second passage 162 After discharging, the second heat exchanger 142 is discharged after the heat exchange by receiving the exhaust gas,
A heterogeneous heat exchanger (140) in which the refrigerant in the first heat exchange part (141) and the exhaust gas in the second heat exchange part (142) exchange heat;
The refrigerant discharged from the first heat exchange unit 141 of the heterogeneous heat exchanger 140 is introduced into the nozzle unit 151, and the refrigerant discharged from the evaporator 130 is introduced into the suction unit 152, and the refrigerant is supplied. Ejector 150 to boost the flow into the condenser 110;
Exhaust heat recovery ejector air conditioning system comprising a.
제 1항에 있어서, 상기 이종 열교환기(140)는
냉매 및 배기가스의 유동이 대향류를 형성하는 것을 특징으로 하는 배기열 회수 이젝터 공조 시스템.
The method of claim 1, wherein the heterogeneous heat exchanger (140)
An exhaust heat recovery ejector air conditioning system, characterized in that the flow of refrigerant and exhaust gas forms an opposite flow.
제 1항에 있어서, 상기 이젝터(150)는
상기 이종 열교환기(140)의 제1열교환부(141)로부터 토출된 냉매를 유입받아 감압 팽창시키면서 냉매 유속을 증가시키는 노즐부(151),
상기 노즐부(151)로부터 분사되는 냉매의 증가된 유속을 이용하여 상기 증발기(130)로부터 토출된 냉매를 유입받아 흡입하는 흡입부(152),
상기 노즐부(151)에서 분사되는 냉매와 상기 흡입부(152)를 통해 흡입되는 냉매를 혼합한 후 이 냉매의 압력을 승압시키는 디퓨져부(153)
를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 배기열 회수 이젝터 공조 시스템.The method of claim 1, wherein the ejector 150
A nozzle unit 151 for increasing the refrigerant flow rate while expanding under reduced pressure by receiving the refrigerant discharged from the first heat exchange unit 141 of the heterogeneous heat exchanger 140,
Suction unit 152 for receiving and sucking the refrigerant discharged from the evaporator 130 by using the increased flow rate of the refrigerant injected from the nozzle unit 151,
The diffuser unit 153 for mixing the refrigerant injected from the nozzle unit 151 and the refrigerant sucked through the suction unit 152 and then boosting the pressure of the refrigerant.
Exhaust heat recovery ejector air conditioning system comprising a.
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