KR20150069348A - 차량용 에어컨시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압축기와 응축기의 사이에 보텍스 튜브를 설치함과 아울러 응축기와 팽창밸브의 사이에는 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키는 3중열교환기를 설치함으로써, 상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기와 열교환하게 되어 냉매가 과냉각영역(Sub Cool영역)에 도달하여 과냉각도가 상승하고 이렇게 과냉각된 냉매가 팽창밸브 및 증발기로 유입되므로 냉방성능 및 효율을 향상할 수 있는 차량용 에어컨시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 에어컨시스템{Air conditioner system for vehicle}
본 발명은 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압축기와 응축기의 사이에 보텍스 튜브를 설치함과 아울러 응축기와 팽창밸브의 사이에는 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키는 3중열교환기를 설치한 차량용 에어컨시스템에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨시스템은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.
상기 에어컨시스템의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다. 이상의 냉매순환과정에 있어서, 차량 실내의 냉방은 상술한 바와 같이 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
상기와 같이 냉매가 순환되는 과정에서 상기 증발기(40) 내부의 냉매는 증발기(40) 외부를 지나는 외기열을 흡열하여 외기를 저온상태로 열교환시킴으로써 차실내를 지속적으로 냉방시키게 된다.
최근에는 도 2와 같이 상기한 에어컨시스템에 보텍스 튜브(Vortex tube)를 적용한 에어컨시스템이 개발되고 있는데, 먼저 상기 보텍스 튜브(10)의 원리를 간략히 설명하면, 도 3과 같이, 압축기(1)로부터 압축된 기상 냉매가 보텍스 튜브(10)의 입구(11)로 유입되면, 보텍스 튜브(10) 내부의 회전실(12) 둘레를 따라 나선상의 1차 냉매흐름이 만들어지면서 온도가 상승하여 고온토출부(14)를 통해 토출되고, 일부 냉매는 고온토출부(14)측의 조절밸브(13)에 부딪쳐 회전실(12)의 중앙에서 반대방향으로 나선상의 2차 냉매흐름이 만들어지면서 1차 냉매흐름에 에너지를 전달하여 온도가 하강하고 저온토출부(15)를 통해 토출된다.
즉, 상기 회전실(12) 둘레의 1차 냉매흐름은 기압이 높고, 회전실(12) 중앙의 2차 냉매흐름은 기압이 낮으며, 회전실(12) 중앙의 2차 냉매흐름에서 회전실(12) 둘레의 1차 냉매흐름으로 열의 이동이 일어나게 된다.
따라서, 상기 보텍스 튜브(10)의 입구(11)로 유입되는 냉매의 온도는 상기 회전실(12) 둘레의 1차 냉매흐름을 따라 유동하면서 온도가 상승하여 고온토출부(14)로 토출되고, 일부는 상기 회전실(12) 중앙의 2차 냉매흐름을 따라 반대방향으로 유동하면서 온도가 하강하여 저온토출부(15)로 토출되게 된다.
이때, 상기 고온토출부(14)로 토출되는 냉매의 온도는 상기 보텍스 튜브(10)의 입구(11)로 유입되는 냉매의 온도 보다 높고, 상기 저온토출부(15)로 토출되는 냉매의 온도는 상기 보텍스 튜브(10)의 입구(11)로 유입되는 냉매의 온도 보다 낮다.
상기한 보텍스 튜브(10)가 적용된 에어컨시스템은 도 2를 참조하여 설명하며, 도 1과 다른 부분에 대해서만 설명한다.
상기 보텍스 튜브(10)는 에어컨시스템에서 압축기(1)와 응축기(2)의 사이에 설치된다.
이때, 상기 보텍스 튜브(10)의 고온토출부(14)는 상기 응축기(2)와 연결되고, 저온토출부(15)는 상기 응축기(2)의 일측에 설치된 리시버드라이어(2a)와 연결된다.
따라서, 상기 압축기(1)에 토출된 고온 고압의 냉매는 상기 보텍스 튜브(10)를 통해 한번 더 과열되어 고온토출부(14)를 통해 응축기(2)로 공급되고, 일부 냉매는 온도가 하강하여 저온토출부(15)를 통해 상기 리시버드라이어(2a)로 공급되어 응축기(2)를 통과한 고온 냉매와 합류하게 된다.
이때, 합류한 냉매의 온도가 하강할수록 냉매의 과냉각도가 상승하여 냉방성능 및 효율이 향상되게 된다.
그러나, 상기 보텍스 튜브(10)가 적용된 종래의 에어컨시스템은, 상기 보텍스 튜브(10)의 저온토출부(15)를 통해 토출된 온도 하강한 냉매가 상기 리시버드라이어(2a)측에서 합류하게 되지만, 이때 합류한 냉매의 온도가 기존에 도 1과 같이 보텍스 튜브가 미적용된 에어컨시스템과 비교하여 별반 차이가 없어 냉방성능 및 효율의 향상이 미미한 수준에 그쳤다.
즉, 상기 압축기(1)에서 토출된 냉매가 상기 응축기(2)로 유입되기 전에 상기 보텍스 튜브(10)를 거치면서 온도가 더 상승하기 때문에 상기 응축기(2)를 통과하여 리시버드라이어(2a)로 유입된 냉매의 온도 역시 더 높아지게 되고, 이러한 상황에서 상기 보텍스 튜브(10)의 저온토출부(15)를 통해 온도가 하강한 냉매를 리시버드라이어(2a)로 공급하여 합류하더라도 기존 에어컨시스템 대비 냉방성능 및 효율의 향상을 기대하기 어려운 것이다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압축기와 응축기의 사이에 보텍스 튜브를 설치함과 아울러 응축기와 팽창밸브의 사이에는 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키는 3중열교환기를 설치함으로써, 상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기와 열교환하게 되어 냉매가 과냉각영역(Sub Cool영역)에 도달하여 과냉각도가 상승하고 이렇게 과냉각된 냉매가 팽창밸브 및 증발기로 유입되므로 냉방성능 및 효율을 향상할 수 있는 차량용 에어컨시스템을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매를 압축시키는 압축기와, 상기 압축기에서 압축되어 배출된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 배출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브와, 상기 팽창밸브에서 팽창되어 배출된 냉매를 증발시키는 증발기를 각각 냉매파이프로 연결하여 이루어진 차량용 에어컨시스템에 있어서, 상기 압축기와 응축기의 사이에는, 상기 압축기에서 압축되어 배출된 냉매에 대해 온도를 상승시켜 응축기측으로 토출하는 고온토출부 및 온도를 하강시켜 토출하는 저온토출부를 갖는 보텍스 튜브(Vortex tube)가 설치되고, 성기 응축기와 팽창밸브의 사이에는, 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키는 3중열교환기가 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 압축기와 응축기의 사이에 보텍스 튜브를 설치함과 아울러 응축기와 팽창밸브의 사이에는 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키는 3중열교환기를 설치함으로써, 상기 응축기에서 배출된 냉매가 상기 보텍스 튜브의 저온토출부에서 토출된 냉매 및 공기와 열교환하게 되어 냉매가 과냉각영역(Sub Cool영역)에 도달하여 과냉각도가 상승하고 이렇게 과냉각된 냉매가 팽창밸브 및 증발기로 유입되므로 냉방성능 및 효율을 향상할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량용 에어컨시스템에 보텍스 튜브가 적용된 경우를 나타내는 구성도,
도 3은 도 2에서 보텍스 튜브를 나타내느 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템을 나타내는 구성도,
도 5는 도 4에서 보텍스 튜브를 구체적으로 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템에서 응축기와 3중열교환기를 나타내는 사시도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템은, 압축기(100) -> 응축기(120) -> 팽창밸브(150) -> 증발기(160)를 냉매파이프(P)로 연결하여 구성된 시스템에서 상기 압축기(100)와 응축기(120)의 사이에 보텍스 튜브(Vortex tube)(110)를 설치하고, 상기 응축기(120)와 팽창밸브(150)의 사이에는 3중열교환기(130)를 설치한 것이다.
먼저, 상기 압축기(Compressor)(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(160)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 상기 보텍스 튜브(110)로 토출하게 된다.
상기 응축기(Condenser)(120)는 상기 보텍스 튜브(110)에서 토출된 더욱 과열된 고온 고압의 기상 냉매를 외기와 열교환시켜 고온 고압의 액체로 응축하여 상기 3중열교환기(130)로 토출하게 된다.
여기서, 상기 응축기(120)를 도 6을 참조하여 간략히 설명하면, 상기 응축기(120)는, 상호 일정간격 이격되어 나란하게 설치되는 한 쌍의 헤더탱크(121)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(121)에 양단부가 결합되어 한 쌍의 헤더탱크(121)를 연통시키는 복수개의 튜브(122)와, 상기 복수개의 튜브(122)들 사이에 개재되는 방열핀(123)으로 이루어진다.
따라서, 상기 응축기(120)의 일측 헤더탱크(121)로 유입된 냉매는 상기 복수개의 튜브(122)를 통과하면서 외기와 열교환하여 기상 냉매가 액상 냉매로 바뀐후 타측 헤더탱크(122)로 배출되게 된다.
물론, 상기 헤더탱크(121)내에 설치되는 배플(미도시)에 의해 냉매의 유동 경로나 냉매의 출구 위치가 바뀌게 된다. 즉, 배플의 위치 조절을 통해 상기 응축기(120)로 유입된 냉매가 한 쌍의 헤더탱크(121) 사이의 튜브(122)들을 지그재그 형태로 유동하게 되므로 상기 배플의 위치를 조절하면 냉매의 출구를 입구가 형성된 헤더탱크(121)측에 설치할 수도 있는 것이다.
한편, 상기 응축기(120)는, 냉매가 복수개의 튜브(122)들을 지그재그 형태로 유동하는과정에서 외기와 여러번 열교환하게 되므로, 응축기(120)에서 출구측 영역은 과냉각영역으로 구성된다.
그리고, 상기 팽창밸브(Expansion Valve)(150)는 상기 3중열교환기(130)에서 토출된 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(160)로 보내게 된다.
상기 증발기(Evaporator)(160)는 상기 팽창밸브(150)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 공조케이스(170)내에서 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.
계속해서, 상기 증발기(160)에서 증발하여 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(100)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 공조케이스(170)내로 유입되어 증발기(160)를 통과하면서 증발기(160)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
그리고, 상기 보텍스 튜브(Vortex tube)(110)는, 상기 압축기(100)와 응축기(120) 사이의 냉매파이프(P)에 연결 설치되며, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출된 기상 냉매에 대해 온도를 상승시켜 응축기(120)측으로 토출하는 고온토출부(114) 및 온도를 하강시켜 토출하는 저온토출부(115)가 구비된다.
좀더 상세히 설명하면, 상기 보텍스 튜브(110)는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 유입되도록 일측에 입구(111)가 형성되고, 내부에는 냉매를 나선형으로 회전시키는 회전실(112)이 구비된다.
또한, 상기 보텍스 튜브(110)의 일단부에는 고온토출부(114)가 형성되고 타단부에는 저온토출부(115)가 형성된다. 이때 고온토출부(114)측에는 조절밸브(113)가 구비된다.
따라서, 압축기(100)로부터 압축된 기상 냉매가 보텍스 튜브(110)의 입구(111)로 유입되면, 보텍스 튜브(110) 내부의 회전실(112) 둘레를 따라 나선상의 1차 냉매흐름이 만들어지면서 온도가 상승하여 고온토출부(114)를 통해 토출되고, 이때 일부 냉매는 고온토출부(114)측의 조절밸브(113)에 부딪쳐 회전실(112)의 중앙에서 반대방향으로 나선상의 2차 냉매흐름이 만들어지면서 1차 냉매흐름에 에너지를 전달하여 온도가 하강하고 저온토출부(115)를 통해 토출된다.
즉, 상기 회전실(112) 둘레의 1차 냉매흐름은 기압이 높고, 회전실(112) 중앙의 2차 냉매흐름은 기압이 낮으며, 회전실(112) 중앙의 2차 냉매흐름에서 회전실(112) 둘레의 1차 냉매흐름으로 열의 이동이 일어나게 된다.
따라서, 상기 보텍스 튜브(110)의 입구(111)로 유입된 냉매의 온도는 상기 회전실(112) 둘레의 1차 냉매흐름을 따라 유동하면서 온도가 상승하여 고온토출부(114)로 토출되고, 일부는 상기 회전실(112) 중앙의 2차 냉매흐름을 따라 반대방향으로 유동하면서 온도가 하강하여 저온토출부(115)로 토출되게 된다.
이때, 상기 고온토출부(114)로 토출되는 냉매의 온도는 상기 보텍스 튜브(110)의 입구로 유입되는 냉매의 온도 보다 높고, 상기 저온토출부(115)로 토출되는 냉매의 온도는 상기 보텍스 튜브(110)의 입구로 유입되는 냉매의 온도 보다 낮다.
이처럼, 상기 압축기(100)와 응축기(120)의 사이에 상기 보텍스 튜브(110)를 설치함으로써, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출된 기상 냉매가 상기 보텍스 튜브(110)로 유입되어 일부 냉매는 더 과열되어(온도가 상승하여) 고온토출부(114)로 토출된 후 상기 응축기(120)로 유동하게 되고, 일부 냉매는 온도가 하강하여 저온토출부(115)로 토출된 후 후술하는 3중열교환기(130)로 유동하게 된다.
그리고, 상기 3중열교환기(130)는, 성기 응축기(120)와 팽창밸브(150) 사이의 냉매파이프(P)에 설치되며, 상기 응축기(120)에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키게 된다.
상기 3중열교환기(130)는, 상기 응축기(120)에서 배출된 냉매가 유동하는 제1유동부(131)와, 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)에서 토출된 냉매가 유동하는 제2유동부(132)가 서로 열교환가능하게 구성되어 이루어진다.
이때, 상기 3중열교환기(130)는, 도 6과 같이, 상기 응축기(120)를 통과하는 공기의 유동방향으로 상기 응축기(120)와 중첩되게 배치되어, 상기 서로 열교환하는 제1,2유동부의 냉매가 공기와도 열교환하도록 이루어진다.
상기 3중열교환기(130) 및 응축기(120)는 차량의 엔진룸 전방측에 배치되어 차량 외부의 공기가 3중열교환기(130)와 응축기(120)를 통과하게 된다.
상기 3중열교환기(130)는 공기유동방향으로 상기 응축기(120)의 상류측 또는 하류측에 설치될 수 있으나, 도 6과 같이, 상기 3중열교환기(130)는 상기 응축기(120)를 통과하는 공기의 유동방향으로 상기 응축기(120) 보다 상류측에 설치하는 것이 바람직하다.
만일, 상기 3중열교환기(130)를 상기 응축기(120)의 공기유동방향 하류측에 배치하게 되면, 상기 응축기(120)를 통과한 더운 공기가 상기 3중열교환기(130)를 통과하게 되므로 냉매의 온도를 오히려 상승시킬 수 있다.
따라서, 상기 3중열교환기(130)를 응축기(120) 보다 공기유동방향으로 상류측에 설치해야 외기와 3중열교환기(130)를 먼저 열교환시킬 수 있고 냉매의 온도를 더욱 하강시킬 수 있다.
한편, 상기 3중열교환기(130) 구조는, 냉매 대 냉매의 열교환을 물론 공기까지 열교환하는 구조이므로, 기본적으로 도 6의 응축기(120)와 같이 냉매가 유동하는 복수개의 튜브를 구비하며, 복수개의 튜브 사이에는 공기와의 열교환 증대를 위해 방열핀이 설치된 구조로 구성된다. 이때, 제1유동부(131)측 튜브와 제2유동부(132)측 튜브를 접촉시키거나 또는 일체로 형성하여 각 냉매가 서로 열교환하도록 구성하게 된다.
일예로, 상기 3중열교환기(130)에서 제1유동부(131)와 제2유동부(132)에 복수개의 튜브를 설치하되, 제1유동부(131)의 튜브와 제2유동부(132)의 튜브를 일체로 형성하고 이 일체형 튜브에 2개의 냉매유로를 인접되게 형성하여 냉매유로 1개는 제1유동부(131)로 사용하고 다른 냉매유로 1개는 제2유동부(132)로 사용할 수 있다.
한편, 상기 3중열교환기(130)를 판형 열교환기처럼 구성하여, 제1유동부(131)의 튜브와 제2유동부(132)의 튜브를 적층하여 서로 열교환하도록 구성할 수도 있다.
그리고, 상기 3중열교환기(130)의 제1유동부(131) 출구측에는 상기 팽창밸브(150)로 액상의 냉매만 공급되도록 리시버드라이어(140)가 설치된다.
상기 리시버드라이어(140)는 상기 제1유동부(131)의 출구측에 연결되어 상기 제1유동부(131)를 통과한 냉매에 대해 기상과 액상으로 분리하여 액상의 냉매만 상기 팽창밸브(150)로 공급하는 역할을 하게 된다.
그리고, 상기 3중열교환기(130)의 제2유동부(132)의 입구는 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)와 제1연결라인(P1)으로 연결되고, 제2유동부(132)의 출구는 상기 팽창밸브(150)의 입구측 냉매파이프와 제2연결라인(P2)으로 연결되어, 상기 3중열교환기(130)의 제2유동부(132)에서 토출된 냉매를 상기 팽창밸브(150)측으로 유동하는 냉매와 합류시키게 된다.
따라서, 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)로 토출된 냉매가 상기 3중열교환기(130)의 제2유동부(132)로 유입되어 상기 제1유동부(131)를 유동하는 응축기(120) 토출냉매와 열교환함과 동시에 3중열교환기(130)를 통과하는 공기와도 열교환하게 된다.
이로인해, 상기 제1유동부(131)를 유동하는 냉매는 상기 제2유동부(132)의 냉매 및 공기와의 열교환으로 인해 과냉각영역(Sub Cool영역)에 도달하여 과냉각도가 상승하게 된다. 이후, 상기 제1유동부(131)에 배출된 냉매는 상기 팽창밸브(150)의 전단에서 상기 제2유동부(132)에서 배출된 냉매와 합류하면서 온도가 더욱 하강한 상태로 상기 팽창밸브(150) 및 증발기(160)로 유동하게 되어 냉방성능 및 효율을 향상하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템의 작용을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 보텍스 튜브(110)의 입구(111)로 유입된다.
상기 보텍스 튜브(110)의 입구(111)로 유입된 기상 냉매는, 상기 보텍스 튜브(110) 내부의 회전실(112) 둘레를 따라 나선상의 1차 냉매흐름을 만들면서 온도가 상승하여 고온토출부(114)를 통해 토출되고, 이때 일부 냉매는 고온토출부(114)측의 조절밸브(113)에 부딪쳐 회전실(112)의 중앙에서 반대방향으로 나선상의 2차 냉매흐름을 만들면서 1차 냉매흐름에 열을 전달하여 온도가 하강하고 저온토출부(115)를 통해 토출된다.
계속해서, 상기 보텍스 튜브(110)의 고온토출부(114)로 토출된 더 과열된 기상 냉매는 상기 응축기(120)로 유입되어 외부공기와의 열교환을 통해 응축되면서 고온 고압의 액상 냉매로 상변화 한 후, 상기 3중열교환기(130)의 제1유동부(131)로 유입된다.
또한, 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)로 토출된 온도 하강한 기상 냉매는 상기 3중열교환기(130)의 제2유동부(132)로 유입된다.
계속해서, 상기 제1유동부(131)를 유동하는 냉매는 상기 제2유동부(132)를 유동하는 냉매 및 3중열교환기(130)를 통과하는 외부공기와 열교환하게 되면서 과냉각영역(Sub Cool영역)에 도달하여 과냉각도가 상승한 후, 상기 리시버드라이어(140)로 유입되고, 상기 제2유동부(132)를 유동하는 냉매는 상기의 열교환에 의해 액상으로 상변화하게 된다.
이후, 상기 리시버드라이어(140)로 유입된 액상 냉매는 기상이 분리된 후 상기 팽창밸브(150)측으로 유동하게 되는데, 이때 상기 제2유동부(132)에서 배출된 냉매와 합류하면서 온도가 더욱 하강한 상태로 상기 팽창밸브(150)로 유입되어 감압 팽창 된다.
상기 팽창밸브(150)에서 감압 팽창된 냉매는 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(160)로 유입되고, 상기 증발기(160)로 유입된 냉매는 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각시키게 된다.
이후, 상기 증발기(160)에서 배출된 저온 저압의 냉매는 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
100: 압축기 110: 보텍스 튜브
111: 입구 112: 회전실
113: 조절밸브 114: 고온토출부
115: 저온토출부 120: 응축기
130: 3중열교환기 131: 제1유동부
132: 제2유동부 140: 리시버드라이어
150: 팽창밸브 160: 증발기
170: 공조케이스

Claims (5)

  1. 냉매를 압축시키는 압축기(100)와,
    상기 압축기(100)에서 압축되어 배출된 냉매를 응축시키는 응축기(120)와,
    상기 응축기(120)에서 응축되어 배출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(150)와,
    상기 팽창밸브(150)에서 팽창되어 배출된 냉매를 증발시키는 증발기(160)를 각각 냉매파이프(P)로 연결하여 이루어진 차량용 에어컨시스템에 있어서,
    상기 압축기(100)와 응축기(120)의 사이에는, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출된 냉매에 대해 온도를 상승시켜 응축기(120)측으로 토출하는 고온토출부(114) 및 온도를 하강시켜 토출하는 저온토출부(115)를 갖는 보텍스 튜브(Vortex tube)(110)가 설치되고,
    성기 응축기(120)와 팽창밸브(150)의 사이에는, 상기 응축기(120)에서 배출된 냉매와 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)에서 토출된 냉매 및 공기를 열교환시키는 3중열교환기(130)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 3중열교환기(130)는, 상기 응축기(120)에서 배출된 냉매가 유동하는 제1유동부(131)와, 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)에서 토출된 냉매가 유동하는 제2유동부(132)가 서로 열교환가능하게 구성되어 이루어지되,
    상기 3중열교환기(130)는, 상기 응축기(120)를 통과하는 공기의 유동방향으로 상기 응축기(120)와 중첩되게 배치되어, 상기 서로 열교환하는 제1,2유동부(131,132)의 냉매가 공기와도 열교환하도록 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템..
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 3중열교환기(130)의 제1유동부(131) 출구측에는 상기 팽창밸브(150)로 액상의 냉매만 공급되도록 리시버드라이어(140)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 3중열교환기(130)의 제2유동부(132)의 입구는 상기 보텍스 튜브(110)의 저온토출부(115)와 제1연결라인(P1)으로 연결되고, 제2유동부(132)의 출구는 상기 팽창밸브(150)의 입구측 냉매파이프(P)와 제2연결라인(P2)으로 연결되어, 상기 3중열교환기(130)의 제2유동부(132)에서 토출된 냉매를 상기 팽창밸브(150)측으로 유동하는 냉매와 합류시키는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 3중열교환기(130)는, 상기 응축기(120)를 통과하는 공기의 유동방향으로 상기 응축기(120) 보다 상류측에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
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