KR20160091463A - 차량용 에어컨시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 수냉 열교환부와 공냉 열교환부를 일체로 구성한 응축기에서 상기 공냉 열교환부에 리시버드라이어와는 별도로 냉매저장부를 형성함으로써, 패키지를 축소하면서도 냉매저장공간을 충분히 확보할 수 있어 시스템의 안정성 및 내구성을 확보할 수 있는 차량용 에어컨시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 에어컨시스템{Air conditioner system for vehicle}
본 발명은 차량용 에어컨시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 수냉 열교환부와 공냉 열교환부를 일체로 구성한 응축기에서 상기 공냉 열교환부에 리시버드라이어와는 별도로 냉매저장부를 형성함으로써, 패키지를 축소하면서도 냉매저장공간을 충분히 확보할 수 있어 시스템의 안정성 및 내구성을 확보할 수 있는 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 엔진 또는 모터의 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.
상기의 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.
최근에는 열교환효율을 높혀 냉방성능을 향상하기 위해 수냉식 응축기(20) 및 공냉식 응축기(21)와, 내부열교환기(25)를 에어컨 시스템에 적용하고 있는데, 도 2를 참조하면, 상기 수냉식 응축기(20) 및 공냉식 응축기(21)는 압축기(1)에 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시킨 후 다시 공기와 열교환시켜 냉매를 응축시키게 된다.
이때, 차량 엔진룸에 설치된 수냉 라디에이터(50)를 순환하는 냉각수를 상기 수냉식 응축기(20)로 공급하여 압축기(1)에서 배출된 기상냉매와 열교환시킴으로써, 기상냉매가 냉각되면서 응축되게 된다.
상기 수냉 라디에이터(50)는, 수냉 라디에이터(50)를 유동하는 냉각수와 공기를 열교환시켜 차량의 전장품(배터리, 인버터, 모터 등)을 냉각하는 용도로도 사용된다.
또한, 상기 내부열교환기(25)는, 상기 공냉식 응축기(21)에서 배출된 냉매와 상기 증발기(4)에서 배출된 냉매를 열교환시키게 된다.
따라서, 상기 공냉식 응축기(21)에서 배출된 냉매는 상기 내부열교환기(25)에서 추가 냉각(과냉각)된 후 상기 팽창밸브(3)로 유동하므로 과냉각을 통해 에어컨 성능을 향상시키게 된다.
한편, 상기 공냉식 응축기(21)를 통과한 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 리시버드라이어(30)가 설치된다.
그러나, 상기 종래의 에어컨 시스템은, 수냉식 응축기(20)와 공냉식 응축기(21)가 모두 사용되는 경우, 서로 다른 타입의 열교환기들을 연결하기 위해 배관 구성이 복잡할 뿐만 아니라, 배관을 추가 구성하고 조립해야 하므로 제조비용이 증가하는 문제가 있다.
상기의 문제를 해결하기 위해 일본 공개특허 제2008-180485호에는 서브 라디에이터로부터 냉각된 냉각수가 수냉 응축기로 보내어져 압축기로부터 토출된 고온고압의 냉매와 열교환 한 후, 이 냉매는 다시 공냉 응축기로 보내어지는 시스템에서, 서브 라디에이터와 수냉 응축기와 공냉 응축기를 일체형으로 형성한 구성이 개시되어 있다.
그러나, 상기 종래기술은, 서브 라디에이터와 수냉 응축기와 공냉 응축기의 헤더가 다르고 조립성이나 용접성도 떨어져 패키지를 축소하기가 어려운 문제가 있다.
특히, 에어컨 시스템에서는 시스템 안정성을 위해 냉매저장공간을 반드시 확보해야 하지만, 제한된 공간내에서 충분한 냉매저장공간을 확보하기에는 많은 어려움이 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 수냉 열교환부와 공냉 열교환부를 일체로 구성한 응축기에서 상기 공냉 열교환부에 리시버드라이어와는 별도로 냉매저장부를 형성함으로써, 패키지를 축소하면서도 냉매저장공간을 충분히 확보할 수 있어 시스템의 안정성 및 내구성을 확보할 수 있는 차량용 에어컨시스템을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기와, 응축기와, 팽창밸브와, 증발기를 포함하여 이루어진 차량용 에어컨시스템에 있어서, 상기 응축기는, 상기 압축기에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키는 수냉 열교환부와, 상기 수냉 열교환부에서 배출된 냉매를 공기와 열교환시켜 응축시키는 공냉 열교환부로 이루어지고, 상기 공냉 열교환부에는, 상기 냉매가 유동하는 냉매유로 상에 냉매를 저장하는 냉매저장부가 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 수냉 열교환부와 공냉 열교환부를 일체로 구성한 적층형 플레이트 타입 응축기에서 상기 공냉 열교환부에 리시버드라이어와는 별도로 냉매저장부를 형성함으로써, 비교적 적은 적층 단수에서도 충분한 냉매 저장 공간을 확보할 수 있기 때문에 컴팩트한 구성으로 패키지를 축소할 수 있다.
또한, 충분한 냉매 저장 공간 확보에 따른 에어컨 시스템의 안정성 및 내구성을 향상할 수 있다.
도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량용 에어컨시스템에 수냉식 응축기와 리시버드라이어 및 내부열교환기가 적용된 경우를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템을 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템에서 응축기를 나타내는 사시도,
도 5는 도 4에서 응축기의 엔드 플레이트를 분리한 상태를 나나태는 사시도,
도 6은 도 5에서 냉매저장부의 다른 실시예를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템을 나타내는 정면도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템에서 수냉 열교환부를 나타내는 부분 단면도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템은, 압축기(100) -> 응축기(105) -> 팽창밸브(140) -> 증발기(150)를 냉매순환라인(P)으로 연결하여 구성된 시스템에서, 상기 응축기(105)와 팽창밸브(140)의 사이에 리시버 드라이어(160) 및 내부열교환기(130)를 설치한 것이다.
먼저, 상기 압축기(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(150)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출하게 된다.
상기 응축기(105)는 상기 압축기(100)에서 배출되어 유동하는 고온 고압의 기상 냉매를 냉각수와 열교환시켜 액상냉매로 응축하여 토출하게 된다.
상기 응축기(105)는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키는 수냉 열교환부(110)와, 상기 수냉 열교환부(110)에서 배출된 냉매를 공기와 열교환시켜 응축시키는 공냉 열교환부(120)가 일체로 구성된다.
상기 응축기(105)는 적층형 플레이트 타입 열교환기로서, 복수개의 단일 플레이트(106)를 적층하여 단일 플레이트(106)의 일측 영역에는 냉매유로와 냉각수유로를 갖는 상기 수냉 열교환부(110)를 구성하고, 타측 영역에는 냉매유로와 공기유로를 갖는 상기 공냉 열교환부(120)를 구성한 것이다.
도면에서와 같이, 상기 단일 플레이트(106)의 좌측 영역은 수냉 열교환부(110)로 구성되고, 우측 영역은 공냉 열교환부(120)로 구성된다. 다시말해 수냉 열교환부(110)와 공냉 열교환부(120)를 단일 플레이트(106)를 통해 일체로 구성한 것이다.
한편, 상기 단일 플레이트(106)는, 상부 플레이트(107)와 하부 플레이트(108)가 결합(브레이징)되어 구성됨으로써 그 내부에 유로가 형성되는데, 단일 플레이트(106)라고 하더라도 그 내부의 유로는 양쪽으로 구획되어 수냉 열교환부(110)와 공냉 열교환부(120)의 유로를 각각 형성하게 된다.
이때, 상기 공냉 열교환부(120)에 해당하는 단일 플레이트(106) 내부에는 냉매유로(121)가 형성되고, 상기 각 단일 플레이트(106)의 사이에는 공기유로(122)가 형성되는데, 즉, 상기 공냉 열교환부(120)는 상기 각 단일 플레이트(106) 사이에 공기가 통과하면서 열교환할 수 있도록 방열핀(123)이 설치되어 냉매유로(121)와 공기유로(122)가 교대로 적층 형성된다.
또한, 상기 수냉 열교환부(110)에 해당하는 단일 플레이트(106) 내부에는 냉매유로(111) 또는 냉각수유로(122)가 형성되는데, 즉, 상기 수냉 열교환부(110)는 상기 각 단일 플레이트(106) 사이에 수냉 플레이트(109)가 적층되어 냉매유로(111)와 냉각수유로(112)가 교대로 적층 형성된다.
다시말해, 상기 수냉 열교환부(110)에서는 상기 각 단일 플레이트(106)의 사이에 한 개 또는 복수개의 수냉 플레이트(109)를 적층한 상태에서 가장자리 접촉면이 브레이징됨으로써, 적층된 각 플레이트의 사이에 상기 냉매유로(111)와 냉각수유로(112)가 교대로 형성되는 것이다.
그리고, 상기 수냉 열교환부(110)의 단일 플레이트(106)와 수냉 플레이트(109)에는 각 플레이트를 서로 연결함과 아울러 냉매가 유동하는 냉매용 컵부(111a) 및 냉각수가 유동하는 냉각수용 컵부(112a)가 형성되어, 상기 수냉 열교환부(110)로 유입되는 냉매는 상기 냉매용 컵부(111a)를 통해 각 냉매유로(111)로 분배되고, 상기 수냉 열교환부(110)로 유입되는 냉각수는 상기 냉각수용 컵부(112a)를 통해 각 냉각수유로(112)로 분배되게 된다.
상기 냉매용 컵부(111a) 및 냉각수용 컵부(112a)는 상기 냉매유로(111) 및 냉각수유로(112)의 양단부측에 형성된다.
또한, 상기 적층된 복수개 냉매유로(111)를 연통시키는 냉매용 컵부(111a) 중 특정 컵부를 폐쇄하게 되면, 도 7과 같이 냉매가 상기 수냉 열교환부(110)의 냉매유로(111)를 지그재그 형태로 유동하게 된다.
그리고, 상기 공냉 열교환부(120)에는 각 단일 플레이트(106)를 서로 연결하는 확장 컵부(124)가 형성되어, 상기 공냉 열교환부(120)로 유입되는 냉매가 상기 확장 컵부(124)를 통해 각 단일 플레이트(106)의 냉매유로(121)로 분배되게 된다.
상기 공냉 열교환부(120)에서 상기 확장 컵부(124)는 상기 냉매유로(121)의 양단부측에 형성된다.
상기 확장 컵부(124)는 도 5와 같이 원형 또는 도 6과 같이 일자형으로 형성될 수 있다.
한편, 상기 공냉 열교환부(120)는, 후술하는 리시버드라이어(160)로 유입되기 전의 냉매를 공기와 열교환시키는 응축 영역(A)과, 상기 리시버드라이어(160)에서 배출된 냉매를 공기와 열교환시키는 과냉 영역(B)으로 구성된다.
이때, 상기 응축 영역(A)과 과냉 영역(B)은 상기 공냉 열교환부(120)를 상,하로 양분하는 위치에 있는 확장 컵부(124)를 폐쇄하여 형성되는데, 즉, 상기 폐쇄된 확장 컵부(124)를 기준으로 상부에는 냉매와 공기가 1차 열교환하는 응축 영역(A)이 배치되고, 하부에는 상기 응축 영역(A)에서 열교환한 냉매가 공기와 2차 열교환하는 과냉 영역(B)이 배치된다.
그리고, 상기 수냉 열교환부(110)와 공냉 열교환부(120)의 상,하측에는 엔드플레이트(118,119)(126,127)가 설치되며, 상기 수냉 열교환부(110)의 상측 엔드플레이트(118)에는 냉각수 입,출구파이프(115,116)가 설치되고, 상기 수냉 열교환부(110)의 하측 엔드플레이트(119)에는 냉매순환라인(P)이 연결 설치되며, 상기 공냉 열교환부(120)의 하측 엔드플레이트(127)에도 냉매순환라인(P)이 연결 설치된다.
또한, 상기 수냉 열교환부(110)의 상측 엔드플레이트(118)와 상기 공냉 열교환부(120)의 상측 엔드플레이트(126)에는, 상기 수냉 열교환부(110)의 냉매용 컵부(111a)와 상기 공냉 열교환부(120)의 확장 컵부(124)를 연통되게 연결하는 제1연결유로부(117)가 형성된다.
따라서, 상기 수냉 열교환부(110)를 통과한 냉매가 상기 제1연결유로부(117)를 통해 상기 공냉 열교환부(120)로 유동하게 된다.
그리고, 상기 응축기(105)의 공냉 열교환부(120) 일측에는, 상기 공냉 열교환부(120)를 유동하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하는 리시버드라이어(160)가 일체로 구비된다.
상기 리시버드라이어(160)는, 상기 공냉 열교환부(120)의 각 단일 플레이트(106)의 일단부에 형성되어 상기 냉매유로(121)와 구획되는 리시버 컵부(161)가 적층되어 구성된다.
즉, 상기 공냉 열교환부(120)의 단일 플레이트(106)에는 냉매유로(121)와 상기 리시버 컵부(161)가 일체로 형성되며, 상기 단일 플레이트(106)를 복수개 적층하게 되면 상기 공냉 열교환부(120)의 일단부에 탱크 형태의 상기 리시버드라이어(160)가 형성되게 된다.
또한, 상기 리시버 컵부(161)에는, 상기 리시버 컵부(161)의 내부를 가로질러 서로 마주하는 내측면을 연결하는 보강리브(162)가 형성되어 상기 리시버드라이어(160)의 강성을 보강하게 된다.
그리고, 상기 공냉 열교환부(120)의 상,하측 엔드플레이트(126,127)에는 제2연결유로부(126a,127a)가 각각 형성되어, 상기 공냉 열교환부(120)의 응축 영역(A)의 출구가 상기 리시버드라이어(160)의 상부와 연통되게 연결되고, 상기 과냉 영역(B)의 입구는 상기 리시버드라이어(160)의 하부와 연통되게 연결된다.
따라서, 상기 공냉 열교환부(120)의 응축 영역(A)을 통과한 냉매가 상기 상측 제2연결유로부(126a)를 통해 상기 리시버드라이어(160)로 유입된 후 기상냉매와 액상냉매로 분리되어 저장된다.
즉, 상기 리시버드라이어(160) 내부에서는 기상냉매와 액상냉매가 상,하로 분리되어 저장되고, 이렇게 저장된 냉매 중에서 액상냉매가 상기 하측 제2연결유로부(127a)를 통해 상기 과냉 영역(B)으로 유동하게 된다.
한편, 상기 리시버드라이어(160)의 내부에는 건조팩(미도시)이나 필터(미도시) 등을 추가하여 냉매에 포함된 수분이나 이물질을 제거할 수 있다.
이처럼, 상기 수냉 열교환부(110)와 공냉 열교환부(120)를 일체로 구성함은 물론 상기 공냉 열교환부(120)의 일측에 리시버드라이어(160) 까지 일체로 구성함으로써, 패키지를 축소할 수 있다.
그리고, 상기 공냉 열교환부(120)에는, 상기 냉매가 유동하는 냉매유로(121) 상에 냉매를 저장하는 냉매저장부(125)가 형성된다.
상기 냉매저장부(125)는, 상기 공냉 열교환부(120)에서 상기 단일 플레이트(106)에 의해 형성된 각 냉매유로(121)와 연통되게 형성되어 냉매를 저장하게 되는데, 즉, 상기 적층되는 각 단일 플레이트(106)를 연통되게 연결하는 상기 확장 컵부(124)에 의해 형성된다.
다시말해, 상기 냉매저장부(125)는, 상기 각 단일 플레이트(106)를 연통되게 연결하는 확장 컵부(124)의 크기를 기존 대비 크게 형성하여 냉매 저장 공간으로 구성한 것이다. 물론 냉매 저장 기능 뿐만 아니라 냉매를 각 냉매유로로 분배하는 기능도 할 수 있다.
기존의 컵부가 냉매 분배 기능만 하였다면, 본 발명에서는 냉매저장부(125)인 확장 컵부(124)를 통해 냉매 저장과 냉매 분배 기능을 모두 수행하도록 한 것이다.
여기서, 상기 확장 컵부(124)는 상기 수냉 열교환부(110)의 냉매용 컵부(111a) 보다 단면적이 크게 형성된다.
한편, 상기 냉매저장부(125)의 위치에 따라서는 냉매 저장과 함께 기상냉매와 액상냉매를 분리할 수도 있다.
상기한 냉매저장부(125)는, 상기 응축 영역(A)의 입구측 및 출구측과, 상기 과냉 영역(B)의 입구측 및 출구측에 각각 형성된다.
이때, 상기 응축 영역(A)의 입구측 냉매저장부(125)는 냉매 저장 및 냉매 분배 기능을 수행하고, 상기 응축 영역(A)의 출구측 냉매저장부(125)는 냉매 저장 기능을 수행하며, 상기 과냉 영역(B)의 입구측 냉매저장부(125)는 냉매 저장 및 냉매 분배 기능을 수행하고, 상기 과냉 영역(B)의 출구측 냉매저장부(125)는 냉매 저장 기능을 수행하게 된다.
이와 같이, 본 발명은 수냉 열교환부(110)와 공냉 열교환부(120)를 일체로 구성한 적층형 플레이트 타입 응축기(105)에서 상기 공냉 열교환부(120)에 리시버드라이어(160)와는 별도로 냉매저장부(125)를 형성함으로써, 비교적 적은 적층 단수에서도 충분한 냉매 저장 공간을 확보할 수 있기 때문에 컴팩트한 구성으로 패키지를 축소할 수 있다.
또한, 충분한 냉매 저장 공간 확보에 따른 에어컨 시스템의 안정성 및 내구성을 향상할 수 있다.
그리고, 상기 수냉 열교환부(110)의 냉각수 유로(112)에는, 차량 엔진룸내에 설치된 수냉 라디에이터(200)를 순환하는 냉각수가 유동하게 되어 수냉 열교환부(110)의 냉매와 열교환하게 된다.
상기 수냉 라디에이터(200)는, 냉각수파이프(205)를 통해 상기 수냉 열교환부(110)의 냉각수 유로(112)와 연결되며, 상기 냉각수파이프(205)에는 냉각수를 순환시키기 위한 워터펌프(210)가 설치된다.
따라서, 상기 워터펌프(210)의 가동시 상기 냉각수파이프(205)를 순환하는 냉각수는 상기 수냉 라디에이터(200)를 통과하면서 공기와의 열교환에 의해 냉각되며, 이렇게 냉각된 냉각수가 상기 수냉 열교환부(110)의 냉각수 유로(112)로 공급되어 상기 수냉 열교환부(110)의 냉매 유로(111)를 유동하는 냉매와 열교환하게 된다.
한편, 상기 수냉 라디에이터(200)는, 수냉 라디에이터(200)를 유동하는 냉각수와 공기를 열교환시켜 차량의 전장품(배터리, 인버터, 모터 등)을 냉각하는 용도로도 사용된다.
그리고, 상기 팽창밸브(140)는 상기 응축기(105)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(150)로 보내게 된다.
즉, 상기 응축기(105)에서 배출된 액상 냉매가 내부열교환기(130)를 통과한 후 상기 팽창밸브(140)로 공급되게 된다.
상기 증발기(150)는 상기 팽창밸브(140)에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(155)내에서 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.
계속해서, 상기 증발기(150)에서 증발하여 배출된 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(155)내로 유입되어 상기 증발기(150)를 통과하면서 증발기(150)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
그리고, 상기 응축기와 팽창밸브(140) 사이의 냉매순환라인(P)에는, 상기 응축기에서 배출된 냉매와 상기 증발기(150)에서 배출된 냉매를 상호 열교환시키는 내부열교환기(130)가 설치된다.
상기 내부열교환기(130)는, 냉매 대 냉매를 열교환하는 열교환기로서, 도 3에서는 개략적으로 도시한 것이며 판형 열교환기 형태 또는 이중관 형태로 구성할 수 있다.
따라서, 상기 응축기(105)를 통과한 냉매가 상기 내부열교환기(130)를 유동하는 과정에서 상기 증발기(150)에서 배출되어 내부열교환기(130)를 유동하는 저온 냉매와 열교환하여 더욱 과냉각된 후 상기 팽창밸브(140)로 유입되며, 이렇게 냉매의 온도가 더욱 낮아지게 되면 증발기(150)의 엔탈피 차이를 증가시켜 에어컨 성능을 향상할 수 있다.
또한, 상기 증발기(150)에서 배출된 후 상기 내부열교환기(130)를 거쳐 상기 압축기(100)로 유입되는 냉매의 온도도 낮아지게 되므로 상기 압축기(100)에서 토출되는 냉매의 온도가 상한치를 넘지 않게 되는 것이다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 에어컨시스템의 냉매유동과정을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 응축기(105)의 수냉 열교환부(110)의 냉매 유로(111)로 유입된다.
상기 수냉 열교환부(110)의 냉매 유로(111)로 유입된 기상 냉매는, 상기 수냉 열교환부(110)의 냉각수 유로(112)를 유동하는 냉각수와 열교환하게 되고, 이 과정에서 냉매가 냉각되어 응축되게 된다.
상기 수냉 열교환부(110)에서 배출된 냉매는, 상기 공냉 열교환부(120)로 유입되는데, 이때 상기 공냉 열교환부(120)의 응축영역(A)을 유동하면서 공기와의 열교환을 통해 한번 더 냉각되어 재차 응축되고, 이렇게 응축된 냉매는 공냉 열교환부(120) 일측의 리시버드라이어(160)로 유입된다.
상기 리시버드라이어(160)에서는 액상냉매에 포함된 기상냉매가 분리되며, 이로인해 상기 리시버드라이어(160)의 내부에서 액상냉매는 하부에 기상냉매는 상부에 위치하게 된다.
계속해서, 상기 리시버드라이어(160)에 배출된 액상냉매는 상기 공냉 열교환부(120)의 과냉영역(B)으로 유입되어 공기와의 열교환을 통해 추가 냉각되어 과냉각 된 후, 상기 내부열교환기(130)로 유입된다.
상기 내부열교환기(130)로 유입된 냉매는, 상기 증발기(150)에서 배출되어 내부열교환기(130)를 유동하는 냉매와 열교환하면서 더욱 과냉각된 후, 상기 팽창밸브(140)로 유입되어 감압 팽창 된다.
상기 팽창밸브(140)에서 감압 팽창된 냉매는, 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(150)로 유입되고, 상기 증발기(150)로 유입된 냉매는 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 차량 실내로 송풍되는 공기를 냉각시키게 된다.
이후, 상기 증발기(150)에서 배출된 저온 저압의 냉매는, 상기 내부열교환기(130)로 유입되게 되는데, 이때 상기 공냉 열교환부(120)에서 배출되어 내부열교환기(130)를 유동하는 냉매와 열교환한 후, 상기 압축기(100)로 유입되고, 이후 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
100: 압축기 105: 응축기
106: 단일 플레이트 109: 수냉 플레이트
110: 수냉 열교환부
111: 냉매 유로 112: 냉각수 유로
115: 입구파이프 116: 출구파이프
120: 공냉 열교환부 121: 냉매 유로
122: 공기 유로 123: 방열핀
124: 확장 컵부 125: 냉매저장부
126,127: 엔드 플레이트 130: 내부열교환기
140: 팽창밸브 150: 증발기
200: 수냉 라디에이터

Claims (12)

  1. 압축기(100)와, 응축기(105)와, 팽창밸브(140)와, 증발기(150)를 포함하여 이루어진 차량용 에어컨시스템에 있어서,
    상기 응축기(105)는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키는 수냉 열교환부(110)와, 상기 수냉 열교환부(110)에서 배출된 냉매를 공기와 열교환시켜 응축시키는 공냉 열교환부(120)로 이루어지고,
    상기 공냉 열교환부(120)에는, 상기 냉매가 유동하는 냉매유로 상에 냉매를 저장하는 냉매저장부(125)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 응축기(105)의 공냉 열교환부(120) 일측에는, 상기 공냉 열교환부(120)를 유동하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하는 리시버드라이어(160)가 일체로 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 응축기(105)는, 복수개의 단일 플레이트(106)를 적층하여 단일 플레이트(106)의 일측 영역에는 냉매유로(111)와 냉각수유로(112)를 갖는 상기 수냉 열교환부(110)를 구성하고, 타측 영역에는 냉매유로(121)와 공기유로(122)를 갖는 상기 공냉 열교환부(120)를 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 수냉 열교환부(110)는, 상기 각 단일 플레이트(106) 사이에 수냉 플레이트(109)가 적층되어 상기 냉매유로(111)와 냉각수유로(112)가 교대로 적층 형성되고,
    상기 공냉 열교환부(120)는, 상기 각 단일 플레이트(106) 사이에 공기가 통과하면서 열교환할 수 있도록 방열핀(123)이 설치되어 상기 냉매유로(121)와 공기유로(122)가 교대로 적층 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 냉매저장부(125)는, 상기 공냉 열교환부(120)에서 상기 단일 플레이트(106)에 의해 형성된 각 냉매유로(121)와 연통되게 형성되어 냉매를 저장하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 공냉 열교환부(120)는, 상기 리시버드라이어(160)로 유입되기 전의 냉매를 공기와 열교환시키는 응축 영역(A)과, 상기 리시버드라이어(160)에서 배출된 냉매를 공기와 열교환시키는 과냉 영역(B)으로 구성되고,
    상기 냉매저장부(125)는, 상기 응축 영역(A)의 입구측 및 출구측과, 상기 과냉 영역(B)의 입구측 및 출구측에 각각 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 냉매저장부(125)는, 상기 적층되는 각 단일 플레이트(106)를 연통되게 연결하는 확장 컵부(124)에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 리시버드라이어(160)는, 상기 각 단일 플레이트(106)의 일단부에 형성되어 상기 냉매유로(121)와 구획되는 리시버 컵부(161)가 적층되어 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 공냉 열교환부(120)는, 상기 응축 영역(A)이 상부에 배치되고 상기 과냉 영역(B)이 그 하부에 배치되며,
    상기 응축 영역(A)의 출구는 상기 리시버드라이어(160)의 상부와 연통되게 연결되고,
    상기 과냉 영역(B)의 입구는 상기 리시버드라이어(160)의 하부와 연통되게 연결된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 리시버 컵부(161)에는, 상기 리시버 컵부(161)의 내부를 가로질러 서로 마주하는 내측면을 연결하는 보강리브(162)가 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  11. 제 3 항에 있어서,
    상기 단일 플레이트(106)는, 상부 플레이트(107)와 하부 플레이트(108)가 결합되어 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 확장 컵부(124)는, 상기 수냉 열교환부(110)의 단일 플레이트(106)와 수냉 플레이트(109)를 서로 연결하는 냉매용 컵부(111a) 보다 단면적이 크게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨시스템.
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