KR20160147352A - 차량용 에어컨의 냉동 사이클 - Google Patents

차량용 에어컨의 냉동 사이클 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 에어컨의 냉동 사이클에 관한 것으로, 더욱 상세하게 수냉식 응축기와 공랭식 응축기를 모두 포함하여 형성되되, 공랭식 응축기의 응축 영역을 통과하여 이상상태가 된 냉매가 수냉식 응축기를 거친 다음, 공랭식 응축기의 과냉 영역을 통과하도록 구성된 차량용 에어컨의 냉동 사이클에 관한 것이다.

Description

차량용 에어컨의 냉동 사이클{Refrigerant cycle of air conditioner for vehicles}
본 발명은 차량용 에어컨의 냉동 사이클에 관한 것으로, 더욱 상세하게 수냉식 응축기와 공랭식 응축기를 모두 포함하여 형성되되, 공랭식 응축기의 응축 영역을 통과하여 이상상태가 된 냉매가 수냉식 응축기를 거친 다음, 공랭식 응축기의 과냉 영역을 통과하도록 구성된 차량용 에어컨의 냉동 사이클에 관한 것이다.
일반적인 차량용 에어컨의 냉동 사이클에서는, 액체 상태의 열교환매체가 주변에서 기화열만큼의 열량을 흡수하여 기화되는 증발기에 의해 실제 냉각 작용이 일어나게 된다. 상기 증발기로부터 압축기로 유입되는 기체 상태의 열교환매체는 압축기에서 고온 및 고압으로 압축되고, 상기 압축된 기체 상태의 열교환매체가 응축기를 통과하면서 액화되는 과정에서 주변으로 액화열이 방출되며, 상기 액화된 열교환매체가 다시 팽창밸브를 통과함으로써 저온 및 저압의 습포화 증기 상태가 된 후 다시 증발기로 유입되어 기화하게 되어 사이클을 이루게 된다.
즉, 응축기는 고온ㆍ고압의 기체 상태인 냉매가 유입되어 열교환에 의해 액화열을 방출하면서 액체 상태로 응축된 후 배출되며, 상기 냉매를 냉각시키는 열교환매체로서 공기를 이용하는 공냉, 액체를 이용하는 수냉으로 형성될 수 있다.
상기 공냉 응축기(Condenser)는 차량 전면의 개구부를 통해 유입되는 공기와 열교환 되는 구성으로서, 공기와 원활한 열교환을 위하여 일반적으로 범퍼빔이 형성되는 차량 전측에 고정된다.
한편, 차량용 에어컨의 냉동사이클을 구성하는 응축기는, 열교환효율을 높이기 위해 공냉 응축기(12)와 수냉 응축기(11)가 모두 사용되기도 한다.
기존 공냉 응축기를 사용하는 공냉식 에어컨 시스템은, 응축기가 차량 전면에 위치하여 냉매 라인 구성이 길어지고 복잡하며, 외기 공기 온도에 따라서 컨덴서 성능이 민감하게 반응한다는 단점이 있다.
반면, 수냉 응축기를 사용하는 수냉식 에어컨 시스템은, 냉각수의 온도 범위가 공기보다 크지 않기 때문에 안정적인 냉방 성능 확보가 가능하며, 차량 전면부의 공냉 응축기를 삭제하므로 차량 전면부 패키지 개선이 가능하다는 장점이 있다.
하지만, 수냉 응축기는 공기가 아닌 저온 라디에이터의 냉각수를 이용하여 냉매를 응축시키게 되는데, 저온 라디에이터의 냉각수 온도가 외기 공기 온도보다 높기 때문에 단독으로 사용 시 효율이 낮으며, 이 때문에 수냉부 후단에 공냉부를 구성하고, 내부 열교환기능을 추가하여 개선하기도 한다.
이때, 상기 수냉 응축기(11)는 도 1과 같이 저온 라디에이터(LTR)의 출구 탱크 내측에 장착되기도 하는데, 이 경우 저온 라디에이터의 냉각수 측 압력 강하량이 증대될 수 있으며, 조립이 복잡하고, A/S가 어렵다는 단점이 있다.
이와 관련된 기술로 일본공개특허 제2005-343221호(공개일 2005.12.15, 명칭 차량의 냉각 장치 구조, 이하 선행특허라 함.)에는 냉매가 수냉식 응축기를 거쳐 공랭식 응축기를 통과하는 냉각 구조가 개시된 바 있다.
하지만 상기 선행특허는 공랭식 응축기 출구에 수냉식 응축기를 장착하는 것으로, 냉각수 열원 부족으로 인한 성능 저하가 발생될 수 있으며, 도 2에 도시된 바와 같이, 비열이 높은 냉각수를 열교환 효율이 높은 냉매의 이상영역에서는 열원으로 사용하지 않고, 냉매의 이상영역에서 공기 열원을 사용하는 시스템으로 열교환 성능 향상에 한계가 있다.
일본공개특허 제2005-343221호(공개일 2005.12.15, 명칭 차량의 냉각 장치 구조)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 수냉식 응축기와 공랭식 응축기를 모두 포함하여 형성되되, 공랭식 응축기의 응축 영역을 통과하여 이상상태가 된 냉매가 수냉식 응축기를 거친 다음, 공랭식 응축기의 과냉 영역을 통과하도록 구성됨으로써, 냉각 성능이 향상된 차량용 에어컨의 냉동 사이클을 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 냉매를 압축시키는 압축기(C); 저온 라디에이터로부터 유입된 냉각수와 상기 압축기(C)를 통과한 냉매가 열교환 되는 수냉식 응축기(10); 상기 압축기(C)에서 압축되어 배출된 냉매가 제1유입구(201)를 통해 유입되어 공기와 열교환 되어 응축되며, 응축 영역(A1)을 통과한 냉매가 제1배출구(202)를 통해 배출되어 상기 수냉식 응축기(10)를 통과한 후, 제2유입구(203)를 통해 유입되어 과냉 영역(A2)을 거쳐 공기와 열교환 되는 공냉식 응축기(20); 상기 공냉식 응축기(20)의 과냉 영역(A2)을 거친 다음, 제2배출구(204)를 통해 배출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(T); 및 상기 팽창밸브(T)에서 팽창되어 배출된 냉매를 증발시키는 증발기(E); 를 각각 냉매파이프(P)로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 상기 공냉식 응축기(20)의 제1배출구(202)를 통해 배출되어 상기 수냉식 응축기(10)로 유입되는 냉매가, 기체 및 액체가 혼합된 이상상태일 수 있다.
또한, 상기 공냉식 응축기(20)는 냉매가 유입 또는 배출되며 높이방향 또는 길이방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220); 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 고정되어 냉매의 유로를 형성하는 복수개의 튜브; 상기 튜브 사이에 개재되는 복수개의 핀; 및 상기 제2헤더탱크(220)와 연결되며, 상기 수냉식 응축기(10)를 통과한 냉매가 몸체로 유입되어 기액분리가 이루어지는 기액분리기(230); 를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 공냉식 응축기(20)는 상기 제1유입구(201), 제1배출구(202), 제2유입구(203) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 공냉식 응축기(20)는 상기 제1유입구(201) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되며, 상기 제1배출구(202) 및 제2유입구(203)가 상기 제2헤더탱크(220)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 공냉식 응축기(20)는 상기 제1유입구(201), 제1배출구(202) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 형성되며, 상기 제2유입구(203)가 상기 기액분리기(230)에 형성될 수 있다.
또한, 상기 수냉식 응축기(10)는 냉각수 유입구(111) 및 냉각수 배출구(112)가 형성되는 하우징부(110); 및 상기 하우징부(110) 내부에 수용되며, 상기 제1배출구(202)를 통해 배출된 냉매가 유입되어 순환하여 냉각수와 열교환 되는 핀-튜브 타입의 수냉 열교환부(120); 를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 수냉 열교환부(120)는 쉘-튜브(shell-tube) 타입 또는 플레이트 타입 중 어느 하나의 형태로 형성될 수 있다.
또한, 제 3항에 있어서, 상기 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 상기 기액분리기(230)와 상기 수냉식 응축기(10)가 일체로 형성될 수 있다.
이에 따라, 본 발명의 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 수냉식 응축기와 공랭식 응축기를 모두 포함하여 형성되되, 공랭식 응축기의 응축 영역을 통과하여 이상상태가 된 냉매가 수냉식 응축기를 거친 다음, 공랭식 응축기의 과냉 영역을 통과하도록 구성됨으로써, 냉각 성능이 향상될 수 있다는 장점이 있다.
즉, 본 발명은 단독으로 사용 시 냉각 효율이 낮지만, 안정적인 냉방 성능 확보가 가능한 수냉식 응축기의 단점을 보강하기 위해 수냉식 응축기 및 공랭식 응축기를 모두 사용하되, 열교환 효율이 높은 냉매의 이상영역에 수냉식 응축기를 배치하여 냉각 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 시스템 부하에 따라 공랭식 응축기의 냉매 패스 수를 배플을 이용하여 변경이 가능하고, 크로스 플로우(cross flow) 타입뿐만 아니라 다운 플로우(down flow) 타입에도 적용이 가능하며, 수냉식 응축기 또한 형태에 제약이 없어 기존 시스템에서 큰 변경 없이 손쉽게 적용할 수 있다는 장점이 있다.
아울러, 본 발명은 공랭식 응축기의 기액분리기와 수냉식 응축기가 일체로 형성되도록 할 수 있어, 패키지를 간소화하고, 공간활용도를 향상시킬 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 종래의 복합식 응축기를 포함하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클을 나타낸 개략도.
도 2는 PH 선도 상에서 종래의 복합식 응축기의 배치를 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동 사이클을 나타내 개략도.
도 4는 PH 선도 상에서 본 발명의 공랭식 응축기 및 수냉식 응축기의 배치를 나타낸 도면.
도 5 내지 10은 본 발명에 따른 공랭식 응축기 및 수냉식 응축기의 다양한 실시예를 나타낸 개략도.
이하, 상술한 바와 같은 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동 사이클을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 냉매를 압축시키는 압축기(C)와, 상기 압축기(C)에서 압축되어 배출된 냉매를 냉각수와 열교환 시켜 응축시키는 수냉식 응축기(10), 및 공기와 열교환 시켜 응축시키는 공냉식 응축기(20), 상기 공냉식 응축기(20)에서 응축되어 배출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(T)와, 상기 팽창밸브(T)에서 팽창되어 배출된 냉매를 증발시키는 증발기(E)를 각각 냉매파이프(P)로 연결하여 이루어진다.
먼저, 상기 압축기(C)(Compressor)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(E)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출하게 된다.
상기 공냉식 응축기(20)는 상기 압축기(C)에서 압축되어 배출된 고온 고압의 기체 냉매가 제1유입구(201)를 통해 유입되어 공기와 열교환 되며, 응축 영역(A1)을 통과한 냉매가 제1배출구(202)를 통해 배출된다.
이후, 냉매는 상기 수랭식 응축기를 통과한 다음, 상기 공냉식 응축기(20)의 제2유입구(203)를 통해 유입되어 과냉 영역(A2)을 거쳐 제2배출구(204)를 통해 배출된다.
즉, 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동 사이클에서는 냉매의 응축을 위한 열원이 공기, 냉각수, 공기의 순으로 하여 공냉식 응축기(20)와 수냉식 응축기(10)가 모두 사용되되, 상기 공냉식 응축기(20)의 제1배출구(202)를 통해 배출되어 상기 수냉식 응축기(10)로 유입되는 냉매가 기체 및 액체가 혼합된 상태인 이상상태로, 열교환 효율이 높은 냉매의 이상영역에 수냉식 응축기(10)가 배치되도록 하여 냉각 성능이 향상될 수 있다.
상기 팽창밸브(Expansion Valve)는 상기 공냉식 응축기(20)에서 토출된 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(E)로 보내게 된다.
상기 증발기(Evaporator)는 상기 팽창밸브(T)에서 교축된 저압의 액상 냉매를 공조케이스 내에서 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환 시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.
계속해서, 상기 증발기(E)에서 증발하여 토출된 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(C)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 공조케이스 내로 유입되어 증발기(E)를 통과하면서 증발기(E)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.
이하에서는 도 5 내지 10을 참고로 본 발명에 따른 차량용 에어컨의 냉동 사이클에 포함되는 공냉식 응축기(20) 및 수냉식 응축기(10)에 대해 상세히 설명하기로 한다.
상기 공냉식 응축기(20)는 냉매가 유입 또는 배출되며 높이방향 또는 길이방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)와, 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 고정되어 냉매의 유로를 형성하는 복수개의 튜브(미도시)와, 상기 튜브 사이에 개재되는 복수개의 핀(미도시)과, 상기 제2헤더탱크(220)와 연결되며, 상기 수냉식 응축기(10)를 통과한 냉매가 몸체로 유입되어 기액분리가 이루어지는 기액분리기(230)를 포함하여 형성된다.
상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에는 압축기(C)로부터 냉매가 유입되는 제1유입구(201)와, 응축 영역(A1)을 거친 후 상기 수냉식 응축기(10)로 냉매가 배출되는 제1배출구(202)와, 상기 수냉식 응축기(10)를 순환한 냉매가 유입되는 제2유입구(203)와, 과냉 영역(A2)을 거쳐 상기 팽창밸브(T) 측으로 냉매가 배출되는 제2배출구(204)가 형성될 수 있다.
이때, 상기 공냉식 응축기(20)는 다운 플로우(down flow) 타입 또는 크로스 플로우(cross flow) 타입으로 형성될 수 있는데, 다운 플로우 타입인 경우 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 길이방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 구비되며, 크로스 플로우 타입인 경우 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 높이방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 구비된다.
상기 수냉식 응축기(10)는 저온 라디에이터로부터 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구와, 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구를 포함하며 내부에 일정 공간이 형성되는 하우징부(110)를 포함하여 형성된다.
또한, 상기 수냉식 응축기(10)는 상기 하우징부(110) 내부에 수용되며, 상기 공냉식 응축기(20)의 제1배출구(202)를 통해 배출된 냉매가 유입되어 순환하면서 냉각수와 열교환 되도록 하는 핀-튜브 타입의 수냉 열교환부(120)를 포함하여 형성될 수 있다.
이 외에도 상기 수냉 열교환부(120)는 이중관 형태의 쉘-튜브(shell-tube) 타입 및 플레이트 타입 중 어느 하나의 형태로 변경실시가 가능하다.
또, 상기 공냉식 응축기(20) 및 수랭식 응축기는 상기 압축기(C)로부터 배출된 냉매가 공냉식 응축기(20), 수냉식 응축기(10), 공냉식 응축기(20) 순으로 통과하도록 연결되기만 하면 패스 수 또는 그 형태는 얼마든지 다양하게 변경실시가 가능하다.
먼저, 도 5의 실시예를 설명하면, 상기 공냉식 응축기(20)는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)가 길이방향으로 일정거리 이격되어 형성되는 크로스 플로우 타입의 열교환기로, 상기 제1헤더탱크(210)에 상기 제1유입구(201) 제1배출구(202), 제2유입구(203) 및 제2배출구(204)가 형성되며, 상기 제1배출구(202) 및 제2유입구(203)를 통해 상기 수냉식 응축기와 연결된다.
즉, 도 5에서는 상기 공랭식 응축기(20)의 일측에 수냉식 응축기(10)가 배치되어 형성되고, 타측에 기액분리기(230)가 배치된다.
이때, 상기 수냉식 응축기(10)는 상기 공냉식 응축기(20)와 일체로 형성될 수도 있다.
상기 압축기(C)로부터 배출되어 상기 공냉식 응축기(20)로 유입되는 냉매는 제1헤더탱크(210)의 가운데 일정 영역에 형성된 제1유입구(201)를 통해 유입된 다음, 상기 튜브를 거쳐 상기 제2헤더탱크(220)로 유동된 후, 상측으로 이동하여 다시 튜브를 지나 상기 제1헤더탱크(210)의 상측 영역에 형성된 제1배출구(202)를 통해 상기 수냉식 응축기(10) 측으로 유동된다.
상기 수냉식 응축기(10)로 유입된 냉매는 상기 저온 라디에이터로부터 유입되어 상기 수냉식 응축기(10)의 냉각수와 열교환이 이루어진 다음, 상기 제2유입구(203)를 통해 상기 공냉식 응축기(20) 측으로 유동된다.
상기 공냉식 응축기(20)의 제1헤더탱크(210)에서 상기 튜브를 지나 상기 제2헤더탱크(220)로 이동된 냉매는 상기 기액분리기(230)에서 기액분리된 다음, 상기 공냉식 응축기(20)의 최하측 영역에 형성된 과냉 영역(A2)을 지나 상기 제1헤더탱크(210)의 제2배출구(204)로 배출된다.
도 5의 공냉식 응축기(20)는 제2헤더탱크(220)에 2개, 제1헤더탱크(210)에 3개의 배플이 설치되어 냉매 유동이 상술한 바와 같이 이루어지게 된다.
다음으로, 도 6의 실시예를 설명하면, 상기 공냉식 응축기(20)는 다운 플로우 타입의 열교환기로, 상기 제1유입구(201), 제1배출구(202) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 형성되며, 특히 상기 제2유입구(203)가 상기 기액분리기(230)에 형성되어 수냉식 응축기(20)를 통과한 냉매가 바로 과냉 영역(A2)을 통과하게 된다.
이때, 상기 공랭식 응축기(20)는 일측에 수냉식 응축기(10)가 배치되고, 타측에 기액분리기(230)가 배치되어 상기 수냉식 응축기(20)와 제2유입구(202)가 별도의 배관을 통해 연결된다.
상기 압축기(C)로부터 유입된 냉매는 상기 제1헤더탱크(210)의 가운데 일정 영역에 형성된 제1유입구(201)를 통해 유입된 다음, 상기 튜브를 거쳐 상기 제2헤더탱크(220)로 유동된 후(1 pass), 상측으로 이동하여 다시 튜브를 지나 상기 제1헤더탱크(210)의 상측 영역에 형성된 제1배출구(202)를 통해 상기 수냉식 응축기(10) 측으로 유동된다.(2 pass)
상기 수냉식 응축기(10)로 유입된 냉매는 상기 저온 라디에이터로부터 유입되어 상기 수냉식 응축기(10)의 냉각수와 열교환이 이루어진 다음, 상기 기액분리기(230)에 형성된 제2유입구(203)를 통해 바로 상기 기액분리기(230)를 통과한 다음 상기 공냉식 응축기(20)의 과냉 영역(A2)을 지나 상기 제2배출구(204)로 배출된다.(3 pass)
다음으로, 도 7의 실시예를 설명하면. 상기 공냉식 응축기(20)는 다운 플로우 타입의 열교환기로, 상기 공냉식 응축기(20)는 상기 제1유입구(201) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되며, 상기 제1배출구(202) 및 제2유입구(203)가 상기 제2헤더탱크(220)에 형성된다.
이때, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 수냉식 응축기(10)는 상기 공랭식 응축기(20)의 제1유입구(201)가 형성되는 제1헤더탱크(210)측이 아니라 반대편인 상기 기액분리기(230)가 형성되는 측에 배치된다.
상기 압축기(C)로부터 유입된 냉매는 상기 제1헤더탱크(210)에 형성된 제1유입구(201)를 통해 유입된 다음, 상기 튜브를 거쳐 상기 제1헤더탱크(210)로 유동된 후(1 pass), 상기 제1배출구(202)를 통해 상기 수냉식 응축기(10) 측으로 유동된다.
상기 수냉식 응축기(10)로 유입된 냉매는 상기 저온 라디에이터로부터 유입되어 상기 수냉식 응축기(10)의 냉각수와 열교환이 이루어진 다음, 상기 제2유입구(203)를 통해 상기 제2헤더탱크(220)로 유입된 후, 상기 튜브를 거쳐 상기 제1헤더탱크(210)로 유동된 다음(2 pass), 하측으로 이동하여 다시 튜브를 거쳐 상기 제2헤더탱크(220)로 유동된다.(3 pass)
다음, 냉매는 상기 기액분리기(230)를 거친 후, 상기 과냉 영역(A2)을 통과하여 상기 제1헤더탱크(210)의 제2배출구(204)로 배출된다.(4 pass)
다음으로, 도 8의 실시예에서 상기 공냉식 응축기(20)는 도 7의 공냉식 응축기(20)와 마찬가지로 상기 제1유입구(201) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되며, 상기 제1배출구(202) 및 제2유입구(203)가 상기 제2헤더탱크(220)에 형성된다.
이때, 상기 수냉식 응축기(10)는 도 7의 실시예와 마찬가지로, 상기 공랭식 응축기(20)의 제1유입구(201)가 형성되는 제1헤더탱크(210)측이 아니라 반대편인 상기 기액분리기(230)가 형성되는 측에 배치된다.
다만, 도 8의 공냉식 응축기(20)는 상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 각각 3개씩 배플이 구비되어 6 pass의 흐름을 가지게 된다.
도 9의 실시예에서 상기 공냉식 응축기(20) 및 수랭식 응축기는 도 5와 동일한 흐름을 갖되, 다운 플로우 타입의 열교환기라는 점에서 차이가 있다.
도 9의 공냉식 응축기(20)는 도 5와 마찬가지로, 상기 제1헤더탱크(210)에 상기 제1유입구(201) 제1배출구(202), 제2유입구(203) 및 제2배출구(204)가 형성되며, 상기 제1배출구(202) 및 제2유입구(203)를 통해 상기 수냉식 응축기(10)와 연결된다.
한편, 도 10에 도시된 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 상기 공냉식 응축기(20)의 기액분리기(230)와 상기 수냉식 응축기(10)가 일체로 형성된 예로, 상기 수냉식 응축기(10)가 이중관 형태인 쉘 튜브 타입으로 형성되는 경우 외부관 내부에 내부관이 2개가 구비되어 하나는 수냉식 응축기(10)의 열교환부 역할을 하고, 나머지 하나는 기액분리기(230) 역할을 하도록 형성될 수도 있다.
또한, 상기 수냉식 응축기(10)는 하나의 관내에 상측은 수냉 열교환부로 사용되도록 하고, 하측은 기액분리기로 사용되도록 할 수도 있다.
이외에도, 기액분리기(230)와 상기 수냉식 응축기(10)가 일체로 형성되는 예는 수냉식 응축기(10)의 형태에 따라 다양하게 구현 가능하다.
이에 따라, 발명의 차량용 에어컨의 냉동 사이클은 수냉식 응축기(10)와 공냉식 응축기(20)를 모두 포함하여 형성되되, 공냉식 응축기(20)의 응축 영역(A1)을 통과하여 이상상태가 된 냉매가 수냉식 응축기(10)를 거친 다음, 공냉식 응축기(20)의 과냉 영역(A2)을 통과하도록 구성됨으로써, 냉각 성능이 향상될 수 있다.
즉, 본 발명은 단독으로 사용 시 냉각 효율이 낮지만, 안정적인 냉방 성능 확보가 가능한 수냉식 응축기(10)의 단점을 보강하기 위해 수냉식 응축기(10) 및 공냉식 응축기(20)를 모두 사용하되, 열교환 효율이 높은 냉매의 이상영역에 수냉식 응축기(10)를 배치하여 냉각 성능을 향상시킬 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.
C : 압축기
T : 팽창밸브
E : 증발기
P : 냉매파이프
A1 : 응축 영역 A2 : 과냉 영역
10 : 수냉식 응축기
110 : 하우징부
111 : 냉각수 유입구 112 : 냉각수 배출구
120 : 수냉 열교환부
20 : 공랭식 응축기
201 : 제1유입구 202 : 제1배출구
203 : 제2유입구 204 : 제2배출구
210 : 제1헤더탱크 220 : 제2헤더탱크
230 : 기액분리기

Claims (9)

  1. 냉매를 압축시키는 압축기(C);
    저온 라디에이터로부터 유입된 냉각수와 상기 압축기(C)를 통과한 냉매가 열교환 되는 수냉식 응축기(10);
    상기 압축기(C)에서 압축되어 배출된 냉매가 제1유입구(201)를 통해 유입되어 공기와 열교환 되어 응축되며, 응축 영역(A1)을 통과한 냉매가 제1배출구(202)를 통해 배출되어 상기 수냉식 응축기(10)를 통과한 후, 제2유입구(203)를 통해 유입되어 과냉 영역(A2)을 거쳐 공기와 열교환 되는 공냉식 응축기(20);
    상기 공냉식 응축기(20)의 과냉 영역(A2)을 거친 다음, 제2배출구(204)를 통해 배출된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(T); 및
    상기 팽창밸브(T)에서 팽창되어 배출된 냉매를 증발시키는 증발기(E); 를 각각 냉매파이프(P)로 연결하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 차량용 에어컨의 냉동 사이클은
    상기 공냉식 응축기(20)의 제1배출구(202)를 통해 배출되어 상기 수냉식 응축기(10)로 유입되는 냉매가, 기체 및 액체가 혼합된 이상상태인 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 공냉식 응축기(20)는
    냉매가 유입 또는 배출되며 높이방향 또는 길이방향으로 일정거리 이격되어 나란하게 구비되는 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220);
    상기 제1헤더탱크(210) 및 제2헤더탱크(220)에 양단이 고정되어 냉매의 유로를 형성하는 복수개의 튜브;
    상기 튜브 사이에 개재되는 복수개의 핀; 및
    상기 제2헤더탱크(220)와 연결되며, 상기 수냉식 응축기(10)를 통과한 냉매가 몸체로 유입되어 기액분리가 이루어지는 기액분리기(230); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공냉식 응축기(20)는
    상기 제1유입구(201), 제1배출구(202), 제2유입구(203) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  5. 제 3항에 있어서,
    상기 공냉식 응축기(20)는
    상기 제1유입구(201) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210)에 형성되며,
    상기 제1배출구(202) 및 제2유입구(203)가 상기 제2헤더탱크(220)에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  6. 제 3항에 있어서,
    상기 공냉식 응축기(20)는
    상기 제1유입구(201), 제1배출구(202) 및 제2배출구(204)가 상기 제1헤더탱크(210) 또는 제2헤더탱크(220)에 형성되며,
    상기 제2유입구(203)가 상기 기액분리기(230)에 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  7. 제 2항에 있어서,
    상기 수냉식 응축기(10)는
    냉각수 유입구(111) 및 냉각수 배출구(112)가 형성되는 하우징부(110); 및
    상기 하우징부(110) 내부에 수용되며, 상기 제1배출구(202)를 통해 배출된 냉매가 유입되어 순환하여 냉각수와 열교환 되는 핀-튜브 타입의 수냉 열교환부(120); 를 포함하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  8. 제 2항에 있어서,
    상기 수냉 열교환부(120)는
    쉘-튜브(shell-tube) 타입 또는 플레이트 타입 중 어느 하나의 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
  9. 제 3항에 있어서,
    상기 차량용 에어컨의 냉동 사이클은
    상기 기액분리기(230)와 상기 수냉식 응축기(10)가 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨의 냉동 사이클.
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