KR20200048739A - 차량용 쿨링모듈 - Google Patents

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Abstract

차량용 쿨링모듈이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈은 냉각수가 유입 및 배출되는 제1, 및 제2 헤더탱크와, 상기 제1, 및 제2 헤더탱크를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함하는 고온 라디에이터; 냉각수가 유입 및 배출되는 제3, 및 제4 헤더탱크와, 상기 제3, 및 제4 헤더탱크를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함하는 저온 라디에이터; 및 상기 제2, 및 제4 헤더탱크에 대응하는 상기 고온 및 저온 라디에이터의 측면에 배치되어 상기 제2 및 제4 헤더탱크와 각각 연결되고, 상기 제2, 및 제4 헤더탱크로부터 각각 공급되는 냉각수와의 열교환을 통해 내부에 유입된 냉매를 응축시키는 컨덴서를 포함한다.

Description

차량용 쿨링모듈{COOLING MODULE FOR VEHICLE}
본 발명은 차량용 쿨링모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고온 라디에이터와 저온 라디에이터를 운전온도에 따라 배치하고, 각각의 라디에이터들로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 냉각시키는 컨덴서를 일체로 구성한 차량용 쿨링모듈에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 에어컨 시스템은 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것이다.
이러한 에어컨 시스템은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에서 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 컨덴서와, 상기 컨덴서에서 응축되어 액화된 냉매를 급속히 팽창시키는 팽창밸브, 및 상기 팽창밸브에서 팽창된 냉매를 증발시키면서 냉매의 증발 잠열을 이용하여 상기 에어컨 시스템이 설치된 실내로 송풍되는 공기를 냉각하는 증발기 등을 주요한 구성요소로 포함한다.
그러나 상기와 같은 종래의 에어컨 시스템은 냉매의 응축을 위한 냉각 시, 수랭식 컨덴서를 적용할 경우, 냉각수가 컨덴서에서 냉매와 열교환됨으로써, 컨덴서의 출구 냉매온도가 상승됨에 따라 소요동력이 증대되는 문제점이 있다.
또한, 수랭식 컨덴서는 공랭식 컨덴서에 비해 냉각수의 열용량이 커서 응축 압력은 낮아지지만, 냉각수와 냉매의 온도차이가 작고, 외기에 비해 냉각수온이 높아 서브쿨(Sub cool)형성이 어려워 에어컨 시스템의 전체적인 냉방성능이 저하되는 단점이 있다.
이를 방지하기 위해서는 대용량의 쿨링팬과 라디에이터가 요구되는 바, 협소한 엔진룸 내부에서 레이아웃이 불리해지고, 차량의 전체적인 중량과 원가의 측면에서 악영향을 주는 단점도 있다.
또한, 협소한 엔진룸 내부에 수랭식 컨덴서를 장착하기 위해서는 팬더 후방 또는 엔진룸의 후방에 장착해야만 하는 바, 공간확보가 어려워 연결배관 및 배치 레이아웃이 복잡해지고, 조립성 및 장착성이 저하되는 동시에, 엔진룸의 열해가 성능저해로 작용될 수 있고, 냉매 유동 저항이 증가되어 압축기의 소비 동력이 증가되는 문제점도 있다.
그리고 모터와 전기동력부품 및 스택 등이 적용되는 친환경 차량의 경우에는 냉각수가 각 구성요소를 냉각한 후, 컨덴서로 유입되어 그 온도가 상승됨에 따라 냉매의 응축량이 더욱 저하되는 문제점도 내포하고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고온 라디에이터와 저온 라디에이터를 운전온도에 따라 배치하고, 각각의 라디에이터들로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 냉각시키는 컨덴서를 일체로 구성함으로써, 냉매의 응축성능을 높여 냉방성능을 향상시키도록 하는 차량용 쿨링모듈을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 라디에이터와 컨덴서를 일체형으로 구성함에 따라, 패키지 성능을 향상시켜 공간 활용성을 증대시키도록 하는 차량용 쿨링모듈을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈은 냉각수가 유입 및 배출되는 제1, 및 제2 헤더탱크와, 상기 제1, 및 제2 헤더탱크를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함하는 고온 라디에이터; 냉각수가 유입 및 배출되는 제3, 및 제4 헤더탱크와, 상기 제3, 및 제4 헤더탱크를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함하는 저온 라디에이터; 및 상기 제2, 및 제4 헤더탱크에 대응하는 상기 고온 및 저온 라디에이터의 측면에 배치되어 상기 제2 및 제4 헤더탱크와 각각 연결되고, 상기 제2, 및 제4 헤더탱크로부터 각각 공급되는 냉각수와의 열교환을 통해 내부에 유입된 냉매를 응축시키는 컨덴서; 를 포함한다.
상기 컨덴서는 후면에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제1 유입관과, 제1 배출관을 통해 상기 제2 헤더탱크와 연결되며, 상기 고온 라디에이터로부터 공급된 냉각수가 순환되는 제1 방열부; 및 상기 제1 방열부와 일체로 형성되고, 전면에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제2 유입관과, 제2 배출관을 통해 상기 제4 헤더탱크와 연결되며, 상기 저온 라디에이터로부터 공급된 냉각수가 순환되는 제2 방열부를 포함할 수 있다.
상기 컨덴서에는 후면 상부에 냉매 유입구가 형성되고, 상기 냉매 유입구와 대각선 방향으로 이격된 하부에 냉매 배출구가 형성될 수 있다.
상기 컨덴서는 상기 냉매 유입구를 통하여 유입된 냉매를 상기 제1 방열부와 상기 제2 방열부를 순차적으로 통과시키면서 냉각수와 열교환을 통해 응축하고, 상기 냉매 배출구를 통하여 응축이 완료된 냉매를 배출할 수 있다.
상기 제1 유입관은 상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 상부에 위치되고, 상기 제1 배출관은 상기 제1 유입관 보다 하부에 위치되며, 상기 제2 유입관은 상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 하부에 위치되고, 상기 제2 배출관은 상기 제2 유입관 보다 상부에 위치될 수 있다.
상기 제1 방열부는 기체 상태의 냉매를 상기 고온 라디에이터로부터 공급되는 냉각수를 이용해 응축시킬 수 있다.
상기 제2 방열부는 상기 제1 방열부를 통과하면서 1차로 응축되어 기체 및 액체가 혼합된 상태의 냉매를 2차로 응축하는 메인 방열부; 및 상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부의 하부에 위치되며, 상기 메인 방열부를 통과하면서 2차로 응축된 냉매를 추가로 응축하는 서브 방열부를 포함할 수 있다.
상기 제4 헤더탱크로부터 공급된 냉각수는 상기 서브 방열부를 먼저 통과하고, 상기 메인 방열부를 통과한 후에 상기 제4 헤더탱크로 배출될 수 있다.
상기 메인 방열부는 내부를 통과하면서 응축된 냉매의 기액분리와 수분을 제거하는 리시버 드라이어를 통해 상기 서브 방열부와 연결될 수 있다.
상기 리시버 드라이어는 상기 제2 방열부의 외부에 배치될 수 있다.
상기 리시버 드라이어는 상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부와 상기 서브 방열부의 사이에 구비될 수 있다.
상기 제2 방열부는 상기 제1 방열부의 하부에 배치되며, 상기 컨덴서의 내부에서 상기 제1 방열부와 냉각수의 혼입이 방지되도록 구획될 수 있다.
상기 컨덴서는 다수개의 플레이트가 적층 형성되는 수랭식 판형 열교환기일 수 있다.
상기 고온 라디에이터의 후방에는 쿨링팬이 구비될 수 있다.
상기 저온 라디에이터는 상기 고온 라디에이터의 전방에 배치될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에 의하면, 고온 라디에이터와 저온 라디에이터를 운전온도에 따라 배치하고, 각각의 라디에이터들로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 냉각시키는 컨덴서를 일체로 구성함으로써, 냉매의 응축성능을 높여 냉방성능을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 냉매의 응축 성능을 향상시킴으로써, 압축기의 소모동력을 축소시킬 수 있고, 종래 적용되던 공랭식 컨덴서의 제거가 가능하여 제작원가를 절감하는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 고온 및 저온 라디에이터로부터 각각 공급되는 온도가 상이한 냉각수를 이용하여 냉매를 효율적으로 응축시킬 수 있어 컨덴서의 냉각 효율을 향상시키고, 각 라디에이터의 사이즈 및 용량 증대를 최소화 할 수 있는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 고온 및 저온 라디에이터와 컨덴서를 일체형으로 구성함에 따라, 패키지 성능을 향상시켜 공간 활용성을 증대시키는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈의 사시도이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에 적용되는 컨덴서의 후방 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에 적용되는 컨덴서의 전방 사시도이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에서 컨덴서의 다양한 실시예들에 따른 내부 구성도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈의 사시도이고, 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈의 측면도이며, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에 적용되는 컨덴서의 후방 사시도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에 적용되는 컨덴서의 전방 사시도이다.
본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈(100)은 고온 라디에이터와 저온 라디에이터를 운전온도에 따라 배치하고, 각각의 라디에이터들로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 냉각시키는 컨덴서를 일체로 구성함으로써, 냉매의 응축성능을 높여 냉방성능을 향상시킬 수 있다.
이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈(100)은, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 고온 라디에이터(110), 저온 라디에이터(120), 및 컨덴서(130)를 포함한다.
먼저, 상기 고온 라디에이터(110)는 차량의 구동계를 냉각시키도록 공급되는 냉각수를 냉각할 수 있다.
이러한 고온 라디에이터(110)는 차량의 전방에 배치되며, 구동계를 냉각한 후, 과열된 냉각수가 유입된다. 상기 고온 라디에이터(110)에 유입된 냉각수는 차량의 주행 중, 유입되는 외기와의 열교환을 통해 냉각된다.
여기서, 상기 고온 라디에이터(110)에는 후방에 바람을 송풍하는 쿨링팬(150)이 장착된다. 상기 쿨링팬(150)은 주행 중 유입되는 외기와 함께 상기 고온 라디에이터(110)에 바람을 송풍함으로써, 냉각수를 보다 효율적으로 냉각하게 된다.
한편, 상기 고온 라디에이터(110)는 냉각수가 유입 및 배출되는 제1, 및 제2 헤더탱크(112, 114)와 상기 제1, 및 제2 헤더탱크(112, 114)를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함한다.
여기서, 상기 제1 헤더탱크(112)는 차량의 폭 방향을 기준으로 일측에 배치되며, 구동계를 냉각한 냉각수가 유입된다. 상기 제2 헤더탱크(114)는 상기 제1 헤더 탱크(112)와 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치되며, 냉각이 완료된 냉각수를 배출한다.
그리고 상기 고온 라디에이터(110)에 구비되는 다수개의 튜브(미도시)와 방열핀(미도시)은 상기 제1, 제2 헤더탱크(112, 114)를 상호 연결한다.
이에 따라, 상기 고온 라디에이터(110)에서는 상기 제1 헤더탱크(112)로 유입되는 과열된 냉각수가 상기 튜브들을 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각되며, 냉각된 냉각수를 상기 제2 헤더탱크(114)를 통해 배출시키게 된다.
본 실시예에서, 상기 저온 라디에이터(120)는 상기 고온 라디에이터(110)의 전방에 배치된다. 이러한 저온 라디에이터(120)는 구동계 보다 상대적으로 과열량이 작은 전장품 등을 냉각시킬 수 있다.
여기서, 상기 저온 라디에이터(120)는 냉각수가 유입 및 배출되는 제3, 및 제4 헤더탱크(122, 124)와, 상기 제3, 및 제4 헤더탱크(122, 124)를 상호 연결하는 다수개의 튜브(102)와 방열핀(104)을 포함할 수 있다.
상기 제3 헤더탱크(122)는 차량의 폭 방향을 기준으로 일측에 배치되며, 전장품을 냉각한 냉각수가 유입된다. 상기 제4 헤더탱크(124)는 차량의 폭 방향을 기준으로 타측에서 상기 제3 헤더 탱크(122)와 상호간에 소정간격으로 이격되게 배치되며, 냉각이 완료된 냉각수를 배출한다.
그리고 상기 저온 라디에이터(110)에 구비되는 다수개의 튜브(102)와 방열핀(104)은 상기 제3, 및 제4 헤더탱크(122, 124)를 상호 연결한다.
이에 따라, 상기 저온 라디에이터(120)에서는 상기 제3 헤더탱크(122)로 유입되는 과열된 냉각수가 상기 튜브(102)들을 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각되며, 냉각된 냉각수를 상기 제4 헤더탱크(124)를 통해 배출시키게 된다.
그리고 상기 컨덴서(130)는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 제2, 및 제4 헤더탱크(114, 124)에 대응하는 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)의 측면에 배치되며, 상기 제2 및 제4 헤더탱크(114, 124)와 각각 연결된다.
이러한 컨덴서(130)는 상기 제2, 및 제4 헤더탱크(114, 124)로부터 각각 공급되는 냉각수와의 열교환을 통해 내부에 유입된 냉매를 응축시킬 수 있다.
여기서, 상기 컨덴서(130)는 다수개의 플레이트가 적층 형성되는 수랭식 판형 열교환기일 수 있다.
즉, 상기 컨덴서(130)는 다수개의 플레이트(P)가 적층 구성되어 내부에 상호 엇갈리게 배치되는 다수개의 유로들을 각각 형성할 수 있다. 이에 따라, 상기 컨덴서(130)는 하나의 유로들을 통과하는 냉매와 다른 하나의 유로들을 통과하는 냉각수를 상호 열교환시킬 수 있다.
본 실시예에서, 상기 컨덴서(130)는, 도 3과 도 4에서 도시한 바와 같이, 제1 방열부(132)와 제2 방열부(134)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 방열부(132)는 상기 컨덴서(130)의 후면 상부에서 후면 상부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제1 유입관(132a)과, 제1 배출관(132b)을 통해 상기 제2 헤더탱크(114)와 연결된다.
이러한 제1 방열부(132)에는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급된 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제1 유입관(132a)은 상기 컨덴서(130)의 길이방향을 기준으로 상부에 위치되고, 상기 제1 배출관(132b)은 상기 제1 유입관(132a) 보다 하부에 위치될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제1 방열부(132)는 기체 상태의 냉매를 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 1차로 응축시킬 수 있다.
그리고 상기 제2 방열부(134)는 상기 제1 방열부(132)의 하부에 배치된다. 이러한 제2 방열부(134)는 상기 컨덴서(130)의 전면 하부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제2 유입관(134a)과, 제2 배출관(134b)을 통해 상기 제4 헤더탱크(124)와 연결된다.
이에 따라, 상기 제2 방열부(134)에는 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급된 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제2 유입관(134a)은 상기 컨덴서(130)의 길이방향을 기준으로 하부에 위치되고, 상기 제2 배출관(134b)은 상기 제2 유입관(134a) 보다 상부에 위치될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제2 방열부(134)는 상기 제1 방열부(132)를 통과하면서 1차로 응축된 냉매를 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급되는 냉각수를 이용하여 2차로 응축시킬 수 있다.
한편, 상기 컨덴서(130)에는 후면 상부에 냉매 유입구(136)가 형성되고, 상기 냉매 유입구(136)와 대각선 방향으로 이격된 하부에 냉매 배출구(138)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 컨덴서(130)는 상기 냉매 유입구(136)를 통하여 유입된 냉매를 상기 제1 방열부(132)와 상기 제2 방열부(134)를 순차적으로 통과시키면서 냉각수와 열교환을 통해 응축하고, 상기 냉매 배출구(138)를 통하여 응축이 완료된 냉매를 배출할 수 있다.
한편, 상기 제1 방열부(132)와 상기 제2 방열부(134)는 상기 컨덴서(130)의 내부에 구비된 격벽을 통해 구획될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 방열부(132)를 통과하는 냉각수와 상기 제2 방열부(134)를 통과하는 냉각수의 혼입이 방지될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 상기 컨덴서(130)로 유입된 냉매는 상기 제1 방열부(132)로부터 상기 제2 방열부(134)로 유동되고, 상기 제1 방열부(132)와 상기 제2 방열부(134)에서는 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)로부터 유입되는 냉각수가 각각 유동될 수 있다.
이에 따라, 상기 컨덴서(130)는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 압축기로부터 공급된 고온 고압의 냉매를 상기 제1 방열부(132)에서 1차로 응축할 수 있다.
그런 후, 상기 컨덴서(130)는 상기 고온 라디에이터(110)의 냉각수에 비해 상대적으로 낮은 온도를 갖는 상기 저온 라디에이터(120)의 냉각수를 이용하여 상기 제1 방열부(132)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 제2 방열부(134)에서 2차로 응축할 수 있다.
이와 같이 구성되는 차량용 쿨링모듈(100)은 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)로부터 각각 공급되는 온도가 상이한 냉각수를 이용하여 냉매를 효율적으로 응축시킬 수 있어 상기 컨덴서(130)의 냉각 효율을 향상시키고, 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)들의 사이즈 및 용량 증대를 최소화할 수 있다.
한편, 도 5 내지 도 7을 참고하여, 상기 쿨링모듈(100)에 적용되는 컨덴서의 다양한 실시예들을 설명한다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈에서 컨덴서의 다양한 실시예들에 따른 내부 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 컨덴서(230)는 제1 방열부(232)와 제2 방열부(234)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 방열부(232)는 상기 컨덴서(230)의 후면 상부에서 후면 상부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제1 유입관(232a)과, 제1 배출관(232b)을 통해 상기 제2 헤더탱크(114)와 연결된다.
이러한 제1 방열부(232)에는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급된 고온의 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제1 유입관(232a)은 상기 컨덴서(230)의 길이방향을 기준으로 상부에 위치되고, 상기 제1 배출관(232b)은 상기 제1 유입관(232a) 보다 하부에 위치될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제1 방열부(232)는 기체 상태의 냉매를 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 1차로 응축시킬 수 있다.
그리고 상기 제2 방열부(234)는 상기 제1 방열부(232)의 하부에 배치된다. 이러한 제2 방열부(234)는 상기 컨덴서(230)의 전면 하부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제2 유입관(234a)과, 제2 배출관(234b)을 통해 상기 제4 헤더탱크(124)와 연결된다.
이에 따라, 상기 제2 방열부(234)에는 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급된 저온의 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제2 유입관(234a)은 상기 컨덴서(230)의 길이방향을 기준으로 하부에 위치되고, 상기 제2 배출관(234b)은 상기 제2 유입관(234a) 보다 상부에 위치될 수 있다.
여기서, 상기 제2 방열부(234)는 메인 방열부(235)와 서브 방열부(237)를 포함할 수 있다.
상기 메인 방열부(235)는 상기 제1 방열부(232)를 통과하면서 1차로 응축되어 기체 및 액체가 혼합된 상태의 냉매를 2차로 응축할 수 있다.
그리고 상기 서브 방열부(237)는 상기 컨덴서(230)의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부(235)의 하부에 위치되며, 상기 메인 방열부(235)를 통과하면서 2차로 응축된 냉매를 추가로 응축할 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제2 방열부(234)는 상기 제1 방열부(232)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 상기 메인 방열부(235)에서 2차로 응축할 수 있다. 그런 후, 상기 제2 방열부(234)는 상기 메인 방열부(235)에서 2차로 응축된 냉매를 상기 서브 방열부(237)에서 3차로 응축시킬 수 있다.
한편, 상기 컨덴서(230)에는 후면 상부에 냉매 유입구(236)가 형성되고, 상기 냉매 유입구(236)와 대각선 방향으로 이격된 하부에 냉매 배출구(238)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 컨덴서(230)는 상기 냉매 유입구(236)를 통하여 유입된 냉매를 상기 제1 방열부(232), 상기 제2 방열부(234)의 메인 방열부(235), 및 상기 서브 방열부(237)를 순차적으로 통과시키면서 냉각수와 열교환을 통해 응축하고, 상기 냉매 배출구(238)를 통하여 응축이 완료된 냉매를 배출할 수 있다.
한편, 상기 제1 방열부(232)와 상기 제2 방열부(234)는 상기 컨덴서(230)의 내부에 구비된 격벽을 통해 구획될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 방열부(232)를 통과하는 냉각수와 상기 제2 방열부(234)를 통과하는 냉각수의 혼입이 방지될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 상기 컨덴서(230)로 유입된 냉매는 상기 제1 방열부(232)로부터 상기 제2 방열부(234)로 유동되고, 상기 제1 방열부(232)와 상기 제2 방열부(234)에서는 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)로부터 유입되는 냉각수가 각각 유동될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 컨덴서(230)는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 압축기로부터 공급된 고온 고압의 냉매를 상기 제1 방열부(232)에서 1차로 응축할 수 있다.
그런 후, 상기 컨덴서(230)는 상기 고온 라디에이터(110)의 냉각수에 비해 상대적으로 낮은 온도를 갖는 상기 저온 라디에이터(120)의 냉각수를 이용하여 상기 제1 방열부(232)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 메인 방열부(235)에서 2차로 응축시키고, 상기 서브 방열부(237)에서 3차로 응축할 수 있다.
여기서, 상기 제4 헤더탱크(124)로부터 공급된 냉각수는 상기 서브 방열부(237)를 먼저 통과하고, 상기 메인 방열부(235)를 통과한 후에 상기 제4 헤더탱크(124)로 배출될 수 있다.
즉, 냉매는 상기 서브 방열부(237)에 먼저 유입되어 상대적으로 온도가 낮은 냉각수와 추가로 열교환됨으로써, 냉각효율이 향상되어 응축률이 증가될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컨덴서(330)는 제1 방열부(332)와 제2 방열부(334)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 방열부(332)는 상기 컨덴서(330)의 후면 상부에서 후면 상부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제1 유입관(332a)과, 제1 배출관(332b)을 통해 상기 제2 헤더탱크(114)와 연결된다.
이러한 제1 방열부(332)에는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급된 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제1 유입관(332a)은 상기 컨덴서(330)의 길이방향을 기준으로 상부에 위치되고, 상기 제1 배출관(332b)은 상기 제1 유입관(332a) 보다 하부에 위치될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제1 방열부(332)는 기체 상태의 냉매를 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 고온의 냉각수를 이용해 1차로 응축시킬 수 있다.
그리고 상기 제2 방열부(334)는 상기 제1 방열부(332)의 하부에 배치된다. 이러한 제2 방열부(334)는 상기 컨덴서(330)의 전면 하부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제2 유입관(334a)과, 제2 배출관(334b)을 통해 상기 제4 헤더탱크(124)와 연결된다.
이에 따라, 상기 제2 방열부(334)에는 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급된 저온의 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제2 유입관(334a)은 상기 컨덴서(330)의 길이방향을 기준으로 하부에 위치되고, 상기 제2 배출관(334b)은 상기 제2 유입관(334a) 보다 상부에 위치될 수 있다.
여기서, 상기 제2 방열부(334)는 메인 방열부(335)와 서브 방열부(337)를 포함할 수 있다.
상기 메인 방열부(335)는 상기 제1 방열부(332)를 통과하면서 1차로 응축되어 기체 및 액체가 혼합된 상태의 냉매를 2차로 응축할 수 있다.
그리고 상기 서브 방열부(337)는 상기 컨덴서(330)의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부(335)의 하부에 위치되며, 상기 메인 방열부(335)를 통과하면서 2차로 응축된 냉매를 추가로 응축할 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제2 방열부(334)는 상기 제1 방열부(332)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 상기 메인 방열부(335)에서 2차로 응축할 수 있다. 그런 후, 상기 제2 방열부(334)는 상기 메인 방열부(335)에서 2차로 응축된 냉매를 상기 서브 방열부(337)에서 3차로 응축시킬 수 있다.
한편, 상기 컨덴서(330)에는 후면 상부에 냉매 유입구(336)가 형성되고, 상기 냉매 유입구(336)와 대각선 방향으로 이격된 하부에 냉매 배출구(338)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 컨덴서(330)는 상기 냉매 유입구(336)를 통하여 유입된 냉매를 상기 제1 방열부(332), 상기 제2 방열부(334)의 메인 방열부(335), 및 상기 서브 방열부(337)를 순차적으로 통과시키면서 냉각수와 열교환을 통해 응축하고, 상기 냉매 배출구(338)를 통하여 응축이 완료된 냉매를 배출할 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 메인 방열부(335)는 내부를 통과하면서 응축된 냉매의 기액분리와 수분을 제거하는 리시버 드라이어(340)를 통해 상기 서브 방열부(337)와 연결될 수 있다.
이러한 리시버 드라이어(340)는 내부에 건조제가 구비되며, 상기 제2 방열부(334)의 외부에 배치될 수 있다.
이에 따라, 상기 메인 방열부(327)를 통과한 냉매는 상기 리시버 드라이어(340)를 통과하면서 기액분리와 수분이 제거된 상태로, 상기 서브 방열부(337)로 유입될 수 있다.
한편, 상기 제1 방열부(332)와 상기 제2 방열부(334)는 상기 컨덴서(330)의 내부에 구비된 격벽을 통해 구획될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 방열부(332)를 통과하는 냉각수와 상기 제2 방열부(334)를 통과하는 냉각수의 혼입이 방지될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 상기 컨덴서(330)로 유입된 냉매는 상기 제1 방열부(332)로부터 상기 제2 방열부(334)로 유동되고, 상기 제1 방열부(332)와 상기 제2 방열부(334)에서는 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)로부터 유입되는 냉각수가 각각 유동될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 컨덴서(330)는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 압축기로부터 공급된 고온 고압의 냉매를 상기 제1 방열부(332)에서 1차로 응축할 수 있다.
그런 후, 상기 컨덴서(330)는 상기 고온 라디에이터(110)의 냉각수에 비해 상대적으로 낮은 온도를 갖는 상기 저온 라디에이터(120)의 냉각수를 이용하여 상기 제1 방열부(332)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 메인 방열부(335)에서 2차로 응축시키고, 상기 서브 방열부(337)에서 3차로 응축할 수 있다.
이 때, 상기 메인 방열부(335)로부터 배출된 냉매는 상기 리시버 드라이어(340)를 통과함으로써, 기액분리 및 수분이 제거된 상태로 상기 서브 방열부(337)로 유입될 수 있다.
여기서, 상기 제4 헤더탱크(124)로부터 공급된 냉각수는 상기 서브 방열부(337)를 먼저 통과하고, 상기 메인 방열부(335)를 통과한 후에 상기 제4 헤더탱크(124)로 배출될 수 있다.
즉, 냉매는 상기 서브 방열부(337)에 먼저 유입되어 상대적으로 온도가 낮은 냉각수와 추가로 열교환됨으로써, 냉각효율이 향상되어 응축률이 증가될 수 있다.
마지막으로, 도 7을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 컨덴서(430)는 제1 방열부(432)와 제2 방열부(434)를 포함한다.
먼저, 상기 제1 방열부(432)는 상기 컨덴서(430)의 후면 상부에서 후면 상부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제1 유입관(432a)과, 제1 배출관(432b)을 통해 상기 제2 헤더탱크(114)와 연결된다.
이러한 제1 방열부(432)에는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급된 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제1 유입관(432a)은 상기 컨덴서(430)의 길이방향을 기준으로 상부에 위치되고, 상기 제1 배출관(432b)은 상기 제1 유입관(432a) 보다 하부에 위치될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제1 방열부(432)는 기체 상태의 냉매를 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 고온의 냉각수를 이용해 1차로 응축시킬 수 있다.
그리고 상기 제2 방열부(434)는 상기 제1 방열부(432)의 하부에 배치된다. 이러한 제2 방열부(434)는 상기 컨덴서(430)의 전면 하부에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제2 유입관(434a)과, 제2 배출관(434b)을 통해 상기 제4 헤더탱크(124)와 연결된다.
이에 따라, 상기 제2 방열부(434)에는 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급된 저온의 냉각수가 순환된다.
본 실시예에서, 상기 제2 유입관(434a)은 상기 컨덴서(430)의 길이방향을 기준으로 하부에 위치되고, 상기 제2 배출관(434b)은 상기 제2 유입관(434a) 보다 상부에 위치될 수 있다.
여기서, 상기 제2 방열부(434)는 메인 방열부(435)와 서브 방열부(437)를 포함할 수 있다.
상기 메인 방열부(435)는 상기 제1 방열부(432)를 통과하면서 1차로 응축되어 기체 및 액체가 혼합된 상태의 냉매를 2차로 응축할 수 있다.
그리고 상기 서브 방열부(437)는 상기 컨덴서(430)의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부(435)의 하부에 위치되며, 상기 메인 방열부(435)를 통과하면서 2차로 응축된 냉매를 추가로 응축할 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 제2 방열부(434)는 상기 제1 방열부(432)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 저온 라디에이터(120)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 상기 메인 방열부(435)에서 2차로 응축할 수 있다. 그런 후, 상기 제2 방열부(434)는 상기 메인 방열부(435)에서 2차로 응축된 냉매를 상기 서브 방열부(437)에서 3차로 응축시킬 수 있다.
한편, 상기 컨덴서(430)에는 후면 상부에 냉매 유입구(436)가 형성되고, 상기 냉매 유입구(436)와 대각선 방향으로 이격된 하부에 냉매 배출구(438)가 형성될 수 있다.
이에 따라, 상기 컨덴서(430)는 상기 냉매 유입구(436)를 통하여 유입된 냉매를 상기 제1 방열부(432), 상기 제2 방열부(434)의 메인 방열부(435), 및 상기 서브 방열부(437)를 순차적으로 통과시키면서 냉각수와 열교환을 통해 응축하고, 상기 냉매 배출구(438)를 통하여 응축이 완료된 냉매를 배출할 수 있다.
한편, 본 실시예에서, 상기 메인 방열부(435)는 내부를 통과하면서 응축된 냉매의 기액분리와 수분을 제거하는 리시버 드라이어(440)를 통해 상기 서브 방열부(437)와 연결될 수 있다.
이러한 리시버 드라이어(440)는 내부에 건조제가 구비되며, 상기 컨덴서(430)의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부(435)와 상기 서브 방열부(437)의 사이에 구비될 수 있다.
이에 따라, 상기 메인 방열부(427)를 통과한 냉매는 상기 리시버 드라이어(440)를 통과하면서 기액분리와 수분이 제거된 상태로, 상기 서브 방열부(437)로 유입될 수 있다.
한편, 상기 제1 방열부(432)와 상기 제2 방열부(434)는 상기 컨덴서(430)의 내부에 구비된 격벽을 통해 구획될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 방열부(432)를 통과하는 냉각수와 상기 제2 방열부(434)를 통과하는 냉각수의 혼입이 방지될 수 있다.
즉, 본 실시예에서, 상기 컨덴서(430)로 유입된 냉매는 상기 제1 방열부(432)로부터 상기 제2 방열부(434)로 유동되고, 상기 제1 방열부(432)와 상기 제2 방열부(434)에서는 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)로부터 유입되는 냉각수가 각각 유동될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 컨덴서(430)는 상기 고온 라디에이터(110)로부터 공급되는 냉각수를 이용해 압축기로부터 공급된 고온 고압의 냉매를 상기 제1 방열부(432)에서 1차로 응축할 수 있다.
그런 후, 상기 컨덴서(430)는 상기 고온 라디에이터(110)의 냉각수에 비해 상대적으로 낮은 온도를 갖는 상기 저온 라디에이터(120)의 냉각수를 이용하여 상기 제1 방열부(432)에서 1차로 응축된 냉매를 상기 메인 방열부(435)에서 2차로 응축시키고, 상기 서브 방열부(437)에서 3차로 응축할 수 있다.
이 때, 상기 메인 방열부(435)로부터 배출된 냉매는 상기 리시버 드라이어(440)를 통과함으로써, 기액분리 및 수분이 제거된 상태로 상기 서브 방열부(437)로 유입될 수 있다.
여기서, 상기 제4 헤더탱크(124)로부터 공급된 냉각수는 상기 서브 방열부(437)를 먼저 통과하고, 상기 메인 방열부(435)를 통과한 후에 상기 제4 헤더탱크(124)로 배출될 수 있다.
즉, 냉매는 상기 서브 방열부(437)에 먼저 유입되어 상대적으로 온도가 낮은 냉각수와 추가로 열교환됨으로써, 냉각효율이 향상되어 응축률이 증가될 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 쿨링모듈(100)을 적용하면, 상기 고온 라디에이터(110)와 저온 라디에이터(120)를 운전온도에 따라 배치하고, 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)들로부터 냉각수를 공급받아 냉매를 냉각시키는 상기 컨덴서(130, 230, 330, 440)를 일체로 구성함으로써, 냉매의 응축성능을 높여 냉방성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 냉매의 응축 성능을 향상시킴으로써, 압축기의 소모동력을 축소시킬 수 있고, 종래 적용되던 공랭식 컨덴서의 제거가 가능하여 제작원가를 절감할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)로부터 각각 공급되는 온도가 상이한 냉각수를 이용하여 냉매를 효율적으로 응축시킬 수 있어 상기 컨덴서(130, 230, 330, 440)의 냉각 효율을 향상시키고, 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)들의 사이즈 및 용량 증대를 최소화 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 고온 및 저온 라디에이터(110, 120)와 상기 컨덴서(130, 230, 330, 440)를 일체형으로 구성함에 따라, 패키지 성능을 향상시켜 공간 활용성을 증대시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
100 : 쿨링모듈
110 : 고온 라디에이터
112, 114, 122, 124 : 제1, 제2, 제3, 및 제4 헤더탱크
120 : 저온 라디에이터
130, 230, 330, 430 : 컨덴서
132, 232, 332, 432 : 제1 방열부
132a, 232a, 332a, 432a : 제1 유입관
132b, 232b, 332b, 432b : 제1 배출관
134, 234, 334, 434 : 제2 방열부
134a, 234a, 334a, 434a : 제2 유입관
134b, 234b, 334b, 434b : 제2 배출관
136, 236, 336, 436 : 냉매 유입구
138, 238, 338, 438 : 냉매 배출구
235, 335, 435 : 메인 방열부
237, 337, 437 : 서브 방열부
340, 440 : 리시버 드라이어

Claims (15)

  1. 냉각수가 유입 및 배출되는 제1, 및 제2 헤더탱크와, 상기 제1, 및 제2 헤더탱크를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함하는 고온 라디에이터;
    냉각수가 유입 및 배출되는 제3, 및 제4 헤더탱크와, 상기 제3, 및 제4 헤더탱크를 상호 연결하는 다수개의 튜브와 방열핀을 포함하는 저온 라디에이터; 및
    상기 제2, 및 제4 헤더탱크에 대응하는 상기 고온 및 저온 라디에이터의 측면에 배치되어 상기 제2 및 제4 헤더탱크와 각각 연결되고, 상기 제2, 및 제4 헤더탱크로부터 각각 공급되는 냉각수와의 열교환을 통해 내부에 유입된 냉매를 응축시키는 컨덴서;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨덴서는
    후면에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제1 유입관과, 제1 배출관을 통해 상기 제2 헤더탱크와 연결되며, 상기 고온 라디에이터로부터 공급된 냉각수가 순환되는 제1 방열부; 및
    상기 제1 방열부와 일체로 형성되고, 전면에서 이격된 위치에 각각 구비되는 제2 유입관과, 제2 배출관을 통해 상기 제4 헤더탱크와 연결되며, 상기 저온 라디에이터로부터 공급된 냉각수가 순환되는 제2 방열부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨덴서에는
    후면 상부에 냉매 유입구가 형성되고, 상기 냉매 유입구와 대각선 방향으로 이격된 하부에 냉매 배출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨덴서는
    상기 냉매 유입구를 통하여 유입된 냉매를 상기 제1 방열부와 상기 제2 방열부를 순차적으로 통과시키면서 냉각수와 열교환을 통해 응축하고, 상기 냉매 배출구를 통하여 응축이 완료된 냉매를 배출하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유입관은 상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 상부에 위치되고,
    상기 제1 배출관은 상기 제1 유입관 보다 하부에 위치되며,
    상기 제2 유입관은 상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 하부에 위치되고,
    상기 제2 배출관은 상기 제2 유입관 보다 상부에 위치되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 방열부는
    기체 상태의 냉매를 상기 고온 라디에이터로부터 공급되는 냉각수를 이용해 응축시키는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 방열부는
    상기 제1 방열부를 통과하면서 1차로 응축되어 기체 및 액체가 혼합된 상태의 냉매를 2차로 응축하는 메인 방열부; 및
    상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부의 하부에 위치되며, 상기 메인 방열부를 통과하면서 2차로 응축된 냉매를 추가로 응축하는 서브 방열부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제4 헤더탱크로부터 공급된 냉각수는
    상기 서브 방열부를 먼저 통과하고, 상기 메인 방열부를 통과한 후에 상기 제4 헤더탱크로 배출되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 메인 방열부는
    내부를 통과하면서 응축된 냉매의 기액분리와 수분을 제거하는 리시버 드라이어를 통해 상기 서브 방열부와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 리시버 드라이어는
    상기 제2 방열부의 외부에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 리시버 드라이어는
    상기 컨덴서의 길이방향을 기준으로 상기 메인 방열부와 상기 서브 방열부의 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 제2 방열부는
    상기 제1 방열부의 하부에 배치되며, 상기 컨덴서의 내부에서 상기 제1 방열부와 냉각수의 혼입이 방지되도록 구획되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 컨덴서는
    다수개의 플레이트가 적층 형성되는 수랭식 판형 열교환기 인 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 고온 라디에이터의 후방에는 쿨링팬이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 저온 라디에이터는
    상기 고온 라디에이터의 전방에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 쿨링모듈.
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