KR20220141097A

KR20220141097A - 차량용 공조장치

Info

Publication number: KR20220141097A
Application number: KR1020210047226A
Authority: KR
Inventors: 류재춘; 민요찬; 박태용
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2021-04-12
Filing date: 2021-04-12
Publication date: 2022-10-19

Abstract

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공조모듈의 냉방 또는 난방 모드에서 발생하는 응축수 또는 드레인 공기를 쿨링모듈에 활용할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 이루기 위해 본 발명에 따른 차량용 공조장치는 차량 실내의 냉방 및 난방을 위한 공조모듈, 라디에이터와, 상기 라디에이터 통과하는 공기 흐름을 형성하는 팬 슈라우드를 포함하는 쿨링모듈, 상기 공조모듈과 상기 쿨링모듈이 배치되는 메인 케이스 및 상기 메인 케이스에 형성되는 드레인홀을 포함하고, 상기 공조모듈의 공기 및 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 드레인홀을 통과하여 상기 쿨링모듈로 진입하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 공조장치{AIR CONDITIONER FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 응축수 및 드레인 공기를 활용 가능한 차량용 공조장치에 관한 것이다.

일반적인 차량용 에어컨 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor), 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser), 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창수단, 그리고, 상기 팽창수단에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator) 등이 냉매 배관으로 연결되어 이루어진다.

상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 블로어가 송풍하는 공기가 상기 증발기를 거치면서 증발기 내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.

또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터를 이용하게 된다.

한편, 상기 응축기는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.

최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉, 난방을 수행하는 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 구획되게 형성하고, 상기 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)를 설치하며, 상기 온풍통로(12)에는 난방을 위한 응축기(2)를 설치한 구조이다. 이때, 상기 공조케이스(10)의 출구측에는 차실내로 공기를 공급하는 공기토출구(15)와, 차실외로 공기를 방출하는 공기방출구(16)가 형성된다. 또한, 상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)의 각 입구측에는 개별작동하는 블로어(20)가 각각 설치된다.

따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.

난방모드시에는 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍이 상기 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.

그러나, 상기 종래기술은, 블로어(20)가 냉풍통로(11) 및 온풍통로(12)에 각각 구비되는 형태이고, 냉방 및 난방 설정에 따라 응축기(2) 및 증발기(4)를 통과한 공기 중 하나는 공기방출구를 통해 방출되어야 함에 따라 조절도어가 구비된 공기방출구(16)가 2곳에 각각 형성될 수 밖에 없어 전체 크기가 커질 수 밖에 없는 문제점이 있다.

더불어, 공조 케이스 내부에 설치된 응축기(2)는 크기가 작을 수밖에 없어서 응축 성능이 낮아서, 냉방 성능에 문제가 있다.

특허1) 대한민국 등록특허 10-1251206호(발명의 명칭 : 차량용 무시동 에어컨)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공조모듈의 냉방 또는 난방 모드에서 발생하는 응축수 또는 드레인 공기를 쿨링모듈에 활용할 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.

더욱 상세하게, 본 발명의 목적은 냉방 시, 공조모듈에서 발생된 응축수와 공기가 쿨링모듈에 전달되어 쿨링모듈의 냉방 성능을 증가시키고, 난방 시, 공조모듈에서 진입된 공기가 쿨링모듈에 전달되어 쿨링모듈의 흡열 열원으로 활용될 수 있어 쿨링모듈의 흡열량을 보다 높여 난방 성능을 보다 높일 수 있는 차량용 공조장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치는, 차량 실내의 냉방 및 난방을 위한 공조모듈, 라디에이터와, 상기 라디에이터를 통과하는 공기 흐름을 형성하는 팬 슈라우드를 포함하는 쿨링모듈, 상기 공조모듈과 상기 쿨링모듈이 배치되는 메인 케이스 및 상기 메인 케이스에 형성되는 드레인홀을 포함하고, 상기 공조모듈의 공기 및 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 드레인홀을 통과하여 상기 쿨링모듈로 진입하는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 상기 드레인홀은 상기 공조모듈의 높이방향 하측에 형성되고, 상기 쿨링모듈은 상기 드레인홀의 하측에 형성될 수 있다.

더 나아가, 상기 드레인홀은 복수개로 형성되고, 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.

더 나아가, 상기 메인 케이스는 외기가 유입되는 제1 유입구, 내기가 유입되는 제2 유입구 및 상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구가 연통되는 흡입라인을 포함하고, 폭방향 일측에 형성되는 흡입구역 및 상기 흡입구역에서 유입된 공기가 진입하는 배출라인 및 상기 배출라인상에 형성되어 공기가 배출되는 토출구를 포함하고, 폭방향 타측에 형성되는 배출구역을 포함하고, 상기 드레인홀은 상기 배출구역과 상기 쿨링모듈 사이에 형성될 수 있다.

이때, 상기 메인 케이스는 상기 흡입라인에 형성되어 상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구의 선택적 개폐를 조절하는 제1 도어를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 공조모듈은 상기 흡인라인에 형성되어 상기 흡입구역의 공기를 상기 배출구역으로 이송시키는 송풍기, 상기 배출라인에 형성되어 공기를 냉각하는 증발기 및 상기 배출라인에 형성되어 공기를 가열하는 열교환기를 포함할 수 있다.

더 바람직하게는, 상기 공조모듈은 상기 송풍기의 전단에 형성되는 필터를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 증발기는 상기 열교환기의 전단에 형성되며, 상기 열교환기는 상기 토출구의 전단에 형성되고, 상기 드레인홀은 공기가 상기 증발기를 통과한 이후 지점에 형성될 수 있다.

더 나아가, 상기 증발기는 상기 증발기 표면에 형성된 응축수가 상기 드레인홀을 향해 흐르도록 일정 각도를 이루며 배치될 수 있다.

더 나아가, 상기 메인 케이스는 상기 배출라인에 형성되어, 상기 증발기를 통과한 공기가 상기 열교환기를 거치지 않고 상기 토출구로 바이패스 되는 것을 조절하는 제2 도어를 더 포함할 수 있다.

더 나아가, 상기 공조모듈은 상기 배출라인에 형성되고, 상기 열교환기의 후단에 형성되는 보조 열교환기를 더 포함할 수 있다.

더 나아가, 상기 메인 케이스는 외기가 유입되는 제3 유입구 및 상기 제3 유입구의 개폐를 조절하는 제3 도어를 더 포함하고, 상기 쿨링모듈은 상기 제3 유입구를 통과한 공기 및 상기 드레인홀을 통과한 상기 공조모듈의 공기 또는 응축수 중 적어도 하나 이상이 유입될 수 있다.

더 나아가, 상기 메인 케이스는 엔진룸의 공기가 유입되는 제4 유입구 및 상기 제4 유입구의 개폐를 조절하는 제4 도어가 형성되는 유입라인을 더 포함하고, 상기 쿨링모듈은 상기 유입라인을 통과한 공기 및 상기 드레인홀을 통과한 상기 공조모듈의 공기 또는 응축수 중 적어도 하나 이상이 유입될 수 있다.

더 나아가, 상기 쿨링모듈은 상기 라디에이터의 전단에 형성되며, 냉매와 냉각수가 열교환되는 응축기를 더 포함할 수 있다.

이 때, 상기 응축기는 냉매가 응축되는 응축영역, 냉매가 과냉각되는 과냉각영역을 포함하고, 상기 드레인홀은 상기 과냉각영역이 배치되는 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 공조장치를 통해, 공조모듈의 냉방 및 난방 모드 시 발생하는 응축수 및 드레인 공기 중 적어도 하나 이상을 드레인홀을 통해 쿨링모듈로 전달하여, 냉방 시 드레인홀을 통해 온도가 낮은 응축수와 공기가 쿨링모듈을 추가적으로 냉각시켜 에어컨 성능을 향상시키고, 난방 시 드레인홀을 통해 따뜻한 공기가 쿨링모듈을 통과하여 난방 성능이 향상될 수 있다.

또한, 별도의 추가 장치 또는 구조물 없이도, 메인 케이스에 형성되는 드레인홀과 공조모듈 및 쿨링모듈의 배치를 통해 기존에 버려지던 응축수와 공기를 드레인홀을 활용하여 냉방 및 난방 효율을 높일 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타낸 도면
도 2 및 3은 본 발명에 따른 차량용 공조장치의 사시도
도 4는 본 발명에 따른 흡입구역 단면도
도 5는 본 발명에 따른 배출구역 단면도
도 6은 본 발명에 따른 응축기 및 라디에이터 평면도
도 7은 본 발명에 따른 드레인홀 확대도
도 8 및 9는 본 발명에 따른 차량용 공조장치 냉방 및 난방에 따른 작동 실시도

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 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 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다. 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 구성간의 배치에 있어서, 전단은 공기 흐름 방향을 기준으로 전단을 의미하며, 후단은 공기 흐름 방향을 기준으로 후단을 의미한다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 차량용 공조장치(1000)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2 내지 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)는 차량 실내의 냉방 및 난방을 위한 공조모듈(100), 라디에이터(210)와, 상기 라디에이터(210)를 통과하는 공기 흐름을 형성하는 팬 슈라우드(220)를 포함하는 쿨링모듈(200), 상기 공조모듈(100)과 상기 쿨링모듈(200)이 배치되는 메인 케이스(300) 및 상기 메인 케이스(300)에 형성되는 드레인홀(310)을 포함하고, 상기 공조모듈(100)의 공기 및 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 드레인홀(310)을 통과하여 상기 쿨링모듈(200)로 진입하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 차량용 공조장치(1000)는 상기 공조모듈(100) 과 상기 쿨링모듈(200)이 상기 메인 케이스(300)에 장착되어 일체로 형성되어 차량 엔진룸 내부에 구비된다.

상기 공조모듈(100)은 차량 실내의 난방 및 냉방을 위한 구성이며, 상기 쿨링모듈(200)은 상기 라디에이터(210)와 상기 팬 슈라우드(220)를 포함하는 구성이다.

상기 라디에이터(210)는 엔진을 냉각하기 위한 냉각수가 유동될 수 있고, 엔진룸 내부에 구비되는 다양한 전장부품을 냉각하는 냉각수가 유동될 수 있다.

상기 팬 슈라우드(220)는 주변 공기가 상기 라디에이터(210)를 통과하도록 공기 흐름을 형성하는 구성으로, 상기 라디에이터(210)의 후단에 형성된다.

상기 메인 케이스(300)에는 상기 공조모듈(100)과 상기 쿨링모듈(200)이 배치되고, 상기 공조모듈(100)은 상기 메인 케이스(300)의 높이방향 상측에 위치하고, 상기 쿨링모듈(200)은 높이방향 하측에 위치할 수 있다. 이때, 상기 쿨링모듈(200)은 상기 메인 케이스(300)의 폭방향으로 전체 영역에 구비되어 상기 라디에이터(210)의 열교환 성능을 충분히 확보하는 것이 바람직하다.

상기 드레인홀(310)은 상기 메인 케이스(300)를 관통하며 형성되고, 상기 드레인홀(310)을 통해 상기 공조모듈(100)로 유입된 차량 내기, 외기 및 상기 공조모듈(100)에서 발생한 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 쿨링모듈(200)로 진입할 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 차량용 공조장치(1000)를 통해, 공조모듈(100)의 냉방 및 난방 모드 시 발생하는 응축수 및 드레인 공기 중 적어도 하나 이상을 드레인홀(310)을 통해 쿨링모듈(200)로 전달하여, 냉방 시 드레인홀(310)을 통해 온도가 낮은 응축수와 공기가 쿨링모듈(200)을 추가적으로 냉각시켜 에어컨 성능을 향상시키고, 난방 시 드레인홀(310)을 통해 따뜻한 공기가 쿨링모듈(200)을 통과하여 난방 성능이 향상될 수 있다.

또한, 별도의 추가 장치 또는 구조물 없이도, 메인 케이스(300)에 형성되는 드레인홀(310)과 공조모듈(100) 및 쿨링모듈(200)의 배치를 통해 기존에 버려지던 응축수와 공기를 드레인홀(310)을 활용하여 냉방 및 난방 효율을 높일 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 드레인홀(310)은 상기 공조모듈(100)의 높이방향 하측에 형성되고, 상기 쿨링모듈(200)은 상기 드레인홀(310)의 하측에 형성될 수 있다. 즉, 상기 드레인홀(310)은 상기 공조모듈(100)의 하측방향에 형성됨과 동시에, 상기 쿨링모듈(200)의 상측에 형성되어, 상기 공조모듈(100)로 진입한 내기, 외기 및 상기 공조모듈(100)에서 발생한 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 공조모듈(100)의 공기 흐름이나 중력에 의해 상기 쿨링모듈(200)로 전달될 수 있다.

도 3 내지 5를 참조하면, 상기 메인 케이스(300)는 외기가 유입되는 제1 유입구(321), 내기가 유입되는 제2 유입구(322) 및 상기 제1 유입구(321) 및 상기 제2 유입구(322)가 연통되는 흡입라인(320)을 포함하고, 폭방향 일측에 형성되는 흡입구역(300A) 및 상기 흡입구역(300A)에서 유입된 공기가 진입하는 배출라인(330) 및 상기 배출라인(330)상에 형성되어 공기가 배출되는 토출구(331)를 포함하고, 폭방향 타측에 형성되는 배출구역(300B)을 포함하고, 상기 드레인홀(310)은 상기 배출구역(300B)과 상기 쿨링모듈(200) 사이에 형성될 수 있다.

상기 흡입구역(300A)은 상기 메인 케이스(300)의 폭방향 일측에 형성되고, 상기 제1 유입구(321), 상기 제2 유입구(322), 및 상기 흡입라인(320)을 포함한다. 상기 제1 유입구(321)에는 차량의 외기가 유입되고, 상기 제2 유입구(322)에는 차량의 내기가 유입된다. 상기 제1 유입구(321)와 상기 제2 유입구(322)는 상기 흡입라인(320) 상에서 서로 연통된다.

상기 배출구역(300B)은 상기 메인 케이스(300)의 폭방향 타측에 형성되고, 상기 배출라인(330), 상기 토출구(331)를 포함한다. 상기 배출라인(330)으로 상기 흡입구역(300A)의 공기가 유입되고, 상기 배출라인(330)을 통과한 공기는 상기 토출구(331)를 통해 차량 내부로 배출된다.

상기 드레인홀(310)은 상기 배출구역(300B)과 상기 쿨링모듈(200) 사이에 형성되어, 상기 흡입구역(300A)을 통과하고 상기 배출라인(330)을 적어도 일부 통과한 공기 및 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 쿨링모듈(200)에 전달될 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 메인 케이스(300)는 상기 흡입라인(320)에 형성되어 상기 제1 유입구(321) 및 상기 제2 유입구(322)의 선택적 개폐를 조절하는 제1 도어(323)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제1 도어(323)는 차량 내기 및 외기가 선택적으로 상기 흡입구역(300A)에 진입하는 것을 조절하는 구성으로, 상기 제1 도어(323)에 따라 차량의 내기가 상기 흡입구역(300A)에 유입될 수 있고, 차량의 외기가 상기 흡입구역(300A)에 유입될 수 있다.

도 4 및 5를 참조하면, 상기 공조모듈(100)은 상기 흡인라인에 형성되어 상기 흡입구역(300A)의 공기를 상기 배출구역(300B)으로 이송시키는 송풍기(110), 상기 배출라인(330)에 형성되어 공기를 냉각하는 증발기(120) 및 상기 배출라인(330)에 형성되어 공기를 가열하는 열교환기(130)를 포함하여 이루어질 수 있다.

상기 송풍기(110)는 상기 흡입라인(320)에 유입된 차량의 내기 또는 외기를 상기 배출구역(300B)으로 이송시키고, 상기 증발기(120)는 상기 배출라인(330)으로 유입된 공기를 냉각하고, 상기 열교환기(130)는 상기 배출라인(330)으로 유입된 공기를 난방하며, 히터코어 또는 실내기로 이루어질 수 있다.

차량의 실내 냉방 시 상기 열교환기(130)는 작동하지 않으며, 차량의 실내 난방 시 상기 증발기(120)는 작동하지 않는다.

이때, 상기 공조모듈(100)은 상기 송풍기(110)의 전단에 형성되는 필터(140)를 더 포함할 수 있다. 상기 필터(140)는 교체 가능한 형태로 이루어지고, 구조적 또는 전기적으로 먼지를 포집하는 형태 등 제한없이 구비될 수 있다.

또한, 상기 증발기(120)는 상기 열교환기(130)의 전단에 형성되며, 상기 열교환기(130)는 상기 토출구(331)의 전단에 형성되고, 상기 드레인홀(310)은 공기가 상기 증발기(120)를 통과한 이후 지점에 형성될 수 있다. 따라서, 차량의 실내 냉방 시, 상기 증발기(120)에 의해 냉각된 공기가 상기 드레인홀(310)을 통과해 상기 쿨링모듈(200)로 전달될 수 있다.

더 나아가, 상기 증발기(120)는 상기 증발기(120) 표면에 형성된 응축수가 상기 드레인홀(310)을 향해 흐르도록 일정 각도를 이루며 배치될 수 있다. 즉, 상기 증발기(120)가 작동되면, 상기 증발기(120) 표면에는 응축수가 형성되는데, 상기 증발기(120)는 도 5에 도시된 것과 같이, 응축수가 상기 증발기(120)의 높이방향 하측에 형성된 상기 드레인홀(310) 향해 흐르도록 일정 각도가 기울어져 배치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 메인 케이스(300)는 상기 배출라인(330)에 형성되어, 상기 증발기(120)를 통과한 공기가 상기 열교환기(130)를 거치지 않고 상기 토출구(331)로 바이패스 되는 것을 조절하는 제2 도어(332)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 제2 도어(332)는 상기 배출라인(330)에 형성되어, 상기 흡입영역에서 유입된 공기가 상기 증발기(120)를 통과한 이후에 상기 열교환기(130)를 통과하지 않고 바로 상기 토출구(331)로 배출될 수 있도록 상기 배출라인(330)의 일정 영역의 개폐를 조절하는 구성이다. 냉방모드 시, 상기 배출영역의 공기가 상기 열교환기(130)를 통과할 필요가 없으므로, 상기 제2 도어(332)를 개방함으로써 상기 토출구(331)로 배출되는 풍량을 증가시킬 수 있다.

또한, 상기 공조모듈(100)은 상기 배출라인(330)에 형성되고, 상기 열교환기(130)의 후단에 형성되는 보조 열교환기(150)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 보조 열교환기(150)는 상기 열교환기(130)와 함께 난방을 수행하는 구성으로 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 가열수단을 포함하여 다양한 형태가 이용될 수 있다. 상기 보조 열교환기(150)는 상기 열교환기(130)와 나란하게 구비되는 것이 바람직하며, 공기 흐름방향으로 후측인 상기 열교환기(130)의 후단에 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 메인 케이스(300)는 외기가 유입되는 제3 유입구(340) 및 상기 제3 유입구(340)의 개폐를 조절하는 제3 도어를 더 포함하고, 상기 쿨링모듈(200)은 상기 제3 유입구(340) 및 상기 드레인홀(310)을 통과한 공기가 유입될 수 있다. 즉, 상기 제3 유입구(340)로 유입된 차량의 외기와 상기 드레인홀(310)에 유입된 차량의 내기, 외기, 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 쿨링모듈(200)로 전달될 수 있다.

또한, 상기 메인 케이스(300)는 엔진룸의 공기가 유입되는 제4 유입구(351) 및 상기 제4 유입구(351)의 개폐를 조절하는 제4 도어(352)가 형성되는 유입라인(350)을 더 포함하고, 상기 쿨링모듈(200)은 상기 유입라인(350)을 통과한 공기 및 상기 드레인홀(310)을 통과한 상기 공조모듈(100)의 공기 또는 응축수 중 적어도 하나 이상이 유입될 수 있다. 즉, 상기 제4 유입구(351)로 유입되어 상기 유입라인(350)을 통과한 차량의 엔진룸의 공기와 상기 드레인홀(310)에 유입된 차량의 내기, 외기, 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 쿨링모듈(200)로 전달될 수 있다.

도 5 및 6을 참조하면, 상기 쿨링모듈(200)은 상기 라디에이터(210)의 전단에 형성되며, 냉매와 냉각수가 열교환되는 응축기(230)를 더 포함할 수 있다. 상기 응축기(230)는 실외기로 이루어질 수 있고, 공기흐름 방향으로 전측인 상기 라디에이터(210) 전단에 배치되고, 상기 라디에이터(210)의 길이보다 더 짧을 길이를 가지며 이루어질 수 있다. 따라서, 상기 쿨링모듈(200)로 진입하는 공기 또는 응축수는 상기 응축기(230)를 통과한 후 상기 라디에이터(210)로 진입될 수 있다.

이때, 상기 응축기(230)는 냉매가 응축되는 응축영역(230a), 냉매가 과냉각되는 과냉각영역(230b)을 포함하고, 상기 드레인홀(310)은 상기 과냉각영역(230b)이 배치되는 영역에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 차량의 실내 냉방 시, 응축수와 공기가 상기 응축기(230)의 출구 즉, 과냉각영역(230b)에 유입되어 냉매의 온도를 낮추어 과냉도를 향상시키면서 응축기(230)의 냉방 성능을 증가시킬 수 있다.

도 7을 참조하면, 상기 드레인홀(310)은 복수개로 형성되고, 서로 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 드레인홀(310)이 단일개로 이루어지면, 상기 쿨링모듈(200)로 전달되는 공조모듈(100)의 내기, 외기 및 응축수의 양이 적고, 응축수의 맺힘 위치에 따라 전달이 어려울 수 있는 문제점이 있다. 또한, 드레인홀(310)의 크기가 크게 이루어질수록 전달량은 늘어나지만 동시에 상기 메인 케이스(300)의 내구도가 저하되는 문제가 있다. 따라서, 비교적 작은 크기의 드레인홀(310)을 서로 일정간격 이격시켜 복수개 배치함으로써 내구도 저하를 최소화하고, 유체 전달량을 증가시킬 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 공조장치(1000)의 작동을 차량의 냉방 및 난방을 구분하여 설명하면,

도 8(a)를 참조하면, 차량의 냉방 시에는 제1 도어(323)가 제2 유입구(322)를 폐쇄하고 제1 유입구(321)를 개방하여, 외기가 흡입라인(320)으로 진입하여 송풍기(110)로 유입된다.

도 8(b)를 참조하면, 차량의 난방 시에는 제1 도어(323)가 제1 유입구(321)를 폐쇄하고 제2 유입구(322)를 개방하여, 내기가 흡입라인(320)으로 진입하여 송풍기(110)로 유입된다.

도 9(a)를 참조하면, 차량의 냉방 시에 송풍기(110)로부터 전달된 외기가 증발기(120)에 의해 냉각되고, 냉각된 공기 일부 및 응축수가 드레인홀(310)을 통과하여 쿨링모듈(200)로 향한다. 이때, 쿨링모듈(200)의 제3 도어(미도시)는 제3 유입구(340)를 개방한 상태로, 결과적으로 쿨링모듈(200)에는 공조모듈(100)에서 냉각된 공기 및 응축수, 차량 외기가 유입되어 응축기(230)의 냉매 온도 또는 라디에이터(210)의 냉각수 온도를 낮출 수 있다.

도 9(b)를 참조하면, 차량의 난방 시에 송풍기(110)로부터 전달된 내기가 열교환기(130)를 통과하기 전에 드레인홀(310)을 통과하여 쿨링모듈(200)로 향한다. 이때, 쿨링모듈(200)의 제4 도어(352)는 제4 유입구(351)를 개방하여 제4 유입구(351)를 통해 엔진룸의 공기가 유입라인(350)을 통과하여 상기 쿨링모듈(200)로 전달된다. 따라서, 쿨링모듈(200)에는 공조모듈(100)에서 유입된 내기와 엔진룸 공기가 유입되어 주변보다 따뜻한 공기가 응축기(230) 또는 라디에이터(210)를 통과하며 냉매 유량을 증가시킬 수 있다. 차량의 난방 시, 열교환기(130)를 통과한 가열된 공기가 차량 내부로 진입하며, 흡입라인(320)으로 유입되는 차량 내기가 점차 따뜻해지기 때문에 외기에 비해 고온인 엔진룸의 공기와 차량 내기의 공기를 활용하여 응축기(230) 또는 라디에이터(210)가 더 많은 흡열이 가능해진다.

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.

1000 : 차량용 공조장치
100 : 공조모듈
110 : 송풍기 120 : 증발기
130 : 열교환기 140 : 필터
150 : 보조 열교환기
200 : 쿨링모듈 210 : 라디에이터
220 : 팬 슈라우드 230 : 응축기
230a : 응축영역 230b : 과냉각영역
300 : 메인 케이스 300A : 흡입구역
300B : 배출구역 310 : 드레인홀
320 : 흡입라인 321 : 제1 유입구
322 : 제2 유입구 323 : 제1 도어
330 : 배출라인 331 : 토출구
332 : 제2 도어 340 : 제3 유입구
350 : 유입라인 351 : 제4 유입구
352 : 제4 도어

Claims

차량 실내의 냉방 및 난방을 위한 공조모듈;
라디에이터와, 상기 라디에이터를 통과하는 공기 흐름을 형성하는 팬 슈라우드를 포함하는 쿨링모듈;
상기 공조모듈과 상기 쿨링모듈이 배치되는 메인 케이스; 및
상기 메인 케이스에 형성되는 드레인홀;
을 포함하고,
상기 공조모듈의 공기 및 응축수 중 적어도 하나 이상이 상기 드레인홀을 통과하여 상기 쿨링모듈로 진입하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 드레인홀은 상기 공조모듈의 높이방향 하측에 형성되고,
상기 쿨링모듈은 상기 드레인홀의 하측에 형성되는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 드레인홀은,
복수개로 형성되고, 서로 일정 간격 이격되어 배치되는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 메인 케이스는,
외기가 유입되는 제1 유입구, 내기가 유입되는 제2 유입구 및 상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구가 연통되는 흡입라인을 포함하고, 폭방향 일측에 형성되는 흡입구역; 및
상기 흡입구역에서 유입된 공기가 진입하는 배출라인 및 상기 배출라인상에 형성되어 공기가 배출되는 토출구를 포함하고, 폭방향 타측에 형성되는 배출구역;을 포함하고,
상기 드레인홀은,
상기 배출구역과 상기 쿨링모듈 사이에 형성되는 차량용 공조장치.
제4항에 있어서,
상기 메인 케이스는,
상기 흡입라인에 형성되어 상기 제1 유입구 및 상기 제2 유입구의 선택적 개폐를 조절하는 제1 도어;
를 더 포함하는 차량용 공조장치.
제4항에 있어서,
상기 공조모듈은,
상기 흡인라인에 형성되어 상기 흡입구역의 공기를 상기 배출구역으로 이송시키는 송풍기;
상기 배출라인에 형성되어 공기를 냉각하는 증발기; 및
상기 배출라인에 형성되어 공기를 가열하는 열교환기;
를 포함하는 차량용 공조장치.
제6항에 있어서,
상기 공조모듈은,
상기 송풍기의 전단에 형성되는 필터;
를 더 포함하는 차량용 공조장치.
제6항에 있어서,
상기 증발기는 상기 열교환기의 전단에 형성되며,
상기 열교환기는 상기 토출구의 전단에 형성되고,
상기 드레인홀은 공기가 상기 증발기를 통과한 이후 지점에 형성되는 차량용 공조장치.
제8항에 있어서,
상기 증발기는,
상기 증발기 표면에 형성된 응축수가 상기 드레인홀을 향해 흐르도록 일정 각도를 이루며 배치되는 차량용 공조장치.
제6항에 있어서,
상기 메인 케이스는,
상기 배출라인에 형성되어, 상기 증발기를 통과한 공기가 상기 열교환기를 거치지 않고 상기 토출구로 바이패스 되는 것을 조절하는 제2 도어;
를 더 포함하는 차량용 공조장치.
제6항에 있어서,
상기 공조모듈은,
상기 배출라인에 형성되고, 상기 열교환기의 후단에 형성되는 보조 열교환기;
를 더 포함하는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 메인 케이스는,
외기가 유입되는 제3 유입구; 및
상기 제3 유입구의 개폐를 조절하는 제3 도어;를 더 포함하고,
상기 쿨링모듈은,
상기 제3 유입구를 통과한 공기 및 상기 드레인홀을 통과한 상기 공조모듈의 공기 또는 응축수 중 적어도 하나 이상이 유입되는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 메인 케이스는,
엔진룸의 공기가 유입되는 제4 유입구 및 상기 제4 유입구의 개폐를 조절하는 제4 도어가 형성되는 유입라인;을 더 포함하고,
상기 쿨링모듈은,
상기 유입라인을 통과한 공기 및 상기 드레인홀을 통과한 상기 공조모듈의 공기 또는 응축수 중 적어도 하나 이상이 유입되는 차량용 공조장치.
제1항에 있어서,
상기 쿨링모듈은,
상기 라디에이터의 전단에 형성되며, 냉매와 냉각수가 열교환되는 응축기;
를 더 포함하는 차량용 공조장치.
제14항에 있어서,
상기 응축기는 냉매가 응축되는 응축영역, 냉매가 과냉각되는 과냉각영역을 포함하고,
상기 드레인홀은,
상기 과냉각영역이 배치되는 영역에 대응되는 위치에 형성되는 차량용 공조장치.