KR20230075771A - 통합 판형 열교환기 - Google Patents

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Abstract

통합 판형 열교환기는 제1 냉각수와 냉매 사이의 열교환에 의해 상기 냉매의 응축이 이루어질 수 있도록 구성되는 컨덴서, 상기 컨덴서를 통과한 상기 냉매와 제2 냉각수 사이의 열교환에 의해 상기 제2 냉각수의 냉각이 이루어질 수 있도록 구성되는 칠러, 상기 컨덴서로부터 유입된 상기 냉매와 상기 칠러에서 유입된 상기 냉매 사이의 열교환이 이루어질 수 있도록 구성되는 내부 열교환기, 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매를 팽창시킬 수 있도록 구성되는 제1 팽창 밸브, 그리고 상기 내부 열교환기와 상기 칠러 사이에 배치되어 상기 냉매의 유로를 형성하는 연결 플레이트 유닛을 포함한다. 상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 적어도 일부를 상기 팽창 밸브로 공급하기 위한 제1 냉매 유로, 상기 제1 팽창 밸브에서 배출된 상기 냉매를 상기 칠러로 공급하기 위한 제2 냉매 유로, 상기 칠러에서 배출된 상기 냉매를 상기 내부 열교환기로 공급하기 위한 제3 냉매 유로, 그리고 상기 칠러에서 배출된 후 상기 내부 열교환기를 통과한 상기 냉매를 외부로 배출하기 위한 제4 냉매 유로를 형성한다.

Description

통합 판형 열교환기{Integrated plate-type heat exchanger}
본 발명은 차량의 열교환기에 관한 것이다.
전기 자동차는 내연기관 자동차에 비해 작은 폐열 에너지를 가지므로, 캐빈, 배터리, 전장 제품의 각 폐열을 냉각수를 매개로 수집하고 재활용하는 통합 열관리 시스템이 개발되고 잇다. 전기 자동차의 주행 마일리지의 증가시키기 위해 통합 열관리 시스템의 경량화, 소형화 등에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있고, 겨울철 난방 효율 감소를 개선하기 위해 수냉식 열교환기의 적용이 늘어나고 있다.
전기 자동차의 열 관리 시스템에 적용되는 수냉식 열교환기는 칠러, 수냉식 컨덴서, 내부 열교환기(IHX, internal heat exchanger) 등이 있고, 이를 연결하는 배관 및 밸브로 인해 조립 공정수가 증가하고 배관 내부를 유동하는 냉매, 냉각수의 압력 강하에 의한 시스템 성능 손실이 커지는 문제가 있다.
미국 등록특허공보 US10,480,871 (2019.11.19.) 미국 공개특허공보 US2018/0274406 (2018.09.27.) 미국 공개특허공보 US2016/0320141 (2016.11.03.) 대한민국 공개특허공보 제10-2018-0092543 (2018.08.20.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 각 수냉식 열교환기를 연결하는 배관 길이와 조립 공정을 줄일 수 있고 냉매와 냉각수의 유동에 의한 압력 강하를 줄일 수 있는 통합 판형 열교환기를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기는 제1 냉각수와 냉매 사이의 열교환에 의해 상기 냉매의 응축이 이루어질 수 있도록 구성되는 컨덴서, 상기 컨덴서를 통과한 상기 냉매와 제2 냉각수 사이의 열교환에 의해 상기 제2 냉각수의 냉각이 이루어질 수 있도록 구성되는 칠러, 상기 컨덴서로부터 유입된 상기 냉매와 상기 칠러에서 유입된 상기 냉매 사이의 열교환이 이루어질 수 있도록 구성되는 내부 열교환기, 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매를 팽창시킬 수 있도록 구성되는 제1 팽창 밸브, 그리고 상기 내부 열교환기와 상기 칠러 사이에 배치되어 상기 냉매의 유로를 형성하는 연결 플레이트 유닛을 포함한다. 상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 적어도 일부를 상기 팽창 밸브로 공급하기 위한 제1 냉매 유로, 상기 제1 팽창 밸브에서 배출된 상기 냉매를 상기 칠러로 공급하기 위한 제2 냉매 유로, 상기 칠러에서 배출된 상기 냉매를 상기 내부 열교환기로 공급하기 위한 제3 냉매 유로, 그리고 상기 칠러에서 배출된 후 상기 내부 열교환기를 통과한 상기 냉매를 외부로 배출하기 위한 제4 냉매 유로를 형성한다.
상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 일부를 외부로 배출하기 위한 제5 냉매 유로를 더 형성할 수 있다.
상기 연결 플레이트 유닛은 상기 내부 열교환기에 밀착되는 제1 사이드 플레이트, 상기 칠러에 밀착되는 제2 사이드 플레이트, 그리고 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트에 각각 밀착되도록 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 사이에 배치되는 중간 플레이트를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 판형 열교환기는 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매를 팽창시키고 상기 팽창된 냉매를 외부로 배출할 수 있도록 구성되는 제2 팽창 밸브를 더 포함할 수 있다. 상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 일부를 상기 제2 팽창 밸브로 공급하기 위한 냉매 유로를 더 형성할 수 있다.
본 발명에 의하면, 연결 플레이트 유닛이 내부 열교환기와 칠러 사이에 배치되어 다수의 냉매 유로를 형성함으로써, 배관 길이와 조립 공정을 줄일 수 있고 냉매와 냉각수의 유동에 의한 압력 강하를 줄일 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 연결 플레이트 유닛과 팽창 밸브의 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 냉각수 흐름을 보여주는 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 연결 플레이트 유닛과 팽창 밸브의 분해 사시도이다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기는 세 개의 판형 열교환기, 즉 컨덴서(2), 내부 열교환기(3) 및 칠러(4)를 포함한다. 컨덴서(2), 내부 열교환기(3) 및 칠러(4)는 각각 판형 열교환기로 구성되며 적층 구조를 이루도록 서로 인접하게 차례로 배치된다. 연결 플레이트 유닛(5)은 냉매의 흐름을 위한 냉매 배관을 형성하며 내부 열교환기(3)와 칠러(4) 사이에 배치된다.
컨덴서(2), 내부 열교환기(3) 및 칠러(4)는 복수의 열교환 플레이트(21, 31, 41)를 각각 포함한다. 열교환 플레이트(21, 31, 41)는 각각 대략 직사각형 형태를 가지며 서로 동일한 크기를 갖도록 형성될 수 있다. 연결 플레이트 유닛(5)은 세 개의 플레이트(51, 52, 53)를 포함하며, 세 개의 플레이트(51, 52, 53)는 차례로 밀착되는 상태로 배치되어 냉매 유로를 형성한다. 연결 플레이트 유닛(5)은 컨덴서(2)로부터 내부 열교환기(3)로 공급된 후 내부 열교환기(3)에서 배출된 냉매 중 적어도 일부를 팽창 밸브(6)로 공급하기 위한 제1 냉매 유로, 팽창 밸브(6)에서 배출된 냉매를 칠러(4)로 공급하기 위한 제2 냉매 유로, 칠러(4)에서 배출된 냉매를 내부 열교환기(3)로 공급하기 위한 제3 냉매 유로, 그리고 칠러(4)에서 배출된 후 내부 열교환기(3)를 통과한 냉매를 외부로 배출하기 위한 제4 냉매 유로, 그리고 컨덴서(2)로부터 내부 열교환기(3)로 공급된 후 내부 열교환기(3)에서 배출된 냉매 중 일부를 외부로 배출하기 위한 제5 냉매 유로를 형성할 수 있다. 연결 플레이트 유닛(5)은 컨덴서(2), 내부 열교환기(3) 및 칠러(4)와 유사한 형태를 가질 수 있으며, 냉매 배출구(91, 92) 및 팽창 밸브(6)의 결합을 위해 외측 방향(도 1에서 Y축 방향)으로 돌출된 돌출부(54, 55)를 구비할 수 있다.
도 2 및 도 3에는 본 발명의 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 냉매 흐름이 점선 화살표로 도시되어 있다. 도 4에는 냉각수의 흐름이 점선 화살표로 도시되어 있고, 도 4에서 팽창 밸브는 생략되었다. 이하에서 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 냉각수 및 냉매의 흐름 및 그에 따른 냉각수와 냉매 사이의 열교환, 냉매와 냉매 사이의 열교환에 대해 설명한다.
컨덴서(2)는 차례로 적층되는 복수의 열교환 플레이트(21)를 구비할 수 있으며, 냉매의 응축을 위해 냉각수와 냉매 사이의 열교환이 이루어지도록 구성될 수 있다. 컨덴서(2)의 외측에는 커버 플레이트(7)가 배치될 수 있으며, 커버 플레이트(7)는 냉각수가 유입되는 냉각수 유입구(71), 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(72), 및 냉매가 유입되는 냉매 유입구(73)를 구비할 수 있다. 이때, 냉각수 유입구(71), 냉각수 배출구(72) 및 냉매 유입구(73)는 컨덴서(2)의 두께방향의 측면, 즉 X축 방향으로의 측면에 모두 배치될 수 있다. 컨덴서(2)로 유입된 냉각수와 냉매는 열교환 플레이트(21) 사이에 형성된 공간에 교대로 채워지며, 열교환 플레이트(21)를 통한 열교환에 의해 냉매의 열이 냉각수로 전달된다. 이러한 냉각수와 냉매의 흐름 및 교대 채움은 열교환 플레이트(21) 사이의 공간을 가로지르는 관형 부재에 의해 이루어질 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 냉매를 냉각할 수 있는 상대적으로 저온인 냉각수가 냉각수 유입구(71)를 통해 유입되고 컨덴서(2) 내부를 유동한 후 냉각수 배출구(72)로 배출된다.
냉매 유입구(73)로 유입된 냉매는 컨덴서(2)에서의 열교환에 의해 냉각 및 응축된 후 내부 열교환기(3)로 흘러간다. 내부 열교환기(3)는 한편으로 컨덴서(2)로부터 냉매를 공급받고 다른 한편으로 배출된 후 연결 플레이트 유닛(5), 팽창 밸브(6) 및 칠러(4)를 순환한 냉매를 공급받을 수 있도록 구성된다. 내부 열교환기(3)는 컨덴서(2)로부터 유입되는 냉매와 배출된 후 칠러(4)를 순환하여 다시 유입되는 냉매 사이의 열교환이 이루어지도록 구성된다. 컨덴서(2)로부터 유입된 냉매와 칠러(4)로부터 유입된 냉매는 차례로 배치되는 열교환 플레이트(31) 사이의 공간을 교대로 채우며 열교환 플레이트(31)를 통해 열교환이 이루어진다. 이때 컨덴서(2)로부터 유입된 냉매는 고압 중온 상태이고 칠러(4)로부터 유입된 냉매는 저온 저압 상태이며, 이러한 온도 구배에 의해 컨덴서(2)로부터 유입된 냉매의 열이 칠러(4)로부터 유입된 냉매로 전달된다. 이러한 냉매 사이의 열교환에 의해, 컨덴서(2)로부터 유입된 냉매를 추가로 냉각될 수 있고 칠러(4)로부터 유입된 냉매는 추가로 가열될 수 있다.
냉매는 내부 열교환기(3)를 통과하면서 추가로 냉각되고, 내부 열교환기(3)에서 배출된 냉매는 연결 플레이트 유닛(5)으로 유입된다. 연결 플레이트 유닛(5)은 유입된 냉매 중 일부는 냉매 배출구(92)를 통해서 배출되도록 하고 나머지 냉매는 팽창 밸브(6)로 공급되도록 구성된다. 냉매 배출구(92)를 통해서 배출되는 냉매는 HVAC 모듈의 증발기로 공급될 수 있다.
내부 열교환기(3)로부터 연결 플레이트 유닛(5)으로 유입된 냉매 중 일부는 팽창 밸브(6)로 공급되며, 팽창 밸브(6)는 냉매의 팽창이 이루어지도록 구성된다. 팽창 밸브(6)를 통과한 냉매는 증발이 용이한 상태가 되며, 팽창 밸브(6)에서 배출되는 냉매는 다시 연결 플레이트 유닛(5)을 지나 칠러(4)로 공급된다.
칠러(4)는 냉각이 필요한 냉각수와 팽창 밸브(6)로부터 유입되는 냉매 사이의 열교환이 이루어질 수 있도록 구성된다. 칠러(4)는 외측면에 밀착되는 커버 플레이트(8)를 통해 냉각수를 공급받을 있도록 구성된다. 커버 플레이트(8)는 냉각수 유입구(81)와 냉각수 배출구(820를 구비하며, 냉각수 유입구(81)를 통해 유입된 냉각수는 칠러(4)를 순환한 후 냉각수 배출구(82)로 배출된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 냉각이 필요한 상대적으로 고온인 냉각수가 냉각수 유입구(81)를 통해 유입되고 칠러(4)를 순환한 후 냉각수 배출구(82)로 배출된다. 이때, 냉각수 유입구(81)와 냉각수 배출구(82)는 열교환기의 두께방향(X축 방향) 측면에 배치되며, 이에 의해 컨덴서(2)를 위한 냉각수 유입구(71)와 냉각수 배출구(72)와 칠러(4)를 위한 냉각수 유입구(81)와 냉각수 배출구(82)가 서로 마주하는 측면에 각각 배치된다.
칠러(4)는 차례로 적층되는 복수의 열교환 플레이트(41)를 구비하며, 유입된 냉각수와 냉매를 복수의 열교환 플레이트(41) 사이에 형성되는 공간을 교대로 채우며 열교환 플레이트(41)를 통한 열교환이 이루어진다. 이 과정에서 냉각수의 열이 냉매로 전달되며, 그에 의해 냉각수는 냉각되고 냉매는 증발된다.
칠러(4)에서 배출된 냉매는 연결 플레이트 유닛(5)를 통해 내부 열교환기(3)로 공급되며, 칠러(4)로 공급된 냉매는 컨덴서(2)로부터 내부 열교환기(3)로 공급된 냉매와 열교환을 거친 후 연결 플레이트 유닛(5)으로 다시 배출된다. 칠러(4)는 차례로 적층되는 복수의 열교환 플레이트(41)를 포함하며, 컨덴서(2)로부터 공급된 냉매와 칠러(4)에서 공급된 냉매가 복수의 열교환 플레이트(41) 사이의 공간을 교대로 채우며 열교환이 이루어진다.
내부 열교환기(3)에서 배출되는 냉매는 연결 플레이트 유닛(5)을 통과한 후 냉매 배출구(91)로 배출된다. 예를 들어, 냉매 배출구(91)를 통해 배출된 냉매는 HVAC 모듈의 압축기로 공급될 수 있다.
연결 플레이트 유닛(5)은 위에서 설명한 바와 같은 냉매 흐름을 구현할 수 있도록 구성되며, 이하에서 도 2 및 도 3을 참조하여 연결 플레이트 유닛(5)의 세부 구성에 대해 설명한다.
도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 연결 플레이트 유닛(5)은 제1 및 제2 사이드 플레이트(51, 53), 그리고 제1 및 제2 사이드 플레이트(51, 53) 사이에 배치되는 중간 플레이트(52)를 포함할 수 있다. 제1 사이드 플레이트(51)는 내부 열교환기(3)에 밀착되고, 제2 사이드 플레이트(53)는 칠러(4)에 밀착된다. 중간 플레이트(52)는 제1 및 제2 사이드 플레이트(51, 53)에 각각 밀착되는 상태로 제1 및 제2 사이드 플레이트(51, 53) 사이에 배치된다.
제1 사이드 플레이트(51)는 내부 열교환기(3)에서 배출된 냉매가 흐르는 관통홀(511)을 구비한다. 중간 플레이트(52)는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(511)에 연통되는 제1 냉매 통로(521)를 구비하며, 제1 냉매 통로(521)는 관통홀(511)에 대응하는 위치에서 돌출부(55)까지 연장되도록 형성될 수 있다. 제1 사이드 플레이트(51)는 제1 냉매 통로(521)에 연통되어 냉매를 팽창 밸브(6)로 공급할 수 있도록 형성되는 관통홀(512)을 구비할 수 있고, 제2 사이드 플레이트(53)는 제1 냉매 통로(521)에 연통되어 냉매를 냉매 배출구(92)로 공급할 수 있도록 형성되는 관통홀(531)을 구비할 수 있다.
도 3을 참조하면, 팽창 밸브(6)는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(512)로부터 냉매를 공급받기 위한 냉매 유입구(61)와 냉매가 배출되는 냉매 배출구(62)를 구비할 수 있고, 제1 사이드 플레이트(51)는 팽창 밸브(6)의 냉매 배출구(62)로부터 냉매를 공급받는 관통홀(513)을 구비할 수 있다. 이때 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(512)과 팽창 밸브(6)의 냉매 유입구(61)를 연결하기 위한 커플러(63), 그리고 팽창 밸브(6)의 냉매 배출구(62)와 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(513)을 연결하기 위한 커플러(64)가 구비될 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(512, 513), 그리고 제2 사이드 플레이트(53)의 관통홀(531)은 연결 플레이트 유닛(5)의 돌출부(55) 상에 배치될 수 있다.
중간 플레이트(52)는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(513)에 연통되는 제2 냉매 통로(522)를 구비할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제2 냉매 통로(522)는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(513)에 해당하는 위치에서 횡방향(Y축 방향)으로 연장된 후 다시 상방향(Z축 방향)으로 연장될 수 있다. 제2 사이드 플레이트(53)는 제2 냉매 통로(522)에 연통되는 관통홀(532)을 구비할 수 있으며, 냉매는 관통홀(532)을 통해 칠러(4)로 공급된다.
제2 사이드 플레이트(53)는 칠러(4)로부터 냉매를 공급받을 수 있도록 형성되는 관통홀(533)을 구비할 수 있으며, 중간 플레이트(53)는 제2 사이드 플레이트(53)의 관통홀(533)에 연통되는 관통홀(523)를 구비할 수 있다. 또한 제1 사이드 플레이트(51)는 중간 플레이트(52)의 관통홀(523)에 연통되는 관통홀(514)을 구비할 수 있다. 냉매는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(514)을 통해 내부 열교환기(3)로 공급된다.
제1 사이드 플레이트(51)는 내부 열교환기(3)에서 배출되는 냉매를 공급받을 수 있는 관통홀(515)을 구비하며, 중간 플레이트(52)는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(515)에 연통되는 제3 냉매 통로(524)를 포함할 수 있다. 제3 냉매 통로(524)는 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(515)에 해당하는 위치에서 외측 방향으로 연장되어 돌출부(54)까지 연장될 수 있다. 제2 사이드 플레이트(53)는 제3 냉매 통로(524)에 연통되는 관통홀(534)를 구비할 수 있으며, 제2 사이드 플레이트(53)의 관통홀(534)은 돌출부(54) 상에 위치할 수 있다. 냉매는 제2 사이드 플레이트(53)의 관통홀(534)을 통해 냉매 배출구(91)로 배출될 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 통합 판형 열교환기의 사시도이고, 도 6은 도 5의 통합 판형 열교환기의 연결 플레이트 유닛과 팽창 밸브의 분해 사시도이다. 본 실시예는 위에서 설명한 실시예와 전체적으로 유사하며, 냉매 배출구(92)가 삭제되고 팽창 밸브(9)가 추가된다. 위에서 설명한 실시예와 동일한 부분에 대해서는 동일한 도면부호를 사용하고 중복되는 설명은 생략한다.
팽창 밸브(9)는 HVAC 모듈의 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시킨다. 내부 열교환기(3)에서 배출된 냉매가 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(511)과 중간 플레이트(52)의 제1 냉매 통로(521)로 유입되고, 제1 사이드 플레이트(51)는 제1 냉매 통로(521)에 연통되는 관통홀(516)을 구비한다. 팽창 밸브(9)는 제1 사이드 밸브(51)의 관통홀(516)에 연통되는 냉매 유입구(91)를 구비하고, 제1 사이드 플레이트(51)의 관통홀(516)과 팽창 밸브(9)의 냉매 유입구(91)를 연결하는 커플러(92)가 구비될 수 있다. 나아가 팽창 밸브(9)는 HVAC 모듈의 증발기로 팽창된 냉매를 공급하기 위한 냉매 배출구(93)를 구비할 수 있다.
이러한 냉매 흐름을 위해, 중간 플레이트(52)의 제1 냉매 통로(521)는 횡방향(Y축 방향)으로 연장되는 부분과 상하방향(Z축 방향)으로 연장되는 부분을 포함할 수 있고, 두 개의 팽창 밸브(6, 9)로 냉매를 공급하기 위한 관통홀(512, 516)은 제1 냉매 통로(521)의 상하방향으로 연장되는 부분에 각각 연통되도록 상하방향으로 배열될 수 있다.
이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.
2: 컨덴서
3: 내부 열교환기
4: 칠러
5: 연결 플레이트 유닛
51: 제1 사이드 플레이트
52: 중간 플레이트
53: 제2 사이드 플레이트
7, 8: 커버 플레이트
6, 9: 팽창 밸브

Claims (4)

  1. 제1 냉각수와 냉매 사이의 열교환에 의해 상기 냉매의 응축이 이루어질 수 있도록 구성되는 컨덴서,
    상기 컨덴서를 통과한 상기 냉매와 제2 냉각수 사이의 열교환에 의해 상기 제2 냉각수의 냉각이 이루어질 수 있도록 구성되는 칠러,
    상기 컨덴서로부터 유입된 상기 냉매와 상기 칠러에서 유입된 상기 냉매 사이의 열교환이 이루어질 수 있도록 구성되는 내부 열교환기,
    상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매를 팽창시킬 수 있도록 구성되는 제1 팽창 밸브, 그리고
    상기 내부 열교환기와 상기 칠러 사이에 배치되어 상기 냉매의 유로를 형성하는 연결 플레이트 유닛
    을 포함하고,
    상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 적어도 일부를 상기 팽창 밸브로 공급하기 위한 제1 냉매 유로, 상기 제1 팽창 밸브에서 배출된 상기 냉매를 상기 칠러로 공급하기 위한 제2 냉매 유로, 상기 칠러에서 배출된 상기 냉매를 상기 내부 열교환기로 공급하기 위한 제3 냉매 유로, 그리고 상기 칠러에서 배출된 후 상기 내부 열교환기를 통과한 상기 냉매를 외부로 배출하기 위한 제4 냉매 유로를 형성하는
    통합 판형 열교환기.
  2. 제1항에서,
    상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 일부를 외부로 배출하기 위한 제5 냉매 유로를 더 형성하는
    통합 판형 열교환기.
  3. 제1항에서,
    상기 연결 플레이트 유닛은 상기 내부 열교환기에 밀착되는 제1 사이드 플레이트, 상기 칠러에 밀착되는 제2 사이드 플레이트, 그리고 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트에 각각 밀착되도록 상기 제1 및 제2 사이드 플레이트 사이에 배치되는 중간 플레이트를 포함하는
    통합 판형 열교환기.
  4. 제1항에서,
    상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매를 팽창시키고 상기 팽창된 냉매를 외부로 배출할 수 있도록 구성되는 제2 팽창 밸브를 더 포함하고,
    상기 연결 플레이트 유닛은 상기 컨덴서로부터 상기 내부 열교환기로 공급된 후 상기 내부 열교환기에서 배출된 상기 냉매 중 일부를 상기 제2 팽창 밸브로 공급하기 위한 냉매 유로를 더 형성하는
    통합 판형 열교환기.
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Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010060657A1 (fr) * 2008-11-26 2010-06-03 Valeo Systemes Thermiques Condenseur pour circuit de climatisation avec echangeur interne integre
KR20160111577A (ko) * 2015-03-16 2016-09-27 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US20160320141A1 (en) 2015-05-01 2016-11-03 Modine Manufacturing Company Liquid to Refrigerant Heat Exchanger, and Method of Operating the Same
KR20180092543A (ko) 2017-02-10 2018-08-20 한온시스템 주식회사 가변 용량 적층형 열교환기
US20180274406A1 (en) 2015-01-26 2018-09-27 Modine Manufacturing Company Thermal Management Unit for Vehicle Powertrain
KR101909658B1 (ko) * 2017-09-12 2018-10-18 이래오토모티브시스템 주식회사 일체형 구조의 차량용 열교환기
US20180320980A1 (en) * 2015-11-03 2018-11-08 Mahle International Gmbh Heat exchanger module
KR20190023263A (ko) * 2017-08-28 2019-03-08 한온시스템 주식회사 응축기
US10480871B2 (en) 2016-06-10 2019-11-19 Modine Manufacturing Company Heat exchanger flange plate with supercooling function
KR20190143091A (ko) * 2018-06-20 2019-12-30 한온시스템 주식회사 응축기
KR20200001019A (ko) * 2018-06-26 2020-01-06 한온시스템 주식회사 응축기
KR20200011149A (ko) * 2018-07-24 2020-02-03 한온시스템 주식회사 수냉식 응축기
KR20200064362A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 주식회사 두원공조 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템
KR20200065180A (ko) * 2018-11-29 2020-06-09 주식회사 두원공조 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템
KR20200086494A (ko) * 2019-01-09 2020-07-17 한온시스템 주식회사 열관리 시스템
KR20210011570A (ko) * 2019-07-23 2021-02-02 에스트라오토모티브시스템 주식회사 차량용 열교환기

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010060657A1 (fr) * 2008-11-26 2010-06-03 Valeo Systemes Thermiques Condenseur pour circuit de climatisation avec echangeur interne integre
US20180274406A1 (en) 2015-01-26 2018-09-27 Modine Manufacturing Company Thermal Management Unit for Vehicle Powertrain
KR20160111577A (ko) * 2015-03-16 2016-09-27 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US20160320141A1 (en) 2015-05-01 2016-11-03 Modine Manufacturing Company Liquid to Refrigerant Heat Exchanger, and Method of Operating the Same
US20180320980A1 (en) * 2015-11-03 2018-11-08 Mahle International Gmbh Heat exchanger module
US10480871B2 (en) 2016-06-10 2019-11-19 Modine Manufacturing Company Heat exchanger flange plate with supercooling function
KR20180092543A (ko) 2017-02-10 2018-08-20 한온시스템 주식회사 가변 용량 적층형 열교환기
KR20190023263A (ko) * 2017-08-28 2019-03-08 한온시스템 주식회사 응축기
KR101909658B1 (ko) * 2017-09-12 2018-10-18 이래오토모티브시스템 주식회사 일체형 구조의 차량용 열교환기
KR20190143091A (ko) * 2018-06-20 2019-12-30 한온시스템 주식회사 응축기
KR20200001019A (ko) * 2018-06-26 2020-01-06 한온시스템 주식회사 응축기
KR20200011149A (ko) * 2018-07-24 2020-02-03 한온시스템 주식회사 수냉식 응축기
KR20200064362A (ko) * 2018-11-29 2020-06-08 주식회사 두원공조 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템
KR20200065180A (ko) * 2018-11-29 2020-06-09 주식회사 두원공조 수냉식 컨덴서와 이를 이용하는 전기자동차용 냉난방 시스템
KR20200086494A (ko) * 2019-01-09 2020-07-17 한온시스템 주식회사 열관리 시스템
KR20210011570A (ko) * 2019-07-23 2021-02-02 에스트라오토모티브시스템 주식회사 차량용 열교환기

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