WO2021096083A1 - 차량용 공조 시스템 - Google Patents

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WO2021096083A1
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refrigerant
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evaporation
conditioning system
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PCT/KR2020/014246
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김윤진
류재춘
민요찬
예동희
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한온시스템 주식회사
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B39/00—Evaporators; Condensers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32—Cooling devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
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Abstract

본 발명은 냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 한 쌍의 증발부, 저온고압의 냉매를 팽창시켜 상기 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브, 상기 팽창밸브의 냉매가 제1 증발부로 이동하는 유입배관, 상기 제1 증발부의 일 영역을 순환한 냉매가 제2 증발부로 이동하는 제1 이동배관, 상기 제2 증발부를 순환한 냉매가 제1 증발부로 이동하는 제2 이동배관 및 상기 제1 증발부의 순환한 냉매가 유출되는 유출배관을 포함하는 차량용 공조 시스템을 제공한다.

Description

차량용 공조 시스템
실시예는 차량용 공조 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 하나의 팽창밸브와 두 개의 증발기를 연결시 각각의 증발기에서 토출되는 공기 온도 편차를 최소화하는 차량용 공조 시스템에 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.
이와 같은 일반적인 차량용 공조 시스템은 하나의 증발기에는 하나의 팽창밸브가 사용되고 있으며, 복수의 증발기를 사용하는 경우 부품수가 증가하게 된다.
또한, 복수의 증발기와 팽창밸브를 연결하기 위한 구조가 복잡해지는 문제점이 있다.
실시예는 하나의 팽창밸브에서 두 개의 증발기로 냉매를 공급하되 각각의 증발기에서 토출되는 공기 온도 편차를 최소화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 2열 구조를 구비하는 한 쌍의 증발부; 저온고압의 냉매를 팽창시켜 상기 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브;를 포함하며, 상기 팽창밸브로부터 배출되는 냉매는 제1 증발부의 제2 열을 통과한 후, 제2 증발부를 순차적으로 순환하고, 제1 증발부의 제1 열을 통과하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발부는 제1 증발부와 제2 증발부를 포함하며, 상기 팽창밸브의 냉매가 제1 증발부로 이동하는 유입배관; 상기 제1 증발부의 일 영역을 순환한 냉매가 제2 증발부로 이동하는 제1 이동배관; 상기 제2 증발부를 순환한 냉매가 제1 증발부로 이동하는 제2 이동배관; 및 상기 제1 증발부의 순환한 냉매가 유출되는 유출배관;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 증발부와 상기 제2 증발부에서 유입과 유출은 서로 다른 열에서 일어나는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 증발부의 제1 열 및 제2 열은 서로 분리되어 있고, 상기 제2 증발부의 제1 열과 제2 열은 서로 연통되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 증발부에서 상기 유입배관은 제2 열에, 상기 제1 이동배관은 제1 증발부의 제2 열과 제2 증발부의 제2 열에, 상기 제2 이동배관은 제2 증발부의 제1 열과 상기 제1 증발부의 제1 열에, 상기 유출배관은 제1 증발부의 제1 열에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 증발부는 경사를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발부의 상부에는 블로워가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발부의 유입구와 유출구는 경사를 기준으로 상측에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예는 냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 2열 구조를 구비하는 한 쌍의 증발부; 저온고압의 냉매를 팽창시켜 상기 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브;를 포함하며, 상기 팽창밸브로부터 배출되는 냉매는 제1 증발부를 순환후 제2 증발부를 순차적으로 순환하는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발부는 제1 증발부와 제2 증발부를 포함하며, 상기 팽창밸브의 냉매를 제1 증발부로 공급하는 유입배관; 상기 제1 증발부를 이동한 냉매가 제2 증발부로 이동하는 이동배관; 및 상기 제2 증발부의 냉매가 유출되는 유출배관;을 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 증발부와 상기 제2 증발부에서 유입과 유출은 서로 다른 열에서 일어나는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 증발부에서는 상기 유입배관이 제2 열에, 상기 이동배관의 일측은 제1 열에 연결되며, 상기 제2 증발부에서는 상기 이동배관의 타측이 제2 열에 연결되며, 상기 유출배관은 제1 열에 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 한 쌍의 상기 증발부는 경사를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발부의 상부에는 블로워가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 증발부의 유입구와 유출구는 경사를 기준으로 상측에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
바람직하게는, 상기 유입구와 상기 유출구는 상기 증발부의 동일 방향에 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시예에 따르면, 두개 이상의 증발기를 가지는 공조 시스템에서 한개의 팽창밸브를 이용하여 토출된 공기 온도 편차를 최소화하는 효과가 있다.
또한, 팽창밸브의 수량 및 증발기 연결부품 축소 등으로 원가를 절감할 수 있다.
또한, 증발기의 입구측 구성을 단순화할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 일반적인 차량용 공조 시스템의 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조 시스템의 개략도이고,
도 3은 도 2의 구성요소인 증발기의 구조를 나타내는 도면이고,
도 4는 도 3의 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조 시스템의 구조도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 공조 시스템의 구조도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.
또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.
이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.
그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.
또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 2 내지 도 6은, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조 시스템의 개략도이다.
도 2를 참조하면 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공조 시스템은 중앙부에 블로워(800)가 배치되며, 블로워(800)의 양측에는 제1 증발부(100)와 제2 증발부(200)가 배치될 수 있다.
블로워(800)에서 토출되는 공기는 제1 연결부(810)를 통해 제1 증발부(100)와 연결되며, 제2 연결부(820)를 통해 제2 증발부(200)와 연결될 수 있다. 블로워(800)에서 토출되는 공기는 증발부(100,200)를 거쳐 차량 내부로 공급된다.
도 3은 도 2의 구성요소인 증발부의 구조를 나타내는 도면이고, 도 4는 도 3의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4에 나타나는 구조는 제1 증발부(100) 및 제2 증발부(200)의 구조의 실시예이다. 제1 증발부(100)와 제2 증발부(200)는 2열 구조를 가지는 증발부의 구성을 나타내며, 각 구조는 실시예에 따라 변형실시될 수 있다. 이하, 제1 증발부의 구조에 대해서만 설명하도록 한다.
제1 증발부(100)는 제1 헤더탱크(10)와 제2 헤더탱크(20)가 마주보도록 배치되며, 제1 헤더탱크(10)와 제2 헤더탱크(20) 사이에는 복수의 튜브(50)가 연결될 수 있다.
또한 복수의 튜브(50)의 사이에는 핀(60)이 배치되어 열교환 효율을 증대할 수 있다.
제1 헤더탱크(10)와 제2 헤더탱크(20)는 2열구조를 구비할 수 있으며, 제1 헤더탱크(10)에는 입구파이프(30)와 출구파이프(40)가 연결될 수 있다.
제1 헤더탱크(10)와 제2 헤더탱크(20)는 2열 구조로 냉매가 이동하도록 하는 격벽(11)이 길이방향으로 배치될 수 있다.
각 열은 유로를 형성하기 위한 베플(12)을 구비할 수 있다. 베플(12)은 제1 헤더탱크(10) 또는 제2 헤더탱크(20)의 폭방향으로 배치될 수 있으며, 베플(12)은 패스의 수에 따라 개수와 위치가 달라질 수 있다.
또한, 격벽(11)에는 연통부(13)가 설치되어 제1 열에서 제2 열로 냉매가 이동할 수 있다. 이러한 연통부(13)는 필요에 따라 배치될 수 있으며, 제1 증발부(100)와 제2 증발부(200)의 연결구조에 따라 달라질 수 있다.
도 3 및 도 4에 나타나는 증발부의 구조는 2열구조의 기본구조를 설명하기 위한 것으로 본 발명의 실시예는 이에 한정되지 않으며, 증발부의 구조는 상기 기본구조를 이용하여 다양하게 변형실시될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조 시스템의 구조도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 공조 시스템은 냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 2열 구조를 구비하는 한 쌍의 증발부, 저온고압의 냉매를 팽창시켜 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브(1300)를 포함하며, 팽창밸브(1300)로부터 배출되는 냉매는 제1 증발부(1100)의 제2 열(1120)을 통과한 후, 제2 증발부(1200)를 순차적으로 순환하고, 제1 증발부(1100)의 제1 열(1110)을 통과할 수 있다.
본 발명에서는 하나의 팽창밸브(1300)에서 토출되는 냉매를 제1 증발부(1100)의 제2 열(1120)을 순환한후, 제2 증발부(1200) 전체를 순환하고 다시 제1 증발부(1100)의 제1 열(1110)을 순환하는 구조를 구비할 수 있다.
이때, 제1 증발부(1100)와 상기 제2 증발부(1200)로 유입되는 냉매는 제2 열(1120,1220)로 유입되고 제1 열(1110,1210)로 유출되록 배치될 수 있다.
하나의 팽창밸브(1300)에서 토출되는 냉매가 증발부를 이동시 열손실이 발생하게 된다. 본 발명에서는 이러한 냉매의 온도와 증발부(1100,1200)를 순환하는 위치를 고려하여 토출되는 공기 온도 편차를 최소화하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예는 증발부, 팽창밸브(1300), 유입배관(1400), 제1 이동배관(1500), 제2 이동배관(1600) 및 유출배관(1700)을 포함할 수 있다.
증발부(1100,1200)는 한 쌍으로 마련되며, 상호 이격배치되어 냉매와 공기가 열교환을 할 수 있다. 증발부가 한 쌍으로 구비되는 것은 서로 다른 방향으로 냉기가 토출되도록 하기 위함이다. 증발부의 배치위치는 냉기가 토출되기 위한 방향이나 덕트의 구조에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
일실시예로, 증발부는 한 쌍의 헤더탱크와 냉매가 이동하도록 헤더탱크를 연결하는 복수의 튜브 및 튜브 사이에 배치되는 핀을 포함할 수 있다. 증발부의 구조는 제한이 없으며 다양하게 변형실시될 수 있다.
본 발명에서 증발부는 이격배치되는 제1 증발부(1100)와 제2 증발부(1200)를 포함하며, 각각은 2열구조로 배치될 수 있다.
제1 증발부(1100)는 상부에 배치되는 제1 열(1110)과 제1 열(1110,1210)의 하부에 배치되는 제2 열(1120)을 포함할 수 있다. 그러나, 2열로 배치되는 제1 증발부(1100)는 각 제1 열(1110)과 제2 열(1120)이 분리되는 구조를 구비할 수 있다. 이는 각 열에 배치되는 헤더탱크간에 냉매의 이동이 발생하지 않음을 의미한다.
제2 증발부(1200)는 상부에 배치되는 제1 열(1210)과 제1 열(1210)의 하부에 배치되는 제2 열(1220)을 포함할 수 있다. 그러나, 2열로 배치되는 제2 증발부(1200)는 각 제1 열(1210)과 제2 열(1220)이 연통되어 냉매가 이동하는 구조를 구비할 수 있다. 이는 각 열에 배치되는 헤더탱크간에 냉매의 이동이 발생함을 의미한다.
즉 제1 증발부(1100)의 제2 열(1120)로 유입되는 냉매는 제1 열(1110)로 이동되지 않으며, 제2 증발부(1200)로 이동하게 된다. 이후 제2 증발부(1200)의 제2 열(1220)로 유입되는 냉매는 헤더탱크를 통해 제1 열(1210)과 연결되며, 제1 열(1210)을 순환한 후 제1 증발부(1100)의 제1 열(1110)로 이동하게 된다. 이를 통해 냉매의 순환 효율을 증대할 수 있다.
제1 증발부(1100)와 제2 증발부(1200)는 경사를 가지도록 배치될 수 있다. 이는 제1 증발부(1100)와 제2 증발부(1200)를 통해 토출되는 냉기의 순환을 용이하게 하기 위함이다. 제1 증발부(1100)와 제2 증발부(1200)의 경사각은 제한이 없으며, 냉기가 순환되는 덕트의 위치에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
증발부(1100,1200)의 상부에는 블로워(1800)가 배치되어 증발부에 열교환된 냉기를 이동시킬 수 있다. 블로워(1800)의 형상은 제한이 없으며, 한 쌍의 증발부 상부에 각각 배치되거나, 하나의 블로워(1800)에서 2개의 토출구를 가지는 구조로 각 토출구가 각각의 증발부를 향하도록 배치될 수 있다.
팽창밸브(1300)는 저온 고압의 냉매를 팽창시켜 제1 증발부(1100)로 냉매를 공급할 수 있다.
일반적인 차량용 공조 시스템은 도 1에 나타나는 것과 같이 냉매를 압축하여 송출하는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환하는 시스템을 구비하게 된다.
이때 팽창밸브(1300)는 응축기에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매를 팽창밸브(1300)의 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태의 냉매를 증발부로 공급할 수 있다. 본 발명에서 팽창밸브(1300)의 구조는 제한이 없으며, 다양한 구조로 변형실시될 수 있다.
유입배관(1400), 제1 이동배관(1500), 제2 이동배관(1600) 및 유출배관(1700)은 냉매의 이동라인를 구성한다.
유입배관(1400)은 팽창밸브(1300)에서 토출되는 냉매가 제1 증발부(1100)로 이동하는 통로를 제공한다.
제1 이동배관(1500)은 제1 증발부(1100)의 일 영역을 순환한 냉매가 제2 증발부(1200)로 이동하는 통로를 제공한다.
제2 이동배관(1600)은 제2 증발부(1200)를 순환한 냉매가 제1 증발부(1100)로 이동하는 통로를 제공한다.
유출배관(1700)은 제1 증발부(1100)의 또 다른 일 영역을 순환한 냉매가 유출되는 통로를 제공한다.
일실시예로, 제1 증발부(1100)에서 유입배관(1400)은 제2 열(1120)에, 제1 이동배관(1500)은 제1 증발부(1100)의 제2 열(1120)과 제2 증발부(1200)의 제2 열(1220)에, 제2 이동배관(1600)은 제2 증발부(1200)의 제1 열(1210)과 제1 증발부(1100)의 제1 열(1110)에, 상기 유출배관(1700)은 제1 증발부(1100)의 제1 열(1110)에 연결되어 냉매가 순환하는 통로를 제공할 수 있다.
본 발명에서 유입배관(1400), 제1 이동배관(1500), 제2 이동배관(1600) 및 유출배관(1700)은 관 구조로 구비되어, 내부에는 냉매가 이동할 수 있는 통로를 제공하며, 형상이나 배치구조는 다양하게 변형실시될 수 있다. 다만, 냉매의 열손실을 방지하기 위해 최단거리로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 2열 구조를 가지는 제1 증발부(1100)와 제2 증발부(1200)는 유입과 유출이 서로 다른 열에서 일어날 수 있다.
일실시예로, 제1 증발부(1100)에서는 유입배관(1400)이 제2 열(1120)에, 제1 이동배관(1500)의 일측은 제2 열(1120)에 연결된다. 제2 증발부(1200)에서는 제1 이동배관(1500)의 타측이 제2 열(1220)에 연결되며, 제2 이동배관(1600)의 일측이 제2 증발부(1200) 제1 열(1210)에, 타측이 제1 증발부(1100)의 제1 열(1110)에 연결된다. 이후 유출배관(1700)은 제1 증발부(1100)의 제1 열(1210)에 연결될 수 있다.
제1 증발부(1100)의 제2 열(1120)과 제2 증발부(1200)의 제2 열(1220)은 각각의 증발부의 하부에 배치되는 열을 의미하며, 각 증발부로 유입되는 냉매 중 더 차가운 온도를 가지는 냉매가 유입된다.
이는 냉매가 증발부를 이동시 발생하는 열손실과 온도가 낮은 냉매가 탑승자에 가까운 위치에서 열교환이 발생하도록 하여 냉방효율을 증대하기 위함이다.
또한, 증발부의 유입구와 유출구는 경사를 기준으로 상측에 배치될 수 있다.
일실시예로, 제1 증발부(1100)와 제2 증발부(1200)에 연결되는 냉매의 이동라인은 경사를 기준으로 각각이 상측에 연결될 수 있다.
또한, 이러한 냉매의 이동라인이 연결되는 유입구와 유출구는 증발기의 헤더탱크 내부에 배치되어 증발기의 유로를 형성하는 베플의 배치 갯수에 따라 달라질 수 있다.
일실시예로, 제1 증발부(1100)에 구비되는 유입구와 유출구는 제1 열(1110)과 제2 열(1120) 각각에 한 쌍이 대향하도록 형성될 수 있으며, 냉매가 순환하는 제2 증발부(1200)에서는 제1 열(1210)과 제2 열(1220)의 일측에 배치될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 공조 시스템의 구조도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 공조 시스템은 냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 2열 구조를 구비하는 한 쌍의 증발부, 저온고압의 냉매를 팽창시켜 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브(2300)를 포함하며, 팽창밸브(2300)로부터 배출되는 냉매는 제1 증발부(2100)를 순환후 제2 증발부(2200)를 순차적으로 순환할 수 있다.
본 발명에서는 하나의 팽창밸브(2300)에서 토출되는 냉매를 순차적으로 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)를 순환시켜, 냉매가 복수의 증발기를 통과하도록 한다.
이때, 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)는 2열 구조로 마련되며, 토출되는 냉매로 인한 증발기의 효율을 증대하기 위해 냉기가 토출되는 방향과 가까운 쪽인 제2 열(2120, 2220)로 냉매가 유입되고, 제1 열(2110, 2210)로 냉매가 유출되도록 배치될 수 있다. 이를 통해 냉매가 이동하는 증발부의 효율을 증대할 수 있다.
본 발명의 실시예는 증발부(2100, 2200), 팽창밸브(2300), 유입배관(2400), 이동배관(2500) 및 유출배관(2600)을 포함할 수 있다.
증발부(2100,2200)는 한 쌍으로 마련되며, 상호 이격배치되어 냉매와 공기가 열교환을 할 수 있다. 증발부가 한 쌍으로 구비되는 것은 서로 다른 방향으로 냉기가 토출되도록 하기 위함이다. 증발부의 배치위치는 냉기가 토출되기 위한 방향이나 덕트의 구조에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
일실시예로, 증발부는 한 쌍의 헤더탱크와 냉매가 이동하도록 헤더탱크를 연결하는 복수의 튜브 및 튜브 사이에 배치되는 핀을 포함할 수 있다. 증발부의 구조는 제한이 없으며 다양하게 변형실시될 수 있다.
본 발명에서 증발부는 이격배치되는 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)를 포함하며, 각각은 2열구조로 배치될 수 있다. 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)는 동일한 구조를 구비할 수 있다.
제1 증발부(2100)는 헤더탱크를 통해 연통되는 2열구조를 구비할 수 있다.
제1 증발부(2100) 및 제2 증발부(2200) 각각은 상부에 배치되는 제1 열(2110, 2210)과 제1 열(2110, 2210)의 하부에 배치되는 제2 열(2120, 2220)을 포함할 수 있으며, 제1 열(2110, 2210)과 제2 열(2120, 2220)은 헤더탱크를 통해 연결될 수 있다.
즉, 제1 증발부(2100)의 제2 열(2120)로 유입되는 냉매는 제2 열(2120)을 순환한 후, 헤더탱크를 통해 제1 열(2110)로 이동하게 되며, 제1 열(2110)을 순환한 후 제2 증발부(2200)로 이동하게 된다. 이를 통해 냉매의 순환 효율을 증대할 수 있다.
제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)는 경사를 가지도록 배치될 수 있다. 이는 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)를 통해 토출되는 냉기의 순환을 용이하게 하기 위함이다. 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)의 경사각은 제한이 없으며, 냉기가 순환되는 덕트의 위치에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.
증발부(2100, 2200)의 상부에는 블로워(2700)가 배치되어 증발부에 열교환된 냉기를 이동시킬 수 있다. 블로워(2700)의 형상은 제한이 없으며, 한 쌍의 증발부(2100, 2200) 상부에 각각 배치되거나, 하나의 블로워(2700)에서 2개의 토출구를 가지는 구조로 각 토출구가 각각의 증발부(2100. 2200)를 향하도록 배치될 수 있다.
팽창밸브(2300)는 저온 고압의 냉매를 팽창시켜 증발부(2100, 2200)로 공급할 수 있다.
일반적인 차량용 공조 시스템은 도 1에 나타나는 것과 같이 냉매를 압축하여 송출하는 압축기, 응축기, 팽창밸브 및 증발기를 순환하는 시스템을 구비하게 된다.
이때 팽창밸브(2300)는 응축기에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매를 팽창밸브(2300)의 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태의 냉매를 증발부로 공급할 수 있다. 본 발명에서 팽창밸브(2300)의 구조는 제한이 없으며, 다양한 구조로 변형실시될 수 있다.
유입배관(2400)은 팽창밸브(2300)에서 토출되는 냉매가 제1 증발부(2100)로 이동하는 통로를 제공한다.
이동배관(2500)은 제1 증발부(2100)를 순환한 냉매가 제2 증발부(2200)로 이동하는 통로를 제공한다.
유출배관(2600)은 제2 증발부(2200)를 순환한 냉매가 이동하는 통로를 제공한다.
본 발명에서 유입배관(2400), 이동배관(2500) 및 유출배관(2600)은 관 구조로 구비되어, 내부에는 냉매가 이동할 수 있는 통로를 제공하며, 형상이나 배치구조는 다양하게 변형실시될 수 있다. 다만, 냉매의 열손실을 방지하기 위해 최단거리로 배치되는 것이 바람직하다.
본 발명에서 2열 구조를 가지는 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)는 유입과 유출이 서로 다른 열에서 일어날 수 있다.
일실시예로, 제1 증발부(2100)에서는 유입배관(2400)이 제2 열(2120)에, 이동배관(2500)의 일측은 제1 열(2110)에 연결되며, 제2 증발부(2200)에서는 이동배관(2500)의 타측이 제2 열(2220)에 연결되며, 유출배관(2600)은 제1 열(2210)에 연결될 수 있다.
제1 증발부(2100)의 제2 열(2120)과 제2 증발부(2200)의 제2 열(2220)은 각각의 증발부의 하부에 배치되는 열을 의미하며, 각 증발부로 유입되는 냉매 중 더 차가운 온도를 가지는 냉매가 유입된다.
이는 냉매가 증발부를 이동시 발생하는 열손실과 온도가 낮은 냉매가 탑승자에 가까운 위치에서 열교환이 발생하도록 하여 냉방효율을 증대하기 위함이다.
또한, 증발부의 유입구와 유출구는 경사를 기준으로 상측에 배치될 수 있다.
일실시예로, 제1 증발부(2100)에 연결되어 냉매가 유입되는 유입배관(2400)은 제2 열(2120)의 상측에, 제1 열(2110)에 연결되어 냉매가 배출되는 이동배관(2500)의 일측은 제1 열(2110)의 상측에 배치될 수 있다. 또한, 제2 증발부(2200)에 연결되어 냉매가 융입되는 이동배관(2500)의 타측은 제2 열(2220)의 상측에, 제1 열(2210)에 연결되어 냉매가 배출되는 유출배관(2600)은 제1 열(2210)의 상측에 배치될 수 있다.
또한, 이러한 유입구와 유출구는 증발기의 헤더탱크 내부에 배치되어 증발기의 유로를 형성하는 베플의 배치 갯수에 따라 달라질 수 있다.
일실시예로, 유입구와 유출구는 제1 증발부(2100)와 제2 증발부(2200)에 동일방향에 배치되어 배관의 연결을 위해 필요한 공간을 최소화할 수 있다. 다만, 도 2에 나타나는 것에 한정되지 않으며 다양하게 변형실시될 수 있다.
이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (16)

  1. 냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 2열 구조를 구비하는 한 쌍의 증발부;
    저온고압의 냉매를 팽창시켜 상기 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브;
    를 포함하며,
    상기 팽창밸브로부터 배출되는 냉매는 제1 증발부의 제2 열을 통과한 후, 제2 증발부를 순차적으로 순환하고, 제1 증발부의 제1 열을 통과하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 증발부는 제1 증발부와 제2 증발부를 포함하며,
    상기 팽창밸브의 냉매가 제1 증발부로 이동하는 유입배관;
    상기 제1 증발부의 일 영역을 순환한 냉매가 제2 증발부로 이동하는 제1 이동배관;
    상기 제2 증발부를 순환한 냉매가 제1 증발부로 이동하는 제2 이동배관; 및
    상기 제1 증발부의 순환한 냉매가 유출되는 유출배관;
    을 더 포함하는 차량용 공조 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 증발부와 상기 제2 증발부에서 유입과 유출은 서로 다른 열에서 일어나는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제1 증발부의 제1 열 및 제2 열은 서로 분리되어 있고,
    상기 제2 증발부의 제1 열과 제2 열은 서로 연통되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 증발부에서 상기 유입배관은 제2 열에,
    상기 제1 이동배관은 제1 증발부의 제2 열과 제2 증발부의 제2 열에,
    상기 제2 이동배관은 제2 증발부의 제1 열과 상기 제1 증발부의 제1 열에,
    상기 유출배관은 제1 증발부의 제1 열에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  6. 제2 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 증발부는 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 증발부의 상부에는 블로워가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 증발부의 유입구와 유출구는 경사를 기준으로 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  9. 냉매와 공기와의 열교환을 하며 상호 이격 배치되어 서로 다른 방향으로 냉기를 토출하는 2열 구조를 구비하는 한 쌍의 증발부;
    저온고압의 냉매를 팽창시켜 상기 증발부로 공급하는 하나의 팽창밸브;
    를 포함하며,
    상기 팽창밸브로부터 배출되는 냉매는 제1 증발부를 순환후 제2 증발부를 순차적으로 순환하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 증발부는 제1 증발부와 제2 증발부를 포함하며,
    상기 팽창밸브의 냉매를 제1 증발부로 공급하는 유입배관;
    상기 제1 증발부를 이동한 냉매가 제2 증발부로 이동하는 이동배관; 및
    상기 제2 증발부의 냉매가 유출되는 유출배관;
    을 더 포함하는 차량용 공조 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제1 증발부와 상기 제2 증발부에서 유입과 유출은 서로 다른 열에서 일어나는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 제1 증발부에서는 상기 유입배관이 제2 열에, 상기 이동배관의 일측은 제1 열에 연결되며,
    상기 제2 증발부에서는 상기 이동배관의 타측이 제2 열에 연결되며, 상기 유출배관은 제1 열에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  13. 제11 항에 있어서,
    한 쌍의 상기 증발부는 경사를 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 증발부의 상부에는 블로워가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 증발부의 유입구와 유출구는 경사를 기준으로 상측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 유입구와 상기 유출구는 상기 증발부의 동일 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
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