KR101906833B1 - Air conditioner system for vehicle - Google Patents

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Abstract

TXV와 EXV의 장점만을 취하여 차량 외부 조건에 따라 최적의 냉방 성능을 만족함과 동시에 연비를 개선할 수 있는 개선된 구조의 차량용 에어컨 시스템이 개시된다. 차량용 에어컨 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기와, 상기 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 교축부 및 상기 교축부에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발 잠열에 의한 흡열 작용으로 실내로 토출되는 공기를 냉각하는 증발기를 포함하는 것으로서, 상기 교축부는 압력 변화에 따라 개도량이 결정되는 구동 방식의 과열도 제어식 팽창밸브와, 모터의 회전력에 의해 개도량이 결정되는 구동 방식의 전자식 팽창밸브 및 상기 과열도 제어식 팽창밸브와 전자식 팽창밸브에 선택적으로 냉매를 유동시키는 유로 조절 밸브를 구비하고, 상기 과열도 제어식 팽창밸브와 전자식 팽창밸브는 냉매 유로 상에서 병렬로 설치된다. 이와 같이, TXV와 EXV을 선택적으로 사용함에 따라 기계적 유량 제어 방식을 사용하여 최적 냉방 성능을 만족할 수 있고 전기적 제어 방식을 사용하여 차량의 연비를 개선할 수 있으며, 외부 조건에 따른 팽창밸브의 사용 조건을 설정하고 각 팽창밸브의 사용 여부를 자동으로 선택할 수 있다.A vehicle air conditioner system having an improved structure capable of satisfying optimal cooling performance and improving fuel economy by taking advantage of only TXV and EXV is disclosed. The air conditioning system for a vehicle includes a compressor for compressing and sending a refrigerant, a condenser for condensing high-pressure refrigerant sent out from the compressor, a throttling portion for exchanging the refrigerant condensed and liquefied in the condenser, And an evaporator for cooling the air discharged into the room by an endothermic effect due to the latent heat of evaporation of the refrigerant by heat-exchanging the liquid refrigerant of the refrigerant with the air blown toward the interior of the vehicle, wherein the opening amount is determined according to the pressure change And a flow regulating valve for selectively flowing the refrigerant to the superheat degree control type expansion valve and the electronic expansion valve, wherein the superheat degree control type expansion valve, the driving type superheat degree control expansion valve, the drive type electronic expansion valve, The superheat degree controlled expansion valve and the electronic expansion valve are arranged on the refrigerant flow path In parallel. In this way, by using TXV and EXV selectively, it is possible to satisfy the optimum cooling performance by using the mechanical flow control system, and it is possible to improve the fuel efficiency of the vehicle by using the electric control method, and the use condition of the expansion valve And it is possible to automatically select whether to use each expansion valve.

Description

차량용 에어컨 시스템{AIR CONDITIONER SYSTEM FOR VEHICLE}[0001] AIR CONDITIONER SYSTEM FOR VEHICLE [0002]

본 발명은 차량용 에어컨 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉동 사이클의 원리를 이용하여 냉방된 차가운 공기를 차량 실내로 토출하기 위한 차량용 에어컨 시스템에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a vehicular air conditioning system, and more particularly, to a vehicular air conditioning system for discharging cooled air to a vehicle interior using the principle of a refrigeration cycle.

일반적으로, 차량용 공조장치는 차량 외부의 공기를 차량 실내로 도입하거나 차량 실내의 공기를 순환시키는 과정에서 가열 또는 냉각시켜 차량 실내를 냉방 또는 난방하기 위한 장치이다. 이러한 차량용 공조장치는 냉동 사이클의 원리를 이용하여 냉방된 차가운 공기를 차량 실내로 토출하기 위한 에어컨 시스템을 구비하고 있다.2. Description of the Related Art [0002] In general, a vehicle air conditioner is an apparatus for cooling or heating a vehicle interior by introducing air outside the vehicle into a vehicle interior or heating or cooling the air in a vehicle interior. The vehicle air conditioner includes an air conditioning system for discharging the cooled air, which is cooled by using the principle of the refrigeration cycle, to the inside of the vehicle.

도 1은 종래의 차량용 에어컨 시스템을 도시한 구성도이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 차량용 에어컨 시스템은 압축기(1)와, 응축기(2)와, 팽창밸브(3) 및 증발기(4) 등이 냉매 라인(5)으로 연결되어 이루어진다. 압축기(1)는 냉매를 압축하여 송출하는 기능을 하며, 응축기(2)는 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 기능을 수행한다. 팽창밸브(3)는 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축한다. 증발기(4)는 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발 잠열에 의한 흡열 작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각한다.1 is a block diagram showing a conventional vehicle air-conditioning system. 1, a conventional automotive air conditioning system includes a compressor 1, a condenser 2, an expansion valve 3 and an evaporator 4 connected to a refrigerant line 5. The compressor (1) functions to compress and discharge the refrigerant, and the condenser (2) functions to condense the high pressure refrigerant sent out from the compressor (1). The expansion valve (3) condenses in the condenser (2) and throttles the liquefied refrigerant. The evaporator 4 evaporates the low-pressure liquid refrigerant throttled by the expansion valve 3 by exchanging heat with the air blown toward the interior of the vehicle, thereby cooling the air discharged into the room by the heat absorbing action by the latent heat of evaporation of the refrigerant.

이와 같이 구성되는 차량용 에어컨 시스템은, 냉방 모드가 구동될 때 압축기(1)가 엔진의 동력에 의해 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 및 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)에 송출한다. 응축기(2)는 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축하며, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내진다. 증발기(4)는 이 냉매를 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환시키며, 열교환된 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 사이클을 재순환한다.In the vehicle air-conditioning system configured as described above, when the cooling mode is driven, the compressor 1 sucks and compresses the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while being driven by the engine, and sends it to the condenser 2 in a state of high temperature and high pressure . The liquid refrigerant discharged from the condenser 2 in the state of high temperature and high pressure expands rapidly due to the throttling action of the expansion valve 3, and the low-temperature low-pressure And is sent to the evaporator 4 in a wet state. The evaporator 4 heat-exchanges the refrigerant with the air blown into the passenger compartment. The heat-exchanged refrigerant evaporates in the evaporator 4 and is discharged into the low-temperature and low-pressure gas state, and is sucked into the compressor 1 again to recycle the cycle.

상기 팽창밸브(3)는 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압으로 감압함과 아울러 냉매의 유량 제어 및 사이클의 압력 평형을 조절하는 작용을 하는 것으로서, 과열도 제어식 팽창밸브(TXV), 전자식 팽창밸브(EXV) 등으로 구별될 수 있다. 도 2는 종래의 과열도 제어식 팽창밸브(TXV)를 도시한 단면도이며, 도 3은 종래의 전자식 팽창밸브(EXV)를 도시한 단면도이다.The expansion valve 3 functions to reduce the pressure of the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant to a low-temperature and low-pressure, to control the flow rate of the refrigerant and to control the pressure equilibrium of the cycle. The expansion valve 3 includes a superheat degree control expansion valve TXV, EXV), and the like. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a conventional superheat degree controlled expansion valve (TXV), and FIG. 3 is a sectional view showing a conventional electronic expansion valve (EXV).

도 2를 참조하면, 과열도 제어식 팽창밸브(TXV: 3)는 냉매의 유출입을 위한 제1 및 제2 유로(31a,31b)를 갖는 밸브 본체(31)와, 밸브 본체(31)의 일측에 결합되며 가스가 충진되는 공간부(32a)를 갖는 헤드(32)와, 헤드(32)의 내부에 설치되어 가스의 압력에 의해 승강하는 다이어프램(33)과, 다이어프램(33)의 일 측에 로드(34)를 매개로 하여 연결되는 볼(35) 및 볼(35)의 하부에 설치되어 로드(34)를 탄성 바이어스하는 탄성수단(36)을 포함한다. 아울러, 팽창밸브(3)는 헤드(32)에 결합되는 캡(37)을 더 구비한다.2, the superheat degree control type expansion valve (TXV) 3 includes a valve body 31 having first and second flow paths 31a and 31b for the flow of refrigerant, A diaphragm 33 which is installed inside the head 32 and moves up and down by the pressure of the gas and a diaphragm 33 which is installed inside the head 32 and which is connected to the rod 32 at one side of the diaphragm 33, And a resilient means 36 provided under the ball 35 for elastically biasing the rod 34. The resilient means 36 includes a resilient means 36, In addition, the expansion valve 3 further includes a cap 37 coupled to the head 32.

이와 같이 구성되는 TXV(3)는 제1 유로(31a)를 통해 증발기를 통과한 냉매가 유입되고, 냉매의 온도가 높은 경우 헤드(32)에 충진된 가스가 팽창한다. 따라서, 공간부(32a)의 압력이 높아져 다이어프램(33)의 상면에 가해지는 압력이 로드(34)를 탄력 지지하는 탄성수단(36)의 탄성력을 극복하게 되면 다이어프램(33)은 아래로 내려가게 된다. 이에 따라, 다이어프램(33)에 연결된 볼(35)이 제2 유로(31b)를 개방한다. 반대로, 제1 유로(31a)의 유입구를 통해 유입되는 냉매의 온도가 낮은 경우 공간부(32a)의 압력이 낮아져 탄성수단(36)에 의한 탄성력이 다이어프램(33)의 상면에 작용하는 압력을 극복하게 되면, 다이어프램(33)은 탄성수단(36)의 탄성력에 의해 위로 올라감에 따라 볼(35)이 제2 유로(31b)를 폐쇄한다.In the TXV 3 constructed as described above, the refrigerant having passed through the evaporator flows through the first flow path 31a. When the temperature of the refrigerant is high, the gas filled in the head 32 expands. Therefore, when the pressure of the space portion 32a becomes higher and the pressure applied to the upper surface of the diaphragm 33 overcomes the elastic force of the elastic means 36 that elastically supports the rod 34, the diaphragm 33 is lowered do. Accordingly, the ball 35 connected to the diaphragm 33 opens the second flow path 31b. Conversely, when the temperature of the refrigerant flowing through the inlet of the first flow path 31a is low, the pressure of the space portion 32a is lowered so that the elastic force by the elastic means 36 overcomes the pressure acting on the upper surface of the diaphragm 33 The ball 35 closes the second flow path 31b as the diaphragm 33 is lifted up by the elastic force of the elastic means 36. As a result,

도 3을 참조하면, 전자식 팽창밸브(EXV)는 상부케이스(10b)와, 하부몸체(10a) 및 핀(30)을 포함한다. 상부케이스(10b)는 구동수단에 의해 회전하는 DC모터(40)와, DC 모터(40)의 회전축에 장착된 제1 기어(42)와, 제1 기어(42)와 핀(30)의 나선형상부 사이에 치합된 제2 기어(44)와, 핀(30)의 상부에 설치되고 핀 포지션 센서접지(46)를 통해 핀(30)의 삽입깊이를 회전량으로 감지하는 핀 포지션 센서(48) 및 핀 포지션 센서(48)에서 감지된 신호를 전자 제어장치에 전하기 위한 터미널 단자(11a)(11b)로 구성된다.3, the electronic expansion valve EXV includes an upper case 10b, a lower body 10a, and a fin 30. As shown in Fig. The upper case 10b includes a DC motor 40 rotated by a driving means, a first gear 42 mounted on a rotary shaft of the DC motor 40, And a pin position sensor 48 provided at an upper portion of the pin 30 and sensing the insertion depth of the pin 30 through the pin position sensor ground 46 by the amount of rotation, And terminal terminals 11a and 11b for transmitting signals sensed by the pin position sensor 48 to the electronic control unit.

하부몸체(10a)는 냉매가 팽창밸브 내에 유입되도록 하단에 형성된 유입구(12)와, 냉매가 증발기에 유입되도록 상단 타측에 형성된 증발기 유입구(14)와, 핀(30)의 중간부에 형성된 홀과 슬라이딩 접촉하여 홀의 선택영역을 폐쇄하는 폐쇄부(15)로 구성된다. 핀(30)은 하부몸체(10a)의 상면을 관통하여 상부케이스(10b)와 하부몸체(10a)에 걸쳐 수직방향으로 장착되고, 상부에서 핀 포지션 센서(48)와 연결되며, 상단은 상부케이스(10b)의 상면 내측에 회전 가능하게 지지되고, 하단은 유입구(12) 부에서 스프링(52)과 댐퍼(50)에 의해 회전 가능하도록 탄성 지지된다. 상기 상부케이스(10b)와 하부몸체(10a)는 접합부에서 시일(62)된 후 압착되며, 양측 접합부 테두리의 원주방향 돌출단에서 볼트(60)로 체결된다.The lower body 10a includes an inlet 12 formed at the lower end of the lower body 10a to allow the refrigerant to flow into the expansion valve, an evaporator inlet 14 formed at the other end of the upper end to allow the refrigerant to flow into the evaporator, And a closing portion 15 for slidingly contacting and closing a selected region of the hole. The pin 30 penetrates the upper surface of the lower body 10a and is vertically mounted on the upper case 10b and the lower body 10a and is connected to the pin position sensor 48 on the upper side, And the lower end is elastically supported by the spring 52 and the damper 50 so as to be rotatable at the inlet 12. The upper case 10b and the lower body 10a are sealed by a seal 62 at the joining portion and then are tightened with bolts 60 at the circumferential protruding end of the rim of both the joining portions.

이와 같이 구성되는 EXV는 냉매유량 설정을 위한 입력신호를 받아 DC 모터(40)가 구동된다. 또한, 핀 포지션 센서접지(46)를 통해 핀(30)의 삽입깊이를 회전량으로 감지하여 냉매량을 보정하고 핀(30)의 상하 운동을 제어한다. 즉, 냉매유량 설정을 위한 입력신호가 전자 제어장치에 입력되면, 전자 제어장치는 냉매량을 설정하여 해당하는 전류를 DC 모터(40)에 보내고, DC 모터(40)는 전자 제어장치의 전류를 받아 그 회전축에 장착된 제1 기어(42)와 제2 기어(44)를 구동시켜 핀(30)의 위치를 설정한다. 결국, 핀(30)의 위치에 따라, 핀(30)의 길이 방향으로 형성된 홀 부위가 하부몸체(10a)의 폐쇄부(15) 내측 원주면 상에서 슬라이딩 접촉하여 홀의 일정영역을 선택적으로 폐쇄하게 된다.The EXV configured as described above receives the input signal for setting the refrigerant flow rate, and the DC motor 40 is driven. Further, the insertion depth of the pin 30 is sensed by the rotation amount through the pin position sensor ground 46, thereby correcting the amount of refrigerant and controlling the upward and downward movement of the pin 30. [ That is, when an input signal for setting the refrigerant flow rate is input to the electronic control unit, the electronic control unit sets the amount of refrigerant and sends the corresponding current to the DC motor 40. The DC motor 40 receives the current of the electronic control unit The position of the pin 30 is set by driving the first gear 42 and the second gear 44 mounted on the rotary shaft. As a result, depending on the position of the pin 30, the hole portion formed in the longitudinal direction of the pin 30 is in sliding contact with the inner circumferential surface of the closed portion 15 of the lower body 10a to selectively close a certain region of the hole .

상기 TXV는 압력 변화에 의해 개도량을 결정하는 구조로서, 고열부하 조건에서 최대 냉방 성능을 발휘하도록 설계된다. 하지만, TXV는 저열부하 조건에서는 냉매 유량이 과다해지는 가능성이 있어, 압축기의 동력을 최소화하는 것이 불가능하며 이로 인해 연비에 있어 불리한 문제점이 있었다.The TXV is a structure for determining the opening amount by a pressure change, and is designed to exhibit maximum cooling performance under a high temperature load condition. However, TXV has a possibility of excessive refrigerant flow under low heat load conditions, and it is impossible to minimize the power of the compressor, which has a disadvantageous effect on fuel economy.

아울러, 상기 EXV는 모터 구동에 의해 개도량을 결정하는 구조로서, 제어 로직에 의한 능동 제어가 가능하고 저열부하 조건에서 냉매량 최적화로 TXV 대비 압축기의 동력을 추가로 감소 가능함에 따라 연비를 개선할 수 있다. 하지만, EXV는 최적의 냉방 성능을 발휘하기 위한 조건 설정이 어렵고, 모든 차량의 조건을 고려하여 설계가 이루어져야 하며, 고열부하 조건에서 연산량이 많아 반응속도가 느린 문제점이 있었다.In addition, the EXV is a structure that determines the opening amount by the motor drive, and can be actively controlled by the control logic and can further reduce the power of the compressor compared to TXV by optimizing the refrigerant amount under the low heat load condition, have. However, it is difficult to set the conditions for the optimum cooling performance of the EXV, and it is required to design in consideration of the conditions of all the vehicles, and there is a problem that the reaction rate is slow due to a large amount of computation in the high temperature load condition.

이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 TXV와 EXV의 장점만을 취하여 차량 외부 조건에 따라 최적의 냉방 성능을 만족함과 동시에 연비를 개선할 수 있는 개선된 구조의 차량용 에어컨 시스템을 제공한다.In order to solve such conventional problems, the present invention provides an automotive air conditioner system having an improved structure that can only satisfy the advantages of TXV and EXV and satisfy the optimum cooling performance according to the external conditions of the vehicle and improve the fuel consumption.

본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기와, 상기 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기와, 상기 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 교축부 및 상기 교축부에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발 잠열에 의한 흡열 작용으로 실내로 토출되는 공기를 냉각하는 증발기를 포함하는 것으로서, 상기 교축부는 압력 변화에 따라 개도량이 결정되는 구동 방식의 과열도 제어식 팽창밸브와, 모터의 회전력에 의해 개도량이 결정되는 구동 방식의 전자식 팽창밸브 및 상기 과열도 제어식 팽창밸브와 전자식 팽창밸브에 선택적으로 냉매를 유동시키는 유로 조절 밸브를 구비하고, 상기 과열도 제어식 팽창밸브와 전자식 팽창밸브는 냉매 유로 상에서 병렬로 설치된다.The air conditioning system for a vehicle according to the present invention includes a compressor for compressing and sending out refrigerant, a condenser for condensing the high-pressure refrigerant sent out from the compressor, a throttle portion for exchanging the refrigerant condensed and liquefied in the condenser, And an evaporator which cools the air discharged into the room by the endothermic effect of the latent heat of evaporation of the refrigerant by heat-exchanging the low-pressure liquid-phase refrigerant thrown by the heat exchanger with the air blown to the inside of the vehicle interior, A superheat degree control type expansion valve of a driving type in which the amount of opening is determined, an electronic expansion valve of a driving type in which the opening amount is determined by the rotational force of the motor, and a flow control valve for selectively flowing the refrigerant to the superheat degree expansion type expansion valve and the electronic expansion valve And the superheat degree control type expansion valve and the electronic expansion valve And are installed in parallel on the refrigerant flow path.

본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템은 TXV와 EXV을 선택적으로 사용함에 따라 기계적 유량 제어 방식을 사용하여 최적 냉방 성능을 만족할 수 있고 전기적 제어 방식을 사용하여 차량의 연비를 개선할 수 있으며, 외부 조건에 따른 팽창밸브의 사용 조건을 설정하고 각 팽창밸브의 사용 여부를 자동으로 선택할 수 있는 매우 유용한 발명이다.Since the vehicle air-conditioning system according to the present invention selectively uses the TXV and EXV, it can satisfy the optimal cooling performance by using the mechanical flow control system and can improve the fuel efficiency of the vehicle by using the electric control system. It is a very useful invention to set the conditions of use of the expansion valve and to automatically select whether or not each expansion valve is used.

도 1은 종래의 차량용 에어컨 시스템을 도시한 구성도이고,
도 2는 종래의 과열도 제어식 팽창밸브(TXV)를 도시한 단면도이며,
도 3은 종래의 전자식 팽창밸브(EXV)를 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템을 도시한 구성도이며,
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 작동 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 1 is a configuration diagram showing a conventional vehicular air conditioning system,
2 is a cross-sectional view showing a conventional superheat degree controlled expansion valve (TXV)
3 is a sectional view showing a conventional electronic expansion valve (EXV)
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a vehicle air-conditioning system according to an embodiment of the present invention,
5 is a flowchart illustrating an operation method of a vehicular air conditioning system according to an embodiment of the present invention.

이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 에어컨 시스템의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a technical configuration of a vehicular air conditioning system will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템을 도시한 구성도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 작동 방법을 도시한 흐름도이다.FIG. 4 is a block diagram of a vehicle air-conditioning system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation method of a vehicular air-conditioning system according to an embodiment of the present invention.

도 4 및 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템은 압축기(100)와, 응축기(200)와, 교축부 및 증발기(400) 등이 냉매 라인(500)으로 연결되어 이루어진다. 압축기(100)는 냉매를 압축하여 송출하는 기능을 하며, 응축기(200)는 압축기(100)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 기능을 수행한다. 교축부는 응축기(200)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축한다. 증발기(400)는 교축부에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발 잠열에 의한 흡열 작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각한다.4 and 5, a compressor 100, a condenser 200, a throttling unit and an evaporator 400 are connected to a refrigerant line 500 in a vehicle air conditioning system according to an embodiment of the present invention, . The compressor 100 functions to compress and discharge the refrigerant, and the condenser 200 functions to condense the high-pressure refrigerant discharged from the compressor 100. The throttle portion is condensed in the condenser 200 to throttle the liquefied refrigerant. The evaporator 400 evaporates the low-pressure liquid refrigerant throttled by the throttling portion by exchanging heat with the air blown toward the inside of the passenger compartment, thereby cooling the air discharged into the room by an endothermic effect due to the latent heat of evaporation of the refrigerant.

이와 같이 구성되는 차량용 에어컨 시스템은, 냉방 모드가 구동될 때 압축기(100)가 엔진의 동력에 의해 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 및 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(200)에 송출한다. 응축기(200)는 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축하며, 응축기(200)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 교축부의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(400)로 보내진다. 증발기(400)는 이 냉매를 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환시키며, 열교환된 냉매는 증발기(400)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(100)에 흡입되어 사이클을 재순환한다.When the cooling mode is activated, the compressor 100 sucks and compresses the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while being driven by the engine, and sends the gaseous refrigerant to the condenser 200 in a state of high temperature and high pressure . The condenser 200 heat-exchanges the gaseous refrigerant with the outside air to condense the refrigerant into a high-temperature, high-pressure liquid. The liquid refrigerant discharged from the condenser 200 at high temperature and high pressure expands rapidly due to the throttling action of the throttling portion, To the evaporator (400). The evaporator 400 heat-exchanges the refrigerant with the air blown into the passenger compartment. The heat-exchanged refrigerant evaporates in the evaporator 400 and is discharged into the low-temperature and low-pressure gas state, and is sucked into the compressor 100 again to recycle the cycle.

상기 교축부는 고온 고압의 액체 냉매를 저온 저압으로 감압함과 아울러 냉매의 유량 제어 및 사이클의 압력 평형을 조절하는 작용을 하는 것으로서, 과열도 제어식 팽창밸브(TXV: 310)와, 전자식 팽창밸브(EXV: 320) 및 유로 조절 밸브(330)를 구비한다.The throttle portion serves to control the flow rate of the refrigerant and the pressure balance of the cycle by reducing the pressure of the high-temperature and high-pressure liquid refrigerant to a low temperature and a low pressure. The throttle portion includes a superheat degree controlled expansion valve (TXV) 310, an electronic expansion valve EXV 320 and a flow control valve 330.

과열도 제어식 팽창밸브(310)는 압력 변화에 따라 개도량이 결정되는 구동 방식으로 이루어진다. 도 2를 참조하면, TXV는 냉매의 유출입을 위한 제1 및 제2 유로(31a,31b)를 갖는 밸브 본체(31)와, 밸브 본체(31)의 일측에 결합되며 가스가 충진되는 공간부(32a)를 갖는 헤드(32)와, 헤드(32)의 내부에 설치되어 가스의 압력에 의해 승강하는 다이어프램(33)과, 다이어프램(33)의 일 측에 로드(34)를 매개로 하여 연결되는 볼(35)과, 볼(35)의 하부에 설치되어 로드(34)를 탄성 바이어스하는 탄성수단(36) 및 헤드(32)에 결합되는 캡(37)으로 구성될 수 있다.The superheat degree controlled expansion valve 310 is driven by a driving system in which the amount of opening is determined according to a pressure change. Referring to FIG. 2, the TXV includes a valve body 31 having first and second flow paths 31a and 31b for refrigerant flow, a space portion coupled to one side of the valve body 31 and filled with gas A diaphragm 33 installed inside the head 32 and lifted and lowered by the pressure of the gas and a diaphragm 33 connected to one side of the diaphragm 33 via a rod 34 A ball 35 and an elastic means 36 provided under the ball 35 for elastically biasing the rod 34 and a cap 37 coupled to the head 32. [

전자식 팽창밸브(320)는 모터의 회전력에 의해 개도량이 결정되는 구동 방식으로 이루어진다. 도 3을 참조하면, EXV는 상부케이스(10b)와, 하부몸체(10a) 및 핀(30)을 포함한다. 상부케이스(10b)는 구동수단에 의해 회전하는 DC모터(40)와, DC 모터(40)의 회전축에 장착된 제1 기어(42)와, 제1 기어(42)와 핀(30)의 나선형상부 사이에 치합된 제2 기어(44)와, 핀(30)의 상부에 설치되고 핀 포지션 센서접지(46)를 통해 핀(30)의 삽입깊이를 회전량으로 감지하는 핀 포지션 센서(48) 및 핀 포지션 센서(48)에서 감지된 신호를 전자 제어장치에 전하기 위한 터미널 단자(11a)(11b)로 구성된다.The electronic expansion valve 320 is driven by a driving method in which the opening amount is determined by the rotational force of the motor. Referring to Fig. 3, the EXV includes an upper case 10b, a lower body 10a, and a pin 30. The upper case 10b includes a DC motor 40 rotated by a driving means, a first gear 42 mounted on a rotary shaft of the DC motor 40, And a pin position sensor 48 provided at an upper portion of the pin 30 and sensing the insertion depth of the pin 30 through the pin position sensor ground 46 by the amount of rotation, And terminal terminals 11a and 11b for transmitting signals sensed by the pin position sensor 48 to the electronic control unit.

하부몸체(10a)는 냉매가 팽창밸브 내에 유입되도록 하단에 형성된 유입구(12)와, 냉매가 증발기에 유입되도록 상단 타측에 형성된 증발기 유입구(14)와, 핀(30)의 중간부에 형성된 홀과 슬라이딩 접촉하여 홀의 선택영역을 폐쇄하는 폐쇄부(15)로 구성된다. 핀(30)은 하부몸체(10a)의 상면을 관통하여 상부케이스(10b)와 하부몸체(10a)에 걸쳐 수직방향으로 장착되고, 상부에서 핀 포지션 센서(48)와 연결되며, 상단은 상부케이스(10b)의 상면 내측에 회전 가능하게 지지되고, 하단은 유입구(12) 부에서 스프링(52)과 댐퍼(50)에 의해 회전 가능하도록 탄성 지지된다. 상기 상부케이스(10b)와 하부몸체(10a)는 접합부에서 시일(62)된 후 압착되며, 양측 접합부 테두리의 원주방향 돌출단에서 볼트(60)로 체결된다.The lower body 10a includes an inlet 12 formed at the lower end of the lower body 10a to allow the refrigerant to flow into the expansion valve, an evaporator inlet 14 formed at the other end of the upper end to allow the refrigerant to flow into the evaporator, And a closing portion 15 for slidingly contacting and closing a selected region of the hole. The pin 30 penetrates the upper surface of the lower body 10a and is vertically mounted on the upper case 10b and the lower body 10a and is connected to the pin position sensor 48 on the upper side, And the lower end is elastically supported by the spring 52 and the damper 50 so as to be rotatable at the inlet 12. The upper case 10b and the lower body 10a are sealed by a seal 62 at the joining portion and then are tightened with bolts 60 at the circumferential protruding end of the rim of both the joining portions.

상기 과열도 제어식 팽창밸브(310)와 전자식 팽창밸브(320)는 냉매 유로(500) 상에서 병렬로 분기되는 제1 분기유로(311) 및 제2 분기유로(321) 상에 각각 설치된다. 유로 조절 밸브(330)는 상기 제1 분기유로(311) 및 제2 분기유로(321)의 분기 부위에 설치되어, 과열도 제어식 팽창밸브(310)와 전자식 팽창밸브(320)에 선택적으로 냉매를 유동시킨다.The superheat degree controlled expansion valve 310 and the electronic expansion valve 320 are installed on the first branch flow path 311 and the second branch flow path 321 which are branched in parallel on the refrigerant flow path 500. The flow control valve 330 is provided at a branching portion of the first branch flow passage 311 and the second branch flow passage 321 and selectively supplies refrigerant to the superheat degree control type expansion valve 310 and the electronic expansion valve 320 Flow.

이러한 구성을 통해, 과열도 제어식 팽창밸브(310)와 전자식 팽창밸브(320)를 선택적으로 작동시켜, 과열도 제어식 팽창밸브(310)와 전자식 팽창밸브(320)의 장점만을 취할 수 있다. 결국, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템은 과열도 제어식 팽창밸브(310)의 기계적 유량 제어 방식을 사용하여 최적 냉방 성능을 만족할 수 있으며, 전자식 팽창밸브(320)의 전기적 제어 방식을 사용하여 차량의 연비를 개선할 수 있다.With this configuration, the superheat degree control valve 310 and the electronic expansion valve 320 can be selectively operated to take advantage of only the superheat degree controlled expansion valve 310 and the electronic expansion valve 320. As a result, the vehicle air-conditioning system according to an embodiment of the present invention can satisfy the optimum cooling performance by using the mechanical flow control system of the superheat degree control type expansion valve 310 and can use the electronic control method of the electronic expansion valve 320 So that the fuel consumption of the vehicle can be improved.

또한, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 에어컨 시스템은 제어부(350)를 구비한다. 제어부(350)는 열부하 정도를 판단하여 유로 조절 밸브(330)의 구동을 제어하는 것으로서, 고열부하 조건에서 과열도 제어식 팽창밸브(310)를 작동시키고, 저열부하 조건에서 전자식 팽창밸브(320)를 작동시킨다. 따라서, 고열부하 조건에서는 과열도 제어식 팽창밸브(310)의 유로를 개방하여 냉방 성능을 확보할 수 있으며, 저열부하 조건에서는 전자식 팽창밸브(320)의 유로를 개방하여 최적 냉매 유량으로 압축기(100)의 동력을 감소시키며 연비를 향상시킬 수 있게 된다.In addition, the vehicle air-conditioning system according to an embodiment of the present invention includes a control unit 350. The controller 350 determines the degree of heat load and controls the operation of the flow control valve 330. The control unit 350 operates the superheat degree controlled expansion valve 310 under the high temperature load condition and operates the electronic expansion valve 320 under the low temperature load condition. . Therefore, under the high heat load condition, the superheat degree opens the flow path of the control type expansion valve 310 to ensure the cooling performance. In the low temperature load condition, the flow path of the electronic expansion valve 320 is opened, And the fuel efficiency can be improved.

상기 제어부(350)는 과열도 제어식 팽창밸브(310)의 다이어프램의 전류값을 감지하여 열부하 정도를 판단할 수 있다. 또한, 증발기(400)의 냉매 입구 측 및 출구 측에 냉매의 온도를 감지하는 제1 온도센서(341) 및 제2 온도센서(342)를 구비하고, 상기 제어부(350)가 제1 온도센서(341) 및 제2 온도센서(342)를 통해 열부하 정도를 판단하도록 할 수 있다. 또는, 상기 제어부(350)는 증발기(400)의 출구 측 압력 및 온도를 감지하여 열부하 정도를 판단하는 것도 가능하다.The control unit 350 can sense the degree of heat load by sensing the current value of the diaphragm of the superheat degree controlled expansion valve 310. A first temperature sensor 341 and a second temperature sensor 342 are provided on the refrigerant inlet side and the outlet side of the evaporator 400 to detect the temperature of the refrigerant. 341 and the second temperature sensor 342 to determine the degree of thermal load. Alternatively, the controller 350 may determine the degree of heat load by sensing the pressure and temperature at the outlet of the evaporator 400.

즉, 열부하 정도에 따라 과열도 제어식 팽창밸브(310)에 설치된 다이어프램에 의한 전류값의 변화가 발생하는데, 이러한 전류값의 변화를 제어부(350)에서 감지하여 유로 조절 밸브(330) 및 과열도 제어식 팽창밸브(310) 및 전자식 팽창밸브(320)의 개폐 여부를 결정할 수 있다. 이러한 구성을 통해, 외부 조건에 따른 팽창밸브(310,320)의 사용 조건을 설정하고, 각 팽창밸브(310,320)의 사용 여부를 자동으로 선택할 수 있다.That is, a change in the current value due to the diaphragm installed in the superheat degree control expansion valve 310 occurs depending on the degree of thermal load. The control unit 350 senses a change in the current value and controls the flow rate control valve 330, It is possible to determine whether the expansion valve 310 and the electronic expansion valve 320 are open or closed. With this configuration, the use conditions of the expansion valves 310 and 320 according to external conditions can be set, and the use of each of the expansion valves 310 and 320 can be automatically selected.

지금까지 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the vehicle air-conditioning system according to the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, it is to be understood that various modifications and equivalent embodiments are possible without departing from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the true technical protection should be determined by the technical idea of the appended claims.

100 : 압축기 200 : 응축기
310 : 과열도 제어식 팽창밸브 311 : 제1 분기유로
320 : 전자식 팽창밸브 321 : 제2 분기유로
330 : 유로 조절 밸브 341 : 제1 온도센서
342 : 제2 온도센서 350 : 제어부100: compressor 200: condenser
310: superheat degree controlled expansion valve 311: first branch flow path
320: Electronic expansion valve 321: Second branch flow path
330: flow control valve 341: first temperature sensor
342: second temperature sensor 350:

Claims (4)

냉매를 압축하여 송출하는 압축기(100)와, 상기 압축기(100)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(200)와, 상기 응축기(200)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 교축부 및 상기 교축부에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발 잠열에 의한 흡열 작용으로 실내로 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(400)를 포함하는 차량용 에어컨 시스템에 있어서,
상기 교축부는:
압력 변화에 따라 개도량이 결정되는 구동 방식의 과열도 제어식 팽창밸브(TXV: 310); 모터의 회전력에 의해 개도량이 결정되는 구동 방식의 전자식 팽창밸브(EXV: 320); 및 상기 과열도 제어식 팽창밸브(310)와 전자식 팽창밸브(320)에 선택적으로 냉매를 유동시키는 유로 조절 밸브(330)를 구비하고, 상기 과열도 제어식 팽창밸브(310)와 전자식 팽창밸브(320)는 냉매 유로(500) 상에서 병렬로 설치되며,
열부하 정도를 판단하여 상기 유로 조절 밸브(330)의 구동을 제어하는 것으로서, 고열부하 조건에서 상기 과열도 제어식 팽창밸브(310)를 작동시키고, 저열부하 조건에서 상기 전자식 팽창밸브(320)를 작동시키는 제어부(350)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.A condenser 200 for condensing the high-pressure refrigerant sent out from the compressor 100, a throttling portion for exchanging the refrigerant condensed and liquefied in the condenser 200, And an evaporator (400) for cooling the air discharged into the room by heat absorbing action due to the latent heat of evaporation of the refrigerant by heat-exchanging the low-pressure liquid refrigerant throttled by the throttle portion with the air blown toward the interior of the vehicle, In this case,
Wherein:
A superheat degree controlled expansion valve (TXV) 310 of a driving system in which the opening amount is determined according to a pressure change; An electronic expansion valve (EXV) 320 of a driving system in which the opening amount is determined by the rotational force of the motor; And a flow control valve 330 for selectively flowing the refrigerant to the superheat degree control type expansion valve 310 and the electronic expansion valve 320. The superheat degree control type expansion valve 310 and the electronic expansion valve 320 are connected to each other, Are installed in parallel on the refrigerant passage (500)
The degree of heat load is controlled to control the operation of the flow control valve 330, and the superheat degree control expansion valve 310 is operated in a high temperature load condition and the electronic expansion valve 320 is operated in a low temperature load condition And a control unit (350). 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제어부(350)는, 과열도 제어식 팽창밸브(310)의 다이어프램의 전류값을 감지하여 열부하 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the controller (350) senses the current value of the diaphragm of the superheat degree controlled expansion valve (310) to determine the degree of heat load. 제1 항에 있어서,
상기 증발기(400)의 냉매 입구 측 및 출구 측에 냉매의 온도를 감지하는 제1 온도센서(341) 및 제2 온도센서(342)를 구비하고, 상기 제어부(350)는 상기 제1 온도센서(341) 및 제2 온도센서(342)를 통해 열부하 정도를 판단하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.The method according to claim 1,
A first temperature sensor 341 and a second temperature sensor 342 for sensing the temperature of the refrigerant at the refrigerant inlet side and the outlet side of the evaporator 400. The controller 350 controls the first temperature sensor 341) and the second temperature sensor (342).
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