KR20150007091A - Air conditioner system for vehicle - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an air conditioner system for a vehicle, which is mounted in a vehicle wherein an engine for circulating a coolant is placed, and which includes an expansion valve, an evaporator, a compressor, and a condenser. The air conditioner system for a vehicle includes a heat exchanger where heat is exchanged between a refrigerant flowing through a suction pipe for connecting the evaporator and the compressor, and a coolant flowing through a coolant pipe connected with the engine. In the air conditioner system, the low temperature refrigerant supplied to the evaporator exchanges heat with the high temperature coolant supplied from the engine and then is supplied to the compressor in a heating and boosted state. Therefore, the air conditioner system for a vehicle can improve efficiency of the air conditioner system and the fuel even when using a compressor with a low compression ratio by supplying the refrigerant in the heating and boosted state through heat exchange with the coolant.

Description

차량용 에어컨 시스템{Air conditioner system for vehicle}[0001] Air conditioner system for vehicle [0002]

본 발명은 차량용 에어컨 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 엔진 및 컴프레셔(compressor)와 연결되는 열교환기를 통해 승압된 상태의 냉매를 컴프레셔에 공급하여 에어컨 시스템 효율 및 차량 연비가 향상되는 차량용 에어컨 시스템에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicular air conditioner system, and more particularly, to a vehicular air conditioner system in which refrigerant in a boosted state is supplied through a heat exchanger connected to an engine and a compressor of a vehicle, .

일반적으로 차량의 에어컨 시스템은 외부 온도 변화에 관계없이 차량 내부의 온도를 적당한 상태로 유지시키고 차량 내부의 습도 및 공기 환경을 운전자의 요구에 따라 적절히 유지시켜 줌으로써 운전자에게 보다 편리하고 쾌적한 환경을 제공하기 위해 사용된다.Generally, the air conditioner system of a vehicle maintains the temperature inside the vehicle in an appropriate condition regardless of changes in the external temperature and maintains the humidity and air environment inside the vehicle according to the demand of the driver, thereby providing a convenient and comfortable environment for the driver .

또한, 일반적으로 차량용 에어컨 시스템은 냉매를 압축시키는 컴프레셔, 압축기에서 압축된 냉매를 응축하여 액화시키는 응축기, 액화된 냉매를 단열팽창시켜 저온·저압의 냉매로 만드는 팽창밸브 및 팽창된 냉매를 이용하여 차량 실내와 열교환을 통해 공기의 온도를 낮추고 습도를 조절하는 증발기와 기타 부속 부품으로 구성된다. In general, a car air conditioner system includes a compressor for compressing a refrigerant, a condenser for condensing and liquefying the refrigerant compressed in the compressor, an expansion valve for expanding the liquefied refrigerant to a low temperature and low pressure refrigerant, It consists of an evaporator and other accessory parts that reduce the temperature of the air and adjust the humidity through heat exchange with the room.

특히, 현재 차량용 에어컨 시스템은 냉방 성능 향상, 차량 연비 향상 및 에어컨 시스템의 사이즈 축소화 등의 요구를 지속적으로 제기 받고 있는 상태이나 종래의 차량용 에어컨 시스템으로는 위와 같은 요구사항을 모두 만족시키기 어려운 문제가 있다.Particularly, currently, the air conditioner system of the vehicle continues to be demanded to improve the cooling performance, the fuel efficiency of the vehicle, and the size reduction of the air conditioner system. However, the conventional air conditioner system has a problem that it is difficult to satisfy all of the above requirements .

즉, 종래의 차량용 에어컨 시스템에서 차량 연비 향상 및 사이즈 축소화를 만족시키기 위해서는 컴프레셔의 용량을 축소하거나 컴프레셔의 타입 변경이 필요하나 단순한 컴프레셔의 용량 축소는 냉방 성능 저하를 가져와 양 조건을 모두 만족시키기 어려운 문제점이 있다.
That is, in order to satisfy vehicle fuel economy improvement and size reduction in a conventional vehicle air-conditioning system, it is necessary to reduce the capacity of the compressor or to change the type of the compressor, but the reduction of the capacity of the simple compressor causes deterioration in cooling performance, .

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 증발기와 컴프레셔를 연결시키는 석션배관을 통해 증발기로부터 공급되는 냉매와, 엔진과 연결되는 냉각수 배관을 통해 엔진으로부터 공급되는 냉각수를 열교환시키는 열교환기를 포함하여 냉각수와 열교환을 통해 가열·승압된 상태의 냉매를 컴프레셔에 공급함으로써 저압축비의 컴프레셔를 사용하여도 에어컨 시스템 효율 및 차량 연비가 향상되는 차량용 에어컨 시스템을 제공하고자 함에 있다.
In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a refrigeration system that includes a refrigerant supplied from an evaporator through a suction pipe connecting an evaporator and a compressor, and a heat exchanger for exchanging heat with cooling water supplied from an engine through a cooling water pipe connected to the engine The present invention is to provide a vehicle air conditioner system in which the efficiency of the air conditioner system and the fuel efficiency of the vehicle are improved even when a compressor having a low compression ratio is used by supplying refrigerant in a heated / boosted state through heat exchange with cooling water to the compressor.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 내부에 냉각수가 순환되는 엔진을 구비하는 차량에 장착되며, 팽창밸브. 증발기, 컴프레셔(compressor) 및 응축기를 포함하는 차량용 에어컨 시스템에서, 상기 증발기와 컴프레셔를 연결시키는 석션배관을 통해 유동되는 냉매와, 상기 엔진과 연결되는 냉각수 배관을 통해 유동되는 냉각수 사이에서 열교환이 이루어지는 열교환기를 포함하며, 상기 증발기로부터 공급되는 저온의 냉매가 상기 엔진으로부터 공급되는 고온의 냉각수와 열교환을 통해 가열·승압된 상태로 컴프레셔에 공급되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an expansion valve for a vehicle having an engine in which cooling water is circulated. In an automotive air conditioning system including an evaporator, a compressor and a condenser, heat exchange is performed between a refrigerant flowing through a suction pipe connecting the evaporator and the compressor and a cooling water flowing through a cooling water pipe connected to the engine Wherein the low-temperature refrigerant supplied from the evaporator is supplied to the compressor in a state where the refrigerant is heated and boosted through heat exchange with the high-temperature cooling water supplied from the engine.

또한, 상기 열교환기는 냉매 유로와 냉각수 유로가 서로 평행하게 이웃하여 교대로 배치되는 판형 열교환기로 형성되고, 상기 냉매 유로와 냉각수 유로 사이의 열교환을 통해 저온의 냉매가 가열·승압된 상태로 컴프레셔에 공급되는 것이 바람직하다.The heat exchanger is formed of a plate-type heat exchanger in which refrigerant channels and cooling water channels are alternately arranged in parallel to each other. The refrigerant is supplied to the compressor in a state where the low-temperature refrigerant is heated and boosted through heat exchange between the refrigerant channel and the cooling- .

또한, 상기 엔진과 열교환기 사이의 냉각수 배관 상에 배치되며 냉각수 온도에 따라 엔진에서 열교환기로 공급되는 냉각수의 양을 조절하는 제어밸브를 더 포함하는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable to further include a control valve disposed on the cooling water pipe between the engine and the heat exchanger and controlling the amount of cooling water supplied from the engine to the heat exchanger according to the cooling water temperature.

또한, 상기 제어밸브는, 상기 엔진으로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 유입구, 상기 열교환기로 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구, 상기 냉각수 유입구와 냉각수 배출구 사이에 배치되어 냉각수의 유동을 조절하는 피스톤, 상기 피스톤의 일단에서 연장되는 스프링, 상기 피스톤의 타단에서 연장되는 로드 및 냉각수 온도에 따라 상기 피스톤을 좌우로 이동시키는 로드가 내부에 활주 가능하도록 수용되는 감온부를 포함하는 것이 좋다.The control valve includes a cooling water inlet to which cooling water is supplied from the engine, a cooling water outlet to discharge cooling water to the heat exchanger, a piston to control the flow of cooling water, the piston being disposed between the cooling water inlet and the cooling water outlet, A rod extending from the other end of the piston, and a temperature sensing portion accommodated in the rod so that the rod for moving the piston in the left and right direction can be slid in accordance with the temperature of the cooling water.

나아가, 상기 제어밸브는, 상기 감온부의 내부에 왁스(wax)가 밀봉되어 냉각수 온도가 높아지면 왁스가 팽창되어 제어밸브가 열리고, 냉각수 온도가 낮아지면 왁스가 수축하여 제어밸브가 닫히는 왁스 펠릿 서모스탯(wax pellet thermostat)으로 형성되는 것이 바람직하다.
Further, when the temperature of the cooling water is increased due to the sealing of the wax within the thermostat, the control valve opens the control valve. When the temperature of the cooling water is lowered, the wax is contracted and the control valve is closed. (wax pellet thermostat).

상기와 같은 구성을 가지는 본 발명의 효과는, 열교환기를 사용하여 가열·승압된 상태의 냉매를 컴프레셔에 제공함으로써 종래 차량용 에어컨 시스템과 비교하였을 때 상대적으로 저압축비의 컴프레셔를 적용할 수 있어 에어컨 시스템 전체 사이즈를 더욱 축소시킬 수 있는 것이다.The effect of the present invention having the above-described structure can be achieved by providing a compressor with a refrigerant in a heated / boosted state using a heat exchanger, so that a compressor having a relatively low compression ratio can be applied as compared with a conventional air- The size can be further reduced.

또한, 저압축비 컴프레셔를 사용함으로써 에어컨의 작동 시 소요동력 및 토크를 감소시킬 수 있고 이에 따라 전체 에어컨 시스템의 효율이 상승되고 차량의 연비가 향상되는 효과가 있다.In addition, by using a low compression ratio compressor, the power and torque required for operation of the air conditioner can be reduced, thereby increasing the efficiency of the entire air conditioner system and improving the fuel efficiency of the vehicle.

또한, 엔진과 열교환기 사이에 제어밸브를 포함하여 냉각수가 저온일 경우 냉각수 배출구를 막아 엔진 자체의 웜엄(warm-up) 기능이 저하되는 것을 방지하고, 냉각수가 미리 정해진 온도 이상일 경우 냉각수 배출구를 열어 냉매와 냉각수 사이의 열교환이 일어나도록 하며, 냉각수가 충분히 웜업 되었을 경우 과도한 열교환에 의해 에어컨 시스템의 압력이 높아지는 것을 방지하기 위해 소량의 냉각수만 냉각수 배출구를 통과하도록 하는 효과가 있다.Further, a control valve is interposed between the engine and the heat exchanger to prevent a cooling-water outlet from being closed when the coolant is at a low temperature, thereby preventing a warm-up function of the engine from deteriorating. When the coolant is above a predetermined temperature, There is an effect that only a small amount of cooling water is allowed to pass through the cooling water outlet in order to prevent heat from being exchanged between the refrigerant and the cooling water and to prevent the pressure of the air conditioning system from being increased due to excessive heat exchange when the cooling water is sufficiently warmed up.

나아가, 제어밸브는 감온부 내부에 왁스가 밀봉되어 냉각수 온도가 높아지면 왁스가 팽창되어 제어밸브가 열리고, 냉각수 온도가 낮아지면 왁스가 수축하여 제어밸브가 닫히는 왁스 펠릿 서모스탯으로 형성되어 전자적인 제어 없이도 제어밸브가 항상 정해진 패턴으로 작동되도록 하는 효과가 있다.
Further, the control valve is formed of a wax pellet thermostat in which the wax is sealed and the control valve is closed when the wax is expanded and the control valve is opened when the cooling water temperature is high and the cooling water temperature is low. There is an effect that the control valve can always be operated in a predetermined pattern without the control valve.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템의 사이클을 도시한 흐름도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템의 일실시예를 도시한 사시도.
도 3은 도 2의 열교환기 부분을 확대한 확대도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템의 열교환기의 일실시예를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 B-B 선에 따른 단면도.
도 6은 종래 차량용 에어컨 시스템과 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템의 몰리에르선도를 비교한 비교 도표.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 제어밸브가 닫힌 모습을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 제어밸브가 열린 모습을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 제어밸브가 최대로 열린 모습을 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 에어컨 시스템의 로드의 이동에 따른 냉각수 배출구 측 유량을 나타낸 도표.1 is a flow chart showing a cycle of a vehicle air-conditioning system according to the present invention;
2 is a perspective view showing an embodiment of a vehicular air conditioning system according to the present invention.
FIG. 3 is an enlarged view of the heat exchanger portion of FIG. 2 enlarged. FIG.
4 is a perspective view showing an embodiment of a heat exchanger of a vehicular air-conditioning system according to the present invention.
5 is a cross-sectional view taken along the line BB in Fig.
6 is a comparative chart comparing a Mollier diagram of a conventional vehicle air-conditioning system and a vehicle air-conditioning system according to the present invention.
FIG. 7 is a sectional view showing a closed state of a control valve of a vehicular air-conditioning system according to an embodiment of the present invention; FIG.
FIG. 8 is a sectional view showing a control valve of an automotive air-conditioning system according to an embodiment of the present invention. FIG.
9 is a cross-sectional view showing a state in which a control valve of a vehicle air-conditioning system according to an embodiment of the present invention is opened to the maximum.
10 is a chart showing a flow rate on the side of the cooling water outlet according to the movement of the rod of the vehicle air-conditioning system according to the embodiment of the present invention.

이하, 첨부된 도면에 의거하여 본 발명에 대하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(100)은, 내부에 냉각수가 순환되는 엔진(10)을 구비하는 차량에 장착되며, 팽창밸브(20). 증발기(30), 컴프레셔(compressor, 40) 및 응축기(50)를 포함하는 차량용 에어컨 시스템에서, 상기 증발기(30)와 컴프레셔(40)를 연결시키는 석션배관(70)을 통해 유동되는 냉매와, 상기 엔진(10)과 연결되는 냉각수 배관(90)을 통해 유동되는 냉각수 사이에서 열교환이 이루어지는 열교환기(60)를 포함하며, 상기 증발기(30)로부터 공급되는 저온의 냉매가 상기 엔진(10)으로부터 공급되는 고온의 냉각수와 열교환을 통해 가열·승압된 상태로 컴프레셔(40)에 공급되는 것을 특징으로 한다.A vehicle air conditioning system (100) according to the present invention is mounted on a vehicle having an engine (10) in which cooling water is circulated, and an expansion valve (20). A refrigerant flowing through a suction pipe 70 connecting the evaporator 30 and the compressor 40 in the vehicle air-conditioning system including the evaporator 30, the compressor 40 and the condenser 50; And a heat exchanger (60) for exchanging heat between cooling water flowing through a cooling water pipe (90) connected to the engine (10), wherein low temperature refrigerant supplied from the evaporator (30) And is supplied to the compressor (40) in a state of heating / boosting through heat exchange with high temperature cooling water.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 증발기(30)와 컴프레셔(40)는 석션배관(70)에 의해 열교환기(60)와 상호 연결되어 있고, 상기 석션배관(70)의 내부에는 증발기(30)로부터 컴프레셔(40) 방향으로 냉매가 유동된다.1 and 3, the evaporator 30 and the compressor 40 are connected to each other by a suction pipe 70 and a heat exchanger 60. In the suction pipe 70, The refrigerant flows from the compressor 30 toward the compressor 40.

구체적으로 상기 석션배관(70)은 증발기(30)에서 열교환기(60)로 냉매가 공급되는 제 1 석션배관(72)과 열교환기(60)에서 컴프레셔(40)로 냉매가 토출되는 제 2 석션배관(74)으로 구분된다.The suction pipe 70 is connected to the suction pipe 70 through the first suction pipe 72 through which the refrigerant is supplied from the evaporator 30 to the heat exchanger 60 and the second suction pipe 72 through which the refrigerant is discharged from the heat exchanger 60 to the compressor 40. [ And a pipe 74.

상기 제 1 석션배관(72)에는 증발기(30)로부터 공급된 저온·저압의 냉매가 유동되고, 상기 제 2 석션배관(74)에는 제 1 석션배관(72)의 냉매보다 상대적으로 가열·승압된 냉매가 유동된다.The low-temperature and low-pressure refrigerant supplied from the evaporator 30 flows into the first suction pipe 72. The second suction pipe 74 is heated and boosted relative to the refrigerant of the first suction pipe 72 The refrigerant flows.

또한, 상기 엔진(10)과 열교환기(60)는 냉각수 배관(90)에 의해 상호 연결되어 있으며, 구체적으로 상기 엔진(10)으로부터 열교환기(60)로 냉각수가 공급되는 제 1 냉각수 배관(92)과 상기 열교환기(60)로부터 엔진(10)으로 냉각수가 토출되는 제 2 냉각수 배관(94)으로 구분된다.The engine 10 and the heat exchanger 60 are connected to each other by a cooling water pipe 90. Specifically, the engine 10 and the heat exchanger 60 are connected to each other by a first cooling water pipe 92 And a second cooling water pipe 94 through which the cooling water is discharged from the heat exchanger 60 to the engine 10.

상기 제 1 냉각수 배관(92)에는 엔진(10)으로부터 웜업된 냉각수가 유동되고, 상기 제 2 냉각수 배관(94)에는 열교환기(60)에서 저온·저압의 냉매와 열교환을 한 후 제 1 냉각수 배관(92)의 냉각수보다 상대적으로 저온의 냉각수가 유동된다.The cooling water warmed up from the engine 10 flows into the first cooling water pipe 92 and the heat is exchanged with the coolant of low temperature and low pressure in the heat exchanger 60 to the second cooling water pipe 94, The coolant of relatively lower temperature than the coolant of the coolant 92 flows.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 열교환기(60)는 냉매 유로(65)와 냉각수 유로(66)가 서로 평행하게 이웃하여 교대로 배치되는 판형 열교환기로 형성되고, 상기 열교환기(60)의 일측면에는 상기 제 1 석션배관(72)과 연결되는 냉매 입구 포트(61), 상기 제 2 석션배관(74)과 연결되는 냉매 출구 포트(63), 상기 제 1 냉각수 배관(92)과 연결되는 냉각수 입구 포트(62) 및 상기 제 2 냉각수 배관(94)과 연결되는 냉각수 출구 포트(64)가 형성된다.4 and 5, the heat exchanger 60 is formed by a plate-shaped heat exchanger in which a coolant passage 65 and a coolant passage 66 are disposed in parallel adjacent to each other and alternately arranged, and the heat exchanger 60 A refrigerant inlet port 61 connected to the first suction pipe 72, a refrigerant outlet port 63 connected to the second suction pipe 74, a first cooling water pipe 92 connected to the first suction pipe 72, A cooling water inlet port 62 to be connected and a cooling water outlet port 64 to be connected to the second cooling water pipe 94 are formed.

도 5 에 도시된 바와 같이, 상기 냉매 입구 포트(61)를 통해 열교환기(60)에 유입되어 냉매 출구 포트(63)를 통해 토출되는 냉매가 유동하는 냉매 유로(65)와 상기 냉각수 입구 포트(62)를 통해 열교환기(60)에 유입되어 냉각수 출구 포트(64)를 통해 토출되는 냉각수가 유동하는 냉각수 유로(66)는 서로 평행하게 교대로 쌓여있는 구조로 이루어져 있으며, 도시된 실시예에서 냉매는 상기 냉매 유로(65)를 통해 오른쪽으로 유동되고, 냉각수는 상기 냉각수 유로(66)를 통해 왼쪽으로 유동된다.A refrigerant passage 65 through which the refrigerant flowing into the heat exchanger 60 through the refrigerant inlet port 61 and discharged through the refrigerant outlet port 63 flows, And the cooling water flow paths 66 flowing into the heat exchanger 60 through the cooling water outlet port 64 and flowing through the cooling water outlet port 64 are alternately stacked in parallel with each other. In the illustrated embodiment, Flows to the right through the refrigerant passage (65), and the cooling water flows to the left through the cooling water passage (66).

냉매와 냉각수가 서로 교차하며 반대 방향으로 유동함으로써, 냉매와 냉각수 사이에 열교환이 일어나고 저온·저압의 냉매가 웜업된 냉각수에 의해 가열·승압된 상태로 컴프레셔(40)에 공급된다.Heat exchange occurs between the refrigerant and the cooling water, and the low-temperature and low-pressure refrigerant is supplied to the compressor (40) while being heated and boosted by the warmed-up cooling water.

따라서, 1차적으로 가열·승압된 냉매가 상기 컴프레셔(40)로 유입되므로 컴프레셔(40)는 상대적으로 소요 동력이 적게 소모되는 저압축비 컴프레셔로 구성될 수 있고, 이에 따라 에어컨 시스템의 효율 및 차량의 연비가 향상된다.Accordingly, since the refrigerant heated and boosted primarily flows into the compressor 40, the compressor 40 can be configured with a low compression ratio compressor that consumes a relatively small amount of power, Fuel economy is improved.

일반적으로 종래의 차량용 에어컨 시스템에서는 보통 8~10 정도의 압축비를 가지는 컴프레셔가 사용된 반면, 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(100)에서는 3~5 정도의 저압축비 컴프레셔가 사용되는 것이 바람직하다.Generally, in a conventional air conditioner system, a compressor having a compression ratio of about 8 to 10 is used. On the other hand, in the air conditioner system 100 according to the present invention, a low compression ratio compressor of about 3 to 5 is preferably used.

도 6은 종래 차량용 에어컨 시스템과 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(100)의 몰리에르선도를 비교하는 도면이다.6 is a view for comparing a Mollier diagram of a conventional vehicle air-conditioning system and a vehicle air-conditioning system 100 according to the present invention.

몰리에르선도란 냉매의 모든 상태 및 열역학적 변화를 나타내는 도표로, 가로축에 냉매의 엔탈피(KJ/Kg), 세로축에 냉매의 압력(Bar)를 취하는 도표이다.Moliere is a diagram of all states and thermodynamic changes of refrigerant, with the enthalpy of refrigerant (KJ / Kg) on the horizontal axis and the pressure of the refrigerant (Bar) on the vertical axis.

도 6에 도시된 바와 같이, 종래 차량용 에어컨 시스템에서 사용된 컴프레셔의 소요 동력(ⓐ) 및 압축비(ⓒ)는 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(100)에서 사용된 컴프레셔(40)의 소요 동력(ⓑ) 및 압축비(ⓓ)보다 상대적으로 크고, 종래 차량용 에어컨 시스템과 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(100)의 냉방 성능(ⓔ)은 동일하다.6, the required power (a) and the compression ratio (c) of the compressor used in the conventional vehicular air conditioning system are determined by the required power (b) of the compressor 40 used in the vehicular air conditioning system 100 according to the present invention And the compression ratio (d), and the cooling performance (e) of the conventional air conditioner system and the air conditioner system 100 according to the present invention are the same.

이에 따라, 냉방 성능/소요 동력으로 정의되는 에어컨 시스템의 효율(coefficient of performance, COP)은 종래 차량용 에어컨 시스템(ⓔ/ⓐ)에서 보다 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(ⓔ/ⓑ)에서 현저하게 높아지게 된다.Accordingly, the coefficient of performance (COP) of the air conditioning system, which is defined as the cooling performance / power required, is significantly higher in the vehicle air conditioning system (e / b) according to the present invention than in the conventional air conditioning system do.

도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 에어컨 시스템(100)은 상기 제 1 냉각수 배관(92) 상에 배치되며 냉각수 온도에 따라 엔진(10)에서 열교환기(60)로 공급되는 냉각수의 양을 조절하는 제어밸브(80)를 더 포함하는 것이 바람직하다.2 and 7, the vehicle air-conditioning system 100 according to the present invention is disposed on the first cooling water pipe 92 and is supplied from the engine 10 to the heat exchanger 60 according to the cooling water temperature And a control valve 80 for controlling the amount of the cooling water.

상기 제어밸브(80)는 상기 엔진(10)으로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 유입구(81), 상기 열교환기(60)로 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구(82), 상기 냉각수 유입구(81)와 냉각수 배출구(82) 사이에 배치되어 냉각수의 유동을 조절하는 피스톤(83), 상기 피스톤(83)의 일단에서 연장되는 스프링(84), 상기 피스톤(83)의 타단에서 연장되는 로드(85) 및 냉각수 온도에 따라 상기 피스톤(83)을 좌우로 이동시키는 로드(85)가 내부에 활주 가능하도록 수용되는 감온부(86)를 포함한다.The control valve 80 includes a cooling water inlet 81 for supplying cooling water from the engine 10, a cooling water outlet 82 for discharging cooling water to the heat exchanger 60, a cooling water inlet 81, A spring 83 extending from one end of the piston 83; a rod 85 extending from the other end of the piston 83; And a rod 85 for moving the piston 83 in the left and right direction is accommodated so as to be slidable therein.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 유입구(81)로 공급되는 냉각수가 저온일 경우 제어밸브(80)의 피스톤(83)은 스프링(84)의 탄성력에 의해 지지되고 이때 상기 냉각수 배출구(82)는 막혀있게 된다.7, when the cooling water supplied to the cooling water inlet 81 is low, the piston 83 of the control valve 80 is supported by the elastic force of the spring 84, .

따라서 냉각수는 상기 열교환기(60)로 공급되지 않고 엔진(10) 내부를 순환하며 가열되어 엔진(10) 자체의 웜업 기능이 저하되지 않게 하는 효과가 있다.Therefore, the cooling water is circulated inside the engine 10 without being supplied to the heat exchanger 60, so that the warming function of the engine 10 itself is not deteriorated.

도 8에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 유입구(81)로 공급되는 냉각수가 미리 정해진 온도 이상일 경우(예를 들어, 냉각수 온도가 50° 이상일 경우) 상기 감온부(86)는 스프링(84)의 탄성력을 넘어서는 힘을 로드(85)에 가하고 로드(85)는 도시된 실시예에서 왼쪽으로 이동되며 로드(85)의 이동에 따라 피스톤(83)도 왼쪽으로 이동되어 막혀있던 냉각수 배출구(82)가 열리게 된다.8, when the cooling water supplied to the cooling water inlet 81 is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, when the cooling water temperature is 50 ° or higher), the warming portion 86 is urged by the spring force of the spring 84 The rod 85 is moved to the left in the illustrated embodiment and the piston 83 is also moved to the left in accordance with the movement of the rod 85 to open the chilled water outlet 82 which was blocked do.

이때 상기 냉각수 배출구(82)를 통해 열교환기(60)에 공급된 냉각수와 증발기(30)에서 열교환기(60)로 공급된 냉매가 상호 열교환하여 가열·승압된 냉매가 컴프레셔(40)에 공급되게 된다.At this time, the cooling water supplied to the heat exchanger 60 through the cooling water outlet 82 and the refrigerant supplied from the evaporator 30 to the heat exchanger 60 heat-exchange each other and the refrigerant heated and boosted is supplied to the compressor 40 do.

도 9에 도시된 바와 같이, 상기 냉각수 유입구(81)로 공급되는 냉각수가 미리 정해진 온도를 훨씬 넘어서는 온도일 경우(예를 들어, 냉각수 온도가 100° 이상일 경우) 상기 감온부(86)는 로드(85)에 최대의 힘을 가해 로드(85)가 최대로 이동되게 한다.9, when the cooling water supplied to the cooling water inlet 81 is at a temperature well above a predetermined temperature (for example, when the cooling water temperature is 100 ° or more), the temperature sensing unit 86 is connected to the rod 85 so as to move the rod 85 to its maximum extent.

이때 도시된 실시예에서 상기 피스톤(83)의 경사진 형태로 형성된 피스톤(83) 단부는 냉각수 유입구(81) 사이에 오게 되고, 과도한 열교환에 의해 차량용 에어컨 시스템(100)의 압력이 높아지는 것을 방지하게 위해 소량의 냉각수만을 냉각수 배출구(82)를 통해 열교환기(60)에 공급하게 된다.At this time, in the illustrated embodiment, the end of the piston 83 formed in an inclined shape of the piston 83 comes between the cooling water inlets 81 and prevents the pressure of the automotive air conditioning system 100 from being increased by excessive heat exchange Only a small amount of cooling water is supplied to the heat exchanger 60 through the cooling water outlet 82.

즉, 도 10에 도시된 바와 같이, 냉각수 온도가 일정 온도에 도달할 때까지 상기 로드(85)의 이동에 따라 냉각수의 유량은 점차 증가하다가 냉각수의 온도가 미리 정해진 온도를 넘어서면 감소하기 시작하여 냉각수의 유량은 일정한 유량으로 수렴하게 된다.That is, as shown in FIG. 10, the flow rate of the cooling water gradually increases with the movement of the rod 85 until the temperature of the cooling water reaches a predetermined temperature, and starts to decrease when the temperature of the cooling water exceeds a predetermined temperature The flow rate of the cooling water converges at a constant flow rate.

또한, 도 7 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제어밸브(80)는, 상기 감온부(86)의 내부에 왁스(wax, 87)가 밀봉되어 냉각수 온도가 높아지면 왁스(87)가 팽창되어 제어밸브(80)가 열리고, 냉각수 온도가 낮아지면 왁스(87)가 수축하여 제어밸브(80)가 닫히는 왁스 펠릿 서모스탯(wax pellet thermostat)으로 형성되는 것을 특징으로 한다.7 to 9, when the temperature of the cooling water is increased by sealing the wax 87 inside the warming portion 86, the control valve 80 is opened and closed by the wax 87, A wax pellet thermostat is formed in which the control valve 80 is opened and the wax 87 is contracted and the control valve 80 is closed when the cooling water temperature is lowered.

즉, 상기 감온부(86)의 케이스와 상기 로드(85) 사이에 왁스(87)를 가득 채워넣고 감온부(86)의 입구를 고무(88)로 밀봉하여 냉각수 온도가 미리 정해진 온도 이상으로 높아지면 왁스(87)가 팽창되어 로드(85)가 도시된 실시예에서 왼쪽으로 이동되고 상기 로드(85)의 이동에 따라 피스톤(83)도 왼쪽으로 이동되어 제어밸브(80)가 열리게 된다.That is, the wax 87 is filled between the case of the warming unit 86 and the rod 85 and the inlet of the warming unit 86 is sealed with the rubber 88 so that the cooling water temperature is raised to a predetermined temperature or higher The ground wax 87 is inflated and the rod 85 is moved to the left in the illustrated embodiment and the piston 83 is also moved to the left as the rod 85 is moved to open the control valve 80.

반대로 냉각수 온도가 미리 정해진 온도 이하로 낮아지면 왁스(87)는 수축되고 상기 스프링(84)의 탄성력에 의해 도시된 실시예에서 피스톤(83)은 오른쪽으로 이동되어 제어밸브(80)가 닫히게 된다.Conversely, if the coolant temperature falls below a predetermined temperature, the wax 87 contracts and the piston 83 is moved to the right in the illustrated embodiment by the resiliency of the spring 84, causing the control valve 80 to close.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.

10 : 엔진 20 : 팽창밸브
30 : 증발기 40 : 컴프레셔
50 : 응축기 60 : 열교환기
61 : 냉매 입구 포트 62 : 냉각수 입구 포트
63 : 냉매 출구 포트 64 : 냉각수 출구 포트
65 : 냉매 유로 66 : 냉각수 유로
70 : 석션배관 72 : 제 1 석션배관
74 : 제 2 석션배관 80 : 제어밸브
81 : 냉각수 유입구 82 : 냉각수 배출구
83 : 피스톤 84 : 스프링
85 : 로드 86 : 감온부
87 : 왁스 88 : 고무
90 : 냉각수 배관 92 : 제 1 냉각수 배관
94 : 제 2 냉각수 배관 100 : 차량용 에어컨 시스템10: engine 20: expansion valve
30: Evaporator 40: Compressor
50: condenser 60: heat exchanger
61: Refrigerant inlet port 62: Coolant inlet port
63: Refrigerant outlet port 64: Coolant outlet port
65: refrigerant flow path 66: cooling water flow path
70: Suction piping 72: First suction piping
74: second suction piping 80: control valve
81: cooling water inlet 82: cooling water outlet
83: piston 84: spring
85: load 86:
87: Wax 88: Rubber
90: Cooling water piping 92: First cooling water piping
94: Second cooling water piping 100: Car air-conditioning system

Claims (5)

내부에 냉각수가 순환되는 엔진을 구비하는 차량에 장착되며, 팽창밸브. 증발기, 컴프레셔(compressor) 및 응축기를 포함하는 차량용 에어컨 시스템에서,
상기 증발기와 컴프레셔를 연결시키는 석션배관을 통해 유동되는 냉매와, 상기 엔진과 연결되는 냉각수 배관을 통해 유동되는 냉각수 사이에서 열교환이 이루어지는 열교환기; 를 포함하며,
상기 증발기로부터 공급되는 저온의 냉매가 상기 엔진으로부터 공급되는 고온의 냉각수와 열교환을 통해 가열·승압된 상태로 컴프레셔에 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
The expansion valve being mounted to a vehicle having an engine in which cooling water is circulated inside. In an automotive air conditioning system including an evaporator, a compressor and a condenser,
A heat exchanger for exchanging heat between a refrigerant flowing through a suction pipe connecting the evaporator and the compressor and a cooling water flowing through a cooling water pipe connected to the engine; / RTI >
Wherein the low-temperature refrigerant supplied from the evaporator is supplied to the compressor in a state of being heated and boosted through heat exchange with high-temperature cooling water supplied from the engine.
제 1 항에 있어서,
상기 열교환기는 냉매 유로와 냉각수 유로가 서로 평행하게 이웃하여 교대로 배치되는 판형 열교환기로 형성되고,
상기 냉매 유로와 냉각수 유로 사이의 열교환을 통해 저온의 냉매가 가열·승압된 상태로 컴프레셔에 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
The method according to claim 1,
Wherein the heat exchanger is formed by a plate-like heat exchanger in which a coolant channel and a coolant channel are alternately arranged in parallel adjacent to each other,
Wherein the low-temperature refrigerant is supplied to the compressor in a state where the low-temperature refrigerant is heated and boosted through heat exchange between the refrigerant passage and the cooling water passage.
제 1 항에 있어서,
상기 엔진과 열교환기 사이의 냉각수 배관 상에 배치되며 냉각수 온도에 따라 엔진에서 열교환기로 공급되는 냉각수의 양을 조절하는 제어밸브; 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
The method according to claim 1,
A control valve disposed on the cooling water pipe between the engine and the heat exchanger and regulating the amount of cooling water supplied from the engine to the heat exchanger according to the cooling water temperature; Further comprising: an air conditioner for air conditioning the vehicle.
제 3 항에 있어서, 상기 제어밸브는,
상기 엔진으로부터 냉각수가 공급되는 냉각수 유입구;
상기 열교환기로 냉각수가 배출되는 냉각수 배출구;
상기 냉각수 유입구와 냉각수 배출구 사이에 배치되어 냉각수의 유동을 조절하는 피스톤;
상기 피스톤의 일단에서 연장되는 스프링;
상기 피스톤의 타단에서 연장되는 로드; 및
냉각수 온도에 따라 상기 피스톤을 좌우로 이동시키는 로드가 내부에 활주 가능하도록 수용되는 감온부; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.
The control valve according to claim 3,
A cooling water inlet through which cooling water is supplied from the engine;
A cooling water outlet through which the cooling water is discharged to the heat exchanger;
A piston disposed between the cooling water inlet and the cooling water outlet to adjust the flow of the cooling water;
A spring extending from one end of the piston;
A rod extending from the other end of the piston; And
A temperature sensing unit accommodated in such a manner that a rod for moving the piston in the left and right direction according to the cooling water temperature is slidable therein; And a controller for controlling the air conditioner.
제 4 항에 있어서, 상기 제어밸브는,
상기 감온부의 내부에 왁스(wax)가 밀봉되어 냉각수 온도가 높아지면 왁스가 팽창되어 제어밸브가 열리고, 냉각수 온도가 낮아지면 왁스가 수축하여 제어밸브가 닫히는 왁스 펠릿 서모스탯(wax pellet thermostat)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨 시스템.The control valve according to claim 4,
When the temperature of the cooling water is increased due to the sealing of the wax inside the thermosensitive part, the wax is expanded to open the control valve. When the temperature of the cooling water is lowered, the wax is contracted to form a wax pellet thermostat The air conditioning system comprising:
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100457660B1 (en) * 2002-10-31 2004-11-18 현대자동차주식회사 CO2 aircondination system for automobile
KR100876063B1 (en) * 2008-01-25 2008-12-26 엘에스엠트론 주식회사 Engine coolant system in gas engine driven heat pump
JP4262346B2 (en) * 1999-01-27 2009-05-13 本田技研工業株式会社 thermostat
KR20130063945A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 현대자동차주식회사 Heat exchanger for lpi vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4262346B2 (en) * 1999-01-27 2009-05-13 本田技研工業株式会社 thermostat
KR100457660B1 (en) * 2002-10-31 2004-11-18 현대자동차주식회사 CO2 aircondination system for automobile
KR100876063B1 (en) * 2008-01-25 2008-12-26 엘에스엠트론 주식회사 Engine coolant system in gas engine driven heat pump
KR20130063945A (en) * 2011-12-07 2013-06-17 현대자동차주식회사 Heat exchanger for lpi vehicle

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