KR20170015756A - Heat pump system for vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로 입구측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로 입구측에 제2블로어를 설치하며, 상기 제1블로어와 제2블로어를 원심팬의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상태에서 상,하 방향으로 일부 중첩되게 배치한 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle heat pump system, and more particularly, to a system for installing a condenser in a hot air passage in an air conditioning case and an evaporator in a cold air passage to perform cooling and heating, The first blower and the second blower are arranged so as to partially overlap each other in the upward and downward directions with the first blower and the second blower being staggered from each other in the axial direction of the centrifugal fan To a vehicle heat pump system.
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.1, a general automotive air conditioning system generally includes a
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.When the cooling switch (not shown) of the air conditioning system is turned on, the
상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 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.The evaporator is installed inside the air conditioner case installed in the vehicle interior to serve as a cooling unit. That is, air blown by a blower (not shown) flows through the
또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어(미도시)를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터(미도시)를 이용하게 된다.The interior of the vehicle interior is heated using an electric heater (not shown) installed inside the air conditioning case or using a heater core (not shown) circulating the engine cooling water or installed inside the air conditioning case .
한편, 상기 응축기(2)는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.On the other hand, the
최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 좌,우 구획되게 형성하고, 상기 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)를 설치하며, 상기 온풍통로(12)에는 난방을 위한 응축기(2)를 설치한 구조이다.2. Description of the Related Art In recent years, a heat pump system has been developed that performs cooling and heating using only a refrigeration cycle. As shown in Fig. 2, a
이때, 상기 공조케이스(10)의 출구측에는 차실내로 공기를 공급하는 공기토출구(15)와, 차실외로 공기를 방출하는 공기방출구(16)가 형성된다.At this time, an
또한, 상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)의 각 입구측에는 개별작동하는 블로어(20)가 각각 설치된다.The
상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)가 좌,우(차량 폭방향)로 배치되므로, 상기 두 개의 블로어(20)도 좌,우로 배치된다.Since the
따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.Therefore, in the cooling mode, the cold air cooled while passing through the
난방모드시에는 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍이 상기 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.In the heating mode, hot air heated while passing through the
그러나, 상기 종래기술은, 상기 증발기(4)가 설치된 냉풍통로(11)와 응축기(2)가 설치된 온풍통로(12)가 좌,우(차량 폭방향)로 배치되기 때문에 상기 두 개의 블로어(20)도 좌,우로 서로 이격되어 배치되는 구조로 인해 공간을 많이 차지함은 물론 시스템의 패키지가 증대되어 중량도 증가하는 문제가 있었다.However, in the related art, since the
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로 입구측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로 입구측에 제2블로어를 설치하며, 상기 제1블로어와 제2블로어를 원심팬의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상태에서 상,하 방향으로 일부 중첩되게 배치함으로써, 두 개의 블로어를 사용하는 시스템에서 블로어의 배치 구조를 개선하여 공간 효율을 극대화 할 수 있고, 이로인해 시스템의 패키지 축소 및 중량을 절감할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는데 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a system in which a condenser is installed in a hot air passage in an air conditioning case and an evaporator is installed in a cold air passage to perform cooling and heating, And the second blower is disposed on the cold air passage inlet side so that the first blower and the second blower are partially overlapped in the upward and downward directions while being staggered from each other in the axial direction of the centrifugal fan, The present invention is to provide a vehicular heat pump system that can maximize space efficiency by improving the arrangement structure of blowers in a system using a blower, thereby reducing package size and weight of the system.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기, 응축기, 팽창수단, 증발기가 냉매순환라인으로 연결되어 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 증발기가 설치되는 냉풍통로 및 상기 응축기가 설치되는 온풍통로가 구획 형성되는 공조케이스와, 상기 공조케이스의 온풍통로 입구측에 설치되며 상기 온풍통로로 공기를 송풍하도록 원심팬을 구비한 제1블로어와, 상기 공조케이스의 냉풍통로 입구측에 설치되며 상기 냉풍통로로 공기를 송풍하도록 원심팬을 구비한 제2블로어를 포함하며, 상기 제1블로어와 제2블로어는, 상기 원심팬의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상태에서 상,하 방향으로 일부 중첩되게 배치된 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a heat pump system for a vehicle including a compressor, a condenser, an expansion device, and an evaporator connected to a refrigerant circulation line, wherein the cold air passage in which the evaporator is installed and the hot air passage in which the condenser is installed A first blower provided on an air inlet side of the air conditioning case and having a centrifugal fan for blowing air to the hot air passage; and a second blower provided on the cold air passage entrance side of the air conditioning case, And a second blower having a centrifugal fan for blowing air into the centrifugal fan, wherein the first blower and the second blower are arranged so as to be partially overlapped in the upward and downward directions while being staggered from each other in the axial direction of the centrifugal fan .
본 발명은, 공조케이스내의 온풍통로에 응축기를 설치하고, 냉풍통로에는 증발기를 설치하여 냉,난방을 수행하는 시스템에서, 상기 온풍통로 입구측에 제1블로어를 설치하고, 상기 냉풍통로 입구측에 제2블로어를 설치하며, 상기 제1블로어와 제2블로어를 원심팬의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상태에서 상,하 방향으로 일부 중첩되게 배치함으로써, 두 개의 블로어를 사용하는 시스템에서 블로어의 배치 구조를 개선하여 공간 효율을 극대화 할 수 있고, 이로인해 시스템의 패키지 축소 및 중량을 절감할 수 있다.The present invention is a system for installing a condenser in a hot air passage in an air conditioning case and installing an evaporator in a cold air passage to perform cooling and heating in a system in which a first blower is provided on the inlet side of the hot air passage, The first blower and the second blower are arranged to be partially overlapped in the upward and downward directions while being staggered from each other in the axial direction of the centrifugal fan so that the arrangement of the blower in the system using two blowers It is possible to improve the structure to maximize the space efficiency, thereby reducing the package size and weight of the system.
또한, 상기 제1,2블로어의 각 원심팬이 서로 반대방향으로 회전하도록 구성됨과 아울러 상기 제1,2블로어의 각 스크롤케이스의 스크롤방향도 서로 반대방향으로 배치함으로써, 공간 효율을 더욱 극대화하여 시스템의 패키지 및 중량을 더욱 축소할 수 있다.In addition, since the centrifugal fans of the first and second blowers rotate in opposite directions and the scroll directions of the scroll cases of the first and second blowers are arranged in directions opposite to each other, It is possible to further reduce the package and weight of the package.
도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템의 냉동사이클을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 사시도,
도 4는 도 3의 평면도,
도 5는 도 3의 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 내기유입모드 상태를 나타내는 사시도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 외기유입모드 상태를 나타내는 사시도,
도 8은 도 5의 A-A선 단면도,
도 9는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 냉방모드를 나타내는 단면도,
도 10은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 난방모드를 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a refrigeration cycle of a general automotive air conditioning system;
2 is a configuration diagram showing a conventional vehicle heat pump system,
3 is a perspective view showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention,
Fig. 4 is a plan view of Fig. 3,
Fig. 5 is a side view of Fig. 3,
6 is a perspective view showing a state of the inflow entering mode of the vehicle heat pump system according to the present invention,
7 is a perspective view showing a state of the outside air inflow mode of the vehicle heat pump system according to the present invention,
8 is a sectional view taken along the line AA in Fig. 5,
9 is a sectional view showing a cooling mode of a heat pump system for a vehicle according to the present invention,
10 is a sectional view showing a heating mode of a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 압축기(100) -> 응축기(102) -> 팽창수단(103) -> 증발기(104)를 냉매순환라인(R)으로 연결하여, 상기 증발기(104)를 통해 냉방을 수행하고 상기 응축기(102)를 통해 난방을 수행하는 시스템이다.As shown in the figure, the heat pump system for a vehicle according to the present invention includes a
먼저, 상기 압축기(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(104)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출하게 된다.First, the
상기 응축기(102)는, 공냉식 응축기로서, 상기 압축기(100)에서 배출되어 응축기(102)의 내부를 유동하는 고온 고압의 기상 냉매와 상기 응축기(102)를 통과하는 공기를 상호 열교환시키게 되며, 이 과정에서 냉매는 응축되고, 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 된다.The
이러한 상기 응축기(102)는, 냉매순화라인(냉매파이프)(R)을 지그재그 형태로 구성한 후 방열핀(미도시)을 설치한 구조, 또는 복수개의 튜브(미도시)를 적층하고 각 튜브의 사이에 방열핀을 설치한 구조로 구성할 수 있다.The
따라서, 상기 압축기(100)에서 배출된 고온 고압의 기상 냉매가 상기 지그재그 형태의 냉매순환라인(R) 또는 복수개 튜브를 따라 유동하면서 공기와 열교환하여 응축되고, 이때 상기 응축기(102)를 통과하는 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 되는 것이다.Accordingly, the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure discharged from the
그리고, 상기 팽창수단(103)은 상기 응축기(102)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(104)로 보내게 된다.The expansion means 103 expands the liquid refrigerant flowing out of the
상기 팽창수단(103)으로는 팽창밸브 또는 오리피스 구조를 사용할 수 있다.As the expansion means 103, an expansion valve or an orifice structure may be used.
상기 증발기(104)는 상기 팽창수단(103)에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110)내의 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각하게 된다.The
계속해서, 상기 증발기(104)에서 증발하여 배출된 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(100)에 흡입되어 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.Subsequently, the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant evaporated in the
아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 증발기(104)를 통과하면서 증발기(104)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어지고,In the refrigerant circulation process as described above, air in the interior of the vehicle is circulated through the
차량 실내의 난방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 응축기(102)를 통과하면서 응축기(102)의 내부를 순환하는 고온 고압의 기상 냉매의 방열로 가열되어 뜨거워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.In the heating of the interior of the vehicle, air blown from the
한편, 상기 압축기(100)와 상기 응축기(공냉식 응축기)(102) 사이의 냉매순환라인(R)에는, 냉매와 냉각수를 열교환시키는 수냉식 응축기(101)가 설치될 수 있다.A water-cooled
상기 수냉식 응축기(101)는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키게 되며, 이로인해 상기 수냉식 응축기(101)의 하류에 있는 상기 응축기(공냉식 응축기)(102)의 전체 영역을 과냉영역으로 설정할 수 있어 결국 상기 증발기(104)로 유동하는 냉매의 온도를 더욱 낮추어 냉방성능을 향상할 수 있다.The water-cooled
또한, 상기 수냉식 응축기(101)와 상기 응축기(102) 사이의 냉매순환라인(R)에는 기상냉매와 액상냉매를 분리하는 리시버드라이어(102a)가 설치된다.A refrigerant circulation line (R) between the water-cooled condenser (101) and the condenser (102) is provided with a receiver dryer (102a) for separating the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant.
그리고, 상기 공조케이스(110)는, 그 내부를 구획하는 구획벽(113)에 의해 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)가 구획 형성된다.The
상기 구획벽(113)은, 상기 공조케이스(110)의 내부를 상,하로 구획하도록 형성되어, 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)는 공조케이스(110)의 내부에서 상,하로 배치된다.The
다시말해, 상기 온풍통로(112)는 상기 구획벽(113)을 기준으로 상부에 배치되고, 상기 냉풍통로(111)는 상기 구획벽(113)을 기준으로 하부에 배치되는 것이다.In other words, the
또한, 상기 온풍통로(112)에는 상기 응축기(102)가 설치되고, 상기 냉풍통로(111)에는 상기 증발기(104)가 설치되는데, 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)의 상,하 배치 구조로 인해 상기 응축기(102)와 증발기(104)도 상,하로 배치되게 된다.The
아울러, 상기 응축기(102)는 상기 온풍통로(112)내에서 일정각도 경사지게 설치되고, 상기 증발기(104)는 상기 냉풍통로(111)내에서 일정각도 경사지게 설치되는데, 이때 상기 공조케이스(110)내에서 상,하로 배치되는 상기 응축기(102)와 증발기(104)는 상,하방향으로 일부 중첩되게 배치되어 시스템의 패키지를 더욱 축소하게 된다.In addition, the
한편, 상기 구획벽(113)에는 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)를 연통시키는 바이패스통로가 형성될 수 있는데, 이 경우 상기 바이패스통로는 바이패스도어에 의해 개폐된다.On the other hand, the bypass passage for communicating the
그리고, 상기 공조케이스(110)의 입구측에는 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기를 송풍하는 송풍장치(130)가 설치된다.An
상기 송풍장치(130)는, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 입구(112a)측에 설치되며 상기 온풍통로(112)로 공기를 송풍하도록 원심팬(132)을 구비한 제1블로어(130a)와, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구(111a)측에 설치되며 상기 냉풍통로(111)로 공기를 송풍하도록 원심팬(136)을 구비한 제2블로어(130b)로 이루어진다.The
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)의 상,하 배치에 대응하여 상,하로 배치된다.The
그리고, 상기 상측에 배치된 제1블로어(130a)와 하측에 배치된 제2블로어(130b)는, 도 8과 같이 상기 원심팬(132,136)의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상태에서 상,하 방향(원심팬의 축방향에 대해 직각방향)으로 일부 중첩되게 배치된다.8, the
이처럼, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)가 서로 엇갈린 상태에서 상,하방향으로 일부 중첩되게 구성됨으로써 공간 효율을 극대화할 수 있어 시스템의 패키지 축소 및 중량을 더욱 절감할 수 있다.As described above, since the
상기 제1블로어(130a)는, 상기 온풍통로(112) 입구(112a)측에 연결되는 스크롤케이스(131)와, 상기 스크롤케이스(131)의 내부에 회전가능하게 설치되는 원심팬(132)과, 상기 스크롤케이스(131)의 측면에 설치되어 상기 원심팬(132)을 회전시키는 모터(133)로 이루어진다.The
또한, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131)에서 상기 모터(133)의 반대편 측면에는 내,외기가 유입되는 인렛링(131a)이 형성된다.An
즉, 상기 스크롤케이스(131)에서 후술하는 인테이크 덕트(140)가 설치되는 측면에는 상기 인렛링(131a)이 형성되고, 그 반대편 측면에는 상기 모터(133)가 설치되는 것이다.That is, the
상기 제2블로어(130b)는, 상기 냉풍통로(111) 입구(111a)측에 연결되는 스크롤케이스(135)와, 상기 스크롤케이스(135)의 내부에 회전가능하게 설치되는 상기 원심팬(136)과, 상기 스크롤케이스(135)의 측면에 설치되어 상기 원심팬(136)을 회전시키는 모터(137)로 이루어진다.The
또한, 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135)에서 상기 모터(137)의 반대편 측면에는 내,외기가 유입되는 인렛링(135a)이 형성된다.In the
즉, 상기 스크롤케이스(135)에서 후술하는 인테이크 덕트(140)가 설치되는 측면에는 상기 인렛링(135a)이 형성되고, 그 반대편 측면에는 상기 모터(137)가 설치되는 것이다.That is, the
그리고, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 각각의 원심팬이 동일방향에서 공기를 흡입하도록 구성된다.The
이로힌해, 상기 제1블로어(130a)의 인렛링(131a)과 상기 제2블로어(130b)의 인렛링(135a)은, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131)와 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135)에서 동일방향 측면에 형성된다.The
한편, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 각각의 모터(133,137) 회전축은 동일 방향으로 배치된다.On the other hand, the rotating shafts of the
그리고, 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 스크롤케이스(131,135)는, 각각 내부에 설치된 원심팬(132,136)을 중심으로 스크롤 형태로 형성된다. 따라서, 상기 스크롤케이스(131,135)의 내부에서 상기 원심팬(132,136) 둘레의 공기통로는 스크롤 시작지점에서부터 끝지점으로 갈수록 그 단면적이 점차 커지게 된다.The
이때, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131) 스크롤방향과, 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135) 스크롤방향은 서로 반대방향으로 형성되고,At this time, the scroll direction of the
상기 제1블로어(130a)의 원심팬(132)과, 상기 제2블로어(130b)의 원심팬(136)은 서로 반대방향으로 회전하도록 설치된다.The
이처럼, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)가 상,하로 배치된 구조에서, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)가 상기 원심팬(132,136)의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치되면서 상,하 방향으로 일부 중첩되게 배치되고, 또한 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 각 원심팬(132,136)이 서로 반대방향으로 회전하도록 구성됨과 아울러 상기 제1,2블로어(130a,130b)의 각 스크롤케이스(131,135)의 스크롤방향도 서로 반대방향으로 배치함으로써, 공간 효율을 더욱 극대화하여 시스템의 패키지 및 중량을 더욱 축소할 수 있는 것이다.The
한편, 도 5를 참조하면, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131)는 스크롤방향이 반시계방향으로 형성되어 스크롤케이스(131)내에서도 반시계방향으로 공기가 유동한 후 온풍통로(112)로 송풍되고,5, the
상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135)는 스크롤방향이 시계방향으로 형성되어 스크롤케이스(135)내에서도 시계방향으로 공기가 유동한 후 냉풍통로(111)로 송풍되게 된다.The
한편, 상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131) 토출구(134)는 상기 온풍통로(112)의 입구(112a)와 연결되고, 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135) 토출구(138)는 상기 냉풍통로(111)의 입구(111a)와 연결된다.The
그리고, 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 동일방향 측면에는, 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 각각 내,외기를 공급하는 인테이크 덕트(140)가 설치된다.An
상기 인테이크 덕트(140)는, 상기 제1블로어(130a)와 연통하는 제1유로(141) 및 상기 제2블로어(130b)와 연통하는 제2유로(142)를 갖는 하나의 인테이크 덕트(140)로 구성되어, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 상기 하나의 인테이크 덕트(140)를 사용하게 된다.The
즉, 제1,2블로어(130a,130b)와 같이 두 개의 블로어가 동일방향으로 내,외기를 흡입하는 구조에서 하나의 인테이크 덕트(140)를 구성함으로써, 공간 효율 극대화를 통한 시스템의 패키지를 축소하고 중량도 절감할 수 있는 것이다.That is, as one of the first and
상기 인테이크 덕트(140)는, 상기 인테이크 덕트(140)의 제1유로(141)측에 각각 형성되어 내기를 유입하는 제1내기유입구(143) 및 외기를 유입하는 제1외기유입구(144)와, 상기 인테이크 덕트(140)의 제2유로(142)측에 각각 형성되어 내기를 유입하는 제2내기유입구(145) 및 외기를 유입하는 제2외기유입구(146)와, 상기 제1유로(141)내에 설치되어 상기 제1내기유입구(143)와 제1외기유입구(144)를 개폐하는 제1내외기전환도어(147)와, 상기 제2유로(142)내에 설치되어 상기 제2내기유입구(145)와 제2외기유입구(146)를 개폐하는 제2내외기전환도어(148)를 구비하여 구성된다.The
상기 제1내기유입구(143) 및 제1외기유입구(144)와, 상기 제2내기유입구(145) 및 제2외기유입구(146)는 서로 직각방향으로 배치된다.The
또한, 상기 제1내외기전환도어(147)와 상기 제2내외기전환도어(148)도 서로 직각방향으로 배치된다.Also, the first internal /
이때, 상기 제1외기유입구(144)는 상기 인테이크 덕트(140)의 제1유로(141) 상측면에 형성되고, 상기 제2외기유입구(146)는 상기 인테이크 덕트(140)의 제2유로(142) 상측면에 형성된다.At this time, the first outside
상기 제1내기유입구(143)는 상기 인테이크 덕트(140)의 제1유로(141) 측면에 형성되고, 상기 제2내기유입구(145)는 상기 인테이크 덕트(140)의 제2유로(142) 측면에 형성된다.The
그리고, 상기 인테이크 덕트(140)에는, 상기 제1내기유입구(143) 및 제2내기유입구(145)를 차량 실내와 연결하는 내기유입덕트(149)가 구비된다. 따라서, 차량 실내의 내기가 상기 내기유입덕트(149)로 유입되어 유동하게 되고, 상기 내기유입덕트(149)를 따라 유동하는 내기는 개방되어 있는 제1내기유입구(143) 또는 제2내기유입구(145)를 통해 제1블로어(130a) 또는 제2블로어(130b)로 유입된다.The
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제1외기유입구(144) 및 제2외기유입구(146)에는 별도의 덕트가 설치되어, 외기가 상기 덕트를 통해 제1외기유입구(144) 또는 제2외기유입구(146)로 유입된다.Although not shown in the drawing, a separate duct is provided in the first outside
상기 제1내외기전환도어(147)의 회전축은 상기 제1블로어(130a)의 원심팬(132) 축방향에 대해 직각으로 배치되고, 상기 제2내외기전환도어(148)의 회전축은 상기 제2블로어(130b)의 원심팬(136) 축방향과 동일방향으로 배치된다.The rotary shaft of the first indoor /
한편, 내기유입모드시 상기 제1내외기전환도어(147)는 제1내기유입구(143)를 개방하고, 상기 제2내외기전환도어(148)는 제2내기유입구(145)를 개방하며, 외기유입모드시 상기 제1내외기전환도어(147)는 제1외기유입구(144)를 개방하고, 상기 제2내외기전환도어(148)는 제2외기유입구(146)를 개방하게 된다.The first indoor /
이처럼, 상기 제1,2내외기전환도어(147,148)를 통해 상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)에 내기 또는 외기를 선택적으로 공급하게 된다.In this way, the indoor or outdoor air is selectively supplied to the
그리고, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 출구측에는, 상기 응축기(102)를 통과한 온풍을 차실내로 토출하는 온풍토출구(112b) 및 차실외로 방출하는 온풍방출구(119b)와, 상기 온풍토출구(112b)와 온풍방출구(119b)를 개폐하는 온풍 모드도어(121)가 구비되고,A hot
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 출구측에는, 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍을 차실내로 토출하는 냉풍토출구(111b) 및 차실외로 방출하는 냉풍방출구(119a)와, 상기 냉풍토출구(111b)와 냉풍방출구(119a)를 개폐하는 냉풍 모드도어(120)가 구비된다.A cool
따라서, 냉방모드시에는 도 9와 같이 상기 냉풍토출구(111b)와 온풍방출구(119b)가 개방되어, 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍토출구(111b)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 온풍방출구(119b)를 통해 차실외로 배출되게 된다.9, the cold
난방모드시에는 도 10과 같이 온풍토출구(112b)와 냉풍방출구(119a)가 개방되어, 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 온풍토출구(112b)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍방출구(119a)를 통해 차실외로 배출되게 된다.
10, the hot
이하, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 냉매유동과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, a refrigerant flow process in the vehicle heat pump system according to the present invention will be described.
먼저, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 수냉식 응축기(101)로 유입되어 냉각수와 열교환하면서 응축된 후 상기 응축기(102)로 유입된다.First, the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure compressed and discharged by the
상기 응축기(102)로 유입된 냉매는, 응축기(102)를 통과하는 공기와 열교환하게 되고, 이 과정에서 냉매가 과냉각 된다.The refrigerant flowing into the
상기 응축기(102)에서 배출된 냉매는, 상기 팽창수단(103)으로 유입되어 감압 팽창 된다.The refrigerant discharged from the
상기 팽창수단(103)에서 감압 팽창된 냉매는, 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(104)로 유입되고, 상기 증발기(104)로 유입된 냉매는 증발기(104)를 통과하는 공기와 열교환하여 증발하게 된다.The refrigerant decompressed and expanded by the expansion means 103 enters a low-temperature, low-pressure, atomized state and flows into the
이후, 상기 증발기(104)에서 배출된 저온 저압의 냉매는, 상기 압축기(100)로 유입된 후 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.
Then, the low-temperature low-pressure refrigerant discharged from the
이하, 냉방모드, 난방모드시의 공기유동과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, the air flow process in the cooling mode and the heating mode will be described.
가. 냉방모드end. Cooling mode
냉방모드시에는, 도 9와 같이, 상기 냉풍 모드도어(120)가 상기 냉풍토출구(111b)를 개방하도록 작동하고, 상기 온풍 모드도어(121)는 상기 온풍방출구(119b)를 개방하도록 작동하게 된다.9, the cold
그리고, 내기유입모드 또는 외기유입모드에 따라 제1,2내외기전환도어(147,148)가 작동하여 상기 제1,2블로어(130a,130b)측으로 내기나 외기를 선택적으로 공급하게 된다.The first and second indoor /
따라서, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 작동하게 되면, 상기 인테이크덕트(140)의 제1,2내기유입구(143,145) 또는 제1,2외기유입구(144,146)를 통해 유입되는 내기 또는 외기가 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 흡입된 후 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 각각 공급된다.Accordingly, when the first and
상기 냉풍통로(111)로 공급되는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍토출구(111b)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 된다.The air supplied to the
이때, 상기 온풍통로(112)로 공급되는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 온풍방출구(119b)를 통해 차실외로 배출된다.
At this time, the air supplied to the
나.난방모드B. Heating mode
난방모드시에는, 도 10과 같이, 상기 온풍 모드도어(121)가 온풍토출구(112b)를 개방하도록 작동하고, 상기 냉풍 모드도어(120)는 상기 냉풍방출구(119a)를 개방하도록 작동하게 된다.10, the hot
그리고, 내기유입모드 또는 외기유입모드에 따라 제1,2내외기전환도어(147,148)가 작동하여 상기 제1,2블로어(130a,130b)측으로 내기나 외기를 선택적으로 공급하게 된다.The first and second indoor /
따라서, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 작동하게 되면, 상기 인테이크덕트(140)의 제1,2내기유입구(143,145) 또는 제1,2외기유입구(144,146)를 통해 유입되는 내기 또는 외기가 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 흡입된 후 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 각각 공급된다.Accordingly, when the first and
상기 온풍통로(112)로 공급되는 공기는 응축기(102)를 통과하면서 가열된 후 온풍토출구(112b)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 된다.The air supplied to the
이때, 상기 냉풍통로(111)로 공급되는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍방출구(119a)를 통해 차실외로 배출된다.At this time, the air supplied to the
100: 압축기
101: 수냉식 응축기
102: 응축기
104: 증발기
110: 공조케이스
111: 냉풍통로
111b: 냉풍토출구
112: 온풍통로
112b: 온풍토출구
113: 구획벽
119a: 냉풍방출구
119b: 온풍방출구
120: 냉풍 모드도어
121: 온풍 모드도어
130: 송풍장치
130a: 제1블로어
130b: 제2블로어
131,135: 스크롤케이스
132,136: 원심팬
133,137: 모터
134,138: 토출구
140: 인테이크덕트
141: 제1유로
142: 제2유로
143: 제1내기유입구
144: 제1외기유입구
145: 제2내기유입구
146: 제2외기유입구
147: 제1내외기전환도어
148: 제2내외기전환도어
149: 내기유입덕트100: compressor 101: water-cooled condenser
102: condenser 104: evaporator
110: air conditioning case 111: cold air passage
111b: Cool air outlet
112: a
113: compartment wall
119a:
120: cold air mode door 121: warm air mode door
130:
130b:
132, 136:
134, 138:
140: intake duct 141: first duct
142: second flow path 143: first flow inlet
144: First outside air inlet 145: Second inside air inlet
146: second outside air inlet port 147: first inside / outside changing door
148: Second internal / external switching door 149: Duct inlet duct
Claims (10)
상기 증발기(104)가 설치되는 냉풍통로(111) 및 상기 응축기(102)가 설치되는 온풍통로(112)가 구획 형성되는 공조케이스(110)와,
상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 입구(112a)측에 설치되며 상기 온풍통로(112)로 공기를 송풍하도록 원심팬(132)을 구비한 제1블로어(130a)와,
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구(111a)측에 설치되며 상기 냉풍통로(111)로 공기를 송풍하도록 원심팬(136)을 구비한 제2블로어(130b)를 포함하며,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 상기 원심팬(132,136)의 축방향으로 서로 엇갈리게 배치된 상태에서 상,하 방향으로 일부 중첩되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.1. A heat pump system for a vehicle having a compressor (100), a condenser (102), an expansion means (103), and an evaporator (104) connected by a refrigerant circulation line (R)
An air conditioning case 110 in which a cold air passage 111 in which the evaporator 104 is installed and a hot air passage 112 in which the condenser 102 is installed are formed;
A first blower 130a provided on the side of the inlet 112a of the warm air passage 112 of the air conditioning case 110 and having a centrifugal fan 132 for blowing air to the warm air passage 112,
And a second blower 130b provided at the inlet 111a of the air cooling case 111 of the air conditioning case 110 and having a centrifugal fan 136 for blowing air to the cold air passage 111,
The first blower 130a and the second blower 130b are arranged to be partially overlapped in the upward and downward directions while being staggered from each other in the axial direction of the centrifugal fans 132 and 136 .
상기 제1블로어와 제2블로어는, 각각의 원심팬이 동일방향에서 공기를 흡입하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
Wherein the first blower and the second blower are configured such that the respective centrifugal fans suck air in the same direction.
상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)는, 상기 공조케이스(110)의 내부에서 상,하로 배치되고,
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)는, 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)의 배치에 대응하여 상,하로 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The hot air passage 112 and the cold air passage 111 are arranged upward and downward in the air conditioner case 110,
Wherein the first blower 130a and the second blower 130b are arranged up and down corresponding to the arrangement of the hot air passage 112 and the cold air passage 111. [
상기 제1블로어(130a)는, 상기 온풍통로(112) 입구(112a)측에 연결되는 스크롤케이스(131)와, 상기 스크롤케이스(131)의 내부에 회전가능하게 설치되는 상기 원심팬(132)과, 상기 스크롤케이스(131)의 측면에 설치되어 상기 원심팬(132)을 회전시키는 모터(133)로 이루어지고,
상기 제2블로어(130b)는, 상기 냉풍통로(111) 입구(111a)측에 연결되는 스크롤케이스(135)와, 상기 스크롤케이스(135)의 내부에 회전가능하게 설치되는 상기 원심팬(136)과, 상기 스크롤케이스(135)의 측면에 설치되어 상기 원심팬(136)을 회전시키는 모터(137)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The first blower 130a includes a scroll case 131 connected to the inlet 112a of the hot air passage 112 and a centrifugal fan 132 rotatably installed in the scroll case 131. [ And a motor 133 installed on a side surface of the scroll case 131 to rotate the centrifugal fan 132,
The second blower 130b includes a scroll case 135 connected to the inlet 111a of the cold air passage 111 and a centrifugal fan 136 rotatably installed in the scroll case 135. [ And a motor (137) installed on a side surface of the scroll case (135) and rotating the centrifugal fan (136).
상기 제1블로어(130a)의 스크롤케이스(131) 스크롤방향과, 상기 제2블로어(130b)의 스크롤케이스(135) 스크롤방향은 서로 반대방향으로 형성되고,
상기 제1블로어(130a)의 원심팬(132)과, 상기 제2블로어(130b)의 원심팬(136)은 서로 반대방향으로 회전하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.5. The method of claim 4,
The scroll direction of the scroll case 131 of the first blower 130a and the scroll direction of the scroll case 135 of the second blower 130b are opposite to each other,
Wherein the centrifugal fan (132) of the first blower (130a) and the centrifugal fan (136) of the second blower (130b) rotate in directions opposite to each other.
상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)의 동일방향 측면에는, 상기 제1,2블로어(130a,130b)로 각각 내,외기를 공급하는 인테이크 덕트(140)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
And an intake duct 140 for supplying the inside and outside air to the first and second blowers 130a and 130b is installed on the side surfaces of the first blower 130a and the second blower 130b in the same direction Automotive heat pump system.
상기 인테이크 덕트(140)는, 상기 제1블로어(130a)와 연통하는 제1유로(141) 및 상기 제2블로어(130b)와 연통하는 제2유로(142)를 갖는 하나의 인테이크 덕트(140)로 구성되어, 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 상기 하나의 인테이크 덕트(140)를 사용하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 6,
The intake duct 140 includes an intake duct 140 having a first flow path 141 communicating with the first blower 130a and a second flow path 142 communicating with the second blower 130b, , And the first and second blowers (130a, 130b) use the one intake duct (140).
상기 인테이크 덕트(140)는,
상기 인테이크 덕트(140)의 제1유로(141)측에 각각 형성되어 내기를 유입하는 제1내기유입구(143) 및 외기를 유입하는 제1외기유입구(144)와,
상기 인테이크 덕트(140)의 제2유로(142)측에 각각 형성되어 내기를 유입하는 제2내기유입구(145) 및 외기를 유입하는 제2외기유입구(146)와,
상기 제1유로(141)내에 설치되어 상기 제1내기유입구(143)와 제1외기유입구(144)를 개폐하는 제1내외기전환도어(147)와,
상기 제2유로(142)내에 설치되어 상기 제2내기유입구(145)와 제2외기유입구(146)를 개폐하는 제2내외기전환도어(148)를 구비한 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.8. The method of claim 7,
The intake duct (140)
A first air inflow inlet 143 formed on the first duct 141 side of the intake duct 140 for introducing the inside air and a first outside air inflow inlet 144 for introducing the outside air,
A second inflow inlet 145 formed on the side of the second flow path 142 of the intake duct 140 for inflowing the inside air and a second outside air inlet 146 for introducing the outside air,
A first indoor / outdoor switching door 147 installed in the first flow path 141 for opening / closing the first indoor air inlet 143 and the first outdoor air inlet 144,
And a second inside / outside switching door (148) installed in the second flow path (142) for opening / closing the second inside air inflow opening (145) and the second outside air inflow opening (146).
상기 인테이크 덕트(140)에는, 상기 제1내기유입구(143) 및 제2내기유입구(145)를 차량 실내와 연결하는 내기유입덕트(149)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the intake duct (140) is provided with an inflow inlet duct (149) for connecting the first inflow inlet (143) and the second inflow inlet (145) to the interior of the vehicle.
상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 출구측에는, 상기 응축기(102)를 통과한 온풍을 차실내로 토출하는 온풍토출구(112b) 및 차실외로 방출하는 온풍방출구(119b)와, 상기 온풍토출구(112b)와 온풍방출구(119b)를 개폐하는 온풍 모드도어(121)가 구비되고,
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 출구측에는, 상기 증발기(104)를 통과한 냉풍을 차실내로 토출하는 냉풍토출구(111b) 및 차실외로 방출하는 냉풍방출구(119a)와, 상기 냉풍토출구(111b)와 냉풍방출구(119a)를 개폐하는 냉풍 모드도어(120)가 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
A warm air discharge port 112b for discharging warm air having passed through the condenser 102 to the inside of the car and a warm air discharge port 119b for discharging the warm air to the outside of the car are provided on the outlet side of the warm air passage 112 of the air conditioning case 110, A hot air mode door 121 for opening and closing the hot air discharge port 112b and the hot air discharge port 119b is provided,
A cool air discharge port 111b for discharging cool air having passed through the evaporator 104 to the inside of the car and a cool air discharge port 119a for discharging the cool air to the outside of the car, And a cold air mode door (120) for opening and closing the cold air discharge port (111b) and the cold air discharge port (119a).
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Citations (4)
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JP2008230594A (en) * | 2007-02-20 | 2008-10-02 | Calsonic Kansei Corp | Air conditioning system for vehicle |
JP2009234473A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Denso Corp | Blower device |
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JP2013141932A (en) * | 2012-01-12 | 2013-07-22 | Panasonic Corp | Vehicle air conditioner |
-
2015
- 2015-07-31 KR KR1020150108629A patent/KR102238038B1/en active IP Right Grant
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