KR100269668B1 - 자동차용 열 펌프형 공조 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 탑승실 공기 조절용 열 펌프형 공조 시스템(A)에 관한 것이다.

상기 공조 시스템은 제1 및 제2 유니트(10, 20)를 포함한다. 제1 유니트는 히터 코어(12)와 제1 증말기(13)를 구비하고, 제2 유니트는 제2 응축기(22)와 제2 증발기(23)를 구비한다. 압축기(2)와 제1 응축기(3)는 제1 증말기(13)를 구비하는 냉방 사이클을 구성하는 제1 및 제2 유니트의 외측부에 배치된다. 압축기(2)로 부터 방출되는 냉매가 흐르게 설치된 회로 변환 밸브(4)는, 제1 응축기를 구비하는 냉방 작동 냉매 회로와 냉매가 제1 응축기를 바이패스는 유동을 허용하는 바이패스 통로르 구비하는 난방 작동 냉매 회로와의 사이를 절환시킨다. 제3 증발기(30)는 제1 및 제2 유니트(10, 20) 외측부에 배치된다. 유동 제어 밸브(31)는 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에 유동 제어 밸브의 개방도가 제어를 받는 상태 하에서 차량의 열 부하상태에 따른 제3 증발기(30)를 통한 엔진 냉각수 순환유동량을 제어한다. 유동 제어 밸브(31)가 완전 폐쇄 상태를 취하면 압축기의 방출 압력이 압축기(2)의 동작을 정지시키는 표준값보다 낮은 제1 설정값보다 낮지 않은 수준으로의 상승 시에 엔진 냉각수가 제3 증발기(30)를 통해 순환하는 것을 방지하고, 완전 개방 상태를 취하면 압축기(2)의 방출 압력이 제1 설정값보다 낮은 제2 설정값보다 높지 않은 수준으로의 저하 시에 제3 증발기(30)를 통한 엔진 냉각수가 순환되게 한다.

Description

자동차용 열 펌프형 공조 시스템

본 발명은 탑승실이 엔지의 냉각수 및 냉매의 작동하에서 난방 및 냉방은, 특히 방출 압력의 과도한 상승 시에, 압축기의 손상을 방지하도록 개량된 자동차용 열 펌프형 공조 시스템에 관한 것이다.

근래, 상당히 큰 공간을 점유하는 탑승실을 가진 일명 일 박스형 차량과 일파트로 이루어진 고 품질 차량은 탑승실의 전방 지대(예를 들면 전방석) 공조용 전방 유니트와, 탑승실의 후방 지대(예를 들면 후방석) 공조용 후방 유니트를 구비하는 일명 이중 공조형으로 이루어진 자동차 공조 시스템을 장착한다. 따라서, 탑승실의 전방 및 후방 지대는 탑승실용으로 편안한 공기 조절동작이 이루어지도록 독자적인 공기 조절이 행해진다.

상기 유형의 자동차 공조 시스템은 일반적으로 다음과 같은 배치로 이루어진다. 즉, 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에, 전방 유니트는 열원으로 엔진 냉각수를 사용하고 반면에 후방 유니트는 압축기에 의해 압축되는 고온 및 압력 냉매를 열원으로 사용한다. 상기 공조 시스템은 냉매의 순환 공정 또는 냉방 사이클 내의 저온 외부 온도에서의 열이 상승되도록 배열되고, 이것은 탑승실을 난방시키는 데 사용되게 된다. 따라서, 이러한 공조 시스템을 "열 펌프형 공조 시스템"이라 불린다.

그런데 자동차의 탑승실의 난방 작동을 수행하는 경우에 상기 공조 시스템에서는 결점이 발견되어진다. 예를 들면, 외부 공기의 온도가 겨울 아침과 같이 낮을 때, 엔진 냉각수의 온도는 엔진 작동 개시 시에 낮고, 냉매의 온도 상승이 샤프하지 않다는 것이다. 결과적으로, 공조 시스템의 동작 개시와 동시에 탑승실로의 따뜻한 공기를 송풍하는 상태로 공조 시스템이 놓여지기는 어려울 것이며, 공조 시스템은 빠른 또는 순간적인 난방 능력 면에서 좋지가 않고 난방성능도 떨어진다. 특히 디젤 엔진이 제공되고 탑승실의 공간이 큰 일 박스형 차량에서는, 엔진 냉각수의 온도 상승률이 가솔린 엔진이 제공된 큰 공간의 난방이 필요한 자동차와 비교하여 상당히 낮으며, 탑승실용 난방 성능과 빠른 난방능력이 낮게 되는 성질도 있다.

이러한 견지에서, 다음 유형의 열 펌프형 공조 시스템을 제안되어 있다. 즉, 냉매가 전기 차량에 구동시스템용 냉각수의 난방 작동하에서 가열되어 엔탈피를 상승시키고 온도를 높이는 것이다. 따라서, 그에 따라 가열된 냉매가 높은 난방 성능의 공조 시스템을 나타내게 된다. 상기 열 펌프형 공조 시스템은 일본 특허 임시공고 7 101227호에 개시된 것이다.

압축기의 방출 압력이 과도하게 상승될 시에 압축기를 파손으로부터 보호하기 위하여 압축기의 방출 압력에 따른 압축기의 온-오프 제어가 일반적으로 수행된다. 상기 유형의 열 펌프형 공조 시스템이 압축기의 방출 압력의 과도한 상승 시에 압축기 보호를 위해 압축기에 온-오프 제어를 이용하게 된다.

그런데, 압축기의 온-오프 제어하에서만 압축기를 보호하는 경우에는 쇼프(충격) 및 노이즈가 압축기의 온-오프 제어(예를 들면 마그네틱 클러치의 온-오프 동작)에서 발생되어 차량의 구동성을 저하시키게 된다. 또한, 압축기의 오프 절환시에는 냉매의 순환이 정지되어 냉방 사이클이 그 기능을 하지 않는다. 결과적으로, 예를 들면 공조 시스템의 난방 작동동안에, 차가운 공기는 압축기의 스위치오프시에 바로 탑승실로의 송풍을 피할 수 없고 그에 의해서 안정된 공기 조절동안이 저하되게 될 것이다. 특히 공조 시스템이 높은 난방 성능을 나타낸다는 사실과 대조적으로, 상기 열 펌프형 공조 시스템에서는 탑승자의 외적 느낌이 차가운 공기가 갑자기 송풍됨으로서 더 커지게 될 것이다. 그 결과, 탑승실의 편안감을 저하시키지 않는 그러한 작은 범위로 탑승실 내로의 송풍 공기의 온도 변경을 인위적으로 방지해야할 필요성이 생겼다.

본 발명의 목적은 자동차용의 종래 열 펌프형 공조 시스템에 결점을 유효하게 극복시킨 자동차용 열 펌프형 공조 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 구동성을 향상시키면서 탑승실용 공기 조절동작을 안정되게 하고 압축기가 보호되는 자동차용의 향상된 공조 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 부가적인 목적은 압축기의 온-오프 제어에서의 온-오프 빈도수를 적게 하여 공조 시스템이 동작하는 동안에 쇼크 및 노이즈가 저감되는, 자동차용의 향상의 열 펌프형 공조 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 태양은 차량의 탑승실로 유도되는 취해진 공기가 통하는 제1 및 제2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가지는 제1 및 제2 유니트(10, 20)를 포함하는 자동차용의 열 펌프형 공조 시스템(A)에 있다. 제1 유니트는 제1 공기 통로에 공기의 유동과 관계된 제1 증발기의 하류측에 히터 코어가 있도록 위치되고 제1 공기 유동 통로에 배치된 제1 증발기(13)와 히터 코어(12)를 구비하고, 엔진 냉각수는 히터 코어를 통해 순환될 수 있는 것 이다. 제2 유니트는 제2 응축기가 제2 공기 통로에 공기의 유동과 관계된 제2 증발기의 하류측에 있도록 위치되고 제2 공기 유동 통로에 배치된 제2 증발기(23)와 제2 용축기(22)를 구비한다. 재2 응축기(22)와 제2 증발기(23)는 제1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결된다. 압축기(2)와 제1 응측기 사이클이 구성된 제1 및 제2 유니트 외측에(3)는 제1 증발기(13)를 구비하는 냉방배치된다. 냉방 작동 냉매 회로가 공조 시스템의 냉방 작동을 이루기 위해 제공되고, 냉방 작동 냉매 회로는 제1 응축기(3)를 구비한다. 난방작동 냉매회로는 공조시스템의 난방작동을 위해 제공되고, 난방 작동 냉매 회로는 제1 응축기를 바이패스하여 냉매가 흐로도록 하는 바이패스 통로(6)를 구비한다. 회로 절환 밸브(4)는 압축기(2)로부터 방출되는 냉매가 흐르도록 제공되어 냉방 작동 냉매 회로와 난방 작동 냉매 회로 사이를 절환시킨다. 제3 증발기(30)는 제1 및 제2 유니트(10, 20)외측부에 배치되고, 제2 증발기(23)의 유체 유출구에 연결되다. 엔진 냉각수는 제3 증발기를 통해서 순환될 수 있는 것이다. 압축기(2)로 복귀되는 냉매는 제3 증발기(30)에 엔진 냉각수를 가지고 가열된다. 제어 장치(31, 16, 4)는 공조 시스템이 난방 작동을 행하는 동안에 차량의 열 부하상태에 따라 냉매와 엔진 냉각수의 유동을 제어하기 위해서 제공된다. 상기 장치는 압축기(2)의 방출 압력을 따라서 냉매와 엔진 냉각수의 유동을 제어하는 능력이 있는 것이다.

본 발명의 제2 태양은 차량의 탑승실에 유도되는 취해진 공기가 통하는 제1 및 제2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가진 제1 및 제2 유니트(10, 20)를 포함하는 자동차용의 열 펌프형 공조 시스템(A)에 있다. 제1 유니트는 히터 코어가 제1 공기 통로에 공기의 유동과 관계된 제1 증발기의 하류측에 있도록 위치되고 제1 공기 유동 통로에 배치된 제1 증발기(13)와 히터 코어(12)를 구비하고, 엔진 냉각수는 히터 코어를 통해 순환할 수 있는 것이다. 제2 유니트는 제2 공기 통로에 공기 유동과 관계된 제2 증발기의 하류측에 있도록 위치되고 제2 공기 유동 통로에 배치된 제2 증발기(23)와 제2 응축기(22)를 구비한다. 제2 응축기(22)와 제2 증발기(23)는 제1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결된다. 압축기(2)와 제1 응축기93)는 제1 증발기(13)를 구비하는 냉방 사이클이 구성되는제1 및 제2 유니트 외측부에 배치된다. 공조 시스템의 냉방 작동용으로 제공된 냉방 작동 냉매 회로는 제1 응축기(3)를 구비한다. 공조 시스템의 난방 작동용으로 제공된 난방 작동 냉매 회로는 제1 응축기를 바이패스하여 냉매가 흐르게 하는 바이패스 통로(6)를 구비한다. 회로 절환 밸브(4)가 압축기(2)에서 방출되는 냉매가 흐르도록 제공되어 냉방 작동 냉매 회로와 난방 냉매 회로간을 절환시킨다. 제3 증발기(30)는 제1 및 제2 유니트(10, 20) 외측부에 배치되고, 제2 증발기(23)의 유체 유출구에 유체 연결된다. 엔진 냉각수는 제3 증발기를 통해 순환할 수 있다. 압축기(2)로 복귀되는 냉매는 제3 증발기(30)에 엔진 냉각수로 가열된다. 유동 제어 밸브(31)는, 공조 시스템이 난방 작동을 행하는 동안에 유동 제어 밸브의 개방도록 제어하는 상태하에서 차량의 열 부하상태에 따라 제3 증발기(30)를 통해 순환되는 엔진 냉각수의 유동을 제어하기 위해 제공된다.

본 발명의 이러한 태양에 따라서 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에, 제3 증발기(30)를 통해 순환하는 엔진 냉각수의 유동이 차량의 열 부하상태에 따라서 제어를 받게 된다. 이러한 사실이 제3 증발기 내로 흐르게 되는 엔진 냉각수의 유동 예를 들면 엔진 냉각수로부터 냉매로 전달되는 열량을 제어할 수 있게 한다. 그 결과로서, 공조 시스템은 차량의 열 부하상태에 따라 정확하고 정밀한 가열성능을 발휘할 수가 있는 것이다.

제1 태양의 공조 시스템에 있는 유동 제어 밸브(31)는, 압축기(2)의 방출 압력이 압축기의 동작이 정지되도록 표준값보다 낮은 제1 설정값보다 낮지 않은 수준으로서의 상승 시에 엔진 냉각수가 제3 증발기(30)를 통해 순환하는 것이 방지되도록 완전 폐쇄 상태를 취하도록 설정되고, 그리고 압축기(2)의 방출 압력이 제1 설정값 보다 낮은 제2 설정값보다 높지 않은 수준으로 낮아지면 제3 증발기(30)를 통해 엔진 냉각수가 순환하도록 완전 개방 상태를 취하도록 설정된다.

이러한 유동 제어 밸브(31)에서, 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에는, 유동 제어 밸브가 압축기의 방출 압력이 제1 설정값으로(＜표준값) 또는 더 높게 상승 시에 완전 폐쇄된다. 이러한 사실에 의해 냉각수가 제3 증발기로 흐르지 못하고, 그러므로 제3 증발기는 그 기능을 할 수 없다. 따라서, 압축기 내로 흡입되는 냉매 온도가 낮아져 압축기의 방출 압력이 낮아진다. 압축기의 방출 압력이 제2 설정값보다(＜제1 설정값) 또는 더 낮게 낮아지면, 유동 제어 밸브는 다시 완전 개방된다. 이러한 사실에 의해, 제3 증발기가 다시 개시되어 압축기의 방출 압력을 상승시키는 역활을 한다. 제1 및 제2 설정값이 적절하게 선택되는 경우에, 압축기는 상기 제어를 반복하여 벤트를 통해 송푸되는 공기의 온도 변화를 최소화하여(예를 들면 공조동작의 안정성을 저하시키지 않는) 그 손상으로부터 유효하게 보호된다. 또한, 유동 제어 밸브의 온-오프 제어가 압축기의 동작이 정지되기 전에 상태에서 이루어짐으로, 압축기의 온-오프 제어 시에 온-오프 동작의 빈도수가 감소되어 차량의 구동성이 향상된다. 더욱이, 압축기용의 이중 보호수단이 압축기의 압력상승에 대처하도록 제공되어 공조 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.

본 발명의 제3 태양의 자동차용 열 펌프형 공조 시스템(A)은 차량의 탑승실에 유도되게 취해진 공기가 통하는 제1 및 제2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가진 제1 및 제2 유니트(10, 20)를 포함한다. 제1 유니트는 히터 코어가 제1 공기 통로내의 공기의 유동과 관계된 제1 증발기의 하류측에 있게 배치되고 제1 공기 유동 통로에 배치되는 제1 증발기(13)와 히터 코어(12)를 구비하고, 엔진 냉각수는 히터 코어를 통해 순환할 수 있다. 제2 유니트는 제2 응축기가 제2 공기통로 내의 공기 유동과 관계된 제2 증발기의 하류측에 있게 배치되고 제2 공기 유동 통로에 배치되는 제2 증발기(23)와 제2 응축기(22)를 구비한다. 제2 응축기(22)와 제2 증발기(23)는 제1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결된다. 압축기(2)와 제1 응축기(3)는 제1 증발기(13)를 구비하는 냉방 사이클을 구성하는 제1 및 제2 유니트 외측에 배치된다. 공조 시스템의 냉방 작동용으로 제공된 냉방 작동 냉매 회로는 제1 응축기(3)를 구비한다. 공조 시스템의 냉방 작동용으로 제공된 난방 작동 냉매 회로는 제1 응축기를 바이패스하여 냉매가 흐르도록 하는 바이패스 통로(6)를 구비한다. 회로 절환밸브(4)는 냉방 작동 냉매 회로와 난방 작동 냉매 회로간을 절환시키어 압축기(2)로 부터 방출되는 냉매의 유동이 일어나도록 제공된다. 제3 증발기(30)는 제1 및 제2 유니트(10, 20) 외측에 배치되고 제2 증발기(23)의 유체 유출구에 유체 연결된다. 엔진 냉각수는 제3 증발기를 통해 순환될 수 있다. 압축기(2)로 복귀되는 복귀되는 냉매는 제3 증발기(30)에 엔진 냉각수로 가열된다. 유동 제어 밸브(16)는 제1 증발기에 유도되는 냉매의 유동을 제어하도록 제공된다. 유동 제어 밸브(16)는, 압축기(2)의 방출 압력이 압축기의 동작이 정지되도록 표준값보다 낮은 제3 설정값보다 낮지 않은 수준으로의 상승 시에 냉매가 제1 증발기(13)로 유도되게 하는 개방 상태를 취하도록 설정되고, 그리고 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에 압축기(2)의 방출 압력이 제3 설정값보다 낮은 제4 설정값보다 높지 않은 수준으로 낮아지면 냉매가 제1 증발기(13)로 유도되는 것을 방지하도록 폐쇄 상태를 취하도록 설정된다.

본 발명의 이러한 태양에 따르면, 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에는, 유동 제어 밸브가 압축기의 방출 압력이 제3 설정값으로(＜표준값) 또는 더 높게 상승 시에 냉매가 제1 증발기로 흐르도록 개방된다. 이러한 사실에 의해 압축기의 방출 압력이 낮아져 그 손상으로부터 압축기를 보호하게 된다. 압축기의 방출 압력이 제4 설정값보다(＜제3 설정값) 또는 더 낮게 낮아지면, 유동 제어 밸브는 다시 폐쇄되어 제1 증발기내로 냉매가 흐르는 것을 방지하여, 다시 공기 조화시스템의 정상 난방 작동을 위해 냉각회로의 기능을 한다. 또한, 유동 제어 밸브의 온-오프 제어가 압축기의 동작이 정지되기 전에 상황에서 달성됨으로, 압축기의 온-오프 제어 시에 온-오프 동작의 빈도수가 감소되어 차량의 구동성이 향상된다.

더욱이, 압축기용의 이중 보호수단이 압축기의 압력상승에 대처하도록 제공되어 공조 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.

본 발명의 제4 태양의 자동차용 열 펌프형 공조 시스템(A)은 차량의 탑승실에 유도되게 취해진 공기가 통하는 제1 및 제2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가진 제1 및 제2 유니트(10, 20)를 포함한다. 제1 유니트는 히터 코어가 제1 공기 통로내의 공기의 유동과 관계된 제1 증발기의 하류쪽에 있게 배치되고 제1 공기 유동 통로에 배치되는 제1 증발기(13)와 히터 코어(12)를 구비하고, 엔진 냉각수는 히터 코어를 통해 순환할 수 있다. 제2 유니트는 제2 응축기가 제2 공기통로 내의 공기의 유동과 관계된 제2 증발기의 하류쪽에 있게 배치되고 제2 공기 유동 통로에 배치되는 제2 증발기(23)와 제2 응축기(22)를 구비한다. 제2 응축기(22)와 제2 증발기(23)는 제1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결된다. 압축기(2)와 제1 응축기(3)는 제1 증발기(13)를 구비하는 냉방 사이클을 구성하는 제1 및 제2 유니트 외측에 배치된다. 공조 시스템의 냉방 작동을 이루는 냉방 작동 냉매 회로는 제1 응축기(3)를 구비한다. 공조 시스템의 난방 작동을 이루는 난방 작동 냉방 회로는 제1 응축기를 바이패스하여 냉매가 흐르도록 하는 바이패스 통로(6)를 구비한다. 회로 절환 밸브(4)는 냉방 작동 냉매 회로와 난방 작동 냉방 회로간의 절환으로 압축기(2)로부터 방출되는 냉매의 유동이 일어나도록 제공한다. 제3 증발기(30)는 제1 및 제2 유니트(10, 20) 외측에 배치되고 제2 증발기(23)의 유체 유출구에 유체 연결된다. 엔진 냉각수는 제3 증발기를 통해 순환될 수 있다. 압축기(2)로 복귀되는 냉매는 제3 증발기(30)에 엔진 냉각수로 가열된다. 이러한 공조 시스템에서 회로 절환 밸브(4)는, 압축기(2)의 방출 압력이 압축기의 동작이 정지되도록 표준값보다 낮은 제5 설정값보다 낮지 않은 수준으로 상승할 시에 냉방 작동 냉매 회로로 절환되도록 압축기(2)로부터 방출되는 냉매의 유동이 일어나게 제1 위치를 취하도록 설정되고, 그리고 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에, 압축기(2)의 방출 압력이 제5 설정값보다 낮은 제6 설정값보다 높지 않은 수준으로 낮아질 때 난방 작동 냉매 회로로 절환되게 압축기(2)로 부터 방출되는 냉매의 유동이 일어나게 그 제2 위치를 취하도록 설정된다.

본 발명의 이러한 태양에 따라서, 압축기의 방출 압력이 제5 설정값으로(＜표준값) 또는 더 높게 상승 시에 회로 절환 밸브는 냉방 작동 냉매 회로를 신택하도록 절환된다. 이러한 사실에 의해, 냉매는 제1 및 제2 유니트 외측에 배치된 제1 응축기로 흘러 압축기의 방출 압력이 낮아져 그 손상으로부터 압축기를 보호한다. 압축기의 방출 압력이 제6 설정값으로(＜ 제5 설정값) 또는 더 낮게 낮아지면, 회로 절환 밸브가 난방 작동 냉매 회로를 선택하도록 변경되어 다시 정상 난방작동용의 냉매 회로의 기능을 한다. 또한, 유동 제어 벨브의 온-오프 제어가 압축기의 동작이 정지되기 전에 상태에서 이루어짐으로, 압축기의 온-오프 제어 시에 온-오프 동작의 빈도수가 감소되어 차량의 구동성이 향상된다. 더욱이, 압축기용의 이중 보호수단이 압축기의 압력상승에 대처하도록 제공되어 공조 시스템의 신뢰성을 향상시킨다.

제1도는 본 발명에 따른 열 펌프형 공조 시스템의 실시예를 개략 설명하는 도면.

제2도는 제1도의 공조 시스템의 난방 작동 모드를 도시한 제1도와 유사한 도면.

제3도는 제1도의 공조 시스템이 냉방 작동 모드를 도시한 제1도와 유사한 도면.

제4도는 제1도의 공조 시스템에 사용되는 보조 증발기를 개략도시한 사시도.

제5도는 제1도의 공조 시스템에 사용되는 워터 밸브의 개방도의 견지에서 제1도의 공조 시스템의 난방 성능의 변화를 나타낸 그래프.

제6도는 공조 시스템이 난방 작동을 수행하는 동안에 제1도의 공조 시스템에 사용되는 압축기 보호를 위한 제어의 예를 나타낸 그래프.

제7도는 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에 제1도의 공조 시스템에 사용되는 압축기 보호를 위한 제어의 다른 예를 나타낸 그래프.

제8도는 공조 시스템이 난방 작동을 하는 동안에 제1도의 공조 시스템에 사용되는 압축기 보호를 위한 제어의 부가적인 예를 나타낸 그래프.

제9도는 공조 시스템이 냉방 작동을 하는 동안 제1도의 공조 시스템에 사용되는 압축기 보호를 위한 제어의 예를 나타낸 그래프.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

2 : 압축기 3 : 응축기

4 : 4방 밸브 (또는 회로 변환 밸브)

5 : 냉매 복귀통로 6 : 바이패스 통로

10 : 전방 유니트 11, 21 : 공기 유동 통로

12 : 히터 코어 13, 23 : 증발기

14, 24 : 액체탱크 15, 25 : 팽창 밸브

17 : 전자 작동식 온수 밸브

18, 28 : 압력 검출기 20 : 후방 유니트

22, 30 : 보조 응축기 26 : 전자식 밸브

31 : 워터 밸브 40, 41, 42 : 체크 밸브

도1 내지 도3에서, 자동차용의 열 펌프형 공조 시스템의 실시예의 특성을 참고로 기술한다. 공조 시스템(A)은 전방 또는 제1 유니트(10)와 후방 또는 제2 유니트(20)를 포함한다. 전방 유니트(10)는 팬(도시 않음)의 동작에 따라 자동자의 탑승실(도시 않음)의 외측부와 내측부로부터 선택적으로 인출되는 공기를 조절하도록 그리고 탑승자용의 전방석 쪽으로 조절된 공기를 송풍하도록 배치된다. 후방 유니트(20)는 팬의 동작에 따라 탑승실의 내측부와 외측부로부터 선택적으로 인출되는 공기를 조절하도록 그리고 탑승자용의 후방석을 향하는 조절공기를 밖으로 송풍되게 배치된다.

전방 유니트(1O)는 화살표(F)로 지시된 방향(공기 유동방향)으로 공기가 흐로는 공기 유능 통로(11) 내측부로 한정하는 케이싱(1Oa)을 구비한다. 히터 코어(12)와 전방 또는 제1 증말기(13)는 공기 유동 통로(11)에 배치되고 공기 유동방향(F)과 관련된 하류 및 상류측에 각각 배치된다. 히터 코어(12)는 엔진(1)에 의해 가열된 엔진 냉각수(온수)가 그를 통해 순환되도록 배치된다. 전방 증발기(13)는 냉방 사이클의 일부를 형성한다. 특정하지게, 전방 유니트(10)는 명확하게 도시되지 않은 케이성(1Oa)내에서 공기 유동방향으로 언급된 정도로 배치된 히터 유니트(동일하지 않음), 냉각 유니트(동일하지 않음), 및 인태이크 유니트(동일하지 않음)를 구비한다. 인태이크 유니트는 인태이크 도어(도시 않음)와 상술된 팬을 구비한다. 냉각 유니트는 전방 증발기(13)를 구비한다. 히터 유니트는 공기혼합 도어(도시 않음)와 히터 코어(12)클 구비한다. 공기혼합 도어는 히터 코어(12)의 전방에 배치되고, 하터 코어(12)를 바이패스하는 차가운 공기와 히터 코어(l2)를 통해 지나가는 고온 공기 사이에 유동 비를 제어하여 히터 코어(12)의 하류지내에 예정된 온도를 가진 공기가 준비되게 배치되고, 그리고 히터 코어(12)를 통해 공기가 지나가는 것이 방지되도록 배치된다. 또한, 가변성 벤트(공기 송풍구)가 히터 유니트의 히터 코어(12)의 하류측에 형성되어 도시되지 않은 상태로서 탑승실 내측 전방석을 향하는 냉각 공기와 고온 공기를 혼합할 시에 준비되는 공기(온도가 제어되어져 있음)를 송풍시킨다.

후방 유니트(20)는 화살표(R)로 지시된 방향(공기 유동방향)으로 공기가 흐르는 공기 유동 통로(21) 내측을 한정하는 케이성(20a)을 구비한다. 보소 응축기 또는 제2 응축기(22)와 후방 또는 제2 증발기(23)가 공기 유동 통로(21)에 배치되고 공기 유동방향(k)과 관련된 하류측과 상류측에 각각 위치된다. 보조 응축기(22)는 냉방 사이클의 일부를 형성한다. 보조 응축기(22)와 후방 증발기(23) 모두는 냉방 사이클에 있는 회로에 전방 증발기(13)와 병렬로 연결되고 동일한 회로에서 서로 직렬로 연결된다. 보다 특정하게는, 후방 유니트(20)는 명확하게 도시되지 않은 전방 유니트(10)와 유사하게 공기 유동 통로(21)에서의 공기 유동방향으로 언급된 정도로 배치된 히터 유니트(동일하지 않음), 냉각 유니트(동일하지 않음), 및 인태이크 유니트(동일하지 않음)를 구비한다. 인태이크 유니트는 인태이크 도어(도시 않음)와 상술된 팬을 구비한다. 냉각 유니트는 후방 증발기(23)를 구비한다. 히터 유니트는 공기혼합 도어(도시 않음)와 보조 응축기(22)를 구비한다. 공기혼합 도어는 보조응축기(22)의 전방에 배치되고, 보조 응축기(22)를 마이패스하는 차가운 공기와 보조 응축기를 통해 지나가는 고온 공기 사이에 유동 비를 제어하여 보조 응축기(22)의 하류지대에 예정된 온도를 가진 공기가 준비되게 배치되고, 그리고 보조 응축기(22)를 통해 공기가 지나가는 것이 방지되도록 배치된다. 또한, 가변성 벤트(공기 송풍구)가 히터 유니트의 보조 응축기(22)의 하류측에 형성되어 도시되지 않은 상태로서 탑승실 내측 후방석을 향하는 냉각 공기와 고온 공기를 혼압할 시에 준비되는 공기(온도가 제어되어져 있음)을 송풍시킨다.

압축기(2)와 주 또는 제1 응축기(3)는 전방 및 후방 유니트(10, 20) 외측부에 배치된다. 압축기(2)는 자동차의 엔진(1)에 구동식으로 연결되고 엔진에 의해 구동되도록 냉방 사이클은 압축기(2), 주 응축기(3), 전방 증발기(13), 보조 응축기(22), 및 후방 증발기(23)를 구비하고, 부가적으로 라인 또는 파이프 라인을 통해 서로 연결된 제1 액체탱크(14), 전방 증발기(13)용 제1 팽창 밸브(15), 및 후방 증발기(23)용 제2 팽창 밸브(25)를 구비한다.

냉매의 유동 통로를 변경하는 4방 또는 회로 절환 밸브(4)는 주 응축기(3)의 유입구 측에 배치되고, 일 유입 포트(동일하지 않음)와 세 개 유출 포트(동일하지 않음)로 형성된 밀폐식으로 기밀된 케이싱(동일하지 않음)을 구비한다. 슬라이딩부재(도시 않음)는 케이싱에 활주식으로 배치되고 세 개 유출포트에서 선택된 두 개 사이에 교통이 확립되도록 정렬배치되어, 선택된 두 개 유출 포트와는 다른 일 유출 포트가 유입 포트와의 교통부 내로 전해진다. 4방 밸브(4)의 유입 포트는 압축기(2)의 방출측과의 교통부 내로 전해진다. 4방 밸브(4)의 유입 포트는 압축기(2)의 방출측과의 교통부에 있고, 반면에 4방 밸브(4)의 유출 포트는 주 응축기(3)의 유입구와, (냉매복귀통로(5)를 통한) 압축기(2)의 흡입측, 및 (바이패스 통로(6)를 통한) 주 응축기(3)의 유출구와의 각각의 교통부에 있다. 이러한 4방 밸브(4)는 압축기(2)로부터 방출되는 냉매가 흐르게 하는 역할을 하여 냉방 사이클 (또는 냉방 작동용 냉매 회로)로부터 가열회로(또는 난방 작동용 냉매 회로)로 전환시키며 그리고 그 역의 역할도 한다. 냉매 회로에서는, 압축기(2)로부터 방출되는 냉매가 주 응축기(3)로 유입된다. 가열회로에서는, 압축기(2)로부터 빙출되는 냉매는 주 응축기(3)의 바이패스 통로(6) 내로 유입된다. 냉각회로와 가열회로는 이하에서 보다 상세하게 설명된다.

보조 증발기 또는 제3 증발기(30)는 전방 및 후방 유니트(10, 20) 외측부에 배치되고 난방 성능의 향상을 위해서 후방 증발기(23)의 유출구와 압축기(2)의 흡입측과의 사이에 라인에 놓여진다. 보조 증발기(30)는 엔진(1)으로부터 유도되는 엔진 냉각수(온수)와 냉매와의 사이에 열 교환이 이루어지는 상태에서 그 내측부를 통해 지나가는 냉매를 가열하는 기능을 한다. 이러한 보조 증발기(30)는 예를 들어 도4에 도시된 구조를 갖는다. 이러한 실시예에서, 제2 팽창밸브(25)용 온도반응구역(27)이 보조 증발기(30)의 유출구에 양호하게 설치된다.

보조 증발기(30)에는 다음 같은 이점이 있다. 즉, 엔진 냉각수가 엔진 냉각수와 공기와의 사이에 열 교환 상태에서 탑승실을 가열시키는데 순간적으로 사용될 수 없도록 온도가 낮을 때라도, 냉매는 냉매와 보조 증발기(30) 내의 엔진 냉각수와의 사이에 열 교환 상태에서 엔진 냉각수의 열이 유호하게 취해지고, 여기서 냉매의 엔탈피는 증가한다. 그런 후에, 냉매는 압축기(2)로 복귀되어 다시 압축을 받아서, 압축기(2)는 온도가 높은 냉매를 방출하고 보조 응축기(22)에 동일물을 공급한다. 그 결과 고온 냉매와의 사이에서 열 교환을 받게 되는 공기가 온도가 높아지게 되어 순간적으로 또는 급격한 가열 성질이 항상되면서 보다 고온의 열성능이 나타난다. 또한 상술된 바와 같이 보조 증발기(3O)의 유출구에 제2 팽창밸브(25)용으로 온도 반응 구역(27)을 배치하여, 냉매 유동이 보조 증발기(30)에 의해 가열을 받을 시에 냉매의 온도에 따라 조정되고, 따라서 보조 증발기(30)가 동작하는 동안에 더 많은 냉매가 순환될 수 있어 더욱 가열성능이 향상된다.

보조 증발기(30)가 나타내었고 그리고 전방 증발기(13)의 R출구에 압축기(2)와 흡입측과의 사이에 라인에 배치된 바를 기술하였지만, 보조 증발기(30)는 그 위치에 제한 반는 것이 아님이 이해될 것입으로, 보조 증발기(30)는 보조 증발기(30)가 난방 작동을 하는 동안에만 동작하기 때문에 후방 증발기(23)의 유출구와 압축기(2)의 흡입측 사이에 라인에 위치되기에 충분한 것이다.

공조 시스템(A)이 난방 작동을 하는 동안에, 압축기(2)로부터 방출되는 냉매는 냉매가 전방 유니트(10) 쪽으로 흐를 수 없도록 가열회로(이후 기술됨)를 통한 후방 유니트(20) 쪽으로만 흐른다. 이때에, 제1 전자식 밸브(16)는 패쇄되고 반면에 제2 전자식 밸브(26)는 개방된다. 제1 전자식 밸브(16)는, 전방 유니트(10) 쪽으로 냉매가 흐르는 것을 방지하거나 또는 액체탱크로부터의 냉매가 흐르도록 제어되도록 채택된 전자기적으로 동작하는 폐쇄성 밸브이다. 제2 전자식 밸브(26)는 후방 유니트(20) 쪽으로 냉매가 흐르는 것을 방지하거나 또는 액체탱크로부터의 냉매가 흐르도록 제어되도록 채택된 전자기 적으로 동작되는 폐쇄가능한 밸브이다. 다시 말하면, 이때에 4방 밸브(4), 바이패스 통로(6), 제1 액체탱크(14), 제2 전자식 밸브(26), 보조 응측기(22), 제2 액채탱크(25), 제2 팽창 밸브, 후방 증발기(23), 및 보조 증발기(30)를 통하여 압축기(2)로부터 방출되는 냉매가 상기 순서로 흐로고, 다음 도2에 도시된 바와 같이 압축기(2)로 복귀한다.

엔진(1)으로부터의 온수(엔진 냉각수)가 히터 코어(12) 내로 유입되도록 공조 시스템(A)에 난방 작동을 하는 동안에 개방되도록 채택되는 전자기식으로 동작하는 온수 밸브(17)가, 히터 코어(12)에 예를 들어 그 유입측에 설치된다.

보조 증발기(30)에는, 예를 들어 작동기류에 의해서 제어가능한 개방도를 가진 워터 밸브(31)(유동 제어 밸브)가 온수 유입측에 예를 들어 제공된다. 이러한 워터 밸브(31)는 차량의 열 부하상태에 따른 개방도로 제어되어, 후술되는 바로서 난방 작동 동안에 보조 증발기(30)를 통해 흐르는 온수의 유동을 제어한다.

공조 시스템(A)이 냉방 작동을 하는 동안에, 압축기(2)로부터 방출되는 냉매는 냉각회로(후술됨)를 통해서 전방 유니트(10)와 후방 유니트(20) 쪽의 양측으로 정상적으로 흐른다. 이때에는, 제1 전자식 밸브(16)와 제2 전자식 벨브(26) 모두가 개방된다. 다시 말하면, 이때에는 도3에 도시된 바와 같이 압축기(2)로부터 방출되는 냉매는 4방 밸브(4), 주 응축기(3), 및 제1 액체탱크(14)를 통해서 상기 순서로 흐르고, 다음에 전방 유니트(10) 쪽과 후방 유니트(20) 쪽으로 두 갈래로 흐른다. 그런 후, 두 갈래로 흐르는 냉매는 보조 증발기(30)의 유입구에서 합쳐진 다음에 압축기(2)로 돌아온다. 특정하게는, 전방 유니트(10)용으로, 제1 액체탱크(14)로부터 방출되는 냉매가 제1 전자식 밸브(16), 제1 팽창밸브(15), 및 전방 증발기(13)를 통해서 상기 순서로 흐르고, 다음에 보조 증발기(13)를 통해서 압축기(2)로 돌아온다. 후방 유니트(20)용으로, 제1 액채탱크(14)로부터 방출되는 냉매는 제2 전자식 밸브(26), 보조 응축기(22), 제2 액체탱크(25), 제2 팽창 밸브(25) 및 후방 증발기(23)를 통해서 상기 순서로 흐르고, 다음에 보조 증발기(30)를 통해서 압축기(2)로 돌아온다.

압축기(2)의 방출 압력(Pd)을 검출하기 위해서 냉방 회로의 고입력 쪽에 제1 및 제2 압력 검출기(18, 28)가 각각 제공된다. 이러한 실시예에서는 제1 입력 검출기(18)가 제1 액체탱크(14)에 설치되고 반면에 제2 압력 탱크(24)에 실치된다. 각각의 압력 검출기(18, 28)는 세 개 다이어프램을 구비하는 일명 세 개형(trinary type)의 압력 반응 스위치 또는 검출압력을 전압값으로 변환시키는 압력 변환기(압력센서)이다. 압축기(2)의 다이어프램 압력이 과도하게 상승하게, 압력 검출기(18)의 출력(압축기의 대표적인 방출 압력)에 따른 압축기(2)의 방출 압력이 낮아지도록 제어를 변경시킨다. 이러한 실시예에서는 압력검출기(18, 28)의 어느 하나가, 응축기를 지난 후에 냉각액체의 압력이 압축기의 방출 압력 위치에서 사용되기 때문에, 난방 작동으로 또는 냉방 작동으로 절환될 시에 사용된다. 특히, 제1 압력 검출기(18)의 출력은 냉방 작동에서 압축기(2)의 방출 압력 위치에서 사용되기 때문에. 난방 작동으로 또는 냉방 작동으로 절환될시에 사용된다. 특히, 제1 압력 검출기(18)의 출력은 냉방 작동에서 압축기(2)의 방출 압력을 제어하는데 사용되고, 반면에 제2 압력 검출기(28)의 출력은 난방 작동에서 방출 압력을 제어하는데 사용된다.

상술된 바로서, 냉매 복귀통로(5)는 압축기(2)의 흡입측과 4방 밸브(4)의 배출구 측(일 배출포트)과의 사이에 배치된다. 이러한 복귀 통로(5)는, 외부 공기의 온도가 낮기 때문에 탑승실에 가열시키기 위한 열원으로 엔진 냉각수가 사용될 수 없는 경우에는 압축기(2)로 주 응축기(3) 등에 머무르는 냉매를 복귀시키는 기능을 한다. 이러한 사실은 대량의 냉매가 고 성능 가열을 얻는데 사용되게 한다.

이러한 실시예에서는 주 응축기(3)를 냉각시키는 전기 팬(7)이 제공된다. 또한 예정된 유동방향에 대한 반대 방향으로 냉매가 흐르는 것을 방지하는 체크 밸브(40, 41, 42)가 제공된다.

도시되지는 않았지만, 압축기(2)와 보조 증발기(30) 사이에 라인에는 축전지가 배치된다. 축전지는 냉매를 그 안에 축적하는 대용량의 용기임으로, 냉매가 그 액체상태로 그 곳으로 복귀되더라도 냉매를 증발시키는 기능을 한다. 이에 따라 증발된 냉매는 압축기(2)로 복귀되어 액체 압축으로 인한 압축기(2)의 파손을 방지한다.

다음, 싱술된 바에 따라 배치된 열 펌프형 공조 시스템(A)의 운영방식을 이하에 기술한다.

[난방 작동의 초기상태]

외부 공기(차량 외부)의 온도가 낮아 엔진 냉각수가 저온의 공조 시스템의 난방 작동 개시 시에는 히터 코어(12)를 이용하는 탑승실 가열용의 엔진 냉매를 사용하기는 불가능하다. 이러한 때에는, 냉매가 주 응축기(3) 등의 내측에 머물러서 대량의 냉매가 압축기(2)에 존재하지 않는다. 이러한 상태하에서 후방석을 가열시키는 경우에 그 실정은 다음과 같이 이루어진다. 제1 전자식 밸브(16)는 폐쇄되고, 워터 밸브(31)는 완전 개방되고, 그리고 4방 밸브(4)는 도2에 도시된 상태로 있다.

이러한 상태하에서 압축기(2)의 스위치가 온(On)이면, 주 응축기(3) 등에서 주로 머물러 있는 냉매는 4방 밸브(4)를 통해 압축기의 흡입측에 유입되어 회복되도록 통로(5)로 복귀된다.

따라서 대량의 냉매가 방출되도록 압축기(2)는 동작상태로 놓여진다. 고온고압의 냉매는 전방 유니트(10) 쪽으로 흐를 수 없고 그에 따라 4방 밸브(4), 바이패스 통로(6), 제1 액체탱크(14), 제2 전자식 밸브(25), 보조 응축기(22), 제2 액체탱크(24), 제2 팽창 밸브(25), 후방 증발기(23) 및 보소 증발기(30)가 후방 유니트(20)로 흐르고, 다음에 압축기(2)로 복귀된다. 이러한 냉매의 순환공정에서는, 보조 증발기(30)로 흐르는 저온 저압 냉매가 온도 상승이 이루어지도록 엔진 냉각수와 냉매간의 열 교환 상태하에서 가열되고, 다음에 다시 압축되도록 압축기(2)로 흡입된다. 이러한 사실에 의해, 압축기(2)로 복귀되어 다시 압축되어진 냉매는 엔탈피가 증가되거나 또는 사이클 균형성이 상승되고, 압축기로부터 고온 및 고압으로 방출된다. 이러한 때에, 제2 팽창 밸브(25)의 (냉매의 유동에 대응하는)개방도가, 온도 반응구역(27)에서 검출되는 보조 증발기(30)의 배출구에 냉매의 온도에 따라 제어를 받는다. 따라서, 엔진 냉각수와 냉매간에 열 교환 상태하에서 보조 증발기(30)의 배출구에 냉매 온도가 증가한 시에, 보다 많은 냉매가 순환할 수 있도록 제2 팽창밸브(25)의 개방도가 증가한다. 보조 응축기(22)의 가열능력(열 방출능력)이 냉매의 온도와 유동에 관계하여, 보다 높은 가열성이 방출 냉매의 온도와 유동의 증가로 나타나게 된다. 상기 성질은 시간을 가지고 증가되어 순간적 또는 급속한 가열성이 향상된다. 즉, 공조 시스템(A)의 동작이 엔진 냉각수의 은도가 보다 높아지는 동안 계속되면, 엔진 냉각수로부터 보조 증발기(2)에 냉매로 흡수되는 열량이 증가되고, 따라서 압축기(2)에 흡입되는 냉매온도가 곱셈식으로 증가되어, 가열 성능과 순간 가열 능력면에서 상당한 향상이 이루어진다.

이러한 때에, 후방 유니트(20)가 취한 공기는 후방 증발기(23)에 의해 제습되어 냉각되고, 다음에 보조 응축기(22)에 의해 가열되고, 그후 하류로 흘러가 탑승실 내로 예정된 벤트를 통해 송풍된다. 여기서 제습성을 가진 난방 작동이 실현되며, 제습된 공기는 열을 받는다.

벤트를 통해 송풍되는 공기 온도가 예정된 온도로 증가될 때까지, 공기혼합도어(도시 않음)의 동작하에서 보조 응축기(22)와 접촉되어 공기가 지나가는 것을방지하도록 제어된다.

상술된 내용은 후방석만의 온방만을 위하어 제조된 것이다. 전방석용의 온방은 엔진 냉각수만을 사용하여 수행되고, 따라서 엔진동작이 시작된 후에 탑승실을 가열시키는데 적절한 수준으로 엔진 냉각수의 온도가 상승할 때까지 제1 및 제2 동작중 적어도 한 동작을 양호하게 행할 수 있다. 제1 동작은 온수 밸브(17)를 폐쇄하고, 제2 동작은 공기혼합 도어(도시 않음)의 동작하에시 공기가 히터 코어(12)와 접촉하여 지나가는 것을 방지한다.

공조 시스템(A)의 난방 작동 개시상황에서도, 엔진(1)의 엔진 속도 즉, 압축기(2)의 회전속도가 급속하게 증가할 시에 예를 들면 급속 감속용 가속 페달(도시않음)의 답입시, 압축기(1)의 방출 압력이 급하게 증가하는 경우에 발생한다. 이러한 경우에, 그 손상으로부터 압축기(2)가 보호되도록 압축기(2)의 방출 압력을 낮추기 위한 제어를 수행할 필요성이 발생된다. 이러한 필요성은 안정된 난방 작동을 행하는 동안에도 공유되는 것이고 따라서, 압축기(2)의 방출 압력을 낮추는 제어를 안정된 난방 작동 동안에 공조 시스템(A)의 동작에 적용하여 이하에 기술한다.

[안정된 난방 작동 중에]

탑승실 내에 온도가 어느 정도 상승되어 엔진 냉각수의 온도가 어느 정도 상승하면, 차량의 열 부하상태에 따른 예정된 가열성능이 얻어지도록 예를 들면 작동기(도시 않음)의 동작하에서 워터 밸브(31)의 개방도를 조정하어 보조 증발기(30)로 흐르는 온수방을 제어한다.

도5 는 온수(엔진 냉각수)의 은도가 안정된 상태에 가열 성능과 워터 밸브(31)의 개방도와의 사이에 관계를 나타낸 도면이다. 온수 온도 안정상태에 따른 도 5로부터, 워터 밸브(31)의 개방도의 증가로 냉방 사이클을 순환하는 냉매량이 라인(L1)으로 지시된 바와 같이 증가하고, 압축기(2)의 방출 압력(Pd)은 라인(L2)에 의해 지시된 바와 같이 증가하고, 그리고 탑승실 내로 벤트를 통해 송풍되는 공기의 온도는 라인(L3)으로 지시된 바와 같이 증가한다. 도5에 도시된 기본 관계는 상술된 내용으로 예견될 수 있는 것이다. 즉, 위터 밸브(31)의 개방도가 증가하면, 보조 증발기(30) 내로 송풍되는 온수(엔진 냉각수)량은 증가하고 따라서 보조증발기(30)의 배출구에 냉매의 온도가 상승하도록 냉매와 온수 사이에 열교환량이 증가한다. 그러한 결과, 냉매 유동이 증가되도록 제2 팽창 밸브(25)의 개방도가 증가되고 반면에 압축기(2)의 방출 압력은 냉매의 온도 상승으로 상승되어 압축기(2)에 흡입된다. 이러한 사실은 보조 응축기(22)의 열방출 능력을 증가시키어 벤트를 통한 탑승실로 송풍되는 공기온도를 증가시킨다.

보조 응축기(22)의 열 방출 능력을 제어하는 예를 간단히 기술하면 다음과 같다. 엔진 냉각수의 가열이 차량의 열 부하상태(예비결정된 가열성)에서 필요하지 않은 정도로 외부 공기의 온도가 낮지 않으면, 워터 밸브(31)가 완전 폐쇄되어 보조 증발기(30)내로 엔진 냉각수가 송풍되는 것이 방지된다. 이러한 사실은 압축기(2)로 복귀되는 냉매가 불필요하게 가열되는 것을 방지한다.

차량의 열 부하상태(예비결정된 가열성능)가 매우 높도록(과열 부하상태) 외부 공기의 온도가 매우 낮으면, 워터 밸브(31)는 완전하게 개방되어 최대량의 엔진 냉각수가 보조 증발기(30) 내로 흐른다. 이러한 사실은 보조 증발기(30)에 의해 압축기(2)로 복귀되는 냉매가 최대로 가열되게 하여 공조 시스템(A)에 최대 가열성능이 나타난게 한다.

외부 공기의 온도가 상기 두 경우 사이에 있으면, 워터 증발기(30) 내로 흐르는 온수의 유동이 조절되도록 제어하여 대응하는 예비결정된 가열성능이 얻어진다.

따라서, 워터 벨브(31)의 개방도는 차량의 열 부하상태에 따라 제어되어, 공조 시스템(A)이 차량의 열 부하상태용으로 적절한 델리캐이트한 가열 성능이 나타날 수 있게 만들어진다.

다음, 압축기(2)의 방출 압력이 이러한 실시예에서 과도하지 상승된 때에 압축기(2)를 보호하기 위한 측정을 기술한다.

[예 1]

본 예에서는 압축기(2)의 온-오프 제어와 워터 밸브(31)의 온-오프 제어가 압축기의 방출 압력에 따라 수행된다. 상기 제어의 예는 도6에 도시되었고 그 심의(discussion)는 다음과 같다. 먼저, 심의는 압축기(2)의 온-오프 제어를 행하기 전에 단계에서 제어 방법으로 행해진다. 제2 액채탱크(24) 내측에 압력 검출기(28)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표함)이 제1 설정값으로 23kg/㎠G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 워터 밸브(31)가 완전 패쇄(오프)상태에 놓인다. 동일 출력이 제2 설정값으로 20kg/㎠G 보다 높지 않은 값으로 낮아지면, 워터 벨브(31)는 다시 완전 개방(온)상태에 놓인다. 온수의 유동을 제어하여 워터 밸브를 완전 개방시키는 과열 부하상태는 압축기 방출 압력이 20kg/㎠G 부근일 때 실시되어져 있음을 판단에 유념한다.

이러한 과열 부하상태에서는 보조 증말기(30)가 동작하도록 워터 밸브(31)가 완전 개방되고 냉방 사이클은 압축기의 방출 압력이 상대적으로 높은(20kg/㎠G 부근) 상태에서 일정하게 동작된다. 이러한 상태에서는 완전 폐쇄 상태로 워터 밸브(31)가 놓이면 압축기(2)를 보호하도록 압축기(2)의 압력상승이 억압을 받도록 도5에 도시된 바와 같이 압축기(2)의 방출 압력이 낮아진다.

워터 밸브(31)가 완전 폐쇄 상태에 놓이는 경우에서는, 도5에 도시된 바와같이 벤트를 통해 송풍되는 공기의 온도가 압축기(2)의 방출 압력의 저하와 동시적으로 낮아지는데 경험에 따르면 벤트를 통해 송풍되는 공기의 온도 변환는, 워터밸브(31)의 온 상태와 오프 상태가 변경되는 표준 설정값을 적절하게 설정하여, 차량 탑승자가 불편감을 느끼지 않아 탑승자의 편안감이 저하되는 것을 방지하는 적은 값으로 억압을 받게 되는 것이 확인되어져 있다. 예를 들면 도6에 도시된 제어특성을 갖는 경우에서는, 그 온 상태와 그 오프 상태간에 위터 밸브(31)의 절환동작 하에서 온도의 변화가 약 1분의 온도 저하동작과 약 3본의 온도 상승을 구비 하는 사이클로 약 10℃ 내에 있다.

워터 밸브(31)의 상기 온-오프 제어에 더하여, 워터 밸브(31)의 온-오프 제어에 의해 조절될 수 없는 연장부로 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승되는 장소인 경우에 대처하도록 종래의 열 펌프형 공조 시스템과 유사하게 압축기(2)의 온-오프 제어가 수행된다. 보다 특정하게는, 제2 액체탱크(24) 내측에 압력 검출기(28)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표)이 압축기(2)를 정지시키는 표준값으로 27kg/㎠G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 압축기(2)는 정지되거나 또는 그 오프 상태에 놓여진다. 동일 출력이 압축기(2)를 동작시키는 표준값으로 20kg/㎠G 보다 높지 않은 값으로 저하되면, 압축기(2)는 다시 동작하거나 또는 온 상태에 놓인다.

이러한 온-오프 제어용으로 사용되는 압력 검출기(28)가 일명 세 개형(trinary type) 또는 압력 변환기(압력 센서)의 압력반응성 스위치일 수 있지만, 온-오프 동작의 빈도수, 내구성, 및 설정값 변경의 용이성의 면에서 압력 변환기를 사용하는 것이 양호하다.

상술된 장치로서, 이러한 예에 따라, 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승하면, 압축기(2)의 온-오프 제어 수행이가 온-오프 제어를 수행하여 압축기(2)의 감소되기 전에 단계에서 워터 밸브(2)의 방출 압력이 낮아진다. 그 결과, 압축기(2)가 압력 상승 동안에 압축기(2)의 온-오프 제어에서 온-오프 동작의 빈도수가 감소되어, 차량의 구동성이 향상된다. 또한 이러한 때에 벤트를 통해 송풍되는 공기의 온도 변화는 차량 탑승자의 편안감을 저하시키지 않는 작은 값으로 억압을 받게 된다.

위터 밸브(31)의 온-오프 제어가 압축기(2)의 온-오프 제어를 수행하도록 부가로 수행됨으로 2중 보호수단이 압축기(2)의 압력상승에 대처하도륵 제공되어 공조 시스템(A)의 신뢰성이 향상된다.

온-오프 제어를 나타내었으며 워터 밸브(31)로 제조되었음을 설명하였지만, 압축기(2)에서의 압력상승이 억압되도록 워터 밸브(31)의 개방도는 압축기(2)의 방출 압력에 따라서 지속적으로 변경될 수 있는 것이다. 이러한 경우에는 벤트를 통해 송풍되는 공기의 온도변화가 최소화되도록 압축기(2)의 회전속도(또는 엔진(1)의 엔진 속도)를 고려한 데이터 맵을 사전에 준비하는 것의 양호하다. 또한, 지속적인 출력이 만들어질 수 있는 압력 변환기(압력 센서)를 압력 적출기(28)로 사용하는 것도 양호하다.

[예 2]

본 예에서는, 압축기(2)의 온-오프 제어와 제1 전자식 밸브(16)의 온-오프(개방-폐쇄) 제어가 압축기(2)의 방출 압력에 따라 수행된다. 본 예에서는, 세개형 압력 반응성 스위치 또는 압력 변환기(압력 센서)가 압력 검출기(28)로서 사용할 수 있다. 상기 제어의 예는 도7에 도시되었으면 그 심의는 다음과 갈다. 먼저, 심의는 압축기(2)의 온-오프 제어를 행하기 전에 단계에 제어 방식으로 행해진다. 제2 액체탱크(24) 내측에 압력 검출기(28)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표함)이 제3 설정값으로 15.5kg/㎠G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 제1 전자식 밸브(16)가 개방 상태에 놓인다. 동일 출력이 제4 설정값으로 10kg/㎠G 보다 높지않은 값으로 낮아지면, 제1 전자식 밸브(16)는 다시 폐쇄 상태에 놓인다.

상기 심의된 바와 같이 공조 시스템(A)이 난방 작동을 하는 동인에는 제1 전자식 밸브(16)가 도2에 도시된 바와 같이 폐쇄된다. 이러한 상태에서는 액체탱크(14)로부터의 일부 냉매가 전방 유니트(10) 쪽으로 흐르도록 제1 전자식 밸브(16)의 개방 시에, 냉매도 전방 증발기 안으로 흘러가, 후방 유니트(20) 쪽으로 향하는 냉매의 유동이 감소된다. 또한 응축되어지지 않은 냉매가 전방 증발기쪽으로 흘러 압축기(2)의 방출 압력이 낮아지도록 응축기로서 전방 증발기(13)가 기능을 한다.

제1 전자식 밸브(16)의 상기 온-오프(개방-폐쇄) 제어에 더하여 워터 밸브(31)의 온-오프(개방-폐쇄) 제어에 의해 조절할 수 없는 연장부로 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승되는 장소인 경우에 대처하도륵 종래의 열 펌프형 공조 시스템과 유사하게 압축기(2)의 온-오프 제어가 수행된다. 보다 특정하게는, 제2 액채탱크(24) 내측에 압력 검출기(28)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표)이 압축기(2)를 정지시키는 표준 설정값으로 27kg/㎠G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 압축기(2)는 정지되거나 또는 그 오프 상태에 놓여진다. 동일 출력이 압축기(2)를 동작시키는 표준값으로 21kg/㎠G 보다 높지 않은 값으로 저하되면 압축기(2)는 다시 동작하거나 또는 온 상태에 놓인다.

상술된 장치로부터, 본 예에 따라, 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승하면, 압축기(2)가 온-오프 제어의 수행이 감소되기 전에 단계에서 제1 전자식 밸브(16)의 온-오프(개방-패쇄) 제어를 수행하여 압축기(2)의 방출 압력이 낮아진다. 그 결과 압축기(2)가 입력 상승을 하는 동안에 압축기(2)의 온-오프 제어에서 온-오프 동작의 빈도수가 감소되어, 차량의 구동성이 향상된다. 또한, 이러한 때에 정상적인 난방 작동이 후방 유니트(20) 쪽에서 지속되어 후방적용의 난방 작동이 저하되지 않는다.

제1 전자식 밸브(l6)의 온-오프(개방-폐쇄) 제어가 압축기(2)의 온-오프 제어를 수행하도록 부가로 수행됨으로 2중 보호수단이 압축기(2)의 압력상승에 대처하도록 제공되어 공조 시스템(A)의 신뢰성이 향상된다.

[예 3]

본 예에서는 압축기(2)의 온-오프 제어와 4방 밸브(4)의 절환제어기 압축기(2)의 방출 압력에 따라 수행되는 것이다. 본 예에서는 압력 검출기(28)로서 세개형 압력 반응성 스위치 또는 압력 변환기(압력 센서)가 사용될 수 있다. 상기 제어의 예는 도8에 도시되었으며 이하에서 그 심의를 한다. 제2 액체탱크(24) 내측에 압력 검출기(28)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표함)이 제5 설성값으로 15.5kg/㎠G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 주 응축기(3)로의 냉매의 유동이 허용되도록 4방 밸브(4)의 제1 동작상태가 제2 동작상태로 절환된다. 동일 출력이 제6 설정값으로 1Okg/㎠G 보다 높지 않은 값으로 낮아지면, 4방 밸브(4)의 제2 동작상태는 다시 제1 동작상태로 절환되어 냉매가 응축기로 흐르는 것을 방지한다.

상기 심의된 바와 같이 공조 시스템(A)이 난방 작동을 하는 동안에는 냉매가 도2에 도시된 바와 같이 주 응축기로 흐르지 않는다. 이러한 상태에서는 4방 밸브(4)의 동작상태가 압축기(2)로부터 방출되는 냉매가 주 응축기(3)로의 유동을 허영하는 절환으로, 열 교환이 주 응축기(3)와 접촉하는 외부 공기(저온)와 냉매 사이에서 이루어져, 냉매 응축성이 상승되고 따라서 압축기(2)의 방출 압력이 낮아진다.

4방 밸브(4)의 상기 절환 제어에 더하여, 4방 밸브(4)의 절환 제어에 의해 조절할 수 없는 연장부로 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승되는 장소인 경우에 대처하도록 종래의 열 펌프형 공조 시스템과 유사하게 압축기(2)의 온-오프 제어가 수행된다. 특정하게는, 제2 액체탱크(24) 내측에 압력, 검출기(28)의 출력(압축기으 방출 압력을 대표)이 압축기(2)를 정지시키는 표준 설정값으로 27kg/cm²G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 압축기(2)는 정지되거나 또는 그 오프 상태에 놓여진다. 동일 출력이 압축기(2)를 동작시키는 표준 설정값으로 21kg/cm²G 보다 높지 않은 값으로 낮아지면, 압축기(2)는 다시 동작하거나 또는 온 상태에 놓인다.

상술된 장치로부터, 본 예에 따라, 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승하면, 압축기(2)가 온-오프 제어를 수행하기 전에 단계에서 4방 밸브(4)의 절환 제어를 수행하여 압축기(2)의 방출 압력이 낮아진다. 그 결과, 압축기(2)가 압력 상승을 하는 동안에 압축기(2)의 온-오프 제어에서의 온-오프 동작의 빈도수가 감소되어, 차량의 구동성이 향상된다.

4방 밸브(4)의 절환 제어가 압축기(2)의 온-오프 제어를 수행하는데 부가로 수행됨으로 2중 보호수단이 압축기(2)의 압력상승에 대처하도록 제공되어, 공조 시스템(A)의 신뢰성이 향상된다.

냉방 작동중에 전방석 및 후방석 모두에 냉방을 이루고자 하는 경우에는 그 설정동작이 다음으로 행해진다. 제1 전자식 밸브(16)와 제2 전자식 밸브(26)는 개방됨, 4방 밸브는 도3에 도시된 바와 같은 상태로 놓임, 워터 밸브(31)는 완전 폐쇄됨, 전방석의 온도제어를 이루기 위해서는 온수 워터 밸브(17)의 개방이 지켜짐.

이러한 상태에서 압축기(2)가 온으로 절환되면, 압축기(2)으로부터 방출되는 냉매가 전방 유니트(10)쪽과 후방 유니트(20) 쪽으로 두 갈래로 갈라진다. 즉, 도3에 도시된 바와 같이, 압축기(2)로부터의 냉매가 4방 밸브(4), 주 응축기(3), 및 제1 액체탱크(14)를 통해 흐르고, 다음에 후방 유니트(20) 쪽과 전방 유니트(10) 쪽으로 두 갈래로 갈라진다. 두 갈래로 갈라진 냉매는 보조 증발기(3)의 유입구에서 합류되어 압축기(2)로 복귀된다. 특히, 전방 유니트(10)용으로, 제1액채탱크(14)에서 방출된 냉매는 제1 전자식 밸브(16), 제1 팽창 밸브(15), 및 전방 증발기(13)를 통해 흐르고, 다음에 보조 증발기(30)를 통해 압축기(2)로 복귀한다. 후방 유니트(20)용으로, 제1 액체탱크(14)에서 방출된 냉매는 제2 전자식 밸브(26), 보조 응축기(22), 제2 액체탱크(25), 제2 팽창 밸브(25), 및 후방 증발기(23)를 통해 흐르고, 다음에 보조 증발기(30)를 통해 압축기(2)로 복귀한다. 이러한 냉매의 순환공정에서, 주 응축기(3)에 의해 이미 응축되어 액화되어진 냉매가 후방 유니트(20)에 보조 응축기(22)로 공급되고, 따라서 응축기(22)는 열 교환기만큼의 고 능력이지가 않다. 또한, 순환 공정에서, 워터 밸브는 온수가 보조 증발기(30)내로 흐로는 것이 방지되도록 완전 폐쇄됨으로, 보조 증발기(30)의 기능이 없어, 저압측에 온도상승이 방지됨으로, 공조 시스템(A)의 냉각성의 저하가 패해진다.

이러한 사실에 의해, 전방석용으로, 전방 유니트(10)의 공기통로(11)에 취해진 공기가 전방 증발기(13)에 냉매와 공기간에 열 교환 하에서 냉각되고 제습되어 차가운 공기로 전환된다. 차가운 공기는 온도가 조절되도록 공기혼합 도어(도시않음)의 동작하에서 적절한 비율로 따뜻한 공기(히터 코어(12)에 의해 가열된 공기)와 혼합된다. 다르게는, 차가운 공기는 따뜻한 공기와 혼합되지 않을 수 있다. 다음, 차가운 공기는 예정된 벤트를 통해 탑승실로 송풍된다.

후방석용으로, 후방 유니트(20)의 공기통로(21)에 취해진 공기가 후방 증발기(23)에 냉매와 공기기간에 열 교환 하에서 냉각되고 제습되어 차가운 공기로 전환된다. 차가운 공기는 온도가 조절되도록 공기혼합 도어(도시 않음)의 동작하에서 적절한 비율로 따뜻한 공기(보조 응축기(22)에 의해 가열된 공기)와 혼합되거나 또는, 차가운 공기는 따뜻한 공기와 혼합되지 않을 수 있고, 다음에 차가운 공기는 예정된 벤트를 통해 탑승실로 송풍된다.

제1 전자식 벨브(16)는 단지 전방석을 냉각시키도록 폐쇄되고 그리고 제2 전자식 밸브(26)는 단지 후방석만을 냉각시키도록 폐쇄되는 것이다.

압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승할 때에 압축기(2)를 보호하기 위한 수단으로, 압축기(2)의 온-오프 제어와 전기 팬(7)의 온-오프 제어는 종래의 열 펌프형 공조 시스템과 유사하게 압축기(2)의 방출 압력에 따라 수행된다. 이러한 목적으로 상기 제어는 압력 검출기(18)로부터의 출력(신호)에 반응하게 제조된다. 이러한 온-오프 제어용으로 사용되는 압력 검출기(18)는 난방 작동동안에 동작되는 압력 검출기(28)와 동일한 압력 변환기(압력 센서) 또는 일명 세 개형의 압력 방응성 스위치이다.

상기 제어의 예는 도9에 도시되었으며 이하에서 논의된다. 먼저, 논의는 압축기(2)의 온-오프 제어를 만들기 전에 단계에 제어방식으로 만들어진다. 제1액체탱크(14) 내측에 압력 검출기(18)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표함)은 15.5kg/cm²G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 전기 팬(7)은 스위치 온 된다. 동일 출력이 제2 설정값으로 10kg/cm²G 보다 높지 않은 값으로 낮아지면, 전기 팬(7)은 오프로 절환된다. 전기 팬(7)이 온으로 절환되면, 주 응축기(3)의 열 방출량이 증가되어 주 응축기(3)로부터 방출되는 냉매의 압력이 낮아진다.

전기적 팬(7)의 상기 온-오프 제어에 더하여, 또한 압축기(2)의 온-오프 제어가 전기적 팬(7)의 온-오프 제어에 의해 조절될 수 없는 연장부로 압축기(2)의 방출 압력이 과도하게 상승되는 장소인 경우에 대처하도록 수행된다. 특히, 제2액체탱크(24) 내측에 압력 검출기(28)의 출력(압축기의 방출 압력을 대표함)이 압축기2)를 정지시키는 표준 설정값으로 27kg/cm²G 보다 낮지 않은 값에 이르면, 압축기(2)는 정되거나 또는 오프 상태로 놓인다. 동일한 출력이 압축기(2)를 동작시키는 표준값으로 21kg/cm²G 보다 높지 않은 값으로 낮아진면, 압축기(2)는 다시 동작되거나 또는 온 상태에 놓인다.

4방 밸브(4)와 냉매 복귀통로(5)를 나타내었고 압축기(2)로 정체 냉매를 복귀시키는 실시예를 기술하였지만, 본원은 기본적으로 공조 시스템(A)의 냉각 동작 이 압축기(2)로 정체 냉매를 복귀시키지 않고 수행되는 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 경우를 위해서는 (개방 또는 폐쇄로 동작가능한) 두개의 밸브가 도시 않은 바이패스 통로(6)와 주 응축기(3)의 유입구에 각각 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 차량의 구동성을 향상시키면서 탑승실용 공기 조절동작을 안정되게 하고 압축기가 보호되는 자동차용의 향상된 공조 시스템이 제공된다.

Claims (5)

1. 자동차용 열 펌프형 공조 시스템에 있어서, 취해진 공기가 차량의 탑승실로 유도되는 제1 및 제 2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가지는 제 1 및 제 2 유니트(10, 20)를 포함하며, 상기 제 1 유니트는, 제 1 공기 유동 통로에 배치되어 히터 코어가 제 1 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 1 증발기의 하류측에 있도록 위치된 히터 코어(12) 및 제 1 증발기(13)를 포함하며, 상기 제 2 유니트는, 제 2 공기 유동 통로에 배치되어 제 2 응축기가 제 2 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 2 증발기의 하류측에 있도록 위치된 제 2 응축기(22) 및 제 2 증발기(23)를 포함하며, 엔진 냉각수는 상기 히터 코어를 통해 순환될 수 있으며, 상기 제 2 응축기(22)및 상기 제 2 증발기(23)는 상기 제 1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결되며, 상기 제 1 증발기(13)를 포함하는 냉방 사이클을 구성하는 제 1 및 제 2 유니트 외측에 배치된 압축기(2) 및 제 1 응축기(3)와, 상기 제 1 응축기(3)를 포함하고 상기 공조 시스템의 냉방 작동을 달성하기 위한 냉방 작동 냉매 회로와, 냉매가 제 1 응축기를 바이패스하여 흐르도록 하는 바이패스 통로(6)를 포함하고, 상기 공조 시스템의 난방 작동을 달성하기 위한 난방 작동 냉매 회로와, 상기 냉방 작동 냉매 회로와 상기 난방 회로 사이에서 상기 압축기(2)로부터 방출되는 냉매의 유동을 절환시키는 회로 절환 밸브(4)와, 상기 제 1 및 제 2 유니트(10, 20)외측에 배치되어 상기 제 2 증발기(23)의 유체 유출구에 유체 연결된 제 3 증발기(30)와, 상기 공조 시스템의 난방 작동 중 차량의 열 부하 상태에 따라 냉매와 엔진 냉각수중 하나의 유동을 제어하기 위한 제어장치(31, 16, 4)를 또한 포함하며, 상기 엔진 냉각수는 상기 제 3 증발기를 통해서 순환될 수 있으며, 상기 압축기(2)로 복귀되는 상기 냉매는 상기 제 3 증발기(30) 내의 엔진 냉각수로 가열되며, 상기 제어 장치는 상기 압축기(2)의 방출 압력에 따라 냉매와 엔진 냉각수중 하나의 유동을 제어할 수 있는 것을 특징으로 하는 열 펌프형 공조 시스템.
2. 자동차용 열 펌프형 공조 시스템에 있어서, 취해진 공기가 차량의 탑승실로 유도되는 제 1 및 제 2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가지는 제 1 및 제 2 유니트(10, 20)를 포함하며, 상기 제 1 유니트는, 제 1 공기 유동 통로에 배치되어 히터 코어가 제 1 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 1 증발기의 하류측에 있도록 위치된 히터 코어(12) 및 제 1 증발기(13)를 포함하며, 상기 제 2 유니트는, 제 2 공기 유동 통로에 배치되어 제 2 응축기가 제 2 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 2 증발기의 하류측에 있도록 위치된 제 2 응축기(22) 및 제 2 증발기(23)를 포함하며, 엔진 냉각수는 상기 히터 코어를 통해 순환될 수 있으며, 상기 제 2 응축기(22) 및 상기 제 2 증발기(23)는 상기 제 1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결되며, 상기 제 1 증발기(13)를 포함하는 냉방 사이클을 구성하는 제 1 및 제 2 유니트외측에 배치된 압축기(2) 및 제 1 응축기(3)와, 상기 제 1 응축기(3)를 포함하고 상기 공조 시스템의 냉방 작동을 달성하기 위한 냉방 작동 냉매 회로와, 냉매가 제 1 응축기를 바이패스하여 흐르도록 하는 바이패스 통로(6)를 포함하고 상기 공조 시스템의 난방 작동을 달성하기 위한 난방 작동 냉매 회로와, 상기 냉방 작동 냉매 회로와 상기 난방 작동 냉매 회로 사이에서 상기 압축기(2)로부터 방출되는 냉매의 유동을 절환시키는 회로 절환 밸브(4)와, 상기 제 1 및 제 2 유니트(10, 20)외측에 배치되어 상기 공조 시스템의 난방 작동 중 유동 제어 밸브의 개방도의 제어를 받아서 차량의 열 부하 상태에 따라 상기 제 3 증발기(30)를 통해 순환하는 엔진 냉각수의 유동 양을 제어하기 위한 유동 제어 밸브(31)를 또한 포함하며, 상기 엔진 냉각수는 상기 제 3 증발기를 통해서 순환될 수 있으며, 상기 압축기(2)로 복귀되는 상기 냉매는 상기 제 3 증발기(30) 내의 엔진 냉각수로 가열되는 것을 특징으로 하는 열 펌프형 공조 시스템.
3. 제2항에 있어서, 상기 유동 제어 밸브(31)는, 상기 압축기의 동작이 정지되도록 표준값보다 낮은 제 1 설정값보다 낮지 않은 수준으로서의 압축기(2)의 방출 압력을 통해 순환하는 것이 방지되도록 완전 폐쇄 상태를 취하도록 설정되고, 제 1 설정값보다 낮은 제 2 설정값보다 높지 않은 수준으로 상기 압축기(2)의 방출 압력이 낮아지면 상기 제 3 증발기(30)를 통해 엔진 냉각수가 순환할 수 있도록 완전 개방 상태를 취하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 열 펌프형 공조 시스템.
4. 자동차용 열 펌프형 공조 시스템에 있어서, 취해진 공기가 차량의 탑승실로 유도되는 제 1 미 제 2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가지는 제 1 및 제 2 유니트(10, 20)를 포함하며, 상기 제 1 유니트는, 제 2 공기 유동 통로에 배치되어 제 2 응축기가 제 2 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 2 증발기의 하류측에 있도록 위치된 제 2 응축기(22) 및 제 2 증발기(23)를 포함하며, 엔진 냉각수는 상기 히터 코어를 통해 순환될 수 있으며, 상기 제 2 응축기(22) 및 상기 제 2 증발기(23)는 상기 제 1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결되며, 상기 제 1 증발기(13)를 포함하는 냉방 사이클을 구성하는 제 1 및 제 2 유니트 외측에 배치된 압축기(2) 및 제 1 응축기(3)와, 상기 제 1 응축기(3)를 포함하고 상기 냉방 작동 냉매 회로와, 냉매가 1 응축기를 바이패스하여 흐르도록 하는 바이패스 통로(6)를 포함하고 상기 공조 시스템의 난방 작동을 달성하기 위한 난방 작동 냉매 회로와, 상기 냉방 자동 냉매 회로와 상기 난방 작동 회로 사이에서 상기 압축기(2)로부터 방출되는 냉매의 유동을 절환시키는 회로 절환 밸브(4)와, 상기 제 1 및 제 2 유니트(10, 20) 외측에 배치되어 상기 제 2 증발기(23)의 유체 유출구에 유체 연결된 제 3 증발기(30)와, 상기 제 1 증발기(13)으로 유도되는 상기 냉매의 유동 양을 제어하기 위한 유동 제어 밸브(16)를 또한 포함하며, 상기 엔진 냉각수는 상기 제 3 증발기를 통해서 순환될 수 있으며, 상기 압축기(2)로 복귀되는 상기 냉매는 상기 제 3 증발기(30)내의 엔진 냉각수로 가열되며, 상기 유동 제어 밸브(16)는, 상기 압축기의 동작이 정지되도록 표준값보다 낮은 제 3 설정값보다 낮지 않은 수준으로의 압축기(2)의 방출 압력이 상승 시에 냉매가 상기 제 1 증발기(13)를 통해 순환할 수 있도록 완전 개방 상태를 취하도록 설정되고, 상기 공조 시스템의 난방 작동 중 제 3 설정값보다 낮은 제 4 설정값보다 높지 않은 수준으로 상기 압축기(2)의 방출 압력이 낮아지면 냉매가 상기 제 1 증발기(13)로 유도되는 것을 방지하도록 완전 폐쇄 상태를 취하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 열 펌프형 공조 시스템.
5. 자동차용 열 펌프형 공조 시스템에 있어서, 취해진 공기가 차량의 탑승실로 유도되는 제 1 및 제 2 공기 유동 통로(11, 21)를 각각 가지는 제 1 및 제 2 유니트(10, 20)를 포함하며, 상기 제 1 유니트는, 제 1 공기 유동 통로에 배치되어 히터 코어가 제 1 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 1 증발기의 하류측에 있도록 위치된 히터 코어(12) 및 제 1 증발기(13)를 포함하며, 상기 제 2 유니트는, 제 2 공기 유동 통로에 배치되어 제 2 응축기가 제 2 공기 통로 내의 공기 유동에 대해 제 2 증발기의 하류측에 있도록 위치된 제 2 응축기(22) 및 제 2 증발기(23)를 포함하며, 엔진 냉각수는 상기 히터 코어를 통해 순환될 수 있으며, 상기 제 2 응축기(22) 및 상기 제 2 증발기(23)는 상기 제 1 증발기(13)와 병렬로 유체 연결되고 서로 직렬로 유체 연결되며, 상기 제 1 증발기(13)를 포함하는 냉방 사이클을 구성하는 제 1 및 제 2 유니트 외측에 배치된 압축기(2) 및 제 1 응축기(3)와, 상기 제 1 응축기(3)를 포함하고 상기 공조 시스템의 냉방 작동을 달성하기 위한 냉방 작동 냉매 회로와, 냉매가 제 1 응축기를 바이패스하여 흐르도록 하는 바이패스 통로(6)를 포함하고 상기 공조 시스템의 난방 작동을 달성하기 위한 난방 작동 냉매 회로와, 상기 냉방 작동 냉매 회로와 상기 난방 작동 냉매 회로 사이에서 상기 압축기(2)로부터 방출되는 냉매의 유동을 절환시키는 회로 절환 밸브(4)와, 상기 제 1 및 제 2 유니트(10, 20) 외측에 배치되어 상기 제 2 증발기(23)의 유체 유출구에 유체 연결된 제 3 증발기(30)를 또한 포함하며, 상기 엔진 냉각수는 상기 제 3 증발기를 통해서 순환될 수 있으며, 상기 압축기(2)로 복귀되는 상기 냉매는 상기 제 3 증발기(30) 내의 엔진 냉각수로 가열되며, 상기 회로 절환 밸브는, 상기 압축기의 동작이 정지되도록 표준값보다 낮은 제 5 설정값보다 낮지 않은 수준으로의 압축기(2)의 방출 압력이 상승 시에 상기 압축기(2)로부터 방출된 냉매의 유동을 상기 냉방 작동 냉매 회로로 절환시키는 제 1 위치를 취하도록 설정되고, 상기 공조 시스템의 난방 작동 중 제 5 설정값보다 낮은 제 6 설정값보다 놉지 않은 수준으로 상기 압축기(2)의 방출 압력이 낮아지면 상기 압축기(2)로부터 방출된 냉매의 유동을 상기 난방 작업 냉매 회로로 절환시키는 제 2 위치를 취하도록 설정되는 것을 특징으로 하는 열 펌프형 공조 시스템.

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