KR100917173B1 - 차량용 냉난방 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 핫 가스 히터 시스템을 이용하는 자동차용 난방 시스템에 있어 시스템의 이상 고압을 보다 간단하고 효과적으로 제어하기 위한 것으로, 이를 위하여, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 적어도 하나의 팽창변과, 유입된 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 팽창변 및 증발기를 순차로 통과한 후 다시 압축기로 흡입되도록 순환되는 제 1 냉매 순환회로와, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압이 소정 압력 이상일 경우에는 상기 제 1 냉매 순환회로의 증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 흡입되기 전에 분기되어 상기 응축기로 유입되도록 하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템을 제공한다.

Description

차량용 냉난방 시스템{Cooling and heating system for vehicle}

도 1은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템의 개략적인 구성도.

도 2는 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 난방 모드 시 압축기 회전수에 따른 난방 용량 및 토출압력의 관계를 나타내는 그래프.

도 3은 핫 가스 모드 시 압축기 회전 수가 서로 다를 경우의 핫 가스 싸이클의 P-h 선도를 나타내는 그래프.

도 4는 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 고압 제어 시 핫 가스 싸이클의 P-h 선도를 나타내는 그래프.

도 5는 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 냉방 모드 시 압축기 회전수에 따른 증발기 토출 공기의 온도를 나타내는 그래프.

도 6은 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 냉방 모드 시 압축비와 최적의 냉방 성능을 발휘할 수 있는 제 2 팽창변의 개도 사이의 관계를 나타내는 그래프.

도 7은 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 냉방 모드 시 최적의 냉방 성능을 발휘할 수 있도록 하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도.

도 8은 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 난방 모드 시 압축비와 최적의 난방 성능을 발휘할 수 있는 제 1 팽창변의 개도 사이의 관계를 나타내는 그래프.

도 9는 도 1에 따른 차량용 냉난방 시스템의 난방 모드 시 최적의 난방 성능을 발휘하고, 이상 고압을 제어할 수 있도록 하는 방법을 단계적으로 나타낸 순서도.

도 10은 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템의 개략적인 구성도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 압축기 20: 응축기

30: 증발기 40: 수액 분리기

52: 제 1팽창변 54: 제 2팽창변

56: 팽창변 62: 제 1전자변

64: 제 2전자변 66: 제 3전자변

67: 역지변 100: 제어부

110: 제 1냉매 순환회로 112: 바이패스 유로

120: 제 2냉매 순환회로 114: 제 3냉매 회로

본 발명은 차량용 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 압축기로부터 토출된 고온의 냉매인 핫가스를 이용한 시스템을 보조 히터로서 구비한 차량용 냉난방 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량에는 차량 내부의 냉난방을 위해 냉방장치인 에어컨과, 난방장치인 히터가 구비되어 있다.

에어컨은 냉매를 이용하는 냉동 사이클에 따르는 것으로 냉매가 증발기와 응축기 및 압축기를 순환하면서 외부로부터 유입된 고온의 공기를 저온으로 변환시키고, 이렇게 차가워진 공기를 차량 실내로 공급한다. 이 때, 에어컨을 구성하는 응축기는 압축기로부터 압축된 고온 고압의 기상 냉매를 공기와의 열교환을 통해 액상의 냉매로 전환시키고, 증발기는 이 액상의 냉매를 고온의 공기와 열교환시켜 다시 기상으로 만들어 주면서 외부에서 유입된 공기의 열을 흡수한다.

한편, 차량의 난방장치인 히터는 엔진을 냉각시키는 냉각수를 이용한 것으로, 고온의 엔진을 냉각시킨 냉각수를 공기조화장치의 케이스 내에 설치된 히터 코어로 유도하여, 이 케이스 안으로 유입되어 흐르는 외부의 차가운 공기를 가열하여 이를 차량의 실내로 공급하는 온수식 난방장치이다.

그런데, 상기와 같은 온수식 난방장치는 엔진에 시동을 건 초기, 곧, 엔진이 충분히 가열되지 않아 엔진 냉각수의 온도가 아직 낮을 때에 그 난방능력이 부족한 문제가 발생된다. 특히, 이러한 난방능력의 부족 현상은 외부의 온도가 낮은 때에 더욱 심하게 발생된다. 이는 엔진을 식힌 냉각수를 그 열원으로 사용하는 온수식 난방장치에서는 피할 수 없는 한계이다.

따라서, 이러한 기존의 온수식 난방장치의 근본적 문제를 해결하기 위하여 여러 가지 연구가 시도되고 있는 데, 그 중 하나는 상기 온수식 난방장치의 난방능력을 보조해 주는 보조 히터 난방사이클을 운영하는 것이다.

이 보조 히터 난방사이클의 대표적인 것으로서 일본특허 특개평5-223357호에는 냉방사이클을 구성하는 압축기의 냉매 토출구에서 토출된 고온, 고압의 가스 냉매를 팽창밸브를 거쳐 증발기로 유도하고, 이 증발기를 공기조화장치의 케이스 안에 배치하여 외부로부터 유입된 공기를 가열하여 온수히터의 난방능력을 보조하도록 한 핫 가스 히터 시스템이 개시되어 있다.

이러한 핫 가스 보조 히터 시스템은 여름철에는 기존의 냉동 사이클에 의해 에어컨의 역할을 수행하고, 겨울철에는 송풍기 유닛으로부터 유입되는 차가운 외기의 온도를 높이는 보조 히터의 역할을 수행한다. 이 핫 가스는 냉매의 과열도 영역에서만 작동하므로 냉매의 응축이나 증발과정이 없이 현열에 의한 열의 출입을 이용한다는 것이 특징을 구비하고 있다.

한편, 상기와 같은 핫 가스 히터 시스템은 다변화하는 외부조건과 차량 실내조건 및 압축기의 RPM 변화와 같은 차량 주행조건 등 모든 핫가스 작동 영역에서 시스템 전체에 이상 고압이 발생했을 경우 시스템을 구성하고 있는 부품들에게 치명적인 손상을 입히게 된다. 따라서, 핫 가스 히터 시스템에 있어, 이러한 이상 고압을 제어하는 기술은 매우 중요하다.

그런데, 상기 일본특허 공개공보에 개시된 시스템을 비롯하여 종래의 핫 가스 보조 히터 시스템은 응축기를 향한 밸브를 잠그고 압축기에서 토출된 고온 고압의 냉매, 즉, 핫가스 전부를 증발기로 유도하는 것으로, 이렇게 함으로써 난방효과를 더욱 높이고자 한 것이나, 상술한 바와 같은 이상 고압의 문제를 해결하기 위하여 기존의 저압측 콘트롤 챔버가 구비된 가변식 압축기에 고압측 콘트롤 챔버를 따 로 구성하였다.

그러나, 이렇게 저압측과 고압측의 콘트롤 챔버를 동시에 내장하여 이상고압 또는 저압을 방지하는 기술은 아직 해결해야 할 과제가 많이 내포되고 있으며, 압축기의 구조를 새로 변경해야 하기 때문에 비용이 많이 소요된다. 또한, 이는 현재 대부분의 차량에서 사용중인 고정식 압축기에는 적용할 수 없어 그 사용에 많은 제약이 있다.

또한, 상기와 같은 차량용 냉난방 시스템에 있어서, 압축기의 회전수가 증가하거나 토출 용량이 많아지면 시스템을 흐르는 냉매의 양이 많아지기 때문에 팽창변의 오리피스 개도를 늘려 유체의 흐름을 증가시켜야 하나, 오리피스 개도를 과도하게 크게 하는 것은 팽창 효과를 떨어뜨리기 때문에 문제가 있고, 팽창변을 통과하는 유체량을 늘리기 위하여 오리피스 입구 압력을 증가시키는 것은 초킹(choking)현상을 유발할 수 있어 시스템의 압력을 계속 높이는 결과를 초래하고, 이는 결국 시스템의 이상 고압을 유발하는 문제가 된다. 따라서, 시스템이 최적의 냉방 및 난방 성능을 발휘하기 위해서는 상기 오리피스 개도를 적절하게 조절할 필요가 있게 된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 핫 가스 히터 시스템을 이용하는 자동차용 난방 시스템에 있어 시스템의 이상 고압을 보다 간단하고 효과적으로 제어할 수 있는 차량용 냉난방 시스템을 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 시스템을 구성하는 각 부품들의 내구성을 향상시킬 수 있는 차량용 냉난방 시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 항상 최적의 냉방 및 난방 성능을 나타낼 수 있는 차량용 냉난방 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 적어도 하나의 팽창변과, 유입된 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 팽창변 및 증발기를 순차로 통과한 후 다시 압축기로 흡입되도록 순환되는 제 1 냉매 순환회로와, 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압이 소정 압력 이상일 경우에는 상기 제 1 냉매 순환회로의 증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 흡입되기 전에 분기되어 상기 응축기로 유입되도록 하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 냉매 순환회로는 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하일 경우에 가동되도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제 1 냉매 순환회로는 엔진의 시동 후 소정 시간이 되기 전의 기간동안 가동되도록 할 수 있다.

본 발명은 또한 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기와, 상기 냉매를 팽창시키는 적어도 하나의 팽창변과, 유입된 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기와, 상 기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 증발기 및 팽창변을 순차로 통과한 후 다시 압축기로 흡입되도록 순환되는 제 1 냉매 순환회로와, 상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제 1냉매 순환회로의 상기 팽창변으로 유입되기 전에 분기되어 상기 응축기 및 팽창변을 통과한 후 다시 압축기로 유입되도록 순환시키는 제 2냉매 순환회로와, 모드 전환부를 포함하여 난방 모드에서는 상기 제 1냉매 순환회로로 냉매가 순환되도록 하고, 냉방 모드에서는 상기 제 2냉매 순환회로로 냉매가 순환되도록 하며, 각 모드에서 상기 압축기의 구동축의 회전수를 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 흡입압에 대한 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압인 압축비에 따라 상기 팽창변의 개도율을 조절하는 제어부를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템을 제공한다.

본 발명의 다른 특징에 의하면, 상기 제어부는 냉방 모드에서 상기 팽창변의 개도율을 상기 압축비와 정비례의 관계로 조절할 수 있다. 이 때, 상기 팽창변의 개도율과 상기 압축비는 기울기값이 양인 1차 직선식의 관계일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어부는 난방 모드에서 상기 팽창변의 개도율을 상기 압축비와 반비례의 관계로 조절할 수 있다. 이 때, 상기 팽창변의 개도율과 상기 압축비는 기울기값이 음인 1차 직선식의 관계일 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어부는 난방 모드에서 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압이 일정 압력 이상일 경우에 상기 제 1 냉매 순환회로의 증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 흡입되기 전에 분기되어 상기 응축기로 유입되도록 할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어부는 난방 모드에서 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하일 경우에 상기 제 1 냉매 순환회로를 가동할 수 있다.

본 발명의 또 다른 특징에 의하면, 상기 제어부는 난방 모드에서 엔진의 시동 후 소정 시간이 되기 전의 기간동안에 상기 제 1 냉매 순환회로를 가동할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 보다 상세히 설명한다.

<제 1 실시예>

도 1에는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템의 개략적인 구성이 도시되어 있다.

그림에서 볼 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템은 냉매를 압축시키는 압축기(10)와, 압축된 냉매를 응축시키는 응축기(20)와, 냉매를 팽창시키는 적어도 하나의 팽창변(52)(54) 및 상기 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기(30)를 포함한다. 이는 이하 설명될 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템의 경우에도 동일하다.

상기 압축기(10)는 그 구동 풀리(11)가 엔진(미도시)에 연결되어 엔진의 동력을 이용하여 구동하는 것으로, 고정 용량 또는 가변 용량의 압축기 등 어떠한 압축기도 사용할 수 있다.

상기 응축기(20) 및 증발기(30)에는 공기의 흐름을 유도하는 팬(22)(32)이 각각 부설될 수 있으며, 상기 증발기(30)는 냉방 모드에서는 저온의 공기를 실내로 공급하는 에어컨으로 사용되고, 난방 모드에서는 히터 코어(미도시)의 난방 능력을 보완해 주는 보조 난방 장치로서의 기능을 수행한다.

상기 응축기(20)는 보통 차량의 엔진룸에 라디에이터와 병렬로 설치되어 공기와의 접촉을 최대한 증대시키도록 위치되고, 상기 증발기(30)는 차량의 공기조화장치의 케이스(33) 내부의 히터 코어(34)의 공기 흐름의 상류측에 설치될 수 있다.

이렇게 구성된 냉난방 시스템은 난방 모드에서 엔진의 과열을 식혀주는 엔진 냉각수가 유도되어 이 엔진 냉각수의 열을 이용하는 히터 코어(34)가 주 열원으로 사용되고, 이 히터 코어(34)의 난방 능력을 보조해 주기 위하여 상기 증발기(30)가 사용된다. 이 때, 상기 증발기(30)에는 압축기(10)에서 압축된 냉매가 응축기(20)를 거치지 않고 곧바로 유도되어 열원으로 사용되는 데, 이를 흔히 "핫 가스 보조 히터"라 한다.

상기와 같은 구성요소를 갖는 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이, 상기 냉난방 시스템을 구성하는 압축기(10), 응축기(20), 팽창변(52)(54) 및 증발기(30)의 사이에 구비된 파이프 라인 및 밸브장치에 의해 냉매의 유로가 형성된다.

즉, 본 발명의 냉난방 시스템은 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 응축기(20)를 거쳐 제 2 팽창변(54) 및 증발기(30)를 순차로 경유해 다시 압축기(10)로 순환되는 제 2 냉매순환회로(120)를 구성하고, 이 제 2 냉매순환회로(120)의 응축기(20)의 상류측 분기점(111)에서 상기 응축기(20)를 바이패스하는 바이패스 유로(112)를 통해 제 1 팽창변(52) 및 증발기(30)를 순차로 통과해 다시 압축기(10)로 순환되는 제 1 냉매순환회로(110)를 구성한다. 상기 제 1 및 제 2 냉매 순환회로(110)(120)를 구성하는 제 1 및 제 2 팽창변(52)(54)은 제어부(100)에 연결되어 그 오리피스 개도가 0 내지 100%로 가변될 수 있는 전자식 팽창변이 사용될 수 있다. 이 때, 상기 회로들의 중간에는 적어도 하나 이상의 수액 분리기(40)가 설치될 수 있다.

도 1에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 상기 제 2 냉매 순환회로(120)는 제 1 냉매 순환회로(110)와의 분기점(111)으로부터 하류측으로 설치된 제 2 전자변(64)의 개폐에 의해, 제 1 냉매 순환회로(110)는 바이패스 유로(112) 상에 설치된 제 1 팽창변(52)의 오리피스 개도율 조절에 의해 각각 조정될 수 있다. 따라서, 제어부(100)에 의해 상기 제 2 전자변(64)이 개방되고, 상기 제 1 팽창변(52)이 폐쇄되면, 냉매는 제 2 냉매 순환회로(120)를 순환하게 되고, 반대로, 상기 제 2 전자변(64)이 폐쇄되고, 상기 제 1 팽창변(52)이 개방되면, 냉매는 제 1 냉매 순환회로(110)를 순환하게 된다.

한편, 상기 제 1 냉매 순환회로(110)에는 상기 증발기(30)를 통과한 냉매가 압축기(10)로 유입되기 전에 분기되어 보조 유로(113)를 통해 상기 응축기(20)로 유입되도록 하는 제 3 냉매 회로(114)가 구성된다. 상기 보조 유로(113)에는 제어부(100)에 연결된 제 1 전자변(62)이 설치되어 있어, 이 제 1 전자변(62)이 개방되면 압축기(10)로 유입되는 냉매는 응축기(20)로 흘러 응축기(20)에서 저장되게 된다. 도 1에서는 상기 보조 유로(113)가 증발기(30)와 수액 분리기(40)의 사이 지점에서 분기되었으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 수액 분리기(40)와 압축기(10)의 사이에서 분기될 수도 있다.

이러한 구성을 가진 차량용 냉난방 시스템의 냉매 흐름을 살펴보면, 다음과 같다.

우선, 제어부(100)에 의해 시스템이 냉방 모드로 가동되면, 상기 제 1 팽창변(52) 및 제 1 전자변(62)이 폐쇄되어 냉매는 제 2냉매 순환회로(120)를 통해서만 순환된다. 따라서, 압축기(10)로부터 토출된 냉매는 응축기(20)에서 응축되고, 제 2 팽창변(54)을 거쳐 팽창된 후, 증발기(30)를 통과하면서 차량용 공조 케이스(33)로 유입된 공기와 열교환해 냉방 성능을 발휘하고, 수액 분리기(40)를 거쳐 다시 압축기(10)로 흡입된다.

제어부(100)에 의해 시스템이 난방 모드로 가동되면, 상기 제 2 전자변(64)이 폐쇄되어 냉매는 제 1냉매 순환회로(110)를 통해서만 순환된다. 따라서, 압축기로부터 토출된 냉매는 바이패스 유로(112)를 거쳐 제 1 팽창변(52)에서 팽창되어 고온의 저압냉매(과열구간)가 되고, 증발기(30)를 통과하면서 차가운 외기와 열교환하여 난방 성능을 발휘한 후, 수액 분리기(40)를 거쳐 압축기(10)로 흡입된다.

이러한 차량용 냉난방 시스템에 있어서, 상기와 같은 난방 모드는 상술한 바와 같이 핫가스 보조 히터로서 사용되는 것으로, 엔진 냉각수의 온도가 난방 기능을 수행할 만큼 충분히 높아지지 않은 상태에서 사용될 수 있다. 즉, 이러한 난방 모드는 차량의 시동 초기, 즉, 엔진을 구동시킨 후 소정 시간 이내에, 또는 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하일 경우에 가동될 수 있다.

이 핫가스 보조 히터의 난방 모드는 앞서 설명한 바와 같이 냉매의 과열구간 에서 난방 성능을 발휘하도록 한 것으로, 냉매의 응축이나 증발과정이 없어 현열에 의한 열의 출입을 이용한다.

또한, 이러한 핫가스 보조 히터의 난방 모드는 전술한 바와 같이, 외부조건이나, 차량 실내 조건, 차량의 주행 조건 등의 여러 조건에서 발생될 수 있는 이상 고압을 제어하는 것이 중요하다. 이하, 핫가스 보조 히터인 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템의 난방 모드에 있어서, 이상 고압을 제어할 수 있는 방법을 설명한다.

도 2에는 상기와 같은 핫가스 보조 히터의 난방 모드에 있어서, 압축기(10)의 회전수(RPM)와 난방 용량(Qh) 및 압축기(10)로부터 토출되는 냉매의 토출압력(P2) 간의 관계를 도시한 것이다. 상기 토출압력(P2)은 도 1에서 볼 수 있는 제 1 압력센서(101)로부터 측정된다.

도 2에서 볼 수 있는 바와 같이, 압축기(10)의 회전수(RPM)가 증가함에 따라 난방 용량(Qh)은 증가한다. 또한, 압축기(10)의 회전수(RPM)가 증가함에 따라 압축기(10)로부터 토출되는 냉매의 토출압력(P2)도 상승되며, 압축기(10)로부터 토출되는 냉매의 양은 더욱 많아지게 된다. 즉, 압축기(10)의 회전수가 증가하면 도 3의 P-h 선도에서 볼 수 있듯이, 냉매의 토출압력은 2번 지점에서 2'번 지점으로 상승된다. 도 3은 압축기 회전수가 1000RPM인 경우(Ⅰ)와, 2000RPM인 경우(Ⅱ)의 핫가스 싸이클을 나타낸 것이다. 도 3의 각 싸이클은 도 1에서 1→2의 압축과정, 2→3의 팽창과정, 3→1의 증발과정을 나타낸다.

이렇듯, 압축기(10)의 회전수가 증가하면, 시스템 전체를 흐르는 냉매의 흐 름량이 많아지고, 증발기의 입구온도가 3→3' 와 같이 상승되어 난방성능이 증가된다. 그러나, 이러한 압축기(10) 회전수의 증가는 도 3에서 볼 수 있는 바와 같이 압축기(10)로부터 토출되는 냉매의 토출압을 2→2'로 상승시켜 시스템 내구성에 영향을 미치게 된다.

본 발명에 있어서는 이러한 압축기 회전수 증가에 따라 냉매의 토출압이 상승되는 것을 보조 유로(113)를 통한 제 3 냉매 회로(114)에 의해 해결하였다.

즉, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템에 있어서, 난방 모드에서 압축기(10)의 회전수가 증가하여 제 1 압력센서(101)로부터 측정되는 냉매의 토출압(P2)이 소정 압력 이상으로 상승되면, 제어부(100)는 제 1 전자변(62)을 개방한다. 그러면, 증발기(30)를 통과한 냉매는 제 3 냉매 회로(114)를 통해 저압 상태로 비어 있는 응축기(20)로 빠져 나가게 된다. 이렇게 냉매 가스가 응축기(20)로 빠져 나가면 시스템 내의 증발기를 통과한 냉매의 압력은 응축기에 쌓여 있는 냉매의 포화압력과 동일한 압력 상태가 된다. 즉, 도 4에서 볼 수 있듯이, 증발기를 통과한 냉매의 압력이 싸이클 Ⅱ의 1'의 상태에서 싸이클 Ⅲ의 4"의 상태로 떨어지게 되는 것이다. 도 4는 압축기 회전수가 2000RPM일 때 통상적인 싸이클(Ⅱ)과, 본 발명에 따라 제 3 냉매 회로(114)로 냉매를 배출시킨 후의 싸이클(Ⅲ)을 나타낸 것이다. 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 냉매의 토출압이 약 28 bar 이상으로 상승할 경우에 제 1 전자변(62)을 개방하는 것이 바람직하다.

한편, 상기와 같이, 고압 제어를 위해 응축기(20)로 유입되는 냉매는 응축기(20)에서 응축되어 저장되는 데, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 제 1 냉매 순환회로(110)는 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하인 엔진 시동 초기에 보조 난방 장치로서 작동되는 것이므로, 상기 응축기(20)로 유입되는 냉매는 응축기(20)에 저장되어 있기에 충분하다. 또한, 상기 제 3 냉매 회로(114)의 가동은 토출압이 소정 압력 이상으로 상승할 경우에만 이루어지는 것이므로, 상기 응축기(20)에 냉매를 저장하기에는 충분하게 된다.

상술한 바와 같이 난방 모드에서 응축기(20)를 사용하여 고압을 제어하는 본 발명의 차량용 냉난방 시스템은 압력이 낮은 응축기(20)측으로 냉매를 유도해 시스템의 고압이 자연스럽게 제어되도록 하는 것으로, 기존의 방법에 비해 그 구성이 간단하며, 제어방법도 훨씬 간편하다.

위에서 설명한 것은 압축기(10)의 회전수가 증가되어 냉매의 토출압이 상승한 경우였으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 가변용량 사판식 압축기의 경우와 같이 압축기의 회전수에 무관하게 그 토출 용량을 증가시켜 냉매의 토출압이 상승한 경우와 같이, 냉매의 토출압이 상승하는 모든 경우에 적용될 수 있음은 물론이다.

상기와 같은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 냉난방 시스템은 냉방 및 난방 모드의 각 모드에서 최적의 성능을 나타낼 수 있도록 팽창변의 개도율을 조절하도록 한다.

도 5는 도 1에서 볼 수 있는 바와 같은 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 냉난방 시스템의 냉방 모드에서 외기 온도가 35℃일 때, 압축기 회전수에 따른 증발기(30)를 통과하는 공기의 온도, 즉, 냉방 성능을 나타낸 것이다. 도 5에 도시된 증발기 통과 공기의 온도는 상기 냉난방 시스템이 각 압축기의 회전수에서 최고의 냉방 성능을 나타낼 때의 냉방 온도를 나타낸다. 도 5에서 볼 수 있듯이, 본 발명의 냉난방 시스템의 냉방 모드에 있어서, 압축기의 회전수가 증가함에 따라 냉방 성능이 점차 높아지는 것을 알 수 있다.

도 6은 도 5와 같이 압축기 회전수에 따라 냉방 성능이 변화될 때에 상기와 같이 각 회전수에서 최고의 냉방 성능을 나타낼 수 있도록 하는 압축기(10)에 흡입되는 압력(P1)에 대한 압축기로부터 토출되는 압력(P2)의 비인 압축비(P2/P1)와 제 2 팽창변(54)의 개도 사이의 관계를 나타낸 것이다. 이 때, 제 2 팽창변(54)의 개도는 제 2 팽창변(54)에 인가되는 전류 값에 대한 것이며, 제 2 팽창변(54)의 개도는 제 2 팽창변(54)에 인가되는 전류 값에 비례한다. 그리고, 압축기(10)에 흡입되는 흡입 압력(P1)은 제 2 압력 센서(102)로부터 읽어들인 압력 값이다.

한편, 냉방 모드에서 압축기(10)의 회전수가 상승하면 증발기(30)에서의 증발압력은 계속 낮아지므로 압축비인 P2/P1은 상승하게 된다. 따라서, 도 6에서 압축비가 증가하는 방향이 압축기의 회전수가 증가하는 방향이 된다.

도 5 및 도 6에서 알 수 있듯이, 압축기의 회전수가 증가하게 되면 전체 시스템 상에서 냉매의 흐름량은 많아지게 되므로, 이 때 제 2 팽창변(54)의 개도를 크게 해야, 즉, 제 2 팽창변에 인가되는 입력전류를 크게 해야 시스템의 냉방 성능이 향상된다. 또한, 압축기의 회전수가 증가하면 더불어 압축비도 상승하게 되므로, 압축비가 상승하게 되면, 최적의 냉방 성능을 얻기 위해 제 2 팽창변(54)의 개 도를 크게 해야 하는 것이다.

이렇게 각 압축비에 따른 최적의 냉방 성능을 얻기 위한 제 2 팽창변(54)의 입력 전류 값에 대한 실험 결과를 도 6에 나타내었는 데, 이를 바탕으로 점선과 같은 직선을 얻게 된다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 도 6의 점선으로부터 얻어진 1차 직선식은 하기 식(1)과 같다.

y=0.04x+0.32 (1)

상기 식 (1)에서 y는 제 2 팽창변(54)의 개도를 나타내는 제 2 팽창변(54)의 입력전류의 크기를 나타내며, x는 압축비를 나타낸다. 상기 식(1)은 특정 조건에서의 관계를 나타낸 것으로, 이를 일반식으로 표현하면, 하기 식(2)와 같다.

y=A1x+A2 (2)

상기 식(2)에서 A1, A2는 각각 상수를 나타내고, 이들은 시스템마다 변화될 수 있는 것이다. 이 때, 상기 A1은 양의 수로서 y, 즉, 제 2 팽창변(54)의 개도는 x, 즉, 압축비와 정비례의 관계에 놓이게 된다.

상술한 식(2)에서 알 수 있듯이, 압축기(10)의 회전수가 가변됨에 따라 압축비가 달라지는 데, 각 압축비마다 최적의 냉방 성능을 얻기 위한 제 2 팽창변(54)의 개도율이 틀리게 된다. 따라서, 미리 실험을 통하여 최적의 냉방 성능을 올릴 수 있도록 하는 상기 A1, A2의 상수값을 찾아낸 후에 각 압축비마다 식(2)를 이용하여 압축비에 상응하는 제 2 팽창변(54)의 개도 전류값을 구해 이를 제 2 팽차변(54)에 인가해주면 최적의 냉방 성능을 올릴 수 있게 된다.

상기와 같은 원리는 전술한 바와 같이 압축기(10)의 회전수가 가변되는 경우 뿐만 아니라, 그 밖의 어떠한 경우에도 그때 그때의 압축비를 이용해 최적의 제 2 팽창변(54) 개도율을 결정할 수 있다.

다음으로, 상기와 같은 방법에 의해 최적의 냉방 성능을 올리기 위한 제어 로직을 설명한다.

도 7은 상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 시스템에 있어 냉방 모드시 최적의 냉방 성능을 올릴 수 있도록 하는 제어 플로우 차트를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 7을 참조하여 볼 때, 먼저 제어부(100)에 구비된 모드 전환부에 의해 S100에서 냉방 모드가 가동이 된다. 제어부(100)에 의한 냉방 모드의 가동은 별도의 온도 센서(미도시)를 통해 감지된 외기의 온도가 소정 온도 이상일 경우에 제어부(100)가 냉방 모드로 자동 전환토록 할 수도 있고, 사용자가 별도의 입력 수단(미도시)을 통해 제어부(100)에 부여한 모드 전환 명령에 의해 전환토록 할 수도 있다. S100에 의한 냉방 모드의 시작과 함께 압축기(10)는 가동될 수 있다.

이렇게 냉방 모드가 시작되면, 제어부(100)의 마이컴이 초기화되고(S110), S120에서 제어부(100)는 각 유로를 개폐한다. 즉, 냉매가 제 2 냉매 순환회로(120)를 순환할 수 있도록 제 2 전자변(64)을 개방하고, 제 1 팽창변(52) 및 제 1 전자변(62)은 폐쇄한다.

다음으로, 제어부(100)는 카운터 등을 작동시켜 제 2 팽창변(54)에 최대 전류의 50%를 인가하여 초기 가동을 시행한다(S130).

이렇게 해서 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 제 2 냉매 순환회로(120)를 순 환하면, 압축기(10)의 토출측 유로상에 설치된 제 1 압력 센서(101)와, 제 2팽창변(54)과 증발기(30)의 사이의 유로상에 설치된 제 2 압력 센서(102)에 의해 각각 측정된 고압측 압력(P2)과, 저압측 압력(P1)이 감지된다(S140).

제어부(100)는 이 고압측 압력(P2)과 저압측 압력(P1)을 이용해 압축비인 P2/P1을 산출해 내고(S150), 이를 직선식(2)에 대입시켜 y값, 즉, 제 2 팽창변(54)에 인가될 최적의 전류값을 산출해 낸다(S160). 이 때, 상기 직선식(2)의 상수 A1, A2는 미리 사용자의 실험 등에 의해 설정되어 있는 상태이다.

제어부(100)는 이렇게 산출해 낸 최적의 전류값을 제 2 팽창변(54)에 인가하여 그 오리피스 개도율을 조정하고, 시스템이 해당 압축비에서 최적의 냉방 성능을 나타내도록 한다(S170).

이렇게 압축비를 산출하여 이에 따라 제 2 팽창변(54)의 개도를 변경하는 과정인 S140부터 S170의 과정은 냉방 모드의 가동 중에 계속 반복되어 항상 최적의 냉방 성능을 얻을 수 있도록 할 수 있다.

한편, 상기와 같이 압축비를 이용한 성능 향상은 시스템이 난방 모드, 즉, 핫가스 보조 히터로 가동되는 경우에도 동일하게 적용될 수 있다.

도 1에서 볼 수 있는 차량용 냉난방 시스템이 난방 모드로 가동되어 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 제 1 냉매 순환회로(110)를 순환하게 될 때, 도 2에서 볼 수 있듯이, 압축기의 회전수가 증가함에 따라 난방 성능(Qh)은 점차로 높아진다. 이 때, 압축비(P2/P1)는 오히려 감소하는 데, 이는 도 3에서 볼 수 있듯이, 압축기(10)의 회전수가 증가하게 되면 증발 압력이 증가하게 되어 저압측 압력(P1)의 상승 배수가 더 커지기 때문이다.

도 8에는 이렇게 압축기 회전수에 따라 난방 성능이 변화될 때에 각 회전수에서 최고의 난방 성능을 나타낼 수 있도록 하는 압축비(P2/P1)와 제 1 팽창변(52)의 개도 사이의 관계를 나타낸 것이다. 이 때, 제 1 팽창변(52)의 개도는 제 1 팽창변(52)에 인가되는 전류 값에 대한 것이며, 제 1 팽창변(52)의 개도는 제 1 팽창변(52)에 인가되는 전류 값에 비례한다. 압축기(10)에 흡입되는 흡입 압력(P1)은 제 2 압력 센서(102)로부터 읽어들인 압력 값이다. 도 8에서 압축비가 감소하는 방향이 압축기의 회전수가 증가하는 방향이 된다.

따라서, 압축기의 회전수가 증가하면 압축비는 감소하게 되므로, 압축비가 상승하게 되면 최적의 난방 성능을 얻기 위해 제 1 팽창변(52)의 개도를 줄여야 하는 것이다.

도 8에는 이렇게 각 압축비에 따른 최적의 난방 성능을 얻기 위한 제 1 팽창변(52)의 입력 전류 값에 대한 실험 결과를 나타내었는 데, 이를 바탕으로 점선과 같은 직선을 얻게 된다. 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따르면, 도 8의 점선으로부터 얻어진 1차 직선식은 하기 식(3)과 같다.

y = -0.12x+1.18 (3)

상기 식 (3)에서 y는 제 1 팽창변(52)의 개도, 즉, 제 1 팽창변(52)의 입력전류의 크기를 나타내며, x는 압축비를 나타낸다. 상기 식(3)은 특정 조건에서의 관계를 나타낸 것으로, 이를 일반식으로 표현하면, 하기 식(4)와 같다.

y=A3x+A4 (4)

상기 식(4)에서 A3, A4는 각각 상수를 나타내고, 이들은 시스템마다 변화될 수 있는 것이다. 이 때, 상기 A3는 음의 수로서 y, 즉, 제 1 팽창변(52)의 개도는 x, 즉, 압축비와 반비례의 관계에 놓이게 된다.

상술한 식(4)에서 알 수 있듯이, 압축기(10)의 회전수가 가변됨에 따라 압축비가 달라지는 데, 각 압축비마다 최적의 난방 성능을 얻기 위한 제 1 팽창변(52)의 개도율이 틀리게 된다. 따라서, 미리 실험을 통하여 최적의 난방 성능을 올릴 수 있도록 하는 상기 A3, A4의 상수값을 찾아낸 후에 각 압축비마다 식(4)를 이용하여 압축비에 상응하는 제 1 팽창변(52)의 개도 전류값을 구해 이를 제 1 팽차변(52)에 인가해주면 최적의 난방 성능을 올릴 수 있게 된다.

상기와 같은 원리는 전술한 바와 같이 압축기(10)의 회전수가 가변되는 경우 뿐만 아니라, 그 밖의 어떠한 경우에도 그때 그때의 압축비를 이용해 최적의 제 1 팽창변(52) 개도율을 결정할 수 있다.

이렇게 식(4)를 이용한 최적의 제 1 팽창변(52) 개도율의 결정은 시스템이 고압이 되지 않는 범위에서 적용될 수 있는 것으로, 시스템의 압력이 고압으로 급격히 상승될 때에는 전술한 바와 같이 제 3 냉매 회로(114)를 통해 응축기(20)로 냉매를 이송, 저장시켜 시스템의 고압을 제어하도록 할 수 있다.

다음으로, 상기와 같은 방법에 의해 최적의 난방 성능을 올리기 위한 제어 로직을 설명한다. 이렇게 최적의 난방 성능을 올리기 위한 제어 로직에 있어서는 시스템이 핫가스 보조 히터로서 작동할 때에 발생될 수 있는 이상 고압의 제어가 필수적이다.

도 9는 상술한 바와 같은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 냉난방 시스템에 있어 난방 모드시 최적의 난방 성능을 올릴 수 있도록 하는 제어 플로우 차트를 나타낸 것이다.

도 1 및 도 9를 참조하여 볼 때, 먼저 제어부(100)에 구비된 모드 전환부에 의해 S200에서 시스템은 난방 모드로 가동된다. 제어부(100)에 의한 난방 모드의 가동은 수온 측정 센서(103)를 통해 히터 코어(34)로 공급되는 냉각수의 온도를 측정하여 냉각수 온도가 소정 온도 이하일 경우에 가동되도록 하거나, 엔진에 시동을 건 후 소정 시간 이내일 경우에 가동되도록 할 수 있다. 물론, 사용자가 별도의 입력 수단(미도시)을 통해 제어부(100)에 부여한 모드 전환 명령에 의해 난방 모드로 전환토록 할 수도 있다. S200에 의한 난방 모드의 시작과 함께 압축기(10)는 가동될 수 있다.

이렇게 난방 모드가 시작되면, 제어부(100)의 마이컴이 초기화되고(S210), S220에서 제어부(100)는 각 유로를 개폐한다. 즉, 핫 가스 상태의 냉매가 제 1 냉매 순환회로(110)를 순환할 수 있도록 제 2 전자변(64)을 폐쇄하고, 제 1 팽창변(52)을 통과해 증발기(30)로 유입되는 냉매가 응축기(20)로 역류되지 않도록 제 2 팽창변(54)도 폐쇄된다. 그리고, 제 1 전자변(62)도 폐쇄한다.

다음으로, 제어부(100)는 카운터 등을 작동시켜 제 1 팽창변(52)에 최대 전류의 50%를 인가하여 초기 가동을 시행하고(S230), 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 제 1 냉매 순환회로(110)를 순환하게 되면, 압축기(10)의 토출측 유로상에 설치된 제 1 압력 센서(101)와, 제 1팽창변(52)과 증발기(30)의 사이의 유로상에 설치 된 제 2 압력 센서(102)에 의해 각각 측정된 고압측 압력(P2)과, 저압측 압력(P1)이 감지된다(S240).

제어부(100)는 이렇게 감지된 압력 데이터 중, 고압측 압력(P2)이 소정 압력 P_H 보다 작은지 여부를 판단한다(S250). 여기서 상기 소정 압력 P_H 는 시스템을 보호할 수 있는 고압측 압력의 하한치가 되며, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면 28 bar 정도가 될 수 있다.

만일, 고압측 압력(P2)이 P_H 보다 작으면, 제어부(100)는 고압측 압력(P2)과 저압측 압력(P1)을 이용해 압축비인 P2/P1을 산출해 내고(S260), 이를 직선식(4)에 대입시켜 y값, 즉, 제 1 팽창변(52)에 인가될 최적의 전류값을 산출해 낸다(S270). 이 때, 상기 직선식(4)의 상수 A3, A4는 미리 사용자의 실험 등에 의해 설정되어 있는 상태이다.

제어부(100)는 이렇게 산출해 낸 최적의 전류값을 제 1 팽창변(52)에 인가하여 그 오리피스 개도율을 조정하고, 시스템이 해당 압축비에서 최적의 난방 성능을 나타내도록 한다(S280).

이렇게 압축비를 산출하여 이에 따라 제 1 팽창변(52)의 개도를 변경하는 과정인 S240부터 S280까지의 과정은 난방 모드의 가동 중에 계속 반복되어 항상 최적의 난방 성능을 얻을 수 있도록 할 수 있다.

한편, S250의 단계에서 만일 고압측 압력(P2)이 P_H 보다 크거나 같다고 판단되면, 즉, 시스템이 고압이 상승하게 되면 제어부(100)는 제 1 전자변(62)을 개방 해 냉매를 응축기(20)로 유도한다(S290). 이렇게 냉매가 저압의 응축기로 분산됨에 따라 전술한 바와 같이, 시스템의 압력은 떨어지게 되는 것이다.

이렇게 냉매를 응축기(20)로 저장시킨 후에 제어부(100)는 제 1 압력 센서(101)로부터 측정된 고압측 압력 신호를 감지해(S300) 다시 이 고압측 압력(P2)이 P_H 보다 작은지 여부를 판단하고(S310), 고압측 압력(P2)이 P_H 보다 작으면 제 1 전자변(62)을 패쇄시킨 후(S320), 정상 가동 상태인 S240으로 이동해 S240으로부터 S280까지의 단계를 수행하고, 고압측 압력(P2)이 P_H 보다 크거나 같으면 제 1 전자변(62)을 계속해서 개방시킨 상태에서 다시 고압측 압력(P2) 감지를 수행한다(S300).

이러한 난방 모드의 수행은 전술한 바와 같이, 엔진 냉각수의 온도가 상승하여 히터 코어(34)만으로도 난방 수행이 가능하게 되면 그 동작을 멈추게 된다.

상기와 같은 제어 로직에 의하여 본 발명의 냉난방 시스템은 난방 모드에서도 시스템의 고압 상승을 억제하고, 최적의 난방 성능을 얻도록 할 수 있다.

<제 2실시예>

도 10은 본 발명에 따른 바람직한 다른 일 실시예를 나타내는 것으로, 상술한 제 1실시예와 같이 시스템 내에서의 이상 고압을 방지하고, 압축비의 변화에 따라 팽창변의 개도를 조절함으로써 냉방 성능 및 난방 성능을 최적의 상태로 유지할 수 있다.

도 10에서 볼 수 있는 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따르면, 단일의 팽 창변(56)을 사용하도록 할 수도 있는 데, 즉, 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 상기 분기점(111)으로부터 분기되어 일류(一流)는 응축기(20)를 통과해 팽창변(56)으로 유입되어 증발기(30)를 거쳐 다시 압축기(10)로 흡입되도록 하는 제 2 냉매순환회로(120)를 구성하고, 상기 분기점(111)으로부터 분기된 타류(他流)는 응축기(20)를 바이패스하는 바이패스 유로(112)를 통해 직접 팽창변(56)으로 유입되어 증발기(30)를 거쳐 다시 압축기(10)로 흡입되도록 하는 제 1 냉매순환회로(110)를 구성할 수 있다. 제 1 냉매 순환회로(110)와 제 2 냉매 순환회로(120)는 분기점(111)으로부터 분기되어 팽창밸브(56)의 상류측의 합지점(115)에서 만나게 된다. 상기 분기점(111)으로부터 분기된 바이패스 유로(112)에는 제 3 전자변(66)이 설치되어 제 1 냉매 순환회로(110)로의 냉매의 이동을 조절한다. 그리고, 상기 합지점(115)으로부터 응축기(20)의 방향으로는 응축기(20)에서 팽창변(56)을 향하여 역지변(67)이 설치되어 난방모드 시 제 1 냉매 순환회로(110)를 순환하는 냉매가 합지점(115)에서 응축기(20)로 역류하는 일이 없도록 한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제 2 실시예에 따른 차량용 냉난방 시스템은 냉방 모드시 제 3 전자변(66) 및 제 1 전자변(62)이 폐쇄되고 제 2 전자변(64)이 개방되어 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 응축기(20)를 거쳐 팽창변(56)을 통과하면서 팽창되고, 증발기(30)를 거쳐 압축기(10)로 순환된다. 그리고, 난방 모드 시에는 제 2 전자변(62)은 폐쇄되고 제 3 전자변(66)은 개방되어 압축기로부터 토출된 냉매가 바이패스 유로(112)를 통해 팽창변(56)을 거치고, 증발기(30)를 통과한 후 다시 압축기(10)로 순환된다.

이처럼 도 10에 따른 본 발명의 제 2실시예는 단일의 전자식 팽창변(56)을 사용하는 것을 제외하고는 도 1에 따른 본 발명의 제 1실시예와 그 기능 및 작용이 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템은 다음과 같은 효과를 가진다.

첫째, 냉동 사이클, 즉, 에어컨 사이클을 보조 난방용으로 활용함으로써 혹한시 신속한 난방능력을 발휘할 수 있다.

둘째, 난방 모드의 핫 가스 시스템으로 가동 시, 시스템에 이상 고압이 발생할 경우 증발기에서 토출된 냉매를 응축기로 분산시켜 고압 상승의 문제를 해결할 수 있다.

셋째, 간단한 구성으로 시스템의 이상 고압을 제어할 수 있다.

넷째, 압축비에 따라 팽창변의 오리피스 개도율을 조절함으로써 최적의 냉방 및 난방 성능을 유지할 수 있다.

다섯째, 압축기의 토출측 압력을 낮추어 전체 시스템의 내구성을 향상시키고, 부품들의 파손을 방지하여, 부품의 설계 유연성을 증진시킬 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (11)

1. 냉매를 압축하는 압축기;

   상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;

   상기 냉매를 팽창시키는 적어도 하나의 팽창변;

   유입된 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기;

   상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 팽창변 및 증발기를 순차로 통과한 후 다시 압축기로 흡입되도록 순환되는 제 1 냉매 순환회로; 및

   상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압이 소정 압력 이상일 경우에는 상기 제 1 냉매 순환회로의 증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 흡입되기 전에 분기되어 상기 응축기로 유입되도록 하는 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 냉매 순환회로는 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하일 경우에 가동되도록 하는 차량용 난방 시스템.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 제 1 냉매 순환회로는 엔진의 시동 후 소정 시간이 되기 전의 기간동안 가동되도록 하는 차량용 난방 시스템.
4. 냉매를 압축하는 압축기;

   상기 압축기에 의해 압축된 냉매를 응축시키는 응축기;

   상기 냉매를 팽창시키는 적어도 하나의 팽창변;

   유입된 냉매를 공기와 열교환시키는 증발기;

   상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 증발기 및 팽창변을 순차로 통과한 후 다시 압축기로 흡입되도록 순환되는 제 1 냉매 순환회로;

   상기 압축기로부터 토출된 냉매가 상기 제 1냉매 순환회로의 상기 팽창변으로 유입되기 전에 분기되어 상기 응축기 및 팽창변을 통과한 후 다시 압축기로 유입되도록 순환시키는 제 2냉매 순환회로; 및

   모드 전환부를 포함하여 난방 모드에서는 상기 제 1냉매 순환회로로 냉매가 순환되도록 하고, 냉방 모드에서는 상기 제 2냉매 순환회로로 냉매가 순환되도록 하며, 각 모드에서 상기 압축기의 구동축의 회전수를 상기 압축기로 흡입되는 냉매의 흡입압에 대한 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압인 압축비에 따라 상기 팽창변의 개도율을 조절하는 제어부;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 제어부는 냉방 모드에서 상기 팽창변의 개도율을 상기 압축비와 정비례의 관계로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 팽창변의 개도율과 상기 압축비는 기울기값이 양인 1차 직선식의 관계인 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
7. 제 4항에 있어서,

   상기 제어부는 난방 모드에서 상기 팽창변의 개도율을 상기 압축비와 반비례의 관계로 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
8. 제 7항에 있어서,

   상기 팽창변의 개도율과 상기 압축비는 기울기값이 음인 1차 직선식의 관계인 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
9. 제 4항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 제어부는 난방 모드에서 상기 압축기로부터 토출되는 냉매의 토출압이 일정 압력 이상일 경우에 상기 제 1 냉매 순환회로의 증발기를 통과한 냉매가 상기 압축기로 흡입되기 전에 분기되어 상기 응축기로 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
10. 제 9항에 있어서,

    상기 제어부는 난방 모드에서 엔진 냉각수의 온도가 소정 온도 이하일 경우에 상기 제 1 냉매 순환회로를 가동하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
11. 제 9항에 있어서,

    상기 제어부는 난방 모드에서 엔진의 시동 후 소정 시간이 되기 전의 기간동안에 상기 제 1 냉매 순환회로를 가동하는 것을 특징으로 하는 차량용 난방 시스템.

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