KR101622627B1 - 차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 히트펌프 모드시, 차량 외기온도가 제1온도값(0℃) 미만일 경우, 차량 속도를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도에 따라 상기 실외열교환기의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 제상제어를 수행하도록 함으로써, 외기온도 및 차량 속도에 따른 보다 정확도 높은 착상판정을 할 수 있음은 물론 상기 실외열교환기의 착상을 제때 인지하여 제상 제어를 수행함에 따라 착상 방지 및 제상 효과를 얻을 수 있고, 이로인해 시스템의 난방성능 및 안정성을 향상할 수 있으며, 또한, 상기 차량 외기온도가 제1온도값 미만인 조건에서 차량의 아이들(Idle) 진입시 냉매가 실외열교환기를 바이패스하도록 냉매 흐름을 변경하고, 상기 실외열교환기측으로 외기를 송풍하는 팬을 오프(OFF) 제어하여, 아이들(Idle)시 착상 방지는 물론 팬의 소음 및 진동을 방지하고 모터의 코일이 단락되는 문제도 해결할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.

Description

차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법{Heat pump system for vehicle and its control method}
본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 히트펌프 모드시, 차량 외기온도가 제1온도값(0℃) 미만일 경우, 차량 속도를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도에 따라 상기 실외열교환기의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 제상제어를 수행하도록 한 차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다.
차량용 공조장치는, 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방시스템은, 냉매사이클의 증발기측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어, 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
한편, 상기한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있는데, 예컨대 2개의 열교환기(즉, 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기)와, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브를 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 역할을 하게 되며, 난방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 역할을 하게 된다.
이러한 차량용 히트펌프 시스템으로 다양한 종류가 제안되고 있는데, 그 대표적인 일예가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하고 토출하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 실내 열교환기(32)와, 병렬구조로 설치되어 상기 실내 열교환기(32)를 통과한 냉매를 선택적으로 통과시키는 제1팽창밸브(34) 및 제1바이패스 밸브(36)와, 상기 제1팽창밸브(34) 또는 제1바이패스 밸브(36)를 통과한 냉매를 실외에서 열교환시키는 실외열교환기(48)와, 상기 실외열교환기(48)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(60)와, 상기 증발기(60)를 통과한 냉매를 기상과 액상의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터(Accumulator, 62)와, 상기 증발기(60)로 공급되는 냉매와, 압축기(30)로 복귀하는 냉매를 열교환시키는 내부열교환기(50)와, 상기 증발기(60)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제2팽창밸브(56)와, 그리고 상기 제2팽창밸브(56)와 병렬로 설치되어 상기 실외열교환기(48)의 출구측과 상기 어큐뮬레이터(62)의 입구측을 선택적으로 연결하는 제2바이패스 밸브(58)를 포함하여 이루어진다.
도 1 중 도면부호 10은 상기 실내 열교환기(32)와 증발기(60)가 내장되는 공조케이스, 도면부호 12는 냉기와 온기의 혼합량을 조절하는 온도조절도어, 도면부호 20은 상기 공조케이스의 입구에 설치되는 송풍기를 각각 나타낸다.
상기한 바와 같이 구성된 종래 차량용 히트펌프 시스템에 따르면, 히트펌프 모드(최대난방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 닫히고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 개방된다. 또한, 온도조절도어(12)는 도 1처럼 동작한다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 실내 열교환기(32), 제1팽창밸브(34), 실외열교환기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2바이패스 밸브(58), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 실내 열교환기(32)가 난방기의 역할을 하게 되고, 상기 실외열교환기(48)는 증발기의 역할을 하게 된다.
에어컨 모드(최대냉방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 개방되고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 닫히게 된다. 또한, 온도조절도어(12)는 실내 열교환기(32) 통로를 폐쇄하게 된다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 실내 열교환기(32), 제1바이패스밸브(36), 실외열교환기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2팽창밸브(56), 증발기(60), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 이때, 상기 온도조절도어(12)에 의해 폐쇄된 상기 실내 열교환기(32)는 히트펌프 모드시와 동일하게 난방기의 역할을 하게 된다.
그러나, 상기 종래의 차량용 히트펌프 시스템은, 히트펌프 모드시 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치된 실내 열교환기(32)가 난방기 역할을 하여 난방을 수행하게 되고, 상기 실외열교환기(48)는 공조케이스(10)의 외부 즉, 차량의 엔진룸 전방측에 설치되어 외기와 열교환하는 증발기 역할을 하게 되는데,
이때, 상기 실외열교환기(48)로 유입되는 냉매의 온도가 외기와 열교환하는 과정에서 실외열교환기(48)의 표면이 빙점이하로 떨어질 경우 실외열교환기(48)의 표면에 착상이 발생하게 된다.
상기 실외열교환기(48)의 표면에 착상이 지속적으로 확대되면, 실외열교환기(48)가 흡열을 하지 못함으로서, 시스템내의 냉매 온도 및 압력이 낮아져 차실내로 토출되는 공기의 온도가 떨어져 난방성능이 현격히 감소하며, 압축기내로 액냉매가 유입될 수 있어 시스템의 안정성도 떨어지는 문제가 있다.
한편, 히트펌프 모드시, 상기 실외열교환기(48)에 착상이 발생할 경우 에어컨 모드로 전환하여 상기 실외열교환기(48)측으로 고온의 냉매를 순환시켜 제상하는 방법이 있으나, 이 경우에는 에어컨 모드로 인해 난방성능이 저하되는 문제가 있다.
그리고, 상기 실외열교환기(48)의 일측에는 외기를 실외열교환기(48)측으로 송풍할 수 있도록 팬 및 쉬라우드(미도시)가 설치되는데, 이때, 도 2와 같이, 상기 팬의 단수(회전수)는 차량의 속도에 따라 가변된다.
즉, 도 2는 차량 속도에 따른 팬의 단수를 나타낸 그래프로서, 차량 속도 변화 따른 팬의 단수 변경시 히스테리시스를 두어 빈번한 단수 변화를 방지하도록 하고 있다.
이때, 상기 팬의 단수는, 차량의 아이들(Idle)시 및 차량 속도 0kph에서부터 일정속도(15kph)까지는 높은 단수(HIGH)로 작동하고, 이후 일정속도(35kph)까지는 낮은 단수(LOW)로 작동하며, 이후 일정속도(35kph) 이상에서는 팬이 오프(OFF) 된다.
그러나, 상기 히트펌프 모드에서 아이들(Idel) 진입시 상기 팬이 높은 단수(HIGH)로 작동하기 때문에 상기 팬의 소음 및 진동이 과다하게 발생하는 문제가 있다.
또한, 차량이 일정속도(35kph) 이상으로 주행시에는 상기 팬이 오프(OFF) 되는데, 이때 주행중 상기 팬 및 쉬라우드측으로 유입된 물이 결빙될 경우 상기 팬이 구속되게 되고, 이렇게 팬이 구속된 상태에서 차량이 아이들(Idle)로 진입하게 되면 상기 팬이 높은 단수로 작동할려는 과정에서 모터(미도시)의 코일이 단락되는 문제도 있었다.
상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 히트펌프 모드시, 차량 외기온도가 제1온도값(0℃) 미만일 경우, 차량 속도를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도에 따라 상기 실외열교환기(130)의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 제상제어를 수행하도록 함으로써, 외기온도 및 차량 속도에 따른 보다 정확도 높은 착상판정을 할 수 있음은 물론 상기 실외열교환기의 착상을 제때 인지하여 제상 제어를 수행함에 따라 착상 방지 및 제상 효과를 얻을 수 있고, 이로인해 시스템의 난방성능 및 안정성을 향상할 수 있으며, 또한, 상기 차량 외기온도가 제1온도값(0℃) 미만인 조건에서 차량의 아이들(Idle) 진입시 냉매가 실외열교환기를 바이패스하도록 냉매 흐름을 변경하고, 상기 실외열교환기측으로 외기를 송풍하는 팬을 오프(OFF) 제어하여, 아이들(Idle)시 착상 방지는 물론 팬의 소음 및 진동을 방지하고 모터의 코일이 단락되는 문제도 해결할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템 및 그 제어방법을 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기와, 공조케이스의 내부에 설치되어 공조케이스내 공기와 상기 압축기에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기와, 공조케이스의 내부에 설치되어 공조케이스내 공기와 상기 압축기로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기와, 상기 공조케이스의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키는 실외열교환기와, 상기 실내열교환기와 실외열교환기 사이의 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단과, 상기 증발기의 입구측 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단과, 히트펌프 모드시 상기 실외열교환기에 착상이 발생할 경우 제상제어를 수행하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도가 제1온도값 미만일 경우, 차량 속도를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도에 따라 상기 실외열교환기의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 상기 제상제어를 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명은, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도가 제1온도값(0℃) 미만일 경우, 차량 속도를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도에 따라 상기 실외열교환기의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 제상제어를 수행하도록 함으로써, 외기온도 및 차량 속도에 따른 보다 정확도 높은 착상판정을 할 수 있음은 물론 상기 실외열교환기의 착상을 제때 인지하여 제상 제어를 수행함에 따라 착상 방지 및 제상 효과를 얻을 수 있고, 이로인해 시스템의 난방성능 및 안정성을 향상할 수 있다.
또한, 상기 차량 외기온도가 제1온도값(0℃) 미만인 조건에서 차량의 아이들(Idle) 진입시 냉매가 실외열교환기를 바이패스하도록 냉매 흐름을 변경하고(제2난방모드), 상기 실외열교환기측으로 외기를 송풍하는 팬을 오프(OFF) 제어함으로써, 차량의 아이들(Idle)시 실외열교환기의 착상 방지는 물론 팬의 소음 및 진동을 방지하고 모터의 코일이 단락되는 문제도 해결할 수 있다.
그리고, 쉬라우드에 배수부를 형성함으로써, 차량 주행시 팬 및 쉬라우드측으로 유입된 물이 상기 배수부를 통해 원활하게 배수되어 결빙 및 팬의 구속을 방지할 수 있고, 이로인해 모터의 손상도 방지할 수 있다.
도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량 속도에 따른 팬의 단수를 나타낸 그래프,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 에어컨 모드를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 히트펌프 모드의 제1난방모드를 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 히트펌프 모드의 제1난방모드 작동 중 제습모드를 나타내는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 히트펌프 모드의 제2난방모드를 나타내는 구성도,
도 7은, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 차량 속도에 따른 팬의 단수를 나타낸 그래프,
도 8은, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 팬 및 쉬라우드를 나타내는 단면도,
도 9는, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 냉매순환라인(R)상에 압축기(100)와, 실내열교환기(110)와, 제1팽창수단(120)과, 실외열교환기(130)와, 제2팽창수단(140)과, 증발기(160)가 순차적으로 연결되어 구성되는 것으로서, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 냉매순환라인(R)상에는, 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하는 제1바이패스라인(R1)과, 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하는 제2바이패스라인(R2)과, 제1팽창수단(120)이 설치되는 팽창라인(R3)이 각각 병렬로 연결 설치되며, 상기 제1바이패스라인(R1)의 분기지점에는 제1방향전환밸브(191)가 설치되고, 상기 제2바이패스라인(R2)의 분기지점에는 제2방향전환밸브(192)가 설치되며, 상기 팽창라인(R3)의 분기지점에는 2웨이 밸브(122)가 설치된다.
따라서, 에어컨 모드시에는, 도 3과 같이 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 실내열교환기(110), 실외열교환기(130), 제2팽창수단(140), 증발기(160), 압축기(100)를 순차적으로 순환하게 되며, 이때, 상기 실내열교환기(110)는 응축기 역할을 수행하고 상기 증발기(160)는 증발기 역할을 수행하게 된다.
한편, 상기 실외열교환기(130)는 상기 실내열교환기(110)와 같은 응축기 역할을 하게 된다.
히트펌프 모드시(제1난방모드시)에는, 도 4와 같이 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 실내열교환기(110), 제1팽창수단(120)의 오리피스(121), 실외열교환기(130), 제1바이패스라인(R1), 압축기(100)를 순차적으로 순환하게 되며, 이때, 상기 실내열교환기(110)는 응축기 역할을 수행하고 상기 실외열교환기(130)는 증발기 역할을 수행하며, 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)로는 냉매 공급이 되지 않는다.
한편, 히트펌프 모드에서 차실내 제습시에는 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매의 일부가 후술하는 제습라인(R4)을 통해 증발기(160)로 공급되므로 차실내 제습을 수행하게 된다.
이처럼, 본 발명의 히트펌프 시스템은, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드시 냉매 순환방향이 동일하여 냉매순환라인(R)을 공용화할 수 있고, 냉매가 흐르지 않을 때 발생하는 냉매 정체현상을 방지하며, 냉매순환라인(R)도 단순화 할 수 있다.
이하, 히트 펌프 시스템의 각 구성요소별로 상세히 설명하기로 한다.
먼저, 상기 냉매순환라인(R)상에 설치된 압축기(100)는 엔진(내연기관) 또는 모터 등으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출하게 된다.
상기 압축기(100)는, 에어컨 모드시 상기 증발기(160)측에서 배출된 냉매를 흡입,압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 되고, 히트펌프 모드시에는 상기 실외열교환기(130)측에서 배출되어 제1바이패스라인(R1)을 통과한 냉매를 흡입,압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 된다.
아울러, 히트펌프 모드 중 제습모드시에는, 상기 제1바이패스라인(R1)과, 후술하는 제습라인(R4)을 통해 증발기(160)로 동시에 냉매가 공급되므로, 이 경우 상기 압축기(100)는 상기 제1바이패스라인(R1)과 증발기(160)를 통과한 후 합류된 냉매를 흡입,압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 된다.
상기 실내열교환기(110)는, 공조케이스(150)의 내부에 설치됨과 아울러 상기 압축기(100)의 출구측 냉매순환라인(R)과 연결되어, 상기 공조케이스(150)내를 유동하는 공기와 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 열교환시키게 된다.
또한, 상기 증발기(160)는, 공조케이스(150)의 내부에 설치됨과 아울러 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)과 연결되어, 상기 공조케이스(150)내를 유동하는 공기와 상기 압축기(100)로 유동하는 냉매를 열교환시키게 된다.
상기 실내열교환기(110)는, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드시 모두 응축기 역할을 하게 되고,
상기 증발기(160)는, 에어컨 모드시 증발기 역할을 하고, 히트펌프 모드에서 제1,2난방모드시에는 냉매 공급이 되지 않아 작동 정지되며, 제습모드시에는 냉매가 일부 공급되어 증발기 역할을 수행하게 된다.
또한, 상기 실내열교환기(110) 및 증발기(160)는, 상기 공조케이스(150)의 내부에 서로 일정간격 이격되어 설치되되, 상기 공조케이스(150)내의 공기유동방향 상류측에서부터 상기 증발기(160)와 실내열교환기(110)가 순차적으로 설치된다.
따라서, 상기 증발기(160)가 증발기 역할을 수행하는 에어컨 모드시에는 도 3과 같이, 상기 제2팽창수단(140)에서 배출된 저온 저압의 냉매가 상기 증발기(160)로 공급되고, 이때 블로어(미도시)를 통해 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기가 상기 증발기(160)를 통과하는 과정에서 증발기(160) 내부의 저온 저압의 냉매와 열교환하여 냉풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.
상기 실내열교환기(110)가 응축기 역할을 수행하는 히트펌프 모드시(제1난방모드시)에는 도 4와 같이, 상기 압축기(100)에서 배출된 고온 고압의 냉매가 상기 실내열교환기(110)로 공급되고, 이때 블로어(미도시)를 통해 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기가 상기 실내열교환기(110)를 통과하는 과정에서 실내열교환기(110) 내부의 고온 고압의 냉매와 열교환하여 온풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 난방하게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(150)의 내부에서 상기 증발기(160)와 상기 실내열교환기(110)의 사이에는, 상기 실내열교환기(110)를 바이패스하는 공기의 양과 통과하는 공기의 양을 조절하는 온도조절도어(151)가 설치된다.
상기 온도조절도어(151)는, 상기 실내열교환기(110)를 바이패스하는 공기의 양과 실내열교환기(110)를 통과하는 공기의 양을 조절하여 상기 공조케이스(150)에서 토출되는 공기의 온도를 적절하게 조절할 수 있는데,
이때, 에어컨 모드시 도 3과 같이 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 실내열교환기(110)의 전방측 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 증발기(160)를 통과한 냉풍이 실내열교환기(110)를 바이패스하여 차실내로 공급되므로 최대 냉방이 수행되고, 히트펌프 모드시(제1난방모드시)에는 도 4와 같이 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 실내열교환기(110)를 바이패스하는 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 모든 공기가 응축기 역할을 하는 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌게 되고 이 온풍이 차실내로 공급되므로 최대 난방이 수행된다.
그리고, 상기 실외열교환기(130)는, 상기 공조케이스(150)의 외부에 설치됨과 아울러 상기 냉매순환라인(R)과 연결되어, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키게 된다.
여기서, 상기 실외열교환기(130)는 차량 엔진룸의 전방측에 설치되어 내부를 유동하는 냉매를 외기와 열교환시키게 된다.
상기 실외열교환기(130)는, 에어컨 모드시 상기 실내열교환기(110)와 동일한 응축기 역할을 하게 되며, 이때 실외열교환기(130)의 내부를 유동하는 고온 냉매가 외기와 열교환하게 되면서 응축되게 된다. 히트펌프 모드시(제1난방모드시)에는 상기 실내열교환기(110)와 상반되는 증발기 역할을 하게 되는데, 이때 실외열교환기(130)의 내부를 유동하는 저온 냉매가 외기와 열교환하게 되면서 증발하게 된다.
그리고, 상기 제1팽창수단(120)은, 상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 설치되어, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실외열교환기(130)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키게 된다.
즉, 상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 팽창라인(R3)이 병렬로 설치되고, 이때, 상기 제1팽창수단(120)은 상기 팽창라인(R3)상에 오리피스(121)를 설치하여 이루어진다.
또한, 상기 팽창라인(R3)과 상기 냉매순환라인(R)의 분기지점에는 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실내열교환기(110)를 통과한 냉매가 상기 팽창라인(R3)을 통해 오리피스(121)를 통과하거나 또는 오리피스(121)를 바이패스하도록 냉매 흐름방향을 전환하는 2웨이 밸브(122)가 설치된다.
따라서, 에어컨 모드시에는, 상기 압축기(100)에서 배출되어 상기 실내열교환기(110)를 통과한 냉매가 상기 2웨이 밸브(122)에 의해 상기 오리피스(121)를 바이패스하여 실외열교환기(130)로 공급되고, 히트펌프 모드시(제1난방모드시)에는, 상기 압축기(100)에서 배출되어 상기 실내열교환기(110)를 통과한 냉매가 상기 2웨이 밸브(122)에 의해 상기 오리피스(121)를 통과하면서 팽창된 후 상기 실외열교환기(130)로 공급되게 된다.
한편, 상기 제1팽창수단(120)인 오리피스(121)와 2웨이 밸브(122)는 분리형으로 구성될 수도 있고 또는 일체형으로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제1바이패스라인(R1)은, 상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어, 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 선택적으로 바이패스하도록 하게 된다.
도면에서와 같이, 상기 제1바이패스라인(R1)은 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)와 병렬로 배치되는데, 즉, 상기 제1바이패스라인(R1)의 입구측은 상기 실외열교환기(130)와 제2팽창수단(140)을 연결하는 냉매순환라인(R)과 연결되고, 출구측은 상기 증발기(160)와 압축기(100)를 연결하는 냉매순환라인(R)과 연결된다.
이로인해, 에어컨 모드시에는 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)측으로 유동하게 되지만, 히트펌프 모드시(제1난방모드시)에는 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 제1바이패스라인(R1)을 통해 압축기(100)측으로 곧바로 유동하여 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스 하게 된다.
여기서, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드에 따라 냉매의 흐름방향을 전환하는 역할은 제1방향전환밸브(191)를 통해 이루어진다.
상기 제1방향전환밸브(191)는, 상기 제1바이패스라인(R1)과 상기 냉매순환라인(R)의 분기지점에 설치되어, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 제1바이패스라인(R1) 또는 상기 제2팽창수단(140)으로 흐르도록 냉매 흐름방향을 전환하게 된다.
이때, 제1방향전환밸브(191)는, 에어컨 모드시 상기 압축기(100)에서 배출되어 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)측으로 흐르도록 방향을 전환하게 되고, 히트펌프 모드시(제1난방모드시) 상기 압축기(100)에서 배출되어 실내열교환기(110)와 제1팽창수단(120) 및 실외열교환기(130)를 통과한 냉매가 상기 제1바이패스라인(R1)으로 흐르도록 방향을 전환하게 된다.
한편, 상기 제1방향전환밸브(191)는 상기 제1바이패스라인(R1)의 입구측 분기지점에 설치된다.
그리고, 상기 제1바이패스라인(R1)상에는 제1바이패스라인(R1)을 따라 흐르는 냉매에 열을 공급하는 열공급수단(180)이 설치된다.
상기 열공급수단(180)은, 차량 전장품(200)의 폐열을 상기 제1바이패스라인(R1)을 흐르는 냉매에 공급할 수 있도록, 상기 제1바이패스라인(R1)을 흐르는 냉매가 유동하는 냉매 열교환부(181a)와, 상기 냉매 열교환부(181a)의 일측에 열교환 가능하게 구비되어 상기 차량 전장품(200)을 순환하는 냉각수가 유동하는 냉각수 열교환부(181b)로 구성된 수냉식 열교환기(181)를 설치하여 이루어진다.
따라서, 히트펌프 모드시 차량 전장품(200)의 폐열로 부터 열원을 회수함으로써 난방성능을 향상시킬 수 있는 것이다.
한편, 상기 차량 전장품(200)으로는 대표적으로 모터와, 인버터 등이 있다.
그리고, 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)상에는 어큐뮬레이터(170)가 설치된다.
상기 어큐뮬레이터(170)는 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 압축기(100)로 기상 냉매만 공급될 수 있도록 하게 된다.
그리고, 상기 공조케이스(150) 내부의 실내열교환기(110) 하류측에는 난방성능을 향상할 수 있도록 전기 가열식 히터(115)가 더 설치된다.
즉, 차량의 시동 초기에 보조열원으로 상기 전기 가열식 히터(115)를 작동시킴으로써 난방성능을 향상시킬 수 있고, 또한 난방 열원이 부족할 경우에도 상기 전기 가열식 히터(115)를 가동할 수 있다.
상기 전기 가열식 히터(115)로는 PTC히터를 사용하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 냉매순환라인(R)에는 상기 제1팽창수단(120)을 선택적으로 통과한 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 제2바이패스라인(R2)이 병렬로 설치되는데, 즉, 상기 제2바이패스라인(R2)은 상기 실외열교환기(130)의 입구측 냉매순환라인(R)과 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어, 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하게 된다.
또한, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 제2바이패스라인(R2)으로 선택적으로 유동하도록 냉매의 유동방향을 전환하는 제2방향전환밸브(192)가 설치되는데, 상기 제2방향전환밸브(192)는 상기 제2바이패스라인(R2)과 상기 냉매순환라인(R)의 분기지점에 설치되어, 상기 실외열교환기(130) 또는 제2바이패스라인(R2)으로 냉매가 흐르도록 냉매의 흐름방향을 전환하게 된다.
그리고, 냉매순환라인(R)상에는, 히트펌프 모드시 차실내 제습을 수행할 수 있도록 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매의 일부를 상기 증발기(160)측으로 공급하는 제습라인(R4)이 설치된다.
상기 제습라인(R4)은, 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 저온 냉매의 일부를 상기 증발기(160)측으로 공급하도록 설치된다.
즉, 상기 제습라인(R4)은 상기 제1팽창수단(120)의 출구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치된다.
도면에서 보면, 상기 제습라인(R4)의 입구는 상기 제1팽창수단(120)과 상기 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)에 연결됨으로써, 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 후 상기 실외열교환기(130)로 유입되기전의 냉매 일부가 상기 제습라인(R4)으로 유동하여 상기 증발기(160)측으로 공급되게 된다.
또한, 상기 제습라인(R4)상에는, 차실내 제습모드시에만 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 냉매의 일부가 상기 제습라인(R4)으로 유동할 수 있도록 제습라인(R4)을 개폐하는 온오프밸브(195)가 설치된다.
상기 온오프밸브(195)는, 제습모드시에만 상기 제습라인(R4)을 개방하고 제습모드가 아닌 경우에는 상기 제습라인(R4)을 폐쇄하게 된다.
한편, 상기 제습라인(R4)의 출구는, 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)과 연결되어 상기 제습라인(R4)을 통과한 냉매는 상기 증발기(160)로 곧바로 유입되게 된다.
그리고, 본 발명에서는, 히트펌프 모드시 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생할 경우 제상제어를 수행하는 제어부(미도시)가 구비된다.
상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 미만일 경우, 차량 속도(V)를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도(V)에 따라 상기 실외열교환기(130)의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 상기 제상제어를 수행하게 된다.
즉, 상기 제어부는, 상기 차량 속도(V)가 일정속도(30kph)를 초과할 경우, 다음의 조건, 즉 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 제2온도값(10℃) 이상이고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값(-3℃) 이하 조건이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하고,
상기 차량 속도(V)가 일정속도 이하일 경우, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하는 것이다. 즉, 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 미만이고 차량 속도(V)가 일정속도 이하일 경우(차량의 아이들(Idle)시 포함)에는 상기 T2와 △T에 관계없이 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하는 것이다.
이처럼, 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 미만일 경우에는 차량 속도(V)에 따라 상기 실외열교환기(130)의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 제상제어를 수행하게 된다.
여기서, 상기 제1온도값은 0℃ 이고, 제2온도값은 10℃ 이며, 제3온도값은 -3℃ 이고, 상기 차량 속도(V) 판단 기준인 일정속도는 30kph 이다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 히트펌프 모드시, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 압축기(100), 제1실내열교환기(110), 제1팽창수단(120), 실외열교환기(130), 제1바이패스라인(R1)을 순차적으로 순환하도록 냉매 흐름을 제어하여 제1난방모드를 수행하고,
상기 제상제어시에는, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 압축기(100), 제1실내열교환기(110), 제1팽창수단(120), 제2바이패스라인(R2), 제1바이패스라인(R1)을 순차적으로 순환하도록 냉매 흐름을 제어하여, 상기 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하는 제2난방모드를 수행하게 된다.
즉, 외기온도(T1) 0℃ 미만에서 제상제어시에는 상기 실외열교환기(130)가 외기로부터 흡열을 원활하게 하지 못하므로 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 제어하는 것이다.
아울러, 상기 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하게 되면, 실외열교환기(130)의 착상을 지연시키거나 착상을 해소할 수 있으며, 이로인해 시스템의 난방성능 및 효율을 향상할 수 있다.
그리고, 상기 제어부는, 상기 제상제어를 수행한 후, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 이상이면 실외열교환기(130)의 착상이 해제된 것으로 판정하여 제상제어를 정지하고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 미만이면 제상제어를 계속 수행하게 된다.
여기서, 상기 제4온도값은 3℃이다.
상기에서 제상제어 정지시에는 다시 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
물론, 차량의 키 오프(Key Off)시에도 착상이 해제된 것으로 판정하게 된다.
한편, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 이상일 경우, 다음의 조건 즉, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 제2온도값(10℃) 이상이고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값(-3℃) 이하 조건이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하게 된다.
계속해서, 상기 제어부는, 상기에서 제상제어를 수행한 후에는, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)를 각각 판단하게 되고,
이때, 상기 차이값(△T)이 제5온도값(5℃) 이상이거나 또는 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 이상이면 실외열교환기(130)의 착상이 해제된 것으로 판정하여 제상제어를 정지하고,
상기 차이값(△T)이 제5온도값(5℃) 이하이고 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 미만이면 제상제어를 계속 수행하게 된다.
여기서, 상기 제5온도값은 5℃이다.
상기에서 제상제어 정지시에는 다시 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
그리고, 차량의 엔진룸 전방측에는 상기 실외열교환기(130)와, 상기 차량 전장품을 냉각하기 위한 전장라디에이터(미도시)가 공기유동방향으로 중첩되게 설치된다. 도면에서는 전장라디에이터를 생략하였다.
또한, 상기 실외열교환기(130)의 일측에는 상기 실외열교환기(130)측으로 외기를 강제 송풍하는 팬(135) 및 상기 팬(135)의 둘레에 구비되어 팬(135)을 지지하는 쉬라우드(136)가 설치된다.
상기 쉬라우드(136)에는 상기 팬(135)을 지지하기 위한 복수개의 지지대(138)가 형성되며, 상기 지지대(138)에는 상기 팬(135)을 회전시키기 위한 모터(135a)가 설치된다.
또한, 상기 쉬라우드(136)에는 상기 쉬라우드(136)로 유입된 물을 외부로 원활하게 배수하여 결빙으로 인한 상기 팬(135)의 구속을 방지하는 배수부(137)가 형성된다.
상기 배수부(137)는, 상기 쉬라우드(136)의 하부측에 홀 형태로 형성되어, 상기 쉬라우드(136)의 하부측에 고인 물을 외부로 신속하게 배수하게 된다.
즉, 외기온도(T1) 0℃ 미만에서 차량 주행시, 상기 팬(135) 및 쉬라우드(136)측으로 유입된 물이 결빙되어 상기 팬(135)이 구속될 수 있고, 상기 팬(135)이 결빙에 의해 구속된 후 상기 모터(135a)의 작동시 모터(135a)의 코일이 단락되거나 모터(135a)가 손상될 수 있다.
따라서, 상기 쉬라우드(136)에 배수부(137)를 형성하게 되면, 차량 주행시 팬(135) 및 쉬라우드(136)측으로 유입된 물이 상기 배수부(137)를 통해 원활하게 배수되어 결빙 및 팬(135)의 구속을 방지할 수 있고, 이로인해 모터(135a)의 손상도 방지할 수 있는 것이다.
그리고, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 미만일 경우에는 차량 속도(V)에 관계없이 상기 팬을 오프(OFF) 제어하고, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 이상일 경우에는 차량의 속도를 판단하여 상기 차량 속도(V)가 일정속도 미만이면 상기 팬을 오프(OFF) 제어하고, 상기 차량 속도(V)가 일정속도 이상이면 상기 팬을 온(ON) 제어하게 된다.
즉, 종래에 차량의 아이들(Idle) 진입시 상기 팬의 작동 소음 및 진동이 과다하게 발생한 문제를 해소하기 위해, 히트펌프 모드에서 외기온도(T1)가 0℃ 미만일 경우 차량 속도(V)와 관계없이 상기 팬(135)을 오프(OFF) 제어함으로써 팬(135)의 작동 소음 및 진동 문제를 해결할 수 있다. 이때, 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하는 제2난방모드로 전환하는 것이 바람직하다.
아울러, 외기온도(T1)가 0℃ 미만일때 팬(135)을 오프(OFF) 제어하게 되면, 차량 주행중 유입된 물에 의해 상기 팬(135) 및 쉬라우드(136)가 결빙되어 팬(135)이 구속된 상태에서 차량의 아이들(Idle) 진입시 모터(135a)의 코일이 단락되거나 모터(135a)가 손상되는 문제도 해결할 수 있다.
또한, 히트펌프 모드에서 외기온도(T1)가 0℃ 이상일 경우에는, 도 7과 같이 차량 속도(V)가 일정속도 이상일 경우에만 상기 팬(135)을 온(ON) 제어하고, 차량 속도(V)가 일정속도 미만이면 상기 팬(135)을 오프(OFF) 제어하게 된다.
도 7를 보면, 차량 속도(V)가 증가할 때 0~35kph 구간에서는 팬(135)을 오프(OFF) 제어하고, 그 이상의 속도에서는 팬(135)을 낮은 단수(LOW)로 온(ON) 제어하며, 차량 속도(V)가 감소할 때 30~0kph 구간에서는 팬(135)을 오프(OFF) 제어하게 된다.
한편, 도 7은 차량 속도에 따른 팬의 단수를 나타낸 그래프로서, 차량 속도(V) 변화 따른 팬(135)의 단수 변경시 히스테리시스를 두어 빈번한 단수 변화를 방지하게 된다.
또한, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시 설정되는 상기 팬(135)의 회전수와, 차량 전장품(200) 냉각시 설정되는 상기 팬(135)의 회전수 중 높은 회전수로 상기 팬(135)을 제어하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 제어부는, 에어컨 모드시 설정되는 상기 팬(135)의 회전수와, 차량 전장품(200) 냉각시 설정되는 상기 팬(135)의 회전수 중 높은 회전수로 상기 팬(135)을 제어하게 된다.
그리고, 외기온도(T1)가 0℃ 미만인 경우에는, 날씨에 따라 센서(미도시)를 통한 상기 실외열교환기(130)의 착상인지가 가능하거나 또는 착상인지가 불가능한 경우가 있다.
즉, 맑은 날씨에는, 상기 실외열교환기(130)의 표면이 빙점이하로 떨어질 경우 실외열교환기(130)의 표면에 서리(Frost) 형태로 착상이 발생하므로 센서를 통한 착상인지가 가능하며, 따라서 상기 센서를 통해 착상인지가 가능한 경우에는 착상 인지 후 히트펌프 모드를 제2난방모드로 작동시키고 상기 팬은 오프(OFF) 제어하게 된다.
비(또는 진눈깨비)가 오는 날씨에는, 차량 주행시 유입된 물에 의해 상기 실외열교환기(130)의 표면에 결빙(Icing)이 발생하게 되고, 이 경우 센서를 통해 착상인지가 가능 하므로, 착상 인지후 히트펌프 모드를 제2난방모드로 작동시키고 상기 팬은 오프(OFF) 제어하게 된다. 아울러, 차량 주행시 팬(135) 및 쉬라우드(136)로 유입된 물은 상기 쉬라우드(136)에 형성된 배수부(137)를 통해 외부로 배수되므로 상기 팬(135) 및 쉬라우드(136)가 결빙되는 것을 방지할 수 있고 이로인해 상기 팬(135)이 구속되는 것도 방지할 수 있다.
눈이 오는 날씨에는, 차량 주행시 상기 실외열교환기(130)측에 눈이 쌓여 있어도 센서를 통한 착상인지가 불가능하며, 따라서 외기온도(T1)가 0℃ 미만일 경우 앞서 설명한 실외열교환기(130)의 착상 판정 조건을 통해 제상제어를 수행하게 된다. 일예로, 외기온도(T1)가 0℃ 미만이고 차량 속도(V)가 일정속도(30kph) 이하이면 히트펌프 모드를 제2난방모드로 작동시키고 상기 팬(135)을 오프(OFF) 제어하게 된다.
한편, 외기온도(T1)가 0℃ 이상일 경우에는, 상기 실외열교환기(130)의 착상 발생 현상이 충분히 지연되어 있으며, 착상이 발생하더라도 착상 인지가 가능하다. 이때 착상 현상은 상기 실외열교환기(130)의 표면에 응축수가 발생 한 후 결빙되는 형태이며, 이 경우, 상기 실외열교환기(130)의 배수성 개선 및 외기에 의해 제상이 가능하다.
이하, 도 9를 참조하여 상기 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법을 설명하기로 한다.
먼저, 상기 시스템이 히트펌프 모드이면, 차량 외기온도(T1)와 제1온도값(0℃)을 비교하는 제1단계(S1)를 진행한다.
여기서, 상기 히트펌프 모드는, 상기 실외열교환기(130)가 증발기 역할을 하는 난방모드로서, 제1난방모드와, 제1난방모드의 제습모드가 있다.
한편, 상기 제1단계(S1)의 비교결과, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 미만이면, 상기 팬(135)을 오프(OFF) 제어하게 된다.
계속해서, 상기 제1단계(S1)의 비교결과, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 미만이면, 차량 속도(V)를 판단하는 제2단계(S2)를 진행한다.
상기 차량 속도(V)는 30kph를 기준으로 하며, 이때, 30kph 이하의 속도는 차량이 서행하는 구간으로서, 차량의 아이들(Idle)시를 포함한다.
상기 제2단계(S2)의 판단결과, 차량 속도(V)가 일정속도(30kph)를 초과하면, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과 제2온도값(10℃)을 비교하는 제3단계(S3)를 진행한다.
즉, 상기 제3단계(S3)에서는, 외기온도(T1)가 0℃ 미만이고 차량 속도(V)가 30kph를 초과하면, 상기 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 10℃ 이상인지를 판단하는 단계이다.
한편, 상기 제3단계(S3)에서 상기 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 10℃ 미만이면 시작으로 리턴하여 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
계속해서, 상기 제3단계(S3)의 비교결과, 상기 차이값(△T)이 제2온도값(10℃) 이상이면, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)와 제3온도값(-3℃)을 비교하는 제4단계(S4)를 진행하고,
상기 제4단계(S4)의 비교결과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값(-3℃) 이하이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 상기 시스템을 제상제어하는 제5단계(S5)를 진행한다.
상기 제4단계(S4)에서, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값(-3℃)을 초과하면 시작으로 리턴하여 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
한편, 상기 제2단계(S2)의 판단결과, 차량 속도(V)가 일정속도(30kph) 이하이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 상기 시스템을 제상제어는 상기 제5단계(S5)를 곧바로 수행하게 된다.
이처럼, 히트펌프 모드시 증발기 역할을 하는 상기 실외열교환기(130)의 표면이 빙점이하로 떨어지게 되면 실외열교환기(130)의 표면에 착상이 발생하기 시작하는데,
이때, 센서를 통한 상기 실외열교환기(130)의 착상인지가 불가능한 경우라도, 외기온도(T1)가 0℃ 미만이고, 차량 속도(V)가 30kph를 초과하는 경우에는, 다음의 조건 즉, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 10℃ 이상이고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 -3℃ 이하의 조건이면 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하게 되고,
외기온도(T1)가 0℃ 미만이고, 차량 속도(V)가 30kph 이하인 경우에는, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 곧바로 제상제어를 수행하게 된다.
상기 제상제어는, 상기 시스템을 제2난방모드 또는 제2난방모드의 제습모드로 제어하는 것이며, 이때, 상기 팬(135)은 오프(OFF) 제어된다.
계속해서, 상기 제5단계(S5)를 수행한 후, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)와 제4온도값(3℃)을 비교하는 제6단계(S6)를 수행하고,
상기 제6단계(S6)의 비교결과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 이상이면 실외열교환기(130)의 착상이 해제된 것으로 판정하여 제상제어를 정지하고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 미만이면 제상제어를 계속 수행하게 된다.
상기에서 제상제어 정지시에는 시작으로 리턴하여 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
물론, 차량의 키 오프(Key Off)시에도 착상이 해제된 것으로 판정하게 된다.
그리고, 상기 제1단계(S1)의 비교결과, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값(0℃) 이상이면, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과 제2온도값(10℃)을 비교하는 제7단계(S7)를 진행한다.
즉, 상기 제7단계(S7)에서는, 외기온도(T1)가 0℃ 이상이면, 상기 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 10℃ 이상인지를 판단하는 단계이다.
한편, 상기 제7단계(S7)에서 상기 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 10℃ 미만이면 시작으로 리턴하여 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
계속해서, 상기 제7단계(S7)의 비교결과, 상기 차이값(△T)이 제2온도값(10℃) 이상이면, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)와 제3온도값(-3℃)을 비교하는 제8단계(S8)진행하고,
상기 제8단계(S8)의 비교결과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값(-3℃) 이하이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 상기 시스템을 제상제어하는 제9단계(S9)를 진행한다.
상기 제8단계(S8)에서, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값(-3℃)을 초과하면 시작으로 리턴하여 히트펌프 모드의 제1난방모드를 수행하게 된다.
계속해서, 상기 제9단계(S9)를 수행한 후, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)를 각각 판단하는 제10단계(S10)를 수행하고,
상기 제10단계(S10)의 판단결과, 상기 차이값(△T)이 제5온도값(5℃) 미만이거나 또는 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 이상이면 실외열교환기(130)의 착상이 해제된 것으로 판정하여 제상제어를 정지하고, 상기 차이값(△T)이 제5온도값(5℃) 이하이고 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값(3℃) 미만이면 제상제어를 계속 수행하게 된다.
이하, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 작용을 설명하기로 한다.
가. 에어컨 모드(냉방 모드)(도 3)
에어컨 모드(냉방 모드)시에는, 도 3과 같이, 상기 제2방향전환밸브(192)를 통해 제2바이패스라인(R2)이 폐쇄되고, 상기 제1방향전환밸브(191)를 통해 상기 제1바이패스라인(R1)도 폐쇄되며, 상기 2웨이 밸브(122)는 오리피스(121)측을 폐쇄하게 된다.
또한, 상기 열공급수단(180)의 수냉식 열교환기(181)로는 전장품(200)을 순환하는 냉각수가 공급되지 않는다.
한편, 최대 냉방시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 실내열교환기(110)를 통과하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 증발기(160)를 통과하면서 냉각된 후 실내열교환기(110)를 바이패스 하여 차실내로 공급됨으로써, 차실내를 냉방하게 된다.
계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,
상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 상기 실내열교환기(110)로 공급된다.
상기 실내열교환기(110)로 공급된 냉매는, 도 3과 같이 온도조절도어(151)가 실내열교환기(110)측 통로를 폐쇄하고 있으므로 공기와 열교환하지 않고 곧바로 상기 실외열교환기(130)로 유동하게 된다.
상기 실외열교환기(130)로 유동한 냉매는, 외기와 열교환하게 되면서 응축되며, 이로인해 기상 냉매가 액상 냉매로 바뀌게 된다.
한편, 상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130)는 모두 응축기 역할을 하게 되지만, 외기와 열교환하는 상기 실외열교환기(130)에서 주로 냉매가 응축되게 된다.
계속해서, 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매는, 상기 제2팽창수단(140)를 통과하는 과정에서 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 증발기(160)로 유입된다.
상기 증발기(160)로 유입된 냉매는 블로어를 통해 공조케이스(150) 내부로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각하게 되며, 이처럼 냉각된 공기가 차량 실내로 공급되어 냉방하게 된다.
이후, 상기 증발기(160)에서 배출된 냉매는 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.
나. 히트펌프 모드의 제1난방모드(도 4)
히트펌프 모드의 제1난방모드는, 최대난방모드로서 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생하지 않았을 경우에 작동하며, 도 4와 같이, 상기 제2방향전환밸브(192)를 통해 제2바이패스라인(R2)이 폐쇄되고, 상기 제1방향전환밸브(191)를 통해 상기 제1바이패스라인(R1)이 개방되어, 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)측으로는 냉매가 공급되지 않는다.
또한, 상기 2웨이 밸브(122)를 통해 상기 오리피스(121)측이 개방된다.
한편, 차량 전장품(200)에 의해 가열된 냉각수가 상기 열공급수단(180)인 수냉식 열교환기(181)의 냉각수 열교환부(181b)로 공급되게 된다.
그리고, 제1난방모드시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 실내열교환기(110)를 바이패스하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 증발기(160)(작동정지)를 통과한 후 상기 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 난방하게 된다.
계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,
상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 실내열교환기(110)로 유입된다.
상기 실내열교환기(110)로 유입된 고온 고압의 기상 냉매는, 블로어를 통해 공조케이스(150)의 내부로 송풍되는 공기와 열교환하면서 응축되며, 이때 상기 실내열교환기(110)를 통과하는 공기는 온풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.
계속해서, 상기 실내열교환기(110)에서 배출된 냉매는 상기 2웨이 밸브(122)에 의해 오리피스(121)를 통과하는 과정에서 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 증발기 역할을 하는 실외열교환기(130)로 공급된다.
상기 실외열교환기(130)로 공급된 냉매는, 외기와 열교환하면서 증발한 후 상기 제1방향전환밸브(191)에 의해 제1바이패스라인(R1)을 통과하게 되는데, 이때 상기 제1바이패스라인(R1)을 통과하는 냉매는 상기 수냉식 열교환기(181)의 냉매 열교환부(181a)를 통과하는 과정에서 상기 냉각수 열교환부(181b)를 통과하는 냉각수와 열교환하여 차량 전장품(200)의 폐열을 회수한 후, 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.
다. 히트펌프 모드의 제1난방모드 중 제습모드(도 5)
히트펌프 모드의 제1난방모드 작동 중 제습모드는, 도 4의 제1난방모드로 작동 중에 차실내 제습이 필요한 경우에 작동하게 된다.
따라서, 도 4의 제1난방모드와 다른 부분에 대해서만 설명하기로 한다.
상기 제습모드시에는, 제1난방모드 상태에서 상기 온오프 밸브(195)를 통해 상기 제습라인(R4)이 추가로 개방되게 된다.
그리고, 제습모드시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 실내열교환기(110)를 바이패스하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 증발기(160)를 통과하는 과정에서 냉각된 후, 상기 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 난방하게 된다.
이때, 상기 증발기(160)로 공급되는 냉매량이 적기 때문에 공기 냉각성능도 낮아 실내온도 변화를 최소화하게 되고, 증발기(160)를 통과하는 공기의 제습은 원활하게 이루어진다.
계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,
상기 압축기(100), 실내열교환기(110), 제1팽창수단(120)의 오리피스(121)를 통과한 냉매 중 일부 냉매는 상기 실외열교환기(130)를 통과하게 되고, 일부 냉매는 상기 제습라인(R4)을 통과하게 된다.
상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매는 외기와 열교환하면서 증발한 후 상기 제1방향전환밸브(191)에 의해 제1바이패스라인(R1)을 통과하게 되는데, 이때 상기 제1바이패스라인(R1)을 통과하는 냉매는 상기 수냉식 열교환기(181)의 냉매 열교환부(181a)를 통과하는 과정에서 상기 냉각수 열교환부(181b)를 통과하는 냉각수와 열교환하여 차량 전장품(200)의 폐열을 회수하면서 증발하게 되고,
상기 제습라인(R4)을 통과한 냉매는 증발기(160)로 공급되어 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기와 열교환하는 과정에서 증발하게 된다.
상기 과정에서 상기 증발기(160)를 통과하는 공기의 제습이 이루어지게 되며, 상기 증발기(160)를 통과한 제습된 공기는 상기 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀐 후 차량 실내로 공급되어 제습 난방하게 된다.
이후, 상기 수냉식 열교환기(181)와 증발기(160)를 각각 통과한 냉매는 합류된 후, 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.
라. 히트펌프 모드의 제2난방모드(도 6)
히트펌프 모드의 제2난방모드는, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생하여 제상제어가 필요한 경우에 작동하며, 도 6과 같이, 상기 제2방향전환밸브(192)를 통해 상기 제2바이패스라인(R2)이 개방되고, 상기 제1방향전환밸브(191)를 통해 상기 제1바이패스라인(R1)이 개방된다.
또한, 상기 온오프 밸브(195)를 통해 상기 제습라인(R4)이 폐쇄되고, 상기 2웨이 밸브(122)를 통해 상기 오리피스(121)측이 개방되며, 상기 공조케이스(150)내로 실내공기를 유입하도록 내기유입모드로 전환된다.
한편, 차량 전장품(200)에 의해 가열된 냉각수가 상기 열공급수단(180)인 수냉식 열교환기(181)의 냉각수 열교환부(181b)로 공급되게 된다.
그리고, 제2난방모드시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 실내열교환기(110)를 바이패스하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 증발기(160)(작동정지)를 통과한 후 상기 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 난방하게 된다.
계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,
상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 실내열교환기(110)로 유입된다.
상기 실내열교환기(110)로 유입된 고온 고압의 기상 냉매는, 블로어를 통해 공조케이스(150)의 내부로 송풍되는 공기와 열교환하면서 응축되며, 이때 상기 실내열교환기(110)를 통과하는 공기는 온풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.
계속해서, 상기 실내열교환기(110)에서 배출된 냉매는 상기 2웨이 밸브(122)에 의해 오리피스(121)를 통과하는 과정에서 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 제2바이패스라인(R2)으로 유동하게 되면서 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하게 된다.
이후, 상기 제2바이패스라인(R2)을 통과한 냉매는, 상기 제1방향전환밸브(191)에 의해 제1바이패스라인(R1)을 통과하게 되는데, 이때 상기 제1바이패스라인(R1)을 통과하는 냉매는 상기 수냉식 열교환기(181)의 냉매 열교환부(181a)를 통과하는 과정에서 상기 냉각수 열교환부(181b)를 통과하는 냉각수와 열교환하여 차량 전장품(200)의 폐열을 회수하면서 증발하고, 이후 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.
100: 압축기 110: 실내열교환기
115: 전기 가열식 히터
120: 제1팽창수단 121: 오리피스
122: 2웨이 밸브
130: 실외열교환기 135: 팬
136: 쉬라우드 137: 배수부
140: 제2팽창수단
150: 공조케이스 151: 온도조절도어
160: 증발기 170: 어큐뮬레이터
180: 열공급수단
191: 제1방향전환밸브 192: 제2방향전환밸브
195: 온오프 밸브 200: 전장품
R: 냉매순환라인(R) R1: 제1바이패스라인
R2: 제2바이패스라인 R3: 팽창라인
R4: 제습라인

Claims (17)

  1. 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100)와, 공조케이스(150)의 내부에 설치되어 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기(110)와, 공조케이스(150)의 내부에 설치되어 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기(160)와, 상기 공조케이스(150)의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키는 실외열교환기(130)와, 상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단(120)과, 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(140)과, 히트펌프 모드시 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생할 경우 제상제어를 수행하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서,
    상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 미만일 경우, 차량 속도(V)를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도(V)에 따라 상기 실외열교환기(130)의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 상기 제상제어를 수행하되,
    상기 차량 속도(V)가 일정속도를 초과할 경우, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 제2온도값 이상이고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값 이하 조건이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하고,
    상기 차량 속도(V)가 일정속도 이하일 경우, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  2. 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100)와, 공조케이스(150)의 내부에 설치되어 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기(110)와, 공조케이스(150)의 내부에 설치되어 공조케이스(150)내 공기와 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기(160)와, 상기 공조케이스(150)의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키는 실외열교환기(130)와, 상기 실내열교환기(110)와 실외열교환기(130) 사이의 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제1팽창수단(120)과, 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(140)과, 히트펌프 모드시 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생할 경우 제상제어를 수행하는 제어부를 포함하여 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서,
    상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 미만일 경우, 차량 속도(V)를 선 판단하고, 상기에서 판단한 차량 속도(V)에 따라 상기 실외열교환기(130)의 착상 판정 조건을 상이하게 적용하여 상기 제상제어를 수행하고,
    차량 외기온도(T1)가 제1온도값 이상일 경우, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)이 제2온도값 이상이고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값 이하 조건이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 제상제어를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 냉매순환라인(R)상에는, 상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하도록 하는 제1바이패스라인(R1)과, 상기 실외열교환기(130)의 입,출구측 냉매순환라인(R)을 연결하도록 설치되어 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 하는 제2바이패스라인(R2)이 구비된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 히트펌프 모드시, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 압축기(100), 제1실내열교환기(110), 제1팽창수단(120), 실외열교환기(130), 제1바이패스라인(R1)을 순차적으로 순환하도록 냉매 흐름을 제어하고,
    상기 제상제어시, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매가 상기 압축기(100), 제1실내열교환기(110), 제1팽창수단(120), 제2바이패스라인(R2), 제1바이패스라인(R1)을 순차적으로 순환하도록 냉매 흐름을 제어하여, 상기 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 한 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제상제어를 수행한 후, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 이상이면 제상제어를 정지하고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 미만이면 제상제어를 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  6. 삭제
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 제상제어를 수행한 후, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)를 각각 판단하여,
    상기 차이값(△T)이 제5온도값 이상이거나 또는 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 이상이면 제상제어를 정지하고,
    상기 차이값(△T)이 제5온도값 이하이고 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 미만이면 제상제어를 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실외열교환기(130)의 일측에는 상기 실외열교환기(130)측으로 외기를 송풍하는 팬(135) 및 상기 팬(135)의 둘레에 구비되어 팬(135)을 지지하는 쉬라우드(136)가 설치되고,
    상기 쉬라우드(136)에는 상기 쉬라우드(136)로 유입된 물을 외부로 원활하게 배수하여 결빙으로 인한 상기 팬(135)의 구속을 방지하는 배수부(137)가 형성된 것을 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실외열교환기(130)의 일측에는 상기 실외열교환기(130)측으로 외기를 송풍하는 팬(135)이 설치되고,
    상기 제어부는, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 미만일 경우, 상기 팬(135)을 오프(OFF) 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  10. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실외열교환기(130)의 일측에는 상기 실외열교환기(130)측으로 외기를 송풍하는 팬(135)이 설치되고,
    상기 제어부는, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 이상일 경우, 차량의 속도를 판단하여 상기 차량 속도(V)가 일정속도 미만이면 상기 팬(135)을 오프(OFF) 제어하고, 상기 차량 속도(V)가 일정속도 이상이면 상기 팬(135)을 온(ON) 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 실외열교환기(130)의 일측에는, 차량 전장품을 냉각하는 전장라디에이터와, 상기 실외열교환기(130) 및 전장라디에이터측으로 외기를 송풍하는 팬(135)이 설치되고,
    상기 제어부는, 히트펌프 모드시 설정되는 상기 팬(135)의 회전수와, 차량 전장품(200) 냉각시 설정되는 상기 팬(135)의 회전수 중 높은 회전수로 상기 팬(135)을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
  12. 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법에 있어서,
    상기 시스템이 히트펌프 모드이면, 차량 외기온도(T1)와 제1온도값을 비교하는 제1단계(S1)와,
    상기 제1단계(S1)의 비교결과, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 미만이면, 차량 속도(V)를 판단하는 제2단계(S2)와,
    상기 제2단계(S2)의 판단결과, 차량 속도(V)가 일정속도를 초과하면, 차량 외기온도(T1)와 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과 제2온도값을 비교하는 제3단계(S3)와,
    상기 제3단계(S3)의 비교결과, 상기 차이값(△T)이 제2온도값 이상이면, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)와 제3온도값을 비교하는 제4단계(S4)와,
    상기 제4단계(S4)의 비교결과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값 이하이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 상기 시스템을 제상제어하는 제5단계(S5)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제2단계(S2)의 판단결과, 차량 속도(V)가 일정속도 이하이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 상기 시스템을 제상제어하는 상기 제5단계(S5)를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제5단계(S5)를 수행한 후, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)와 제4온도값을 비교하는 제6단계(S6)를 수행하고,
    상기 제6단계(S6)의 비교결과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 이상이면 제상제어를 정지하고, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 미만이면 제상제어를 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1단계(S1)의 비교결과, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 이상이면, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과 제2온도값을 비교하는 제7단계(S7)와,
    상기 제7단계(S7)의 비교결과, 상기 차이값(△T)이 제2온도값 이상이면, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)와 제3온도값을 비교하는 제8단계(S8)와,
    상기 제8단계(S8)의 비교결과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제3온도값 이하이면, 상기 실외열교환기(130)에 착상이 발생한 것으로 판정하여 상기 시스템을 제상제어하는 제9단계(S9)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 제9단계(S9)를 수행한 후, 차량 외기온도(T1)와 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)의 차이값(△T)과, 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)를 각각 판단하는 제10단계(S10)를 수행하고,
    상기 제10단계(S10)의 판단결과, 상기 차이값(△T)이 제5온도값 미만이거나 또는 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 이상이면 제상제어를 정지하고, 상기 차이값(△T)이 제5온도값 이하이고 상기 실외열교환기(130)의 출구측 냉매온도(T2)가 제4온도값 미만이면 제상제어를 계속 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 제1단계(S1)의 비교결과, 차량 외기온도(T1)가 제1온도값 미만이면, 상기 실외열교환기(130)의 일측에 설치된 팬(135)을 오프(OFF) 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템의 제어방법.
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