KR102111322B1 - Heat pump system for vehicle - Google Patents

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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 실외열교환기를 바이패스하는 바이패스라인에 차량 엔진을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인을 유동하는 냉매를 열교환시키도록 엔진 라디에이터를 이용한 냉매-냉각수 열교환기를 설치함으로써, 히트펌프 모드시 상기 냉매-냉각수 열교환기측으로 냉매가 순환하여 상기 실외열교환기를 사용하지 않으므로 실외열교환기의 착상 방지 및 제상이 불필요하고, 차량 연비도 향상할 수 있으며, 또한 냉각수 폐열이 부족한 경우에는 차량 엔진을 구동할 수 있어 극저온 환경에서의 난방이 가능하고, 별도의 전기가열식히터도 불필요한 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for a vehicle, and more specifically, a refrigerant using an engine radiator to exchange heat between a coolant circulating a vehicle engine and a refrigerant flowing through the bypass line in a bypass line bypassing an outdoor heat exchanger. -By installing a coolant heat exchanger, the refrigerant is circulated to the coolant-coolant heat exchanger side in the heat pump mode, so that the outdoor heat exchanger is not used, and therefore, preventing and defrosting the outdoor heat exchanger is unnecessary, and the fuel efficiency of the vehicle can also be improved. When the waste heat of the cooling water is insufficient, the vehicle engine can be driven, so that heating in a cryogenic environment is possible, and a separate electric heating heater is also unnecessary.

Description

차량용 히트 펌프 시스템{Heat pump system for vehicle}Heat pump system for vehicles

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 실외열교환기를 바이패스하는 바이패스라인에 차량 엔진을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인을 유동하는 냉매를 열교환시키도록 엔진 라디에이터를 이용한 냉매-냉각수 열교환기를 설치한 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for a vehicle, and more specifically, a refrigerant using an engine radiator to exchange heat between a coolant circulating a vehicle engine and a refrigerant flowing through the bypass line in a bypass line bypassing an outdoor heat exchanger. -It relates to a vehicle heat pump system equipped with a cooling water heat exchanger.

일반적인 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 엔진 냉각수를 히터코어로 순환시켜 히터코어측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.2. Description of the Related Art An air conditioner for a vehicle generally includes a cooling system for cooling a vehicle interior and a heating system for heating a vehicle interior. The cooling system is configured to exchange air passing through the outside of the evaporator on the evaporator side of the refrigerant cycle with a refrigerant flowing inside the evaporator to turn it into a cool air, to cool the vehicle interior, and the heating system circulates the engine cooling water to the heater core On the heater core side, the air passing through the outside of the heater core is exchanged with cooling water flowing inside the heater core to change to warm air, and is configured to heat the vehicle interior.

그리고, 하이브리드 차량의 경우에는, 엔진을 가동하여 주행하는 엔진 주행모드와, 엔진을 정지하고 배터리로 모터를 가동하여 주행하는 배터리 주행모드가 있으며, 이러한 하이브리드 차량에서의 난방은 엔진의 냉각수 열을 이용하게 된다.In addition, in the case of a hybrid vehicle, there are an engine driving mode in which the engine is driven and running, and a battery driving mode in which the engine is stopped and the motor is driven by a battery, and heating in the hybrid vehicle uses heat of the cooling water of the engine. Is done.

그러나, 하이브리드 차량에서 엔진 냉각수 열을 이용하여 난방하기 때문에 배터리 주행모드에서 불필요하게 엔진을 가동해야하므로 연비가 감소하는 문제가 있다.However, in the hybrid vehicle, since the engine is heated using the heat of the engine coolant, the engine needs to be unnecessarily operated in the battery driving mode, thereby reducing fuel consumption.

특히, 저온 조건에서는 배터리를 이용한 주행이 가능함에도 불구하고 항시 엔진을 가동할 수 밖에 없어서 하이브리드 차량의 장점이 감소되고, 역으로 연비가 더욱 나빠지는 문제점이 있다.Particularly, in a low temperature condition, despite being able to run using a battery, the engine is always forced to operate, so the advantages of the hybrid vehicle are reduced, and consequently, fuel efficiency is further deteriorated.

상기의 문제점을 해결하기 위한 대안으로 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 개발되고 있으며,As an alternative to solve the above problems, a heat pump system capable of selectively performing cooling and heating using one refrigerant cycle has been developed,

이러한 차량용 히트펌프 시스템의 일예가 도 1에 도시되어 있다.An example of such a vehicle heat pump system is shown in FIG. 1.

도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템은, 냉매순환라인(1)에 설치되어 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 실내열교환기(32)와, 냉매순환라인(1)과 병렬구조로 설치된 팽창라인(3)에 설치되어 상기 실내열교환기(32)를 통과한 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제1팽창밸브(34)과, 상기 팽창라인(3)으로의 냉매 유동방향을 전환하는 제1방향전환밸브(81)와, 상기 제1팽창밸브(34) 또는 제1방향전환밸브(81)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 냉매를 팽창시키는 제2팽창밸브(56)와, 그리고 상기 제2팽창밸브(56) 및 증발기(60)와 병렬로 설치되어 상기 실외열교환기(48)의 출구측과 상기 어큐뮬레이터(62)의 입구측을 선택적으로 연결하는 바이패스라인(2)과, 상기 바이패스라인(2)으로의 냉매 유동방향을 전환하는 제2방향전환밸브(83)를 포함하여 이루어진다.The vehicle heat pump system shown in FIG. 1 is installed in a refrigerant circulation line 1, a compressor 30 for compressing and discharging refrigerant, and an indoor heat exchanger 32 for dissipating refrigerant discharged from the compressor 30 And, a first expansion valve 34 installed in the expansion line 3 installed in parallel with the refrigerant circulation line 1 and selectively expanding the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger 32, and the expansion line ( 3) a first direction change valve (81) for switching the direction of refrigerant flow to and an outdoor heat exchanger (1) that exchanges the refrigerant that has passed through the first expansion valve (34) or the first direction change valve (81) outdoors. 48), an evaporator (60) for evaporating the refrigerant passing through the outdoor heat exchanger (48), and an accumulator (Accumulator, 62) separating the refrigerant passing through the evaporator (60) into a gaseous and liquid refrigerant. A second expansion valve (56) for expanding the refrigerant supplied to the evaporator (60), and 2 Bypass line (2) which is installed in parallel with the expansion valve (56) and evaporator (60) to selectively connect the outlet side of the outdoor heat exchanger (48) and the inlet side of the accumulator (62), and the bypass It comprises a second direction switching valve 83 for switching the flow direction of the refrigerant to the pass line (2).

또한, 상기 바이패스라인(2)에는 차량 전장품(72)을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인(2)을 유동하는 냉매를 열교환하는 수냉식열교환기(75)가 설치되어, 차량 전장품(72)으로부터 열을 회수하여 난방열원으로 사용하게 된다.In addition, the bypass line 2 is provided with a water-cooled heat exchanger 75 for exchanging coolant circulating the vehicle electrical equipment 72 and the refrigerant flowing in the bypass line 2, from the vehicle electrical equipment 72 Heat is recovered and used as a heating heat source.

도 1 중 도면부호 50은 상기 실내열교환기(32)와 증발기(60)가 내장되는 공조케이스, 도면부호 74는 냉기와 온기의 혼합량을 조절하는 온도조절도어, 도면부호 70은 상기 공조케이스내의 실내열교환기(32) 후방측에 설치된 전기가열식히터, 도면부호 5는 제상모드시 냉매가 실외열교환기(48)를 바이패스하도록 하는 보조 바이패스라인을 각각 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 50 denotes an air conditioning case in which the indoor heat exchanger 32 and an evaporator 60 are built, reference numeral 74 denotes a temperature-adjusting door that controls the mixing amount of cold and warm air, and reference numeral 70 denotes an interior of the air-conditioning case. An electric heating heater installed at the rear side of the heat exchanger 32, reference numeral 5 denotes an auxiliary bypass line for allowing the refrigerant to bypass the outdoor heat exchanger 48 in the defrost mode.

상기한 바와 같이 구성된 종래 차량용 히트펌프 시스템에 따르면, 히트펌프 모드(난방모드)가 가동될 경우에는, 바이패스라인(2)이 개방되며, 온도조절도어(74)는 도 1처럼 동작한다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 실내열교환기(32), 제1팽창밸브(34), 실외열교환기(48), 바이패스라인(2), 수냉식열교환기(75), 어큐뮬레이터(62)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 실내열교환기(32)가 난방기의 역할을 하게 되고, 상기 실외열교환기(48)는 증발기의 역할을 하게 된다.According to the conventional vehicle heat pump system configured as described above, when the heat pump mode (heating mode) is operated, the bypass line 2 is opened, and the temperature control door 74 operates as shown in FIG. 1. Therefore, the refrigerant discharged from the compressor 30 is an indoor heat exchanger 32, a first expansion valve 34, an outdoor heat exchanger 48, a bypass line 2, a water-cooled heat exchanger 75, an accumulator 62 ) In turn to return to the compressor 30. That is, the indoor heat exchanger 32 serves as a heater, and the outdoor heat exchanger 48 serves as an evaporator.

에어컨 모드(냉방모드)가 가동될 경우에는, 팽창라인(3)과 바이패스라인(2)이 닫히고, 온도조절도어(74)는 실내열교환기(32)측 통로를 폐쇄하게 된다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 실내열교환기(32), 실외열교환기(48), 제2팽창밸브(56), 증발기(60), 어큐뮬레이터(62)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 증발기(60)가 증발기의 역할을 하게 되고, 상기 온도조절도어(74)에 의해 폐쇄된 상기 실내열교환기(32)는 히트펌프 모드시와 동일하게 난방기의 역할을 하게 된다.When the air conditioner mode (cooling mode) is activated, the expansion line 3 and the bypass line 2 are closed, and the temperature control door 74 closes the passage on the indoor heat exchanger 32 side. Therefore, the refrigerant discharged from the compressor 30 passes through the indoor heat exchanger 32, the outdoor heat exchanger 48, the second expansion valve 56, the evaporator 60, and the accumulator 62 in order to the compressor 30. To return That is, the evaporator 60 serves as an evaporator, and the indoor heat exchanger 32 closed by the temperature control door 74 functions as a heater as in the heat pump mode.

상기한 종래의 차량용 히트펌프 시스템은, 히트펌프 모드(난방모드)시 상기 공조케이스(50)의 내부에 설치된 실내열교환기(32)가 난방기 역할을 하여 난방을 수행하게 되고, 상기 실외열교환기(48)는 공조케이스(50)의 외부 즉, 차량의 엔진룸 전방측에 설치되어 외기와 열교환하는 증발기 역할을 하게 되는데,In the above-described conventional vehicle heat pump system, in the heat pump mode (heating mode), the indoor heat exchanger 32 installed inside the air conditioning case 50 serves as a heater to perform heating, and the outdoor heat exchanger ( 48) is installed on the outside of the air conditioning case 50, that is, installed on the front side of the engine room of the vehicle to serve as an evaporator to exchange heat with the outside.

이때, 상기 실외열교환기(48)로 유입되는 냉매의 온도가 외기와 열교환하는 과정에서 실외열교환기(48)의 표면이 빙점이하로 떨어지게 되면서 실외열교환기(48)의 표면에 착상이 발생하기 시작한다.At this time, as the temperature of the refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger (48) exchanges heat with the outside air, the surface of the outdoor heat exchanger (48) falls below the freezing point, and an idea begins to occur on the surface of the outdoor heat exchanger (48). do.

상기 실외열교환기(48)의 표면에 착상이 발생하게 되면, 시스템이 제상모드로 전환되는데, 즉, 보조 바이패스라인(5)이 개방되어 냉매가 실외열교환기(48)를 바이패스하도록 하여 제상을 수행하게 된다. 물론 실외열교환기(48)가 외기와 열교환하기 어려운 극저온시에도 상기 보조 바이패스라인(5)이 개방된다.When an accident occurs on the surface of the outdoor heat exchanger 48, the system is switched to the defrost mode, that is, the auxiliary bypass line 5 is opened to allow the refrigerant to bypass the outdoor heat exchanger 48 to defrost. Will do. Of course, the auxiliary bypass line 5 is opened even at an extremely low temperature where the outdoor heat exchanger 48 is difficult to exchange heat with the outside air.

그러나, 상기 실외열교환기(48)에 착상이 발생하여 제상모드를 수행하거나 또는 극저온시에는 외기로부터 열을 회수하지 못하므로, 바이패스라인(2)을 유동하는 냉매가 수냉식열교환기(75)를 통해 차량의 전장품(72)과 열교환하여 열을 회수하게 되는데, 이때 전장품(72)의 열이 충분하지 못하여 난방성능이 저하되는 문제가 있다.However, since an idea occurs in the outdoor heat exchanger (48) to perform a defrosting mode or heat cannot be recovered from the outside air at cryogenic temperatures, the refrigerant flowing through the bypass line (2) uses the water-cooled heat exchanger (75). Through this, heat is recovered by exchanging heat with the electric vehicle 72 of the vehicle. At this time, there is a problem in that the heating performance is deteriorated due to insufficient heat of the electric vehicle 72.

또한, 상기와 같이 난방성능이 부족할 경우에는 전기가열식히터(70)의 가동률이 증가하여 소비전력이 많고 연비도 더욱 떨어지는 문제가 있다.In addition, when the heating performance is insufficient as described above, there is a problem in that the operation rate of the electric heating heater 70 increases, resulting in high power consumption and lower fuel consumption.

아울러, 저온 환경에서는 히트펌프 시스템의 난방성능이 제한적이므로 전기가열식히터(70)가 추가적으로 설치되어야하는 문제도 있다.In addition, since the heating performance of the heat pump system is limited in a low temperature environment, there is a problem in that the electric heating heater 70 must be additionally installed.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 실외열교환기를 바이패스하는 바이패스라인에 차량 엔진을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인을 유동하는 냉매를 열교환시키도록 엔진 라디에이터를 이용한 냉매-냉각수 열교환기를 설치함으로써, 히트펌프 모드시 상기 냉매-냉각수 열교환기측으로 냉매가 순환하여 상기 실외열교환기를 사용하지 않으므로 실외열교환기의 착상 방지 및 제상이 불필요하고, 차량 연비도 향상할 수 있으며, 또한 냉각수 폐열이 부족한 경우에는 차량 엔진을 구동할 수 있어 극저온 환경에서의 난방이 가능하고, 별도의 전기가열식히터도 불필요한 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는데 있다.An object of the present invention for solving the above problems is a refrigerant-cooling water heat exchanger using an engine radiator to exchange heat exchanged between the coolant circulating the vehicle engine and the refrigerant flowing through the bypass line in the bypass line bypassing the outdoor heat exchanger. By installing, the refrigerant is circulated to the coolant-coolant heat exchanger side in the heat pump mode, so that the outdoor heat exchanger is not used, thus preventing and preventing defrosting of the outdoor heat exchanger, vehicle fuel efficiency can be improved, and cooling water waste heat is insufficient. In this case, it is possible to drive a vehicle engine, so that heating in a cryogenic environment is possible, and a separate electric heating heater is also provided to provide an unnecessary vehicle heat pump system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매순환라인상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기와, 공조케이스의 내부에 설치되어 공조케이스내 공기와 상기 압축기에서 배출된 냉매를 열교환시키는 실내열교환기와, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 공조케이스내 공기와 상기 압축기로 공급되는 냉매를 열교환시키는 증발기와, 상기 공조케이스의 외부에 설치되어 상기 냉매순환라인을 순환하는 냉매와 외기를 열교환시키는 실외열교환기와, 상기 실내열교환기의 출구측 냉매순환라인에 설치되어 실내열교환기에서 배출된 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제1팽창수단과, 상기 증발기의 입구측 냉매순환라인에 설치되어 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단을 포함하여 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서, 상기 냉매순환라인에는, 상기 제1팽창수단을 통과한 냉매가 상기 실외열교환기를 바이패스하도록 바이패스라인이 병렬로 설치되고, 상기 바이패스라인에는, 차량 엔진을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기가 설치된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is installed on a refrigerant circulation line, the compressor for compressing and discharging the refrigerant, and installed inside the air-conditioning case to exchange heat between the air in the air-conditioning case and the refrigerant discharged from the compressor. Roof tile, an evaporator installed inside the air-conditioning case to exchange air in the air-conditioning case and the refrigerant supplied to the compressor, and outdoor heat exchange that is installed outside the air-conditioning case to exchange heat between the refrigerant and the outside air circulating the refrigerant circulation line A first expansion means installed on the refrigerant circulation line on the outlet side of the indoor heat exchanger to selectively expand the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger, and refrigerant installed on the inlet refrigerant circulation line of the evaporator and supplied to the evaporator. In the vehicle heat pump system comprising a second expansion means for expanding, the cold In the circulation line, a bypass line is installed in parallel so that the refrigerant that has passed through the first expansion means bypasses the outdoor heat exchanger, and in the bypass line, the coolant circulating the vehicle engine and the bypass line flow. It characterized in that the refrigerant-cooling water heat exchanger for heat exchange of the refrigerant is installed.

본 발명은, 실외열교환기를 바이패스하는 바이패스라인에 차량 엔진을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인을 유동하는 냉매를 열교환시키도록 엔진 라디에이터를 이용한 냉매-냉각수 열교환기를 설치함으로써, 히트펌프 모드시 상기 냉매-냉각수 열교환기측으로 냉매가 순환하여 상기 실외열교환기를 사용하지 않으므로 실외열교환기의 착상 방지 및 제상이 불필요하고, 차량 연비도 향상할 수 있다.The present invention, by installing a refrigerant-cooling water heat exchanger using an engine radiator to heat exchange the coolant circulating the vehicle engine and the refrigerant flowing through the bypass line in the bypass line bypassing the outdoor heat exchanger, the heat pump mode in the Refrigerant circulates toward the refrigerant-cooling water heat exchanger side, so that the outdoor heat exchanger is not used, thus preventing the formation and defrosting of the outdoor heat exchanger, and improving the fuel efficiency of the vehicle.

또한, 냉각수 폐열이 부족한 경우에는 차량 엔진을 구동할 수 있어 극저온 환경(일예로 -20℃)에서의 히트펌프 모드의 난방이 가능하고, 별도의 전기가열식히터도 불필요하여 시스템이 단순하다.In addition, when the waste heat of the cooling water is insufficient, the vehicle engine can be driven, so that heating in a heat pump mode in a cryogenic environment (eg -20 ° C) is possible, and a separate electric heating heater is unnecessary, so the system is simple.

그리고, 배터리 주행모드에서도 냉각수 폐열을 히터코어로 순환시켜 난방에 활용할 수 있다.And, even in the battery driving mode, the waste heat of the cooling water can be circulated to the heater core and used for heating.

또한, 난방성능 부족시 엔진을 구동하여 냉각수온을 높여 히트펌프 모드의 난방성능을 높일 수 있다.In addition, when the heating performance is insufficient, the engine can be driven to increase the cooling water temperature, thereby increasing the heating performance of the heat pump mode.

그리고, 상기 증발기를 통해 제습을 수행하면서도 엔진 냉각수(히터코어)나 실내열교환기를 사용하여 난방이 가능하다.In addition, while performing dehumidification through the evaporator, heating is possible using an engine coolant (heater core) or an indoor heat exchanger.

또한, 전기가열식히터가 불필요하므로 소비전력을 줄이고 연비도 향상할 수 있다.In addition, since an electric heating heater is unnecessary, power consumption can be reduced and fuel efficiency can be improved.

도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 에어컨 모드를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 에어컨 모드 작동 중 엔진 냉각모드를 나타내는 구성도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 냉각수 난방모드를 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 히트펌프 모드를 나타내는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 히트펌프 모드 작동중 냉각수 난방모드를 나타내는 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 냉매-냉각수 열교환기를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 제1팽창수단의 작동상태를 나타내는 단면도이다.1 is a block diagram showing a conventional vehicle heat pump system,
2 is a block diagram showing an air conditioner mode in a vehicle heat pump system according to the present invention;
3 is a block diagram showing the engine cooling mode during the operation of the air conditioner mode in the vehicle heat pump system according to the present invention
4 is a block diagram showing the cooling water heating mode in the vehicle heat pump system according to the present invention,
5 is a block diagram showing a heat pump mode in a vehicle heat pump system according to the present invention,
6 is a block diagram showing the cooling water heating mode during the heat pump mode operation in the vehicle heat pump system according to the present invention,
7 is a view showing a refrigerant-coolant heat exchanger in a vehicle heat pump system according to the present invention;
8 is a cross-sectional view showing an operating state of the first expansion means in the vehicle heat pump system 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.

먼저, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 압축기(100), 실내열교환기(110), 제1팽창수단(120), 실외열교환기(130), 제2팽창수단(140), 증발기(160), 어큐뮬레이터(170)를 냉매순환라인(R)으로 연결하여 구성되고,First, the vehicle heat pump system according to the present invention, the compressor 100, the indoor heat exchanger 110, the first expansion means 120, the outdoor heat exchanger 130, the second expansion means 140, the evaporator 160 ), Is composed by connecting the accumulator 170 to the refrigerant circulation line (R),

상기 실외열교환기(130)를 바이패스하는 바이패스라인(R1)에는 엔진 라디에이터(200a)를 이용한 냉매-냉각수 열교환기(200)가 설치되며, 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하는 보조 바이패스라인(R2)이 설치되고,A refrigerant-cooling water heat exchanger 200 using an engine radiator 200a is installed in the bypass line R1 bypassing the outdoor heat exchanger 130, the second expansion means 140 and the evaporator 160 A bypass line (R2) is installed to bypass the,

차량 엔진(210)과 냉매-냉각수 열교환기(200) 및 히터코어(220)를 다양한 경로로 연결하는 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)을 설치한 구성으로서, 하이브리드 자동차나 연료전지 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.As a configuration in which the first, second, and third cooling water circulation lines (W1, W2, W3) connecting the vehicle engine 210 and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 and the heater core 220 through various paths are installed, a hybrid vehicle B. It is desirable to be applied to fuel cell vehicles.

상기 제1냉각수순환라인(W1)은 히트펌프 모드시 차량 엔진(210) 냉각수가 냉매-냉각수 열교환기(200)로 순환하는 라인이고, 제2냉각수순환라인(W2)은 냉각수 난방모드시 차량 엔진(210) 냉각수가 히터코어(220)로 순환하는 라인이며, 제3냉각수순환라인(W3)은 히트펌프 모드시 난방열원으로 엔진 냉각수 열을 필요로 하거나 또는 에어컨 모드시 엔진 냉각수 열이 활용가능 할 경우 차량 엔진(210) 냉각수가 히터코어(220)와 냉매-냉각수 열교환기(200)로 순환하는 라인이다.The first coolant circulation line W1 is a line in which the vehicle engine 210 coolant circulates to the refrigerant-coolant heat exchanger 200 in the heat pump mode, and the second coolant circulation line W2 is a vehicle engine in the coolant heating mode. (210) Cooling water is a line that circulates through the heater core 220, and the third cooling water circulation line (W3) requires engine cooling water heat as a heating heat source in the heat pump mode or engine cooling water heat can be utilized in the air conditioner mode. In this case, the vehicle engine 210 coolant is a line that circulates through the heater core 220 and the refrigerant-coolant heat exchanger 200.

상기 냉매순환라인(R)은, 에어컨 모드시 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 실내열교환기(110), 제1팽창수단(120)(미팽창), 실외열교환기(130), 제2팽창수단(140)(팽창), 증발기(160), 어큐뮬레이터(170), 압축기(100)를 순환하도록 라인을 구성하게 되고,The refrigerant circulation line (R), the refrigerant discharged from the compressor 100 in the air conditioner mode is the indoor heat exchanger 110, the first expansion means 120 (unexpanded), the outdoor heat exchanger 130, the 2 The expansion means 140 (expansion), evaporator 160, accumulator 170, the compressor 100 to configure the line to circulate,

히트펌프 모드시에는, 상기 바이패스라인(R1) 및 보조 바이패스라인(R2)이 개방되어, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 실내열교환기(110), 제1팽창수단(120)(팽창), 냉매-냉각수 열교환기(200), 어큐뮬레이터(170), 압축기(100)를 순환하게 된다.In the heat pump mode, the bypass line (R1) and the auxiliary bypass line (R2) is opened, the refrigerant discharged from the compressor 100 is the indoor heat exchanger 110, the first expansion means (120) (Expansion), refrigerant-cooling water heat exchanger 200, the accumulator 170, the compressor 100 will be circulated.

이하, 히트 펌프 시스템의 각 구성요소별로 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, each component of the heat pump system will be described in detail.

먼저, 상기 냉매순환라인(R)상에 설치된 압축기(100)는 엔진(210)(내연기관 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출하게 된다.First, the compressor 100 installed on the refrigerant circulation line (R) receives power from the engine 210 (internal combustion engine or motor, etc.) while driving, inhales and compresses refrigerant, and then discharges it in a gas state of high temperature and high pressure. do.

상기 압축기(100)는, 에어컨 모드시 상기 증발기(160)측에서 배출된 냉매를 흡입,압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 되고, 히트펌프 모드시에는 상기 보조 바이패스라인(R2)을 통과한 냉매를 흡입,압축하여 실내열교환기(110)측으로 공급하게 된다.In the air conditioner mode, the compressor 100 sucks and compresses refrigerant discharged from the evaporator 160 side and supplies it to the indoor heat exchanger 110 side. In the heat pump mode, the auxiliary bypass line R2 is supplied. The refrigerant that has passed is sucked and compressed to be supplied to the indoor heat exchanger (110).

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.The indoor heat exchanger (110) is installed inside the air conditioning case (150) and is connected to the refrigerant circulation line (R) at the outlet side of the compressor (100), with air flowing in the air conditioning case (150). The refrigerant discharged from the compressor 100 is exchanged.

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 공급되는 냉매를 열교환시키게 된다.In addition, the evaporator 160 is installed inside the air conditioning case 150 and connected to the refrigerant circulation line R at the inlet side of the compressor 100, and air flowing in the air conditioning case 150. The refrigerant supplied to the compressor 100 exchanges heat.

상기 실내열교환기(110)는, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드시 모두 응축기 역할을 하게 되고,The indoor heat exchanger 110, both in the air conditioner mode and the heat pump mode, serves as a condenser,

상기 증발기(160)는, 에어컨 모드시 증발기 역할을 하고, 히트펌프 모드시에는 냉매 공급이 되지 않는다.The evaporator 160 acts as an evaporator in the air conditioner mode and does not supply refrigerant in the heat pump mode.

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.In addition, the indoor heat exchanger 110 and the evaporator 160 are installed spaced apart from each other within the air conditioning case 150, and the evaporator 160 from the upstream side of the air flow direction in the air conditioning case 150 ) And the indoor heat exchanger 110 are sequentially installed.

물론, 상기 증발기(160)와 실내열교환기(110)의 사이에는 후술하는 히터코어(220)가 설치된다.Of course, a heater core 220 to be described later is installed between the evaporator 160 and the indoor heat exchanger 110.

따라서, 상기 증발기(160)가 증발기 역할을 수행하는 에어컨 모드시에는 도 2와 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.Thus, in the air conditioner mode in which the evaporator 160 functions as an evaporator, as shown in FIG. 2, the low-temperature, low-pressure refrigerant discharged from the second expansion means 140 is supplied to the evaporator 160, and at this time, the blower ( Air that flows through the air conditioning case 150 through the evaporator 160 is exchanged with a low-temperature, low-pressure refrigerant inside the evaporator 160 to change to cold air, and then discharged into the vehicle interior. The interior of the car will be cooled.

상기 실내열교환기(110)가 응축기 역할을 수행하는 히트펌프 모드시에는 도 5와 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.In the heat pump mode in which the indoor heat exchanger 110 functions as a condenser, as shown in FIG. 5, the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor 100 is supplied to the indoor heat exchanger 110, and at this time, the blower ( After the air flowing inside the air conditioning case 150 through the indoor heat exchanger 110 passes heat exchange with the high temperature and high pressure refrigerant inside the indoor heat exchanger 110 and changes to warm air, the vehicle It is discharged into the room to heat the interior of the vehicle.

그리고, 상기 공조케이스(150)의 내부에서 상기 증발기(160)와 상기 히터코어(220)의 사이에는, 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스하는 공기의 양과 통과하는 공기의 양을 조절하는 온도조절도어(151)가 설치된다.And, between the evaporator 160 and the heater core 220 in the air conditioning case 150, the amount of air passing through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110 and the air passing through A temperature control door 151 for adjusting the amount of is installed.

상기 온도조절도어(151)는, 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스하는 공기의 양과 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과하는 공기의 양을 조절하여 상기 공조케이스(150)에서 토출되는 공기의 온도를 적절하게 조절할 수 있는데,The temperature control door 151 controls the amount of air bypassing the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110 and the amount of air passing through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110. By adjusting the temperature of the air discharged from the air conditioning case 150,

이때, 에어컨 모드시 도 2와 같이 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 히터코어(220)의 전방측 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 증발기(160)를 통과한 냉풍이 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스하여 차실내로 공급되므로 최대 냉방이 수행되고,At this time, in the air conditioner mode, when the front side passage of the heater core 220 is completely closed through the temperature control door 151 as shown in FIG. 2, cold air passing through the evaporator 160 is heated to the heater core 220 and the room. Since the heat exchanger 110 is bypassed and supplied into the vehicle cabin, maximum cooling is performed,

히트펌프 모드시에는 도 5와 같이 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 히터코어(220)를 바이패스하는 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 모든 공기가 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌게 되고 이 온풍이 차실내로 공급되므로 최대 난방이 수행되며,In the heat pump mode, when the passage for bypassing the heater core 220 is completely closed through the temperature control door 151 as shown in FIG. 5, all air is heated to the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110. As it passes through, it is converted into warm air, and since this warm air is supplied into the cabin, maximum heating is performed.

한편, 최대 냉방 및 최대 난방 뿐만 아니라 상기 온도조절도어(151)를 조절하면 공조케이스(150)에서 차실내로 토출되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.On the other hand, by adjusting the temperature control door 151 as well as maximum cooling and maximum heating, it is possible to control the temperature of air discharged from the air conditioning case 150 into the vehicle cabin.

아울러, 에어컨 모드로 작동하면서 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 히터코어(220)를 바이패스하는 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 상기 증발기(160)를 이용한 제습과 상기 실내열교환기(110)의 냉매 열원을 이용한 난방이 가능하다.In addition, while operating in an air conditioner mode and completely closing the passage bypassing the heater core 220 through the temperature control door 151, dehumidification using the evaporator 160 and the indoor heat exchanger 110 are performed. Heating using a refrigerant heat source is possible.

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.In addition, the outdoor heat exchanger 130 is installed outside the air conditioning case 150 and is connected to the refrigerant circulation line R to exchange heat between the refrigerant circulating the refrigerant circulation line R and the outside air. do.

여기서, 상기 실외열교환기(130)는 차량 엔진룸의 전방측에 설치되어 내부를 유동하는 냉매를 외기와 열교환시키게 된다.Here, the outdoor heat exchanger 130 is installed on the front side of the vehicle engine room to exchange heat with the refrigerant flowing inside the outside air.

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 모드시에는 실외열교환기(130)로 냉매 공급이 되지 않아 실외열교환기(130)의 착상을 방지하고 이로인해 제상이 불필요하게 된다.The outdoor heat exchanger 130 serves as the same condenser as the indoor heat exchanger 110 in the air conditioner mode, where the high temperature refrigerant flowing inside the outdoor heat exchanger 130 exchanges heat with the outside air and condenses. . In the heat pump mode, the refrigerant is not supplied to the outdoor heat exchanger (130), so that the outdoor heat exchanger (130) is prevented from implanting and defrosting is unnecessary.

그리고, 상기 제1팽창수단(120)은, 상기 실내열교환기(110)의 출구측 냉매순환라인(R)에 설치되어, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 상기 실내열교환기(110)에서 배출된 냉매를 선택적으로 팽창시키게 된다.Then, the first expansion means 120 is installed in the refrigerant circulation line (R) at the outlet side of the indoor heat exchanger 110, discharged from the indoor heat exchanger 110 according to the air conditioner mode or heat pump mode The refrigerant is selectively expanded.

상기 제1팽창수단(120)은, 도 8과 같이, 상기 실내열교환기(110)의 출구측 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매 유동을 온오프하는 온오프 밸브(125)와, 상기 온오프 밸브(125)에 일체로 구비되어 냉매를 팽창시키는 오리피스(128)로 이루어져, 상기 온오프 밸브(125)의 개방시에는 냉매를 미팽창 상태로 유동시키고, 폐쇄시에는 상기 오리피스(128)를 통해 냉매를 팽창시켜 유동시키게 된다.The first expansion means 120, as shown in Figure 8, is installed on the refrigerant circulation line (R) on the outlet side of the indoor heat exchanger 110, the on-off valve 125 to turn on and off the refrigerant flow, the The on-off valve 125 is integrally provided with an orifice 128 to expand the refrigerant, and when the on-off valve 125 is opened, the refrigerant flows in an unexpanded state, and when closed, the orifice 128 The refrigerant is expanded to flow.

다시말해, 상기 제1팽창수단(120)은 온오프 밸브(125)와 교축(팽창) 역할을 하는 오리피스(128)를 일체화 한 구성이다.In other words, the first expansion means 120 is configured to integrate the on-off valve 125 and the orifice 128 serving as a throttle (expansion).

도 8은 제1팽창수단(120)을 개략적으로 도시한 도면으로서, 온오프 밸브(125)의 내부에 냉매가 유동하는 유로(126)가 형성되고, 상기 유로(126)를 개폐하도록 밸브부재(127)를 설치한 것이다.8 is a view schematically showing the first expansion means 120, a flow path 126 through which a refrigerant flows is formed inside the on-off valve 125, and a valve member to open and close the flow path 126 127).

이때, 상기 밸브부재(127)상에는 냉매를 팽창시키기 위한 오리피스(128)가 형성된다.At this time, an orifice 128 for expanding the refrigerant is formed on the valve member 127.

또한, 상기 온오프 밸브(125)의 일측에는 상기 밸브부재(127)의 개폐작동을 위한 솔레노이드(129)가 설치된다.In addition, a solenoid 129 for opening and closing the valve member 127 is installed on one side of the on-off valve 125.

따라서, 상기 제1팽창수단(120)의 밸브부재(127)가 유로(126)를 개방할 경우에는 제1팽창수단(120)을 통과하는 냉매가 팽창되지 않고 통과하게 되고, 제1팽창수단(120)의 밸브부재(127)가 유로(126)를 폐쇄할 경우에는 제1팽창수단(120)을 통과하는 냉매가 밸브부재(127)상의 오리피스(128)를 통과하는 과정에서 팽창된 후 통과하게 되는 것이다.Therefore, when the valve member 127 of the first expansion means 120 opens the flow path 126, the refrigerant passing through the first expansion means 120 is passed through without expansion, and the first expansion means ( When the valve member 127 of 120) closes the flow path 126, the refrigerant passing through the first expansion means 120 expands in the process of passing through the orifice 128 on the valve member 127 and then passes through it. Will be.

그리고, 상기 제2팽창수단(140)은, 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)에 설치되어, 증발기(160)로 공급되는 냉매를 팽창시키게 된다.In addition, the second expansion means 140 is installed in the refrigerant circulation line R at the inlet side of the evaporator 160 to expand the refrigerant supplied to the evaporator 160.

즉, 상기 제2팽창수단(140)은, 에어컨 모드시 상기 실외열교환기(130)에서 배출된 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액상(습포화) 상태가 되게 한 후, 상기 증발기(160)로 공급하게 된다.That is, the second expansion means 140, in the air conditioner mode, expands the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 130 to become a low temperature, low pressure liquid (wet saturated) state, and then supplies it to the evaporator 160. Is done.

상기 제2팽창수단(140)으로는 기계식 팽창밸브(미도시) 또는 전자식 팽창밸브(미도시) 등 다양한 팽창밸브를 사용할 수 있다.Various expansion valves such as a mechanical expansion valve (not shown) or an electronic expansion valve (not shown) may be used as the second expansion means 140.

그리고, 상기 냉매순환라인(R)에는, 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 바이패스라인(R1)이 병렬로 설치된다.And, in the refrigerant circulation line R, a bypass line R1 is installed in parallel so that the refrigerant that has passed through the first expansion means 120 bypasses the outdoor heat exchanger 130.

즉, 상기 바이패스라인(R1)은, 상기 실외열교환기(130)의 입구측 냉매순환라인(R)과 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하게 된다.That is, the bypass line R1 connects the refrigerant circulation line R at the inlet side of the outdoor heat exchanger 130 and the refrigerant circulation line R at the outlet side.

상기 바이패스라인(R1)에는, 차량 엔진(210)을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인(R1)을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기(200)가 설치된다.The bypass line R1 is provided with a coolant-cooling water heat exchanger 200 for exchanging the cooling water circulating in the vehicle engine 210 and the refrigerant flowing in the bypass line R1.

상기 냉매-냉각수 열교환기(200)는, 차량 엔진(210)을 냉각시키기 위해 엔진룸의 전방측에 설치된 엔진 라디에이터(200a)를 이용하여 냉매와 냉각수를 열교환시키게 된다.The refrigerant-cooling water heat exchanger 200 uses the engine radiator 200a installed on the front side of the engine room to cool the vehicle engine 210 to exchange heat with the refrigerant.

상기 냉매-냉각수 열교환기(200)는, 도 7과 같이, 상기 차량 엔진(210)을 순환하는 냉각수와 외기를 열교환시켜 차량 엔진(210)을 냉각시키는 엔진 라디에이터(200a)와, 상기 엔진 라디에이터(200a)의 헤더탱크(201)내에 설치되어 상기 엔진 라디에이터(200a)를 유동하는 냉각수와 상기 바이패스라인(R1)을 유동하는 냉매를 열교환시키는 수냉 열교환튜브(200b)로 이루어진다.The refrigerant-cooling water heat exchanger 200, as shown in Figure 7, the engine radiator (200a) and the engine radiator (200) for cooling the vehicle engine (210) by exchanging heat with the cooling water circulating the vehicle engine (210) and the engine radiator ( It is installed in the header tank 201 of 200a) and consists of a water-cooled heat exchange tube (200b) that heats the coolant flowing through the engine radiator (200a) and the refrigerant flowing through the bypass line (R1).

즉, 상기 엔진 라디에이터(200a)는, 서로 이격된 한 쌍의 헤더탱크(201)와, 상기 한 쌍의 헤더탱크(201)를 연결하는 복수개의 튜브(202)와, 상기 복수개의 튜브(202) 사이에 설치되는 방열핀(203)으로 이루어진다.That is, the engine radiator 200a includes a pair of header tanks 201 spaced apart from each other, a plurality of tubes 202 connecting the pair of header tanks 201, and the plurality of tubes 202. It consists of a heat dissipation fin (203) installed between.

이때, 상기 한 쌍의 헤더탱크(201)에는 상기 제1,3냉각수순환라인(W1,W3)이 연결되어 상기 엔진 냉각수가 상기 일측 헤더탱크(201)로 유입되어 복수개의 튜브(202)를 유동하는 과정에서 외기와 열교환하여 냉각된 후 타측 헤더탱크(201)를 거쳐 배출되게 된다. 상기 엔진 라디에이터(200a)에서 배출된 냉각수는 차량 엔진(210)측으로 순환하여 엔진을 냉각시키게 된다.At this time, the first and third coolant circulation lines W1 and W3 are connected to the pair of header tanks 201, and the engine coolant flows into the header tank 201 at one side to flow a plurality of tubes 202. In the process, it is cooled by heat exchange with the outside air and then discharged through the other header tank 201. The cooling water discharged from the engine radiator 200a circulates toward the vehicle engine 210 to cool the engine.

상기 수냉 열교환튜브(200b)는, 상기 한 쌍의 헤더탱크(201) 중 일측 헤더탱크(201)의 내부에 삽입되어 설치되며, 상기 바이패스라인(R1)과 연결된다. 따라서, 히트펌프 모드시 상기 바이패스라인(R1)을 유동하는 냉매가 상기 수냉 열교환튜브(200b)로 유입되어 유동하는 과정에서 상기 엔진 라디에이터(200a)의 헤더탱크(201)를 유동하는 냉각수와 열교환하여 증발한 후 배출되게 된다.The water-cooled heat exchange tube 200b is inserted into and installed inside one header tank 201 of the pair of header tanks 201, and is connected to the bypass line R1. Therefore, in the heat pump mode, the refrigerant flowing through the bypass line (R1) flows into the water cooling heat exchange tube (200b) and flows into the water cooling heat exchange tube (200b) to exchange heat with the cooling water flowing through the header tank (201) of the engine radiator (200a). And then evaporated.

한편, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)와 상기 실외열교환기(130)는, 차량 엔진(210)룸의 전방측에 공기유동방향으로 중첩되게 설치된다. 즉, 외기가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 통과한 후 상기 실외열교환기(130)를 통과하게 되는 것이다.On the other hand, the refrigerant-cooled water heat exchanger 200 and the outdoor heat exchanger 130 are installed to overlap in the air flow direction on the front side of the vehicle engine 210 room. That is, after the outside air passes through the refrigerant-cooling water heat exchanger 200, it passes through the outdoor heat exchanger 130.

그리고, 상기 냉매순환라인(R)과 상기 바이패스라인(R1)인 분기지점에는, 냉매의 유동방향을 전환하는 제1냉매방향전환밸브(180)가 설치된다.And, at the branch points of the refrigerant circulation line (R) and the bypass line (R1), a first refrigerant direction switching valve (180) for switching the flow direction of the refrigerant is installed.

또한, 본 발명에 따른 히트 펌프 시스템을 제어하는 제어부(미도시)가 구비되는데, 상기 제어부는 상기 제1냉매방향전환밸브(180)로 유입된 냉매에 대해 에어컨 모드시는 상기 실외열교환기(130)측으로 유동시키고, 히트펌프 모드시에는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 유동시키도록 상기 제1냉매방향전환밸브(180)를 제어하게 된다.In addition, a control unit (not shown) for controlling the heat pump system according to the present invention is provided, wherein the control unit is the outdoor heat exchanger 130 in the air conditioner mode for the refrigerant flowing into the first refrigerant direction switching valve 180 ), And in the heat pump mode, the first refrigerant direction switching valve 180 is controlled to flow toward the refrigerant-cooling water heat exchanger 200.

그리고, 상기 공조케이스(150)의 내부에는, 상기 공조케이스(150)내 공기와 상기 차량 엔진(210)을 순환하는 냉각수를 열교환시키는 히터코어(220)가 설치된다.In addition, inside the air conditioning case 150, a heater core 220 for exchanging air in the air conditioning case 150 and cooling water circulating through the vehicle engine 210 is installed.

상기 히터코어(220)는, 상기 증발기(160)와 상기 실내열교환기(110)의 사이에 설치되되, 상기 공조케이스(150)내의 공기유동방향으로 상기 실내열교환기(110)와 중첩되게 설치된다.The heater core 220 is installed between the evaporator 160 and the indoor heat exchanger 110, and is installed to overlap the indoor heat exchanger 110 in the air flow direction in the air conditioning case 150. .

그리고, 본 발명에서는 에어컨 모드와 히트펌프 모드 등과 같은 각 모드에 따라 차량 엔진(210)과 냉매-냉각수 열교환기(200) 및 히터코어(220)를 다양한 경로로 연결하는 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)이 설치된다.In addition, in the present invention, the first, second, and third cooling water connecting the vehicle engine 210 and the refrigerant-coolant heat exchanger 200 and the heater core 220 in various paths according to each mode such as an air conditioner mode and a heat pump mode, etc. Circulation lines W1, W2, W3 are installed.

상기 제1냉각수순환라인(W1)은, 도 5의 가는 실선과 같이 상기 차량 엔진(210)과 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 연결하도록 라인을 구성하여, 히트펌프 모드시 상기 차량 엔진(210)에서 배출된 냉각수를 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)로 순환시키게 된다.The first cooling water circulation line (W1) is configured to connect the vehicle engine 210 and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 as shown by the thin solid line in FIG. 5, so that the vehicle engine (in the heat pump mode) The cooling water discharged from 210) is circulated to the refrigerant-cooling water heat exchanger 200.

상기 제2냉각수순환라인(W2)은, 도 4의 가는 실선과 같이 상기 차량 엔진(210)과 상기 히터코어(220)를 연결하도록 라인을 구성하여, 냉각수 난방모드시 상기 차량 엔진(210)에서 배출된 냉각수를 상기 히터코어(220)로 순환시키게 된다.The second cooling water circulation line W2 is configured to connect the vehicle engine 210 and the heater core 220 as shown by the thin solid line in FIG. 4, so that the vehicle engine 210 is in the cooling water heating mode. The discharged cooling water is circulated to the heater core 220.

상기 제3냉각수순환라인(W3)은, 도 3의 가는 실선과 같이 상기 차량 엔진(210)과 상기 히터코어(220) 및 냉매-냉각수 열교환기(200)를 연결하도록 라인을 구성하여, 히트펌프 모드시 난방열원으로 엔진 냉각수 열을 필요로 하거나 또는 에어컨 모드시 엔진 냉각수 열이 활용가능 할 경우, 상기 차량 엔진(210)에서 배출된 냉각수를 상기 히터코어(220)와 냉매-냉각수 열교환기(200)로 순차적으로 순환시키게 된다.The third cooling water circulation line (W3) is configured as a line to connect the vehicle engine 210, the heater core 220, and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200, as shown by the thin solid line in FIG. 3, a heat pump When the engine coolant heat is required as the heating heat source in the mode or when the engine coolant heat is available in the air conditioner mode, the coolant discharged from the vehicle engine 210 is replaced with the heater core 220 and the refrigerant-coolant heat exchanger 200 ) To cycle sequentially.

여기서, 상기 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)은, 일부 구간이 공용 라인으로 구성됨으로써, 라인 구성을 단순화하게 된다.Here, the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 have some sections configured as common lines, thereby simplifying the line configuration.

즉, 도면에서와 같이 상기 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)은 중첩되는 구간이 있으며, 이렇게 상기 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)의 중첩되는 구간은 단일 공용 라인으로 구성되고, 중첩되지 않는 구간은 별도의 라인으로 구성된다.That is, as shown in the drawing, the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 have overlapping sections, and thus the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 overlap. The section to be made is composed of a single common line, and the section that is not overlapped is composed of a separate line.

또한, 상기 공용 라인과 별도의 라인이 분기되는 지점에는 냉매의 유동방향을 전환하도록 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)가 설치된다.In addition, first and second cooling water direction switching valves 190 and 191 are installed at a point where the common line and a separate line diverge to change the flow direction of the refrigerant.

즉, 상기 차량 엔진(210)의 냉각수 출구측에 위치한 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)의 분기지점에는 제1냉각수방향전환밸브(190)가 설치되고,That is, the first cooling water direction switching valve 190 is installed at the branch point of the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 located on the cooling water outlet side of the vehicle engine 210,

상기 차량 엔진(210)의 냉각수 입구측에 위치한 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)의 분기지점에는 제2냉각수방향전환밸브(191)가 설치된다.A second cooling water direction switching valve 191 is installed at a branch point of the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 located on the cooling water inlet side of the vehicle engine 210.

따라서, 상기 제어부는 각각의 모드에 따라 상기 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)의 제어를 통해, 상기 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3) 중 하나의 냉각수순환라인으로 냉각수를 순환시키게 된다.Therefore, the control unit controls the first and second cooling water direction switching valves 190 and 191 according to each mode, and the cooling water circulation line of one of the first, second and third cooling water circulation lines W1, W2 and W3 To circulate the cooling water.

그리고, 상기 냉매순환라인(R)에는, 상기 실외열교환기(130) 또는 냉매-냉각수 열교환기(200)에서 토출된 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하여 상기 압축기(100)로 유동하도록, 상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하는 보조 바이패스라인(R2)이 설치된다.And, in the refrigerant circulation line (R), the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (130) or the refrigerant-cooling water heat exchanger (200) bypasses the second expansion means (140) and the evaporator (160). An auxiliary bypass line (R2) connecting the refrigerant circulation line (R) at the inlet side of the second expansion means (140) and the refrigerant circulation line (R) at the outlet side of the evaporator (160) so as to flow to the compressor (100). It is installed.

또한, 상기 냉매순환라인(R)과 상기 보조 바이패스라인(R2)의 분기지점에는, 상기 실외열교환기(130) 또는 냉매-냉각수 열교환기(200)에서 토출된 냉매에 대해 상기 제2팽창수단(140)측으로 유동시키거나 상기 보조 바이패스라인(R2)측으로 유동시키도록 냉매의 유동방향을 전환하는 제2냉매방향전환밸브(181)가 설치된다.In addition, at the branch point of the refrigerant circulation line (R) and the auxiliary bypass line (R2), the second expansion means for the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (130) or the refrigerant-cooling water heat exchanger (200) A second refrigerant direction switching valve 181 is installed to switch the flow direction of the refrigerant so as to flow to the 140 side or to flow to the auxiliary bypass line R2 side.

즉, 상기 제어부는, 에어컨 모드시에는 상기 실외열교환기(130)에서 토출된 냉매가 상기 제2팽창수단(140)측으로 유동하도록 상기 제2냉매방향전환밸브(181)를 제어하고, 히트펌프 모드시에는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)에서 토출된 냉매가 상기 보조 바이패스라인(R2)측으로 유동하도록 상기 제2냉매방향전환밸브(181)를 제어하게 된다.That is, in the air conditioner mode, the control unit controls the second refrigerant direction switching valve 181 so that the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 130 flows toward the second expansion means 140, and the heat pump mode. At this time, the second refrigerant direction switching valve 181 is controlled so that the refrigerant discharged from the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 flows toward the auxiliary bypass line R2.

한편, 상기 히터코어(220)의 냉각수 출구측과, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 출구측에는 냉각수 온도센서(미도시)가 설치되고, 상기 실내열교환기(110)의 출구측에는 냉매 온도센서(미도시)가 설치된다.Meanwhile, a cooling water temperature sensor (not shown) is installed on the cooling water outlet side of the heater core 220 and on the cooling water outlet side of the refrigerant-cooling water heat exchanger 200, and the refrigerant temperature is on the outlet side of the indoor heat exchanger 110. A sensor (not shown) is installed.

그리고, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 히터코어(220) 전면의 공기유입온도가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도 보다 높을 경우, 상기 제1냉각수순환라인(W1)으로 냉각수가 순환하도록 상기 제1냉각수방향전환밸브(190) 및 제2냉각수방향전환밸브(191)를 제어하여 상기 실내열교환기(110)로만 난방을 수행하게 된다.In addition, when the air inflow temperature of the front surface of the heater core 220 is higher than the coolant temperature of the coolant-coolant heat exchanger 200 in the heat pump mode, the control unit may cool water to the first coolant circulation line W1. The first cooling water direction switching valve 190 and the second cooling water direction switching valve 191 are controlled to circulate so that only the indoor heat exchanger 110 performs heating.

상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 출구측에 설치된 냉각수 온도센서를 통해 검출한 냉각수 온도이다.The coolant temperature of the coolant-coolant heat exchanger 200 is the coolant temperature detected by the coolant temperature sensor installed on the coolant outlet side of the coolant-coolant heat exchanger 200.

또한, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 히터코어(220) 전면의 공기유입온도가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도 보다 낮을 경우, 상기 제3냉각수순환라인(W3)으로 냉각수가 순환하도록 상기 제1냉각수방향전환밸브(190) 및 제2냉각수방향전환밸브(191)를 제어하여 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)로 난방을 수행하게 된다.In addition, when the air inlet temperature of the front surface of the heater core 220 is lower than the coolant temperature of the coolant-coolant heat exchanger 200 in the heat pump mode, the control unit may cool water to the third coolant circulation line W3. The first cooling water direction switching valve 190 and the second cooling water direction switching valve 191 are controlled to circulate to perform heating with the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110.

즉, 상기 히터코어(220)를 순환하는 엔진 냉각수 열원과, 상기 실내열교환기(110)를 순환하는 냉매 열원을 모두 이용하여 난방을 수행하는 것이다. 이처럼, 엔진 냉각수 열원을 활용할 수 있는 경우에는 엔진 냉각수 열원을 이용하여 난방에 활용할 수 있는 것이다.That is, heating is performed using both the engine cooling water heat source circulating the heater core 220 and the refrigerant heat source circulating the indoor heat exchanger 110. As described above, when the engine coolant heat source can be used, the engine coolant heat source can be used for heating.

또한, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도가 외기온도 보다 낮을 경우, 차량의 배터리 주행모드에서도 상기 차량 엔진(210)을 가동하도록 제어하여 엔진 냉각수 열원을 난방에 이용하게 된다.In addition, when the coolant temperature of the refrigerant-coolant heat exchanger 200 is lower than the outside temperature in the heat pump mode, the controller controls the vehicle engine 210 to operate in the vehicle's battery driving mode to control the engine cooling water heat source. It will be used for heating.

즉, 극저온 환경에서 냉매 열원이 부족하거나 또는 냉각수 폐열이 부족한 경우에는 차량 엔진(210)을 구동할 수 있어 극저온 환경에서의 난방이 가능하고, 별도의 전기가열식히터도 불필요한 장점이 있다.That is, when the refrigerant heat source is insufficient in the cryogenic environment or when the cooling water waste heat is insufficient, the vehicle engine 210 can be driven, so that heating in the cryogenic environment is possible, and a separate electric heated heater is unnecessary.

그리고, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 전방측에는, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 외기가 선택적으로 유입될 수 있도록 개폐도어(미도시)가 설치된다.In addition, an opening / closing door (not shown) is installed on the front side of the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 so that outside air can be selectively introduced into the refrigerant-cooling water heat exchanger 200.

즉, 차량의 전방측에는 주행풍이 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 선택적으로 유입될 수 있도록 복수개의 개폐도어가 설치되는데, 히트펌프 모드시 또는 엔진 냉각이 불필요한 조건에서는 상기 개폐도어를 폐쇄하여 외기 유입을 차단하게 되는 것이다.That is, a plurality of opening and closing doors are installed on the front side of the vehicle so that the driving wind can be selectively introduced into the refrigerant-cooling water heat exchanger 200. In the heat pump mode or under conditions where engine cooling is unnecessary, the opening and closing doors are closed to the outside air. It will block the inflow.

다시말해, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 차량 엔진(210)의 냉각이 불필요한 조건일 경우, 상기 개폐도어를 폐쇄하도록 제어하여 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 외기 유입을 차단하는 것이다.In other words, when the cooling of the vehicle engine 210 is unnecessary in the heat pump mode, the controller controls to close the opening / closing door to block the outside air from flowing into the refrigerant-cooling water heat exchanger 200.

한편, 상기 제어부는, 히트펌프 모드시, 엔진 냉각수 온도가 외기 온도 보다 항시 높게 유지되도록, 배터리 주행모드라고 하더라도 엔진을 일정 RPM으로 가동할 수 있으며, 이때 엔진 냉각수 온도가 설정온도 이상이 되면 엔진을 정지하게 된다.Meanwhile, in the heat pump mode, the engine can be operated at a constant RPM even in the battery driving mode so that the engine coolant temperature is always higher than the outside temperature, and when the engine coolant temperature is higher than the set temperature, the engine Will stop.

그리고, 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)상에는 어큐뮬레이터(170)가 설치된다.Then, an accumulator 170 is installed on the refrigerant circulation line R at the inlet side of the compressor 100.

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.
The accumulator 170 separates the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant from the refrigerants supplied to the compressor 100 so that only the gaseous refrigerant can be supplied to the compressor 100.

이하, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 작용을 설명하기로 하며, 대표적으로 에어컨 모드, 에어컨 모드 작동 중 엔진 냉각모드, 냉각수 난방모드, 히트펌프 모드, 히트펌프 모드 작동중 냉각수 난방모드에 대해서만 설명하기로 한다.Hereinafter, the operation of the vehicle heat pump system according to the present invention will be described, and representatively only the cooling mode heating mode during the operation of the air conditioner mode, the engine cooling mode during the operation of the air conditioner mode, the cooling water heating mode, the heat pump mode, and the heat pump mode is described. I will do it.

가. 에어컨 모드(냉방 모드)(도 2)end. Air conditioning mode (cooling mode) (Fig. 2)

에어컨 모드(냉방 모드)시에는, 냉매순환라인(R)에서는 상기 제1팽창수단(120)이 도 8의 오른쪽과 같이 개방되어 냉매를 미팽창 하게 되고, 제2팽창수단(140)은 팽창 작용을 하며, 상기 바이패스라인(R1) 및 보조 바이패스라인(R2)이 폐쇄된다.In the air conditioner mode (cooling mode), in the refrigerant circulation line R, the first expansion means 120 is opened as shown in the right side of FIG. 8 to unexpand the refrigerant, and the second expansion means 140 expands. And the bypass line R1 and the auxiliary bypass line R2 are closed.

또한, 엔진 냉각이 불필요한 경우나, 냉각수 열원이 불필요한 경우에는 도 2와 같이 엔진 냉각수가 순환하지 않는다. 물론 배터리 주행모드에서는 엔진도 정지된다.In addition, when the engine cooling is unnecessary or when the cooling water heat source is unnecessary, the engine cooling water is not circulated as shown in FIG. 2. Of course, the engine is also stopped in the battery driving mode.

한편, 냉방모드시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 증발기(160)를 통과하면서 냉각된 후 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스 하여 차실내로 공급됨으로써, 차실내를 냉방하게 된다.On the other hand, in the cooling mode, the temperature control door 151 in the air conditioning case 150 operates to close the passage through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110, and the air conditioning case 150 is blown by the blower. After the air blown into the air is cooled while passing through the evaporator 160, the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110 are bypassed and supplied into the vehicle compartment, thereby cooling the vehicle interior.

계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,Continuing, explaining the refrigerant circulation process,

상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 상기 실내열교환기(110)로 공급된다.The high temperature and high pressure gaseous refrigerant discharged after being compressed by the compressor 100 is supplied to the indoor heat exchanger 110 installed inside the air conditioning case 150.

상기 실내열교환기(110)로 공급된 냉매는, 도 2와 같이 온도조절도어(151)가 실내열교환기(110)측 통로를 폐쇄하고 있으므로 공기와 열교환하지 않고 곧바로 상기 제1팽창수단(120)을 통과하여 실외열교환기(130)측으로 유동하게 된다.As the refrigerant supplied to the indoor heat exchanger 110, as shown in FIG. 2, since the temperature control door 151 closes the indoor heat exchanger 110 side passage, the first expansion means 120 is not directly exchanged with air. It passes through and flows to the outdoor heat exchanger 130 side.

상기 실외열교환기(130)로 유동한 냉매는, 외기와 열교환하게 되면서 응축되게 된다.The refrigerant flowing into the outdoor heat exchanger 130 is condensed while exchanging heat with the outside air.

계속해서, 상기 실외열교환기(130)를 통과한 냉매는, 상기 제2팽창수단(140)을 통과하는 과정에서 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 증발기(160)로 유입된다.Subsequently, the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 130 expands under reduced pressure in the process of passing through the second expansion means 140 to become a low-temperature, low-pressure liquid refrigerant, and then flows into the evaporator 160.

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.The refrigerant introduced into the evaporator 160 exchanges heat with air blown into the air conditioning case 150 through a blower to evaporate, and at the same time, cools the air by absorbing heat due to latent heat of evaporation of the refrigerant. It is supplied to the vehicle interior and cooled.

이후, 상기 증발기(160)에서 배출된 냉매는 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.Thereafter, the refrigerant discharged from the evaporator 160 recirculates the cycle as described above while flowing into the compressor 100.

한편, 상기 온도조절도어의 조절시 차실내로 공급되는 공기의 온도조절이 가능하다.
On the other hand, when adjusting the temperature control door, it is possible to control the temperature of the air supplied into the vehicle cabin.

나. 에어컨 모드 작동 중 엔진 냉각모드(도 3),I. Engine cooling mode (FIG. 3) during air conditioning mode operation,

에어컨 모드 작동 중 엔진 냉각모드는, 상기 에어컨 모드로 작동 중 엔진(210) 냉각이 필요한 경우로서, 도 3과 같이 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)를 통해 상기 제3냉각수순환라인(W3)으로 엔진 냉각수가 순환하게 된다.The engine cooling mode during the operation of the air conditioner mode is a case in which the engine 210 needs to be cooled during the operation in the air conditioner mode. ) To circulate the engine coolant.

즉, 상기 엔진에서 배출된 냉각수는 상기 히터코어(220)와 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환한 후 다시 엔진(210)으로 복귀하게 된다.That is, the cooling water discharged from the engine circulates through the heater core 220 and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 and then returns to the engine 210 again.

이때, 상기 온도조절도어(151)가 도 3과 같은 위치에 있을 경우에는, 상기 증발기(160)를 통과한 냉풍 중 일부는 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스 하게 되고, 냉풍 중 일부는 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과하면서 열교환하여 가열되며, 이때 히터코어(220)의 냉각수 및 실내열교환기(110)의 냉매는 열교환과정에서 냉각되게 된다.At this time, when the temperature control door 151 is in the same position as in FIG. 3, some of the cold air passing through the evaporator 160 bypasses the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110. , Some of the cold air is heated by heat exchange while passing through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110, wherein the coolant of the heater core 220 and the refrigerant of the indoor heat exchanger 110 are cooled during the heat exchange process. .

이후, 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스한 냉풍과, 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과한 온풍은 서로 혼합되면서 온도 조절되어 차실내를 온도 조절하게 된다.Thereafter, the cold air bypassing the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110 and the warm air passing through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110 are mixed with each other and are temperature-controlled to control the temperature in the vehicle interior. Is done.

또한, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환하는 냉각수는 외기와 열교환하는 과정에서 냉각된 후 엔진(210)으로 복귀함으로써, 엔진(210)을 냉각하게 된다.In addition, the coolant circulating through the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 is cooled in the process of exchanging heat with the outside air, and then returns to the engine 210 to cool the engine 210.

한편, 에어컨 모드 작동 중 엔진 냉각모드는, 엔진(210) 냉각을 위해 엔진 냉각수가 히터코어(220) 및 냉매-냉각수 열교환기(200)로 순환하여 엔진(210) 냉각 및 히터코어(220)의 냉각수 열원을 이용하는 것 외에는 상기 에어컨 모드와 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.
On the other hand, in the engine cooling mode during the air conditioning mode operation, the engine cooling water circulates through the heater core 220 and the coolant-cooling water heat exchanger 200 to cool the engine 210, thereby cooling the engine 210 and cooling the heater core 220. Except for using a cooling water heat source, the same description as in the air conditioner mode is omitted.

다. 냉각수 난방모드(도 4),All. Cooling water heating mode (Fig. 4),

냉각수 난방모드는, 도 4와 같이, 압축기(100)가 정지되어 냉매가 순환하지 않으며, 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)를 통해 상기 제2냉각수순환라인(W2)으로 엔진(210) 냉각수만 순환하게 된다.In the cooling water heating mode, as shown in FIG. 4, the compressor 100 is stopped and the refrigerant does not circulate, and the engine 210 is transferred to the second cooling water circulation line W2 through the first and second cooling water direction switching valves 190 and 191. Only cooling water is circulated.

즉, 상기 엔진(210)에서 배출된 냉각수는 상기 히터코어(220)를 순환한 후 다시 엔진(210)으로 복귀하게 된다.That is, the cooling water discharged from the engine 210 circulates through the heater core 220 and then returns to the engine 210 again.

또한, 상기 온도조절도어(151)는 상기 히터코어(220)를 바이패스하는 통로를 폐쇄하게 된다.In addition, the temperature control door 151 closes the passage bypassing the heater core 220.

따라서, 상기 증발기(160)를 통과한 공기가 상기 히터코어(220)를 통과하면서 가열되어 온풍으로 바뀐 후, 치실내로 공급되어 난방하게 된다.Therefore, the air that has passed through the evaporator 160 is heated while passing through the heater core 220, turned into warm air, and then supplied into the dental floss and heated.

이처럼, 냉각수 난방모드는, 상기 히터코어(220)를 이용한 냉각수 열원만을 이용하여 난방하게 된다.
As such, in the cooling water heating mode, only the cooling water heat source using the heater core 220 is heated.

라. 히트펌프 모드(난방모드)(도 5)la. Heat pump mode (heating mode) (Fig. 5)

히트펌프 모드는, 냉매순환라인(R)에서는 상기 제1팽창수단(120)이 도 8의 왼쪽과 같이 폐쇄되어 냉매를 팽창하게 되고, 제2팽창수단(140)은 냉매유로를 폐쇄하며, 상기 바이패스라인(R1) 및 보조 바이패스라인(R2)이 개방된다.In the heat pump mode, in the refrigerant circulation line R, the first expansion means 120 is closed as shown in the left side of FIG. 8 to expand the refrigerant, and the second expansion means 140 closes the refrigerant flow path, and the The bypass line R1 and the auxiliary bypass line R2 are opened.

또한, 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)를 통해 상기 제1냉각수순환라인(W1)으로 엔진(210) 냉각수가 순환하게 된다.In addition, the engine 210 coolant circulates through the first and second coolant direction switching valves 190 and 191 to the first coolant circulation line W1.

즉, 상기 엔진(210)에서 배출된 냉각수는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환한 후 다시 엔진(210)으로 복귀하게 된다.That is, the coolant discharged from the engine 210 circulates through the coolant-coolant heat exchanger 200 and then returns to the engine 210 again.

그리고, 히트펌프 모드시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 바이패스하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 증발기(160)(작동정지)를 통과한 후 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과하면서 온풍으로 바뀌어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 난방하게 된다.And, in the heat pump mode, the temperature control door 151 in the air conditioning case 150 operates to close the passages bypassing the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110, and the air conditioning case ( 150) After the air blown through the evaporator 160 (stop operation) passes through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110, it is converted into warm air and supplied into the vehicle cabin to heat the vehicle interior. do.

계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,Continuing, explaining the refrigerant circulation process,

상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 실내열교환기(110)로 유입된다.The high temperature and high pressure gaseous refrigerant discharged after being compressed by the compressor 100 flows into the indoor heat exchanger 110 installed inside the air conditioning case 150.

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.The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant flowing into the indoor heat exchanger 110 condenses while exchanging heat with air blown into the air-conditioning case 150 through a blower, and the air passing through the indoor heat exchanger 110 is condensed. After changing to warm air, it is supplied to the vehicle interior to heat the interior of the vehicle.

계속해서, 상기 실내열교환기(110)에서 배출된 냉매는 상기 제1팽창수단(120)을 통과하는 과정에서 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 수냉 열교환튜브(200b)로 유입된다.Subsequently, the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 110 expands under reduced pressure in the process of passing through the first expansion means 120 to become a low-temperature low-pressure liquid refrigerant, and then the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 It flows into the water cooling heat exchange tube (200b).

상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 수냉 열교환튜브(200b)로 유입된 냉매는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 엔진 라디에이터(200a)를 유동하는 냉각수와 열교환하면서 증발된 후 배출된다.The refrigerant flowing into the water-cooled heat exchange tube (200b) of the refrigerant-cooled water heat exchanger (200) is discharged after being evaporated while exchanging heat with the cooling water flowing through the engine radiator (200a) of the refrigerant-cooled water heat exchanger (200).

상기 냉매-냉각수 열교환기(200)에서 배출된 냉매는, 상기 보조 바이패스라인(R2)을 따라 유동하면서 상기 제2팽창수단(140)과 증발기(160)를 바이패스 한 후, 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.After the refrigerant discharged from the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 flows along the auxiliary bypass line R2, the second expansion means 140 and the evaporator 160 are bypassed, and then the compressor 100 ) Is recycled as described above.

한편, 엔진(210)에서 배출된 냉각수는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환하면서 냉매 및 외기와 열교환하여 냉각된다.
Meanwhile, the cooling water discharged from the engine 210 is cooled by heat exchange with the refrigerant and the outside air while circulating the refrigerant-cooling water heat exchanger 200.

마. 히트펌프 모드 작동 중 냉각수 난방모드(도 6),hemp. Cooling water heating mode during heat pump mode operation (Fig. 6),

히트펌프 모드 작동 중 냉각수 난방모드는, 상기 히트펌프 모드로 작동 중 엔진(210) 냉각수 열원을 난방에 활용하고자 할 경우로서, 이 경우 상기 히터코어(220) 전면의 공기유입온도가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도 보다 낮을 경우, 다시말해 냉각수 온도가 공기유입온도 보다 높을 경우에 엔진 냉각수 열원을 난방에 이용하게 되며, 도 6과 같이 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)를 통해 상기 제3냉각수순환라인(W3)으로 엔진(210) 냉각수가 순환하게 된다.The cooling water heating mode during the heat pump mode operation is a case in which the cooling water heat source of the engine 210 is used for heating while operating in the heat pump mode. In this case, the air inlet temperature of the front surface of the heater core 220 is the refrigerant-cooling water. When the cooling water temperature of the heat exchanger 200 is lower, that is, when the cooling water temperature is higher than the air inlet temperature, the engine cooling water heat source is used for heating, and the first and second cooling water direction switching valves 190 and 191 are used as shown in FIG. 6. Through the third cooling water circulation line (W3), the cooling water of the engine 210 is circulated.

즉, 상기 엔진(210)에서 배출된 냉각수는 상기 히터코어(220)와 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환한 후 다시 엔진(210)으로 복귀하게 된다.That is, the cooling water discharged from the engine 210 circulates through the heater core 220 and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 and then returns to the engine 210 again.

따라서, 상기 증발기(160)를 통과한 공기는 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과하면서 열교환하여 가열되며, 이때 히터코어(220)의 냉각수 및 실내열교환기(110)의 냉매는 열교환과정에서 냉각되게 된다.Thus, the air that has passed through the evaporator 160 is heated by heat exchange while passing through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110, wherein the coolant of the heater core 220 and the refrigerant of the indoor heat exchanger 110 Is cooled in the heat exchange process.

이후, 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)를 통과한 온풍은 차실내를 공급되어 난방하게 된다.Thereafter, the warm air that has passed through the heater core 220 and the indoor heat exchanger 110 is supplied to the vehicle cabin to be heated.

또한, 상기 엔진(210)에서 배출된 냉각수는 상기 히터코어(220) 및 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환하면서 냉각되게 된다.In addition, the cooling water discharged from the engine 210 is cooled while circulating the heater core 220 and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200.

한편, 히트펌프 모드 작동 중 냉각수 난방모드는, 냉매 열원 뿐만 아니라 엔진(210) 냉각수 열원을 난방에 이용하는 것 외에는 상기 히트펌프 모드와 동일하므로 반복되는 설명은 생략한다.Meanwhile, the cooling water heating mode during the heat pump mode operation is the same as the heat pump mode except for using the cooling water heat source for the engine 210 as well as the refrigerant heat source, and thus repeated descriptions are omitted.

100: 압축기 110: 실내열교환기
120: 제1팽창수단
130: 실외열교환기 140: 제2팽창수단
150: 공조케이스 151: 온도조절도어
160: 증발기 170: 어큐뮬레이터
180: 제1냉매방향전환밸브 181: 제2냉매방향전환밸브
190: 제1냉각수방향전환밸브 191: 제2냉각수방향전환밸브
200: 냉매-냉각수 열교환기
200a: 엔진 라디에이터 200b: 수냉 열교환튜브
210: 엔진 220: 히터코어
R: 냉매순환라인 R1: 바이패스라인
R2: 보조 바이패스라인 W1: 제1냉각수순환라인
W2: 제2냉각수순환라인 W3: 제3냉각수순환라인100: compressor 110: indoor heat exchanger
120: first expansion means
130: outdoor heat exchanger 140: second expansion means
150: air conditioning case 151: temperature control door
160: evaporator 170: accumulator
180: first refrigerant direction switching valve 181: second refrigerant direction switching valve
190: 1st cooling water direction switching valve 191: 2nd cooling water direction switching valve
200: refrigerant-cooling water heat exchanger
200a: engine radiator 200b: water cooled heat exchange tube
210: engine 220: heater core
R: Refrigerant circulation line R1: Bypass line
R2: Auxiliary bypass line W1: First coolant circulation line
W2: Second cooling water circulation line W3: Third cooling water circulation line

Claims (15)

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, 상기 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)의 출구측 냉매순환라인(R)에 설치되어 실내열교환기(110)에서 배출된 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제1팽창수단(120)과, 상기 증발기(160)의 입구측 냉매순환라인(R)에 설치되어 증발기(160)로 공급되는 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(140)을 포함하여 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서,
상기 냉매순환라인(R)에는, 상기 제1팽창수단(120)을 통과한 냉매가 상기 실외열교환기(130)를 바이패스하도록 바이패스라인(R1)이 병렬로 설치되고, 상기 바이패스라인(R1)에는 차량 엔진(210)을 순환하는 냉각수와 상기 바이패스라인(R1)을 유동하는 냉매를 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기(200)가 설치되며,
상기 냉매순환라인(R)과 상기 바이패스라인(R1)인 분기지점에는 냉매의 유동방향을 전환하는 제1냉매방향전환밸브(180)가 설치되고, 상기 제1냉매방향전환밸브(180)로 유입된 냉매에 대해 에어컨 모드시는 상기 실외열교환기(130)측으로 유동시키고, 히트펌프 모드시에는 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 유동시키도록 상기 제1냉매방향전환밸브(180)를 제어하는 제어부가 구비되며,
상기 공조케이스(150)의 내부에는, 상기 공조케이스(150)내 공기와 상기 차량 엔진(210)을 순환하는 냉각수를 열교환시키는 히터코어(220)가 설치되고,
상기 차량 엔진(210)에서 배출된 냉각수가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환하도록 라인을 구성하는 제1냉각수순환라인(W1)과, 상기 차량 엔진(210)에서 배출된 냉각수가 상기 히터코어(220)를 순환하도록 라인을 구성하는 제2냉각수순환라인(W2)과, 상기 차량 엔진(210)에서 배출된 냉각수가 상기 히터코어(220)와 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)를 순환하도록 라인을 구성하는 제3냉각수순환라인(W3)을 구비하되, 상기 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)은, 일부 구간이 공용 라인으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.A compressor 100 installed on the refrigerant circulation line (R) for compressing and discharging refrigerant, and installed inside the air conditioning case 150 to cool the air in the air conditioning case 150 and the refrigerant discharged from the compressor 100 An indoor heat exchanger (110) for heat exchange, an evaporator (160) installed inside the air conditioning case (150) to exchange air in the air conditioning case (150) and the refrigerant supplied to the compressor (100), and the air conditioning case Installed on the outside of the (150), the outdoor heat exchanger (130) for heat exchange between the refrigerant circulating the refrigerant circulation line (R) and the outside air, and installed on the outlet side refrigerant circulation line (R) of the indoor heat exchanger (110) The first expansion means 120 to selectively expand the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 110, and the refrigerant installed in the refrigerant circulation line R at the inlet side of the evaporator 160 and supplied to the evaporator 160 Vehicle heat comprising a second expansion means 140 for expanding the In the pump system,
In the refrigerant circulation line (R), a bypass line (R1) is installed in parallel so that the refrigerant passing through the first expansion means (120) bypasses the outdoor heat exchanger (130), and the bypass line ( R1) is provided with a refrigerant-cooling water heat exchanger 200 for exchanging the cooling water circulating in the vehicle engine 210 and the refrigerant flowing in the bypass line R1,
The refrigerant circulation line (R) and the bypass line (R1) at the branch point is provided with a first refrigerant direction switching valve 180 for switching the flow direction of the refrigerant, and the first refrigerant direction switching valve 180 The first refrigerant direction switching valve 180 is controlled to flow the refrigerant flowing toward the outdoor heat exchanger 130 in the air conditioner mode and to the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 in the heat pump mode. The control unit is provided,
Inside the air conditioning case 150, a heater core 220 for exchanging air in the air conditioning case 150 and cooling water circulating through the vehicle engine 210 is installed,
A first coolant circulation line (W1) constituting a line to circulate the coolant discharged from the vehicle engine (210) through the refrigerant-coolant heat exchanger (200), and the coolant discharged from the vehicle engine (210) to the heater A second cooling water circulation line (W2) constituting a line to circulate the core 220, and cooling water discharged from the vehicle engine 210 circulate through the heater core 220 and the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 A third cooling water circulation line (W3) constituting the line so as to be provided, wherein the first, second, and third cooling water circulation lines (W1, W2, W3), a heat pump for a vehicle, characterized in that some sections are configured as a common line system. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 차량 엔진(210)의 냉각수 출구측에 위치한 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)의 분기지점에는, 제1냉각수방향전환밸브(190)가 설치되고,
상기 차량 엔진(210)의 냉각수 입구측에 위치한 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3)의 분기지점에는, 제2냉각수방향전환밸브(191)가 설치되어,
상기 제1,2냉각수방향전환밸브(190,191)의 제어를 통해, 상기 제1,2,3냉각수순환라인(W1,W2,W3) 중 하나의 냉각수순환라인으로 냉각수를 순환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
At the branch point of the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 located on the cooling water outlet side of the vehicle engine 210, a first cooling water direction switching valve 190 is installed,
A second cooling water direction switching valve 191 is installed at a branch point of the first, second, and third cooling water circulation lines W1, W2, and W3 located on the cooling water inlet side of the vehicle engine 210,
For control of the first and second cooling water direction switching valve (190,191), for the vehicle characterized in circulating the cooling water to one of the cooling water circulation line of the first, second and third cooling water circulation line (W1, W2, W3) Heat pump system. 제 1 항에 있어서,
상기 냉매-냉각수 열교환기(200)는, 상기 차량 엔진(210)을 순환하는 냉각수와 외기를 열교환시켜 차량 엔진(210)을 냉각시키는 엔진 라디에이터(200a)와, 상기 엔진 라디에이터(200a)의 헤더탱크내에 설치되어 상기 엔진 라디에이터(200a)를 유동하는 냉각수와 상기 바이패스라인(R1)을 유동하는 냉매를 열교환시키는 수냉 열교환튜브(200b)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
The refrigerant-cooling water heat exchanger 200 includes an engine radiator 200a for cooling the vehicle engine 210 by heat-exchanging coolant circulating the vehicle engine 210 with outside air, and a header tank of the engine radiator 200a. A heat pump system for a vehicle, comprising a water-cooled heat exchange tube (200b) installed therein to exchange heat between a cooling water flowing through the engine radiator (200a) and a refrigerant flowing through the bypass line (R1). 제 1 항에 있어서,
상기 냉매-냉각수 열교환기(200)와 상기 실외열교환기(130)는, 차량 엔진룸의 전방측에 공기유동방향으로 중첩되게 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
The refrigerant-cooling water heat exchanger (200) and the outdoor heat exchanger (130) are installed on the vehicle engine room in an air flow direction, superimposed on the vehicle heat pump system. 제 1 항에 있어서,
상기 냉매순환라인(R)에는, 상기 실외열교환기(130) 또는 냉매-냉각수 열교환기(200)에서 토출된 냉매가 상기 제2팽창수단(140) 및 증발기(160)를 바이패스하여 상기 압축기(100)로 유동하도록, 상기 제2팽창수단(140)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 증발기(160)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하는 보조 바이패스라인(R2)이 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
In the refrigerant circulation line (R), the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (130) or the refrigerant-cooling water heat exchanger (200) bypasses the second expansion means (140) and the evaporator (160) so that the compressor ( 100), an auxiliary bypass line (R2) connecting the refrigerant circulation line (R) at the inlet side of the second expansion means 140 and the refrigerant circulation line (R) at the outlet side of the evaporator 160 is installed. Vehicle heat pump system, characterized in that. 제 8 항에 있어서,
상기 냉매순환라인(R)과 상기 보조 바이패스라인(R2)의 분기지점에는, 상기 실외열교환기(130) 또는 냉매-냉각수 열교환기(200)에서 토출된 냉매에 대해 상기 제2팽창수단(140)측으로 유동시키거나 상기 보조 바이패스라인(R2)측으로 유동시키도록 냉매의 유동방향을 전환하는 제2냉매방향전환밸브(181)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method of claim 8,
At the branching point of the refrigerant circulation line (R) and the auxiliary bypass line (R2), the second expansion means 140 for the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger (130) or the refrigerant-cooling water heat exchanger (200) ) Or a second refrigerant direction changeover valve (181) for switching the flow direction of the refrigerant so as to flow toward the auxiliary bypass line (R2). 제 1 항에 있어서,
상기 제1팽창수단(120)은,
상기 실내열교환기(110)의 출구측 냉매순환라인(R)상에 설치되어 냉매 유동을 온오프하는 온오프 밸브(125)와, 상기 온오프 밸브(125)에 일체로 구비되어 냉매를 팽창시키는 오리피스(128)로 이루어져,
상기 온오프 밸브(125)의 개방시에는 냉매를 미팽창 상태로 유동시키고, 폐쇄시에는 상기 오리피스(128)를 통해 냉매를 팽창시켜 유동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
The first expansion means 120,
It is installed on the refrigerant circulation line (R) at the outlet side of the indoor heat exchanger (110) to turn on and off the refrigerant flow, and the on-off valve (125) is integrally provided with the on-off valve (125) to expand the refrigerant Consists of an orifice (128),
When the on-off valve 125 is opened, the coolant flows in an unexpanded state, and when closed, the coolant is pumped through the orifice (128) to flow through the vehicle. 제 1 항에 있어서,
상기 히터코어(220)는, 상기 증발기(160)와 상기 실내열교환기(110)의 사이에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
The heater core 220, a heat pump system for a vehicle, characterized in that installed between the evaporator 160 and the indoor heat exchanger (110). 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 히터코어(220) 전면의 공기유입온도가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도 보다 높을 경우, 상기 제1냉각수순환라인(W1)으로 냉각수가 순환하도록 상기 제1냉각수방향전환밸브(190) 및 제2냉각수방향전환밸브(191)를 제어하여 상기 실내열교환기(110)로만 난방을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method of claim 5,
When the air inlet temperature of the front surface of the heater core 220 is higher than the coolant temperature of the coolant-coolant heat exchanger 200 in the heat pump mode, the control unit may circulate cooling water through the first coolant circulation line W1. A heat pump system for a vehicle, characterized in that the first cooling water direction switching valve 190 and the second cooling water direction switching valve 191 are controlled to perform heating only with the indoor heat exchanger 110. 제 5 항에 있어서,
상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 히터코어(220) 전면의 공기유입온도가 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도 보다 낮을 경우, 상기 제3냉각수순환라인(W3)으로 냉각수가 순환하도록 상기 제1냉각수방향전환밸브(190) 및 제2냉각수방향전환밸브(191)를 제어하여 상기 히터코어(220) 및 실내열교환기(110)로 난방을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method of claim 5,
When the air inlet temperature of the front surface of the heater core 220 is lower than the coolant temperature of the coolant-coolant heat exchanger 200 in the heat pump mode, the control unit may circulate coolant through the third coolant circulation line W3. A heat pump system for a vehicle, characterized in that heating is performed by the heater core (220) and the indoor heat exchanger (110) by controlling the first cooling water direction switching valve (190) and the second cooling water direction switching valve (191). 제 1 항에 있어서,
상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 전방측에는, 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 외기가 선택적으로 유입될 수 있도록 개폐도어가 설치되고,
상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 차량 엔진(210)의 냉각이 불필요한 조건일 경우, 상기 개폐도어를 폐쇄하도록 제어하여 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)측으로 외기 유입을 차단하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
On the front side of the refrigerant-cooling water heat exchanger 200, an opening / closing door is installed so that outside air can be selectively introduced into the refrigerant-cooling water heat exchanger 200,
The control unit, when the cooling of the vehicle engine 210 in a heat pump mode is unnecessary conditions, by controlling to close the opening and closing doors to block the outside air inflow to the refrigerant-cooling water heat exchanger (200) side Heat pump system. 제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 히트펌프 모드시 상기 냉매-냉각수 열교환기(200)의 냉각수 온도가 외기온도 보다 낮을 경우, 차량의 배터리 주행모드에서도 상기 차량 엔진(210)을 가동하도록 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.According to claim 1,
When the coolant temperature of the refrigerant-cooling water heat exchanger 200 is lower than the outside temperature in the heat pump mode, the control unit controls the vehicle engine 210 to operate even in the battery driving mode of the vehicle. Pump system.
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