KR102598391B1 - Air conditioning system for vehicle - Google Patents

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이성제
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노경태
민요찬
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한온시스템 주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기, 실내열교환기, 증발기, 열교환기, 제1팽창수단, 제2팽창수단 및 송풍부를 포함하는 구성으로, 소형화 가능하며, 차량 실내의 냉난방을 용이하게 수행할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump system for a vehicle, and more specifically, to a heat pump system for a vehicle, which has a configuration including a compressor, an indoor heat exchanger, an evaporator, a heat exchanger, a first expansion means, a second expansion means, and a blower, and is capable of being miniaturized. This relates to a vehicle heat pump system that can easily perform cooling and heating.

Description

차량용 공조 시스템{AIR CONDITIONING SYSTEM FOR VEHICLE}Vehicle air conditioning system {AIR CONDITIONING SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 공조 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 압축기, 실내열교환기, 증발기, 열교환기, 제1팽창수단, 제2팽창수단 및 송풍부를 포함하는 구성으로, 소형화 가능하며, 차량 실내의 냉난방을 용이하게 수행할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioning system for a vehicle, and more specifically, to a configuration including a compressor, an indoor heat exchanger, an evaporator, a heat exchanger, a first expansion means, a second expansion means, and a blower, which can be miniaturized and provides cooling and heating of the vehicle interior. It relates to a vehicle heat pump system that can easily perform.

일반적인 차량용 에어컨 시스템은 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor), 압축기에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser), 응축기에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 팽창수단, 그리고, 상기 팽창수단에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내 측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator) 등이 냉매 배관으로 연결되어 이루어진다. A typical vehicle air conditioning system includes a compressor that compresses and delivers refrigerant, a condenser that condenses the high-pressure refrigerant discharged from the compressor, an expansion means that condenses the liquefied refrigerant in the condenser and throttles it, and the expansion means. The condensed low-pressure liquid refrigerant is evaporated by heat exchange with the air blowing into the vehicle interior, and an evaporator that cools the air discharged into the interior by absorbing heat due to the latent heat of evaporation of the refrigerant is connected to the refrigerant pipe.

상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 블로어가 송풍하는 공기가 상기 증발기를 거치면서 증발기 내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.The evaporator is installed inside the air conditioning case installed inside the vehicle and plays a cooling role. That is, the air blown by the blower passes through the evaporator and is cooled by the latent heat of evaporation of the liquid refrigerant circulating within the evaporator. This is achieved by being discharged into the vehicle interior.

또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터를 이용하게 된다.Additionally, the interior of the vehicle is heated using a heater core installed inside the air conditioning case through which engine coolant circulates, or an electric heater installed inside the air conditioning case.

한편, 상기 응축기는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.Meanwhile, the condenser is installed on the front side of the vehicle and dissipates heat while exchanging heat with the air.

최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 1에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 구획되게 형성하고, 상기 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)를 설치하며, 상기 온풍통로(12)에는 난방을 위한 응축기(2)를 설치한 구조이다. 이때, 상기 공조케이스(10)의 출구측에는 차실내로 공기를 공급하는 공기토출구(15)와, 차실외로 공기를 방출하는 공기방출구(16)가 형성된다. 또한, 상기 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)의 각 입구측에는 개별작동하는 블로어(20)가 각각 설치된다.Recently, a heat pump system that performs cooling and heating using only a refrigeration cycle has been developed. As shown in FIG. 1, a cold air passage 11 and a warm air passage 12 are installed inside one air conditioning case 10. ) is formed to be partitioned, an evaporator 4 for cooling is installed in the cold air passage 11, and a condenser 2 for heating is installed in the warm air passage 12. At this time, an air discharge port 15 for supplying air into the vehicle interior and an air discharge port 16 for discharging air outside the vehicle interior are formed on the outlet side of the air conditioning case 10. In addition, individually operating blowers 20 are installed at each inlet side of the cold air passage 11 and the hot air passage 12.

따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.Therefore, in the cooling mode, the cold air cooled while passing through the evaporator 4 of the cold air passage 11 is discharged into the vehicle interior through the air outlet 15 to cool the vehicle interior, and at this time, the condenser of the warm air passage 12 ( The warm air heated while passing through 2) is discharged to the outside of the vehicle through the air discharge port (16).

난방모드시에는 상기 온풍통로(12)의 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍이 상기 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.In the heating mode, warm air heated while passing through the condenser (2) of the hot air passage (12) is discharged into the vehicle interior through the air outlet (15) to heat it, and at this time, the evaporator (4) of the cold air passage (11) ), the cooled air is discharged outside the vehicle through the air outlet (16).

그러나, 상기 종래기술은, 블로어(20)가 냉풍통로(11) 및 온풍통로(12)에 각각 구비되는 형태이고, 냉방 및 난방 설정에 따라 응축기(2) 및 증발기(4)를 통과한 공기 중 하나는 공기방출구를 통해 방출되어야 함에 따라 조절도어가 구비된 공기방출구(16)가 2곳에 각각 형성될 수 밖에 없어 전체 크기가 커질 수 밖에 없는 문제점이 있다.However, in the prior art, the blower 20 is provided in the cold air passage 11 and the hot air passage 12, respectively, and the air passing through the condenser 2 and the evaporator 4 according to the cooling and heating settings One problem is that, since the air must be discharged through the air discharge port, air discharge ports 16 equipped with control doors have to be formed at two locations, which inevitably increases the overall size.

더불어, 공조 케이스 내부에 설치된 응축기(2)는 크기가 작을 수밖에 없어서 응축 성능이 낮아서, 냉방 성능에 문제가 있다. In addition, the condenser 2 installed inside the air conditioning case is bound to be small in size, so condensation performance is low, causing a problem in cooling performance.

특허1) 대한민국 등록특허 10-1251206호(발명의 명칭 : 차량용 무시동 에어컨)Patent 1) Republic of Korea Patent No. 10-1251206 (Title of invention: No-start air conditioner for vehicles)

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 압축기, 실내열교환기, 증발기, 열교환기, 제1팽창수단, 제2팽창수단 및 송풍부를 포함하는 구성으로, 소형화 가능하며, 차량 실내의 냉난방을 용이하게 수행할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.The present invention was created to solve the problems described above, and the object of the present invention is to miniaturize the configuration including a compressor, an indoor heat exchanger, an evaporator, a heat exchanger, a first expansion means, a second expansion means, and a blower. The aim is to provide a vehicle heat pump system that can easily cool and heat the vehicle interior.

특히, 본 발명의 목적은 실내열교환기, 증발기, 열교환기, 및 송풍부가 공조케이스 내부에 장착되며, 차량 실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널을 기준으로, 상기 공조케이스 내부에서 상기 증발기, 열교환기 및 송풍부가 엔진룸 측에 배치되어 장착이 용이하며 실내측 공간을 넓힐 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.In particular, the object of the present invention is to install the indoor heat exchanger, evaporator, heat exchanger, and blower inside the air conditioning case, and to install the evaporator and heat exchanger inside the air conditioning case based on the dash panel that divides the vehicle interior and engine room. and a vehicle heat pump system in which the blower part is located on the engine room side, making it easy to install and expanding the interior space.

또, 본 발명의 목적은 상기 열교환기를 통과하는 공기는 전부 실외로 토출되는 것으로, 별도의 도어가 구비될 필요가 없어 소형화가 가능한 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the purpose of the present invention is to provide a heat pump system for a vehicle that can be miniaturized by discharging all air passing through the heat exchanger to the outdoors and eliminating the need for a separate door.

또한, 본 발명의 목적은 수냉식응축기 및 기액분리기가 더 구비되어 냉매를 응축 및 기액분리하여 상기 실내열교환기에서 과냉각될 수 있어 증발기의 냉방 성능을 보다 높일 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다. In addition, an object of the present invention is to provide a vehicle heat pump system further equipped with a water-cooled condenser and a gas-liquid separator to condense and separate the refrigerant from gas-liquid so that it can be supercooled in the indoor heat exchanger, thereby improving the cooling performance of the evaporator.

아울러, 본 발명의 목적은 냉매순환라인에 바이패스라인 및 역류방지밸브가 구비되어 난방 시, 냉매가 제2팽창수단 및 증발기를 통과하지 않고 압축기로 공급되는 흐름을 형성할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다.In addition, the object of the present invention is to provide a vehicle heat pump system in which the refrigerant circulation line is equipped with a bypass line and a backflow prevention valve, so that during heating, the refrigerant can be supplied to the compressor without passing through the second expansion means and the evaporator. is to provide.

또, 본 발명의 목적은 실내열교환기 후측에 보조난방열교환기가 더 구비되어 보다 빠르고 효과적으로 난방 성능을 확보할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는 것이다. In addition, the purpose of the present invention is to provide a vehicle heat pump system that can secure heating performance more quickly and effectively by further providing an auxiliary heating heat exchanger behind the indoor heat exchanger.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 압축된 고온의 냉매를 전달받아 차 실내를 공조하기 위한 공조풍을 가열하는 실내열교환기(120); 외부 공기를 전달받아, 공조 모드에 따라 상기 실내열교환기(120)를 통과한 냉매를 응축 또는 증발하고, 열교환한 상기 외부 공기를 차 실외로 토출하는 열교환기(140); 상기 공조 모드 중 냉방 모드 시, 상기 열교환기(140)를 통과한 냉매를 증발시켜 공조풍을 냉각하는 증발기(130)를 포함하되, 상기 실내열교환기(120), 열교환기(140), 및 증발기(130)는 공조케이스(110) 내에 배치되는 것을 특징으로 한다.The vehicle heat pump system 1000 of the present invention for achieving the above-described object includes an interior heat exchanger 120 that receives compressed high-temperature refrigerant and heats air-conditioning wind for air conditioning the interior of the vehicle; A heat exchanger (140) that receives outside air, condenses or evaporates the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger (120) depending on the air conditioning mode, and discharges the heat-exchanged outside air to the exterior of the vehicle; In the cooling mode among the air conditioning modes, it includes an evaporator 130 that evaporates the refrigerant passing through the heat exchanger 140 to cool the air conditioning wind, and includes the indoor heat exchanger 120, the heat exchanger 140, and the evaporator (130) is characterized in that it is disposed within the air conditioning case (110).

또, 상기 공조케이스(110)는 격벽(110w)에 의해 공조풍이 유동되는 제1영역(A1) 및 외부 공기가 유동되는 제2영역(A2)으로 구분되는 것을 특징으로 한다.In addition, the air conditioning case 110 is characterized by being divided into a first area (A1) through which air conditioning wind flows and a second area (A2) through which external air flows by a partition wall (110w).

아울러, 상기 공조케이스(110)는 상기 제1영역(A1)에 상기 실내열교환기(120) 및 증발기(130)가 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the air conditioning case 110 is characterized in that the indoor heat exchanger 120 and the evaporator 130 are disposed in the first area A1.

또, 상기 공조케이스(110)는 상기 제2영역(A2)에 상기 열교환기(140)가 배치되는 것을 특징으로 한다. Additionally, the air conditioning case 110 is characterized in that the heat exchanger 140 is disposed in the second area A2.

또한, 상기 차량용 공조 시스템(1000)은, 냉매순환라인(L1) 상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(200); 상기 실내열교환기(120)의 출구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 상기 실내열교환기(120)에서 배출된 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제1팽창수단(300); 및 상기 증발기(130)의 입구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 증발기(130)로 공급되는 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(150)을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, the vehicle air conditioning system 1000 includes a compressor 200 installed on the refrigerant circulation line L1 to compress and discharge the refrigerant; A first expansion means (300) installed in the refrigerant circulation line (L1) on the outlet side of the indoor heat exchanger (120) to selectively expand the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (120); And a second expansion means (150) installed in the refrigerant circulation line (L1) at the inlet side of the evaporator (130) to expand the refrigerant supplied to the evaporator (130).

또한, 상기 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 차량 실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(2000)을 기준으로, 상기 공조케이스(110) 내부에서 상기 증발기(130), 열교환기(140) 및 송풍부(160)가 엔진룸 측에 배치되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle heat pump system 1000 includes the evaporator 130, the heat exchanger 140, and the blower inside the air conditioning case 110, based on the dash panel 2000 that divides the vehicle interior and engine room. (160) is characterized in that it is placed on the engine room side.

또, 상기 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 상기 공조케이스(110) 외부에서 상기 제1팽창수단(300)의 입구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 엔진을 냉각하기 위한 냉각수와 열교환되는 수냉식응축기(400) 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle heat pump system 1000 is a water-cooled condenser installed in the refrigerant circulation line (L1) on the inlet side of the first expansion means 300 outside the air conditioning case 110 and exchanging heat with coolant for cooling the engine. (400) It is characterized in that it further includes.

아울러, 상기 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 상기 수냉식응축기(400)와 열교환기(140) 사이에 기액분리기(410)가 구비되어 상기 수냉식응축기(400)에서 응축된 냉매가 상기 기액분리기(410)를 통과하면서 액상 냉매만 상기 열교환기(140)로 이송되어 과냉각되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle heat pump system 1000 is provided with a gas-liquid separator 410 between the water-cooled condenser 400 and the heat exchanger 140, so that the refrigerant condensed in the water-cooled condenser 400 is transferred to the gas-liquid separator 410. While passing through, only the liquid refrigerant is transferred to the heat exchanger 140 and is supercooled.

또한, 상기 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 상기 냉매순환라인(L1)에 상기 제2팽창수단(150) 및 증발기(130)를 바이패스하도록 바이패스라인(L3)이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the vehicle heat pump system 1000 is characterized in that a bypass line (L3) is formed in the refrigerant circulation line (L1) to bypass the second expansion means (150) and the evaporator (130).

또, 상기 바이패스라인(L3)은 냉매의 역류방지를 위한 역류방지밸브(V)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the bypass line (L3) is further equipped with a backflow prevention valve (V) to prevent backflow of refrigerant.

아울러, 상기 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 공기 흐름 방향으로 상기 실내열교환기(120) 후측에 보조난방열교환기(170)가 더 구비되는 것을 특징으로 한다. In addition, the vehicle heat pump system 1000 is characterized in that an auxiliary heating heat exchanger 170 is further provided behind the indoor heat exchanger 120 in the air flow direction.

이에 따라, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템은 압축기, 실내열교환기, 증발기, 열교환기, 제1팽창수단, 제2팽창수단 및 송풍부를 포함하는 구성으로, 소형화 가능하며, 차량 실내의 냉난방을 용이하게 수행할 수 있는 장점이 있다. Accordingly, the vehicle heat pump system of the present invention is composed of a compressor, an indoor heat exchanger, an evaporator, a heat exchanger, a first expansion means, a second expansion means, and a blower, and can be miniaturized, easily cooling and heating the vehicle interior. There are advantages to doing this.

특히, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템은 실내열교환기, 증발기, 열교환기, 및 송풍부가 공조케이스 내부에 장착되며, 차량 실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널을 기준으로, 상기 공조케이스 내부에서 상기 증발기, 열교환기 및 송풍부가 엔진룸 측에 배치되어 장착이 용이하며 실내측 공간을 넓힐 수 있는 장점이 있다. In particular, in the vehicle heat pump system of the present invention, an indoor heat exchanger, an evaporator, a heat exchanger, and a blower are mounted inside the air conditioning case, and the evaporator is installed inside the air conditioning case based on the dash panel that divides the vehicle interior and the engine room. , the heat exchanger and blower are located on the engine room side, making installation easy and having the advantage of expanding the interior space.

또, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템은 상기 열교환기를 통과하는 공기는 전부 실외로 토출되는 것으로, 별도의 도어가 구비될 필요가 없어 소형화가 가능한 장점이 있다. In addition, the vehicle heat pump system of the present invention has the advantage of being compact because all air passing through the heat exchanger is discharged to the outdoors, and there is no need for a separate door.

또한, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템은 수냉식응축기 및 기액분리기가 더 구비되어 냉매를 응축 및 기액분리하여 상기 실내열교환기에서 과냉각될 수 있어 증발기의 냉방 성능을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. In addition, the vehicle heat pump system of the present invention is further equipped with a water-cooled condenser and a gas-liquid separator, so that the refrigerant can be supercooled in the indoor heat exchanger by condensing and separating the gas-liquid, thereby increasing the cooling performance of the evaporator.

아울러, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템은 냉매순환라인에 바이패스라인 및 역류방지밸브가 구비되어 난방 시, 냉매가 제2팽창수단 및 증발기를 통과하지 않고 압축기로 공급되는 흐름을 형성할 수 있는 장점이 있다. In addition, the vehicle heat pump system of the present invention has the advantage of having a bypass line and a backflow prevention valve in the refrigerant circulation line, so that during heating, the refrigerant can be supplied to the compressor without passing through the second expansion means and the evaporator. There is.

또, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템은 실내열교환기 후측에 보조난방열교환기가 더 구비되어 보다 빠르고 효과적으로 난방 성능을 확보할 수 있는 장점이 있다. In addition, the vehicle heat pump system of the present invention has the advantage of securing heating performance more quickly and effectively by further providing an auxiliary heating heat exchanger behind the indoor heat exchanger.

도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타낸 도면.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템을 나타낸 다른 도면.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템을 나타낸 또 다른 도면.
도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 공조장치를 나타낸 사시도, AA' 방향, 및 BB' 방향 단면도.
도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 히트 펌프 시스템용 공조장치의 냉방 상태를 나타낸 도면.
도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 히트 펌프 시스템용 공조장치의 난방 상태를 나타낸 도면.
도 12는 본 발명에 따른 공조장치의 제습 난방 시, 히트 펌프 시스템 상태를 나타낸 도면.1 is a diagram showing a conventional vehicle heat pump system.
Figure 2 is a diagram showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
Figure 3 is another diagram showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
Figure 4 is another diagram showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
5 to 7 are perspective views, AA' direction, and BB' cross-sectional views showing the air conditioning device of the vehicle heat pump system according to the present invention.
8 and 9 are diagrams showing the cooling state of the air conditioning device for a heat pump system according to the present invention.
10 and 11 are diagrams showing the heating state of the air conditioning device for a heat pump system according to the present invention.
Figure 12 is a diagram showing the state of the heat pump system during dehumidifying heating of the air conditioning device according to the present invention.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 히트 펌프 시스템용 공조장치(100)를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다. Hereinafter, the air conditioning device 100 for a heat pump system of the present invention having the above-described configuration will be described in detail with reference to the attached drawings.

도 2는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템(1000)을 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템(1000)을 나타낸 다른 도면이며, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템(1000)을 나타낸 또 다른 도면이다. FIG. 2 is a diagram showing a vehicle heat pump system 1000 according to the present invention, FIG. 3 is another view showing a vehicle heat pump system 1000 according to the present invention, and FIG. 4 is a vehicle heat pump system according to the present invention. This is another drawing showing (1000).

본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 차량에 구비되며, 실내열교환기(120), 증발기(130), 및 열교환기(140)를 포함하며, 상기 실내열교환기(120), 열교환기(140), 및 증발기(130)는 공조케이스(110) 내에 배치된다. The vehicle heat pump system 1000 of the present invention is provided in a vehicle and includes an indoor heat exchanger 120, an evaporator 130, and a heat exchanger 140. ), and the evaporator 130 is disposed in the air conditioning case 110.

상기 실내열교환기(120)는 상기 공조케이스(110) 내부에 설치되어 상기 공조케이스(110) 내부의 공기, 즉 공조풍과 상기 압축기(200)에서 배출된 냉매를 열교환시키는 구성으로, 응축의 결과로 가열된 공조풍을 실내로 공급하여 난방을 수행한다. The indoor heat exchanger 120 is installed inside the air conditioning case 110 to exchange heat between the air inside the air conditioning case 110, that is, the air conditioning wind, and the refrigerant discharged from the compressor 200, resulting in condensation. Heating is performed by supplying heated air-conditioned air to the room.

상기 증발기(130)는 상기 공조케이스(110) 내부에 설치되어 상기 공조케이스(110) 내부의 공기와 상기 압축기(200)로 공급되는 냉매를 열교환시키는 구성으로, 저압의 액상 냉매를 증발시킴으로써 실내로 공급되는 공기를 가열하여 냉각을 수행한다.The evaporator 130 is installed inside the air conditioning case 110 to exchange heat between the air inside the air conditioning case 110 and the refrigerant supplied to the compressor 200, and evaporates the low-pressure liquid refrigerant into the room. Cooling is performed by heating the supplied air.

상기 열교환기(140)는 상기 공조케이스(110) 내부에 설치되어 상기 냉매순환라인(L1)을 순환하는 냉매와 공기를 열교환시킨다. 상기 열교환기(140)는 냉방에 따라 냉매를 응축하거나, 난방에 따라 냉매를 증발한다.The heat exchanger 140 is installed inside the air conditioning case 110 to exchange heat between the refrigerant circulating in the refrigerant circulation line (L1) and air. The heat exchanger 140 condenses the refrigerant according to cooling or evaporates the refrigerant according to heating.

이 때, 상기 실내열교환기(120), 증발기(130), 및 열교환기(140)는 냉매순환라인(L1) 상에 구비되며, 본 발명의 차량용 히트 펌프 시스템(1000)은 압축기(200), 제1팽창수단(300), 제2팽창수단(150) 및 송풍부(160)를 포함한다. At this time, the indoor heat exchanger 120, the evaporator 130, and the heat exchanger 140 are provided on the refrigerant circulation line (L1), and the vehicle heat pump system 1000 of the present invention includes a compressor 200, It includes a first expansion means 300, a second expansion means 150, and a blowing unit 160.

상기 압축기(200)는 냉매가 순환되는 냉매순환라인(L1) 상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출한다. The compressor 200 is installed on the refrigerant circulation line (L1) through which the refrigerant circulates, compresses the refrigerant, and discharges it.

상기 제1팽창수단(300)은 상기 실내열교환기(120)의 출구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 상기 실내열교환기(120)에서 배출된 냉매를 선택적으로 팽창시키는 구성으로서, 난방 시, 상기 실내열교환기(120)에서 냉매가 응축되고, 상기 열교환기(140)에서 냉매가 증발되도록 작동되어 저온 저압의 상태로 냉매를 교축한다. 또한, 냉방 시, 상기 제1팽창수단(300)은 냉매를 교축하지 않고 바이패스 시킨다. The first expansion means 300 is installed in the refrigerant circulation line (L1) on the outlet side of the indoor heat exchanger 120 and selectively expands the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger 120. During heating, The refrigerant is condensed in the indoor heat exchanger 120, and the heat exchanger 140 is operated to evaporate the refrigerant, thereby compressing the refrigerant to a low temperature and low pressure state. Additionally, during cooling, the first expansion means 300 bypasses the refrigerant without throttling it.

상기 제2팽창수단(150)은 상기 증발기(130)의 입구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 상기 증발기(130)로 공급되는 냉매를 팽창시킨다. 상기 제2팽창수단(150)은 냉방 시, 상기 열교환기(140)를 통과하면서 응축된 냉매를 저온 저압의 상태로 교축하여 상기 증발기(130)로 공급된다. 또, 상기 제2팽창수단(150)은 난방 시, 냉매를 교축하지 않고 바이패스 시킨다. The second expansion means 150 is installed in the refrigerant circulation line (L1) at the inlet side of the evaporator 130 to expand the refrigerant supplied to the evaporator 130. During cooling, the second expansion means 150 compresses the refrigerant condensed while passing through the heat exchanger 140 to a low temperature and low pressure state and supplies it to the evaporator 130. In addition, the second expansion means 150 bypasses the refrigerant without throttling it during heating.

또한, 상기 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차량 히트 펌프 시스템(1000)은 상기 공조케이스(110) 외부에서 상기 제1팽창수단(300)의 입구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 배터리를 냉각하기 위한 냉각수와 열교환되는 수냉식응축기(400)가 더 구비될 수 있다. 상기 수냉식응축기(400)는 냉방 시, 냉각수순환라인(L2)을 따라 냉각수가 유동되어 열교환이 이루어지는 부분으로, 상기 실내열교환기(120), 열교환기(140)와 함께 냉방 설정에 따라 증발기(130)로 공급되는 냉매를 응축한다. 상기 냉각수순환라인(L2)에는 냉각수를 냉각하기 위한 라디에이터(3000), 및 냉각수를 순환시키는 냉각수펌프가 구비되며, 상기 라디에이터(3000)에 인접하여 상기 라디에이터(3000)로 공기를 송풍하는 냉각팬(4000)이 구비된다. 상기 수냉식응축기(400)는 기액분리기(410)를 포함하는 것으로, 이 경우, 상기 수냉식응축기(400)에 의해 냉매가 응축되고, 상기 기액분리기(410)에 의해 분리된 액상 냉매가 상기 열교환기(140)에 의해 과냉각될 수 있어 응축성능을 높여 상기 증발기(130)의 냉방성능을 보다 높일 수 있다. In addition, as shown in FIG. 3, the vehicle heat pump system 1000 is installed in the refrigerant circulation line (L1) at the inlet side of the first expansion means 300 outside the air conditioning case 110 to cool the battery. A water-cooled condenser 400 that exchanges heat with cooling water for cooling may be further provided. The water-cooled condenser 400 is a part where heat exchange occurs through cooling water flowing along the cooling water circulation line (L2) during cooling. The evaporator 130 is operated along with the indoor heat exchanger 120 and the heat exchanger 140 according to the cooling settings. ) condenses the refrigerant supplied. The coolant circulation line (L2) is provided with a radiator 3000 for cooling the coolant, and a coolant pump for circulating the coolant, and a cooling fan adjacent to the radiator 3000 to blow air to the radiator 3000 ( 4000) is provided. The water-cooled condenser 400 includes a gas-liquid separator 410. In this case, the refrigerant is condensed by the water-cooled condenser 400, and the liquid refrigerant separated by the gas-liquid separator 410 is transferred to the heat exchanger ( 140), the cooling performance of the evaporator 130 can be further improved by increasing condensation performance.

또, 상기 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 차량 히트 펌프 시스템(1000)은 상기 냉매순환라인(L1) 상에 상기 제2팽창수단(150) 및 증발기(130)를 바이패스하도록 바이패스라인(L3)이 형성되고, 상기 바이패스라인(L3) 상에는 냉매 역류 방지를 위한 역류방지밸브(V)가 더 구비될 수 있다. 상기 바이패스라인(L3)은 난방 시, 냉매가 상기 제2팽창수단(150) 및 증발기(130)를 통과하지 않고 열교환기(140)를 통과한 냉매가 압축기(200)로 공급되는 구성이다. 즉, 난방 시 불필요한 구성(제2팽창수단(150) 및 증발기(130))을 생략하여 불필요한 유속 저하 및 압력 강하를 방지한다.In addition, as shown in FIG. 4, the vehicle heat pump system 1000 provides a bypass line (bypass line) to bypass the second expansion means 150 and the evaporator 130 on the refrigerant circulation line (L1). L3) is formed, and a backflow prevention valve (V) may be further provided on the bypass line (L3) to prevent refrigerant backflow. The bypass line (L3) is configured to supply the refrigerant that has passed through the heat exchanger (140) to the compressor (200) without passing through the second expansion means (150) and the evaporator (130) during heating. That is, unnecessary components (second expansion means 150 and evaporator 130) are omitted during heating to prevent unnecessary decreases in flow rate and pressure.

또한, 본 발명의 히트 펌프 시스템(1000)는 공기 흐름 방향으로 상기 실내열교환기(120) 후측에 보조난방열교환기(170)가 더 구비될 수 있다. 상기 보조난방열교환기(170)는 상기 실내열교환기(120)와 함께 난방을 수행하는 구성으로, 피티씨(PTC, Positive Temperature Coefficient) 가열수단을 포함하여 다양한 형태가 이용될 수 있다. (도 4 참조)Additionally, the heat pump system 1000 of the present invention may further include an auxiliary heating heat exchanger 170 behind the indoor heat exchanger 120 in the air flow direction. The auxiliary heating heat exchanger 170 is a component that performs heating together with the indoor heat exchanger 120, and can be used in various forms, including a PTC (Positive Temperature Coefficient) heating means. (see Figure 4)

도 5 내지 도 7은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템(1000)에 이용되는 공조장치(100)를 나타낸 사시도, AA' 방향, 및 BB' 방향 단면도로, 상기 공조장치(100)는 공조케이스(110), 송풍부(160), 증발기(130), 실내열교환기(120), 및 열교환기(140)를 포함한다.5 to 7 are perspective views, cross-sectional views in the AA' direction, and BB' directions, showing the air conditioning device 100 used in the vehicle heat pump system 1000 according to the present invention. The air conditioning device 100 is an air conditioning case ( 110), a blower 160, an evaporator 130, an indoor heat exchanger 120, and a heat exchanger 140.

상기 공조케이스(110)는 송풍부(160), 증발기(130), 실내열교환기(120), 및 열교환기(140)가 내장되는 기본 몸체로서, 차량 폭방향으로 제1영역(A1) 및 제2영역(A2)이 격벽(110w)에 의해 구획된다. 이 때, 상기 제1영역(A1) 및 제2영역(A2)은 상기 격벽(110w)에 의해 구획되어 각각 공기가 유입되어 이동되는 부분으로, 상기 제1영역(A1)으로 유입된 공기는 냉각되거나 가열되어 차량 실내 냉방 또는 난방이 이루지고, 상기 제2영역(A2)으로 유입된 공기는 실외와 연통되어 외부로 버려진다. The air conditioning case 110 is a basic body in which a blower 160, an evaporator 130, an indoor heat exchanger 120, and a heat exchanger 140 are built, and is divided into a first area A1 and a second area in the vehicle width direction. Area 2 A2 is partitioned by a partition wall 110w. At this time, the first area (A1) and the second area (A2) are partitioned by the partition wall (110w) into which air flows, and the air flowing into the first area (A1) is cooled. It is cooled or heated to cool or heat the interior of the vehicle, and the air flowing into the second area (A2) communicates with the outdoors and is discarded to the outside.

상기 공조케이스(110)는 상기 제1영역(A1)의 공기가 유입되는 측에 제1외기유입구(114a) 및 내기유입구(116)가 형성되고, 증발기(130)와 실내열교환기(120)를 통과하는 공기를 설정 온도에 맞게 믹싱하는 템프도어(110d)가 내장되며, 상기 제1영역(A1)의 공기가 배출되는 측에 차량 실내로 공기가 배출되는 벤트(111, 112, 113)들이 형성된다. 상기 공조케이스(110)는 차량 실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(2000)을 기준으로, 일정영역은 엔진룸 측에 배치되고, 나머지 영역은 차량 실내측에 배치되는데, 대시패널(2000)의 장착공(2100)을 관통하여 상기 벤트(111, 112, 113)가 형성되는 측은 차량 실내 측에 구비된다. 더욱 상세하게, 본 발명의 상기 히트 펌프 시스템(1000)은 상기 공조케이스(110) 내부에서 상기 증발기(130), 열교환기(140) 및 송풍부(160)가 엔진룸 측에 배치된다.The air conditioning case 110 has a first outdoor air inlet 114a and an internal air inlet 116 formed on the side where air flows into the first area A1, and includes an evaporator 130 and an indoor heat exchanger 120. A temp door (110d) is built in to mix the passing air to the set temperature, and vents (111, 112, 113) through which air is discharged into the vehicle interior are formed on the side where the air in the first area (A1) is discharged. do. The air conditioning case 110 is arranged on the engine room side with a certain area based on the dash panel 2000 that divides the vehicle interior and the engine room, and the remaining area is placed on the vehicle interior side. The dash panel 2000 The side where the vents 111, 112, and 113 are formed through the mounting hole 2100 is provided on the interior side of the vehicle. More specifically, in the heat pump system 1000 of the present invention, the evaporator 130, heat exchanger 140, and blower 160 are disposed on the engine room side inside the air conditioning case 110.

상기 제1외기유입구(114a)는 공조케이스(110)의 일정영역이 중공되어 외기가 유입되는 부분이고, 내기유입구(116)는 대시패널(2000)의 내기도입 중공부(2200)와 연통되도록 중공되어 차량 실내의 공기가 유입되는 부분이다. 이 때, 상기 제1외기유입구(114a) 및 내기유입구(116)는 제1조절도어(191)에 의해 그 흐름이 조절된다. The first outside air inlet 114a is a hollow portion of a certain area of the air conditioning case 110 through which outside air flows in, and the inside air inlet 116 is hollow so as to communicate with the inside inlet hollow portion 2200 of the dash panel 2000. This is the part where air enters the vehicle interior. At this time, the flow of the first outside air inlet 114a and the internal air inlet 116 is controlled by the first control door 191.

또한, 상기 제1영역(A1)의 공기가 배출되는 측은 각각의 도어(111d, 112d, 113d)에 의해 개도가 조절되는 페이스 벤트(111), 플로어 벤트(113), 디프로스트 벤트(112)를 포함한다. In addition, the side from which the air in the first area (A1) is discharged has a face vent 111, a floor vent 113, and a defrost vent 112 whose opening degrees are adjusted by each door 111d, 112d, and 113d. Includes.

한편, 상기 공조케이스(110)는 상기 제2영역(A2)의 공기가 유입되는 측에 제2외기유입구(114b)가 형성되고, 제2영역(A2)의 공기가 배출되는 측에 실외로 공기가 배출되는 공기배출구(117)가 형성된다. 즉, 제2영역(A2)으로 유입되는 공기는 전량 배출되는 것으로, 상기 공기배출구(117)에는 그 흐름을 조절하기 위한 별도의 도어가 구비될 필요가 없다.Meanwhile, the air conditioning case 110 has a second outdoor air inlet 114b formed on the side where the air of the second area (A2) flows in, and the air outside of the second area (A2) is formed on the side where the air of the second area (A2) is discharged. An air outlet 117 is formed through which air is discharged. In other words, all of the air flowing into the second area A2 is discharged, and there is no need to provide a separate door to control the flow at the air outlet 117.

상기 제2외기유입구(114b)는 공조케이스(110)의 일정영역이 중공되어 외기가 유입되는 부분으로, 상기 제1외기유입구(114a)와 나란하게 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 상기 제2외기유입구(114b)는 제2조절도어(192)에 의해 그 흐름이 조절된다.The second outside air inlet 114b is a hollow portion of the air conditioning case 110 through which outside air flows in, and is preferably formed parallel to the first outside air inlet 114a. At this time, the flow of the second outside air inlet (114b) is controlled by the second control door (192).

아울러, 상기 공조장치(100)는 엔진룸공기유입구(115)가 더 중공형성될 수 있다. 상기 엔진룸공기유입구(115)는 상기 공조케이스(110)가 일정영역이 중공되어 상기 제2영역(A2)에 엔진룸 내부 공기가 유입되는 부분으로, 상기 제2조절도어(192)에 의해 외기 또는 엔진룸 내부 공기를 선택적으로 제2영역(A2)으로 유입되는 흐름이 조절된다. In addition, the air conditioning device 100 may have an engine room air inlet 115 that is more hollow. The engine room air inlet 115 is a part of the air conditioning case 110 that is hollow in a certain area and allows air inside the engine room to flow into the second area A2, and allows outside air to flow through the second control door 192. Alternatively, the flow of air inside the engine room into the second area (A2) is controlled selectively.

실외 온도가 낮은 겨울의 경우, 엔진룸 내부는 다양한 전장부품의 작동에 의해 가열된 상태로, 실외 온도보다 높게 유지된다. 본 발명의 히트 펌프 시스템(1000)은 최대 난방 시, 상기 제2조절도어(192)에 의해 엔진룸 내부의 공기를 제2영역(A2)으로 공급하여 열교환기(140)의 증발성능(흡열량)을 높여 실내열교환기(120)의 난방성능을 보다 높일 수 있는 장점이 있다. In winter, when the outdoor temperature is low, the inside of the engine room is heated by the operation of various electrical components and remains higher than the outdoor temperature. The heat pump system 1000 of the present invention supplies air inside the engine room to the second area A2 through the second control door 192 during maximum heating, thereby increasing the evaporation performance (heat absorption amount) of the heat exchanger 140. ) has the advantage of being able to further increase the heating performance of the indoor heat exchanger (120).

상기 송풍부(160)는 상기 공조케이스(110) 내부에 구비되어 제1영역(A1) 및 제2영역(A2)으로 공기를 송풍하는 구성이다. 본 발명에서 상기 송풍부(160)는 단일구성으로서, 상기 송풍부(160)의 작동에 의해 상기 제1영역(A1) 및 제2영역(A2)으로 동시에 공기를 송풍한다. The blower 160 is provided inside the air conditioning case 110 and blows air to the first area (A1) and the second area (A2). In the present invention, the blower 160 is a single component, and air is simultaneously blown to the first area A1 and the second area A2 by the operation of the blower 160.

상기 증발기(130)는 상기 공조케이스(110) 내부의 제1영역(A1)에 구비되어 차량 실내로 토출되는 공기를 냉각한다. 상기 제1영역(A1)으로 유입된 공기는 모두 증발기(130)를 통과하는 데, 냉방이 수행되는 경우, 상기 증발기(130)에 저온 저압의 습포화 상태의 냉매가 공급되어 공기가 증발기(130)를 통과하면서 냉각되어 차량 실내로 토출된다. 또한, 난방이 수행되는 경우, 상기 증발기(130)에는 냉매가 공급되지 않아 공기가 증발기(130)를 통과하더라도 온도가 변화되지 않는다. The evaporator 130 is provided in the first area A1 inside the air conditioning case 110 and cools the air discharged into the vehicle interior. All air flowing into the first area (A1) passes through the evaporator 130. When cooling is performed, a low-temperature, low-pressure, wet-saturated refrigerant is supplied to the evaporator 130, and the air flows into the evaporator 130. ), it cools down and is discharged into the vehicle interior. Additionally, when heating is performed, refrigerant is not supplied to the evaporator 130, so the temperature does not change even if air passes through the evaporator 130.

상기 실내열교환기(120)는 상기 공조케이스(110) 내부의 제1영역(A1)에서, 상기 증발기(130) 후측에 구비되어 차량 실내로 토출되는 공기를 가열한다. 즉, 상기 실내열교환기(120)는 난방을 수행하기 위한 구성으로서, 상기 템프도어는 제2영역(A2)의 공기가 상기 실내열교환기(120)를 통과하는 흐름을 조절하여 냉방 및 난방을 조절한다. The indoor heat exchanger 120 is provided behind the evaporator 130 in the first area A1 inside the air conditioning case 110 and heats air discharged into the vehicle interior. That is, the indoor heat exchanger 120 is a configuration for performing heating, and the Tempdoor controls cooling and heating by controlling the flow of air in the second area (A2) passing through the indoor heat exchanger 120. do.

상기 열교환기(140)는 상기 공조케이스(110) 내부의 제2영역(A2)에 구비되어 냉매를 냉방설정에 따라 응축하거나 난방설정에 따라 증발하는 구성이다. 즉, 상기 열교환기(140)는 실제 냉방 및 난방을 위하여 공기를 냉각하거나 가열하는 구성이 아니라, 냉방설정에 따라 상기 증발기(130)로 공급되는 냉매를 응축하거나, 난방설정에 따라 상기 실내열교환기(120)로 공급되는 냉매를 증발한다. 실제 히트 펌프 시스템(1000)의 냉방 및 난방 설정에 따른 냉매의 흐름 및 각 구성을 통과함에 따른 냉매의 변화는 아래에서 다시 설명한다. The heat exchanger 140 is provided in the second area A2 inside the air conditioning case 110 and condenses the refrigerant according to the cooling setting or evaporates the refrigerant according to the heating setting. That is, the heat exchanger 140 is not configured to cool or heat air for actual cooling and heating, but rather condenses the refrigerant supplied to the evaporator 130 according to the cooling setting or the indoor heat exchanger according to the heating setting. The refrigerant supplied to (120) is evaporated. The flow of refrigerant according to the cooling and heating settings of the actual heat pump system 1000 and changes in the refrigerant as it passes through each configuration will be described again below.

또한, 상기 열교환기(140)는 공기 흐름 방향으로 상기 송풍기의 후측, 상기 공기배출구(117)에 인접하게 장착된다. 그리고, 상기 송풍부(160)를 통해 상기 제2영역(A2)으로 유입되는 공기는 상기 열교환기(140)를 통과한 후 전량 상기 공기배출구(117)를 통해 실외로 배출된다.Additionally, the heat exchanger 140 is mounted adjacent to the air outlet 117 at the rear of the blower in the air flow direction. In addition, the air flowing into the second area A2 through the blower 160 passes through the heat exchanger 140 and is then completely discharged to the outdoors through the air outlet 117.

또한, 본 발명의 히트 펌프 시스템(1000)은 공기 흐름 방향으로 제1조절도어(191) 및 제2조절도어(192)의 후측에 필터(180)가 더 구비될 수 있으며, 상기 필터(180)는 교체가능한 형태일 수 있다. In addition, the heat pump system 1000 of the present invention may further include a filter 180 at the rear of the first control door 191 and the second control door 192 in the air flow direction, and the filter 180 may be in an interchangeable form.

도 8 및 도 9는 본 발명에 따른 히트 펌프 시스템(1000)의 냉방 상태를 나타낸 도면이다. Figures 8 and 9 are diagrams showing the cooling state of the heat pump system 1000 according to the present invention.

먼저, 최대 냉방 시, 상기 압축기(200)에 의해 압축된 냉매는 상기 실내열교환기(120)를 통과(템프도어가 상기 제1영역(A1)에서, 상기 실내열교환기(120)를 통과하는 흐름을 차단함)하고, 상기 수냉식 열교환기(140) 및 열교환기(140)를 통과하면서 냉매를 응축한다. 이 때, 상기 제1팽창수단(300)은 냉매를 바이패스 한다. 응축된 냉매는 상기 제2팽창수단(150)에서 교축되어 상기 증발기(130)로 공급되고, 상기 증발기(130)에서 교축된 저압의 액상 냉매와 제1영역(A1)을 통과하는 공기가 열교환됨에 따라 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각한다. First, during maximum cooling, the refrigerant compressed by the compressor 200 passes through the indoor heat exchanger 120 (tempdoor flows through the indoor heat exchanger 120 in the first area A1). blocks) and condenses the refrigerant while passing through the water-cooled heat exchanger 140 and the heat exchanger 140. At this time, the first expansion means 300 bypasses the refrigerant. The condensed refrigerant is compressed in the second expansion means 150 and supplied to the evaporator 130, and the low-pressure liquid refrigerant compressed in the evaporator 130 and the air passing through the first area A1 exchange heat. Accordingly, the air discharged into the room is cooled by the endothermic action of the latent heat of evaporation of the refrigerant.

이 때, 냉방 효율을 높일 수 있도록 상기 제1조절도어(191)는 제1외기유입구(114a)를 폐쇄하고 내기유입구(116)를 개방하여 내기가 제1영역(A1)으로 유입되어 이동하면서 증발기(130)와 열교환되어 냉각되도록 하고, 상기 제2조절도어(192)는 제2외기유입구(114b)를 개방하여 외기가 제2영역(A2)으로 유입되어 이동하면서 열교환기(140)와 열교환되어 배출된다. At this time, in order to increase cooling efficiency, the first control door 191 closes the first outside air inlet 114a and opens the inside air inlet 116, so that inside air flows into the first area A1 and moves to the evaporator. It is cooled by heat exchange with (130), and the second control door (192) opens the second outside air inlet (114b) to allow outside air to flow into the second area (A2) and exchange heat with the heat exchanger (140). is discharged.

한편, 냉방제습시에는 상기 도 8 및 도 9에 도시한 냉방 상태와 동일하되, 상기 템프도어(110d)를 조절하여 차량 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절하여 수행될 수 있다. Meanwhile, during cooling and dehumidification, it is the same as the cooling condition shown in FIGS. 8 and 9, but can be performed by adjusting the temperature of the air supplied to the vehicle interior by adjusting the temp door 110d.

도 10 및 도 11은 본 발명에 따른 히트 펌프 시스템(1000)의 난방 상태를 나타낸 도면이다.10 and 11 are diagrams showing the heating state of the heat pump system 1000 according to the present invention.

먼저, 최대 난방 시, 상기 압축기(200)에 의해 압축된 냉매는 상기 실내열교환기(120)를 통과하면서 제1영역(A1)을 통과하는 공기가 열교환됨에 따라 응축에 의한 방열작용으로 실내에 토출되는 공기를 가열한다. 한편, 상기 제1영역(A1)으로 유입된 공기는 상기 증발기(130)를 통과한 후, 전량 상기 실내열교환기(120)를 통과하도록 상기 템프도어가 작동되며, 이 때, 상기 증발기(130)에는 냉매가 공급되지 않는 상태로 공기가 증발기(130)와 열교환없이 통과된다. 상기 수냉식응축기(400) 역시 냉각수순환라인(L2)을 따라 냉각수가 유동되지 않아 냉매는 변화없이 이동되고, 상기 제1팽창수단(300)에서 교축되어 상기 열교환기(140)로 공급되어 증발된다. 상기 열교환기(140)를 통과하면서 증발된 냉매는 제2팽창수단(150) 및 증발기(130)를 통과하지 않고 상기 바이패스라인(L3)을 통해 상기 압축기(200)로 공급된다. First, during maximum heating, the refrigerant compressed by the compressor 200 is discharged into the room through heat dissipation by condensation as the air passing through the indoor heat exchanger 120 and the first area A1 is heat exchanged. heats the air. Meanwhile, the temp door is operated so that the air introduced into the first area (A1) passes through the evaporator 130 and then entirely passes through the indoor heat exchanger 120. At this time, the evaporator 130 In a state in which refrigerant is not supplied, air passes through the evaporator 130 without heat exchange. In the water-cooled condenser 400, the coolant does not flow along the coolant circulation line L2, so the refrigerant moves without change, is compressed in the first expansion means 300, and is supplied to the heat exchanger 140 to evaporate. The refrigerant evaporated while passing through the heat exchanger 140 is supplied to the compressor 200 through the bypass line L3 without passing through the second expansion means 150 and the evaporator 130.

이 때, 상기 제1조절도어(191)는 제1외기유입구(114a) 및 내기유입구(116)를 선택적으로 개방하여 제1영역(A1)으로 공기를 송풍하며, 상기 제2조절도어(192)는 상기 제2외기유입구(114b)를 폐쇄하고 엔진룸공기유입구(115)를 개방하여 제2영역(A2)으로 엔진룸 내부의 공기가 유입되도록 한다. At this time, the first control door 191 selectively opens the first outside air inlet 114a and the internal air inlet 116 to blow air into the first area A1, and the second control door 192 Closes the second outside air inlet 114b and opens the engine room air inlet 115 to allow air inside the engine room to flow into the second area A2.

한편, 도 12는 본 발명에 따른 차량용 공조 시스템(1000)의 제습 난방 시, 차량 히트 펌프 시스템(1000) 상태를 나타낸 도면으로, 상기 열교환기(140)를 통과한 공기가 바이패스라인(L3)을 통과하지 않고, 상기 제2팽창수단(150) 및 증발기(130)를 통과하면서 추가적으로 흡열되도록 하여 제습 및 온도조절되도록 한 예를 나타내었다. Meanwhile, Figure 12 is a diagram showing the state of the vehicle heat pump system 1000 during dehumidification heating of the vehicle air conditioning system 1000 according to the present invention, in which the air passing through the heat exchanger 140 flows through the bypass line (L3). An example is shown in which heat is additionally absorbed while passing through the second expansion means 150 and the evaporator 130 instead of passing through the second expansion means 150 and the evaporator 130 to achieve dehumidification and temperature control.

정리해 보면, 본 발명 차량용 공조 시스템(1000)은 히트펌프 시스템으로, 즉 1라인의 냉매라인으로 냉방과 난방이 가능한 공조 시스템이다. 난방은 압축기(200)에 의해 압축된 고온의 냉매를 이용하고, 냉방은 냉매의 증발을 이용한다. 이때, 히트펌프 시스템의 고질적인 문제점인 냉방시 응축성능의 저하는 실내열교환기(120)와 함께 냉매를 응축하는 열교환기(140)로 해결한다. 상기 열교환기(140)는 공조케이스(110)에 실장되는데, 공조풍을 생성하는 송풍부(160)의 바람을 전달받아 냉매를 응축한다. 즉, 상기 열교환기(140)로 공기를 송풍하는 별도의 팬(fan) 또는 블로워(blower)를 구비하지 않고, 공조풍을 생성하는 송풍부(160)의 바람을 전달받기 때문에 차량 전반적인 사이즈를 감축시킬 수 있다. In summary, the vehicle air conditioning system 1000 of the present invention is a heat pump system, that is, an air conditioning system capable of cooling and heating with one refrigerant line. Heating uses high-temperature refrigerant compressed by the compressor 200, and cooling uses evaporation of the refrigerant. At this time, the deterioration of condensation performance during cooling, which is a chronic problem of the heat pump system, is solved by the heat exchanger 140 that condenses the refrigerant together with the indoor heat exchanger 120. The heat exchanger 140 is mounted in the air conditioning case 110, and receives wind from the blower 160 that generates air conditioning wind to condense the refrigerant. In other words, the overall size of the vehicle is reduced because it receives the wind from the blower 160 that generates air conditioning wind without having a separate fan or blower to blow air to the heat exchanger 140. You can do it.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and its scope of application is diverse, and anyone skilled in the art can understand it without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Of course, various modifications are possible.

1000 : 차량용 공조 시스템
L1 : 냉매순환라인 L2 : 냉각수순환라인
L3 : 바이패스라인 V : 밸브
100 : 공조 장치
A1 : 제1영역 A2 : 제2영역
110 : 공조케이스 110w : 격벽
111: 페이스 벤트 111d : 페이스 벤트 도어
112 : 디프로스트 벤트 112d : 디프로스트 벤트 도어
113 : 플로어 벤트 113d : 플로어 벤트 도어
114 : 외기유입구
(114a : 제1외기유입구 114b : 제2외기유입구)
116 : 내기유입구
117 : 공기배출구
120 : 실내열교환기
130 : 증발기
140 : 열교환기
150 : 제2팽창수단
160 : 송풍부
170 : 보조난방열교환기
180 : 필터
191 : 제1조절도어 192 : 제2조절도어
200 : 압축기
300 : 제1팽창수단
400 : 수냉식응축기 410 : 기액분리기
2000 : 대시패널 2100 : 장착공
2200 : 내기도입 중공부
3000 : 라디에이터
4000 : 냉각팬
5000 : 냉각수펌프1000: Vehicle air conditioning system
L1: Refrigerant circulation line L2: Coolant circulation line
L3: Bypass line V: Valve
100: air conditioning device
A1: 1st area A2: 2nd area
110: air conditioning case 110w: bulkhead
111: face vent 111d: face vent door
112: defrost vent 112d: defrost vent door
113: floor vent 113d: floor vent door
114: Outside air inlet
(114a: first outside air inlet 114b: second outside air inlet)
116: bet inlet
117: air outlet
120: indoor heat exchanger
130: Evaporator
140: heat exchanger
150: second expansion means
160: blowing unit
170: Auxiliary heating heat exchanger
180: filter
191: 1st control door 192: 2nd control door
200: Compressor
300: first expansion means
400: Water-cooled condenser 410: Gas-liquid separator
2000: Dash panel 2100: Installer
2200: Bet introduction hollowing out
3000: Radiator
4000: Cooling fan
5000: Coolant pump

Claims (12)

압축된 고온의 냉매를 전달받아 차 실내를 공조하기 위한 공조풍을 가열하는 실내열교환기(120);
외부 공기를 전달받아, 공조 모드에 따라 상기 실내열교환기(120)를 통과한 냉매를 응축 또는 증발하고, 열교환한 상기 외부 공기를 차 실외로 토출하는 열교환기(140);
상기 공조 모드 중 냉방 모드 시, 상기 열교환기(140)를 통과한 냉매를 증발시켜 공조풍을 냉각하는 증발기(130); 및
상기 증발기(130) 및 열교환기(140) 측으로 각각 공기를 송풍하는 송풍부(160)를 포함하되,
상기 실내열교환기(120), 열교환기(140), 증발기(130) 및 송풍부(160)는 공조케이스(110) 내에 배치되고,
상기 공조케이스(110)는 격벽(110w)에 의해 공조풍이 유동되는 제1영역(A1) 및 외부 공기가 유동되는 제2영역(A2)으로 구분되며,
상기 제1영역(A1)은 차량의 실내와 연통하며 엔진룸에 배치되고,
상기 제2영역(A2)은 차량의 외부와 연통하고,
상기 제1영역(A1)에 상기 실내열교환기(120) 및 상기 증발기(130)가 배치되며,
상기 제2영역(A2)에 상기 열교환기(140)가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
An indoor heat exchanger (120) that receives compressed high-temperature refrigerant and heats air conditioning wind for air conditioning the interior of the vehicle;
A heat exchanger (140) that receives outside air, condenses or evaporates the refrigerant that has passed through the indoor heat exchanger (120) depending on the air conditioning mode, and discharges the heat-exchanged outside air to the exterior of the vehicle;
In the cooling mode among the air conditioning modes, an evaporator 130 that cools the air conditioning wind by evaporating the refrigerant passing through the heat exchanger 140; and
It includes a blower 160 that blows air toward the evaporator 130 and the heat exchanger 140, respectively,
The indoor heat exchanger 120, heat exchanger 140, evaporator 130, and blower 160 are disposed in the air conditioning case 110,
The air conditioning case 110 is divided into a first area (A1) through which air conditioning wind flows and a second area (A2) through which external air flows by a partition wall (110w),
The first area (A1) communicates with the interior of the vehicle and is located in the engine room,
The second area (A2) communicates with the exterior of the vehicle,
The indoor heat exchanger 120 and the evaporator 130 are disposed in the first area (A1),
An air conditioning system for a vehicle, characterized in that the heat exchanger (140) is disposed in the second area (A2).
 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 차량용 공조 시스템(1000)은,
냉매순환라인(L1) 상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(200);
상기 실내열교환기(120)의 출구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 상기 실내열교환기(120)에서 배출된 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제1팽창수단(300); 및
상기 증발기(130)의 입구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 증발기(130)로 공급되는 냉매를 팽창시키는 제2팽창수단(150)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
According to paragraph 1,
The vehicle air conditioning system 1000,
A compressor (200) installed on the refrigerant circulation line (L1) to compress and discharge the refrigerant;
A first expansion means (300) installed in the refrigerant circulation line (L1) on the outlet side of the indoor heat exchanger (120) to selectively expand the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger (120); and
An air conditioning system for a vehicle, characterized in that it includes a second expansion means (150) installed in the refrigerant circulation line (L1) at the inlet side of the evaporator (130) to expand the refrigerant supplied to the evaporator (130).
 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 차량용 공조 시스템(1000)은 차량 실내와 엔진룸을 구획하는 대시패널(2000)을 기준으로, 상기 공조케이스(110) 내부에서 상기 증발기(130), 열교환기(140) 및 송풍부(160)가 엔진룸 측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
According to clause 5,
The vehicle air conditioning system 1000 includes the evaporator 130, heat exchanger 140, and blower 160 inside the air conditioning case 110, based on the dash panel 2000 that divides the vehicle interior and engine room. An air conditioning system for a vehicle, characterized in that it is placed on the engine room side.
 제5항에 있어서,
상기 차량용 공조 시스템(1000)은 상기 공조케이스(110) 외부에서 상기 제1팽창수단(300)의 입구측 냉매순환라인(L1)에 설치되어 엔진을 냉각하기 위한 냉각수와 열교환되는 수냉식응축기(400) 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
According to clause 5,
The vehicle air conditioning system 1000 includes a water-cooled condenser 400 that is installed in the refrigerant circulation line (L1) at the inlet side of the first expansion means 300 outside the air conditioning case 110 and exchanges heat with coolant for cooling the engine. An air conditioning system for a vehicle, characterized in that it further includes.
 제8항에 있어서,
상기 차량용 공조 시스템(1000)은 상기 수냉식응축기(400)와 열교환기(140) 사이에 기액분리기(410)가 구비되어 상기 수냉식응축기(400)에서 응축된 냉매가 상기 기액분리기(410)를 통과하면서 액상 냉매만 상기 열교환기(140)로 이송되어 과냉각되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
According to clause 8,
The vehicle air conditioning system 1000 is provided with a gas-liquid separator 410 between the water-cooled condenser 400 and the heat exchanger 140, so that the refrigerant condensed in the water-cooled condenser 400 passes through the gas-liquid separator 410. An air conditioning system for a vehicle, characterized in that only the liquid refrigerant is transferred to the heat exchanger (140) and supercooled.
 제8항에 있어서,
상기 공조 시스템(1000)은 상기 냉매순환라인(L1)에 상기 제2팽창수단(150) 및 증발기(130)를 바이패스하도록 바이패스라인(L3)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
According to clause 8,
The air conditioning system (1000) is an air conditioning system for a vehicle, wherein a bypass line (L3) is formed in the refrigerant circulation line (L1) to bypass the second expansion means (150) and the evaporator (130).
 제10항에 있어서,
상기 바이패스라인(L3)은 냉매의 역류방지를 위한 역류방지밸브(V)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.
According to clause 10,
An air conditioning system for a vehicle, wherein the bypass line (L3) is further provided with a backflow prevention valve (V) to prevent backflow of refrigerant.
 제5항에 있어서,
상기 공조 시스템(1000)은 공기 흐름 방향으로 상기 실내열교환기(120) 후측에 보조난방열교환기(170)가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 공조 시스템.According to clause 5,
The air conditioning system (1000) is an air conditioning system for a vehicle, characterized in that an auxiliary heating heat exchanger (170) is further provided behind the indoor heat exchanger (120) in the direction of air flow.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008155827A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Toyota Motor Corp Vehicular air conditioner
JP2014228190A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社デンソー Refrigeration cycle device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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KR20150144358A (en) * 2014-06-16 2015-12-28 한온시스템 주식회사 Air conditioner system for vehicle

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008155827A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Toyota Motor Corp Vehicular air conditioner
JP2014228190A (en) * 2013-05-22 2014-12-08 株式会社デンソー Refrigeration cycle device

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