KR102637895B1 - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

차량의 열관리 시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR102637895B1
KR102637895B1 KR1020180093484A KR20180093484A KR102637895B1 KR 102637895 B1 KR102637895 B1 KR 102637895B1 KR 1020180093484 A KR1020180093484 A KR 1020180093484A KR 20180093484 A KR20180093484 A KR 20180093484A KR 102637895 B1 KR102637895 B1 KR 102637895B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
mode
heat pump
pump mode
Prior art date
Application number
KR1020180093484A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200017923A (ko
Inventor
이재민
김영철
김인혁
윤서준
이경철
이승호
강성호
Original Assignee
한온시스템 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한온시스템 주식회사 filed Critical 한온시스템 주식회사
Priority to KR1020180093484A priority Critical patent/KR102637895B1/ko
Priority to CN201910720511.3A priority patent/CN110816201B/zh
Priority to US16/536,959 priority patent/US10946721B2/en
Publication of KR20200017923A publication Critical patent/KR20200017923A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102637895B1 publication Critical patent/KR102637895B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • B60H1/00907—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant changes and an evaporator becomes condenser
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00271—HVAC devices specially adapted for particular vehicle parts or components and being connected to the vehicle HVAC unit
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H3/00—Other air-treating devices
    • B60H3/02—Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control
    • B60H3/024—Moistening ; Devices influencing humidity levels, i.e. humidity control for only dehumidifying the air
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 성능저하 없이도 냉매순환라인의 구조를 단순화하고, 각종 밸브부품의 개수를 줄일 수 있으며, 이를 통해, 제조원가를 절감할 수 있음과 동시에, 배관에서의 냉매 압력손실을 개선하여, 차실내의 냉,난방 성능을 높일 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
이러한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 팽창밸브와 실외열교환기와 에어컨모드용 팽창밸브와 저압측 실내열교환기와 냉매-냉각수 열교환기로 구성되는 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 냉매순환라인으로부터 분지되며, 에어컨 모드 시에, 냉매를 압축기와 고압측 실내열교환기와 실외열교환기와 에어컨모드용 팽창밸브와 저압측 실내열교환기 사이에서 순환시켜, 냉방루프를 형성하는 에어컨모드용 분지라인과; 냉매순환라인으로부터 분지되며, 히터펌프 모드 시에, 냉매를 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 팽창밸브와 냉매-냉각수 열교환기 사이에서 순환시켜, 난방루프를 형성하는 히트펌프모드용 분지라인을 더 포함하며; 에어컨모드용 분지라인과 히트펌프모드용 분지라인은, 냉매순환라인의 분지시점부터 압축기전까지 서로에 대해 분리, 독립되어, 냉매순환라인의 분지시점부터 압축기 전까지의 냉,난방루프가 서로 분리될 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 열관리 시스템{HEAT MANAGEMENT SYSTEM OF VEHICLE}
본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 공조장치의 성능저하 없이도 냉매순환라인의 구조를 단순화할 수 있고, 각종 밸브부품의 개수를 줄일 수 있으며, 이를 통해, 제조원가를 절감할 수 있음과 동시에, 배관에서의 냉매 압력손실을 개선하여, 차실내의 냉,난방 성능을 높일 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.
하이브리드(Hybrid) 차량은, 전기모터와 내연기관(엔진)을 병행하여 사용하는 차량으로서, 차량의 주행부하가 클 경우, 예를 들면, 고속주행시나 오르막길 주행시에는 "엔진 구동모드"로 전환되면서 엔진을 사용한다.
반대로, 차량의 주행부하가 작을 경우, 예를 들면, 저속주행이나 정차시에는 "모터 구동모드"로 전환되면서 전기모터를 사용한다.
이러한 하이브리드 차량(이하, "차량"이라 통칭함)은, 다양한 열관리 장치들을 갖추고 있다. 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이, 차실내를 냉,난방하는 공조장치(10)와, 전장부품모듈(C)을 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치(20) 등이 있다.
공조장치(10)는, 히트펌프식으로서, 냉매순환라인(12)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(14)와 고압측 실내열교환기(15)와 히트펌프모드용 팽창밸브(16)와 실외열교환기(17)와 에어컨모드용 팽창밸브(18)와 저압측 실내열교환기(19)를 갖추고 있다.
이러한 냉매순환라인(12)은, 냉방을 위한 "에어컨 모드" 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 개방시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 거치지 않으면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 저압측 실내열교환기(19)에 저온의 "냉기"를 발생시키며, 발생된 "냉기"를 차실내로 공급하여 냉방한다.
그리고 난방을 위한 "히트펌프 모드" 시에는, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 온(ON)시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 통과하면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 고압측 실내열교환기(15)에 고온의 "열"을 발생시키며, 발생된 "열"을 차실내로 공급하여 난방한다.
수냉식 냉각장치(20)는, 냉각수순환라인(22)을 구비하며, 상기 냉각수순환라인(22)은, 워터펌프(24)와 라디에이터(25)를 갖추고 있다.
이러한 냉각수순환라인(22)은, 냉각수를 라디에이터(25)와 전장부품모듈(C) 사이에서 순환시키면서 상기 전장부품모듈(C)을 냉각시킨다.
한편, 공조장치(10)가 "히트펌프 모드"로 제어되고 있는 상태에서, 증발기 역할의 실외열교환기(17)가 낮은 온도로 저하될 경우, 상기 실외열교환기(17)의 표면에 아이싱(Icing)이 발생될 우려가 있다.
따라서, 열관리 시스템은, 실외열교환기(17)의 아이싱을 방지하기 위한 아이싱 방지장치(30)를 갖추고 있다.
아이싱 방지장치(30)는, 실외열교환기(17)로 도입되기 전의 냉매를 바이패스하는 흐름제어밸브(32)들과, 바이패스된 냉매를 수냉식 냉각장치(20)의 냉각수와 열교환시키는 냉매-냉각수 열교환기(34)를 포함한다.
이러한 아이싱 방지장치(30)는, 실외열교환기(17)의 아이싱 발생 시에, "아이싱 방지모드"로 진입하면서 실외열교환기(17)로 도입되기 전의 냉매를 바이패스하여 수냉식 냉각장치(20)의 냉각수와 열교환시킨다.
따라서, 실외열교환기(17)를 사용하지 않고서도 냉매의 냉기를 방출할 수 있게 하고, 이를 통해, 실외열교환기(17)의 아이싱을 방지한다.
여기서, "아이싱 방지모드"의 진입 시에, 상기 수냉식 냉각장치(20)는, 흐름제어밸브(20a)를 제어하여 냉각수순환라인(22)의 냉각수를 전장부품모듈(C)과 냉매-냉각수 열교환기(34) 사이에서 순환시킨다.
한편, 이러한 종래의 열관리 시스템은, 구조를 단순화하고, 부품수를 줄여 원가를 절감하는 것이 중요한 과제로 되고 있다.
특히, 최근 들어, 차량의 제조원가를 절감하여 차량의 가격을 낮추는 것이 매우 중요한 과제로 되고 있는 데, 위에서와 같이, 냉매순환라인(12)의 구조가 복잡하고, 많은 수의 흐름제어밸브(32)들을 필요로 하는 종래의 열관리 시스템으로는 차량의 제조원가 절감의 과제에 대응할 수 없다는 단점이 있다.
따라서, 차량의 제조원가 절감에 대응할 수 있도록, 냉매순환라인(12)의 구조를 단순화하고, 부품수를 줄여서 열관리 시스템의 제조원가를 줄이는 것이 반드시 필요하다.
또한, 종래의 열관리 시스템은, 냉매순환라인(12)의 냉매유동 특성을 높여 공조장치(10)의 냉,난방 성능을 높이는 것이 중요하다.
특히, 냉매의 경우, 배관의 길이가 길수록 압력 손실이 다량 발생되어 공조장치(10)의 냉,난방 성능을 저하시킨다. 따라서, 공조장치(10)의 냉,난방 성능을 향상시키기 위해서 배관의 길이를 줄여서 배관에서의 냉매 압력손실을 반드시 개선할 필요가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 구조를 개선함으로써, 공조장치의 성능저하 없이도 냉매순환라인의 구조를 단순화할 수 있고, 흐름제어밸브의 개수를 줄일 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 공조장치의 성능저하 없이도 냉매순환라인의 구조를 단순화할 수 있고, 흐름제어밸브의 개수를 줄일 수 있도록 구성함으로써, 부품수를 줄여 제조원가를 절감할 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 구조를 개선함으로써, 배관에서의 냉매 압력손실을 개선할 수 있고, 이를 통해, 차실내의 냉,난방 성능을 높일 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 배관에서의 냉매 압력손실을 개선하여, 차실내의 냉,난방 성능을 높일 수 있도록 구성함으로써, 차실내의 냉,난방 성능을 개선시킴과 아울러 차량의 연비를 개선할 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은, 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 팽창밸브와 실외열교환기와 에어컨모드용 팽창밸브와 저압측 실내열교환기와 냉매-냉각수 열교환기로 구성되는 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 상기 냉매순환라인으로부터 분지되며, 에어컨 모드 시에, 냉매를 상기 압축기와 고압측 실내열교환기와 실외열교환기와 에어컨모드용 팽창밸브와 저압측 실내열교환기 사이에서 순환시켜, 냉방루프를 형성하는 에어컨모드용 분지라인과; 상기 냉매순환라인으로부터 분지되며, 히터펌프 모드 시에, 냉매를 상기 압축기와 고압측 실내열교환기와 히트펌프모드용 팽창밸브와 냉매-냉각수 열교환기 사이에서 순환시켜, 난방루프를 형성하는 히트펌프모드용 분지라인을 더 포함하며; 상기 에어컨모드용 분지라인과 히트펌프모드용 분지라인은, 상기 냉매순환라인의 분지시점부터 상기 압축기전까지 서로에 대해 분리, 독립되어, 상기 냉매순환라인의 분지시점부터 상기 압축기 전까지의 냉,난방루프가 서로 분리될 수 있게 하고, 히트펌프 모드 시에, 차실내 공기를 제습할 수 있는 제습부를 더 구비하며; 상기 제습부는, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브에 도입되기 전의 고압 냉매를 바이패스하여, 차실내측에 설치되는 저압측 실내열교환기에 도입시키는 바이패스라인과; 히트펌프 모드 시에, 상기 바이패스라인으로 바이패스된 고압의 냉매를 저온,저압으로 감압 팽창시켜, 상기 저압측 실내열교환기로 도입시키고, 상기 저압측 실내열교환기로 도입된 저온,저압의 냉매가 차실내로 송풍되는 공기와 열교환되면서 공기 중의 습기를 제거할 수 있게 하는 가변식 제습용 팽창밸브를 포함하고, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브는, 에어컨 모드 시에는 상기 고압측 실내열교환기측 냉매를 압력 변화없이 그대로 통과시키고, 히트펌프 모드 시에는 상기 고압측 실내열교환기측 냉매를 감압,팽창시키며; 상기 에어컨모드용 분지라인과 히트펌프모드용 분지라인은, 상기 냉매순환라인의 부분 중, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브의 하류측부분으로부터 분지되고, 상기 제습용 팽창밸브는, 고압측 실내열교환기를 통과한 고압의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브를 통과하기 이전에 분지되는 바이패스라인상에 설치되어, 저압측 실내열교환기로 도입되는 냉매의 감압,팽창량을 제어하여, 저압측 실내열교환기의 온도를 제어하고, 차실내로 송풍되는 공기의 제습량을 조절하는 것을 특징으로 한다.
삭제
삭제
삭제
삭제
본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템에 의하면, 공조장치의 냉매순환라인을 구비하되, 상기 냉매순환라인의 "냉방루프"와 "난방루프"가 서로 분리, 독립되는 구조이므로, "냉방루프"와 "난방루프"가 혼용되는 종래의 구조에 비해 냉매 배관의 구성이 단순하다는 효과가 있다.
또한, 냉매 배관의 구성이 매우 단순하므로, 냉매 배관의 배치 및 설계가 용이하고, 냉매 배관의 길이를 짧게 구성할 수 있으며, 밸브의 개수를 줄일 수 있는 효과가 있다.
또한, 냉매 배관의 길이를 짧게 구성할 수 있으며, 밸브의 개수를 줄일 수 있으므로, 냉매 배관에서 발생되는 냉매의 압력손실을 저감시킬 수 있고, 부품의 개수도 줄일 수 있으며, 이로써, 냉매 배관에서의 냉매 압력손실로 인한 공조장치의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있고, 원가 절감의 효과를 도모할 수 있다.
또한, 냉매순환라인의 "냉방루프"와 "난방루프"가 분리, 독립되는 구조이므로, "냉방루프" 상에 설치되는 실외열교환기는 오직 "에어컨 모드" 시에만 전용으로 사용할 수 있으며, 이로써, "히트펌프 모드" 시에도 사용되는 종래의 실외열교환기와 달리, 실외열교환기에서의 아이싱(Icing) 발생 우려가 전혀 없다는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량의 열관리 시스템을 상세하게 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템을 상세하게 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 작동도로서, 공조장치가 에어컨 모드로 작동될 때를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 작동도로서, 공조장치가 히트펌프 모드로 작동될 때를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동예를 나타내는 작동도로서, 공조장치가 히트펌프 모드와 제습모드로 작동될 때를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명의 열관리 시스템을 구성하는 제습부의 다른 실시예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2 내지 도 4를 참조하여 차량의 열관리 시스템에 대해 간략하게 설명한다.
차량의 열관리 시스템은, 차실내를 냉,난방하는 공조장치(10)와, 전장부품모듈(C)을 냉각시키기 위한 수냉식 냉각장치(20)를 포함한다.
공조장치(10)는, 히트펌프식으로서, 냉매순환라인(12)을 구비하며, 상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(14)와 고압측 실내열교환기(15)와 히트펌프모드용 팽창밸브(16)와 실외열교환기(17)와 에어컨모드용 팽창밸브(18)와 저압측 실내열교환기(19)를 갖추고 있다.
이러한 냉매순환라인(12)은, "에어컨 모드" 시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 개방시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 거치지 않으면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 저압측 실내열교환기(19)에 저온의 "냉기"를 발생시키며, 발생된 "냉기"를 차실내로 공급하여 냉방한다.
그리고 "히트펌프 모드" 시에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 온(ON)시킴으로써, 내부의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 통과하면서 순환될 수 있게 하고, 이러한 냉매 순환을 통해 고압측 실내열교환기(15)에 고온의 "열"을 발생시키며, 발생된 "열"을 차실내로 공급하여 난방한다.
수냉식 냉각장치(20)는, 냉각수순환라인(22)을 구비하며, 상기 냉각수순환라인(22)은, 워터펌프(24)와 라디에이터(25)를 갖추고 있다.
이러한 냉각수순환라인(22)은, 냉각수를 라디에이터(25)와 전장부품모듈(C) 사이에서 순환시키면서 상기 전장부품모듈(C)을 냉각시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 특징부를 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세하게 살펴본다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 공조장치(10)의 냉매순환라인(12)을 구비하되, 상기 냉매순환라인(12)은, 메인라인(12a)과, 메인라인(12a)으로부터 분지되는 에어컨모드용 분지라인(12b)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)을 구비한다.
메인라인(12a)은, 압축기(14)의 토출 냉매를 이송하는 것으로, 고압측 실내열교환기(15)와 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 갖추고 있으며, 상기 고압측 실내열교환기(15)는, "히트펌프 모드" 시에, 압축기(14)에서 토출된 고온의 냉매와 차실내의 송풍공기를 열교환시켜, 차실내를 난방한다.
에어컨모드용 분지라인(12b)은, 실외열교환기(17)와 에어컨모드용 팽창밸브(18)와 저압측 실내열교환기(19)를 갖추고 있으며, "에어컨 모드" 시에, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인라인(12a)으로부터 이송된 고압의 냉매를 에어컨모드용 팽창밸브(18)에서 감압,팽창시키고, 감압,팽창된 냉매를 저압측 실내열교환기(19)에서 차실내의 송풍공기와 열교환시켜 차실내를 냉방하며, 열교환된 냉매를 다시 압축기(14)측으로 복귀시킨다.
히트펌프모드용 분지라인(12c)은, 냉매-냉각수 열교환기(40)를 갖추고 있으며, "히트펌프 모드" 시에, 도 4에 도시된 바와 같이, 메인라인(12a)의 히트펌프모드용 팽창밸브(16)에서 감압,팽창된 냉매를 도입하고, 도입된 냉매를 냉매-냉각수 열교환기(40)에서 냉각수순환라인(22)의 냉각수와 열교환시키며, 열교환된 냉매를 다시 압축기(14)측으로 복귀시킨다.
여기서, 냉매-냉각수 열교환기(40)에서 열교환된 냉매는, 상기 저압측 실내열교환기(19)에서 배출되는 냉매와 합류하여 상기 압축기(14)로 복귀한다.
한편, 에어컨모드용 분지라인(12b)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)의 분지점에는, 흐름제어밸브(50)가 설치된다.
흐름제어밸브(50)는, 3방향 제어밸브로서, 메인라인(12a)의 냉매를 에어컨모드용 분지라인(12b)과 히트펌프모드용 분지라인(12c) 중 어느 하나로 도입시킨다.
특히, "에어컨 모드" 시에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 메인라인(12a)의 냉매를 에어컨모드용 분지라인(12b)으로 도입시키고, "히트펌프 모드" 시에는, 도 4에 도시된 바와 같이, 메인라인(12a)의 냉매를 히트펌프모드용 분지라인(12c)으로 도입시킨다.
따라서, "에어컨 모드" 시에는, 메인라인(12a)과 에어컨모드용 분지라인(12b)이 "냉방루프"를 형성하면서 차실내를 냉방할 수 있게 하고, "히트펌프 모드" 시에는, 메인라인(12a)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)이 "난방루프"를 형성하면서 차실내를 난방할 수 있게 한다.
이러한 구조의 공조장치(10)는, 메인라인(12a)과 에어컨모드용 분지라인(12b)으로 구성되는 "냉방루프"와, 메인라인(12a)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)으로 구성되는 "난방루프"가 구분되는 구조이므로, "냉방루프"와 "난방루프"가 혼용되는 도 1의 종래 기술과 달리 냉매 배관의 구성이 단순해진다.
특히, 에어컨모드용 분지라인(12b)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)의 분지시점으로부터 압축기(14) 유입전까지의 "냉방루프"와 "난방루프"의 냉매 흐름 라인이 완전히 분리, 독립되는 구조이므로, 냉매 배관의 구성이 매우 단순해지고, 밸브의 구성도 단순해진다.
따라서, 냉매 배관의 배치 및 설계가 용이하고, 냉매 배관의 길이를 짧게 구성할 수 있으며, 밸브의 개수를 줄일 수 있다. 이로써, 냉매 배관에서 발생되는 냉매의 압력손실을 저감시킬 수 있고, 부품의 개수도 줄일 수 있다. 그 결과, 냉매 배관에서의 냉매 압력손실로 인한 공조장치(10)의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있고, 원가 절감의 효과를 도모할 수 있다.
또한, 공조장치(10)는, 메인라인(12a)과 에어컨모드용 분지라인(12b)으로 구성되는 "냉방루프"와, 메인라인(12a)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)으로 구성되는 "난방루프"가 구분되는 구조이므로, 에어컨모드용 분지라인(12b)의 실외열교환기(17)는 오직 "에어컨 모드" 시에만 전용으로 사용할 수 있다.
따라서, "히트펌프 모드" 시에도 사용되는 종래의 실외열교환기(17)(도 1참조)와 달리, 실외열교환기(17)에서의 아이싱(Icing) 발생 우려가 전혀 없다.
다시, 도 2를 참조하면, 상기 공조장치(10)는, "히트펌프 모드" 시에, 차실내의 공기를 제습할 수 있는 제습부(60)를 더 구비한다.
제습부(60)는, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)의 하류측 메인라인(12a)으로부터 분지되어, 저압측 실내열교환기(19)의 입구측에 연결되는 바이패스라인(62)과, 바이패스라인(62)에 설치되는 개폐밸브(64)를 포함한다.
바이패스라인(62)은, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 통과하면서 감압,팽창한 메인라인(12a)의 냉매를 바이패스하고, 바이패스된 냉매를 저압측 실내열교환기(19)로 도입시킨다.
개폐밸브(64)는, 히트펌프 모드 시에, 차실내의 습도가 높을 경우, 자동 또는 수동에 의해 바이패스라인(62)을 개방한다.
따라서, 도 5에 도시된 바와 같이, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 통과하면서 감압,팽창된 냉매가 저압측 실내열교환기(19)로 도입될 수 있게 하고, 저압측 실내열교환기(19)로 도입 저온의 냉매가 차실내로 송풍되는 공기와 열교환되면서 공기 중의 습기를 제거할 수 있게 한다.
이러한 제습부(60)에 의하면, 히트펌프 모드 시에, 차실내의 공기를 제습하는 구조이므로, 히트펌프 모드 시에, 차실내의 쾌적성을 현저하게 개선시킨다.
한편, 도 6에는 제습부(60)의 다른 실시예가 도시되어 있다.
다른 실시예의 제습부(60)는, 바이패스라인(62)을 구비하되, 상기 바이패스라인(62)이 히트펌프모드용 팽창밸브(16)의 상류측 메인라인(12a)의 냉매를 바이패스 하는 구조를 갖는다.
이러한 바이패스라인(62)은, 히트펌프모드용 팽창밸브(16)에 도입되기 전의 고압 냉매를 바이패스하는 역할을 한다.
또한, 다른 실시예의 제습부(60)는, 바이패스라인(62)에 설치되는 제습용 팽창밸브(66)를 더 구비한다.
제습용 팽창밸브(66)는, 인가되는 전압의 크기에 따라 교축유로의 개도량이 가변 조절되는 가변식 전자밸브로서, 바이패스라인(62)으로 바이패스된 고압의 냉매를 저온,저압으로 감압 팽창시킨다.
따라서, 감압 팽창된 저압의 냉매가 저압측 실내열교환기(19)로 도입될 수 있게 하고, 저압측 실내열교환기(19)로 도입 저온,저압의 냉매가 차실내로 송풍되는 공기와 열교환되면서 공기 중의 습기를 제거할 수 있게 한다.
이러한 구조를 갖는 다른 실시예의 제습부(60)에 의하면, 가변식 제습용 팽창밸브(66)를 이용하여, 저압측 실내열교환기(19)로 도입되는 냉매의 감압,팽창량을 자동 제어할 수 있으므로, 저압측 실내열교환기(19)의 온도를 자동 제어할 수 있고, 이를 통해, 차실내로 송풍되는 공기의 제습량을 자동 조절할 수 있다.
이와 같은 구조를 갖는 본 발명의 열관리 시스템에 의하면, 공조장치(10)의 냉매순환라인(12)을 구비하되, 상기 냉매순환라인(12)의 "냉방루프"와 "난방루프"가 서로 분리, 독립되는 구조이므로, "냉방루프"와 "난방루프"가 혼용되는 종래의 구조에 비해 냉매 배관의 구성이 단순하다.
또한, 냉매 배관의 구성이 매우 단순하므로, 냉매 배관의 배치 및 설계가 용이하고, 냉매 배관의 길이를 짧게 구성할 수 있으며, 밸브의 개수를 줄일 수 있다.
또한, 냉매 배관의 길이를 짧게 구성할 수 있으며, 밸브의 개수를 줄일 수 있으므로, 냉매 배관에서 발생되는 냉매의 압력손실을 저감시킬 수 있고, 부품의 개수도 줄일 수 있으며, 이로써, 냉매 배관에서의 냉매 압력손실로 인한 공조장치(10)의 냉,난방성능을 개선시킬 수 있고, 원가 절감의 효과를 도모할 수 있다.
또한, 냉매순환라인(12)의 "냉방루프"와 "난방루프"가 분리, 독립되는 구조이므로, "냉방루프" 상에 설치되는 실외열교환기(17)는 오직 "에어컨 모드" 시에만 전용으로 사용할 수 있으며, 이로써, "히트펌프 모드" 시에도 사용되는 종래의 실외열교환기(17)와 달리, 실외열교환기(17)에서의 아이싱(Icing) 발생 우려가 전혀 없다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.
10: 공조장치 12: 냉매순환라인(Line)
12a: 메인라인(Main Line) 12b: 에어컨모드용 분지라인
12c: 히트펌프용 분지라인 14: 압축기
15: 고압측 실내열교환기 16: 히트펌프모드용 팽창밸브(Valve)
17: 실외열교환기 18: 에어컨모드용 팽창밸브(Valve)
19: 저압측 실내열교환기 20: 수냉식 냉각장치
22: 냉각수순환라인 24: 워터펌프(Water Pump)
25: 라디에이터(Radiator) 40: 냉매-냉각수 열교환기
50: 흐름제어밸브 60: 제습부
62: 바이패스라인(Bypass Line) 64: 개폐밸브
66: 제습용 팽창밸브 C; 전장부품모듈(Module)

Claims (8)

  1. 압축기(14)와 고압측 실내열교환기(15)와 히트펌프모드용 팽창밸브(16)와 실외열교환기(17)와 에어컨모드용 팽창밸브(18)와 저압측 실내열교환기(19)와 냉매-냉각수 열교환기(40)로 구성되는 냉매순환라인(12)을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서,
    상기 냉매순환라인(12)으로부터 분지되며, 에어컨 모드 시에, 냉매를 상기 압축기(14)와 고압측 실내열교환기(15)와 실외열교환기(17)와 에어컨모드용 팽창밸브(18)와 저압측 실내열교환기(19) 사이에서 순환시켜, 냉방루프를 형성하는 에어컨모드용 분지라인(12b)과;
    상기 냉매순환라인(12)으로부터 분지되며, 히터펌프 모드 시에, 냉매를 상기 압축기(14)와 고압측 실내열교환기(15)와 히트펌프모드용 팽창밸브(16)와 냉매-냉각수 열교환기(40) 사이에서 순환시켜, 난방루프를 형성하는 히트펌프모드용 분지라인(12c)을 더 포함하며;
    상기 에어컨모드용 분지라인(12b)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)은, 상기 냉매순환라인(12)의 분지시점부터 상기 압축기(14)전까지 서로에 대해 분리, 독립되어, 상기 냉매순환라인(12)의 분지시점부터 상기 압축기(14) 전까지의 냉,난방루프가 서로 분리될 수 있게 하고;
    히트펌프 모드 시에, 차실내 공기를 제습할 수 있는 제습부(60)를 더 구비하며;
    상기 제습부(60)는,
    상기 히트펌프모드용 팽창밸브(16)에 도입되기 전의 고압 냉매를 바이패스하여, 차실내측에 설치되는 저압측 실내열교환기(19)에 도입시키는 바이패스라인(62)과;
    히트펌프 모드 시에, 상기 바이패스라인(62)으로 바이패스된 고압의 냉매를 저온,저압으로 감압 팽창시켜, 상기 저압측 실내열교환기(19)로 도입시키고, 상기 저압측 실내열교환기(19)로 도입된 저온,저압의 냉매가 차실내로 송풍되는 공기와 열교환되면서 공기 중의 습기를 제거할 수 있게 하는 가변식 제습용 팽창밸브(66)를 포함하고,
    상기 히트펌프모드용 팽창밸브(16)는,
    에어컨 모드 시에는 상기 고압측 실내열교환기(15)측 냉매를 압력변화없이 그대로 통과시키고, 히트펌프 모드 시에는 상기 고압측 실내열교환기(15)측 냉매를 감압,팽창시키며;
    상기 에어컨모드용 분지라인(12b)과 히트펌프모드용 분지라인(12c)은,
    상기 냉매순환라인(12)의 부분 중, 상기 히트펌프모드용 팽창밸브(16)의 하류측부분으로부터 분지되고,
    상기 제습용 팽창밸브(66)는,
    고압측 실내열교환기(15)를 통과한 고압의 냉매가 히트펌프모드용 팽창밸브(16)를 통과하기 이전에 분지되는 바이패스라인(62)상에 설치되어,
    저압측 실내열교환기(19)로 도입되는 냉매의 감압,팽창량을 제어하여, 저압측 실내열교환기(19)의 온도를 제어하고, 차실내로 송풍되는 공기의 제습량을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    에어컨 모드 시에는, 상기 냉매순환라인(12)의 냉매를 상기 에어컨모드용 분지라인(12b)으로 도입시키고;
    히트펌프 모드 시에는, 상기 냉매순환라인(12)의 냉매를 상기 히트펌프모드용 분지라인(12c)으로 도입시키는 흐름제어밸브(50)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제 1항에 있어서,
    에어컨 모드 시에는, 상기 압축기(14)측 냉매가 상기 에어컨모드용 분지라인(12b)을 통해 상기 실외열교환기(17)로 도입되면서 열교환되고;
    히트펌프 모드 시에는, 상기 압축기(14)측 냉매가 상기 히트펌프모드용 분지라인(12c)을 통해 상기 냉매-냉각수 열교환기(40)로 도입되면서 열교환되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 실외열교환기(17)를 통과한 냉매는, 상기 에어컨모드용 팽창밸브(18)와 저압측 실내열교환기(19)를 통과하여 상기 압축기(14)로 유입되고;
    상기 냉매-냉각수 열교환기(40)를 통과한 냉매는, 상기 저압측 실내열교환기(19)에서 배출되는 냉매와 합류하여 상기 압축기(14)로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
KR1020180093484A 2018-08-10 2018-08-10 차량의 열관리 시스템 KR102637895B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180093484A KR102637895B1 (ko) 2018-08-10 2018-08-10 차량의 열관리 시스템
CN201910720511.3A CN110816201B (zh) 2018-08-10 2019-08-06 车辆的热管理系统
US16/536,959 US10946721B2 (en) 2018-08-10 2019-08-09 Vehicular heat management system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180093484A KR102637895B1 (ko) 2018-08-10 2018-08-10 차량의 열관리 시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200017923A KR20200017923A (ko) 2020-02-19
KR102637895B1 true KR102637895B1 (ko) 2024-02-19

Family

ID=69670228

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180093484A KR102637895B1 (ko) 2018-08-10 2018-08-10 차량의 열관리 시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102637895B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210149407A (ko) * 2020-06-02 2021-12-09 한온시스템 주식회사 차량의 열관리 시스템

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101313593B1 (ko) * 2011-10-11 2013-10-01 한라비스테온공조 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
KR20150093590A (ko) * 2014-02-06 2015-08-18 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200017923A (ko) 2020-02-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2018161907A1 (zh) 一种热管理系统
CN112074425A (zh) 车用热管理系统
CN106871504B (zh) 用于车辆的空调系统
KR101235039B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101766045B1 (ko) 차량용 공조시스템
KR102318996B1 (ko) 차량용 히트펌프 시스템
US11747057B2 (en) Heat pump system
WO2014136446A1 (ja) 車両用空調装置
KR20210107361A (ko) 차량용 냉난방 시스템
KR102637895B1 (ko) 차량의 열관리 시스템
US20220176776A1 (en) Vehicular heat management system
KR102657255B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
CN110816201B (zh) 车辆的热管理系统
KR101836767B1 (ko) 차량용 공조시스템
KR102637896B1 (ko) 차량의 열관리 시스템
CN115320326A (zh) 热管理系统
US20230020602A1 (en) Vehicular heat management system
KR102257544B1 (ko) 에너지 절감이 가능한 공조 시스템 및 그 제어방법
KR102675387B1 (ko) 차량의 열관리 시스템
KR20210126905A (ko) 차량의 열관리 시스템
KR20220122391A (ko) 차량용 열관리시스템의 난방 제어방법
KR101755877B1 (ko) 차량용 공조시스템
KR20210096420A (ko) 차량용 냉난방 시스템
KR20240103226A (ko) 차량의 열관리 시스템
KR20210094390A (ko) 차량의 열관리 시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant