KR20020005446A

KR20020005446A - 고온가스 바이패스 구조를 가지는 냉동사이클 시스템

Info

Publication number: KR20020005446A
Application number: KR1020010039865A
Authority: KR
Inventors: 이자와사토시; 다카노요시아키; 구와하라미키하루
Original assignee: 오카베 히로무; 가부시키가이샤 덴소
Priority date: 2000-07-06
Filing date: 2001-07-04
Publication date: 2002-01-17
Also published as: CN1172142C; CN1332347A; DE60113340T2; EP1170560A2; JP4569041B2; KR100419564B1; US20020002841A1; CA2352297A1; CA2352297C; EP1170560A3; JP2002079821A; EP1170560B1; US6516628B2; DE60113340D1

Abstract

본 발명의 냉동사이클 시스템에서, 저압측 기액 분리기(35)는 증발기(32)의 냉매출구측과 압축기(10)의 냉매 흡입측 사이에 배치되어 기상 냉매가 압축기로 흡입되고, 액상 냉매가 압축기내로 유입되는 스로틀 통로(35a)는 상기 저압측 기액 분리기내에 배치된다. 또한, 냉방 모드에서 압축기로부터 토출된 기상 냉매를 응축하기 위한 응축기(20)에서, 양쪽 제1 및 제2 열교환 유니트(21, 22)는 냉매 유동 방향으로 차례로 제공되며, 고압측 기액 분리기(23)는 제1 및 제2 열교환 유니트 사이에 배치된다.

Description

고온가스 바이패스 구조를 가지는 냉동사이클 시스템{Refrigerant cycle system with hot-gas bypass structure}

본 발명은 압축기로부터 토출된 고온 가스가 응축기를 바이패스하는 동안에 응축기내로 직접 유입시키기 위한 고온 가스 바이패스 구조를 구비한 차량용 냉동사이클 시스템에 관한 것이다. 상기 압축기로부터 토출된 고온 기상 냉매가 상기 응축기를 바이패스하는 동안에 증발기내로 직접 유입되는 경우, 상기 증발기는 방열기로서 이용된다.

미국 특허 제 5,291,941 호에서 개시된 종래의 냉동사이클 시스템에는, 압축기(110)로부터 토출된 냉매가 응축기(120)를 바이패스하는 동안에 증발기(132) 내로 직접 유입되도록 하는 고온 가스 바이패스 통로(118)가 제공되며, 감압 유니트(117)는 상기 바이패스 통로(118)내에 배치된다. 또한, 공기 조화 유니트에는 히터 코어(133)가 증발기(132)의 공기 하류측에 배치된다. 엔진(112)으로부터의 엔진 냉각수의 온도가 난방 모드에서 소정의 온도보다 낮을 경우, 전자 밸브(115)는 폐쇄되고, 전자 밸브(116)는 개방됨으로써, 상기 압축기(110)로부터 토출된 고온 기상 냉매는 고온 가스 바이패스 통로(118)를 통하여 증발기(132)로 유입된다.

또한, 상기 응축기(120)를 통하여 바이패스된 후의 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키고, 그 내부에 잔여 액상 냉매를 저장하기 위한 리시버(receiver)(151)가 응축기(120)의 하류측에 배치된다. 한편, 어큐뮬레이터(135)는 증발기(132)의 출구측과 압축기(110)의 흡입측 사이에 배치됨으로써 분리된 기상 냉매가 압축기(110)내로 흡입된다.

그러나, 종래의 시스템에서, 오일을 복귀시키기 위한 스로틀 통로의 스로틀직경이 난방 모드에서 난방 능력을 향상시키기 위하여 어큐뮬레이터(135)내에서 크게 형성될 경우, 냉방 모드에서 상기 압축기(110)내로 흡입된 액상 냉매량이 증가되며, 냉방 모드에서의 냉방 능력은 감소된다. 즉, 냉방 능력과 난방 능력 모두를 향상시키기가 어렵다.

또한, 종래의 시스템에서, 고온 가스 바이패스 통로(118)는 엔진실내에서 압축기(110)의 냉매 토출측으로부터 객실내에서의 증발기(132)의 냉매 입구측까지 확장하고, 더욱 길게 된다. 그러므로, 냉매 배관 구조가 복잡하게 되며, 냉동사이클 시스템이 차량의 작은 공간상에 설치되기가 어렵다.

전술한 문제점을 고려하여, 본 발명의 목적은 난방 모드에서의 난방 능력과 냉방 모드에서의 냉방 능력 모두를 향상시키는 고온 가스 바이패스 통로 구조를 구비하는 냉동사이클 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 저압측내에 제공된 제1 기액 분리기의 크기가 감소될 수 있는 냉동사이클 시스템을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 냉매 배관 구조가 간단하게 이루어질 수 있으며, 차량으로의 장착성이 향상될 수 있는 차량용 냉동사이클 시스템을 제공함에 있다.

본 발명에 따르면, 난방 모드와 냉방 모드가 열교환기내에서 선택적으로 개폐될 수 있는 냉동사이클 시스템에서, 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키고, 기상 냉매를 압축기내로 유입시키기 위한 제1 기액 분리기가 열교환기의 냉매 출구측과 압축기의 냉매 흡입측 사이에 배치되며, 상기 제1 기액 분리기는 그의 내부에 저장된 액상 냉매의 일부를 압축기내로 유입시키기 위한 스로틀 통로를 가진다. 또한, 상기 응축기는 냉매 유동 방향으로 순서대로 배치되는 양쪽 제1 및 제2 열교환 유니트, 및 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키기 위하여 제1 열교환 유니트와 제2 열교환 유니트 사이에 배치된 제2 기액 분리기를 포함한다. 상기 제2 기액 분리기내의 기상 냉매가 몰리에르 선도의 포화된 기체 라인상에서변화되기 때문에, 상기 압축기로부터 토출된 냉매의 초과열 상태는 제1 열교환 유니트의 열 교환량에 의해 결정된다. 또한, 상기 압축기에서의 냉매 압축 과정은 기본적으로 단열 압축으로 인한 등엔트로피 변화이며, 열교환기의 출구에서의 냉매 과열도는 제1 열교환 유니트의 열교환량을 적절하게 설정함으로써 적절한 값으로 제어될 수 있다. 따라서, 냉방 모드에서, 열교환기의 출구측에서의 냉매 과열상태는 상기 제1 열교환 유니트의 열 교환량을 제어함으로써 적합한 과열도에서 유효하게 설정될 수 있다. 그러므로, 상기 냉방 모드에서, 제1 기액 분리기(gas-liquid separator)의 스로틀 통로의 스로틀 개도가 더욱 크게 형성되는 경우 조차도, 상기 압축기내로 흡입된 액상 냉매량이 증가되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 상기 스로틀통로의 스로틀 개도는 더욱 크게 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 난방 모드에서, 압축 작동량은 증가될 수 있으며, 난방 모드에서의 난방 능력은 냉각능력을 감소시키는 것 없이 향상될 수 있다. 따라서, 상기한 냉동사이클 시스템에서는 난방 능력과 냉각능력 모두를 향상시킬 수 있다.

또한, 상기 제2 기액 분리기가 제1 및 제2 열교환 유니트 사이에 배치되기 때문에, 상기 제1 기액 분리기의 탱크용적은 더욱 작게 이루어질 수 있다. 상기 냉방 모드에서, 상기 제1 기액 분리기는 열교환기로부터 과열 기상 냉매가 흐르도록 하는 냉매 통로로서 사용될 수 있다. 상기 난방 모드에서만, 제1 기액 분리기가 기액분리 기능을 가진다. 그러므로, 상기 제1 기액 분리기의 크기는 매우 감소될 수 있으며, 차량에 제1 및 제2 기액 분리기를 설치하는 작업이 향상될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 열교환 유니트는 압축기로부터 토출된 냉매를 냉각 및응축시키도록 배치되며, 상기 제1 기액 분리기는 상기 열교환 유니트로부터의 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키고, 분리된 기상 냉매를 제2 열교환 유니트로 유입되도록 배치되며, 상기 제2 열교환 유니트는 제2 기액 분리기로부터의 기상 냉매를 압축시키기 위해 배치되며, 상기 열교환기의 냉매 출구에서 냉매의 과열도는 제1 열교환 유니트에서의 열교환량에 의해 제어된다. 그러므로, 냉방 모드에서, 상기 열교환기의 냉매 출구에서 냉매의 과열도는 적절하게 제어될 수 있다.

바람직하게, 상기 제1 열교환 유니트와 제2 열교환 유니트는 일체 형성된 부재로서 일체로 구성되며, 상기 제2 기액 분리기는 제1 및 제2 열교환 유니트 모두와 일체로 구성된다. 그러므로, 일체로 형성된 응측기는 차량에 용이하게 장착될 수 있다.

또한, 상기 제1 감압 유니트는 응축기의 가까운 위치에 배치되며, 상기 제1 감압 유니트의 냉매 출구측과 고온 가스 바이패스 통로의 냉매 출구측이 상기 응축기의 가까운 위치에서 단일 냉매 배관으로 연결되며, 상기 단일 냉매 배관은 열교환기의 냉매 입구측에 연결된다. 그러므로, 냉동사이클 시스템의 냉매 배관 구조는 간단히 이루어질 수 있으며, 냉동사이클 시스템은 차량에 용이하게 장착될 수 있다.

한편, 본 발명에 따른 냉동사이클 시스템에서, 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키고, 기상 냉매를 압축기내로 유입시키기 위한 제1 기액 분리기는 열교환기의 냉매 출구측과 압축기의 냉매 흡입측 사이에 배치되며, 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키기 위한 제2 기액 분리기는 응축기의 메인 냉매 통로로부터 분지된 분지 냉매 통로내에 배치되며, 상기 제1 기액 분리기는 그의 내부에 저장된 액상 냉매의 일부를 압축기내로 유입시키기 위한 스로틀 통로를 가지며, 상기 제2 기액 분리기는 그의 내부에 저장된 액상 냉매량이 압축기로부터 토출된 기상 냉매의 과열도에 따라 조절되도록 배치된다. 그러므로, 상기 제2 기액 분리기내의 액상 냉매량은 압축기로부터 토출된 냉매의 과열도에 따라 조절될 수 있고, 상기 열교환기의 냉매 출구측에서의 냉매의 과열도와 상기 압축기로부터 토출된 냉매의 과열도가 조절될 수 있다. 따라서, 상기 냉동사이클 시스템에서의 냉매 순환량이 불충분하게 되는 것을 방지할 수 있고, 냉방 모드에서 충분한 냉방 능력이 제공될 수 있다. 또한, 상기 응축기내의 냉매의 일부만이 응축기의 메인 냉매 통로로부터 분지되면서 제2 기액 분리기내로 유입되기 때문에, 난방 모드에서 짧은 시간안에 냉매 회복 작동이 효과적으로 수행될 수 있다.

본 발명의 추가적인 목적 및 잇점들은 하기의 바람직한 실시예의 상세한 설명과 첨부된 도면으로부터 좀더 분명해질 것이다.

도1은 본 발명의 바람직한 제1 실시예에 따른, 차량에 냉동사이클 시스템의 설치상태를 나타낸 개략적인 사시도.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른, 냉동사이클 시스템에서 사이클 작동을 설명하기 위한 도면.

도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른, 냉방 모드에서 사이클 작동을 설명하기 위한 몰리에르 선도.

도4는 본 발명의 바람직한 제2 실시예에 따른, 응축기의 정면도.

도5는 본 발명의 바람직한 제3 실시예에 따른, 냉동사이클 시스템에서 어큐뮬레이터의 설치상태를 나타낸 개략도.

도6은 본 발명의 바람직한 제4 실시예에 따른, 냉동사이클 시스템에서 사이클 작동을 설명하기 위한 도면.

도7은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 차량에 냉동사이클 시스템의 설치상태를 나타낸 개략적인 사시도.

도8은 본 발명의 제4 실시예에 따른, 분리기 일체형 응축기내에서 냉매유동을 설명하기 위한 개략도.

도9는 종래의 냉동사이클 시스템을 나타낸 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 압축기 14: 밸브 장치

15, 16: 전자 밸브 17, 24: 감압 유니트

18: 고온가스 바이패스 통로 19: 체크 밸브

20: 응축기 21: 제1 열교환 유니트

22: 제2 열교환 유니트 23: 제3 열교환 유니트

26, 34: 저압 냉매 배관 32: 증발기

35: 어큐뮬레이터

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

본 발명의 바람직한 제1 실시예를 도1 내지 도3을 참조하여 설명한다. 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 압축기(10)는 전자 클러치(11)를 통하여 차량 엔진(12)에 의해 구동된다. 밸브 장치(14)는 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매가 흐르는 토출 배관(13)측에 배치된다. 도2에 도시한 바와 같이, 상기 밸브 장치(14)는 냉각을 위한 전자 밸브(15)와, 가열을 위한 전자 밸브(16), 가열을 위한 감압 유니트(17), 고온 가스 바이패스 통로(18) 및 체크 밸브(19)를 포함한다.

상기 전자 밸브(16) 및 감압 유니트(17)는 고온 가스 바이패스 통로(18)에 배치된다. 따라서, 상기 감압 유니트(17)는 전자 밸브(16)의 냉매 출구에 제공된 미세 반경의 스로틀홀(throttle hole)(고정 스로틀)로 구성될 수 있다.

상기 압축기(10)의 토출 배관(13)은 응축기(20)의 입구 연결부(20a)에 연결되며, 상기 전자 밸브(15)는 냉매 유동 방향으로 응축기(20)의 상류측의 토출 배관(13)내에 배치된다. 상기 압축기(10)로부터 토출된 고압 기상 냉매는 전자 밸브(15)를 통과한 후 응축기(20)로 유입되며, 상기 응축기(20)에서 냉각 및 응축되어질 외부 공기와 열교환한다. 도1 및 도2에 도시한 바와 같이, 상기 응축기(20)는 냉매 유동 방향으로 차례로 제공된 제1 열교환 유니트(21)와 제2 열교환유니트(22)를 구비한다. 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키기 위한 기액 분리기(제2 기액 분리기)(23)는 상기 응축기(20)내에서 제1 열교환유니트(21)와 제2 열교환 유니트(22) 사이에 배치된다.

도1에서 도시한 상기 응축기 구조는 제1 열교환 유니트(21), 제2 열교환 유니트(22) 및 기액 분리기(23)가 일체로 형성된 응축기(20)의 특정 예를 도시한 것이다. 즉, 상기 응축기(20)는 분리기 일체형 응축기이다. 도1에서 상기 응축기(20)는 냉매가 흐르는 복수개의 튜브와 상하 방향으로 교대로 적층된 복수개의 주름핀(corrugated fin)로 이루어진 열교환부(20b)를 포함한다. 양쪽 헤더 탱크(20c, 20d)(header tank)는 각 튜브의 양단부에 수직으로 연장하도록 배치된다.

상기 일측 헤더 탱크(20c)내의 내부공간을 구획하기 위한 구획부재(20e)는 상기 일측 헤더탱크(20c)의 내부공간이 상부 및 하부 공간으로 구획되도록 배치된다. 따라서, 상기 입구 연결부(20a)로부터의 냉매는 일측 헤더 탱크(20c)의 상부 공간을 통과한 후 상기 열교환 유니트의 상부측 튜브를 통과한다. 구획판(2f)은 타측 헤더 탱크(20d)의 내부 공간이 상부 및 하부공간으로 구획되도록 상기 타측 헤더 탱크(20d)의 내부 공간내에 배치된다. 따라서, 상기 열교환부(20b)의 상부측 튜브를 통과하는 냉매는 상기 타측 헤더 탱크(20d)의 상부 공간을 통과하며, 상기 헤더 탱크(20d)의 상부 공간이 기액 분리기(23)의 상부공간과 연통하도록 하는 제1 연통로(23a)로부터 기액 분리기(23)의 상부로 흐른다.

상기 기액 분리기(23)는 수직방향(상하방향)으로 연장하는 길고 좁은 탱크 형상을 가지며, 기상 냉매와 액상 냉매 사이의 밀도 차이를 이용하여 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시킨다. 상기 기액 분리기(23)는 타측 헤더 탱크(20d)와 일체로 형성되며, 상기 탱크의 하측 부분에 액상 냉매를 축적하기 위한 탱크를 구비한다. 상기 기액 분리기(23)에서 분리된 기상 냉매는 기액 분리기(23)와 타측 헤더 탱크(20d) 사이의 기액 분리기(23)의 상측에 제공된 제2 연통로(23b)를 통하여 상기 구획판(20f) 아래의 타측 헤더탱크(20d)의 하부 공간으로 흐른다. 상기 타측 헤더 탱크(20d)의 하부 공간으로 흐르는 기상 냉매는 상기 열교환부(20b)의 하측 튜브를 통하여 흐르며, 상기 구획판(20e) 아래의 일측 헤더 탱크(20c)의 하부 공간으로 흐르고, 이후 출구 연결부(20g)로부터 응축기(20)의 외부로 흐른다.

상기 기액 분리기의 최하부측에는, 액상 냉매에 포함된 오일이 복귀되도록 제3 연통로(23c)가 제공된다. 상기 제3 연통로(23c)는 스로틀 통로에 의해 구성된다. 상기 기액 분리기내에서, 오일을 포함하는 액상 냉매의 일부는 상기 제3 연통로(23c)를 통하여 타측 헤더 탱크(20d)의 하부 공간으로 흐른다.

제1 실시예에서, 상기 제1 열교환 유니트(21)는 열교환부(20b)의 상측부내에 구성되며, 상기 제2 열교환 유니트(22)는 열교환부(20b)의 하측부내에 구성된다. 도1 에서, 냉매 유동을 간단히 나타내기 위하여, 상기 냉매 유동은 단순한 직선라인으로 나타내었다. 그러나, 냉매는 양쪽 헤더탱크(20c, 20d)중 적어도 하나내에서 유턴(U-turn)되도록 응축기(20)의 제1 및 제2 열교환 유니트(21, 22)내에서 굽이쳐 흐를 수 있다.

상기 제1 실시예에 따른 응축기(20)는 상기 제1 열교환 유니트(21), 제2 열교환 유니트(22) 및 기액 분리기(23)를 일체 구조의 단일 부품으로 조립하기 위하여 이들 세개의 부품들을 알루미늄 일체 납땜 방법등에 의해 일체로 조립함으로써 형성된다. 그러나, 상기 제1 열교환 유니트(21), 제2 열교환 유니트(22) 및 기액 분리기(23)의 이들 세개 부품들이 개별적으로 구성되고, 이들 세개의 부품들을 적절한 배관등을 사용하여 결합할지라도, 동일한 기능이 제공된다.

또한, 제1 실시예에서, 상기 밸브 장치(14), 입구 연결부(20a) 및 출구 연결부(20g)는 공기 유동 방향에서 응축기(20)내의 공기 상류측에 배치된다. 상기 입구 연결부(20a)와 출구 연결부(20g)는 상하 방향으로 서로 떨어져 일측 헤더 탱크(20c)에 고정된다. 또한, 예를 들면, 상기 밸브 장치(14)의 전자 밸브(15)의출구부(15a)는 밸브 장치(14)의 전 몸체가 응축기(20)의 연결부(20a)내에 지지 및 고정되도록 상기 입구 연결부(20a)에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 밸브 장치(14)는 적절한 브라켓에 의하여 응축기(20)의 상부 측판(20h)에 고정될 수 있다.

감압 유니트(제1 감압 유니트)(24)는 상기 출구 연결부(20g)에 결합되어 상기 응축기(20)를 통과한 후의 냉매가 기액 2상 냉매(gas-liquid two-phase refrigerant)가 되도록 상기 감압 유니트(24)내에서 감압된다. 예를 들면, 상기 감압 유니트(24)는 미세 직경(예를들면 φ = 1.2 - 1.3mm)과 소정 길이를 가지는 캐필러리 튜브(capillary tube)로 형성될 수 있다.

상기 밸브 장치(14)내의 체크 밸브(19)는 감압 유니트(24)의 출구측에 연결된다. 상기 체크 밸브(19)는 난방 모드에서 냉매가 고온가스 바이패스 통로(18)로부터 상기 응축기(20)를 향하여 흐르는 것을 방지하도록 배치된다. 상기 체크 밸브(19)의 출구부는 밸브 장치(14)내의 고온가스 바이패스 통로(18)의 출구부에 결합된다. 따라서, 상기 고온가스 바이패스 통로(18)는 응축기(20)에 가까운 위치에서 상기 밸브 장치(14)내에 제공된 매우 짧은 통로로 구성될 수 있으며, 고온가스 바이패스 통로(18)의 출구부와 체크 밸브(19)의 출구부에서의 연결부(25)는 상기 밸브 장치(14)내에 제공될 수 있다.

도2 에 도시한 바와 같이, 단일 저압냉매 배관(26)은 상기 연결부(25)에 연결되며, 엔진실로부터 대시보드(dashboard)(27)의 홀을 통하여 객실(28)내로 연장한다. 상기 대시보드(27)는 엔진실(29)과 객실을 서로 구획하기 위한 것이다.

공기조화 유니트(30)는 계기판 아래의 정면측 객실(28)내에 배치된다. 상기공기조화 유니트(30)에서, 냉방 모드에서 공기를 냉각시키기 위한 증발기(열교환기)(32)는 공기를 송풍시키기 위해 전기 송풍기 유니트(blower unit)(31)의 공기 하류측에 배치되며, 고온수 타입 히터 코어(33)는 상기 증발기(32)의 공기 하류측에 배치된다. 상기 연결부(25)에 연결된 저압 냉매 배관(26)는 상기 증발기(32)의 냉매 입구측에 연결되며, 상기 증발기(32)의 냉매 출구는 저압 냉매 배관(34)에 연결된다. 상기 증발기(32)의 냉매 출구측에 연결된 저압 냉매 배관(34)은 대시보드(27)를 관통한 후 엔진실(29)을 향하여 연장하며, 어큐뮬레이터(제1 기액 분리기)(35)의 입구측에 연결된다. 상기 어큐뮬레이터(35)내에서 분리된 기상 냉매는 흡입 배관(36)을 통하여 압축기(10)의 흡입 포트내로 흡입된다.

상기 어큐뮬레이터(35)는 증발기(32)로부터 토출된 저압 냉매가 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되는 저압측 기액 분리기이며, 액상 냉매는 난방 모드에서 어큐뮬레이터(35)내에 저장된다. 오일을 포함하는 액상 냉매가 압축기(10)내로 흡입될 수 있는 스로틀 통로(오일 복귀 통로)(35a)는 상기 흡입 배관(36)에 연결되도록 상기 어큐뮬레이터(35)의 저부측에 제공된다.

상기 오일을 복귀시키기 위한 스로틀 통로(35a)는 제3 연통경로(23c)와 유사한 구조로 형성될 수 있다. 도2에서, 상기 스로틀 통로(35a)는 단순히 개별적으로 나타내었다. 그러나, 오일을 복귀시키기 위한 스로틀통로(35a)는 저부에 근접한 어큐뮬레이터(35)내에 형성될 수 있으며, 다른 형상으로 형성될 수 있다.

상기 어큐뮬레이터(35)는 고압측 기액 분리기(23)와 결합함으로써 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 그 크기는 대폭 감소될 수 있다. 상기 어큐뮬레이터(35)는도1에 도시된 바와 같이, 저압측 냉매 배관(34)에 의해 지지되도록 상기 증발기(32)의 저압측 냉매 배관(34)에 연결될 수 있다.

냉방 모드 또는 제습 모드에서, 상기 증발기(32)내의 냉매는 송풍기(31)에 의해 송풍된 공기로부터 열을 흡수함으로써 상기 증발기(32)를 통과하는 공기는 냉각 및 제습된다. 한편, 동절기에서의 난방 모드에서, 고온가스 바이패스 통로(18)를 통하여 흐르는 고온기상 냉매(고온 가스)는 증발기(32)를 통과하는 공기가 가열되도록 상기 증발기(32)로 흐른다. 이러한 경우, 상기 증발기(32)는 방열기로서 이용된다.

상기 엔진(12)으로부터의 고온수(엔진 냉각수)는 워터 펌프의 작동에 의해 히터 코어(33)로 유입되어 상기 히터 코어(33)를 통과하는 공기는 가열원으로서 고온수를 이용하여 가열된다. 이후, 조절된 공기는 상기 히터코어(33)의 공기 하류측에 제공된 공기 출구로부터 객실(28)내로 송풍된다.

전자 클러치(11), 전자 밸브(15), 전자 밸브(16), 응축기(20)를 향하여 공기를 송풍시키기 위한 냉각팬, 전기 송풍기(31) 및 냉동사이클 시스템 등의 각 작동은 전자제어 유니트(도시하지 않음)에 의해 제어된다.

다음으로, 제1 실시예에 따른 냉동사이클 시스템의 작동을 설명한다. 상기 객실(28)을 냉방시키기 위한 냉방 모드가 선택될 경우, 상기 전자 밸브(15)는 개방되며, 전자밸브(16)는 폐쇄된다. 또한, 상기 전자 클러치(11)는 전기적으로 연결되도록 턴-온(turn-on)되며, 상기 압축기(10)는 엔진(12)에 의해 구동된다. 이러한 경우에, 상기 압축기(10)로부터 토출된 기상 냉매는 전자 밸브(15), 응축기(20),감압 유니트(24), 체크 밸브(19), 증발기(32) 및 어큐뮬레이터(35)를 통해 차례로 흐른 다음, 상기 압축기(10)로 복귀한다. 도 3 에 도시한 몰리에르 선도(Mollier diagram)를 이용하여 상기 냉방 모드에서의 작동을 상세히 설명된다. 즉, 상기 압축기(10)로부터 토출된 과열 기상 냉매(E1)는 냉각되어질 외부 공기와 열교환을 수행하도록 상기 응축기(20)의 제1 열교환 유니트(21)로 흐른 다음, 고압측 기액 분리기(23)로 흐른다.

상기 제1 실시예의 냉동사이클 시스템에서, 기액 분리기(23)내에 액상 냉매가 항상 저장되어 있고, 그 내부에서 소정의 기액계면(gas-liquid interface)이 제공되도록 상기 기액 분리기(23)는 설정된다. 즉, 과열 가스가 제1 열교환 유니트(21)로부터 상기 기액 분리기(23)로 흐르는 경우, 상기 기액 분리기(23)내에 저장된 액상 냉매 일부는 증발된다. 반대로, 기액 2상 냉매가 상기 제1 열교환 유니트(21)로부터 기액 분리기(23)로 유입되는 경우, 기액 냉매는 상기 기액 분리기(23)내에서 서로 분리된다.

기액계면이 상기 기액 분리기(23)내에서 항상 형성되어 있기 때문에, 상기 기액 분리기(23)내의 냉매(E2)는 몰리에르 선도에서의 포화가스선(L1)상에 위치되고, 과열도(super-heating degree)는 영(zero)이 된다(SH = 0℃). 그러므로, 상기 기액 분리기(23)내에서 기액 분리된 포화기상 냉매(E2)는 응축기(20)의 제2 열교환 유니트(22)로 흐르고, 응축되어질 냉각 공기(외부 공기)와 열교환 한다.

상기 제2 열교환 유니트(22)의 토출 냉매(E3)의 과냉도(super-cooling degree)(SC)는 사이클 작동 조건에서의 변동에 따라 결정된다. 특히, 감압유니트(14)는 고정 제한된 구성요소로서 구성되기 때문에, 과냉도(SC)는 고정 제한된 구성요소의 유량 특성과, 사이클 고압과 사이클 냉매량에 따라 결정된다.

다음으로, 상기 전술한 과냉 냉매(E3)는 고정 한정된 구성요소인 감압 유니트(24)에 의해 감압되어 저압 기액 냉매(E4)가 된 다음, 이 저압 냉매(E4)는 공기조화 유니트(30)내의 증발기(32)를 통해 송풍된 공기로부터 열을 흡수하여 증발되며, 적절한 과열도(SH)를 갖는 과열 기상 냉매(E5)가 된다. 상기 과열 기상 냉매(E5)는 압축기(10)로 흡입되어 다시 압축된다.

상기 제1 실시예에 의한 냉동사이클 시스템에서, 상기 응축기(23)내 중간에 위치된 기액 분리기(23)내의 냉매(E2)는 전술한 바와 같은 포화 가스선(L1)상에 포화상태로 유지된다. 따라서, 상기 압축기(10)로부터 토출된 기상 냉매(E1)는 응축기(20)의 제1 열교환기(21)에서의 열교환량(H1)(방열량)에 의해 결정된 과열상태로 된다. 다시 말해서, 토출 기상 냉매(E1)의 상태는 열교환량(H1)의 증감에 의해 결정된다.

상기 압축기(10)에서의 냉매 압축 과정은 기본적으로 단열 압축으로 인한 등엔트로피 변화를 갖기 때문에, 토출 기상 냉매(E1)의 상태가 결정되는 경우, 상기 압축기(10)의 흡입측에서의 냉매(E5) 상태, 즉 냉매(E5)의 과열도(SH)는 등엔트로피선(L3)에 의해 결정된다. 따라서, 흡입측 냉매(E5)의 과열도(SH)가 사이클 작동 조건의 변동에 따라 변동되더라도, 사전에 제1 열교환 유니트(21)의 열교환량(H1)은 적절히 설정되어 흡입측 냉매(E5)의 과열도(SH)를 소정의 범위, 예를 들면 0 내지 20℃ 정도의 범위내로 제어할 수 있게 된다.

상기 제1 실시예에 의하면, 압축기(10)로부터 토출된 기상 냉매(E1)의 상태는 제1 열교환부(21)의 열교환량(H1)을 기초로 하여 결정되어, 흡입 냉매(E5)의 과열도(SH)가 제어된다. 따라서, 어큐뮬레이터(35)가 압축기(10)의 흡입측에 배치되는 경우라도 적절한 과열도(SH)를 갖는 과열 기상 냉매가 상기 어큐뮬레이터(35)를 통해 통과한다. 따라서, 냉방 모드에서, 상기 어큐뮬레이터(35)는 단지 냉매 통로로서 이용되고, 기액 분리 기능은 갖지 않는다.

한편, 동절기의 난방 모드에서, 전자 제어 유니트에 의해 전자 밸브(15)는 폐쇄되고, 전자 밸브(16)는 개방되어, 고온가스 바이패스 통로(18)는 개방된다. 따라서, 압축기(10)로부터 토출된 고온 기상 냉매(과열 기상 냉매)는 전자 밸브(16)를 통해 흐르고 감압 유니트(17)(고정 스로틀)에서 감압된다. 이후, 감압 기상 냉매는 고온가스 바이패스 통로(18) 및 저압 배관(26)을 통해 공기 조화 유니트(32)의 증발기(32)로 유입된다. 따라서, 동절기 난방 모드에서, 증발기(32)를 통해 통과한 공기는 고온 기상 냉매의 방열에 의해 가열된다. 이후, 냉매는 상기 증발기(32)로부터 어큐뮬레이터(35)로 흐르고, 상기 어큐뮬레이터(35)에서 기상 냉매와 액상 냉매로 분리된다. 상기 어큐뮬레이터(35)에서 분리된 기상 냉매는 난방 모드에서 압축되도록 압축기(10)로 흡입된다. 유사하게, 상기 어큐뮬레이터(35)의 하측에 저장된 적은량의 액상 냉매(오일 포함)도 스로틀 통로(35a)를 통해 상기 압축기(10)로 흡입된다.

상기 난방 모드에서, 체크 밸브(19)는 냉매가 고온가스 바이패스 통로(18)로부터 응축기(20)측으로 흐르는 것을 방지한다. 따라서, 난방 모드에서, 냉매가 응축기(20)내로 유입되는 것을 방지한다.

상기 제1 실시예에 의하면, 냉방 모드에서의 냉방 능력과 난방 모드에서의 난방 능력 양쪽 모두는 향상 될 수 있다. 즉, 고온 가스 히터로 인한 난방 능력은 압축기(10)의 압축 작동량을 기초로 하여 결정된다. 따라서, 난방 능력을 향상시키기 위하여, 스로틀 통로(35a)(액체 복귀 통로)의 스로틀 직경(스로틀 개도)을 예를 들면 Φ2.5 정도 보다 크게 형성한다. 이러한 경우에, 흡입 냉매량은 압축기(10)에서 증가하고, 상기 압축기(10)의 압축 작동량이 증가한다. 그러나, 어큐뮬레이터(35)의 스로틀 통로(35a)의 스로틀 직경이 크게 형성되는 경우, 일반적인 냉동사이클에서의 냉방 모드에서 상기 압축기(10)로 흡입되어질 흡입 액상 냉매량 또한 증가된다. 상기 냉방 모드에서, 상기 압축기(10)로 흡입되어질 흡입 액상 냉매량이 증가하게 되면, 증발기(32)를 통해 흐르는 냉매량이 증가하고, 냉매 증발 압력(저압측 압력)이 증가하며, 냉매 증발 온도가 증가한다. 그 결과, 상기 증발기(32)로부터 송풍된 공기의 온도는 냉방 모드에서 증가되고, 이러한 일반적인 냉동사이클에서의 냉방 능력은 감소된다. 또한, 이러한 경우에, 상기 압축기(10)로 흡입된 액상 냉매량이 증가함으로써, 냉동사이클에서 순환하는 오일 복귀량이 과도하게 증가된다. 따라서, 냉매와 공기 사이의 열교환은 상기 증발기(32)에서 저하되고, 냉방 능력은 더욱 감소된다. 즉, 냉방 모드에서 냉방 능력을 향상시키기 위하여 스로틀 정도(직경)가 소정 정도(Φ1.2 정도)보다 작게 설정하는 것이 바람직하다. 따라서, 냉방 모드에서의 스로틀 통로(35a)의 스로틀 직경(스로틀 개도)과 난방 모드에서의 스로틀 통로(35a)의 스로틀 직경(스로틀 개도)은 상대적인 관계를갖는다.

그러나, 본 발명의 제1 실시예에 의하면, 응축기(20)는 기액 분리기(23)가 제1 및 제2 열교환 유니트(21)(22) 사이에 제공되도록 구성된다. 또한, 냉방 모드에서, 상기 압축기(10)로 흡입되어질 냉매는 소정의 과열도를 갖으며, 어큐뮬레이터(35)는 과열 기상 냉매가 통과하는 냉매 통로로서 이용되도록 냉동사이클 시스템이 설정된다. 따라서, 본 발명의 제1 실시예에서, 스로틀 통로(35a)의 스로틀 직경(스로틀 개도)이 난방 모드에서의 난방 능력을 향상시키기 위하여 크게 설정되더라도, 상기 어큐뮬레이터(35)가 냉방 모드에서 냉매통로로서만 이용되기 때문에 냉방 모드에서의 냉방 능력이 감소되는 것을 방지할 수 있다.

그러므로, 상기 제1 실시예에 의하면, 난방 모드에서의 난방 능력을 향상시키기 위하여 오일 복귀 통로(35a)의 스로틀 직경(스로틀 개도)이 확장되는 경우라도, 냉방 모드에서의 냉방 능력은 저하되지 않는다. 따라서, 난방 능력 및 냉방 모드 양쪽 모두는 향상될 수 있다.

상기 본 발명의 제1 실시예에서, 냉방 모드에서 열부하(heat load) 변동으로 인한 냉매 순환량의 변동은 응축기(20)의 고압측 기액 분리기(23)의 탱크 용적에 의해 흡수될 수 있다. 따라서, 어큐뮬레이터(35)는 냉방 모드에서 냉매 순환량의 변동을 흡수하기 위한 탱크 크기를 설정할 필요는 없다. 즉, 상기 어큐뮬레이터(35)의 탱크 크기는 난방 모드에서의 필요 냉매량만을 고려하여 설정될 수 있다. 또한, 난방 모드에서, 난방 모드에서의 잔여 냉매는 응축기(20)의 기액 분리기(23)와 어큐뮬레이터(35)로 분배됨으로써 저장될 수 있다. 따라서, 상기어큐뮬레이터(35)의 탱크 크기는 일반적인 어큐뮬레이터 사이클과 비교해서 대폭 감소시킬 수 있다(예를 들면, 1/3 이하로). 도 1 에 도시한 바와 같이, 상기 어큐뮬레이터(35)는 증발기(32)의 냉매 출구측 저압 배관(34)에 연결되고, 상기 저압 배관(34)만에 의해 지지된다. 따라서, 상기 어큐뮬레이터(35)를 전용 브라켓을 통해 차체에 지지 및 고정할 필요가 없다. 그러므로, 상기 어큐뮬레이터(35)의 차량으로의 장착성은 향상될 수 있다.

또한, 감압 유니트(24)는 캐필러리 튜브와 같은 온도 감지부를 갖지 않고 고정 스로틀로서 구성되기 때문에, 냉매량의 조절 작동은 차량 엔진(12)으로부터의 고열 및 엔진룸(29)으로부터의 열기에 의해 거의 방해되지 않는다. 따라서, 상기 감압 유니트(24)는 응축기(20)에 가까운 위치의 엔진룸(29)내에 배치될 수 있다.

그 결과, 상기 응축기(20) 주위 위치에서, 상기 감압 유니트(24)의 출구측과 고온가스 바이패스 통로(18)의 출구측을 단일 저압측 배관(26)으로 연결시킬 수 있다. 따라서, 상기 고온가스 바이패스 통로(18)는 상기 응축기(20)에 가까운 밸브 장치(14)내에 제공될 수 있고, 이들 냉매 통로는 보다 짧게 형성될 수 있다. 그러므로, 대시보드(27)를 통해 관통하는 양측 저압측 배관(26, 34)만을 이용함으로써, 엔진룸(29)에 제공된 냉동사이클 시스템의 구성요소는 객실(28)내에 제공된 증발기(32)로 연결될 수 있다. 이로 인해, 냉동사이클 시스템의 배관 구조는 간단하게 형성될 수 있고, 냉동사이클 시스템의 차량으로의 장착성을 향상시킬 수 있음과 동시에, 냉동사이클 시스템에서 고온가스 난방기능을 얻을 수 있다. 또한, 상기 밸브 장치(14)의 구성요소(15 내지 19)는 냉매 배관 배열을 크게 변경시키지 않고일체로 된다. 따라서, 고온가스 난방기능(고온가스 바이패스 기능)을 갖는 냉동사이클 시스템은 상기 구성요소(15 내지 19)들을 일체화 한 밸브 장치(14)를 단지 추가함으로써 차량에 장착할 수 있고, 상기 냉동사이클 시스템의 차량으로의 장착성은 더욱 향상된다.

본 발명의 바람직한 제2 실시예를 도 4 를 참조하여 설명한다. 상기 전술한 제1 실시예에서, 고압측 기액 분리기(23)는 응축기(20)의 헤더 탱크(20d)와 일체로 구성된다. 본 발명의 제2 실시예에서는 도 4 에 도시한 바와 같이, 고압측 기액 분리기(23)가 제1 및 제2 열 교환 유니트(21, 22)를 갖는 응축기(20)로부터 분리되도록 구성된다.

즉, 상기 제2 실시예에서, 상기 고압측 기액 분리기(23)는, 도 4 에 도시한 바와 같이, 상기 응축기(20)의 헤더 탱크(20d)로부터 분리된 독립 탱크 부재로서 구성되고, 상기 기액 분리기(23) 및 헤더 탱크(20d)는 세 개의 배관(40 내지 42)에 의해 연결된다. 제1 배관(40)은 냉매를 구획판(20f)보다 상부의 헤더 탱크(20d) 상부 공간으로부터 기액 분리기(23)로 유입시키기 위한 것이다. 따라서, 상기 제2 실시예의 상기 제1 배관(40)은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 제1 연통로(23a)에 해당한다. 상기 제2 배관(41)은 냉매를 상기 기액 분리기(23)내의 상부측으로부터 상기 구획판(20f)보다 낮은 헤더 탱크(20d)의 하부 공간으로 유입시키기 위한 것이다. 따라서, 상기 제2 실시예의 상기 제2 배관(41)은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 제2 연통로(23b)에 해당한다. 또한, 제3 배관(42)은 오일을 포함한 액상 냉매를 상기 기액 분리기(23)내의 저부측으로부터 상기 구획판(20f) 하부의 헤더탱크(20d) 하부 공간으로 유입시키기 위한 것이다. 따라서, 상기 제2 실시예의 제3 배관(42)은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 제3 연통로(23c)에 해당한다.

상기 제2 실시예에서, 상기 기액 분리기(23)는 브라켓(43)을 통해 헤더 탱크(20d)에 지지 고정된다. 그러나, 제2 실시예에서, 고압측 기액 분리기(23)는 브라켓을 통해 응축기(20) 주위의 차체에 고정될 수 있다.

상기 제2 실시예에서, 다른 부분들은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 다른 부분들과 유사하고, 전술한 제1 실시예의 효과와 유사한 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 바람직한 제3 실시예를 도 5 를 참조하여 설명한다. 전술한 제1 실시예에서, 어큐뮬레이터(35)는 엔진룸(29)에서 저압측 배관(34)내에 유지되도록 배치된다. 그러나, 제3 실시예에서, 상기 어큐뮬레이터(35)는, 도 5 에 도시한 바와 같이, 객실(28)내의 저압측 배관(34)내에 배치된다.

도5 는 좌측 핸들을 갖는 차량에 공기 조화기를 장착한 상태를 나타낸다. 이러한 경우에, 공기 조화 유니트(30)는 객실(28)내 전방측의 계기판(도시하지 않음) 하부에서 차량 좌우방향의 대략 중앙부에 배치된다. 한편, 송풍기(31)는 객실(28)내 전방부의 계기판 하부에서 공기 조화 유니트(30)의 차량 우측(전방 승객측)에 배치된다. 이러한 경우에, 상기 어큐뮬레이터(35)는, 도 5 에 도시한 바와 같이, 객실(28)내 공기 조화 유니트(30)의 외측에 배치된다. 특히, 상기 어큐뮬레이터(35)는 대시보드(27)에 가까운 위치에서 상기 공기 조화 유니트(30)의 좌측 전방의 저압측 배관(34)에 배치된다.

상기 제3 실시예에서, 다른 부분들은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 다른부분들과 유사하다. 즉, 상기 어큐뮬레이터(35)는 상기 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 작은 용적을 갖고 있기 때문에, 상기 어큐뮬레이터는 객실내의 작은 공간에 용이하게 배치될 수 있다.

본 발명의 바람직한 제4 실시예를 도6 내지 도9 를 참조하여 설명한다. 전술한 제1 실시예에서, 제1 열 교환기(21) 및 제2 열 교환기(22)는 냉매 유동 방향으로 차례로 배치되고, 고압측 기액 분리기(23)은 상기 제1 열교환기(21)와 제2 열교환기(22) 사이에 제공된다. 따라서, 냉방 모드에서, 응축기(20)로 흐르는 모든 냉매량은 리시버(23)로 흐르고, 상기 압축기(10)로부터 토출된 기상 냉매(E1)의 과열도 및 상기 압축기(10)로 흡입된 냉매(E5)의 과열도는 상기 제1 열교환기(21)의 열교환량(H1)에 의해 조절된다. 그러나, 상기 응축기(20)측으로 송풍된 외부 공기는 공기 분포를 갖는다. 따라서, 하절기에서 냉방 부하(cooling load)가 보다 커지게 되는 경우와, 상기 제1 열교환기(21)에서 냉매가 부분적으로 대폭 냉각되는 경우, 상기 제1 열 교환기(21)에서의 냉매 응축량은 증가되고, 액상 냉매는 고압측 기액 분리기(23)내에 쉽게 저장된다. 그 결과, 사이클에서 순환하는 냉매량은 감소될 수 있고, 불충분하게 될 수 있다. 이러한 경우에, 증발기의 출구측에서의 냉매 과열도는 과다 증가되고, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도 또한 과다 증가한다.

그러므로, 본 발명의 제4 실시예에서, 상기 압축기(10)로부터 흡입된 냉매(E1)의 과열도는 전술한 본 발명의 제1 실시예의 작동 원리와 다른 작동 원리를 이용하여 조절된다. 즉, 상기 제4 실시예에서, 압축기(10)로부터 토출된 냉매의과열도는 상기 고압측 기액 분리기(23)로 직접 피드백되어, 상기 고압측 기액 분리기(23)내에 저장된 액상 냉매량은 조절되고 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도가 조절된다.

상기 제4 실시예에서, 도6 에 도시한 바와 같이, 냉매 유동 구조는 전술한 본 발명의 제1 실시예와 비교해서 다음과 같이 변경된다. 응축기(20)의 메인 냉매통로에서 냉매의 일부는 제1 연통로(23a)를 통해 기액 분리기(23)내의 상부로 유입된다. 상기 제1 연통로(23a)의 연결부(20h)는 상기 응축기(20)의 메인 냉매통로에서 소정의 건조도를 갖는 기액 2상 냉매가 상기 기액 분리기(23)로 흐르도록 설정된다. 또한, 상기 제1 연통로(23a)로 분지된 냉매 유량은 전체 냉매량에 대하여 대략 10% 정도이다

상기 기액 분리기(23)내의 상부측으로부터 응축기(20)내의 메인 냉매 통로 하류측으로 기상 냉매가 복귀하는 제2 연통로(23b)가 제공된다. 또한, 상기 기액 분리기(23)내에서 오일을 포함하는 액상 냉매가 상기 기액 분리기(23)의 하부측으로부터 응축기(20)내 메인 냉매통로 하류측으로 복귀되도록 제3 연통로(23c)가 제공된다. 특히, 상기 양측 제2 및 제3 연통로(23b, 23c)는 일체 통로로 연결되고, 연결부(29h)보다 소정 간격 하류측에 위치된 소정 연결부(20i)에서 응축기(20)의 메인 냉매통로로 연결된다. 그러나, 제4 실시예에서, 상기 제2 연통로(23b) 및 제3 연통로(23c)는 함께 연결되지 않고, 상기 응축기(20)의 메인 냉매통로로 각각 연결될 수 있다.

상기 제4 실시예에서, 제2 및 제3 연통로(23b, 23c)의 연결부(20i)는응축기(20)의 출구 연결부로부터 소정 간격 떨어져 있기 때문에, 상기 제2 및 3 연통로(23b, 23c)로부터 응축기(20)의 메인 냉매통로로 흐르는 냉매 및 오일은 다시 냉각될 수 있다.

따라서, 상기 응축기(20)의 열교환부(20b)는, 입구 연결부(20a)와 제1 연통로(23a)의 연결 위치(20h) 사이의 열교환부(20j)와, 상기 연결 위치(20h)와 연결 위치(20i)사이의 열교환부(20k) 및 상기 연결위치(20i)와 출구 연결부(20g) 사이의 열교환부(20m)로 구획된다. 상기 제4 실시예에서, 상기 연결 위치(20h)와 연결 위치(20i)사이의 열교환부(20k)는 제공되지 않을 수 있으나, 소정 압력 손실을 응축기(20)내의 연결 위치(20h)와 연결 위치(20i)사이에서 얻도록 스로틀 통로가 상기 응축기(29)내의 연결 위치(20h)와 연결 위치(20i)사이에 제공될 수 있다.

또한, 상기 제4 실시예에서, 상기 응축기(10)로부터 토출된 과열 기상 냉매일부가 상기 응축기(20)의 메인 냉매통로를 바이패스하는 동안에, 기액 분리기(23)내의 상부측으로 직접 유입되는 바이패스 통로(44)를 제공한다.

또한, 상기 바이패스 통로(44)로 분지된 냉매량은, 상기 제1 연통로(23a)로의 냉매량과 유사하게, 전체 냉매량에 대하여 대략 10% 정도로 설정된다.

다음으로, 상기 제4 실시예에 따른 냉방 모드에서의 냉동사이클 시스템의 작동을 설명한다. 냉동사이클 시스템의 시동 직후 과도 상태로부터 정지 상태가 설정될 경우, 제1 연통로(23a)로부터의 냉매량과 바이패스 통로(44)로부터의 냉매량 사이의 비율, 및 제2 연통로(23b)를 통한 기상 냉매 복귀량과 제3 연통로(23c)를 통한 액상 냉매 복귀량의 비율은 각각 적절하게 설정되어, 안정된 액상 냉매면이 고압측 기액 분리기(23)내에서 유지될 수 있다.

여기에서, 상기 응축기(20)의 열교환부(20b) 중에 열교환부(20j)에서 냉매가 부분적으로 냉각되는 경우, 상기 열교환부(20j)에서의 냉매 응축량은 증가하고, 상기 기액 분리기(23)내에 저장된 액상 냉매량은 증가한다. 이러한 경우에, 냉동사이클 시스템에서 순환하는 냉매량은 하절기에 냉매 부하가 보다 높게 될 경우 불충분하게 되고, 증발기(32) 출구에서의 냉매 과열도는 보다 높게 된다. 그 결과, 상기 응축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도는 보다 크게 되고, 보다 큰 과열도를 갖는 기상 냉매는 바이패스 통로(44)로부터 고압측 기액 분리기(23)로 흐른다. 이러한 경우에, 상기 기액 분리기(23)내의 액상 냉매의 증발은 고정되고, 상기 기액 분리기(23)내에 저장된 액상 냉매량은 감소되며, 상기 제2 연통로(23b)를 통해 상기 고압측 기액 분리기(23)으로부터 응축기(20)의 메인 냉매통로로 복귀되는 냉매량은 증가되어, 이에 따라 냉동사이클 시스템에서 순환하는 냉매량은 증가될 수 있다. 그 결과, 상기 증발기(32)의 출구에서의 냉매 과열도는 감소되고, 상기 기액 분리기(23)내의 액상 냉매의 액면은 정지 상태에서 안정적인 레벨로 유지될 수 있다.

한편, 냉각 부하가 작을 경우, 상기 증발기(32)의 출구에서의 냉매 과열도가 대략 영(zero)이 되거나, 액상 냉매가 어큐뮬레이터(35)를 통해 압축기(10)로 복귀할 때, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도 또한 보다 작게 된다. 이러한 경우에, 기액 분리기(23)내에서 바이패스 통로(44)로부터의 냉매로 인한 액상 냉매의 증발은 감소된다. 따라서, 기액 2상 냉매는 고압측 기액 분리기(23)로 흐르고, 상기 기액 분리기(23)내에 저장된 액상 냉매량은 제1 연통로(23a)로부터 흐르는 냉매로 인하여 증가된다.

냉동사이클 시스템에서 순환하는 냉매량이 상기 기액 분리기(23)내의 액상 냉매량의 증가에 의해 다시 감소되는 경우, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도는 증가되고, 상기 기액 분리기(23)로 피드백된다. 따라서, 상기 기액 분리기(23)내의 액상 냉매의 액면 레벨은 정지 상태에서 적절한 레벨로 유지될 수 있다.

상기 제4 실시예에 의하면, 상기 압축기(10)로부터 토출된 과열 기상 냉매는 상기 바이패스 통로(44)를 통해 기액 분리기(23)로 직접적으로 유입될 수 있고, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도 변화는 상기 기액 분리기(23)내의 액상 냉매량의 조절로 효과적으로 피드백될 수 있다. 또한, 상기 기액 분리기(23)내의 액상 냉매량의 조절에 의하여 냉동사이클 시스템에서 순환하는 냉매량은 조절될 수 있고, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도는 제어될 수 있다. 또한, 상기 압축기(10)에서의 냉매 압축 과정은 등엔트로피 변화로 실행되기 때문에, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 과열도가 제어될 수 있을 경우, 상기 증발기(32)의 출구측에서의 냉매 과열도는 제어될 수 있다.

상기 본 발명의 제4 실시예에 의하면, 상기 증발기(32)의 출구측에서의 냉매 과열도가 기액 분리기(23)내의 액상 냉매량의 조절에 의해 조절될 수 있기 때문에, 냉동사이클 시스템에서 순환하는 냉매량이 불충분하게 되는 것을 방지할 수 있다.

상기 본 발명의 제4 실시예에 의하면, 동절기 난방 모드에서, 냉매 회수 작동은 단시간에 효과적으로 수행될 수 있다. 동절기 냉방시 외기 온도가 낮을 경우,액상 냉매는 응축기(20) 또는 기액 분리기(23)내에서 쉽게 체류된다. 따라서, 고온 가스 히터에 따른 난방 작동이 시작되거나 장시간 동안(예를 들면, 30분) 계속적으로 수행될 경우, 냉방 모드는 냉매를 회수하기 위하여 소정 간격으로 전환된다. 상기 냉방 모드가 단시간(예를 들면, 20초)에 난방 모드로 전환되는 경우, 냉매는 응축기(20) 및 기액 분리기(23)를 통해 흐르고, 상기 응축기(20)의 메인 통로 및 기액 분리기(23)에 저장된 냉매는 증발기(32), 어큐뮬레이터(35) 및 압축기(10)와 같은 고온가스 바이패스 사이클측으로 회수될 수 있다.

상기 제4 실시예의 냉동사이클 시스템에 의하면, 냉방 모드에서, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매 일부는 응축기(20)의 메인 냉매 통로로부터 분지되고, 기액 분리기(23)로 직접적으로 유입된다. 난방 모드 동안의 냉매 회수 작동에서, 상기 압축기(10)로부터 토출된 냉매의 대부분은 상기 기액 분리기(23)내에서 액화되거나 저장되지 않고 상기 응축기(2))의 열교환부(20j)(20k)(20m) 및 감압 유니트(24)를 통해 흐른다. 따라서, 상기 난방 모드 동안의 냉매 회수 작동에서, 냉매는 즉시 회수될 수 있다.

상기 제4 실시예에서, 기액 분리기(23)가 난방 모드에서 액상 냉매로 채워지는 경우라도, 냉동사이클 시스템의 작동에 필요한 냉매량은 상기 기액 분리기(23)를 제외한 냉매로서 얻을 수 있다. 즉, 상기 기액 분리기(23)의 탱크 용량을 냉동사이클 시스템에서 봉입된 냉매량에서 감할 경우라도, 고온 가스 히터 작동에 필요한 냉매량은 감한 냉매량에 의해 얻을 수 있다. 따라서, 제4 실시예에서, 상기 기액 분리기(23)내에 저장된 냉매량에 상관없이, 냉매 회수 작동은 단시간에 효과적으로 수행될 수 있다. 그 결과, 냉매 회수 작동으로 인한 고온가스 히터 작동의 정지는 단시간에 제한될 수 있고, 고온가스 히터의 난방 능력은 향상될 수 있다.

상기 제4 실시예에서, 도6 에 도시한 바와 같이, 상기 기액 분리기(23)는 상기 응축기(20)의 냉매 통로내에 배치된다. 즉, 상기 응축기(20)는 분리기 일체형 응축기이다. 그러나, 상기 기액 분리기(23)는 상기 응축기(20)의 냉매 출구측에 배치될 수 있다. 이러한 경우이더라도, 상기 기액 분리기(23)의 액상 냉매량은 응축기(10)로부터 토출된 과열 기상 냉매를 직접 유입시킴으로써 조절될 수 있다.

도7 은 상기 제4 실시예에 따른 냉동사이클 시스템을 차량에 장착한 상태를 나타낸다. 도7 에서 전술한 본 발명의 제1 실시예의 구성요소와 유사한 구성요소는 동일 참조부호를 부여하고, 그의 자세한 설명은 생략한다. 도7 에서, 기액 분리기(23)와 일체로 된 응축기(20)의 냉매 통로 구조는 전술한 본 발명의 제1 실시예의 냉매 통로 구조와 확연히 다르다. 도8 은 상기 제4 실시예의 응축기(20) 냉매 통로 구조성의 일 예를 나타낸다. 도8 에 도시한 바와 같이, 상기 응축기(20)는 수평방향으로 연장한 복수개의 편평 튜브(20n) 및 인접한 상기 편평 튜브(20n) 사이에 각각 배치되는 복수개의 주름핀(20p)을 포함한다. 상기 편평 튜브(20n) 및 주름핀(20p)은 열교환부(20j, 20m)를 형성하도록 양측 헤더 탱크(20c, 20d) 사이에 배치된다. 도8 에서, 도6 에 나타낸 열교환부(20k)는 생략된다.

도1 에 도시된 전술한 제1 실시예에서, 입구 연결부(20a) 및 출구 연결부(20g) 양쪽 모두는 한쪽의 헤더 탱크(20c)에 제공되고, 기액 분리기(23)는 다른 한쪽의 헤더 탱크(20d)와 일체로 형성된다. 그러나, 도8 에 도시한 바와 같이, 상기 제4 실시예에서는, 상기 출구 연결부(20g)는 한 쪽의 헤더 탱크(20c)에 제공되고, 상기 기액 분리기(23) 및 입구 연결부(20a)는 다른 한 쪽의 헤더 탱크(20d)에 제공된다. 또한, 도8 에 도시한 바와 같이, 구획판(20q)은 상기 헤더 탱크(20d)내 중간 높이 위치에 배치되고, 스로틀(20r)을 갖는 판 부재(20s)는 상기 헤더 탱크(20d)내 하부측 위치에 배치된다. 한편, 구획판(20t)은 출구 연결부(20g)를 갖는 상기 헤더 탱크(20c)내 상기 구획 부재(20s)가 배치된 위치와 동일한 높이 위치에 배치된다. 상기 응축기(10)로부터 토출된 냉매는 출구 연결부(20a)로부터 상기 구획판(20q)보다 위쪽의 헤더 탱크(20d)내 상부 공간으로 흐르고, 상기 헤더 탱크(20d)내 구획판(20q)보다 위쪽의 상부 공간은 바이패스 통로(44)를 통해 기액 분리기(23)내의 상부 공간과 연통된다.

상기 열교환부(20j)는 판 부재(20s) 및 구획판(20t)보다 위쪽의 상부측에 형성되고, 상기 열교환부(20m)는 상기 판 부재(20s) 및 구획판(20t)보다 낮은 하부측에 형성된다. 도6 에 도시된 상기 중간 열교환부(20k)는 도8 에서 생략된다.

상기 응축기(10)로부터 헤더 탱크(20d)내 구획판(20q)보다 위쪽의 상부 공간으로 흐르는 토출 냉매 일부는 바이패스 통로(44)를 통해 기액 분리기(23)내의 상부 공간으로 직접 흐른다. 한편, 상기 응축기(10)로부터 토출된 냉매의 대부분은 상기 열교환부(20j)를 통해 흐르고, 냉각 및 응축되도록 도8 의 화살표 A 로 나타낸 바와 같이 유턴(U-turn)된다. 따라서, 상기 열교환부(20j)를 통해 통과한 후의 냉매는 일반적인 건조도를 갖는 기액 2상 상태이다. 상기 열교환부(20j)로부터의 냉매는 구획판(20q)와 스로틀(20r)을 갖는 판 부재(20s) 사이의 헤더 탱크(20d) 중간 공간으로 흐르고, 이 중간 공간에서의 냉매 대부분은 상기 스로틀(20r)을 통해 헤더 탱크(20d)내의 최하측 공간으로 흐른다. 이와 동시에, 상기 헤더 탱크(20d)내 중간 공간에서의 냉매 일부는 제1 연통로(23a)로부터 기액 분리기(23)로 흐른다.

또한, 오일을 포함한 액상 냉매는 상기 기액 분리기(23)내 하부 위치로부터 제3 연통로(23c)를 통해 헤더 탱크(20d)내 최하측 공간으로 흐른다. 상기 스로틀(20r)은 중간 공간과 최하측 공간의 경계를 정하는 판 부재(20s)에 제공되기 때문에, 소정 압력차는 상기 스로틀(20r)에서의 압력 손실로 인하여 설정될 수 있다. 그러므로, 냉매 일부는 상기 헤더 탱크(20d) 내의 중간 공간으로부터 제1 연통로(3a)를 통해 기액 분리기(23)로 확실하게 유입될 수 있고, 상기 기액 분리기(23)내 액상 냉매에 포함된 오일은 제3 연통로(23c)를 통해 상기 헤더 탱크(20d)의 최하측 공간으로 확실하게 유입될 수 있다.

도8 에서, 바이스패 통로(44), 제1 연통로(23a) 및 제3 연통로(23c) 각각은 상기 헤더 탱크(20d)와 기액 분리기(23) 사이의 벽면을 통해 관통하는 관통홀로서 간단하게 형성될 수 있다. 그러므로, 이러한 경우에, 상기 바이패스 통로(44), 제1 연통로(23) 및 제3 연통로(23c)를 형성하기 위한 추가적인 배관 구조는 불필요하다.

한편, 제2 연통로(23b)는 상기 기액 분리기(23)내 상부측 기상 냉매가 상기 헤더 탱크(20d)내 최하측 공간으로 유입되는 배관 부재로서 구성된다. 상기 제2 연통로(23b)를 형성하기 위한 배관 부재는 상기 기액 분리기(23) 및 헤더 탱크(20d)에 동시에 접합되도록 상기 응축기(20)에 일체로 용접된다. 상기 헤더 탱크(23d)내의 최하측 공간으로 흐르는 냉매는 열교환부(20m)를 통해 흘러 냉각 및 압축되고, 구획판(20t)아래의 헤더 탱크(20c)내 최하측부로 흐른다. 이후, 냉매는 출구 연결부(20g)로부터 감압 유니트(24)측으로 흐른다. 상기 제4 실시예에서, 냉매 건조용 건조제(23d)는 상기 기액 분리기(23)내에 배치된다.

상기 제4 실시예에서, 다른 부분들은 전술한 본 발명의 제1 실시예의 다른 부분들과 유사하다. 예를 들면, 고압측 기액 분리기(23)는 응축기(20)내에 일체로 배치됨과 동시에, 저압측 어큐뮬레이터(35)는 상기 증발기(32)의 냉매 출구측과 압축기(10)의 냉매 흡입측 사이에 배치된다.

본 발명은 첨부 도면을 참조하여 그의 바람직한 실시예에 관련하여 충분히 기재하였으나, 다양한 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

예를 들면, 전술한 본 발명의 실시예들에서, 냉방 모드 또는 난방 모드를 전환시키기 위하여 전자 밸브(15)(16) 모두가 이용된다. 그러나, 상기 양쪽 전자밸브(15)(16) 대신에 3방향 타입 전자 스위칭 밸브가 이용될 수 있다. 선택적으로, 상기 양쪽 전자밸브(15)(16)중에, 냉방용 밸브(15)는 전자 밸브로 될 수 있고, 난방용 밸브(16)는 상기 전자 밸브(15)가 폐쇄될 때 발생하는 압축기(10)로부터 토출된 냉매 압력과 응축기(20)측에서의 냉매 압력 사이의 압력 차이에 의해 개방되는 차압밸브(차압 조절 밸브)로 될 수 있다.

전술한 본 실시예들에서, 캐필러리 튜브는 감압 유니트(24)를 구성하는 고정 스로틀로서 이용된다. 그러나, 노즐 및 오리피스(orifice)와 같은 다른 형태의 고정 스로틀이 상기 감압 유니트(24)를 구성하는 고정 스로틀로서 이용될 수 있다. 이러한 경우에, 상기 노즐 및 오리피스와 같은 고정 스로틀의 통로 길이가 상기 캐필러리 튜브에 비해 대폭 감소되기 때문에, 상기 감압 유니트(24)는 밸브 장치(14)에 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 제3 실시예에서 기재한 바와 같이 상기 어큐뮬레이터(35)가 객실(28)내에 배치되는 경우, 상기 어큐뮬레이터(35)는 공기 조화 유니트(30) 케이스의 내면 또는 외면에 일체로 형성될 수 있다.

본 발명의 제1 실시예의 응축기(20)에서, 제1 열교환 유니트(21), 제2 열교환 유니트(22) 및 기액 분리기(23)는 각각 별개로 형성된 이후 적절한 배관등을 이용하여 일체로 연결될 수 있다. 이와 유사하게, 본 발명의 제2 실시예의 응축기(20)에서, 응축기(20)의 헤더 탱크(20d) 및 기액 분리기(23)는 각각 별개로 형성된 이후 적절한 배관등을 이용하여 일체로 연결될 수 있다.

상기 감압 유니트(24)는 이동가능한 스로틀로서 구성될 수 있다. 즉, 상기 감압 유니트(24)의 상류측에서의 냉매 상태(예를 들면, 온도, 압력)에 따라 작동하는 가변 스로틀로 구성하면, 감압 유니트가 고정 스로틀에 의해 구성되는 경우와 유사하게, 상기 감압 유니트(24)는 응축기(20) 주위에 배치될 수 있다. 이러한 경우에, 고온가스 바이패스 통로(18)는 매우 짧은 통로로서 구성될 수 있다.

전술한 본 발명의 실시예들에서, 체크 밸브(19)는 상기 감압 유니트(24)의 하류측에 배치된다. 그러나, 상기 체크 밸브(19)는 감압 유니트(24)의 상류측과 응축기(20)의 출구 연결부(20g) 사이에 배치될 수 있다.

전술한 본 밞명의 실시예들에서, 오일을 압축기(10)로 복귀시키기 위한 스로틀 통로(35a)는, 도2 및 도6 에 도시한 바와 같이, 액상 냉매에 포함된 오일이 어큐뮬레이터(35)의 저부로부터 외측으로 유입되도록 제공된다. 그러나, 상기 오일을 복귀시키기 위한 스로틀 통로는 기상 냉매가 상기 어큐뮬레이터(35)로부터 압축기(10)로 유입되는 가스 복귀 배관과 일체로 형성되도록 상기 어큐뮬레이터(35)의 탱크부내에 일체로 형성될 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따르면, 난방 모드에서의 난방 능력과 냉방 모드에서의 냉방 능력 모두를 향상시키는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 냉매 배관 구조가 간단하게 이루어질 수 있으며, 차량에서의 설치작업이 향상되는 효과가 있다.

Claims

냉매를 압축 및 토출하기 위한 압축기(10);

냉방 모드에서 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축하기 위한 응축기(20);

냉방 모드에서 공기를 냉각하고, 난방 모드에서 공기를 가열하기 위한 열교환기(32);

상기 열교환기의 냉매 출구측과 상기 압축기의 냉매 흡입측 사이에 배치되고, 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하며, 기상 냉매를 상기 압축기로 유입시키기 위한 제1 기액 분리기(35); 및

냉매의 증발에 의해 상기 열교환기에서 공기를 냉각시키기 위한 냉방 모드와 상기 응축기로부터 토출된 기상 냉매가 공기를 가열하기 위하여 상기 열교환기로 직접 유입되도록 하는 난방 모드 중, 하나의 모드로 선택적으로 전환시키기 위한 스위칭 유니트(15)(16)를 포함하며,

상기 제1 기액 분리기는 그 내부에 저장된 액상 냉매 일부를 상기 압축기로 유입시키기 위한 스로틀 통로(35a)를 구비하고;

상기 응축기는, 냉매 유동방향으로 차례로 배치되는 제1 및 제2 열교환 유니트(21)(22) 및 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키기 위하여 제1 열교환 유니트 및 제2 열교환 유니트 사이에 배치되는 제2 기액 분리기(23)를 포함하는 냉동사이클 시스템.
제1항에 있어서,

냉방 모드에서, 냉매 유동 방향으로 상기 열교환기의 상류측에 배치되고, 상기 압축기로부터의 냉매를 감압하기 위한 제1 감압 유니트(24);

상기 압축기로부터 토출된 기상 냉매가 상기 응축기를 바이패스하면서 상기 열교환기로 유입되는 고온가스 바이패스 통로(18); 및

상기 고온가스 바이패스 통로에 배치되고, 상기 응축기로부터 토출된 냉매를 감압시키기 위한 제2 감압 유니트(17)를 더 포함하며;

상기 스위칭 유니트는, 냉방 모드에서 상기 압축기로부터 응축기로 냉매 유동을 전환시키고, 난방 모드에서 상기 응축기로부터 고온가스 바이패스 통로로 냉매 유동을 전환시키기 위한 밸브 부재(15)(16)인 냉동사이클 시스템.
제1항에 있어서,

상기 제1 열교환 유니트는 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 냉각 및 압축하도록 배치되고;

상기 제2 기액 분리기는 냉매를 상기 제1 열교환 유니트로부터 기상 냉매와 액상 냉매로 분리하고, 분리된 기상 냉매를 제2 열교환 유니트로 유입시키도록 배치되고;

상기 제2 열교환 유니트는 상기 제2 기액 분리기로부터의 기상 냉매를 응축시키도록 배치되며;

상기 열교환기의 냉매 출구에서의 과열도는 상기 제1 열교환 유니트에서의 열교환량에 의해 제어되는

냉동사이클 시스템.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1 열교환 유니트 및 제2 열교환 유니트는 일체 부재로서 일체로 구성되고;

상기 제2 기액 분리기는 상기 양쪽 제1 및 제2 열교환 유니트들 모두와 일체로 구성되는

냉동사이클 시스템.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 제2 기액 분리기는 상기 제1 및 제2 열교환 유니트에 가까운 위치에 그들로부터 별개로 구성되는

내동사이클 시스템
제2항에 있어서,

상기 제1 감압 유니트는 상기 응축기에 가까운 위치에 배치되고;

상기 제1 감압 유니트의 냉매 출구측 및 상기 고온가스 바이패스 통로의 냉매 출구측은 상기 응축기에 가까운 위치에서 제1 감압 유니트 및 제2 감압 유니트 중 적어도 하나에서 감압된 냉매가 흐르는 단일 냉매 배관(26)으로 연결되며;

상기 단일 냉매 배관은 상기 열교환기의 냉매 입구측으로 연결되는

냉동사이클 시스템.
제2항에 있어서,

상기 제1 감압 유니트는 고정 스로틀(24)인

냉동사이클 시스템.
제2항 또는 제7항에 있어서,

냉매가 상기 고온 바이패스 통로로부터 응측기로 흐르는 것을 방지하도록 배치되는 체크 밸브(19)를 더 포함하며;

상기 바이패스 통로(18), 제2 감압 유니트(17), 스위칭 유니트 및 체크 밸브는 단일 밸브 장치를 형성하도록 일체로 구성되는

냉동사이클 시스템.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 열교환기의 냉매 출구측 및 상기 압축기의 냉매 흡입측은 냉매 배관(34)에 의해 연결되고;

상기 제1 기액 분리기(24)는 상기 냉매 배관내에서 지지되도록 배치되는

냉동사이클 시스템.
제1항 내지 제3항중 어느 한 항에 있어서,

상기 열교환기는 차량의 객실(28)로 송풍된 공기를 냉각 또는 가열하도록 배치되고;

상기 제1 기액 분리기(35)는 상기 객실내에 배치되는

냉동사이클 시스템.
제10항에 있어서,

상기 열교환기는 공기가 객실로 흐르는 공기 통로를 형성하는 공기 조화 케이스(30)내에 배치되며;

상기 제1 기액 분리기는 상기 공기 조화 케이스내에 배치되는

냉동사이클 시스템.
제10항에 있어서,

상기 열교환기는 공기가 객실로 흐르는 공기 통로를 형성하는 공기 조화 케이스(30)내에 배치되며;

상기 제1 기액 분리기는 객실내 공기 조화 케이스의 외부에 배치되는

냉동사이클 시스템.
냉매를 압축 및 토출하기 위한 압축기(10);

냉매가 냉각 및 응축되면서 흐르는 메인 냉매 통로를 형성하며, 냉방 모드에서 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 응축하기 위한 응축기(20);

냉방 모드에서 공기를 냉각하고, 난방 모드에서 공기를 가열하기 위한 열교환기(32);

상기 열교환기의 냉매 출구측과 상기 압축기의 냉매 흡입측 사이에 배치되고, 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키며, 기상 냉매를 상기 압축기로 유입시키기 위한 제1 기액 분리기(35);

상기 응축기의 메인 냉매 통로로부터 분지되는 분지 냉매 통로내에 배치되고, 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리시키기 위한 제2 기액 분리기(23); 및

상기 열교환기에서 냉매의 증발에 의해 공기를 냉각시키기 위한 냉방 모드와, 상기 압축기로부터 토출된 기상 냉매가 공기를 가열하기 위하여 상기 열교환기측으로 직접 유입되는 난방 모드중, 어느 하나의 모드로 선택적으로 전환시키기 위한 스위칭 유니트(15)(16)를 포함하며;

상기 제1 기액 분리기는 그 내부에 저장된 액상 냉매 일부를 상기 압축기로 유입시키기 위한 스로틀 통로(35a)를 구비하고;

상기 제2 기액 분리기는, 그 내부에 저장된 액상 냉매량이 상기 압축기로부터 토출된 기상 냉매의 과열도에 따라 조절되는 방식으로 배치되는

냉동사이클 시스템.
제13항에 있어서,

상기 제2 기액 분리기는 상기 응축기와 일체로 구성되는

냉동사이클 시스템.
제13항에 있어서,

상기 압축기로부터 토출된 냉매 일부가 상기 제2 기액 분리기로 직접 유입되도록 냉매 유입 통로(44)를 더 포함하는

냉동사이클 시스템.
제13항에 있어서,

상기 제2 기액 분리기에서 분리된 기상 냉매가 상기 응축기의 메인 냉매 통로로 복귀하는 냉매 복귀 통로(23b)를 더 포함하는

냉동사이클 시스템.
제13항에 있어서,

오일을 포함한 액상 냉매가 상기 제2 기액 분리기내의 저부측으로부터 상기 응축기의 메인 냉매 통로로 복귀하는 오일 복귀 통로(23c,)를 더 포함하는

냉동사이클 시스템.
제13항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서,

난방 모드에서 상기 압축기로부터 토출된 기상 냉매가 상기 열교환기의 냉매 입구로 유입되는 고온가스 바이패스 통로(18);

냉방 모드에서 냉매 유동 방향으로 상기 열교환기의 상류측에 배치되고, 상기 응축기로부터의 냉매를 감압시키기 위한 제1 감압 유니트(24); 및

상기 고온가스 바이패스 통로내에 배치되고, 난방 모드에서 상기 압축기로부터 토출된 냉매를 감압시키기 위한 제2 감압 유니트(17)를 더 포함하며;

상기 스위칭 유니트는, 냉방 모드에서 상기 압축기로부터 응축기로 냉매 유동을 전환시키고, 난방 모드에서 상기 응축기로부터 고온가스 바이패스 통로로 냉매 유동을 전환시키기 위한 밸브 부재(15)(16)로 이루어지는 냉동사이클 시스템.
제18항에 있어서,

상기 제1 감압 유니트는 상기 응축기에 가까운 위치에 배치되고;

상기 제1 감압 유니트의 냉매 출구측 및 상기 고온가스 바이패스 통로의 냉매 출구측은 상기 응축기에 가까운 위치에서 제1 감압 유니트 및 제2 감압 유니트 중 적어도 하나에서 감압된 냉매가 흐르는 단일 냉매 배관(26)으로 연결되며;

상기 단일 냉매 배관(26)은 상기 열교환기의 냉매 입구측으로 연결되는

냉동사이클 시스템.
제18항에 있어서,

상기 갑압 유니트는 고정 스로틀로 이루어지는

냉동사이클 시스템.
제18항에 있어서,

냉매가 상기 고온 바이패스 통로로부터 응측기로 흐르는 것을 방지하도록 배치되는 체크 밸브(19)를 더 포함하며;

상기 바이패스 통로(18), 제2 감압 유니트(17), 스위칭 유니트(15)(16) 및 체크 밸브(19)는 단일 밸브 장치(14)를 형성하도록 일체로 구성되는

냉동사이클 시스템.
제13항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서,

상기 열교환기의 냉매 출구측 및 상기 압축기의 냉매 흡입측은 냉매 배관(34)에 의해 연결되고;

상기 제1 기액 분리기(35)는 상기 냉매 배관(34)내에서 지지되도록 배치되는

냉동사이클 시스템.
제13항 내지 제17항중 어느 한 항에 있어서,

상기 열교환기는 차량의 객실로 송풍된 공기를 냉각 또는 가열하도록 배치되고;

상기 제1 기액 분리기는 상기 객실내에 배치되는

냉동사이클 시스템.
제23항에 있어서,

상기 열교환기는 공기가 객실로 흐르는 공기 통로를 형성하는 공기 조화 케이스(30)내에 배치되며;

상기 제1 기액 분리기는 상기 공기 조화 케이스내에 배치되는

냉동사이클 시스템.
제23항에 있어서,

상기 열교환기는 공기가 객실로 흐르는 공기 통로를 형성하는 공기 조화 케이스(30)내에 배치되며;

상기 제1 기액 분리기는 객실내 공기 조화 케이스의 외부에 배치되는

냉동사이클 시스템.