KR20070025278A

KR20070025278A - 자동차용 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR20070025278A
Application number: KR1020050081268A
Authority: KR
Inventors: 장길상
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2005-09-01
Filing date: 2005-09-01
Publication date: 2007-03-08
Also published as: KR101146477B1

Abstract

본 발명은, 하나의 냉매 시스템을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 수행하되 증발기에 성에가 끼거나 얼지 않도록 한 자동차용 히티펌프 시스템에 관한 것으로서; 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(10)와, 고온 고압의 냉매를 냉각시키는 실외 열교환기(11)와, 냉매의 고압측과 저압측 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(13)와, 냉매가 유입공기와 열교환을 통해 증발되는 증발기(15)와, 상기 내부 열교환기(13)와 증발기(15) 사이에 설치되어 냉매의 압력을 변화시키는 팽창밸브(14)를 포함하는 자동차용 히트펌프 시스템에 있어서; 상기 실외 열교환기(11)를 우회하는 바이패스 유로(16)와, 상기 증발기(15)의 하류측에 설치되고 고온의 엔진 냉각수를 이용하여 유입되는 공기를 가열하는 히터코어(21)와, 상기 실외 열교환기(11)와 내부 열교환기(13) 사이의 냉매유로상에 위치되고 상기 증발기(15)의 상류측에 설치되어 냉매 히터로 작용하는 실내 열교환기(12)를 더 포함한다.

상기한 본 발명에 따르면, 난방시 실내 열교환기에 의해 데워진 공기가 증발기로 유입되므로 공기의 상대습도가 낮아지고 온도가 상승되어 증발기에 성에가 발생되거나 얼어붙는 현상이 발생되지 않게 된다.

히트펌프, 냉매, 히터코어, 증발기, 내부 열교환기, 냉방, 난방

Description

자동차용 히트펌프 시스템{Heat Pump System for Car}

도 1은, 종래의 자동차용 히트펌프 시스템이 도시된 구성도.

도 2는, 종래의 자동차용 히트펌프 시스템의 다른 예가 도시된 구성도.

도 3은, 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템이 도시된 구성도.

도 4는, 본 발명에서 냉방시 냉매 흐름이 도시된 참고도.

도 5는, 본 발명에서 난방시 냉매 흐름이 도시된 참고도.

도 6은, 본 발명에서 제습난방시 냉매 흐름이 도시된 참고도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 압축기

11: 실외 열교환기

12: 실내 열교환기

13: 내부 열교환기(Internal Heat Exchanger)

14: 팽창밸브

15: 증발기

16: 바이패스 유로

16': 바이패스 밸브(Bypass Valve)

17: 송풍팬

18: 실내 열교환기 도어

20: 워터펌프(Water Pump)

21: 히터코어(Heater Core)

22: 온도조절 도어

본 발명은 하나의 냉매 시스템을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 수행할 수 있도록 하는 자동차용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 특히 증발기의 상류측에 설치된 실내 열교환기를 이용하여 난방을 수행하도록 하여 증발기에 성에가 끼거나 얼지 않도록 한 자동차용 히티펌프 시스템에 관한 것이다.

본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템은 R134-a 등의 냉매를 임계점이하에서 사용하는 냉동사이클 뿐만 아니라, 이산화탄소 등을 냉매로 사용한는 초임계 냉동 사이클에도 적용이 가능하다.

일반적으로 히트펌프 시스템은 하나의 냉매 시스템을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 수행하도록 하는 공기조화시스템을 의미한다. 따라서, 히트펌프 시스템은 압축기와, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 팽창밸브 및 방향조절밸브를 구비한다.

상기한 히트펌프 시스템에서 냉방시에는 냉매가 압축기, 실외 열교환기, 팽창밸브, 실내 열교환기, 압축기의 경로로 순환되고, 난방시에는 압축기, 실내 열교 환기, 팽창밸브, 실외 열교환기, 압축기의 경로로 순환된다. 즉, 냉방시에는 실내 열교환기가 증발기로 작동되고 실외 열교환기는 응축기로 작동되지만, 난방시에는 실내 열교환기가 응축기로 작동되고 실외 열교환기가 증발기로 작동되는 것이다.

그러나, 상기한 히트펌프 시스템을 자동차에 그대로 적용하기에는 에너지의 소비가 많은 단점이 있다. 즉, 자동차에는 뜨거운 엔진의 냉각수를 이용하여 실내를 난방할 수 있는 히터코어 시스템이 설치되어, 추가적인 에너지의 소비없이도 난방을 수행할 수 있다. 그러나, 일반적인 구조의 히트펌프 시스템을 이용할 경우에는 난방시에도 압축기를 구동하기 위한 에너지의 소비가 필수적이기 때문이다.

결국, 자동차에서 사용되는 히트펌프 시스템은 엔진을 시동한 후 일정 시간동안만 작동되도록 하는 것이 바람직하며, 엔진 냉각수의 온도가 일정 온도 이상이 되면 히트펌프 시스템의 동작을 정지시킬 필요가 있다. 이에 따라 다양한 형태의 자동차용 히트펌프 시스템이 개발되고 있다.

도 1은 일본 공개특허 2003-287294호에 개시된 자동차용 히트펌프 시스템으로서, 이산화탄소를 냉매로 하고, 냉방모드와 난방 또는 제습모드로 작동된다.

상기한 자동차용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하는 압축기(50)와, 외부공기와 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기(53)와, 공기가 실내로 유입되는 공기통로에 설치되어 냉매와 유입공기 사이의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기(55)와, 공기통로의 실내 유입구측에 설치되어 유입공기를 가열하는 히터코어(57)와, 상기 압축기(50)와 실외 열교환기(53) 사이에 위치되고 상기 히터코어(57)로 공급되는 물과 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 물-냉매 열교환기(51)와, 상기 히터코어(57)의 전방에 설치되어 히터코어(57)로 유입되는 공기를 차단하는 히터도어(58)와, 상기 실내 열교환기(55)로 유입되는 냉매와 상기 실내 열교환기(55)에서 나오는 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(56)와, 상기 물-냉매 열교환기(51)와 실외 열교환기(53) 사이에 설치되는 제1감압기(52) 및 상기 내부 열교환기(56)의 고압측 출구와 상기 실내 열교환기(55)의 입구 사이에 설치되는 제2감압기(54)로 구성되어 있다.

상기한 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은, 냉방시와 난방 또는 제습시 제1감압기(52) 또는 제2감압기(54)중 어느 하나만이 실제 감압작용을 하는 감압기로 작용되고 다른 하나는 감압작용을 하지 않아 실내 열교환기(55)의 기능이 달라지도록 하고 있다. 냉방시에는 제2감압기(54)만 감압작용을 하고, 난방 또는 제습시에는 제1감압기(52)만 감압작용을 하게 되며, 감압작용을 하지 않는 감압기는 냉매유로상에는 있으나 무시할 수 있다.

냉방시에는 압축기(50)에서 나온 냉매가 실외 열교환기(53)를 거치면서 응축되며 기체와 액체가 혼합된 상태가 되어 내부 열교환기(56)의 고압측을 통과하게 되고, 제2감압기(54)를 거치면서 감압되어 완전히 액체 상태로 변화된 후 실내 열교환기(55)에서 증발되면서 주위 공기를 냉각시키게 된다. 따라서, 유입공기가 실내 열교환기(55)를 통과하면서 냉각되어 실내로 공급된다. 실내 열교환기(55)에서 나온 냉매는 상기 내부 열교환기(56)의 저압측을 지나면서 고압측을 지나는 냉매와의 열교환을 통해 완전히 기체로 변화된 후 압축기(50)로 귀환된다.

난방 또는 제습시에는 압축기(50)에서 나온 냉매가 물-냉매 열교환기(51)에 서 물과 열교환을 통해 응축되고 제1감압기(52)를 통과하면서 저온,저압의 액체로 변한 후 실외 열교환기(53)에서 증발되며, 실내 열교환기(55)에서 공기에 의해 가열된다. 이어, 내부 열교환기(56)의 고압측, 실내 열교환기(55) 및 내부 열교환기(56)의 저압측을 거쳐 압축기(50)로 귀환된다. 또한, 상기 물-냉매 열교환기(51)에서 냉매와의 열교환을 통해 가열된 물이 히터코어(57)로 공급되며, 히터도어(58)가 열려 있으므로 유입공기가 히터코어(57)를 통과하면서 가열된 후 실내로 공급된다.

그러나, 상기한 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은 실내 열교환기(55)에서 미처 기화되지 못한 냉매가 압축기(50)로 유입되어 압축기(50)를 손상시킬 수 있는 문제점이 있다.

또한, 난방 또는 제습시 실내 열교환기(55) 및 내부 열교환기(56)에서는 거의 열교환이 이루어지지 않음에도 불구하고 냉매가 유동되므로, 냉매의 유동거리가 길어져 에너지의 소비가 증가될 뿐만 아니라, 외기온도가 낮을 경우에는 외부로 노출되는 실외 열교환기(53)에 성에가 발생되거나 얼어 붙게 되는 다른 문제점이 있다. 따라서, 난방모드로 운용중이더라도 일순간 냉방모드와 동일한 순서로 냉매를 유동시켜 실외 열교환기의 성에 등을 제거하는 제상모드를 작동시켜야 한다.

도 2는 실내 열교환기를 2중으로 설치한 자동차용 히트펌프 시스템를 나타내고 있는데, 바이패스 밸브(72,72')를 통해 냉매의 경로를 변화시킴과 아울러 믹스댐퍼(79)의 개폐를 통해 냉방모드와 난방 또는 제습모드로 변화시키고 있다.

냉방시에는 믹스댐퍼(79)를 닫아 실내 가스쿨러(71)로 공기가 유입되지 않도록 하고, 제1바이패스 밸브(72)는 개방, 제2바이패스 밸브(72')는 폐쇄하도록 하고 있다. 따라서, 냉매는 실외 가스쿨러(73)에서 응축되고, 증발기(76)에서 증발되어 실내를 냉방시키게 된다.

난방시에는 믹스댐퍼(79)가 열려 유입공기가 실내 가스쿨러(71)를 통과하도록 하고, 제1바이패스 밸브(72)는 폐쇄, 제2바이패스 밸브(72')는 개방된다. 따라서, 냉매는 실내 가스쿨러(71)에서 응축되어 실내를 난방하게 되고, 상기 실외 가스쿨러(73)에 증발된 후 증발기(76)를 거치지 않고 압축기(70)로 귀환된다.

제습시에는 믹스댐퍼(79)가 열려 유입공기가 실내 가스쿨러(71)를 통과하도록 하고, 제1바이패스 밸브(72)와 제2바이패스 밸브(72')가 모두 폐쇄된다. 따라서, 실외 가스쿨러(73)에서 나온 냉매가 증발기(76)를 통과하게 되는데, 증발기(76)에서는 아직 액상으로 남아 있는 냉매가 증발되면서 유입공기의 수분을 응결시키게 되므로 유입공기의 습도가 낮아지게 된다.

그러나, 상기한 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은 난방시 실외 가스쿨러(73)가 외부 공기와 열교환을 하게 되어, 외부 온도가 낮을 경우에는 실외 가스쿨러(73)에 성에가 발생되거나 얼어붙게 되는 문제점이 있다.

또한, 난방시 압축기를 통과한 고온, 고압의 모든 냉매가 항상 실내 가스쿨러(71)을 통과하게 되어, 과도한 온도 상승으로 공기조화장치 케이스 및 주변부품에 손상을 주는 문제점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 종래의 자동차용 히트펌프 시스템들은 대부분 외기의 온도가 낮은 상태에서 난방모드로 작동되는 경우 실외 열교환기에 성에가 발생되거나 얼어붙는 문제점이 있다.

또한, 실내 열교환기가 1개만 설치되는 경우에는 실내 열교환기가 냉방시에는 증발기로 작용하고 난방시에는 응축기로 작용하게 되어, 냉방 모드에서 난방 모드로 변화될 때 실내 열교환기의 응축수가 증발되어 실내 습도를 높이거나 포그가 발생되게 하는 다른 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 난방 모드시 실내 열교환기의 과도한 온도 상승을 방지하여 케이스 및 주변 부품이 손상되는 것을 방지할 수 있는 자동차용 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

또, 본 발명은, 난방 모드시 실내 열교환기를 거친 따뜻한 공기가 증발기를 통과하도록 하여 증발기에 성에가 발생되는 것을 억제할 수 있는 자동차용 히트펌프 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 실내 열교환기에서의 히팅 용량을 용이하게 조절할 수 있는 자동차용 히트펌프 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 냉매를 압축하여 토출하는 압축기와, 고온 고압의 냉매를 냉각시키는 실외열교환기와, 냉매의 고압측과 저압측 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기와, 냉매가 실내로 유입되는 공기와 열교환을 통해 증발되는 증발기와, 상기 내부 열교환기와 증발기 사이에 설치되어 냉매의 압력을 변화시키는 팽창밸브를 포함하는 자동차용 히트펌프 시스템에 있어서; 상기 실외열교환기를 우회하는 바이패스 유로와, 상기 증발기의 하류측에 설치되고 고온의 엔진 냉각수를 이용하여 유입되는 공기를 가열하는 히터코어와, 상기 실외열교환기와 팽창밸브 사이의 냉매유로상에 위치되고 상기 증발기의 상류측에 설치되어 냉매 히터로 작용하는 실내 열교환기를 더 포함한다.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 상기 실내 열교환기의 전방측에는 냉방시 유입되는 공기가 실내 열교환기를 통과하지 않도록 하는 실내 열교환기 도어가 설치된다.

또, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 상기 바이패스 유로에 바이패스 밸브가 설치되어 제어모드에 따라 개폐된다.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 상기 실외 열교환기의 앞쪽에는 유량제어밸브가 설치되어 상기 바이패스 밸브와 함께 실외 열교환기 및 바이패스 유로를 통과하는 냉매 유량을 제어하게 된다.

상기한 본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 고안의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

도 3은 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템이 도시된 구성도이고, 도 4 내지 도 6은 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에서 각 제어모드에 따른 냉매흐름 및 도어의 개폐여부를 나타낸 참고도면이다.

본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(10)와, 고온 고압의 냉매를 냉각시키는 실외 열교환기(11) 및 실외 열교환기(11)를 우회하는 바이패스 유로(16)와, 냉매의 고압측과 저압측 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(13)와, 냉매가 실내로 유입되는 공기와 열교환을 통해 증발되는 증발기(15)와, 상기 내부 열교환기(13)와 증발기(15) 사이에 설치되어 냉매의 압력을 변화시키는 팽창밸브(14)와, 상기 증발기(15)의 하류측에 설치되고 고온의 엔진 냉각수를 이용하여 유입되는 공기를 가열하는 히터코어(21)와, 상기 실외 열교환기(11)와 내부 열교환기(13) 사이의 냉매유로상에 위치되고 상기 증발기(13)의 상류측에 설치되어 냉매 히터로 작용하는 실내 열교환기(12)로 구성된다.

또, 상기 히터코어(21)로 공기를 통과시키거나 차단하는 온도조절 도어(22)가 구비되고, 상기 실내 열교환기(12)의 전방측에는 냉방시 유입되는 공기가 실내 열교환기(12)를 통과하지 않도록 하는 실내 열교환기 도어(18)가 설치된다. 또한, 외부공기가 상기 증발기(13)쪽으로 유입되도록 하는 송풍팬(17)이 상기 실내 열교환기(12)의 앞쪽에 설치된다.

또한, 상기 바이패스 유로(16)에는 바이패스 밸브(16')가 설치되어 제어모드에 따라 개폐되며, 상기 실외 열교환기(11)의 앞쪽에는 유량제어밸브(11')가 설치되어 상기 바이패스 밸브(16')와 함께 실외 열교환기(11) 및 바이패스 유로(16)를 통과하는 냉매 유량을 제어하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템은 각 공조모드에 따라 도어가 개폐되고 냉매흐름이 달라지게 된다.

냉방모드로 제어하게 되면, 냉매는 압축기(10)에서 나온 후, 실외 열교환기(11), 실내 열교환기(12), 내부 열교환기(13)의 고압측, 팽창밸브(14), 증발기(15), 내부 열교환기(13)의 저압측을 거쳐 압축기(10)로 귀환된다. 여기서, 상기 실외 열교환기(11)에서는 냉매의 응축이 일어나고 상기 증발기(15)에서는 냉매의 증발이 일어나게 된다. 따라서, 상기 증발기(15)에서는 냉매와 공기 사이의 열교환이 이루어지게 되며, 송풍팬(17)에 의하여 증발기(15)쪽으로 유입되는 공기가 증발기(15)를 통과하면서 냉각된 후 실내로 유입되는 것이다.

이때, 실내 열교환기 도어(18)는 닫혀있게 되어, 실내 열교환기(12)에는 공기가 유입되지 않는다. 온도조절 도어(22)는 그 개도를 조절하여 증발기(15)를 통과한 냉기중 히터코어(21)를 통과할 공기의 양을 결정하여 온도를 조절하게 된다. 따라서, 일반 에어컨 모드와 거의 동일한 경로를 거치게 되어 높은 냉방 효율과 성능을 기대할 수 있도록 한다.

최대난방모드로 제어하게 되면, 냉매는 압축기(10)에서 나온 후, 실외 열교환기(11) 또는 바이패스 유로(16), 실내 열교환기(12), 내부 열교환기(13)의 고압측, 팽창밸브(14), 증발기(15), 내부 열교환기(13)의 저압측을 거쳐 압축기(10)로 귀환된다. 이때, 상기 실내 열교환기(12)의 전방에 설치된 실내 열교환기 도어(18)가 개방되며, 히터코어(21)의 앞쪽에 설치되는 온도조절 도어(22) 역시 개방되어 증발기(15)를 통과한 공기가 히터코어(21)에 의해 가열되어 실내로 토출될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 실내 열교환기 도어(18)는 난방 용량에 따라 개도량이 조절된다. 즉, 난방 고용량이 요구되는 경우에는 실내 열교환기 도어(18)가 열리게 되고, 냉매는 실외 열교환기(11)를 통과하지 않고 바이패스 유로(16)를 통해 실내 열교환기(12)에 유입된 후 열교환을 하게 되어 충분한 난방 용량을 확보하게 된다. 난방 고용량이 요구되지 않는 경우에는 실내 열교환기(12)의 열교환을 제한하기 위하여 실내 열교환기 도어(18)가 일정 개도를 갖게 되고, 냉매중 일부가 실외 열교환기(11)를 통과하게 한 후 실내 열교환기(12)로 유입된다. 물론, 상기 실외 열교환기(11) 또는 바이패스 유로(13)를 통과하는 냉매의 양은 난방 용량에 따라 개도량이 변화되는 유량조절밸브(11') 및 바이패스 밸브(16')에 의해 결정된다.

난방시 외기온이 낮으면, 송풍팬(17)에 의해 저온의 공기가 증발기(15)로 유입된다. 그로 인하여 증발기(15)에서 열교환이 이루어질 경우 성에가 발생되거나 얼어붙는 현상이 발생될 수 있으나, 상기 실내 열교환기(12)에 의해 유입되는 공기가 가열된 후 증발기(15)를 통과하게 되어 증발기(15)에 성에가 발생되지 않게 된다. 즉, 증발기(15)의 공기 유동방향 상류측에 있는 실내 열교환기(12)가 공기를 가열하여 증발기(15)로 유입되는 공기의 상대습도를 낮추고 온도를 상승시키게 되므로 증발기(15)에서 성에가 발생되지 않는다.

엔진(20)이 가동된 후 일정 시간이 경과되어 엔진 냉각수의 온도가 일정 이상으로 상승된 경우에는, 엔진 냉각수가 흐르는 히터코어(21)에 의한 난방을 병행 하여 난방한다. 즉, 송풍팬(17)에 의해 유입된 외부공기가 히터코어(21)를 통과하면서 가열된 후 실내로 토출됨으로써 실내를 난방하게 된다.

제습난방 모드로 제어하게 되면, 냉매는 난방모드와 동일한 경로를 따라 흐르게 된다. 즉, 압축기(10), 바이패스 유로(16) 또는 실외 열교환기(11), 실내 열교환기(12), 내부 열교환기(13)의 고압측, 팽창밸브(14), 증발기(15), 내부 열교환기(13)의 저압측, 압축기(10)의 경로로 순환하게 된다. 따라서, 실내 열교환기(12)를 통과한 공기중의 수분이 증발기(15)를 통과하면서 응축되어 공기의 습도가 낮아지게 된다. 이때에도 역시 실내 열교환기 도어(18)는 열려 있게 되며, 난방이 아닌 제습이 주목적인 경우에는 온도조절 도어(22)는 닫혀있게 된다.

제습시에도 히팅량을 조절하기 위하여 유량조절밸브(11')와 바이패스 밸브(16')의 개도를 변화시켜 실외 열교환기(11)와 바이패스 유로(16)를 지나는 냉매량을 제어하게 된다. 즉, 히팅이 많이 요구되는 경우에는 냉매의 대부분을 바이패스 유로(16)로 통과시킴으로써 높은 온도의 냉매가 실내 열교환기(12)로 유입되게 하고, 히팅을 거의 요구하지 않는 경우에는 대부분의 냉매가 실외 열교환기(11)를 통과하게 하고 일부만 바이패스 유로(16)를 통과하도록 하여 공기의 지나친 온도 상승을 방지하게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이 같은 특정 실시 예에만 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 난방시 실내 열교환기에 의해 데워진 공기가 증발기로 유입되므로 공기의 상대습도가 낮아지고 온도가 상승되어 증발기에 성에가 발생되거나 얼어붙는 현상이 발생되지 않게 되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 난방시 증발기가 가열되지 않으므로 증발기의 응축수로 인한 실내의 습도 증가 및 포그 발생을 방지할 수 있는 다른 효과가 있다.

즉, 기존의 실내 열교환기가 1개뿐인 히트펌프 시스템에서는 냉방 모드에서 난방 모드로 전환시킬 때 증발기에 축적된 응축수가 증발되면서 실내로 과다한 습기가 유동되었으나, 본원발명에서는 난방시 증발기가 가열되지 않고 실내 열교환기에 의해 공기가 가열되므로 응축수의 증발이 일어나지 않게 됨은 물론 그로 인한 실내 습도의 증가 및 포그 발생을 억제할 수 있다.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 저온에서 난방 모드로 작동시킬 때 증발기가 얼거나 액상의 냉매 유입으로 인한 압축기의 손상을 방지할 수 있는 효과가 있다.

즉, 저온에서 난방 모드로 작동시키더라도 증발기로 유입되는 공기가 실내 열교환기에 의해 가열된 후 증발기로 유입되므로 증발기가 어는 것을 방지할 수 있고, 증발기의 동결로 인하여 액상의 냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지할 수 있다.

또, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 난방시 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 온도가 과도하게 높아져 주변 부품에 미치는 악영향을 최소화할 수 있는 효과도 얻을 수 있다.

즉, 압축기에서 나온 냉매가 실외 열교환기 또는 바이패스 유로를 거친 후 실내 열교환기로 유입되도록 하여 제습난방시나 난방시 고온의 냉매가 곧바로 실내 열교환기로 유입됨으로 인한 케이스 등의 손상을 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 유량조절밸브와 바이패스 밸브의 개도조절을 통해 실내 열교환기로 유입되는 냉매의 양을 조절할 수 있으므로, 실내 열교환기에 의한 내부 히팅량의 조절이 가능하다.

Claims

냉매를 압축하여 토출하는 압축기(10)와, 고온 고압의 냉매를 냉각시키는 실외 열교환기(11)와, 냉매의 고압측과 저압측 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(13)와, 냉매가 실내로 유입되는 공기와 열교환을 통해 증발되는 증발기(15)와, 상기 내부 열교환기(13)와 증발기(15) 사이에 설치되어 냉매의 압력을 변화시키는 팽창밸브(14)를 포함하는 자동차용 히트펌프 시스템에 있어서,

상기 실외 열교환기(11)를 우회하는 바이패스 유로(16)와, 상기 증발기(15)의 하류측에 설치되고 고온의 엔진 냉각수를 이용하여 유입되는 공기를 가열하는 히터코어(21)와, 상기 실외 열교환기(11)와 내부 열교환기(13) 사이의 냉매유로상에 위치되고 상기 증발기(15)의 상류측에 설치되어 냉매 히터로 작용하는 실내 열교환기(12)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,

상기 실내 열교환기(12)의 전방측에는 냉방시 유입되는 공기가 실내 열교환기(12)를 통과하지 않도록 하는 실내 열교환기 도어(18)가 설치된 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,

상기 바이패스 유로(16)에는 바이패스 밸브(16')가 설치되어 제어모드에 따 라 개폐되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.
제1항 또는 제3항에 있어서,

상기 실외 열교환기(11)의 앞쪽에는 유량제어밸브(11')가 설치되어 상기 바이패스 밸브(16')와 함께 실외 열교환기(11) 및 바이패스 유로(16)를 통과하는 냉매 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.