KR20070039222A - The apparatus and the control method of heat pump system for car - Google Patents

The apparatus and the control method of heat pump system for car Download PDF

Info

Publication number
KR20070039222A
KR20070039222A KR1020050094288A KR20050094288A KR20070039222A KR 20070039222 A KR20070039222 A KR 20070039222A KR 1020050094288 A KR1020050094288 A KR 1020050094288A KR 20050094288 A KR20050094288 A KR 20050094288A KR 20070039222 A KR20070039222 A KR 20070039222A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
refrigerant
heat exchanger
temperature
heating
air
Prior art date
Application number
KR1020050094288A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101155804B1 (en
Inventor
장길상
강한준
Original Assignee
한라공조주식회사
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 한라공조주식회사 filed Critical 한라공조주식회사
Priority to KR1020050094288A priority Critical patent/KR101155804B1/en
Publication of KR20070039222A publication Critical patent/KR20070039222A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101155804B1 publication Critical patent/KR101155804B1/en

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00821Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
    • B60H1/00835Damper doors, e.g. position control
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00Heat pumps
    • F25B30/02Heat pumps of the compression type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2228Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters
    • B60H2001/2234Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters when vehicle is parked, preheating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/22Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant
    • B60H2001/2246Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant obtaining information from a variable, e.g. by means of a sensor

Abstract

본 발명은, 냉방과 난방을 모두 수행할 수 있도록 하는 자동차용 히트펌프 시스템을 이용하여 엔진의 워밍업 시간을 단축시킴은 물론 급속난방이 가능하도록 한 자동차용 히트펌프 시스템을 이용한 난방 제어구조 및 그 방법에 관한 것으로서; 실내 열교환기(11)의 후방측에 설치되어 열교환을 마친 공기의 온도를 감지하는 온도센서(23)와, 엔진(25)의 냉각수를 이용하여 실내로 유입되는 공기를 가열하는 히터코어(20)의 전방에 설치되어 공기 흐름을 차단하는 템프 도어(21)와, 상기 히터코어(20)로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(22)와, 상기 온도센서(23) 및 수온센서(22)에 의해 감지된 기온과 수온을 비교하여 상기 템프 도어(21)를 개폐시키는 제어부를 포함하여 구성되고; 난방 도중에 엔진(25) 워밍업 신호가 입력되면 히터코어(20) 전방의 템프 도어(21)를 개방하고, 실내 열교환기(11) 후류측 기온이 냉각수온보다 높으면 템프 도어(21)를 폐쇄하고 그렇지 않으면 템프 도어(21)를 개방하게 된다.

따라서, 본 발명에 따르면 히트펌프 시스템의 난방열을 이용하여 엔진(25)의 워밍업 속도를 빠르게 할 수 있고, 템프 도어(21)의 개폐를 통해 보다 빠르게 실내 난방을 수행할 수 있다.

Figure 112005056754488-PAT00001

히트펌프, 제상, 히터코어, 냉각수온, 워밍업, 템프 도어, 열교환, 온도역전

The present invention provides a heating control structure and method using a heat pump system for a vehicle that enables rapid heating as well as shortening the warm-up time of an engine by using a heat pump system for a vehicle that can perform both cooling and heating. As to; A heater core 20 installed at the rear side of the indoor heat exchanger 11 and detecting a temperature of the air after heat exchange, and a heater core 20 for heating the air introduced into the room by using the coolant of the engine 25. Temporary door 21 to block the air flow is installed in front of the water temperature sensor 22 for detecting the temperature of the coolant flowing into the heater core 20, the temperature sensor 23 and the water temperature sensor 22 Comprising a control unit for opening and closing the temp door 21 by comparing the temperature and water temperature sensed by; When the warm-up signal of the engine 25 is input during the heating, the temp door 21 in front of the heater core 20 is opened. When the temperature of the downstream side of the indoor heat exchanger 11 is higher than the cooling water temperature, the temp door 21 is closed. Otherwise, the temp door 21 is opened.

Therefore, according to the present invention, the warm-up speed of the engine 25 may be increased by using the heating heat of the heat pump system, and the indoor heating may be more quickly performed by opening and closing the temporal door 21.

Figure 112005056754488-PAT00001

Heat Pump, Defrost, Heater Core, Coolant Temperature, Warm Up, Temp Door, Heat Exchange, Temperature Reversal

Description

자동차용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법{The Apparatus and the Control Method of Heat Pump System for Car}Automotive heat pump system and its control method {The Apparatus and the Control Method of Heat Pump System for Car}

도 1은, 종래의 자동차용 히트펌프 시스템이 도시된 구성도.1 is a configuration diagram showing a conventional automotive heat pump system.

도 2는, 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템이 도시된 구성도.Figure 2 is a block diagram showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention.

도 3은, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에서 냉방시 냉매흐름이 도시된 냉매회로도.Figure 3 is a refrigerant circuit diagram showing the refrigerant flow at the time of cooling in the heat pump system for automobiles of the present invention.

도 4는, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에서 난방시 냉매흐름이 도시된 냉매회로도.4 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow during heating in the heat pump system for a vehicle of the present invention.

도 5는, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에서 제습난방시 냉매흐름이 도시된 냉매회로도.5 is a refrigerant circuit diagram showing the refrigerant flow during the dehumidification heating in the heat pump system for a vehicle of the present invention.

도 6은, 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템에서 난방시 냉각수온 및 실내 열교환기 후류측 기온의 변화가 도시된 그래프.Figure 6 is a graph showing the change in the cooling water temperature and the indoor side heat exchanger downstream temperature during heating in the automotive heat pump system according to the present invention.

도 7은, 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템 제어방법이 도시된 순서도.7 is a flowchart illustrating a method for controlling a heat pump system for a vehicle according to the present invention.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>

10: 압축기(Compressor) 11: 실내 열교환기10: Compressor 11: Indoor Heat Exchanger

12: 실외 열교환기 13: 내부 열교환기12: outdoor heat exchanger 13: internal heat exchanger

14: 팽창밸브 15: 증발기14: expansion valve 15: evaporator

16: 어큐물레이터(Accumulator) 17,17': 차단밸브16: Accumulator 17,17 ': Shut-off valve

18,18': 삼방밸브18,18 ': Three way valve

20: 히터코어(Heater Core) 21: 템프도어(Temp. Door)20: Heater Core 21: Temp.Door

22: 수온센서 23: 온도센서22: water temperature sensor 23: temperature sensor

24: 팬 25: 엔진(Engine)24: Fan 25: Engine

본 발명은 자동차의 냉방 시스템을 이용하여 난방을 동시에 수행할 수 있도록 하는 자동차용 히트펌프(Heat Pump) 시스템에 관한 것으로서, 특히 엔진의 워밍업(Warming-Up) 시간을 단축시킬 수 있고 조기에 난방이 가능하도록 한 자동차용 히트펌프 시스템을 이용한 난방 제어구조 및 그 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a heat pump system for an automobile, which enables heating to be performed simultaneously using a cooling system of an automobile. In particular, the warm-up time of an engine can be shortened and heating can be performed early. The present invention relates to a heating control structure and a method using a heat pump system for a vehicle that is enabled.

일반적으로 히트펌프 시스템은 하나의 냉매 시스템을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 수행하도록 하는 공기조화시스템으로서, 난방시에는 냉매를 냉방시의 반대방향으로 순환시키게 된다. 따라서, 히트펌프 시스템은 냉매를 압축시키는 압축기와, 냉매와 유입 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기, 외부 공기와 냉매와의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기, 냉매의 감압을 위한 팽창밸브 및 냉매의 유동 방향을 변화시키는 방향조절밸브를 구비한다.In general, a heat pump system is an air conditioning system that simultaneously performs cooling and heating by using one refrigerant system, and when heating, the refrigerant is circulated in the opposite direction of cooling. Therefore, the heat pump system includes a compressor for compressing a refrigerant, an indoor heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and the inlet air, an outdoor heat exchanger for exchanging heat between the external air and the refrigerant, an expansion valve for depressurizing the refrigerant, and a flow of the refrigerant. A direction control valve for changing the direction is provided.

상기한 히트펌프 시스템에서 냉방시에는 냉매가 압축기, 실외 열교환기, 팽 창밸브, 실내 열교환기, 압축기의 경로로 순환되고, 난방시에는 압축기, 실내 열교환기, 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.In the heat pump system, the refrigerant is circulated through the compressor, the outdoor heat exchanger, the expansion valve, the indoor heat exchanger, and the path of the compressor during the cooling, and during the heating, the refrigerant, the indoor heat exchanger, the expansion valve, the outdoor heat exchanger, Circulated by path In other words, while cooling, the indoor heat exchanger is operated as an evaporator and the outdoor heat exchanger is operated as a condenser, but when heating, the indoor heat exchanger is operated as a condenser and the outdoor heat exchanger is operated as an evaporator.

그러나, 상기한 히트펌프 시스템을 자동차에 그대로 적용하기에는 에너지의 소비가 많은 단점이 있다. 즉, 자동차에는 뜨거운 엔진의 냉각수를 이용하여 실내를 난방할 수 있는 히터코어(Heater Core) 시스템이 설치되어, 추가적인 에너지의 소비없이도 난방을 수행할 수 있다. 그러나, 일반적인 구조의 히트펌프 시스템을 이용할 경우에는 난방시에도 압축기를 구동하여야 하므로, 압축기의 구동을 위한 에너지의 소비가 필수적이다.However, there is a disadvantage in that the energy consumption of the heat pump system is applied to the automobile as it is. That is, the car is equipped with a heater core system (Heater Core) system that can heat the room using the coolant of the hot engine, it is possible to perform heating without consuming additional energy. However, in the case of using a heat pump system having a general structure, since the compressor must be driven even during heating, energy consumption for driving the compressor is essential.

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.As a result, it is preferable that the heat pump system used in an automobile be operated only for a predetermined time after starting the engine, and when the temperature of the engine coolant reaches a certain temperature or more, it is necessary to stop the operation of the heat pump system. Accordingly, various types of heat pump systems for automobiles have been developed.

도 1은 종래의 자동차용 히트펌프 시스템으로서, 냉매 사이의 열교환이 이루어지고 실내 열교환기를 하나만 구비한 것을 나타내고 있다.1 shows a conventional heat pump system for a vehicle, in which heat exchange is performed between refrigerants and only one indoor heat exchanger is provided.

상기한 자동차용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축시키는 압축기(50)와, 차체의 외부로 일부가 노출되는 실외 열교환기(51)와, 냉매의 압력을 강하시키는 팽창밸브(52)와, 공기의 유입 경로상에 설치되는 실내 열교환기(53)와, 고압측 냉매와 저압측 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(55)와, 상기 실외 열교환 기(51)와 병렬로 설치되어 냉매와 냉각수 사이의 열교환이 이루어지는 냉각수 열교환기(56)와, 상기 압축기(50)로 유입되는 냉매 경로상에 설치되어 기체 냉매와 액체 냉매를 분리시키는 어큐물레이터(54)와, 냉매의 이동 경로를 전환시키기 위한 복수의 방향전환밸브(57)로 구성되어 있다.The automotive heat pump system includes a compressor (50) for compressing a refrigerant, an outdoor heat exchanger (51) partially exposed to the outside of the vehicle body, an expansion valve (52) for lowering the pressure of the refrigerant, and An indoor heat exchanger 53 disposed on an inflow path, an internal heat exchanger 55 for exchanging heat between a high pressure refrigerant and a low pressure refrigerant, and a parallel heat exchanger between the refrigerant and the coolant. A coolant heat exchanger (56) in which heat exchange is performed, an accumulator (54) installed on a coolant path flowing into the compressor (50), and separating a gas coolant and a liquid coolant, It is comprised by the several direction switching valve 57. As shown in FIG.

상기한 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은 공조 모드의 변화 또는 압축기의 회전수 변화에 따라 냉매의 유동경로를 변화시켜 냉방이나 난방 또는 제습난방을 실시하게 된다.The conventional heat pump system for a vehicle may perform cooling, heating, or dehumidification heating by changing a flow path of a refrigerant according to a change in an air conditioning mode or a change in rotation speed of a compressor.

냉방시는 냉매가 압축기(50), 실외 열교환기(51), 내부 열교환기(55)의 고압측(55a), 팽창밸브(52), 실내 열교환기(53), 어큐물레이터(54), 내부 열교환기(55)의 저압측(55b)을 거쳐 압축기(50)로 귀환되는 경로로 유동된다. 즉, 실외 열교환기(51)가 응축기로 작용되고, 실내 열교환기(53)는 증발기로 작용되어 유입공기가 실내 열교환기(53)를 통과하면서 가열되어 실내를 냉방시키도록 하고 있다.At the time of cooling, the refrigerant flows through the compressor 50, the outdoor heat exchanger 51, the high pressure side 55a of the internal heat exchanger 55, the expansion valve 52, the indoor heat exchanger 53, the accumulator 54, It flows through the low pressure side 55b of the internal heat exchanger 55 to the path returned to the compressor 50. That is, the outdoor heat exchanger 51 acts as a condenser, and the indoor heat exchanger 53 acts as an evaporator so that the inlet air is heated while passing through the indoor heat exchanger 53 to cool the room.

난방 또는 제습시에는 냉매가 압축기(50), 실내 열교환기(53), 팽창밸브(52), 실외 열교환기(51), 어큐물레이터(54), 압축기(50)의 경로를 거치게 된다. 따라서, 실내 열교환기(53)가 응축기의 기능을 수행하여 실내로 유입되는 공기를 가열하게 되고, 실외 열교환기(51)가 증발기가 되어 냉매를 기화시키게 되는 것이다. 이때, 외부 공기가 냉각수 열교환기(56)를 통과하면서 어느 정도 가열된 후 실외 열교환기(51)에서 냉매와 열교환을 하게 되므로 외기의 온도가 낮더라도 실외 열교환기(51)에서의 성에가 발생되지 않게 된다.During heating or dehumidification, the refrigerant passes through the compressor 50, the indoor heat exchanger 53, the expansion valve 52, the outdoor heat exchanger 51, the accumulator 54, and the compressor 50. Therefore, the indoor heat exchanger 53 serves as a condenser to heat the air flowing into the room, and the outdoor heat exchanger 51 becomes an evaporator to vaporize the refrigerant. At this time, since the external air is heated to some extent while passing through the coolant heat exchanger 56, the outdoor heat exchanger 51 exchanges heat with the refrigerant, so that frost is not generated in the outdoor heat exchanger 51 even when the outdoor air temperature is low. Will not.

그러나, 상기한 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은 냉방에서 난방으로 전환 할 때 응축수가 급격하게 증발하면서 실내의 습도를 높임과 동시에 포그(Fog)를 발생시키는 문제점이 있다.However, the conventional heat pump system for automobiles has a problem of generating fog while simultaneously condensing water rapidly evaporates when switching from cooling to heating.

즉, 공기가 유입되는 공기통로상에 위치되는 1개의 실내 열교환기(53)가 냉방시에는 증발기로 작동되고 난방시에는 응축기로 작용하게 되므로, 냉방에서 난방으로 전환시키게 되면 증발기로 작용될 때 생성된 응축수가 급격하게 증발된다. 따라서, 실내로 유입되는 공기의 습도가 높아지게 되어 불쾌감이 들도록 하고, 앞차창에 포그를 형성하여 운전자의 시야를 가리는 것은 물론, 외부 온도가 낮을 경우에는 앞차창에 얼어붙어 성에를 형성하게 됨으로써 운전시 위험을 초래하게 된다.That is, since one indoor heat exchanger 53 positioned on the air passage into which air flows acts as an evaporator when cooling and acts as a condenser when heating, it is generated when acting as an evaporator when switching from cooling to heating. Condensate evaporates rapidly. Therefore, the humidity of the air flowing into the room becomes high, causing discomfort, and forming a fog in the front window to obstruct the driver's vision, and when the outside temperature is low, the ice is frozen in the front window to form a frost. It is dangerous.

본 발명은 상기한 종래 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 템프 도어의 개폐를 통해 급속 난방이 가능하도록 하거나 엔진 워밍업 속도를 빠르게 할 수 있는 자동차용 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made in order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide a heat pump system for an automobile capable of rapid heating or opening the engine warm-up speed through the opening and closing of the temporal door.

또, 본 발명은 냉각수를 이용하여 실내를 난방할 수 있는 히터코어 시스템과 연동되어 작동됨으로써 에너지의 소비를 감소시킬 수 있는 자동차용 히트펌프 시스템을 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide a heat pump system for an automobile that can be operated in conjunction with a heater core system capable of heating a room using cooling water to reduce energy consumption.

또한, 본 발명은 난방용 실내 열교환기와 증발기를 별도로 구비하여 응축수의 증발로 인한 포그 발생을 방지할 수 있는 자동차용 히트펌프 시스템을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, another object of the present invention is to provide a heat pump system for an automobile having a heating indoor heat exchanger and an evaporator separately to prevent generation of fog due to evaporation of condensate.

또, 본 발명은 엔진 냉각수와 공조장치에 의해 가열된 공기 사이의 열교환이 이루어지도록 함으로써 난방 속도 및 엔진 워밍업 속도의 조절이 가능하도록 한 자 동차용 히트펌프 시스템 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.In addition, an object of the present invention is to provide a method for controlling a heat pump system for a vehicle, in which heat exchange between an engine coolant and air heated by an air conditioner is performed, thereby enabling adjustment of a heating speed and an engine warm-up speed.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 냉매를 압축 토출시키는 압축기와, 상기 압축기에서 나온 냉매와 실내로 유입되는 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기와, 냉매의 압력을 강하시키는 팽창밸브와, 냉매와 외부 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기와, 실내로 유입되는 공기와 냉매 사이의 열교환을 통해 공기를 냉각시키는 증발기와, 고압측 냉매와 저압측 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기와, 2차 열교환을 마친 냉매에서 액냉매를 분리시키는 어큐물레이터를 포함하는 자동차용 히트펌프 시스템에 있어서; 상기 내부 열교환기의 후방측에 설치되어 열교환을 마친 공기의 온도를 감지하는 온도센서와, 엔진의 냉각수를 이용하여 실내로 유입되는 공기를 가열하는 히터코어의 전방에 설치되어 공기 흐름을 차단하는 템프 도어와, 상기 히터코어로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서와, 상기 온도센서 및 수온센서에 의해 감지된 기온과 수온을 비교하여 상기 템프 도어를 개폐시키는 제어부를 포함한다.According to the heat pump system for automobiles of the present invention for achieving the above object, the compressor for compressing and discharging the refrigerant, the indoor heat exchanger is a heat exchange between the refrigerant from the compressor and the air introduced into the room, the pressure of the refrigerant An expansion valve for lowering, an outdoor heat exchanger for exchanging heat between the refrigerant and the outside air, an evaporator for cooling the air through heat exchange between the air flowing into the room and the refrigerant, and a heat exchange between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant An automotive heat pump system comprising an internal heat exchanger and an accumulator for separating a liquid refrigerant from a refrigerant having undergone secondary heat exchange; A temperature sensor installed at the rear side of the internal heat exchanger to sense the temperature of the heat-exchanged air, and a temper installed at the front of the heater core that heats the air introduced into the room by using the coolant of the engine. It includes a door, a water temperature sensor for sensing the temperature of the cooling water flowing into the heater core, and a control unit for opening and closing the temp door by comparing the temperature and the water temperature detected by the temperature sensor and the water temperature sensor.

또, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 상기 제어부는 엔진 워밍업시 상기 템프 도어를 개방하여 상기 실내 열교환기에 의한 난방열로 히터코어의 냉각수를 가열하도록 하거나, 급속 난방이 요구되는 경우 상기 템프 도어를 폐쇄하여 상기 실내 열교환기에 의해 가열된 공기가 곧바로 실내로 토출되도록 한다.In addition, according to the heat pump system for a vehicle of the present invention, the control unit opens the temp door when the engine warms up to heat the cooling water of the heater core by heating heat by the indoor heat exchanger, or the temp door when rapid heating is required. To close the air heated by the indoor heat exchanger immediately discharged into the room.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템 제어방법에 따르면, 자동차가 시 동되면 난방모드인지를 확인하는 제1단계와, 엔진 워밍업 신호가 입력되면 히터코어 전방의 템프 도어를 개방하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 엔진 워밍업 신호가 입력되지 않으면 실내 열교환기 후류측 기온과 냉각수온을 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 실내 열교환기 후류측 기온이 냉각수온보다 높으면 템프 도어를 폐쇄하고 그렇지 않으면 템프 도어를 개방하는 제4단계를 포함한다.In addition, according to the control method of a heat pump system for a vehicle of the present invention, a first step of checking whether the vehicle is in heating mode when the vehicle is started, and a second step of opening the temp door in front of the heater core when an engine warm-up signal is input; A third step of comparing the temperature of the downstream side heat exchanger and the cooling water temperature when the engine warm-up signal is not input in the second stage; and closing the temporal door when the temperature of the downstream side of the indoor heat exchanger is higher than the cooling water temperature in the third stage. Otherwise, the fourth step of opening the temp door.

또, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템 제어방법에 따르면, 상기 제2단계에서 급속난방 신호가 입력되면 엔진 워밍업 신호를 무시하게 된다.In addition, according to the control method of a heat pump system for a vehicle of the present invention, if a rapid heating signal is input in the second step, the engine warm-up signal is ignored.

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 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.The above features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description based on the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims are based on the principle that the inventor can appropriately define the concept of terms in order to explain the invention in the best way. It should be interpreted as meanings and concepts corresponding to

도 2는 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템이 도시된 구성도이고, 도 3은 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에서 냉방시의 냉매흐름이 도시된 냉매회로도이며, 도 4는 난방시의 냉매흐름이 도시된 냉매회로도이고, 도 5는 제습난방시의 냉매흐름이 도시된 냉매회로도이다. 또한, 도 6은 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템에서 난방시 냉각수온 및 실내 열교환기의 후류측 기온의 변화가 도시된 그래프이고, 도 7은 본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템 제어방법이 도시된 순서도이다.Figure 2 is a block diagram showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention, Figure 3 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow at the time of cooling in the automotive heat pump system of the present invention, Figure 4 is a refrigerant during heating 5 is a refrigerant circuit diagram showing a flow, and FIG. 5 is a refrigerant circuit diagram showing a refrigerant flow during dehumidification heating. In addition, Figure 6 is a graph showing a change in the cooling water temperature and the downstream temperature of the indoor heat exchanger during heating in the automotive heat pump system according to the present invention, Figure 7 is a heat pump system control method for automobiles according to the present invention The flow chart shown.

본 발명에 의한 자동차용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축 토출시키는 압축 기(10)와, 상기 압축기(10)에서 나온 냉매와 실내로 유입되는 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기(11)와, 냉매의 압력을 강하시키는 팽창밸브(14)와, 냉매와 외부 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기(12)와, 실내로 유입되는 공기와 냉매 사이의 열교환을 통해 공기를 냉각시키는 증발기(15)와, 고압측 냉매와 저압측 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(13)와, 2차 열교환을 마친 냉매에서 액냉매를 분리시키는 어큐물레이터(16)와, 냉매의 흐름 방향을 조절하는 2개의 삼방밸브(18,18')와, 냉매의 흐름을 차단하는 2개의 차단밸브(17,17')를 포함하여 구성된다.An automotive heat pump system according to the present invention includes a compressor 10 for compressing and discharging a refrigerant, an indoor heat exchanger 11 in which heat exchange is performed between the refrigerant from the compressor 10 and air introduced into the room; An expansion valve 14 for lowering the pressure of the refrigerant, an outdoor heat exchanger 12 for exchanging heat between the refrigerant and the outside air, and an evaporator 15 for cooling the air through heat exchange between the air flowing into the room and the refrigerant. And an internal heat exchanger 13 through which heat exchange is performed between the high-pressure side refrigerant and the low-pressure side refrigerant, an accumulator 16 for separating the liquid refrigerant from the refrigerant having undergone secondary heat exchange, and 2 for adjusting the flow direction of the refrigerant. Three-way valves 18 and 18 'and two shutoff valves 17 and 17' which block the flow of refrigerant.

또, 엔진(25)의 냉각수를 이용하여 팬(24)에 의해 송풍되는 공기를 가열하는 히터코어(20)와, 상기 히터코어(20)의 전방측에 설치되어 공기의 흐름을 차단하는 템프 도어(21)가 설치된다. 그리고, 상기 실내 열교환기(11)의 후방측에 열교환을 마친 공기의 온도를 감지하는 온도센서(23)가 설치되고, 상기 히터코어(20)로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(22)가 설치되며, 상기 온도센서(23) 및 수온센서(22)에 의해 감지된 실내 열교환기(11) 후류측 기온과 냉각수온을 비교하여 상기 템프 도어(21)를 개폐시키고 공조형태에 따라 상기 차단밸브(17,17')를 개폐시키는 제어부(30)가 구비된다.In addition, a heater door 20 for heating the air blown by the fan 24 using the coolant of the engine 25 and a temporal door installed at the front side of the heater core 20 to block the flow of air. 21 is installed. In addition, a temperature sensor 23 is installed on the rear side of the indoor heat exchanger 11 to sense the temperature of the heat-exchanged air, and the water temperature sensor 22 detects the temperature of the coolant flowing into the heater core 20. ) Is installed, by comparing the temperature of the indoor heat exchanger 11 and the downstream temperature detected by the temperature sensor 23 and the water temperature sensor 22 with the cooling water temperature to open and close the temporal door 21 and according to the air conditioning type. A control unit 30 is provided to open and close the shutoff valves 17 and 17 '.

상기와 같이 구성된 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템은 차단밸브(17,17')와 삼방밸브(18,18')를 이용하여 냉매의 유동방향을 변화시킴으로써 냉방 모드 또는 난방 모드로 작동되고, 난방시 실내 열교환기(11)의 후류측 기온과 냉각수의 온도를 비교하여 템프 도어(21)를 개폐시킴으로써 엔진 워밍업 속도를 빠르게 하거나 초기 난방속도를 빠르게 한다.Automotive heat pump system of the present invention configured as described above is operated in the cooling mode or heating mode by changing the flow direction of the refrigerant by using the shut-off valve 17, 17 'and three-way valve (18, 18'), heating By comparing the wake temperature of the indoor heat exchanger 11 and the temperature of the cooling water, opening and closing the temporal door 21 speeds up the engine warm-up speed or speeds up the initial heating speed.

히트펌프 시스템을 냉방으로 제어하는 경우, 제1차단밸브(17)는 개방되고 제2차단밸브(17')는 차단된다. 따라서, 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제1삼방밸브(18)에 의해 실외 열교환기(12)로 흐르게 되고, 실외 열교환기(12)에서 응축된 냉매가 제1차단밸브(17)를 거쳐 내부 열교환기(13)의 고압측을 지나게 된다. 이어 팽창밸브(14)를 지나면서 압력이 강하되고, 제2삼방밸브(18')에 의해 증발기(15)로 흐르게 되며, 상기 증발기(15)에서는 주위 공기와의 열교환을 통해 증발됨으로써 팬(24)에 의해 송풍된 공기가 냉각되어 실내로 토출되도록 한다. 상기 증발기(15)에서 나온 냉매는 어큐물레이터(16)를 통과하면서 액냉매가 분리되고 내부 열교환기(13)의 저압측을 통과하면서 고압측의 냉매와 열교환을 통해 완전히 기화된 후 압축기(10)로 귀환하게 된다.When the heat pump system is controlled to be cooled, the first shutoff valve 17 is opened and the second shutoff valve 17 'is shut off. Therefore, the refrigerant discharged from the compressor 10 flows to the outdoor heat exchanger 12 by the first three-way valve 18, and the refrigerant condensed in the outdoor heat exchanger 12 passes through the first shutoff valve 17. Pass the high pressure side of the internal heat exchanger (13). Subsequently, the pressure drops while passing through the expansion valve 14, and flows to the evaporator 15 by the second three-way valve 18 ′. In the evaporator 15, the fan 24 is evaporated through heat exchange with ambient air. Air blown by the cooling) to be discharged into the room. After the refrigerant from the evaporator 15 passes through the accumulator 16, the liquid refrigerant is separated and passes through the low pressure side of the internal heat exchanger 13, and is completely vaporized through heat exchange with the refrigerant on the high pressure side. Return to).

히트펌프 시스템을 난방으로 제어하는 경우에는 제1차단밸브(17)가 차단되고 제2차단밸브(17')가 개방된다. 따라서, 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제1삼방밸브(18)에 의해 실내 열교환기(11)로 흐르게 되고, 실내 열교환기(11)의 내부에서 응축됨으로써 팬(24)에 의해 송풍되는 공기가 가열되어 실내로 토출되도록 한다. 이어, 내부 열교환기(13)의 고압측을 거쳐 팽창밸브(14)를 지나면서 압력이 강하되고, 제2삼방밸브(18')에 의해 실외 열교환기(12)로 흐르게 된다. 실외 열교환기(12)에서는 주위 공기와의 열교환을 통해 냉매가 증발되고, 개방되어 있는 제2차단밸브(17')를 거쳐 어큐물레이터(16)를 통과하게 된다. 이어, 내부 열교환기(13)의 저압측을 통과하면서 고압측의 냉매와 열교환을 통해 완전히 기화된 후 압축기(10) 로 귀환하게 된다.When the heat pump system is controlled by heating, the first shutoff valve 17 is shut off and the second shutoff valve 17 'is opened. Therefore, the refrigerant discharged from the compressor 10 flows to the indoor heat exchanger 11 by the first three-way valve 18, and the air blown by the fan 24 by condensation inside the indoor heat exchanger 11. Is heated and discharged to the room. Subsequently, the pressure drops through the expansion valve 14 via the high pressure side of the internal heat exchanger 13, and flows to the outdoor heat exchanger 12 by the second three-way valve 18 ′. In the outdoor heat exchanger 12, the refrigerant evaporates through heat exchange with ambient air, and passes through the accumulator 16 through the open second shutoff valve 17 ′. Subsequently, while passing through the low pressure side of the internal heat exchanger 13, the refrigerant is completely vaporized through heat exchange with the refrigerant on the high pressure side, and then returned to the compressor 10.

히트펌프 시스템을 제습난방으로 제어하는 경우에는 제1차단밸브(17)와 제2차단밸브(17')가 모두 차단되어 불필요한 냉매의 유동을 제한하게 된다. 따라서, 압축기(10)에서 토출된 냉매가 제1삼방밸브(18)에 의해 실내 열교환기(11)로 흐르게 되고, 실내 열교환기(11)에서 응축됨으로써 팬(24)에 의해 송풍되는 공기가 가열되어 실내로 토출되도록 한다. 이어, 내부 열교환기(13)의 고압측을 거쳐 팽창밸브(14)를 지나면서 압력이 강하되고, 제2삼방밸브(18')에 의해 증발기(15)로 흐르게 된다. 증발기(15)에서는 주위 공기와의 열교환을 통해 냉매가 증발되는데, 이 과정에서 공기중의 수증기가 증발기(15)의 표면에서 응결됨으로써 송풍되는 공기의 습도를 하강시키게 되는 것이다. 상기 증발기(15)에서 나온 냉매는 어큐물레이터(16)를 통과하면서 액냉매가 분리되고 내부 열교환기(13)의 저압측을 통과하면서 고압측의 냉매와 열교환을 통해 완전히 기화된 후 압축기(10)로 귀환하게 된다.When the heat pump system is controlled by dehumidification heating, both the first blocking valve 17 and the second blocking valve 17 'are blocked to limit the flow of unnecessary refrigerant. Therefore, the refrigerant discharged from the compressor 10 flows to the indoor heat exchanger 11 by the first three-way valve 18, and the air blown by the fan 24 is heated by condensation in the indoor heat exchanger 11. To be discharged into the room. Subsequently, the pressure drops through the expansion valve 14 through the high pressure side of the internal heat exchanger 13 and flows to the evaporator 15 by the second three-way valve 18 '. In the evaporator 15, the refrigerant is evaporated through heat exchange with the ambient air. In this process, water vapor in the air condenses on the surface of the evaporator 15, thereby lowering the humidity of the blown air. After the refrigerant from the evaporator 15 passes through the accumulator 16, the liquid refrigerant is separated and passes through the low pressure side of the internal heat exchanger 13, and is completely vaporized through heat exchange with the refrigerant on the high pressure side. Return to).

제습난방시 제습량의 조절은 제2삼방밸브(18')와 제2차단밸브(17')의 조절을 통해 이루어진다. 즉, 제습량을 줄이고 싶을 때에는 제2삼방밸브(18')가 팽창밸브(14)에서 나온 냉매를 실외 열교환기(12)측으로 공급하고 제2차단밸브(17')가 개방되어 일반 난방시와 동일한 경로로 냉매를 유동시킨다. 결과적으로 제2삼방밸브(18')를 이용하여 냉매의 유동방향을 변화시킴으로써 제습량을 조절할 수 있게 된다.The control of the dehumidification amount during the dehumidification heating is performed by adjusting the second three-way valve 18 'and the second shut-off valve 17'. That is, to reduce the amount of dehumidification, the second three-way valve 18 'supplies the refrigerant from the expansion valve 14 to the outdoor heat exchanger 12 side, and the second shut-off valve 17' is opened so that The refrigerant flows through the same path. As a result, the amount of dehumidification can be adjusted by changing the flow direction of the refrigerant using the second three-way valve 18 '.

또한, 난방이나 제습난방시 실외 열교환기(12)에서 외부 공기와 냉매 사이의 열교환이 이루어지게 되면, 외부 온도가 낮을 때에는 실외 열교환기(12)에 얼음이 얼 수 있다. 이때에는 냉매가 냉방시와 동일한 경로로 유동되도록 하여, 압축기(10)에서 토출된 고온의 냉매가 실외 열교환기(12)에 유입되어 실외 열교환기(12)에 형성된 얼음을 제거하도록 하는, 제상모드로 제어할 수 있다. 물론, 일정 시간이 지난 이후에는 원래와 동일한 경로로 냉매를 유동시켜 원래의 목적을 달성할 수 있도록 하는 것은 당연하다.In addition, when the heat exchange between the outside air and the refrigerant is made in the outdoor heat exchanger 12 during heating or dehumidification heating, ice may be frozen in the outdoor heat exchanger 12 when the external temperature is low. At this time, the refrigerant is flowed in the same path as the cooling, so that the high-temperature refrigerant discharged from the compressor 10 flows into the outdoor heat exchanger 12 to remove the ice formed in the outdoor heat exchanger 12, defrost mode Can be controlled by Of course, after a certain period of time it is natural to flow the refrigerant in the same path as the original to achieve the original purpose.

여기서, 상기 내부 열교환기(13)는 냉방시와 난방시 모두 중요한 역할을 수행하는데, 냉매의 온도조절을 통해 시스템의 성능을 향상시키게 된다. 즉, 냉방시에는 팽창밸브(14) 입구측의 냉매 온도를 하강시켜 고압측의 압력을 낮춤으로써 시스템의 효율을 향상시키게 되고, 난방시에는 압축기(10) 흡입측의 냉매온도를 상승시켜 압축기(10)의 토출온도를 상승시킴으로써 시스템의 효율을 향상시키고 액상냉매가 압축기로 유입되는 것을 방지한다.Here, the internal heat exchanger 13 plays an important role in both cooling and heating, thereby improving the performance of the system through temperature control of the refrigerant. That is, when cooling, the efficiency of the system is improved by lowering the refrigerant temperature at the inlet side of the expansion valve 14 to lower the pressure at the high pressure side. When heating, the refrigerant temperature at the suction side of the compressor 10 is increased to increase the efficiency of the compressor ( Increasing the discharge temperature of 10) improves the efficiency of the system and prevents liquid refrigerant from entering the compressor.

여기서 상기한 히트펌프 시스템과는 별도로 히터코어(20)를 이용하여 차 실내의 난방을 수행할 수 있는데, 냉각수의 온도 및 차량의 운전조건 등에 따라 히터코어(20) 전방의 템프 도어(21)를 개폐시킴으로써 차량의 워밍업 속도를 빠르게 하거나 난방속도를 빠르게 한다.Here, the heating of the vehicle interior may be performed by using the heater core 20 separately from the heat pump system. The temp door 21 in front of the heater core 20 may be heated according to the temperature of the coolant and the driving conditions of the vehicle. By opening and closing, the vehicle warms up quickly or the heating speed is increased.

날씨가 추운 곳에서 자동차를 시동하는 경우, 엔진(25)을 냉각시키는 냉각수온이 너무 낮으면 워밍업에 걸리는 시간이 길어진다. 따라서, 추운 곳에서 자동차를 시동하는 경우에는 대부분 냉각수의 순환경로를 단축시켜 냉각수의 온도를 빠르게 상승시킴으로써 엔진(25)의 워밍업에 걸리는 시간을 단축시키고 있다.When starting the car in a cold place, the time required for warming up is long if the coolant temperature for cooling the engine 25 is too low. Therefore, when starting a car in a cold place, the time taken for warm-up of the engine 25 is shortened by shortening the circulation path of the cooling water and increasing the temperature of the cooling water rapidly.

또한, 대부분의 경우 자동차의 시동과 더불어 난방을 실시하게 되는데, 히트 펌프 시스템에 의한 난방열로 공기의 온도가 빠르게 상승되는데 비하여 냉각수의 수온이 상승하는 속도가 느리게 된다. 따라서, 추운 곳에서 시동과 동시에 난방을 실시하게 되면, 시동 초기에는 히트펌프 시스템에 의해 데워진 공기의 온도보다 냉각수의 수온이 더 낮게 나타나는 온도역전 현상이 야기된다. 물론, 엔진(25)을 일정 시간 이상 구동하게 되면 냉각수의 수온이 히트펌프 시스템의 난방열에 의한 기온보다 상승되어 히터코어(20)를 이용한 난방이 효과적인 것은 당연하다.In addition, in most cases, the heating is performed along with the start of the vehicle, and the temperature of the air is rapidly increased by the heat of heating by the heat pump system. Therefore, when heating is performed simultaneously with starting in a cold place, a temperature reversal phenomenon occurs in which the temperature of the cooling water is lower than the temperature of the air warmed by the heat pump system at the beginning of the starting. Of course, when the engine 25 is driven for a predetermined time or more, the water temperature of the cooling water is higher than the temperature caused by the heating heat of the heat pump system, and it is natural that the heating using the heater core 20 is effective.

이에 따라 본 발명에서는 히터코어(20)로 유입되는 냉각수의 온도(Tw)를 수온센서(22)로 감지하고, 실내 열교환기(11)에서 열교환을 마친 공기의 온도인 실내 열교환기(11) 후류측 온도(Ta)를 온도센서(23)로 감지한 후, 양자의 온도에 따라 히터코어(20)에 의한 실내 열교환기(11)의 후류측 공기와 냉각수 사이의 열교환 여부를 결정하게 된다.Accordingly, in the present invention, the temperature Tw of the coolant flowing into the heater core 20 is sensed by the water temperature sensor 22, and the indoor heat exchanger 11 wakes up, which is the temperature of the air that has been heat-exchanged in the indoor heat exchanger 11 After detecting the side temperature Ta by the temperature sensor 23, it is determined whether the heat exchange between the air downstream of the indoor heat exchanger 11 by the heater core 20 and the cooling water is performed by the heater core 20.

자동차의 엔진(25)이 시동되면 난방중인지를 확인하여 난방중에 있으면 엔진(25)의 워밍업 여부를 확인한다. 엔진(25)이 워밍업중이면 시동 초기로서 냉각수온(Tw)이 기온(Ta)보다 낮으므로, 히터코어(20) 전방의 템프 도어(21)를 개방한다. 이에 따라 히터코어(20) 내부의 냉각수와 실내 열교환기(11)에 의해 열교환을 마친 공기가 서로 열교환을 하게 된다. 따라서, 엔진(25)으로 순환되는 냉각수의 온도가 빠르게 상승되어 엔진(25)의 워밍업 속도를 빨라지게 된다. 물론, 냉각수와 공기 사이의 열교환은 난방열을 빼앗기는 것을 의미하므로, 급속난방이 요구되는 경우에는 엔진(25)의 워밍업 여부에 관계없이 템프 도어(21)를 폐쇄함으로써 난방이 빠르게 이루어지도록 한다.When the engine 25 of the vehicle is started, it is checked whether it is being heated, and if it is being heated, it is checked whether the engine 25 is warmed up. When the engine 25 is warming up, since the cooling water temperature Tw is lower than the air temperature Ta as the initial start, the temp door 21 in front of the heater core 20 is opened. Accordingly, the coolant inside the heater core 20 and the air that has undergone heat exchange by the indoor heat exchanger 11 exchange heat with each other. Therefore, the temperature of the coolant circulated to the engine 25 is quickly increased, thereby increasing the warm-up speed of the engine 25. Of course, since the heat exchange between the coolant and the air means to lose the heating heat, when rapid heating is required, the heating is performed quickly by closing the temp door 21 regardless of whether the engine 25 is warmed up.

엔진이 워밍업 상태가 아닌 경우에는 수온센서(22)에 의해 감지된 냉각수온(Tw)과 온도센서(23)에 의해 감지된 실내 열교환기(11) 후류의 기온(Ta)을 비교한다. 만약, 냉각수온(Tw)에 비해 기온(Ta)이 더 높을 경우에는 템프 도어(21)를 폐쇄하여 히터코어(20)에 의한 열교환이 없이 내부 열교환기(11)에 의해 가열된 공기만이 실내로 유입되도록 한다. 또한, 상기 수온센서(22)에 의해 감지된 냉각수온(Tw)이 기온(Ta) 이상이면, 템프 도어(21)를 개방하여 내부 열교환기(11)에 의해 가열된 공기가 히터코어(20)에 의해 재차 가열된 후 실내로 유입되도록 한다. 결과적으로 실내로 유입되는 히터코어(20)에 의해 공기의 온도가 낮아지지 않도록 하되 히터코어(20)와의 열교환을 통해 높아질 수는 있도록 함으로써 난방속도를 빠르게 하는 것이다.When the engine is not warmed up, the cooling water temperature Tw detected by the water temperature sensor 22 is compared with the air temperature Ta after the indoor heat exchanger 11 detected by the temperature sensor 23. If the temperature Ta is higher than the cooling water temperature Tw, only the air heated by the internal heat exchanger 11 without the heat exchange by the heater core 20 by closing the temp door 21 is indoors. To get into In addition, when the cooling water temperature Tw sensed by the water temperature sensor 22 is equal to or higher than the temperature Ta, the air heated by the internal heat exchanger 11 is opened by opening the temp door 21 so that the heater core 20 is heated. It is heated again by means of being introduced into the room. As a result, the temperature of the air is not lowered by the heater core 20 introduced into the room, but the heating rate is increased by allowing the heater core 20 to be increased through heat exchange with the heater core 20.

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.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those of ordinary skill in the art are appropriately within the scope described in the claims of the present invention. Changes will be possible.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템을 이용한 난방 제어구조 및 그 방법은, 시동과 동시에 난방을 수행하는 경우 히트펌프 시스템의 난방열을 이용하여 엔진(25)의 워밍업 속도를 빠르게 할 수 있고, 냉각수온(Tw)과 내부 열교환기(11)의 후류측 기온(Ta)을 비교하여 템프 도어(21)를 개폐시킴으로써 보다 빠르게 실내 난방을 수행할 수 있는 효과가 있다.As described above, the heating control structure and the method using the heat pump system for a vehicle of the present invention can increase the warm-up speed of the engine 25 by using the heating heat of the heat pump system when heating is performed simultaneously with starting. In addition, by comparing the cooling water temperature (Tw) and the downstream side temperature (Ta) of the internal heat exchanger 11, opening and closing the temporal door 21 has an effect of performing indoor heating more quickly.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 냉방용 열교환기인 증발기(15)와 난방용 열교환기인 실내 열교환기(11)를 모두 설치하여 냉방에서 난방으로 전환할 때 습도 증가 및 포그 발생을 방지할 수 있는 다른 효과가 있다.In addition, according to the automotive heat pump system of the present invention, by installing both the evaporator 15, the cooling heat exchanger and the indoor heat exchanger 11, the heat exchanger for heating to prevent the increase of humidity and the generation of fog when switching from cooling to heating. There are other effects that can be.

또, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 내부 열교환기(13)를 통해 압축기(10) 흡입측 냉매를 가열하여 액상의 냉매가 압축기(10)로 유입되지 않도록 하여 압축기(10)를 보호할 수 있는 다른 효과가 있다.Further, according to the automotive heat pump system of the present invention, the compressor 10 is protected by heating the refrigerant on the suction side of the compressor 10 through the internal heat exchanger 13 so that the liquid refrigerant does not flow into the compressor 10. There are other effects that can be done.

또한, 본 발명의 자동차용 히트펌프 시스템에 따르면, 내부 열교환기(13)의 고압측이 모두 팽창밸브(14) 직전에 있고 그 저압측은 압축기(10) 흡입측에 존재하게 되므로 시스템의 효율과 성능을 최대화할 수 있는 또 다른 효과가 있다.Further, according to the automotive heat pump system of the present invention, the high pressure side of the internal heat exchanger 13 is all just before the expansion valve 14 and the low pressure side is present at the suction side of the compressor 10, so the efficiency and performance of the system. There is another effect that can be maximized.

Claims (5)

냉매를 압축 토출시키는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)에서 나온 냉매와 실내로 유입되는 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실내 열교환기(11)와, 냉매의 압력을 강하시키는 팽창밸브(14)와, 냉매와 외부 공기 사이의 열교환이 이루어지는 실외 열교환기(12)와, 실내로 유입되는 공기와 냉매 사이의 열교환을 통해 공기를 냉각시키는 증발기(15)와, 상기 고압측 냉매와 저압측 냉매 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(13)와, 2차 열교환을 마친 냉매에서 액냉매를 분리시키는 어큐물레이터(Accumulator; 16)를 포함하는 자동차용 히트펌프(Heat Pump) 시스템에 있어서,A compressor (10) for compressing and discharging the refrigerant, an indoor heat exchanger (11) for exchanging heat between the refrigerant from the compressor (10) and air introduced into the room, an expansion valve (14) for lowering the pressure of the refrigerant; And an outdoor heat exchanger 12 through which heat is exchanged between the refrigerant and the outside air, an evaporator 15 for cooling the air through heat exchange between the air flowing into the room and the refrigerant, and between the high pressure refrigerant and the low pressure refrigerant. In an automotive heat pump system including an internal heat exchanger (13) in which heat exchange is performed, and an accumulator (16) for separating a liquid refrigerant from a refrigerant having undergone secondary heat exchange, 상기 실내 열교환기(11)의 후방측에 설치되어 열교환을 마친 공기의 온도를 감지하는 온도센서(23)와, 엔진(25)의 냉각수를 이용하여 실내로 유입되는 공기를 가열하는 히터코어(Heater Core; 20)의 전방에 설치되어 공기 흐름을 차단하는 템프 도어(Temp. Door; 21)와, 상기 히터코어(20)로 유입되는 냉각수의 온도를 감지하는 수온센서(22)와, 상기 온도센서(23) 및 수온센서(22)에 의해 감지된 기온과 수온을 비교하여 상기 템프 도어(21)를 개폐시키는 제어부(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.Heater core (Heater) is installed on the rear side of the indoor heat exchanger (11) for detecting the temperature of the heat exchanged air and heat the air flowing into the room using the coolant of the engine (25) Temp. Door (21) installed in front of the core 20 to block the flow of air, a water temperature sensor 22 for detecting the temperature of the coolant flowing into the heater core 20, and the temperature sensor And a control unit (30) which opens and closes the temporal door (21) by comparing the temperature detected by the water temperature sensor (22) and the water temperature. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, 엔진 워밍업(Warming-Up)시 상기 템프 도어(21)를 개방하여 상기 실내 열교환기(11)에 의한 난방열로 히터코어(21)의 냉각수를 가열하도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.The control unit may heat the cooling water of the heater core 21 by heating heat by the indoor heat exchanger 11 by opening the temp door 21 when the engine warms up. Pump system. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제어부는, 급속 난방이 요구되는 경우 상기 템프 도어(21)를 폐쇄하여 상기 실내 열교환기(11)에 의해 가열된 공기가 곧바로 실내로 토출되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템.The control unit, when rapid heating is required, the heat pump system for a vehicle, characterized in that to close the temp door (21) so that the air heated by the indoor heat exchanger (11) is immediately discharged to the room. 제1항의 자동차용 히트펌프 시스템을 제어하는 방법에 있어서,In the method of controlling the automotive heat pump system of claim 1, 자동차가 시동되면 난방모드인지를 확인하는 제1단계와, 엔진(25) 워밍업 신호가 입력되면 히터코어(20) 전방의 템프 도어(21)를 개방하는 제2단계와, 상기 제2단계에서 엔진(25) 워밍업 신호가 입력되지 않으면 실내 열교환기(11) 후류측 기온(Ta)과 냉각수온(Tw)을 비교하는 제3단계와, 상기 제3단계에서 실내 열교환기(11) 후류측 기온(Ta)이 냉각수온(Tw)보다 높으면 템프 도어(21)를 폐쇄하고 그렇지 않으면 템프 도어(21)를 개방하는 제4단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템 제어방법.A first step of checking whether the vehicle is in heating mode when the vehicle is started, a second step of opening the temporal door 21 in front of the heater core 20 when the warm-up signal of the engine 25 is input, and the engine in the second step (25) If the warm-up signal is not input, a third step of comparing the air temperature Ta and the cooling water temperature Tw of the indoor heat exchanger 11 and the downstream air temperature of the indoor heat exchanger 11 in the third step; And a fourth step of closing the temporal door (21) if Ta is higher than the cooling water temperature (Tw) and otherwise opening the temporal door (21). 제4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 상기 제2단계는, 급속난방 신호가 입력되면 엔진 워밍업 신호를 무시하도록하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프 시스템 제어방법.The second step is to control the heat pump system, characterized in that to ignore the engine warm-up signal when the rapid heating signal is input.
KR1020050094288A 2005-10-07 2005-10-07 The apparatus and the control method of heat pump system for car KR101155804B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094288A KR101155804B1 (en) 2005-10-07 2005-10-07 The apparatus and the control method of heat pump system for car

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020050094288A KR101155804B1 (en) 2005-10-07 2005-10-07 The apparatus and the control method of heat pump system for car

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20070039222A true KR20070039222A (en) 2007-04-11
KR101155804B1 KR101155804B1 (en) 2012-06-12

Family

ID=38160128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020050094288A KR101155804B1 (en) 2005-10-07 2005-10-07 The apparatus and the control method of heat pump system for car

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101155804B1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120120656A (en) * 2011-04-25 2012-11-02 한라공조주식회사 Method for controlling air conditioner of vehicle
KR101401994B1 (en) * 2007-11-30 2014-06-27 한라비스테온공조 주식회사 A Air-Conditioning System
CN113165481A (en) * 2018-12-18 2021-07-23 三电汽车空调系统株式会社 Air conditioner for vehicle

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0966722A (en) * 1995-08-31 1997-03-11 Denso Corp Air conditioner of electric vehicle
JP3847905B2 (en) * 1997-06-30 2006-11-22 カルソニックカンセイ株式会社 Heat pump type automotive air conditioner
JP3966044B2 (en) 2002-04-02 2007-08-29 株式会社デンソー Air conditioner
KR101015640B1 (en) * 2003-04-30 2011-02-22 한라공조주식회사 Air conditioning system for vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101401994B1 (en) * 2007-11-30 2014-06-27 한라비스테온공조 주식회사 A Air-Conditioning System
KR20120120656A (en) * 2011-04-25 2012-11-02 한라공조주식회사 Method for controlling air conditioner of vehicle
CN113165481A (en) * 2018-12-18 2021-07-23 三电汽车空调系统株式会社 Air conditioner for vehicle

Also Published As

Publication number Publication date
KR101155804B1 (en) 2012-06-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10889163B2 (en) Heat pump system
US9834063B2 (en) Heat pump system for vehicle
CN107428222B (en) Vehicle heat pump system
JP4465903B2 (en) Air conditioner for vehicles
US20090095005A1 (en) Air-Conditioning System
KR20210013241A (en) Heat pump system for vehicle
JP4120105B2 (en) Air conditioner
KR101511508B1 (en) Heat pump system for vehicle
JP6828598B2 (en) Internal combustion engine cooling system
CN108602414B (en) Air conditioning system for vehicle and control method thereof
US11046148B2 (en) Air conditioner for vehicles
KR102047749B1 (en) Heat pump system for vehicle
JPH10297270A (en) Air conditioner for vehicle
KR101155804B1 (en) The apparatus and the control method of heat pump system for car
JP2004017681A (en) Refrigeration cycle device
KR101146477B1 (en) Heat Pump System for Car
KR101622627B1 (en) Heat pump system for vehicle and its control method
KR101418858B1 (en) Heat pump system for vehicle
JP2012171522A (en) Air conditioner for vehicle
US20230112903A1 (en) Method for defrosting a thermal regulation circuit for a vehicle, in particular for a motor vehicle
KR20180120084A (en) Air conditioner for vehicle
KR101430005B1 (en) Heat pump system for vehicle and its control method
KR20240039792A (en) Air conditioner for vehicle and method for controlling the same
KR101418856B1 (en) Heat pump system for vehicle
CN115339287A (en) Low-temperature operation control method of heat pump system

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee