KR20080009398A - Air conditioner type heat pump - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 엔진 가열 모드일때를 나타낸 도면.1 is a view showing a configuration of a heat pump type air conditioner according to the present invention, which is a view showing an engine heating mode.
도 2는 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 시동 초기 난방모드 일때를 나타낸 도면.Figure 2 is a view showing the configuration of the heat pump type air conditioner according to the present invention, a view showing when the start-up heating mode.
도 3은 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 정상 운행시 난방모드일때를 나타낸 도면.Figure 3 is a view showing the configuration of the heat pump type air conditioner according to the present invention, a view showing when the heating mode in normal operation.
도 4는 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 냉방모드 일때를 나타낸 도면.4 is a view showing a configuration of a heat pump type air conditioner according to the present invention, which is a view showing a cooling mode.
도 5는 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 제습 난방모드 일때를 나타낸 도면.5 is a view showing a configuration of a heat pump type air conditioner according to the present invention, which is a view showing the dehumidification heating mode.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
100 : 압축기100: compressor
200 : 난방용 실내 열교환기200: indoor heat exchanger for heating
210 : 바이패스 도어210: bypass door
300 : 실외 열교환기300: outdoor heat exchanger
400 : 제1 방향전환밸브400: first direction switching valve
500 : 교축수단500: throttling means
600 : 냉방용 실내 열교환기600: indoor heat exchanger for cooling
610 : 공조덕트610: air conditioning duct
650 : 히터코어650: heater core
651 :온도조절도어651: temperature control door
660 : 엔진660: engine
700 : 어큐뮬레이터700: Accumulator
800 : 제2 방향전환밸브800: second direction switching valve
900 : 내부열교환기900: internal heat exchanger
910 : 제1 개폐밸브910: the first opening and closing valve
920 : 제2 개폐밸브920: second on-off valve
본 발명은 히트 펌프식 공기조화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 시동 후 즉시 엔진으로 유입되는 냉각수의 온도를 상승시켜 엔진 성능 향상을 도모하고, 시동 초기에 히터코어내의 냉각수 온도가 난방에 필요한 온도로 도달하지 않았을때 보조적으로 난방을 실시할 수 있고, 냉난방 모드시 냉기와 온기 풍량이 감소하지 않도록 하며, 냉방 모드시 제습 성능을 향상시킬 수 있도록 한 히트 펌프식 공기조화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a heat pump type air conditioner, and more particularly, to improve the engine performance by raising the temperature of the coolant flowing into the engine immediately after the vehicle is started, and the temperature of the coolant in the heater core at the beginning of the start is required for heating. The present invention relates to a heat pump type air conditioner capable of auxiliary heating when the temperature is not reached, preventing cold and warm air volumes from decreasing in the heating and cooling mode, and improving the dehumidification performance in the cooling mode.
일반적으로 차량용 공조 시스템은, 냉방 시스템과 난방 시스템을 포함하여 이루어진다. 대표적인 냉방시스템은, 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환 매체인 냉매가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서, 송풍 공기를 증발기쪽에서 열교환시켜 냉기로 바꾸어 차량의 실내로 공급함으로서, 차량의 실내를 냉방하는 시스템이다. 또한, 대표적인 난방시스템은, 엔진에서 발생하는 열을 냉각하는 냉각하는 냉각수가 순환하는 히터코어쪽에서 송풍공기를 열교환시켜 온기로 바꾸어 차량의 실내로 공급함으로써, 차량의 실내를 난방하는 시스템이며, 내연기관 차량에 적용된다.In general, a vehicle air conditioning system includes a cooling system and a heating system. A typical cooling system is a heat exchange medium discharged by the operation of a compressor, the refrigerant is circulated through the condenser, the receiver dryer, the expansion valve and the evaporator and then circulated back to the compressor. By supplying, it is a system which cools the interior of a vehicle. In addition, a typical heating system is a system for heating the interior of a vehicle by supplying heat to the vehicle by heat-exchanging blown air on the heater core where the cooling water for cooling the heat generated by the engine circulates, and supplying it to the interior of the vehicle. Applies to the vehicle.
그런데, 추운 날씨에 차량을 난방하는 경우, 엔진을 시동한 때부터 냉각수가 가열될때 까지는 상당한 시간이 소요되므로, 초기 난방 효율이 저하되는 문제점이 있었다.By the way, when heating the vehicle in cold weather, it takes a considerable time from when the engine is started until the coolant is heated, there is a problem that the initial heating efficiency is lowered.
이 문제를 해결하기 위하여, 엔진의 열을 이용하여 공기를 가열하지 않고, 냉매의 열을 이용하여 가열하는 공조시스템이 개발되고 있다. 이러한 공조시스템은, 비용 절감 및 컴팩트한 디자인을 위하여, 기존의 냉동사이클을 구성하는 부품을 사용하여 냉/난방 모드의 전환이 가능하도록 구성되는 것이 일반적이다.In order to solve this problem, the air conditioning system which heats using the heat of a refrigerant | coolant, without heating air using the heat of an engine, is developed. Such an air conditioning system is generally configured to enable switching of cooling / heating modes by using components constituting an existing refrigeration cycle, for cost reduction and compact design.
그런데, 이러한 공조시스템에 있어서, 예컨대 -20℃~-30℃의 추운 날씨에, 열교환매체로서 R134와 같은 냉매를 사용하여 차량 내부의 온도를 10℃ 이상으로 난방하는 경우, 압축기에서의 냉매 압축비가 커지게 되어 압축기의 용량 및 성능이 커야 하는 문제점이 발생하게 된다.However, in such an air conditioning system, for example, in a cold weather of -20 ° C to -30 ° C and using a refrigerant such as R134 as a heat exchange medium to heat the temperature inside the vehicle to 10 ° C or higher, the refrigerant compression ratio in the compressor is It becomes large, which causes a problem that the capacity and performance of the compressor must be large.
한편, 전기 자동차용 공조시스템의 경우에는, 내연기관 차량에서와는 달리 냉각수가 순환하는 히터코어가 사용되지 않기 때문에, 그 구성이 내연기관 차량용 공조시스템과는 다르며, 주로 냉/난방모드를 전환할 수 있는 히트 펌프(heat pump) 구조의 공조시스템이 전기 차량에 적용된다.On the other hand, in the case of an air conditioning system for an electric vehicle, unlike the internal combustion engine vehicle, since a heater core through which cooling water is circulated is not used, the configuration is different from that of an internal combustion engine vehicle air conditioning system, and mainly the cooling / heating mode can be switched. The air pump air conditioning system is applied to an electric vehicle.
따라서, 작동 압축비가 낮아 압축 효율이 우수한 점과, 우수한 열전달 특성 때문에, 이산화탄소와 같은 냉매를 사용할 수 있는 한편, 냉/난방 모드를 전환할 수 있고, 전기 자동차는 물론 내연기관 차량에도 적용될 수 있는 공조시스템이 최근 활발히 연구되고 있다.Therefore, due to the low compression ratio and the excellent compression efficiency and the excellent heat transfer characteristics, a refrigerant such as carbon dioxide can be used, and a cooling / heating mode can be switched and can be applied to an electric vehicle as well as an internal combustion engine vehicle. The system is being actively researched recently.
본 발명은 전술한 바와 같이, 차량 시동 후 즉시 엔진으로 유입되는 냉각수의 온도를 상승시켜 엔진 성능 향상을 도모하고, 시동 초기에 히터코어내의 냉각수 온도가 난방에 필요한 온도로 도달하지 않았을때 보조적으로 난방을 실시할 수 있고, 냉난방 모드시 냉기와 온기 풍량이 감소하지 않도록 하며, 하며, 냉방 모드시 제습 성능을 향상시킬 수 있도록 한 히트 펌프식 공기조화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.As described above, the present invention improves engine performance by raising the temperature of the coolant flowing into the engine immediately after the vehicle starts, and assists heating when the coolant temperature in the heater core does not reach the temperature required for heating at the beginning of the start. The purpose of the present invention is to provide a heat pump type air conditioner capable of carrying out the cooling and heating modes in the cooling and heating mode, and to improve the dehumidification performance in the cooling mode.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치는, 흡입된 냉매를 압축하여 토출하는 압축기와; 공조덕트내에 설치되고, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 냉각되면서 공기를 가열하는 난방용 실내 열교환기와; 상기 공조덕트내에 상기 난방용 실내 열교환기의 공기 하류측에 설치되어, 엔진을 경유하는 냉각수가 통과하는 히터코어와; 상기 공조덕트내에 설치되 어 상기 난방용 실내 열교환기를 통과한 공기가 상기 히터코어를 통과하도록 하거나 우회하여 통과하도록 하는 온도조절도어와; 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매를 냉각시키는 실외 열교환기와; 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매 흐름 방향을 상기 난방용 실내 열교환기와 상기 실외 열교환기중의 어느 하나로 전환하는 제1 방향전환밸브와; 상기 난방용 실내 열교환기에서 배출되는 냉매를 교축시키는 교축수단과; 상기 공조덕트내에 상기 난방용 실내 열교환기의 공기 상류측에 배치되며, 냉매를 증발시키는 냉방용 실내 열교환기와; 상기 공조덕트내에 설치되어 상기 냉방용 실내 열교환기를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기를 통과하도록 하거나 우회하여 통과하도록 하는 바이패스 도어와; 상기 냉방용 실내 열교환기에서 배출되는 냉매중 기상의 냉매만을 상기 압축기로 보내지도록 하는 어큐뮬레이터와; 상기 교축수단에서 교축되어 배출되는 냉매의 흐름 방향을 상기 실외 열교환기와 상기 냉방용 실내 열교환기중의 어느 하나로 전환하는 제2 방향전환밸브를 포함하는 것을 특징으로 한다.Heat pump type air conditioner according to the present invention for achieving the above object comprises a compressor for compressing and discharging the sucked refrigerant; An indoor heat exchanger installed in an air conditioning duct and configured to heat air while cooling the refrigerant having a high temperature and high pressure discharged from the compressor; A heater core installed in the air conditioning duct on an air downstream side of the indoor heat exchanger for heating, through which cooling water passes through an engine; A temperature control door installed in the air conditioning duct to allow air passing through the indoor heat exchanger for heating to pass or bypass the heater core; An outdoor heat exchanger for cooling the refrigerant having a high temperature and high pressure discharged from the compressor; A first direction switching valve for switching a flow direction of the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor into one of the heating indoor heat exchanger and the outdoor heat exchanger; Throttling means for throttling the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger for heating; A cooling indoor heat exchanger disposed in an air upstream of the indoor heat exchanger for heating in the air conditioning duct and evaporating a refrigerant; A bypass door installed in the air conditioning duct to allow air passing through the cooling indoor heat exchanger to pass or bypass the heating indoor heat exchanger; An accumulator for sending only the gaseous refrigerant from the refrigerant discharged from the indoor heat exchanger to the compressor; And a second direction switching valve for converting the flow direction of the refrigerant throttled out of the throttling means into one of the outdoor heat exchanger and the cooling indoor heat exchanger.
이하, 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, a preferred embodiment of a heat pump type air conditioner according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 엔진 가열 모드일때를 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 시동 초기 난방모드 일때를 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 정상 운행시 난방모드일때를 나타낸 도면이며, 도 4는 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기 조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 냉방모드일때를 나타낸 도면이며, 도 5는 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치의 구성을 나타낸 것으로, 제습 난방모드일때를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a configuration of a heat pump type air conditioner according to the present invention, which is a view showing an engine heating mode, and FIG. 2 is a view showing a configuration of a heat pump type air conditioner according to the present invention. Figure 3 is a view showing the mode, Figure 3 is a view showing the configuration of the heat pump type air conditioner according to the present invention, is a view showing the heating mode in normal operation, Figure 4 is a heat pump type air conditioner according to the present invention Fig. 5 is a view showing the configuration in the cooling mode, and Fig. 5 is a view showing the configuration of the heat pump type air conditioner according to the present invention and showing the dehumidification heating mode.
도시된 바와 같이, 본 발명에 의한 히트 펌프식 공기조화장치는, 흡입된 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(100)와, 공조덕트(610)내에 설치되어 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 냉각되면서 공기를 가열하는 난방용 실내 열교환기(200)와, 상기 공조덕트(610)내에 상기 난방용 실내 열교환기(200)의 공기 하류측에 설치되어 엔진(600)을 경유하는 냉각수가 통과하는 히터코어(650)와, 상기 공조덕트(610)내에 설치되어 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 상기 히터코어(650)를 통과하도록 하거나 우회하여 통과하도록 하는 온도조절도어(651)와, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매를 냉각시키는 실외 열교환기(300)와, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매 흐름 방향을 상기 난방용 실내 열교환기(200)와 상기 실외 열교환기(300)중의 어느 하나로 전환하는 제1 방향전환밸브(400)와, 상기 난방용 실내 열교환기(300)에서 배출되는 냉매를 교축시키는 교축수단(500)과, 상기 공조덕트(610)내에 상기 난방용 실내 열교환기(200)의 공기 상류측에 배치되며, 냉매를 증발시키는 냉방용 실내 열교환기(600)와, 상기 공조덕트(610)내에 설치되어 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하도록 하거나 우회하여 통과하도록 하는 바이패스 도어(210)와, 상기 냉방용 실내 열교환기(600)에서 배출되는 냉매중 기상의 냉매만을 상기 압축기(100)로 보내지도록 하는 어큐뮬레이터(700)와, 상기 교축수단(500) 에서 교축되어 배출되는 냉매의 흐름 방향을 상기 실외 열교환기(300)와상기 냉방용 실내 열교환기(600)중의 어느 하나로 전환하는 제2 방향전환밸브(800)를 포함ㅎ한다.As illustrated, the heat pump type air conditioner according to the present invention includes a
그리고 본 발명은 상기와 같은 구성에서 상기 난방용 실내 열교환기(200)와 실외 열교환기(300)중 어느 하나에서 배출되는 냉매중에서 상기 교축수단(500)에 의해 교축되기 전의 냉매를 상기 어큐뮬레이터(700)에서 배출된 냉매와 서로 열교환시키는 내부열교환기(900)를 더 포함한다.In the above configuration, the
그리고, 본 발명은 상기와 같은 구성에서 상기 제1 방향전환밸브(400)의 흐름 방향 전환에 의해 냉매가 상기 실외 열교환기(300)로 유입되어 배출되는 경우에만 개방되어 상기 어큐뮬레이터(700)에서 배출된 냉매와 서로 열교환되게 상기 내부열교환기(900)로 유입되도록 하는 제1 개폐밸브(910)와, 상기 제2 방향전환밸브(800)의 흐름 방향 전환에 의해 냉매가 상기 실외 열교환기(300)로 유입되어 배출되는 경우에만 개방되어 상기 어큐뮬레이터(700)와 냉방용 실내 열교환기(600) 사이의 냉매와 합류되도록 하는 제2 개폐밸브(920)를 더 포함하여 이루어진다.In addition, the present invention is open only when the refrigerant flows into the
여기서, 전술한 본 발명의 구성중 제1 및 제2 방향전환밸브(400)(8000는통상적으로 사용되는 3방향밸브가 사용되고, 상기 교축수단(500)으로는 팽창밸브가 사용되며, 상기 냉매로는 이산화탄소 가스가 사용된다.Here, in the above-described configuration of the present invention, the first and second
상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 엔진 가열모드와, 시동 초기 난방모드, 정상 운행시 난방모드, 냉방모드, 제습 난방모드별로 구분하여 차례대로 설명하기로 한다.The operation of the present invention configured as described above will be described in order by dividing the engine heating mode, the starting initial heating mode, the heating mode at normal operation, the cooling mode, and the dehumidifying heating mode.
<엔진 가열모드><Engine heating mode>
여기서, 본 발명에 의한 엔진 가열모드는 차량 시동후 대략 1분 정도에 걸쳐 실시되는 모드로서, 이 모드를 구현하기 위해서는 제1 개폐밸브(910)는 폐쇄상태이고, 제1 방향전환밸브(400)는 난방용 실내 열교환기(200)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제2 방향전환밸브(800)는 실외 열교환기(300)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제2 개폐밸브(920)는 개방된 상태이다.Here, the engine heating mode according to the present invention is a mode performed over about one minute after the vehicle is started. In order to implement this mode, the first on-off
도 1에 도시된 바와 같이, 압축기(100)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매는 제1 방향전환밸브(400)의 흐름 방향 전환작용에 의해 공조덕트(610)내에 설치된 난방용 실내 열교환기(200)로 유입된 후, 내부 열교환기(900)측으로 유동된다.As shown in FIG. 1, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
한편, 상기 내부 열교환기(900)를 통과한 냉매는 교축수단(500)을 통과하면서 교축된 다음 제2 방향전환밸브(800)로 유입된다. 이후, 제2 방향전환밸브(800)로 유입된 냉매는 흐름 방향 전환 작용에 의해 실외 열교환기(300)로 유입되어 응축된 후 배출되어 리턴배관(310)을 따라 리턴되며, 이렇게 리턴배관(310)을 따라 리턴되는 응축된 냉매는 개방된 제2 개폐밸브(920)로 유입된다.Meanwhile, the refrigerant passing through the
다음으로, 상기 제2 개폐밸브(920)로 유입된 냉매는 어큐뮬레이터(700)를 통과하면서 기상의 냉매만이 전술한 내부 열교환기(900)로 유입된다.Next, the refrigerant flowing into the second on / off
여기서, 상기 내부 열교환기(900)에서는 상기 어큐뮬레이터(700)로부터 유입된 기상 냉매와 상기 난방용 열교환기(2000에서 배출되는 고온의 냉매와 서로 열교환된다.Here, the
상기와 같이 내부 열교환기(900)에서 열교환된 냉매는 마지막으로 압축기(100)로 복귀하게 된다.As described above, the refrigerant heat exchanged in the
따라서, 본 발명에 의한 엔진 가열모드는 상기 제1 및 제2 방향전환밸브(400)(800)의 냉매 흐름 방향 전환에 의해, 상기 압축기(100)에서 토출된 냉매는 난방용 실내 열교환기(200), 내부 열교환기(900), 교축수단(500), 실외 열교환기(300)와, 제2 개폐밸브(920), 어큐뮬레이터(700), 내부 열교환기(900)를 순서적으로 통과하여 상기 압축기(100)로 복귀하는 흐름 경로를 가지면서 반복적으로 수행하게 된다.Therefore, in the engine heating mode according to the present invention, the refrigerant discharged from the
여기서, 상기 내부 열교환기(900)는 상기 압축기(100)로 복귀하는 흡입 냉매를 난방용 실내 열교환기(200)에서 배출되는 고온의 냉매열로 가열하여 압축기로부터 토출되는 냉매의 온도를 증가시키고, 액상의 냉매가 압축기로 유입되는 것을 억제하여 겨울철 압축기를 보호함과 아울러 본 발명의 시스템의 효율을 향상시키게 된다.Here, the internal heat exchanger (900) heats the suction refrigerant returning to the compressor (100) with a high temperature refrigerant heat discharged from the heating indoor heat exchanger (200) to increase the temperature of the refrigerant discharged from the compressor, and the liquid phase By preventing the refrigerant from flowing into the compressor to protect the winter compressor and improve the efficiency of the system of the present invention.
한편, 전술한 바와 같이 엔진 가열모드를 수행하는 과정에서 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스 도어(210)는 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하도록 작동되고, 상기 온도조절도어(651)는 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 통과하도록 작동되는데, 이렇게 함으로써, 송풍팬(620)에 의해 송풍되는 공기는 증발 작용 모드로 작동되고 있지 않은 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 다음, 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하면서 이와 열교환되어 온도가 높은 고온의 상태가 된다.On the other hand, as shown in Figure 1 in the process of performing the engine heating mode as described above, the
계속하여, 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 고온의 공기는 히터코어(650)를 통과하게 된다.Subsequently, the hot air passing through the heating
이때, 히터코어(650)의 내부를 순환하는 냉각수의 온도는 차량 시동후 대략 1분 경과한 시점에서 저온이기 때문에, 히터코어(650)를 통과하는 고온의 공기와 열교환되어 고온으로 온도가 상승하게 되며, 이로 인해 고온의 냉각수는 엔진을 경유하여 엔진을 데워주기 때문에 엔진 출력 성능을 향상시켜 주게 된다.At this time, since the temperature of the cooling water circulating inside the
이제까지는 본 발명의 엔진 가열모드에 대해 설명하였다.So far, the engine heating mode of the present invention has been described.
다음으로, 본 발명의 시동 초기 난방모드에 대해 설명하기로 한다.Next, the starting initial heating mode of the present invention will be described.
<시동 초기 난방모드><Start-up heating mode>
여기서, 본 발명에 의한 시동 초기 난방모드가 구현되기 위해서는 제1 개폐밸브(910)는 폐쇄상태이고, 제1 방향전환밸브(400)는 난방용 실내 열교환기(200)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제2 방향전환밸브(800)는 실외 열교환기(300)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제2 개폐밸브(920)는 개방된 상태로서, 전술한 엔진 가열모드와 동일하다.Here, in order to realize the initial heating mode according to the present invention, the first opening /
다만, 상기 엔진 가열모드와 다른점은, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스 도어(210)는 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하도록 작동되고, 상기 온도조절도어(651)는 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 우회하여 통과하도록 작동되는 것이 차이점이다.However, the engine heating mode is different from, as shown in FIG. 2, the
이와 같은 시동 초기 난방모드를 수행하는 과정에서 상기 바이패스 도어(210)는 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하도록 작동되고, 상기 온도조절도어(651)는 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 통과하도록 작동되는데, 이렇게 함으로써, 송풍팬(620)에 의해 송풍되는 공기는 증발 작용 모드로 작동되고 있지 않은 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 다음, 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하여 히터코어(650)를 우회하여 통과하게 된다.In the process of performing the initial heating mode as described above, the
이때, 히터코어(650)의 내부를 순환하는 냉각수의 온도는 차량 시동 초기에는 아직 난방에 충분한 온도에 도달되지 않았기 때문에 난방용 실내 열교환기(200)를 통과하면서 열교환 고온의 공기를 히터코어(650)를 통과하도록 하지 않고 우회하여 실내로 토출되도록 한다.At this time, since the temperature of the coolant circulating inside the
따라서, 차량 시동 초기에 히터코어(650)를 통과하는 냉각수가 난방에 필요한 적정 온도에 도달하기까지 히터코어(650)를 우회하여 통과하도록 제어하여 보조 난방이 이루어지도록 하는 것이다.Therefore, the auxiliary heating is performed by controlling the cooling water passing through the
이제까지는 본 발명에 의한 시동 초기 난방모드에 대해 설명하였다.So far, the starting initial heating mode according to the present invention has been described.
이하부터는 본 발명에 의한 정상운행시 난방모드에 대해 도 3을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the heating mode during normal operation according to the present invention will be described with reference to FIG. 3.
전술한 바와 같이 차량 시동 초기 난방모드를 소정 시간 동안 실시하게 되면, 히터코어(650)를 통과하는 냉각수는 충분히 난방에 필요한 온도에 도달하기 때문에 상기 압축기(100)의 구동을 정지하여 냉매가 유동되지 않도록 제어한 후에, 상기 바이패스 도어(210)는 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 우회하여 통과하도록 작동되고, 상기 온도조절도어(651)는 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 통과하도록 작동되도록 제어한다.As described above, when the vehicle heating initial heating mode is performed for a predetermined time, since the coolant passing through the
이렇게 함으로써, 송풍팬(620)에 의해 송풍되는 공기는 증발 작용 모드로 작동되고 있지 않은 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 다음, 난방용 실내 열교환기(200)를 우회하도록 통과하도록 한 후, 히터코어(650)를 통과하면서 고온의 냉각수와 열교환되어 고온으로 온도가 상승되며, 이로인해 실내에 고온의 공기를 보내줄 수 있게 되는 것이다.By doing so, the air blown by the blowing
이제까지는 본 발명에 의한 정상운행시 난방모드에 대해 설명하였다.So far, the heating mode in normal operation according to the present invention has been described.
이하부터는 본 발명의 냉방모드에 대해 도 4를 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, the cooling mode of the present invention will be described with reference to FIG. 4.
여기서, 본 발명에 의한 냉방모드가 구현되기 위해서는 제2 개폐밸브(920)는 폐쇄상태이고, 제1 방향전환밸브(400)는 실외 열교환기(300)측으로 냉매가 흘러갇록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제2 방향전환밸브(800)는 냉방용 실내 열교환기(600)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제1 개폐밸브(910)는 개방된 상태이다.Here, in order to implement the cooling mode according to the present invention, the second on-off
도 4에 도시된 바와 같이, 압축기(100)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매는 제1 방향전환밸브(400)의 흐름 방향 전환 작용에 의해 실외에 설치된 실외 열교환기(300)로 유입된 후, 개방된 제1 개폐밸브(910)를 경유하여 내부 열교환기(900)측으로 유동하게 된다. 상기 내부 열교환기(900)를 통과하는 냉매는 교축수단(500)을 통과하면서 교축된 다음, 제2 방향전환밸브(800)로 유입된다. 이후, 제2 방향전환밸브(800)로 유입된 냉매는 흐름 방향 전환작용에 의해 냉방용 실내 열교환기(600)로 유입되어 응축된 후, 수액기(700)를 통과하면서 기상의 냉매만이 전술한 내부 열교환기(900)로 유입된다.As shown in FIG. 4, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
여기서, 상기 내부 열교환기(900)에서는 상기 수액기(700)로부터 유입된 기상 냉매와 상기 실외 열교환기(300)에서 배출되는 고온의 냉매가 서로 열교환된다.Here, in the
상기와 같이, 내부 열교환기(900)에서 열교환된 냉매는 마지막으로 압축기(100)로 복귀하게 된다.As described above, the refrigerant heat exchanged in the
즉, 상기 제1 및 제2 방향전환밸브(400)(800)의 냉매 흐름 방향 전환에 의해, 상기 압축기(100)에서 토출된 냉매는 실외 열교환기(300), 제1 개폐밸브(920), 내부 열교환기(900), 교축수단(500), 냉방용 실내 열교환기(600), 수액기(700), 내부 열교환기(900)를 순서적으로 통과하여 상기 압축기(100)로 복귀하는 흐름 경로를 가지면서 반복적으로 수행하게 된다.That is, the refrigerant discharged from the
한편, 전술한 냉방모드를 수행하는 과정에서 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 바이패스 도어(210)는 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 우회하여 통과하도록 작동되고, 상기 온도조절도어(651)는 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 우회하여 통과하도록 작동된다.On the other hand, as shown in Figure 4 in the process of performing the above-described cooling mode, the
이렇게 함으로써, 송풍팬(620)에 의해 송풍되는 공기는 증발 작용 모드로 작동되는 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과하면서 열교환되어 온도가 낮은 냉기 상 태로 되어 난방용 실내 열교환기(200)를 우회하도록 통과한 후, 히터코어(650)를 우회하도록 통과하여 실내로 토출된다.In this way, the air blown by the
여기서, 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과하면서 열교환되어 냉기 상태로 온도가 저하된 공기는 상기 바이패스 도어(210)에 의해 그 풍량이 감소되지 않은 상태로 실내로 토출될 수 있게 된다.Here, the air that is heat-exchanged while passing through the cooling
이제까지는 본 발명에 의한 냉방모드에 대해 설명하였다.The cooling mode according to the present invention has been described so far.
이하부터는 본 발명에 의한 제습 난방모드에 대해 설명하기로 한다.Hereinafter, the dehumidification heating mode according to the present invention will be described.
여기서, 본 발명에 의한 제습 난방모드가 구현되기 위해서는 제2 개폐밸브(920)는 폐쇄상태이고, 제1 방향전환밸브(400)는 실외 열교환기(300)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제2 방향전환밸브(800)는 냉방용 실내 열교환기(600)측으로 냉매가 흘러가도록 흐름 방향이 전환된 상태이며, 제1 개폐밸브(910)는 개방된 상태이다.Here, in order to implement the dehumidifying heating mode according to the present invention, the second on-off
도 5에 도시된 바와 같이, 압축기(100)로부터 토출되는 고온 고압의 냉매는 제1 방향전환밸브(400)의 흐름 방향 전환 작용에 의해 실외에 설치된 실외 열교환기(300)로 유입된 후, 개방된 제1 개폐밸브(910)를 경유하여 내부 열교환기(900)측으로 유동하게 된다. 상기 내부 열교환기(900)를 통과하는 냉매는 교축수단(500)을 통과하면서 교축된 다음, 제2 방향전환밸브(800)로 유입된다. 이후, 제2 방향전환밸브(800)로 유입된 냉매는 흐름 방향 전환작용에 의해 냉방용 실내 열교환기(600)로 유입되어 응축된 후, 수액기(700)를 통과하면서 기상의 냉매만이 전술한 내부 열교환기(900)로 유입된다.As shown in FIG. 5, the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the
여기서, 상기 내부 열교환기(900)에서는 상기 수액기(700)로부터 유입된 기상 냉매와 상기 실외 열교환기(300)에서 배출되는 고온의 냉매가 서로 열교환된다.Here, in the
상기와 같이, 내부 열교환기(900)에서 열교환된 냉매는 마지막으로 압축기(100)로 복귀하게 된다.As described above, the refrigerant heat exchanged in the
즉, 상기 제1 및 제2 방향전환밸브(400)(800)의 냉매 흐름 방향 전환에 의해, 상기 압축기(100)에서 토출된 냉매는 실외 열교환기(300), 제1 개폐밸브(920), 내부 열교환기(900), 교축수단(500), 냉방용 실내 열교환기(600), 수액기(700), 내부 열교환기(900)를 순서적으로 통과하여 상기 압축기(100)로 복귀하는 흐름 경로를 가지면서 반복적으로 수행하게 된다.That is, the refrigerant discharged from the
그리고, 상기 바이패스 도어(210)는 상기 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 우회하여 통과하도록 작동되고, 상기 온도조절도어(651)는 상기 난방용 실내 열교환기(200)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 통과하도록 작동되도록 제어하는 것이다.In addition, the
즉, 전술한 냉방모드를 실시하는 도중에 차량 유리창에 성에가 생성되면, 상기 온도조절도어(651)를 작동시켜 냉방용 실내 열교환기(600)를 통과한 공기가 히터코어(650)를 통과하도록 함으로써, 냉방용 실내 열교환기(600)에서 발생되는 응축수가 히터코어(650)를 통과하면서 증발되며, 이로 인해 습기가 제거됨으로써, 차량 유리창에 성에가 생성되지 않게 된다.That is, when frost is generated in the vehicle windshield during the above-described cooling mode, the
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 차량 시동 후 즉시 엔진으로 유 입되는 냉각수의 온도를 상승시켜 엔진 성능 향상을 도모하고, 시동 초기에 히터코어내의 냉각수 온도가 난방에 필요한 온도로 도달하지 않았을때 보조적으로 난방을 실시할 수 있고, 냉난방 모드시 냉기와 온기 풍량이 감소하지 않도록 하며, 하며, 냉방 모드시 제습 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, the engine performance is improved by increasing the temperature of the coolant flowing into the engine immediately after starting the vehicle, and when the coolant temperature in the heater core does not reach the temperature required for heating at the beginning of the start-up. Auxiliary heating can be carried out, the cooling and warm air volume in the cooling and heating mode is not reduced, and the dehumidification performance can be improved in the cooling mode.
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