KR20110034256A - Co2 air-conditioning system - Google Patents

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KR20110034256A
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Abstract

PURPOSE: A carbon dioxide air-conditioning system is provided to rapidly heat refrigerant for heating by an improved refrigerant circulating path. CONSTITUTION: A carbon dioxide air-conditioning system comprise a compressor(400), an evaporator(500), a first gas cooler(110), a second gas cooler(120), a sub heat-exchanger(810), a supplementary heat source(800), an internal heat exchanger(200), a first bypass valve(710), and a second bypass valve(720). The first and the second gas coolers selectively exchange heat between the refrigerant and air according to the mode of the first and the second gas coolers. The sub heat-exchanger is parallel in the first gas cooler. The refrigerant passing through a second expansion valve(620) is evaporated by the sub heat-exchanger. The supplementary heat source supplies the heat to the sub heat-exchanger. The internal heat exchanger exchanges heat between the refrigerant of the low temperature and low pressure discharged from the evaporator and the refrigerant of high temperature and high pressure discharged from the first gas cooler.

Description

이산화탄소 공조 시스템 {CO2 Air-Conditioning System}CO2 Air-Conditioning System

본 발명은 이산화탄소 공조 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 열펌프 사이클을 개선한 이산화탄소 공조 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a carbon dioxide air conditioning system, and more particularly, to a carbon dioxide air conditioning system having an improved heat pump cycle.

문명의 발달로 인하여 환경의 오염 문제가 점점 심각해져 가고 있는 현실에서, 특히 CFC계 냉매들과 같이 지구 오존층을 파괴하는 냉매 물질들의 사용에 대한 규제가 확산되고 있다. 프레온 가스(R-12, CFC계 냉매)를 대체하기 위한 냉매 물질로서 개발된 R-134a(CFC계 냉매)는, R-12와 달리 오존층을 파괴하는 주원인이 되는 염소 원자를 만들지 않고 다른 물질과도 반응을 하지 않는 안정된 분자구조를 지녔으며 독성과 인화성도 없는 물질이지만 R-12와 같은 응축 온도에서 냉동 능력이 저하된다는 문제점이 있으며, 역시 온실효과를 일으킨다는 점에서는 R-12의 문제점을 완전히 해결하였다고 볼 수 없다. 일반적으로 현재 차량의 공조장치에 사용되는 냉매 물질들은 대부분 CFC계 냉매지만, 환경에 대한 관심사가 점점 커져 가고 있는 현재에는 이러한 물질들에도 많은 규제가 이루어지고 있으며, 따라서 충분한 냉동 능력을 가지면서도 안전한 대체 냉매에 대한 연구가 꾸준히 이루어지고 있다.In the reality that the pollution problem of the environment is getting serious due to the development of civilization, regulations on the use of refrigerant materials that destroy the earth's ozone layer, such as CFC refrigerants, are spreading. Developed as a refrigerant material to replace Freon gas (R-12, CFC refrigerant), R-134a (CFC refrigerant), unlike R-12, does not form chlorine atoms, which is the main cause of destroying the ozone layer. Although it has a stable molecular structure that does not react and does not have toxicity and flammability, there is a problem that the freezing ability is deteriorated at the condensation temperature such as R-12, and it also completely solves the problem of R-12 in that it causes a greenhouse effect. I can't think of a solution. In general, most of the refrigerant materials currently used in the air conditioning system of the vehicle are CFC-based refrigerants, but as environmental concerns are growing, many restrictions are placed on these materials, and thus, there is a sufficient replacement capacity and a safe replacement. Research on refrigerants has been conducted steadily.

이러한 시류에 따라 대체 냉매로 등장한 물질 중 하나가 이산화탄소(CO2)이다. 원래 이산화탄소는 CFC계 냉매가 사용되기 이전부터 냉매 물질로서 사용되었으나, 다른 냉매보다 높은 압축이 필요할 뿐만 아니라 에너지 효율이 낮다는 점 등의 문제점으로 인하여 사용되지 않아 왔다. 그러나 현재에는 압축 기술이 발달했을 뿐만 아니라, 환경 문제를 일으키지 않는다는 커다란 장점 때문에 이산화탄소를 냉매로 사용하는 차량용 공조장치에 대한 연구와 개발이 점점 가속화되고 있다.One of the substances that emerged as an alternative refrigerant according to this current is carbon dioxide (CO 2 ). Originally, carbon dioxide has been used as a refrigerant material before CFC-based refrigerants have been used. However, carbon dioxide has not been used due to problems such as high compression and low energy efficiency. However, nowadays, research and development of vehicle air conditioners using carbon dioxide as a refrigerant has been accelerated not only due to the development of compression technology but also due to the great advantage of not causing environmental problems.

한편, 휘발유, 경유 등을 에너지원으로 하는 엔진을 구동원으로 하는 차량이 현재 가장 일반적인 차량의 형태이나, 이러한 차량용 에너지원 역시 환경오염 문제 뿐 아니라 석유 매장량의 감소 등과 같은 다양한 원인으로 인해 새로운 에너지원의 필요성이 점점 대두되고 있는 바, 현재 가장 실용화 단계에 가까운 기술 중 하나가 연료전지를 에너지원으로 하여 구동되는 차량이다. 그런데, 이와 같은 연료전지를 사용하는 차량에서는 종래의 석유를 에너지원으로 하는 엔진을 가지는 차량과는 달리 냉각수를 이용한 히팅 시스템을 사용할 수 없다. 이 때 이산화탄소 냉매를 사용하는 냉각 시스템을 이러한 연료전지 차량의 공조 시스템으로서 사용하게 되면, 이산화탄소 공조 시스템에 열펌프(heat pump)를 추가하여 이를 열원으로서 사용할 수 있게 된다.On the other hand, vehicles driven by engines using gasoline, diesel, etc. as the energy source are the most common types of vehicles at present, but these energy sources for vehicles are also used due to various causes such as the reduction of oil reserves as well as environmental pollution. As the necessity arises, one of the technologies closest to the current practical use is a vehicle driven by a fuel cell as an energy source. However, in a vehicle using such a fuel cell, unlike a vehicle having an engine using petroleum as an energy source, a heating system using cooling water cannot be used. In this case, when a cooling system using a carbon dioxide refrigerant is used as an air conditioning system of such a fuel cell vehicle, a heat pump may be added to the carbon dioxide air conditioning system and used as a heat source.

도 1은 종래기술에 의한 일반적인 이산화탄소 공조 시스템의 시스템도이며, 도 2a 내지 도 2c는 도 1에 도시된 일반적인 이산화탄소 공조 시스템에서의 냉방 / 난방 / 제습 모드일 때의 냉매 순환 경로를 도시하고 있다.1 is a system diagram of a conventional carbon dioxide air conditioning system according to the prior art, Figures 2a to 2c shows a refrigerant circulation path in the cooling / heating / dehumidification mode in the general carbon dioxide air conditioning system shown in FIG.

냉방 시에는 도 2a에 도시된 바와 같이, 냉매는 제1가스쿨러(1110) - 내부열교환기(1200)의 제1유로(1210) - 제1팽창밸브(1611) - 증발기(1500) - 어큐뮬레이터(1300) - 내부열교환기(1200)의 제2유로(1220) - 압축기(1400) - 제2가스쿨러(1120) - 제2바이패스밸브(1622)를 순서대로 통과하며 순환한다. 즉, 냉매는 제1팽창밸브(1611)를 통과하면서 팽창한 후 증발기(1500)를 통과함으로써 상기 증발기(1500) 주변의 공기를 냉각시키게 된다. 블로워 팬에 의해 바람이 발생되면, 상기 증발기(1500) 주변의 냉각된 공기를 불어내게 됨으로써 차량의 내부로 냉각된 공기가 토출된다.During cooling, as shown in FIG. 2A, the refrigerant may include a first gas cooler 1110, a first flow path 1210 of the internal heat exchanger 1200, a first expansion valve 1611, an evaporator 1500, and an accumulator 1300. The second passage 1220, the compressor 1400, the second gas cooler 1120, and the second bypass valve 1622 of the internal heat exchanger 1200 are sequentially circulated. That is, the refrigerant expands while passing through the first expansion valve 1611 and passes through the evaporator 1500 to cool the air around the evaporator 1500. When the wind is generated by the blower fan, the cooled air is blown around the evaporator 1500, thereby discharging the cooled air to the inside of the vehicle.

난방 시에는 도 2b에 도시된 바와 같이, 냉매는 제1가스쿨러(1110) - 내부열교환기(1200)의 제1유로(1210) - 제1바이패스밸브(1612) - 어큐뮬레이터(1300) - 내부열교환기(1200)의 제2유로(1220) - 압축기(1400) - 제2가스쿨러(1120) - 제2팽창밸브(1621)를 순서대로 통과하며 순환한다. 즉, 냉매는 압축기(1400)를 통과하면서 압축된 후 제2가스쿨러(1120)를 통과하고, 이후 제2팽창밸브(1621)를 통과하면서 팽창된다. 이 때, 상기 제2가스쿨러(1120)는 응축기 위치에 해당하지만 실제로 냉매의 상변화가 일어나지는 않고, 다만 주변의 공기로 열을 방출하여 이에 따라 차량의 내부로 가열된 공기가 토출된다.In the heating, as shown in FIG. 2B, the refrigerant may include a first gas cooler 1110, a first flow path 1210 of the internal heat exchanger 1200, a first bypass valve 1612, an accumulator 1300, and an internal heat exchanger. The second passage 1220, the compressor 1400, the second gas cooler 1120, and the second expansion valve 1621 of 1200 are sequentially circulated. That is, the refrigerant is compressed while passing through the compressor 1400, then passes through the second gas cooler 1120, and then expands while passing through the second expansion valve 1621. At this time, the second gas cooler 1120 corresponds to the location of the condenser, but the phase change of the refrigerant does not actually occur. However, the second gas cooler 1120 emits heat to the surrounding air, thereby discharging the heated air to the inside of the vehicle.

제습 시에는 도 2c에 도시된 바와 같이, 냉매는 제1가스쿨러(1110) - 내부열교환기(1200)의 제1유로(1210) - 제1팽창밸브(1611) - 증발기(1500) - 어큐뮬레이 터(1300) - 내부열교환기(1200)의 제2유로(1220) - 압축기(1400) - 제2가스쿨러(1120) - 제2팽창밸브(1621)를 순서대로 통과하며 순환한다. 즉, 냉매가 상기 증발기(1500)를 통과함으로써 주변의 공기를 냉각시키는데, 이 때 공기 중에 있던 습기가 액화되어 공기가 건조해지게 된다. 또한, 냉매가 상기 제2가스쿨러(1120)를 통과함으로써 주변의 공기로 열을 방출하는데, 상기 증발기(1500)를 지나면서 건조해진 공기가 상기 제2가스쿨러(1120)에서 방출되는 열에 의해 가열된다. 따라서 차량의 내부에는 제습 및 가열된 공기가 토출된다.During the dehumidification, as shown in FIG. 2C, the refrigerant may include a first gas cooler 1110-a first flow passage 1210 of the internal heat exchanger 1200-a first expansion valve 1611-an evaporator 1500-an accumulator. The circuit 1300 is circulated through the second passage 1220 of the internal heat exchanger 1200, the compressor 1400, the second gas cooler 1120, and the second expansion valve 1621. In other words, the refrigerant passes through the evaporator 1500 to cool the surrounding air. At this time, moisture in the air is liquefied to dry the air. In addition, the refrigerant passes through the second gas cooler 1120 to release heat to the surrounding air, and the air dried by passing through the evaporator 1500 is heated by the heat emitted from the second gas cooler 1120. do. Therefore, dehumidified and heated air is discharged inside the vehicle.

도 2a 내지 도 2c에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 이산화탄소 공조 시스템에서는 냉방 / 난방 / 제습 모드를 전환하기 위해서 복수 개의 바이패스 밸브를 이용하고, 모드에 따라 바뀌는 냉매 순환 경로에 맞추어 역시 복수 개의 팽창밸브를 구비하고 있다. 특히 난방 또는 제습 모드에서는 상기 제2가스쿨러(1120)에 의하여 방출되는 열을 이용하여 난방 또는 제습을 수행하는 열펌프 시스템이 이루어지게 된다.As illustrated in FIGS. 2A to 2C, a conventional carbon dioxide air conditioning system uses a plurality of bypass valves to switch cooling / heating / dehumidification modes, and also a plurality of expansion valves in accordance with a refrigerant circulation path that changes depending on the mode. Equipped with. In particular, in the heating or dehumidification mode, a heat pump system for heating or dehumidifying using heat emitted by the second gas cooler 1120 is achieved.

그런데, 종래의 이산화탄소 공조 시스템의 경우 여러 문제점들을 가지고 있었다. 도 3은 극저온 환경(외기 온도 -6℃), 공회전(idle) 상태, 난방 모드에서 종래의 이산화탄소 공조 시스템에서의 여러 특성들을 도시한 그래프이다. 도 3에서 A는 상기 압축기(1400)에서 토출되는 냉매의 온도를 나타내고 있으며, B는 상기 제2가스쿨러(1120)를 통과한 후의 공기의 온도를 나타내고 있다. 도 2b를 참조하여 보면, 상기 압축기(1400)에서 토출되는 냉매는 상기 제2가스쿨러(1120)를 통과하면서 주변으로 열을 발산하고, 이에 따라 상기 제2가스쿨러(1120)를 통과하는 공기가 가열되어 차량 내부의 난방이 이루어지게 된다.However, the conventional carbon dioxide air conditioning system had various problems. FIG. 3 is a graph illustrating various characteristics of a conventional carbon dioxide air conditioning system in a cryogenic environment (ambient temperature -6 ° C.), an idling state, and a heating mode. In FIG. 3, A represents a temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1400, and B represents a temperature of air after passing through the second gas cooler 1120. Referring to FIG. 2B, the refrigerant discharged from the compressor 1400 dissipates heat to the surroundings while passing through the second gas cooler 1120, whereby air passing through the second gas cooler 1120 It is heated to heat the inside of the vehicle.

그런데, 먼저 상기 압축기(1400)에서 토출되는 냉매의 온도가 시간에 따라 변화하는 양상(A 그래프)을 보면, 엔진 시동 후 약 10분(600초)이 지난 후에 난방 모드를 시작해도, 냉매의 온도 증가 속도가 매우 느려서 약 23분(1400초) 정도에야 고온에 도달하게 됨을 알 수 있다. 상기 압축기(1400)에서 토출되는 냉매가 상기 제2가스쿨러(1120)를 통과하면서 공기를 가열하게 되므로, 상기 압축기(1400)에서 토출되는 냉매가 충분히 고온이 되지 않으면 공기도 잘 가열되지 않을 것임은 당연하다. 이는 상기 제2가스쿨러(1120)를 통과하는 공기의 온도가 시간에 따라 변화하는 양상(B 그래프)에 그대로 나타나 있는데, 변화 폭이 보다 작을 뿐 냉매 온도 변화 양상과 거의 유사한 형태로 변화함을 알 수 있다. 실제적으로 설명하자면, 난방 모드로 공조 시스템을 작동시켜 두어도, 즉 엔진을 시동한 후 10분간 예열한 후에 난방을 시작한다 해도 13분 가량이나 있어야 공조 시스템에서 나오는 공기의 온도가 비로소 50℃ 가량이 되어 차량 내부를 난방하기에 충분한 온도에 도달하게 되는 것이다.However, first, when the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 1400 changes over time (A graph), even if the heating mode is started after about 10 minutes (600 seconds) after starting the engine, the temperature of the refrigerant It can be seen that the increase rate is very slow, reaching high temperatures only about 23 minutes (1400 seconds). Since the refrigerant discharged from the compressor 1400 heats the air while passing through the second gas cooler 1120, the air will not be heated well unless the refrigerant discharged from the compressor 1400 is sufficiently high. Of course. This is shown in the aspect (B graph) in which the temperature of the air passing through the second gas cooler 1120 changes with time (graph B), but it is found that the change is smaller than that of the refrigerant temperature. Can be. Practically speaking, even if the air conditioning system is operated in the heating mode, that is, even if it starts heating after 10 minutes of starting the engine, it must be about 13 minutes before the air temperature from the air conditioning system reaches about 50 ° C. The temperature is reached enough to heat the inside of the vehicle.

이와 같이 종래의 이산화탄소 공조 시스템은, 극저온 상태에서 난방 모드로 작동시켰을 경우 실질적인 난방이 시작되기까지 매우 오랜 시간이 걸리게 되어 사용자에게 큰 불편을 야기하는 문제가 있었다. 또한 시스템적으로 볼 때, 냉매의 온도가 잘 증가하지 않아 시동 후 한동안은 시스템 내에서 극저온 상태의 냉매가 유동하게 되는데, 이와 같이 극저온 상태의 냉매는 점도가 높아지게 되어 냉매의 유 동성이 저하되는 문제점이 있었다. 이러한 문제에 따라 상기 압축기(1400)에서의 슬러깅(slugging) 현상 및 과열도가 증가하게 되었으며, 따라서 상기 압축기(1400)에서의 작동 효율이 저하될 뿐만 아니라 상기 압축기(1400)의 손상이나 파손이 일어날 위험성 또한 증가하는 문제점 또한 있었다.As described above, when the carbon dioxide air conditioning system is operated in the heating mode in the cryogenic state, it takes a very long time to start the actual heating, which causes a great inconvenience for the user. In addition, systemically, the temperature of the refrigerant does not increase well, so that the cryogenic refrigerant flows in the system for a while after the start. Thus, the cryogenic refrigerant has a high viscosity, which lowers the liquidity of the refrigerant. There was this. Due to this problem, the slugging phenomenon and the degree of superheat in the compressor 1400 are increased. Therefore, not only the operation efficiency of the compressor 1400 is lowered, but also the damage or breakage of the compressor 1400 is increased. There was also a growing problem of risk.

이 뿐만 아니라, 종래의 이산화탄소 공조 시스템의 경우 냉방 모드에서 난방 모드로 전환할 때 습기가 제거되지 않아 차량 내부에 김이 서리게 되는 문제점도 있는 등, 여러 가지 문제점이 산적해 있는 실정이다.In addition, in the case of the conventional carbon dioxide air conditioning system there is a problem that there is a problem that the moisture is not removed when switching from the cooling mode to the heating mode, such as steaming inside the vehicle, there are various problems.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 난방 모드에서(즉 열펌프 시스템 사용 시) 제1가스쿨러를 증발기로 사용하지 않고 또한 보조열원을 사용함으로써, 극저온 상태에서의 난방이 보다 효과적으로 이루어질 수 있도록 하여 모든 작동 영역에서 냉매 유동성을 보장하고, 이에 따라 시스템 효율을 극대화하는 이산화탄소 공조 시스템을 제공함에 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, and an object of the present invention is not to use a first gas cooler as an evaporator in a heating mode (ie when using a heat pump system) and to provide an auxiliary heat source. By using the, it is to provide a carbon dioxide air conditioning system that ensures the coolant fluidity in all operating areas by allowing the heating in the cryogenic state more effectively, thereby maximizing the system efficiency.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템은, 냉매를 압축시키는 압축기(400); 냉방 모드 시 제1팽창밸브(610)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(500); 모드에 따라 선택적으로 내부에 유입된 냉매가 유동하여 공기와 열교환되도록 하는 제1가스쿨러(110) 및 제2가스쿨러(120); 상기 제1가스쿨러(110)와 나란히 병렬 배치되며, 난방 모드 시 제2팽창밸브(620)를 통과한 냉매를 증발시키는 보조열교환기(810); 상기 보조열교환기(810)로 열을 공급하는 보조열원(800); 냉방 모드 시 상기 증발기(500)로부터 배출된 저온ㆍ저압의 냉매와 상기 제1가스쿨러(110)로부터 배출된 고온ㆍ고압의 냉매를 서로 밀접해 있는 제1유로(210) 및 제2유로(220)로 각각 유통시킴으로써 상호 열교환시키는 내부열교환기(200); 냉방 모드 시와 난방 모드 시 냉매의 유통 경로를 전환하는 제1바이패스 밸브(710) 및 제2바이패스밸브(720); 를 포함하여 이루어지며, 상기 제1바이패스밸브(710)는 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810) 중 선택되는 하나로 유통시키며, 상기 제2바이패스밸브(720)는 상기 내부열교환기(200) 및 상기 보조열교환기(810) 중 선택되는 하나로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시키되, 상기 제1바이패스밸브(710) 및 상기 제2바이패스밸브(720)의 개방 유로 선택에 의해 형성되는 냉방 모드 냉매 순환 경로 및 난방 모드 냉매 순환 경로 중에서 선택되는 어느 하나의 경로를 통해 냉매를 순환시키는 것을 특징으로 한다.Carbon dioxide air conditioning system according to the present invention for achieving the above object, the compressor 400 for compressing the refrigerant; An evaporator 500 for evaporating the refrigerant passing through the first expansion valve 610 in the cooling mode; A first gas cooler 110 and a second gas cooler 120 configured to selectively heat the refrigerant introduced therein according to the mode to exchange heat with air; An auxiliary heat exchanger 810 disposed in parallel with the first gas cooler 110 to evaporate the refrigerant passing through the second expansion valve 620 in a heating mode; An auxiliary heat source 800 for supplying heat to the auxiliary heat exchanger 810; The first flow path 210 and the second flow path 220 in which the low temperature / low pressure refrigerant discharged from the evaporator 500 and the high temperature / high pressure refrigerant discharged from the first gas cooler 110 are closely connected to each other in the cooling mode. Internal heat exchanger 200 for mutual heat exchange by circulating through each; A first bypass valve 710 and a second bypass valve 720 for switching a circulation path of the refrigerant in the cooling mode and the heating mode; And the first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to one selected from the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810. The second bypass valve 720 distributes the refrigerant flowing from one selected from the internal heat exchanger 200 and the auxiliary heat exchanger 810 to the compressor 400, and the first bypass valve ( 710 and the coolant may be circulated through any one path selected from a cooling mode refrigerant circulation path and a heating mode refrigerant circulation path formed by the selection of the open flow path of the second bypass valve 720.

이 때, 상기 냉방 모드 냉매 순환 경로는, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 제1가스쿨러(110)로 유통시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시킴으로써 형성되며, 상기 압축기(400)로부터 흘러온 냉매가, 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하고, 상기 제1바이패스밸브(710)를 거쳐 상기 제1가스쿨러(110)를 통과하고, 상기 내부열교환기(200)의 제2유로(220)를 지나 상기 제1팽창밸브(610)를 통과하면서 팽창한 후, 상기 증발기(500)를 통과하면서 증발되며 공기를 냉각하고, 상기 내부열교환기(200)의 제1유로(210) 및 상기 제2바이패스밸브(720)를 지나 상기 압축기(400)로 유입되는 것을 특징으로 한다.At this time, the cooling mode refrigerant circulation path, the first bypass valve 710 flows the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 side to the first gas cooler 110, the second by The pass valve 720 is formed by circulating the refrigerant flowing from the internal heat exchanger 200 toward the compressor 400, and the refrigerant flowing from the compressor 400 passes through the second gas cooler 120. Passes through the first gas cooler 110 through the first bypass valve 710, passes through the second flow path 220 of the internal heat exchanger 200, and expands while passing through the first expansion valve 610. Thereafter, the evaporator 500 passes through the evaporator 500 to cool the air, and flows into the compressor 400 through the first flow path 210 and the second bypass valve 720 of the internal heat exchanger 200. It is characterized by.

또한, 상기 난방 모드 냉매 순환 경로는, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 보조열교환기(810)로 유통시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시킴으로써 형성되며, 상기 압축기(400)로부터 흘러온 냉매가, 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하면서 공기를 가열하고, 상기 제1바이패스밸브(710)를 거쳐 상기 제2팽창밸브(620)를 통과하면서 팽창한 후, 상기 보조열교환기(810)를 통과하면서 증발되고, 상기 제2바이패스밸브(720)를 지나 상기 압축기(400)로 유입되는 것을 특징으로 한다.In addition, the heating mode refrigerant circulation path, the first bypass valve 710 flows the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 side to the auxiliary heat exchanger 810, the second bypass valve A 720 is formed by circulating the refrigerant flowing from the auxiliary heat exchanger 810 to the compressor 400, and the refrigerant flowing from the compressor 400 heats air while passing through the second gas cooler 120. And expands while passing through the first expansion valve 710 and passes through the second expansion valve 620, and then evaporates while passing through the auxiliary heat exchanger 810, and the second bypass valve 720. Passing through the compressor 400 is characterized in that the.

또한, 상기 보조열원(800)은 전기 히터, 냉각수를 이용한 워머, 냉매를 이용한 열펌프용 열교환기 중 선택되는 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the auxiliary heat source 800 is characterized by being formed of any one or more selected from an electric heater, a warmer using cooling water, a heat pump heat exchanger using a refrigerant.

또한, 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)는 차량 내부로 유입되는 공기유통경로(900) 내에 구비되되, 상기 제2가스쿨러(120)는 상기 증발기(500)의 하류에 구비되는 것을 특징으로 한다. 이 때, 상기 공기유통경로(900)는 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되게 하거나, 또는 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되게 하도록 공기 흐름을 전환하는 통풍개폐문(910)을 구비하는 것을 특징으로 한다.In addition, the evaporator 500 and the second gas cooler 120 are provided in the air flow path 900 introduced into the vehicle, and the second gas cooler 120 is provided downstream of the evaporator 500. It is characterized by. At this time, the air flow path 900 allows the air passing only the evaporator 500 to be introduced into the vehicle, or the air passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 sequentially It is characterized in that it comprises a ventilation opening and closing door 910 for switching the air flow to be introduced into the vehicle.

또한, 상기 이산화탄소 공조 시스템은 상기 압축기(400)로 유입되는 냉매를 기액 분리하여 액상의 냉매만을 상기 압축기(400)로 유입시키는 기액분리기(300); 를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the carbon dioxide air conditioning system includes a gas-liquid separator 300 for gas-liquid separating the refrigerant flowing into the compressor 400 to introduce only the liquid refrigerant into the compressor 400; It is preferred to further comprise a.

또한, 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법은, 상술한 바와 같은 이산화탄소 공조 시스템을 사용하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법에 있어 서, a1) 냉방 모드가 선택되는 단계; a2) 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제1가스쿨러(110) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키는 단계; a3) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon dioxide air conditioning system control method according to the present invention, in the carbon dioxide air conditioning system control method using the carbon dioxide air conditioning system as described above, a1) a cooling mode is selected; a2) the first bypass valve 710 switches the flow path so as to distribute the refrigerant to the first gas cooler 110, and the second bypass valve 720 receives the refrigerant from the internal heat exchanger 200; Converting the flow path for circulation; a3) arranging the air opening and closing door 910 such that air passing only the evaporator 500 flows into the vehicle; Characterized in that comprises a.

또한, 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법은, 상술한 바와 같은 이산화탄소 공조 시스템을 사용하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법에 있어서, b1) 제습 모드가 선택되는 단계; b2) 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 낮을 경우(Ka<Tambient : No) 제습 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 높을 경우(Ka<Tambient : Yes) 제습 냉방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제1가스쿨러(110) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키는 단계; b3) 상기 b2) 단계에서 제습 냉방 모드로 설정되면, 차량 내부 온도(Tint)보다 미리 설정된 기준 온도(Tsetting)가 낮을 경우(Tint<Tsetting : No) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되고, 차량 내부 온도(Tint)보다 미리 설정된 기준 온도(Tsetting)가 높을 경우(Tint<Tsetting : Yes) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon dioxide air conditioning system control method according to the present invention, the carbon dioxide air conditioning system control method using the carbon dioxide air conditioning system as described above, b1) a dehumidification mode is selected; b2) When the outside temperature T ambient is lower than the preset outside air reference temperature K a (K a <T ambient : No), a dehumidification heating mode is set, and the first bypass valve 710 is configured to exchange the auxiliary heat. The flow path is switched so as to distribute the refrigerant to the air 810 side, the second bypass valve 720 switches the flow path so as to distribute the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, and the preset outside air reference temperature K When the ambient temperature (T ambient ) is higher than ( a ) (K a <T ambient : Yes), the dehumidification cooling mode is set, and the first bypass valve 710 distributes the refrigerant to the first gas cooler 110. Switching the flow path so that the flow path is turned on, and switching the flow path so that the second bypass valve 720 circulates the refrigerant from the internal heat exchanger; b3) When the dehumidification cooling mode is set in the step b2), when the preset reference temperature T setting is lower than the vehicle internal temperature T int (T int <T setting : No), the ventilation opening and closing door 910 is When the air passing only the evaporator 500 is disposed to flow into the vehicle, and the preset reference temperature T setting is higher than the vehicle internal temperature T int (T int <T setting : Yes), the ventilation opening and closing door 910 ) Is arranged such that air sequentially passing through the evaporator (500) and the second gas cooler (120) flows into the vehicle; Characterized in that comprises a.

또한, 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법은, 상술한 바와 같은 이산화탄소 공조 시스템을 사용하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법에 있어서, c1) 난방 모드가 선택되는 단계; c2) 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 높을 경우(Ka<Tambient : Yes) 일반 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 개방되고, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 낮을 경우(Ka<Tambient : No) 저온 난방 모드로 설정되어, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)와 냉매 온도(Tcoolant)를 비교하는 단계; c3) 상기 c2) 단계에서 저온 난방 모드로 설정되면, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)보다 냉매 온도(Tcoolant)가 높을 경우(Kc<Tcoolant : Yes) 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸 브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 폐쇄되고, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)보다 냉매 온도(Tcoolant)가 낮을 경우(Kc<Tcoolant : No) 극저온 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 폐쇄되고, 상기 보조열원(800)이 작동되어 상기 보조열교환기(810)로 열을 공급하는 단계; c4) 상기 c3) 단계에서 극저온 난방 모드로 설정되면, 미리 설정된 압축기 유입 냉매 기준 온도(Ks)보다 압축기 유입 냉매 온도(Tref_suc)가 낮을 경우(Ks<Tref_suc : No) 상기 보조열원(800)의 작동을 반복 수행하고, 미리 설정된 압축기 유입 냉매 기준 온도(Ks)보다 압축기 유입 냉매 온도(Tref_suc)가 높을 경우(Ks<Tref_suc : Yes) 다음 단계로 넘어가는 단계; c5) 상기 압축기(400)가 작동을 시작하는 단계; c6) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되는 단계; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the carbon dioxide air conditioning system control method according to the present invention, the carbon dioxide air conditioning system control method using the carbon dioxide air conditioning system as described above, c1) the heating mode is selected; c2) When the ambient air temperature T ambient is higher than a preset outside air reference temperature K a (K a <T ambient : Yes), the first bypass valve 710 is set to a general heating mode, so that the first heat exchange The flow path is switched to circulate the refrigerant to the air 810, the second bypass valve 720 switches the flow path to circulate the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, and the first gas cooler 110. ) and the air flow into the auxiliary heat exchanger (810) is opened, when the lower the outdoor temperature (T ambient) than the ambient reference temperature (K a) previously set (K a <T ambient: No), is set to a low temperature heating mode Comparing the preset refrigerant reference temperature K c with the refrigerant temperature T coolant ; c3) When the low temperature heating mode is set in step c2), when the coolant temperature T coolant is higher than the preset coolant reference temperature K c (K c <T coolant : Yes), the first bypass valve 710 ) Converts the flow path to circulate the refrigerant to the auxiliary heat exchanger 810 side, the second bypass valve 720 switches the flow path to circulate the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, and When the air flow to the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810 is closed, and the refrigerant temperature T coolant is lower than the preset refrigerant reference temperature K c (K c <T coolant : No) In the cryogenic heating mode, the first bypass valve 710 switches the flow path so as to distribute the coolant to the auxiliary heat exchanger 810, and the second bypass valve 720 converts the auxiliary heat exchanger ( The flow path is switched to circulate the refrigerant from 810, and the first gas cooler ( 110) and the air circulation to the subsidiary heat exchanger 810 is closed, and the subsidiary heat source 800 is operated to supply heat to the subsidiary heat exchanger 810; c4) When the cryogenic heating mode is set in step c3), when the compressor inlet refrigerant temperature T ref_suc is lower than the preset compressor inlet refrigerant reference temperature K s (K s <T ref_suc : No), the auxiliary heat source ( Performing the operation of 800 repeatedly, and when the compressor inlet refrigerant temperature T ref_suc is higher than the preset compressor inlet refrigerant reference temperature K s (K s <T ref_suc : Yes), the process proceeds to the next step; c5) the compressor 400 starts to operate; c6) arranging the air opening and closing door 910 such that air sequentially passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 flows into the vehicle; Characterized in that comprises a.

본 발명에 의하면, 종래의 이산화탄소 공조 시스템이 극저온 환경에서 냉매 가 빨리 가열되지 못함으로써 난방이 매우 느리게 이루어지게 되었던 문제점을 해결하는 큰 효과가 있다. 즉 본 발명에서는, 난방 모드에서 제1가스쿨러를 증발기로 사용하지 않고, 또한 보조열원을 사용하도록 이산화탄소 공조 시스템의 냉매 순환 경로를 개선함으로써, 냉매가 보다 빨리 가열되어 난방이 신속하게 이루어지게 하는 큰 효과가 있다.According to the present invention, the conventional carbon dioxide air conditioning system has a great effect of solving the problem that the heating is made very slowly because the refrigerant is not heated quickly in the cryogenic environment. That is, in the present invention, by improving the refrigerant circulation path of the carbon dioxide air conditioning system so as not to use the first gas cooler as the evaporator in the heating mode and to use the auxiliary heat source, the refrigerant is heated faster and the heating is made faster. It works.

이와 같이 본 발명에 의하면 동절기와 같은 극저온 환경에서 빠른 난방이 이루어지게 됨으로써 사용자 편의성이 극대화되는 큰 효과가 있으며, 뿐만 아니라 종래에 저온 상태로 점도가 높은 냉매가 유동함으로써 압축기 등에 무리를 주었던 문제점이 해결되는 효과 또한 있다. 물론 이에 따라 공조 시스템의 효율이 향상될 뿐만 아니라 내구성 및 수명 또한 연장되는 효과 또한 있다.As described above, according to the present invention, a rapid heating is performed in a cryogenic environment, such as winter, which has a great effect of maximizing user convenience, and also solves a problem of exerting a compressor on the compressor by flowing a refrigerant having a high viscosity in a low temperature state. There is also an effect. This, of course, not only improves the efficiency of the air conditioning system, but also has the effect of extending durability and life.

특히 본 발명에 의하면 난방 시라 하더라도 외기 온도에 따라, 즉 극저온 상태일 때 또는 상온 상태일 때에 따라 더 효율적인 모드를 선택하여 작동하게 되는 바, 외기 온도 등과 같은 환경 변수에 구애받지 않고 시스템 효율 및 난방 효과를 극대화할 수 있게 하는 큰 효과가 있다.In particular, according to the present invention, even in the case of heating, a more efficient mode is selected and operated according to the ambient temperature, that is, at a cryogenic state or at a normal temperature state, regardless of environmental variables such as ambient temperature, system efficiency and heating effect. There is a big effect that can be maximized.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 가지는 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템을 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, a carbon dioxide air conditioning system according to the present invention having the configuration as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템을 도시한 것이다. 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템은 도시되어 있는 바와 같이, 냉매를 압축시키는 압축기(400); 냉방 모드 시 제1팽창밸브(610)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(500); 모드에 따라 선택적으로 내부에 유입된 냉매가 유동하여 공기와 열교환되도록 하는 제1가스쿨러(110) 및 제2가스쿨러(120); 상기 제1가스쿨러(110)와 나란히 병렬 배치되며, 난방 모드 시 제2팽창밸브(620)를 통과한 냉매를 증발시키는 보조열교환기(810); 상기 보조열교환기(810)로 열을 공급하는 보조열원(800); 냉방 모드 시 상기 증발기(500)로부터 배출된 저온ㆍ저압의 냉매와 상기 제1가스쿨러(110)로부터 배출된 고온ㆍ고압의 냉매를 서로 밀접해 있는 제1유로(210) 및 제2유로(220)로 각각 유통시킴으로써 상호 열교환시키는 내부열교환기(200); 냉방 모드 시와 난방 모드 시 냉매의 유통 경로를 전환하는 제1바이패스밸브(710) 및 제2바이패스밸브(720); 를 포함하여 이루어진다. 이 때, 상기 제1바이패스밸브(710)는 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810) 중 선택되는 하나로 유통시키며, 상기 제2바이패스밸브(720)는 상기 내부열교환기(200) 및 상기 보조열교환기(810) 중 선택되는 하나로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시키되, 상기 제1바이패스밸브(710) 및 상기 제2바이패스밸브(720)의 개방 유로 선택에 의해 형성되는 냉방 모드 냉매 순환 경로 및 난방 모드 냉매 순환 경로 중에서 선택되는 어느 하나의 경로를 통해 냉매를 순환시키도록 형성된다. 즉 상기 제1바이패스밸브(710) 및 상기 제2바이패스밸브(720)에 의하여 냉매 순환 경로가 설정됨으로써 냉방 / 난방 등의 모드가 설정되는 것이다.Figure 4 shows a carbon dioxide air conditioning system according to the present invention. Carbon dioxide air conditioning system according to the present invention, as shown, the compressor 400 for compressing the refrigerant; An evaporator 500 for evaporating the refrigerant passing through the first expansion valve 610 in the cooling mode; A first gas cooler 110 and a second gas cooler 120 configured to selectively heat the refrigerant introduced therein according to the mode to exchange heat with air; An auxiliary heat exchanger 810 disposed in parallel with the first gas cooler 110 to evaporate the refrigerant passing through the second expansion valve 620 in a heating mode; An auxiliary heat source 800 for supplying heat to the auxiliary heat exchanger 810; The first flow path 210 and the second flow path 220 in which the low temperature / low pressure refrigerant discharged from the evaporator 500 and the high temperature / high pressure refrigerant discharged from the first gas cooler 110 are closely connected to each other in the cooling mode. Internal heat exchanger 200 for mutual heat exchange by circulating through each; A first bypass valve 710 and a second bypass valve 720 for switching a circulation path of the refrigerant in the cooling mode and the heating mode; It is made, including. In this case, the first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to one selected from the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810. The second bypass valve 720 circulates the refrigerant flowing from one selected from the internal heat exchanger 200 and the auxiliary heat exchanger 810 to the compressor 400, wherein the first bypass valve 710 and The refrigerant may be circulated through any one path selected from a cooling mode refrigerant circulation path and a heating mode refrigerant circulation path formed by the selection of the open flow path of the second bypass valve 720. That is, by setting the refrigerant circulation path by the first bypass valve 710 and the second bypass valve 720, a mode such as cooling / heating is set.

이 때, 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)는 도시되어 있는 바와 같이 차량 내부로 유입되는 공기유통경로(900) 내에 구비되되, 상기 제2가스쿨러(120)는 상기 증발기(500)의 하류에 구비된다. 또한, 상기 공기유통경로(900)에는 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되게 하거나, 또는 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되게 하도록 공기 흐름을 전환하는 통풍개폐문(910)이 구비되게 된다. 난방 / 냉방 / 제습 등의 모드는, 냉매 순환 경로와 더불어 상기 통풍개폐문(910)의 개폐 배치에 따라 결정되게 된다.At this time, the evaporator 500 and the second gas cooler 120 is provided in the air flow path 900 flowing into the vehicle as shown, the second gas cooler 120 is the evaporator ( Downstream of 500). In addition, the air flow path 900 allows the air passing only the evaporator 500 to be introduced into the vehicle, or the air sequentially passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 is a vehicle. Ventilated opening and closing door 910 for switching the air flow to be introduced into the interior is provided. Modes such as heating / cooling / dehumidification are determined according to the opening and closing arrangement of the ventilation opening and closing door 910 together with the refrigerant circulation path.

또한, 본 발명의 이산화탄소 공조 시스템은 도시된 바와 같이, 시스템 효율을 보다 향상시키도록, 상기 압축기(400)로 유입되는 냉매를 기액 분리하여 액상의 냉매만을 상기 압축기(400)로 유입시키는 기액분리기(300)를 더 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the carbon dioxide air conditioning system of the present invention, as shown in the gas-liquid separator for introducing only the liquid refrigerant to the compressor 400 by gas-liquid separation of the refrigerant flowing into the compressor 400 to further improve the system efficiency ( It is preferred to further comprise 300).

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템의 각 모드에서의 냉매 순환 경로를 도시하고 있다. 이하에서 각 모드에서의 냉매 순환 경로에 대해 보다 상세히 설명한다.5A to 5D show refrigerant circulation paths in each mode of the carbon dioxide air conditioning system according to the present invention. Hereinafter, the refrigerant circulation path in each mode will be described in more detail.

먼저 도 5a는 냉방 모드일 때의 냉매 순환 경로를, 도 5b는 제습 모드일 때의 냉매 순환 경로를 도시하고 있다. 두 모드의 경우 냉매 순환 경로는 동일하나 상기 통풍개폐문(910)의 배치가 다르게 되어 있다. 먼저 냉매 순환 경로에 대하여 설명하자면 다음과 같다.First, FIG. 5A illustrates a refrigerant circulation path in the cooling mode, and FIG. 5B illustrates a refrigerant circulation path in the dehumidification mode. In the two modes, the refrigerant circulation path is the same, but the arrangement of the ventilation opening and closing door 910 is different. First, the refrigerant circulation path will be described.

본 발명의 이산화탄소 공조 시스템에서 냉방 모드 냉매 순환 경로는, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 제1가스쿨러(110)로 유통시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시킴으로써 형성되게 된다. 즉 냉방 모드일 때에는 상기 보조열교환기(810)로 냉매가 유통되지 않게 되는 것이다.In the carbon dioxide air conditioning system of the present invention, the cooling mode refrigerant circulation path is configured such that the first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to the first gas cooler 110. The second bypass valve 720 is formed by circulating the refrigerant flowing from the internal heat exchanger 200 to the compressor 400. That is, in the cooling mode, the refrigerant is not distributed to the auxiliary heat exchanger 810.

냉매의 흐름을 순차적으로 설명하자면 다음과 같다. 상기 압축기(400)로부터 흘러온 냉매가, 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하고, 상기 제1바이패스밸브(710)를 거쳐 상기 제1가스쿨러(110)를 통과하고, 상기 내부열교환기(200)의 제2유로(220)를 지나 상기 제1팽창밸브(610)를 통과하면서 팽창한 후, 상기 증발기(500)를 통과하면서 증발되며 공기를 냉각하고, 상기 내부열교환기(200)의 제1유로(210) 및 상기 제2바이패스밸브(720)를 지나 상기 압축기(400)로 유입됨으로써 순환되게 된다. 즉 이 때, 상기 제2가스쿨러(120) 및 상기 제1가스쿨러(110)가 모두 응축기 위치에 해당하지만 실제로 냉매의 상변화가 일어나지는 않고, 다만 상기 제1가스쿨러(110)에서는 외부로 열을 방출하며 냉매의 온도를 하강시키고, 상기 제2가스쿨러(120)에서는 (공기가 주변을 통과하지 않으므로 열교환이 일어나지 않아) 냉매의 상변화나 열교환이 일어나지 않는다.The flow of the refrigerant will be described sequentially as follows. The refrigerant flowing from the compressor 400 passes through the second gas cooler 120, passes through the first gas cooler 110 through the first bypass valve 710, and passes through the internal heat exchanger 200. And expands while passing through the second flow path 220 of the first flow valve 610, and then evaporates while passing through the evaporator 500 to cool air, and the first flow path of the internal heat exchanger 200. Passed through the 210 and the second bypass valve 720 to the compressor 400 is to be circulated. That is, at this time, both the second gas cooler 120 and the first gas cooler 110 correspond to the condenser position, but the phase change of the refrigerant does not actually occur, except that the first gas cooler 110 is moved to the outside. The heat is released and the temperature of the coolant is lowered, and in the second gas cooler 120, the phase change or the heat exchange of the coolant does not occur (since heat does not occur because air does not pass through the surroundings).

이 때, 냉방 모드일 때에는 도 5a에 도시되어 있는 바와 같이 상기 통풍개폐문(910)이 상기 제2가스쿨러(120)를 막아 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 상기 공기유통경로(910)로 흘러가도록 배치된다. 따라서 상기 증발기(500)에 구비된 팬이 회전함에 의하여 발생되는 바람이 상기 증발기(500)를 통과하여 상기 공기유통경로(900)로 흘러감으로써, 차량 내부로 상기 증발기(500)에 의해 냉각된 공기가 흘러들어가 냉방이 이루어지게 된다.At this time, in the cooling mode, as shown in FIG. 5A, the air opening / closing door 910 blocks the second gas cooler 120 so that only the air passing through the evaporator 500 passes through the air flow path 910. It is arranged to flow. Therefore, the wind generated by the rotation of the fan provided in the evaporator 500 flows through the evaporator 500 to the air flow path 900, thereby being cooled by the evaporator 500 inside the vehicle. Air flows in to cool the room.

제습 모드일 때에는 도 5b에 도시되어 있는 바와 같이 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입될 수 있도록 배치되게 된다. 따라서 공기는 상기 증발기(500)를 먼저 통과하면서 냉각되어 습기가 제거된 후, 외부로 열을 방출하는 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하면서 가열되어 적절한 온도가 된 후 상기 공기유통경로(910)로 흘러가게 됨으로써, 차량 내부를 적절한 온도로 유지하면서 제습이 이루어질 수 있도록 하게 된다.In the dehumidification mode, as shown in FIG. 5B, the air opening / closing door 910 is arranged to allow the air passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 to be introduced into the vehicle. . Therefore, after the air is cooled while passing through the evaporator 500 to remove moisture, the air is heated while passing through the second gas cooler 120 for releasing heat to the outside to become an appropriate temperature, and then the air flow path 910. By flowing to), dehumidification can be performed while maintaining the inside of the vehicle at an appropriate temperature.

먼저 도 5c는 난방 모드일 때의 냉매 순환 경로를, 도 5b는 극저온 난방 모드일 때의 냉매 순환 경로를 도시하고 있다. 두 모드의 경우 냉매 순환 경로는 동일하나 상기 통풍개폐문(910)의 배치가 다르게 되어 있다. 먼저 냉매 순환 경로에 대하여 설명하자면 다음과 같다.First, FIG. 5C illustrates a refrigerant circulation path in the heating mode, and FIG. 5B illustrates a refrigerant circulation path in the cryogenic heating mode. In the two modes, the refrigerant circulation path is the same, but the arrangement of the ventilation opening and closing door 910 is different. First, the refrigerant circulation path will be described.

본 발명의 이산화탄소 공조 시스템에서 난방 모드 냉매 순환 경로는, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 보조열교환기(810)로 유통시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시킴으로써 형성되게 된다. 즉 난방 모드일 때에는 상기 보조열교환기(810)로 냉매가 유통되며, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 내부열교환기(200)로는 냉매의 유통이 이루어지지 않게 된 다. 상기 제1가스쿨러(110)는 일반적으로 차량 최외측에 위치해 있어 외기와 직접적으로 접촉하게 되는 바, 본 발명의 이산화탄소 공조 시스템에서는 난방 모드일 때 저온 상태의 외기와 직접적인 접촉이 이루어지는 상기 제1가스쿨러(110)로 냉매가 유통되지 않도록 함으로써 냉매의 온도를 보다 빨리 끌어올릴 수 있게 되는 장점이 있다.In the carbon dioxide air conditioning system of the present invention, the heating mode refrigerant circulation path is configured such that the first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to the auxiliary heat exchanger 810. The two bypass valve 720 is formed by circulating the refrigerant flowing from the auxiliary heat exchanger 810 to the compressor 400. That is, in the heating mode, the refrigerant is distributed to the auxiliary heat exchanger 810, and the refrigerant is not distributed to the first gas cooler 110 and the internal heat exchanger 200. The first gas cooler 110 is generally located at the outermost side of the vehicle to directly contact external air. In the carbon dioxide air conditioning system of the present invention, the first gas makes direct contact with the external air in a low temperature state in a heating mode. By preventing the coolant from being distributed to the cooler 110, the coolant 110 may increase the temperature of the coolant more quickly.

냉매의 흐름을 순차적으로 설명하자면 다음과 같다. 상기 압축기(400)로부터 흘러온 냉매가, 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하면서 공기를 가열하고, 상기 제1바이패스밸브(710)를 거쳐 상기 제2팽창밸브(620)를 통과하면서 팽창한 후, 상기 보조열교환기(810)를 통과하면서 증발되고, 상기 제2바이패스밸브(720)를 지나 상기 압축기(400)로 유입됨으로써 순환되게 된다. 즉 이 때, 상기 제2가스쿨러(120)가 응축기 역할을 하게 되며, 상기 보조열교환기(810)가 증발기 역할을 하게 된다. 물론 이 경우에도, 상기 제2가스쿨러(120)는 응축기 위치에 해당하지만 실제로 냉매의 상변화가 일어나지는 않고, 다만 주변에 열을 방출하게 된다.The flow of the refrigerant will be described sequentially as follows. The refrigerant flowing from the compressor 400 heats air while passing through the second gas cooler 120 and expands while passing through the second expansion valve 620 through the first bypass valve 710. Thereafter, the vaporization is evaporated while passing through the auxiliary heat exchanger 810, and is circulated by passing through the second bypass valve 720 and entering the compressor 400. In this case, the second gas cooler 120 serves as a condenser, and the auxiliary heat exchanger 810 serves as an evaporator. Of course, even in this case, the second gas cooler 120 corresponds to the condenser position, but the phase change of the refrigerant does not actually occur, but only emits heat to the surroundings.

또한 난방 모드일 때에는 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입될 수 있도록 배치되게 된다. 이 때 상기 증발기(500)로는 냉매가 흘러가지 않아 열교환이 일어나지 않기 때문에, 공기는 상기 제2가스쿨러(120)에서 의해 가열만 일어나게 되고, 따라서 차량 내부로는 따뜻한 공기가 흘러들어가게 되어 난방이 이루어지게 된다.In addition, in the heating mode, the air opening and closing door 910 is disposed such that air sequentially passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 may be introduced into the vehicle. At this time, since the refrigerant does not flow into the evaporator 500 and no heat exchange occurs, the air is only heated by the second gas cooler 120, and thus, warm air flows into the vehicle, thereby heating. You lose.

그런데 이 때, 본 발명의 이산화탄소 공조 시스템은 외기 온도가 저온인 경우와 극저온인 경우를 구분하여, 외기 온도가 극저온인 경우(예를 들어 영하) 상기 보조열교환기(810)로 열을 더 공급해 주는 보조열원(800)을 구비함으로써, 냉매가 보다 빨리 높은 온도에 도달할 수 있도록 해 준다. 따라서 냉매의 유동성이 보다 빨리 좋아질 수 있게 되며, 상기 압축기(400)에서의 슬러깅 및 과열도 증가 문제가 해소되고, 시스템 효율이 향상되는 장점이 있다.However, at this time, the carbon dioxide air conditioning system of the present invention distinguishes between the case where the outside temperature is low temperature and the cryogenic temperature, and further supplies heat to the auxiliary heat exchanger 810 when the outside temperature is cryogenic (for example, below zero). By providing the auxiliary heat source 800, the refrigerant can reach a higher temperature faster. Therefore, the fluidity of the refrigerant can be improved faster, the problem of increasing the slugging and superheating degree in the compressor 400 is solved, and the system efficiency is improved.

상기 보조열원(800)은 상술한 바와 같이 전기 히터, 냉각수를 이용한 워머, 냉매를 이용한 열펌프용 열교환기 중 선택되는 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 도시된 바와 같이 상기 보조열원(800)은 공조 시스템의 나머지 부품들과는 독립적인 부품으로서 단지 상기 보조열교환기(810)에 열을 공급해 줄 수 있기만 하면 되기 때문에, 본 발명의 상기 보조열원(800)은 어떤 형태로 형성되어도 무방하다. 즉 상기 보조열원(800)은 나머지 부품들과는 완전히 독립적으로, 전기 히터와 같은 형태로 이루어질 수 있다. 또는 상기 보조열원(800)은 공조 시스템의 일부로서 형성될 수도 있는데, 예를 들어 냉각수를 이용한 워머나 냉매를 이용한 열펌프용 열교환기로서 이루어질 수도 있다. 물론 상기 보조열원(800)은 전기 히터와 워머가 결합된 형태로 이루어질 수도 있는 등, 상기 보조열교환기(810)에 열을 공급해 줄 수 있기만 하다면 어떤 형태로든 이루어질 수 있다.As described above, the auxiliary heat source 800 may be formed of any one or more selected from an electric heater, a warmer using cooling water, and a heat pump heat exchanger using a refrigerant. As shown, the auxiliary heat source 800 is an independent part of the rest of the air conditioning system, and only needs to supply heat to the auxiliary heat exchanger 810. It may be formed in any form. That is, the auxiliary heat source 800 may be formed in the form of an electric heater, completely independent of the remaining components. Alternatively, the auxiliary heat source 800 may be formed as part of an air conditioning system. For example, the auxiliary heat source 800 may be configured as a heat pump using a cooling water or a heat pump using a refrigerant. Of course, the auxiliary heat source 800 may be formed in any form as long as it can supply heat to the auxiliary heat exchanger 810, such as a combination of an electric heater and a warmer.

이와 같이 상기 보조열원(800)의 형태에 있어 넓은 자유도를 가짐으로써 다음과 같은 장점이 있다. 난방은 필요하지만 극저온이 아닌 환경, 즉 외기 온도가 0 ~ 10℃ 정도가 되는 경우에는 상기 보조열원(800)이 공조 시스템의 일부(즉 워머나 열펌프용 열교환기 등)로서 이루어지는 경우가 더욱 효율이 좋다. 그러나 극저온인 환경, 즉 외기 온도가 -20℃ 정도 되는 경우에는 상기 보조열원(800)이 전기 히터 형태로 되어 있는 경우가 더욱 효율이 좋다. 즉 본 발명의 경우, 상기 보조열원(800)을 복합적으로 구성하여 외기 온도에 따라 더 유리한 형태의 열원이 작동되도록 함으로써, 시스템 효율을 향상시키고 냉매의 온도를 효과적으로 끌어올릴 수 있게 된다.Thus, by having a wide degree of freedom in the form of the auxiliary heat source 800 has the following advantages. If the heating is necessary but not the cryogenic environment, i.e., the outside air temperature is about 0 to 10 ° C, the auxiliary heat source 800 may be more efficient as part of an air conditioning system (ie, a warmer or a heat pump heat exchanger). This is good. However, when the cryogenic environment, that is, the outside air temperature is about -20 ° C, the auxiliary heat source 800 is in the form of an electric heater is more efficient. That is, in the case of the present invention, by configuring the auxiliary heat source 800 in a complex manner to operate a heat source in a more advantageous form according to the outside temperature, it is possible to improve the system efficiency and effectively raise the temperature of the refrigerant.

도 6a 및 도 6b는 본 발명의 이산화탄소 공조 시스템의 제어 방법의 실시예들이다. 상술한 바와 같이 냉방 모드 / 난방 모드로 나누어 냉매 순환 경로를 결정할 수도 있지만, 외기 온도 등과 같은 여러 조건들을 사용하여 도 6a 및 도 6b에서와 같이 자동적인 제어가 더 이루어지도록 함으로써 차량 공조 상태를 보다 세밀하게 조절할 수 있다.6a and 6b are embodiments of a control method of the carbon dioxide air conditioning system of the present invention. As described above, the refrigerant circulation path may be determined by dividing into the cooling mode / heating mode, but the vehicle air conditioning is further refined by allowing more automatic control as shown in FIGS. 6A and 6B using various conditions such as the outside temperature. Can be adjusted.

먼저 도시되어 있지는 않았으나 본 발명의 냉방 모드 제어 방법에 대하여 설명한다. 본 발명의 이산화탄소 공조 시스템에서, 먼저 사용자에 의하여 a1) 냉방 모드가 선택되면, a2) 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제1가스쿨러(110) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키게 된다. 물론 이 상태가 기본(default) 상태인 것으로 하면 실제로 전환 동작이 이루어지지는 않을 수도 있다. 다음으로, a3) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되게 된다. 이렇게 되면 상기 증발기(500)에 의해 냉각된 공기가 차량 내부로 유통됨으로써 차량 내부의 냉방이 이루어진다.Although not shown first, the cooling mode control method of the present invention will be described. In the carbon dioxide air conditioning system of the present invention, first, when a1) a cooling mode is selected by a user, a2) converts a flow path so that the first bypass valve 710 distributes the refrigerant to the first gas cooler 110. In addition, the second bypass valve 720 switches the flow path so as to distribute the refrigerant from the internal heat exchanger 200. Of course, if this state is the default state, the switching operation may not actually be performed. Next, a3) the air opening and closing door 910 is arranged such that the air passing only the evaporator 500 is introduced into the vehicle. In this case, air cooled by the evaporator 500 flows into the vehicle, thereby cooling the vehicle.

다음으로 도 6a에 도시되어 있는 제습 모드 제어 방법에 대하여 설명한다. 상기 도 5b에서는 단지 제습만이 이루어지는 경우를 설명하였으나, 도 6a에서와 같이 외기 온도 등을 고려하여 보다 세밀한 제어가 이루어지도록 할 수 있다. 본 발명의 이산화탄소 공조 시스템에서, 먼저 b1) 제습 모드가 선택되면, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)와 외기 온도(Tambient)를 비교하여 b2) 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 낮을 경우(Ka<Tambient : No)(즉 추운 날씨인 경우) 제습 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키게 된다. 이 경우에는 난방을 함으로써 공기 중의 수분을 증발시킴으로써 제습이 이루어지도록 하는 경우이다. 또는, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 높을 경우(Ka<Tambient : Yes)(즉 더운 날씨인 경우) 제습 냉방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제1가스쿨러(110) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키게 된다.Next, the dehumidification mode control method shown in FIG. 6A will be described. In FIG. 5B, only the dehumidification is performed. However, as shown in FIG. 6A, more detailed control may be performed in consideration of the outside temperature. In the carbon dioxide air conditioning system of the present invention, first, when b1) a dehumidification mode is selected, the outside air temperature is compared with the preset outside air reference temperature (K a ) and the outside air temperature (T ambient ) b2) the outside air temperature than the preset outside air reference temperature (K a ). When (T ambient ) is low (K a <T ambient : No) (that is, in cold weather) is set to the dehumidification heating mode, the first bypass valve 710 is the refrigerant to the auxiliary heat exchanger (810) side. The flow path is switched so as to flow, and the flow path is switched so that the second bypass valve 720 distributes the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810. In this case, dehumidification is achieved by evaporating moisture in the air by heating. Alternatively, when the outside temperature T ambient is higher than the preset outside air reference temperature K a (K a <T ambient : Yes) (that is, in hot weather), the first bypass valve is set to a dehumidification cooling mode. 710 converts the flow path so as to distribute the refrigerant to the first gas cooler 110, and converts the flow path so that the second bypass valve 720 distributes the refrigerant from the internal heat exchanger 200. .

이 때, b3) 상기 b2) 단계에서 제습 냉방 모드로 설정되면, 차량 실내 온도(Tint)보다 미리 설정된 기준 온도(Tsetting)가 낮을 경우(Tint<Tsetting : No)(즉 차량 내부가 더운 경우) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 실내로 유입되도록 배치됨으로써 차량 내부가 냉방되게 된다. 상기 증발 기(500)에서 공기가 냉각되면서 제습이 이루어지게 되는 바, 냉방이 이루어지면 자동적으로 제습이 함께 이루어지게 되며, 실질적으로 이는 상기 도 5a에 도시된 냉방 모드와 동일하게 작동한다. 또는, 차량 실내 온도(Tint)보다 미리 설정된 기준 온도(Tsetting)가 높을 경우(Tint<Tsetting : Yes)(즉 차량 내부가 덥지 않은 경우) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 실내로 유입되도록 배치됨으로써 차량 내부에서 제습만이 이루어지게 된다. 이 경우는 실질적으로는 도 5b에 도시되어 있는 형태이다.At this time, b3) when the dehumidification cooling mode is set in the step b2), when the preset reference temperature T setting is lower than the vehicle indoor temperature T int (T int <T setting : No) When hot) The air opening and closing door 910 is arranged such that the air passing only the evaporator 500 is introduced into the vehicle interior, thereby cooling the inside of the vehicle. As the air is cooled in the evaporator 500, dehumidification is performed, and when cooling is performed, dehumidification is automatically performed together. Substantially, it operates in the same manner as the cooling mode illustrated in FIG. 5A. Alternatively, when the preset reference temperature T setting is higher than the vehicle indoor temperature T int (T int <T setting : Yes) (that is, when the inside of the vehicle is not hot), the ventilation opening and closing door 910 is the evaporator 500. ) And the air passing through the second gas cooler 120 sequentially enters the vehicle interior, so that only dehumidification is performed inside the vehicle. This case is substantially the form shown in Fig. 5B.

다음으로, 도 6b에 도시되어 있는 난방 모드 제어 방법에 대하여 설명한다. 먼저 사용자에 의하여 c1) 난방 모드가 선택되면, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)와 외기 온도(Tambient)를 비교하게 된다. 이 때, c2) 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 높을 경우(Ka<Tambient : Yes)(즉 그리 춥지 않은 날씨일 때) 일반 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 개방된다. 즉 도 5c 및 도 5에 도시된 바와 같은 난방 모드 냉매 순환 경로를 이루게 된다.Next, the heating mode control method shown in FIG. 6B is demonstrated. When the first user by c1) heating mode is selected, the comparison is based on the outside air temperature (K a) and the outside air temperature (T ambient) set in advance. At this time, c2) when the ambient temperature (T ambient ) is higher than the preset outside air reference temperature (K a ) (K a <T ambient : Yes) (that is, when the weather is not very cold) is set to the normal heating mode, The first bypass valve 710 to switch the flow path to distribute the refrigerant to the auxiliary heat exchanger 810 side, and the second bypass valve 720 to distribute the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810 The flow path is switched and the air flow to the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810 is opened. That is, the heating mode refrigerant circulation path as shown in FIGS. 5C and 5 is achieved.

또는, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 낮을 경우(Ka<Tambient : No)(즉 상당히 추운 날씨인 경우) 저온 난방 모드로 설정되어, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)와 냉매 온도(Tcoolant)를 비교하게 된다. 이 때 c3) 상기 c2) 단계에서 저온 난방 모드로 설정되면, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)보다 냉매 온도(Tcoolant)가 높을 경우(Kc<Tcoolant : Yes)(즉 냉매 온도가 매우 낮지 않을 때) 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 폐쇄된다. 또는, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)보다 냉매 온도(Tcoolant)가 낮을 경우(Kc<Tcoolant : No)(즉 날씨가 매우 추워서 냉매 온도도 매우 낮을 때) 극저온 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 폐쇄되고, 상기 보조열원(800)이 작동되어 상기 보조열교환기(810)로 열을 공급하게 된다. 도 6b에서는 상기 보조열원(800)이 전기 히터로 형성된 경우이며, 즉 극저온 상태에서 상기 보조열원(800)이 작동되어 냉매를 빠르게 덥혀 주게 된다.Alternatively, when the ambient temperature (T ambient ) is lower than the preset outside reference temperature (K a ) (K a <T ambient : No) (that is, when the weather is considerably cold), the low temperature heating mode is set, and the preset refrigerant reference temperature is set. (K c ) and the refrigerant temperature (T coolant ) will be compared. At this time, c3) when the low temperature heating mode is set in step c2), when the coolant temperature T coolant is higher than the preset coolant reference temperature K c (K c <T coolant : Yes) (that is, the coolant temperature is very high). When it is not low) the first bypass valve 710 switches the flow path to distribute the refrigerant to the auxiliary heat exchanger 810 side, the second bypass valve 720 from the auxiliary heat exchanger 810 The flow path is switched to distribute the refrigerant, and the air flow to the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810 is closed. Alternatively, when the coolant temperature T coolant is lower than the preset coolant reference temperature K c (K c <T coolant : No) (that is, when the weather is very cold and the coolant temperature is too low), the cryogenic heating mode is set. The first bypass valve 710 switches the flow path so as to distribute the refrigerant to the auxiliary heat exchanger 810, and the second bypass valve 720 distributes the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810. To switch the flow path, the air flow to the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810 is closed, and the auxiliary heat source 800 is operated to supply heat to the auxiliary heat exchanger 810. do. In FIG. 6B, the auxiliary heat source 800 is formed of an electric heater, that is, the auxiliary heat source 800 is operated in a cryogenic state to quickly heat the refrigerant.

다음으로, c4) 상기 c3) 단계에서 극저온 난방 모드로 설정되면, 미리 설정된 압축기 유입 냉매 기준 온도(Ks)보다 압축기 유입 냉매 온도(Tref_suc)가 낮을 경우(Ks<Tref_suc : No) 상기 보조열원(800)의 작동을 반복 수행하여 냉매의 온도를 충 분한 상태까지 끌어올리고, 미리 설정된 압축기 유입 냉매 기준 온도(Ks)보다 압축기 유입 냉매 온도(Tref_suc)가 높을 경우(Ks<Tref_suc : Yes) 다음 단계로 넘어가게 된다. 이와 같이 극저온 상태의 냉매는 점도가 매우 높아 냉매 유동성이 불량하기 때문에, 이러한 상태의 냉매가 상기 압축기(400)로 그대로 유입될 경우 상기 압축기(400)에서의 슬러깅 및 과열도 증가 문제가 크게 발생한다. 그러나 상기 보조열원(800)을 이용하여 충분히 냉매를 덥혀 줌으로써 냉매 유동성을 향상시킨 후 c5) 상기 압축기(400)가 작동을 시작하게 함으로써, 본 발명에서는 상술한 바와 같은 문제점들을 해소할 수 있게 된다.Next, c4) when the cryogenic heating mode is set in step c3), when the compressor inlet refrigerant temperature T ref_suc is lower than the preset compressor inlet refrigerant reference temperature K s (K s <T ref_suc : No) When the auxiliary heat source 800 is repeatedly operated to raise the temperature of the refrigerant to a sufficient state, and the compressor inlet refrigerant temperature T ref_suc is higher than the preset compressor inlet refrigerant reference temperature K s (K s <T ref_suc : Yes) It goes to the next step. Since the refrigerant in the cryogenic state is very high in viscosity and the refrigerant fluidity is poor, when the refrigerant in such a state flows into the compressor 400 as it is, the problem of slugging and overheating in the compressor 400 increases. do. However, by improving the refrigerant flowability by sufficiently warming the refrigerant by using the auxiliary heat source 800, c5) by allowing the compressor 400 to start operation, the present invention can solve the problems described above.

이와 같이 난방 모드가 적용된 후에는 c6) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 실내로 유입되도록 배치되어, 주변에 열을 방출하는 상기 제2가스쿨러(120)를 통과함으로써 가열된 공기가 차량 내부로 유입되도록 한다. 이 경우 상기 증발기(500)는 작동하지 않기 때문에 공기의 가열만 이루어지는 바, 차량 내부의 난방이 원활하게 이루어질 수 있게 된다.After the heating mode is applied in this manner, c6) the air opening and closing door 910 is arranged such that air passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 sequentially enters the vehicle interior, thereby providing heat to the surroundings. The heated air is introduced into the vehicle by passing through the discharged second gas cooler 120. In this case, since the evaporator 500 does not operate, only the heating of the air is performed, thereby allowing the inside of the vehicle to be heated smoothly.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.The present invention is not limited to the above-described embodiments, and the scope of application of the present invention is not limited to those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Of course, various modifications can be made.

도 1은 종래기술에 의한 이산화탄소 공조 시스템.1 is a carbon dioxide air conditioning system according to the prior art.

도 2a, 도 2b 및 도 2c는 종래기술에 의한 이산화탄소 공조 시스템에서의 냉매 순환 경로.2a, 2b and 2c is a refrigerant circulation path in the carbon dioxide air conditioning system according to the prior art.

도 3은 종래기술에 의한 이산화탄소 공조 시스템에서의 시간에 따른 냉매 및 공기의 특성 변화 그래프.Figure 3 is a graph of the characteristic change of the refrigerant and air with time in the carbon dioxide air conditioning system according to the prior art.

도 4는 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템.4 is a carbon dioxide air conditioning system according to the present invention.

도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d는 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템에서의 냉매 순환 경로.5a, 5b, 5c and 5d is a refrigerant circulation path in the carbon dioxide air conditioning system according to the present invention.

도 6a 및 도 6b는 본 발명에 의한 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법.6a and 6b is a carbon dioxide air conditioning system control method according to the present invention.

**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**DESCRIPTION OF REFERENCE NUMERALS

1110: (종래의) 제1가스쿨러 1120: (종래의) 제2가스쿨러1110: conventional gas cooler 1120: conventional gas cooler

1200: (종래의) 내부열교환기1200: (conventional) internal heat exchanger

1210: (종래의 열교환기) 제1유로1210: (traditional heat exchanger) the first euro

1220: (종래의 열교환기) 제2유로1220: (Conventional Heat Exchanger) Second Euro

1300: (종래의) 어큐뮬레이터1300: (conventional) accumulator

1400: (종래의) 압축기 1500: (종래의) 증발기1400: (conventional) compressor 1500: (conventional) evaporator

1611: (종래의) 제1팽창밸브 1621: (종래의) 제2팽창밸브1611: (conventional) first expansion valve 1621: (conventional) second expansion valve

1612: (종래의) 제1바이패스밸브 1622: (종래의) 제2바이패스밸브1612: (traditional) first bypass valve 1622: (conventional) second bypass valve

110: 제1가스쿨러 120: 제2가스쿨러110: first gas cooler 120: second gas cooler

200: 내부열교환기200: internal heat exchanger

210: 제1유로 220: 제2유로210: first euro 220: second euro

300: 어큐뮬레이터300: accumulator

400: 압축기 500: 증발기400: compressor 500: evaporator

610: 제1팽창밸브 620: 제2팽창밸브610: first expansion valve 620: second expansion valve

710: 제1바이패스밸브 720: 제2바이패스밸브710: first bypass valve 720: second bypass valve

800: 보조열원 810: 보조열교환기800: auxiliary heat source 810: auxiliary heat exchanger

900: 공기유통경로 910: 통풍개폐문900: air distribution path 910: ventilation opening and closing door

Claims (9)

냉매를 압축시키는 압축기(400);A compressor 400 for compressing the refrigerant; 냉방 모드 시 제1팽창밸브(610)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(500);An evaporator 500 for evaporating the refrigerant passing through the first expansion valve 610 in the cooling mode; 모드에 따라 선택적으로 내부에 유입된 냉매가 유동하여 공기와 열교환되도록 하는 제1가스쿨러(110) 및 제2가스쿨러(120);A first gas cooler 110 and a second gas cooler 120 configured to selectively heat the refrigerant introduced therein according to the mode to exchange heat with air; 상기 제1가스쿨러(110)와 나란히 병렬 배치되며, 난방 모드 시 제2팽창밸브(620)를 통과한 냉매를 증발시키는 보조열교환기(810);An auxiliary heat exchanger 810 disposed in parallel with the first gas cooler 110 to evaporate the refrigerant passing through the second expansion valve 620 in a heating mode; 상기 보조열교환기(810)로 열을 공급하는 보조열원(800);An auxiliary heat source 800 for supplying heat to the auxiliary heat exchanger 810; 냉방 모드 시 상기 증발기(500)로부터 배출된 저온ㆍ저압의 냉매와 상기 제1가스쿨러(110)로부터 배출된 고온ㆍ고압의 냉매를 서로 밀접해 있는 제1유로(210) 및 제2유로(220)로 각각 유통시킴으로써 상호 열교환시키는 내부열교환기(200);The first flow path 210 and the second flow path 220 in which the low temperature / low pressure refrigerant discharged from the evaporator 500 and the high temperature / high pressure refrigerant discharged from the first gas cooler 110 are closely connected to each other in the cooling mode. Internal heat exchanger 200 for mutual heat exchange by circulating through each; 냉방 모드 시와 난방 모드 시 냉매의 유통 경로를 전환하는 제1바이패스밸브(710) 및 제2바이패스밸브(720);A first bypass valve 710 and a second bypass valve 720 for switching a circulation path of the refrigerant in the cooling mode and the heating mode; 를 포함하여 이루어지며,And, 상기 제1바이패스밸브(710)는 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810) 중 선택되는 하나로 유통시키며, 상기 제2바이패스밸브(720)는 상기 내부열교환기(200) 및 상기 보조열교환기(810) 중 선택되는 하나로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시키되,The first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to one selected from the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810. The pass valve 720 distributes the refrigerant flowing from one selected from the internal heat exchanger 200 and the auxiliary heat exchanger 810 to the compressor 400, 상기 제1바이패스밸브(710) 및 상기 제2바이패스밸브(720)의 개방 유로 선택에 의해 형성되는 냉방 모드 냉매 순환 경로 및 난방 모드 냉매 순환 경로 중에서 선택되는 어느 하나의 경로를 통해 냉매를 순환시키는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템.The refrigerant is circulated through any one path selected from a cooling mode refrigerant circulation path and a heating mode refrigerant circulation path formed by the selection of an open flow path of the first bypass valve 710 and the second bypass valve 720. Carbon dioxide air conditioning system, characterized in that. 제 1항에 있어서, 상기 냉방 모드 냉매 순환 경로는,The method of claim 1, wherein the cooling mode refrigerant circulation path, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 제1가스쿨러(110)로 유통시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시킴으로써 형성되며,The first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to the first gas cooler 110, and the second bypass valve 720 supplies the internal heat exchanger 200. By flowing the refrigerant flowing from the side to the compressor 400, 상기 압축기(400)로부터 흘러온 냉매가, 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하고, 상기 제1바이패스밸브(710)를 거쳐 상기 제1가스쿨러(110)를 통과하고, 상기 내부열교환기(200)의 제2유로(220)를 지나 상기 제1팽창밸브(610)를 통과하면서 팽창한 후, 상기 증발기(500)를 통과하면서 증발되며 공기를 냉각하고, 상기 내부열교환기(200)의 제1유로(210) 및 상기 제2바이패스밸브(720)를 지나 상기 압축기(400)로 유입되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템.The refrigerant flowing from the compressor 400 passes through the second gas cooler 120, passes through the first gas cooler 110 through the first bypass valve 710, and passes through the internal heat exchanger 200. And expands while passing through the second flow path 220 of the first flow valve 610, and then evaporates while passing through the evaporator 500 to cool air, and the first flow path of the internal heat exchanger 200. (210) and the second bypass valve 720, the carbon dioxide air conditioning system, characterized in that flowing into the compressor (400). 제 1항에 있어서, 상기 난방 모드 냉매 순환 경로는,The method of claim 1, wherein the heating mode refrigerant circulation path, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제2가스쿨러(120)측으로부터 흘러온 냉매를 상기 보조열교환기(810)로 유통시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 흘러온 냉매를 상기 압축기(400) 측으로 유통시킴으로써 형성되며,The first bypass valve 710 distributes the refrigerant flowing from the second gas cooler 120 to the auxiliary heat exchanger 810, and the second bypass valve 720 supplies the auxiliary heat exchanger 810. By flowing the refrigerant flowing from the side to the compressor 400, 상기 압축기(400)로부터 흘러온 냉매가, 상기 제2가스쿨러(120)를 통과하면서 공기를 가열하고, 상기 제1바이패스밸브(710)를 거쳐 상기 제2팽창밸브(620)를 통과하면서 팽창한 후, 상기 보조열교환기(810)를 통과하면서 증발되고, 상기 제2바이패스밸브(720)를 지나 상기 압축기(400)로 유입되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템.The refrigerant flowing from the compressor 400 heats air while passing through the second gas cooler 120 and expands while passing through the second expansion valve 620 through the first bypass valve 710. After that, the evaporation while passing through the auxiliary heat exchanger (810), and passes through the second bypass valve (720), the carbon dioxide air conditioning system, characterized in that flowing into the compressor (400). 제 1항에 있어서, 상기 보조열원(800)은The method of claim 1, wherein the auxiliary heat source 800 is 전기 히터, 냉각수를 이용한 워머, 냉매를 이용한 열펌프용 열교환기 중 선택되는 어느 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템.Carbon dioxide air conditioning system, characterized in that formed of at least one selected from the electric heater, a warmer using a cooling water, a heat pump heat exchanger using a refrigerant. 제 1항 내지 제 4항 중에서 선택되는 어느 한 항에 있어서, 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)는The method according to any one of claims 1 to 4, wherein the evaporator 500 and the second gas cooler 120 is 차량 내부로 유입되는 공기유통경로(900) 내에 구비되되, 상기 제2가스쿨러(120)는 상기 증발기(500)의 하류에 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공 조 시스템.Is provided in the air flow path (900) flowing into the vehicle, the second gas cooler (120) is a carbon dioxide air conditioning system, characterized in that provided in the downstream of the evaporator (500). 제 5항에 있어서, 상기 공기유통경로(900)는The method of claim 5, wherein the air flow path (900) 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되게 하거나, 또는 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되게 하도록 공기 흐름을 전환하는 통풍개폐문(910)을 구비하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템.To change the air flow so that the air passing through only the evaporator 500 is introduced into the vehicle or the air passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 sequentially enters the vehicle. Carbon dioxide air conditioning system comprising a ventilation opening and closing door (910). 제 6항에 의한 이산화탄소 공조 시스템을 사용하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법에 있어서,In the carbon dioxide air conditioning system control method using the carbon dioxide air conditioning system according to claim 6, a1) 냉방 모드가 선택되는 단계;a1) selecting a cooling mode; a2) 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제1가스쿨러(110) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키는 단계;a2) the first bypass valve 710 switches the flow path so as to distribute the refrigerant to the first gas cooler 110, and the second bypass valve 720 receives the refrigerant from the internal heat exchanger 200; Converting the flow path for circulation; a3) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되는 단계;a3) arranging the air opening and closing door 910 such that air passing only the evaporator 500 flows into the vehicle; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법.Carbon dioxide air conditioning system control method comprising a. 제 6항에 의한 이산화탄소 공조 시스템을 사용하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법에 있어서,In the carbon dioxide air conditioning system control method using the carbon dioxide air conditioning system according to claim 6, b1) 제습 모드가 선택되는 단계;b1) selecting a dehumidification mode; b2) 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 낮을 경우(Ka<Tambient : No) 제습 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고,b2) When the outside temperature T ambient is lower than the preset outside air reference temperature K a (K a <T ambient : No), a dehumidification heating mode is set, and the first bypass valve 710 is configured to exchange the auxiliary heat. The flow path is switched to circulate the refrigerant to the air 810 side, and the second bypass valve 720 is switched to flow the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 높을 경우(Ka<Tambient : Yes) 제습 냉방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 제1가스쿨러(110) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 내부열교환기(200)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키는 단계;When the ambient air temperature T ambient is higher than a preset outside air reference temperature K a (K a <T ambient : Yes), a dehumidification cooling mode is set, and the first bypass valve 710 is set to the first gas cooler. Switching the flow path to circulate the refrigerant to the side (110), and switching the flow path so that the second bypass valve 720 circulates the refrigerant from the internal heat exchanger (200); b3) 상기 b2) 단계에서 제습 냉방 모드로 설정되면,b3) If the dehumidification cooling mode is set in the step b2), 차량 내부 온도(Tint)보다 미리 설정된 기준 온도(Tsetting)가 낮을 경우(Tint<Tsetting : No) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500)만을 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되고,When the preset reference temperature T setting is lower than the vehicle interior temperature T int (T int <T setting : No), air passing through only the evaporator 500 is introduced into the vehicle. Deployed, 차량 내부 온도(Tint)보다 미리 설정된 기준 온도(Tsetting)가 높을 경우(Tint<Tsetting : Yes) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되는 단계;When the preset reference temperature T setting is higher than the vehicle interior temperature T int (T int <T setting : Yes), the ventilation opening and closing door 910 opens the evaporator 500 and the second gas cooler 120. Arranging the air passing through the air to be sequentially introduced into the vehicle; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법.Carbon dioxide air conditioning system control method comprising a. 제 6항에 의한 이산화탄소 공조 시스템을 사용하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법에 있어서,In the carbon dioxide air conditioning system control method using the carbon dioxide air conditioning system according to claim 6, c1) 난방 모드가 선택되는 단계;c1) a heating mode is selected; c2) 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 높을 경우(Ka<Tambient : Yes) 일반 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 개방되고,c2) When the ambient air temperature T ambient is higher than a preset outside air reference temperature K a (K a <T ambient : Yes), the first bypass valve 710 is set to a general heating mode, so that the first heat exchange The flow path is switched to circulate the refrigerant to the air 810, the second bypass valve 720 switches the flow path to circulate the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, and the first gas cooler 110. ) And the air circulation to the auxiliary heat exchanger 810 is opened, 미리 설정된 외기 기준 온도(Ka)보다 외기 온도(Tambient)가 낮을 경 우(Ka<Tambient : No) 저온 난방 모드로 설정되어, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)와 냉매 온도(Tcoolant)를 비교하는 단계;When the ambient air temperature (T ambient ) is lower than the preset outside air reference temperature (K a ) (K a <T ambient : No) It is set to the low temperature heating mode, and the preset refrigerant reference temperature (K c ) and the refrigerant temperature (T comparing coolant ); c3) 상기 c2) 단계에서 저온 난방 모드로 설정되면,c3) if the low temperature heating mode is set in step c2), 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)보다 냉매 온도(Tcoolant)가 높을 경우(Kc<Tcoolant : Yes) 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 폐쇄되고,When the coolant temperature T coolant is higher than the preset coolant reference temperature K c (K c <T coolant : Yes), the first bypass valve 710 distributes the coolant to the auxiliary heat exchanger 810. To switch the flow path so that the second bypass valve 720 distributes the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, and the first gas cooler 110 and the auxiliary heat exchanger 810. Air distribution to the furnace is closed, 미리 설정된 냉매 기준 온도(Kc)보다 냉매 온도(Tcoolant)가 낮을 경우(Kc<Tcoolant : No) 극저온 난방 모드로 설정되어, 상기 제1바이패스밸브(710)가 상기 보조열교환기(810) 측으로 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제2바이패스밸브(720)가 상기 보조열교환기(810)로부터 냉매를 유통시키도록 유로를 전환시키고, 상기 제1가스쿨러(110) 및 상기 보조열교환기(810)로의 공기 유통이 폐쇄되고, 상기 보조열원(800)이 작동되어 상기 보조열교환기(810)로 열을 공급하는 단계;When the coolant temperature T coolant is lower than the preset coolant reference temperature K c (K c <T coolant : No), the cryogenic heating mode is set, so that the first bypass valve 710 is connected to the auxiliary heat exchanger. The flow path is switched to distribute the refrigerant to the side 810, the second bypass valve 720 switches the flow path to distribute the refrigerant from the auxiliary heat exchanger 810, and the first gas cooler 110 and Closing the air flow to the auxiliary heat exchanger (810), and operating the auxiliary heat source (800) to supply heat to the auxiliary heat exchanger (810); c4) 상기 c3) 단계에서 극저온 난방 모드로 설정되면,c4) if the cryogenic heating mode is set in step c3), 미리 설정된 압축기 유입 냉매 기준 온도(Ks)보다 압축기 유입 냉매 온도(Tref_suc)가 낮을 경우(Ks<Tref_suc : No) 상기 보조열원(800)의 작동을 반복 수행하 고,When the compressor inlet refrigerant temperature T ref_suc is lower than the preset compressor inlet refrigerant reference temperature K s (K s <T ref_suc : No), the operation of the auxiliary heat source 800 is repeated. 미리 설정된 압축기 유입 냉매 기준 온도(Ks)보다 압축기 유입 냉매 온도(Tref_suc)가 높을 경우(Ks<Tref_suc : Yes) 다음 단계로 넘어가는 단계;When the compressor inlet refrigerant temperature T ref_suc is higher than the preset compressor inlet refrigerant reference temperature K s (K s <T ref_suc : Yes), the process proceeds to the next step; c5) 상기 압축기(400)가 작동을 시작하는 단계;c5) the compressor 400 starts to operate; c6) 상기 통풍개폐문(910)이 상기 증발기(500) 및 상기 제2가스쿨러(120)를 순차적으로 통과한 공기가 차량 내부로 유입되도록 배치되는 단계;c6) arranging the air opening and closing door 910 such that air sequentially passing through the evaporator 500 and the second gas cooler 120 flows into the vehicle; 를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 공조 시스템 제어 방법.Carbon dioxide air conditioning system control method comprising a.
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