KR20120071018A - 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템 - Google Patents

자동차용 히트펌프식 냉난방시스템 Download PDF

Info

Publication number
KR20120071018A
KR20120071018A KR1020100132592A KR20100132592A KR20120071018A KR 20120071018 A KR20120071018 A KR 20120071018A KR 1020100132592 A KR1020100132592 A KR 1020100132592A KR 20100132592 A KR20100132592 A KR 20100132592A KR 20120071018 A KR20120071018 A KR 20120071018A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
heat exchanger
way valve
refrigerant
indoor heat
flow path
Prior art date
Application number
KR1020100132592A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101712069B1 (ko
Inventor
전영하
오동훈
이덕호
장길상
이대웅
민은기
Original Assignee
한라공조주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한라공조주식회사 filed Critical 한라공조주식회사
Priority to KR1020100132592A priority Critical patent/KR101712069B1/ko
Publication of KR20120071018A publication Critical patent/KR20120071018A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101712069B1 publication Critical patent/KR101712069B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/323Cooling devices using compression characterised by comprising auxiliary or multiple systems, e.g. plurality of evaporators, or by involving auxiliary cooling devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/00642Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
    • B60H1/00814Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
    • B60H1/00878Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
    • B60H1/00899Controlling the flow of liquid in a heat pump system
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60HARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
    • B60H1/00Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
    • B60H1/32Cooling devices
    • B60H1/3204Cooling devices using compression
    • B60H1/3205Control means therefor
    • B60H1/3213Control means therefor for increasing the efficiency in a vehicle heat pump
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B41/00Fluid-circulation arrangements
    • F25B41/20Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
    • F25B41/26Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2313/00Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for
    • F25B2313/027Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means
    • F25B2313/02742Compression machines, plants or systems with reversible cycle not otherwise provided for characterised by the reversing means using two four-way valves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Air-Conditioning For Vehicles (AREA)

Abstract

본 발명은 냉매를 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기의 배출라인에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 삼방밸브와, 상기 제1 삼방밸브에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 사방밸브와, 상기 제1 사방밸브와 연결되어 냉매를 열교환 시키는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제1 팽창밸브와, 상기 제1 팽창밸브와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 사방밸브와, 상기 실외 열교환기와 제2 사방밸브를 연결하는 바이패스 유로와, 상기 제1 삼방밸브 또는 제2 사방밸브와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키는 제1 실내 열교환기와, 상기 제1 실내 열교환기와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 삼방밸브와, 상기 제2 삼방밸브와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브와, 상기 제2 팽창밸브 또는 제2 삼방밸브와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키고, 제1 사방밸브 및 제2 사방밸브를 통하여 냉매를 압축기로 환원시키는 제2 실내 열교환기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제1 실내 열교환기 및 제2 실내 열교환기가 냉방 시에는 두개의 쿨러 기능을 하고 난방 시에는 두개의 히터 기능을 하게 되어 열교환 성능이 높아져 냉난방시스템의 효율 및 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 모든 열교환기에 항상 냉매가 지나가게 되어 오일 정체 문제가 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 냉방과 난방 시 모두 제습과 온도조절이 가능해지는 효과가 있다.

Description

자동차용 히트펌프식 냉난방시스템 {HEAT PUMP TYPE COOLING AND HEATING SYSTEM FOR VEHICLE}
본 발명은 자동차용 히트펌프 냉난방시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉난방 시 시스템의 효율 및 성능을 향상시킴과 동시에 냉난방 시 제습의 기능을 수행할 수 있는 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템에 관한 것이다.
일반적으로 히트펌프 시스템은 하나의 냉매 시스템을 이용하여 냉방과 난방을 동시에 수행하도록 하는 공기조화시스템을 의미한다.
따라서, 히트펌프 시스템은 압축기, 실내 열교환기, 실외 열교환기, 팽창밸브 및 방향조절밸브를 구비한다.
상기한 히트펌프 시스템에서 냉방 시에는 냉매가 압축기, 실외 열교환기, 팽창밸브, 실내 열교환기, 압축기의 경로로 순환되고, 난방 시에는 압축기, 실내 열교환기, 팽창밸브, 실외 열교환기, 압축기의 경로로 순환된다.
즉, 냉방 시에는 실내 열교환기가 증발기로 작동되고 실외 열교환기는 응축기로 작동되며, 난방 시에는 실내 열교환기가 응축기로 작동되고 실외 열교환기가 증발기로 작동되는 것이다.
상기와 같은 히트펌프 시스템을 자동차에 적용한 자동차용 히트펌프 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 토출하는 압축기(10)와, 고온 고압의 냉매를 냉각시키는 실외 열교환기(11) 및 실외 열교환기(11)를 우회하는 바이패스 유로(16)와, 냉매의 고압측과 저압측 사이의 열교환이 이루어지는 내부 열교환기(13)와, 냉매가 실내로 유입되는 공기와 열교환을 통해 증발되는 증발기(15)와, 내부 열교환기(13)와 증발기(15) 사이에 설치되어 냉매의 압력을 변화시키는 팽창밸브(14)와, 증발기(15)의 하류측에 설치되고 고온의 엔진(20) 냉각수를 이용하여 유입되는 공기를 가열하는 히터코어(21)와, 실외 열교환기(11)와 내부 열교환기(13) 사이의 냉매유로상에 위치되고 증발기(13)의 상류측에 설치되어 냉매 히터로 작용하는 실내 열교환기(12)로 구성된다.
또한, 히터코어(21)로 공기를 통과시키거나 차단하는 온도조절 도어(22)가 구비되고, 실내 열교환기(12)의 전방측에는 냉방시 유입되는 공기가 실내 열교환기(12)를 통과하지 않도록 하는 실내 열교환기 도어(18)가 설치된다.
그리고, 외부공기가 증발기(13)쪽으로 유입되도록 하는 송풍팬(17)이 실내 열교환기(12)의 앞쪽에 설치된다.
또한, 바이패스 유로(16)에는 바이패스 밸브(16')가 설치되어 제어모드에 따라 개폐되며, 실외 열교환기(11)의 앞쪽에는 유량제어밸브(11')가 설치되어 바이패스 밸브(16')와 함께 실외 열교환기(11) 및 바이패스 유로(16)를 통과하는 냉매 유량을 제어하게 된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은 각 공조모드에 따라 도어가 개폐되고 냉매 흐름이 달라지게 된다.
먼저, 냉방모드를 살펴보면, 냉매는 압축기(10)에서 나온 후, 실외 열교환기(11), 실내 열교환기(12), 내부 열교환기(13)의 고압측, 팽창밸브(14), 증발기(15), 내부 열교환기(13)의 저압측을 거쳐 압축기(10)로 귀환된다.
여기서, 실외 열교환기(11)에서는 냉매의 응축이 일어나고 증발기(15)에서는 냉매의 증발이 일어나게 된다.
따라서, 증발기(15)에서는 냉매와 공기 사이의 열교환이 이루어지게 되며, 송풍팬(17)에 의하여 증발기(15)쪽으로 유입되는 공기가 증발기(15)를 통과하면서 냉각된 후 실내로 유입됨으로써 자동차의 실내를 냉방한다.
그리고, 난방모드로 제어하게 되면, 냉매는 압축기(10)에서 나온 후, 실외 열교환기(11) 또는 바이패스 유로(16), 실내 열교환기(12), 내부 열교환기(13)의 고압측, 팽창밸브(14), 증발기(15), 내부 열교환기(13)의 저압측을 거쳐 압축기(10)로 귀환된다.
이때, 실내 열교환기(12)의 전방에 설치된 실내 열교환기 도어(18)가 개방되며, 히터코어(21)의 앞쪽에 설치되는 온도조절 도어(22) 역시 개방되어 증발기(15)를 통과한 공기가 히터코어(21)에 의해 가열되어 실내로 토출될 수 있도록 하여 자동차의 실내를 난방한다.
또한, 제습모드로 제어하게 되면, 냉매는 난방모드와 동일한 경로를 따라 흐르게 된다.
즉, 압축기(10), 바이패스 유로(16) 또는 실외 열교환기(11), 실내 열교환기(12), 내부 열교환기(13)의 고압측, 팽창밸브(14), 증발기(15), 내부 열교환기(13)의 저압측, 압축기(10)의 경로로 순환하게 된다.
따라서, 실내 열교환기(12)를 통과한 공기 중의 수분이 증발기(15)를 통과하면서 응축되어 공기의 습도가 낮아지게 된다.
이때에도 역시 실내 열교환기 도어(18)는 열려 있게 되며, 난방이 아닌 제습이 주목적인 경우에는 온도조절 도어(22)는 닫혀있게 된다.
상기와 같이 구성되어 작동되는 종래의 자동차용 히트펌프 시스템은 다음과 같은 문제점이 있었다.
첫째, 난방모드 시 자동차의 실내로 유입되는 공기가 증발기(15)의 저온의 냉매와 열교환된 후, 히터코어(21)에 의해 재차 가열되어 자동차의 실내로 유입되기 때문에 난방 효율이 감소되는 문제점이 있었다.
둘째, 최대 난방모드 시에는 압축기에서 나온 냉매가 실외 열교환기(11)를 거치지 않고 바이패스 유로(16)를 통해 실내 열교환기(12)로 보내지기 때문에, 실외 열교환기(11)에 갇혀있는 냉매에 함유된 오일이 정체되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 냉난방 시 시스템의 효율 및 성능을 향상시킴과 동시에 냉난방 시 제습의 기능을 수행할 수 있는 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은 본 발명에 따라, 냉매를 압축하여 배출하는 압축기와, 상기 압축기의 배출라인에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 삼방밸브와, 상기 제1 삼방밸브에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 사방밸브와, 상기 제1 사방밸브와 연결되어 냉매를 열교환 시키는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제1 팽창밸브와, 상기 제1 팽창밸브와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 사방밸브와, 상기 실외 열교환기와 제2 사방밸브를 연결하는 바이패스 유로와, 상기 제1 삼방밸브 또는 제2 사방밸브와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키는 제1 실내 열교환기와, 상기 제1 실내 열교환기와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 삼방밸브와, 상기 제2 삼방밸브와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브와, 상기 제2 팽창밸브 또는 제2 삼방밸브와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키고, 제1 사방밸브 및 제2 사방밸브를 통하여 냉매를 압축기로 환원시키는 제2 실내 열교환기에 의해 달성된다.
또한, 상기 실외 열교환기는 냉각수를 이용하여 냉매와 열교환 시키는 쿨런트-냉매 열교환기일 수 있다.
또한, 상기 제1 실내 열교환기에 설치되어 제1 실내 열교환기로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 풍량 조절 도어를 더 포함할 수 있다.
이에 의해, 제1 실내 열교환기 및 제2 실내 열교환기가 냉방 시에는 두개의 쿨러 기능을 하고 난방 시에는 두개의 히터 기능을 하게 되어 열교환 성능이 높아져 냉난방시스템의 효율 및 성능이 향상되는 효과가 있다.
또한, 모든 열교환기에 항상 냉매가 지나가게 되어 오일 정체 문제가 발생하지 않는 효과가 있다.
또한, 냉방과 난방 시 모두 제습과 온도조절이 가능해지는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 대한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템의 구성도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템의 각 작동모드에 대한 냉매의 흐름도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
첨부된 도면은 본 발명의 예시적인 형태를 도시한 것으로, 이는 본 발명을 보다 상세히 설명하기 위해 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 기술적인 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템은, 도 2에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100)와, 압축기(100) 배출라인에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 삼방밸브(200)와, 제1 삼방밸브(200)에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 사방밸브(300)와, 제1 사방밸브(300)와 연결되어 냉매를 열교환 시키는 실외 열교환기(400)와, 실외 열교환기(400)와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제1 팽창밸브(500)와, 제1 팽창밸브(500)와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 사방밸브(310)와, 실외 열교환기(400)와 제2 사방밸브(310)를 연결하는 바이패스 유로(520)와, 제1 삼방밸브(200) 또는 제2 사방밸브(310)와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키는 제1 실내 열교환기(600)와, 제1 실내 열교환기(600)와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 삼방밸브(210)와, 제2 삼방밸브(210)와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브(510)와, 제2 팽창밸브(510) 또는 제2 삼방밸브(210)와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키고, 제1 사방밸브(300) 및 제2 사방밸브(310)를 통하여 냉매를 압축기(100)로 환원시키는 제2 실내 열교환기(700)로 구성된다.
그리고, 제1 실내 열교환기(600)로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 풍량 조절 도어(800)가 제1 실내 열교환기(600)에 설치된다.
여기서, 실외 열교환기(400)는 냉각수를 이용하여 냉매와 열교환 시키는 쿨런트-냉매 열교환기로 마련된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템은 냉방모드, 제1 제습모드, 제2 제습모드 및 난방모드로 작동된다.
이하에서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상술한 작동모드를 설명한다.
도 3은 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템이 냉방모드로 작동될 때의 냉매의 흐름도이다.
압축기(100)에 의해 압축된 냉매는 제1 삼방밸브(200)로 이동되고, 제1 삼방밸브(200)는 이동된 냉매를 제1 사방밸브(300) 측으로 이동시킨다.
제1 사방밸브(300)는 이동된 냉매를 실외 열교환기(400)로 이동시키고, 이동된 냉매는 실외 열교환기(400)에서 냉각수와 열교환되어 응축된다.
실내 열교환기(400)에 의해 응축된 냉매는 제1 팽창밸브(500)에 의해 팽창되어 제2 사방밸브(310)으로 이동된다.
제2 사방밸브(310)는 이동된 냉매를 제1 실내 열교환기(600)로 이동시키고, 이동된 냉매는 제1 실내 열교환기(600)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 증발된다.
제1 실내 열교환기(600)에 의해 증발된 냉매는 제2 삼방밸브(210)로 이동되고, 제2 삼방밸브(210)는 이동된 냉매를 제2 팽창밸브(510)를 거치지 않고 제2 실내 열교환기(700)로 이동시킨다.
이동된 냉매는 제2 실내 열교환기(700)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 재차 증발되고, 그 후 제2 사방밸브(310)로 이동된다.
제2 사방밸브(310)는 이동된 냉매를 제1 사방밸브(300)로 이동시키고, 제1 사방밸브(300)는 냉매를 압축기(100)로 환원시키게 된다.
이때, 풍량 조절 도어(800)는 항상 개방된 상태로 유지된다.
상기와 같은 일련의 과정이 계속하여 반복되면서 차량 실내를 냉방하는 것이다.
상기 모드에서는 제1 실내 열교환기(600)와 제2 실내 열교환기(700)가 모두 증발기의 역할을 수행하므로 최대 냉방 모드로 작동되게 된다.
도 4는 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템이 제1 제습모드로 작동될 때의 냉매의 흐름도이다.
압축기(100)에 의해 압축된 냉매는 제1 삼방밸브(200)로 이동되고, 제1 삼방밸브(200)는 이동된 냉매를 제1 사방밸브(300) 측으로 이동시킨다.
제1 사방밸브(300)는 이동된 냉매를 실외 열교환기(400)로 이동시키고, 이동된 냉매는 실외 열교환기(400)에서 냉각수와 열교환되어 응축된다.
실내 열교환기(400)에 의해 응축된 냉매는 바이패스 유로(520)를 통해 제2 사방밸브(310)으로 이동된다.
제2 사방밸브(310)는 이동된 냉매를 제1 실내 열교환기(600)로 이동시키고, 이동된 냉매는 제1 실내 열교환기(600)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 재차 응축된다.
제1 실내 열교환기(600)에 의해 재차 응축된 냉매는 제2 삼방밸브(210)로 이동되고, 제2 삼방밸브(210)는 이동된 냉매를 제2 팽창밸브(510)로 이동시켜 팽창시키고 팽창된 냉매를 제2 실내 열교환기(700)로 이동시킨다.
이동된 냉매는 제2 실내 열교환기(700)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 증발되고, 그 후 제2 사방밸브(310)로 이동된다.
제2 사방밸브(310)는 이동된 냉매를 제1 사방밸브(300)로 이동시키고, 제1 사방밸브(300)는 냉매를 압축기(100)로 환원시키게 된다.
이때, 풍량 조절 도어(800)는 차량 실내로 공급할 공기의 온도에 맞게 일정 각도 개방된다.
상기와 같은 일련의 과정이 계속하여 반복되면서 차량 실내를 냉방 또는 난방함과 동시에 제습하는 것이다.
상기 모드에서는 제1 실내 열교환기(600)가 응축기의 역할을 수행하고, 제2 실내 열교환기(700)가 증발기의 역할을 수행하므로 공기를 먼저 응축하고 가열하기 때문에 공기 중의 습기가 제거되어 차량 실내를 제습할 수 있게 된다.
이때, 풍량 조절 도어(800)의 개도량을 조절하여 차량 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 풍량 조절 도어(800)가 폐쇄된 경우에는 차량 실내로 유입되는 공기가 제2 실내 열교환기(700)만을 거치기 때문에 차량 실내를 냉방하게 되고, 풍량 조절 도어(800)가 개방된 경우에는 제2 실내 열교환기(700)를 거친 공기를 제1 실내 열교환기(600)에 의해 가열하므로 차량의 실내를 난방하게 된다.
그러므로, 풍량 조절 도어(800)의 개도량을 적절히 조절함으로써 차량 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있는 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템이 제2 제습모드로 작동될 때의 냉매의 흐름도이다.
압축기(100)에 의해 압축된 냉매는 제1 삼방밸브(200)로 이동되고, 제1 삼방밸브(200)는 이동된 냉매를 제1 실내 열교환기(600)로 이동시킨다.
이동된 냉매는 제1 실내 열교환기(600)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 응축되고, 응축된 냉매는 제2 삼방밸브(210)로 이동된다.
제2 삼방밸브(210)는 이동된 냉매를 제2 팽창밸브(510)로 이동시켜 팽창시키고 팽창된 냉매는 제2 실내 열교환기(700)로 이동된다.
이동된 냉매는 제2 실내 열교환기(700)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 증발되고, 그 후 제2 사방밸브(310)로 이동된다.
제2 사방밸브(310)는 이동된 냉매를 바이패스 유로(520)를 통해 실외 열교환기(400)로 이동시키고, 이동된 냉매는 실외 열교환기(400)에서 냉각수와 열교환되어 재차 증발된다.
재차 증발된 냉매는 제1 사방밸브(300)로 이동되고, 제1 사방밸브(300)는 냉매를 압축기(100)로 환원시키게 된다.
이때, 풍량 조절 도어(800)는 차량 실내로 공급할 공기의 온도에 맞게 일정 각도 개방된다.
상기와 같은 일련의 과정이 계속하여 반복되면서 차량 실내를 냉방 또는 난방함과 동시에 제습하는 것이다.
상기 모드에서는 제1 실내 열교환기(600)가 응축기의 역할을 수행하고, 제2 실내 열교환기(700)가 증발기의 역할을 수행하므로 공기를 먼저 응축하고 가열하기 때문에 공기 중의 습기가 제거되어 차량 실내를 제습할 수 있게 된다.
이때, 풍량 조절 도어(800)의 개도량을 조절하여 차량 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있다.
예를 들어 설명하면, 풍량 조절 도어(800)가 폐쇄된 경우에는 차량 실내로 유입되는 공기가 제2 실내 열교환기(700)만을 거치기 때문에 차량 실내를 냉방하게 되고, 풍량 조절 도어(800)가 개방된 경우에는 제2 실내 열교환기(700)를 거친 공기를 제1 실내 열교환기(600)에 의해 가열하므로 차량의 실내를 난방하게 된다.
그러므로, 풍량 조절 도어(800)의 개도량을 적절히 조절함으로써 차량 실내로 공급되는 공기의 온도를 조절할 수 있는 것이다.
도 6은 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템이 난방모드로 작동될 때의 냉매의 흐름도이다.
압축기(100)에 의해 압축된 냉매는 제1 삼방밸브(200)로 이동되고, 제1 삼방밸브(200)는 이동된 냉매를 제1 실내 열교환기(600)로 이동시킨다.
이동된 냉매는 제1 실내 열교환기(600)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 응축되고, 응축된 냉매는 제2 삼방밸브(210)로 이동된다.
제2 삼방밸브(210)는 이동된 냉매를 제2 팽창밸브(510)를 거치지 않고 제2 실내 열교환기(700)로 이동시킨다.
이동된 냉매는 제2 실내 열교환기(700)에서 차량 실내로 유입되는 공기와 열교환되어 재차 응축되고, 그 후 제2 사방밸브(310)로 이동된다.
제2 사방밸브(310)는 이동된 냉매를 제1 팽창밸브(500)로 이동시키고, 제1 팽창밸브(500)는 이동된 냉매를 팽창시킨 후 실외 열교환기(400)로 이동시킨다.
이동된 냉매는 실외 열교환기(400)에서 냉각수와 열교환되어 증발되고, 증발된 냉매는 제1 삼방밸브(300)를 통해 압축기(100)로 환원된다.
이때, 풍량 조절 도어(800)는 항상 개방된 상태로 유지된다.
상기와 같은 일련의 과정이 계속하여 반복되면서 차량 실내를 난방하는 것이다.
상기 모드에서는 제1 실내 열교환기(600)와 제2 실내 열교환기(700)가 모두 응축기의 역할을 수행하므로 최대 난방 모드로 작동되게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템은 제1 실내 열교환기 및 제2 실내 열교환기가 냉방 시에는 두개의 쿨러 기능을 하고 난방 시에는 두개의 히터 기능을 하게 되어 열교환 성능이 높아져 냉난방시스템의 효율 및 성능이 향상되고, 모든 열교환기에 항상 냉매가 지나가게 되어 오일 정체 문제가 발생하지 않으며, 냉방과 난방 시 모두 제습과 온도조절이 가능해지는 효과가 있다.
본 실시예 및 본 명세서에 첨부된 도면은 본 발명에 포함되는 기술적 사상의 일부를 명확하게 나타내고 있는 것에 불과하며, 본 발명의 명세서 및 도면에 포함된 기술적 사상의 범위 내에서 당업자가 용이하게 유추할 수 있는 변형예와 구체적인 실시예는 모두 본 발명의 기술적 사상의 범위에 포함되는 것은 자명하다.
10 : 압축기 11 : 실외 열교환기
11' : 유량제어밸브 12 : 실내 열교환기
13 : 내부 열교환기 14 : 팽창밸브
15 : 증발기 16 : 바이패스 유로
16' : 바이패스 밸브 17 : 송풍팬
18 : 실내 열교환기 도어 20 : 엔진
21 : 히터코어 22 : 온도조절도어
100 : 압축기 200 : 제1 삼방밸브
210 : 제2 삼방밸브 300 : 제1 사방밸브
310 : 제2 사방밸브 400 : 실외 열교환기
500 : 제1 팽창밸브 510 : 제2 팽창밸브
520 : 바이패스 유로 600 : 제1 실내 열교환기
700 : 제2 실내 열교환기 800 : 풍량 조절 도어

Claims (3)

  1. 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100)와;
    상기 압축기(100)의 배출라인에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 삼방밸브(200)와;
    상기 제1 삼방밸브(200)에 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제1 사방밸브(300)와;
    상기 제1 사방밸브(300)와 연결되어 냉매를 열교환 시키는 실외 열교환기(400)와;
    상기 실외 열교환기(400)와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제1 팽창밸브(500)와;
    상기 제1 팽창밸브(500)와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 사방밸브(310)와;
    상기 실외 열교환기(400)와 제2 사방밸브(310)를 연결하는 바이패스 유로(520)와;
    상기 제1 삼방밸브(200) 또는 제2 사방밸브(310)와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키는 제1 실내 열교환기(600)와;
    상기 제1 실내 열교환기(600)와 연결되어 유로를 선택적으로 전환하는 제2 삼방밸브(210)와;
    상기 제2 삼방밸브(210)와 연결되어 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브(510)와;
    상기 제2 팽창밸브(510) 또는 제2 삼방밸브(210)와 선택적으로 연결되어 냉매를 자동차의 실내로 유입되는 공기와 열교환 시키고, 제1 사방밸브(300) 및 제2 사방밸브(310)를 통하여 냉매를 압축기(100)로 환원시키는 제2 실내 열교환기(700)를 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실외 열교환기(400)는 냉각수를 이용하여 냉매와 열교환 시키는 쿨런트-냉매 열교환기인 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 실내 열교환기(600)에 설치되어 제1 실내 열교환기(600)로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 풍량 조절 도어(800)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템.
KR1020100132592A 2010-12-22 2010-12-22 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템 KR101712069B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132592A KR101712069B1 (ko) 2010-12-22 2010-12-22 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100132592A KR101712069B1 (ko) 2010-12-22 2010-12-22 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120071018A true KR20120071018A (ko) 2012-07-02
KR101712069B1 KR101712069B1 (ko) 2017-03-03

Family

ID=46706168

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100132592A KR101712069B1 (ko) 2010-12-22 2010-12-22 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101712069B1 (ko)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014025226A1 (ko) * 2012-08-10 2014-02-13 엘지전자 주식회사 전기자동차의 공기조화기
WO2014030884A1 (ko) * 2012-08-20 2014-02-27 한라비스테온공조 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US9855821B2 (en) 2012-08-20 2018-01-02 Hanon Systems Heat pump system for vehicle
US9925848B2 (en) 2015-12-10 2018-03-27 Hyundai Motor Company Air conditioning system for vehicle
CN109579038A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 常州大学 天然气烟气除湿余热再利用系统
CN112428770A (zh) * 2020-09-30 2021-03-02 三花控股集团有限公司 流体控制组件及热管理系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611201A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JPH0634219A (ja) * 1992-07-21 1994-02-08 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JPH08178393A (ja) * 1994-12-27 1996-07-12 Toshiba Corp 空気調和装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0611201A (ja) * 1992-06-26 1994-01-21 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JPH0634219A (ja) * 1992-07-21 1994-02-08 Daikin Ind Ltd 空気調和装置
JPH08178393A (ja) * 1994-12-27 1996-07-12 Toshiba Corp 空気調和装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014025226A1 (ko) * 2012-08-10 2014-02-13 엘지전자 주식회사 전기자동차의 공기조화기
WO2014030884A1 (ko) * 2012-08-20 2014-02-27 한라비스테온공조 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템
US9855821B2 (en) 2012-08-20 2018-01-02 Hanon Systems Heat pump system for vehicle
US9925848B2 (en) 2015-12-10 2018-03-27 Hyundai Motor Company Air conditioning system for vehicle
CN109579038A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 常州大学 天然气烟气除湿余热再利用系统
CN112428770A (zh) * 2020-09-30 2021-03-02 三花控股集团有限公司 流体控制组件及热管理系统

Also Published As

Publication number Publication date
KR101712069B1 (ko) 2017-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2679419B1 (en) Air conditioning device for vehicle
KR102058119B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101034204B1 (ko) 냉난방시스템
KR101766045B1 (ko) 차량용 공조시스템
JP2013001387A (ja) 車両用ヒートポンプシステム及びその制御方法
KR101235039B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101511508B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101712069B1 (ko) 자동차용 히트펌프식 냉난방시스템
KR20180076397A (ko) 차량용 냉난방시스템
KR20170069318A (ko) 차량용 공조시스템
US11592203B2 (en) Refrigeration cycle apparatus
JP2017013561A (ja) 車両用のヒートポンプシステム
CN109974318B (zh) 一种热管理系统
KR101146477B1 (ko) 자동차용 히트펌프 시스템
KR100954015B1 (ko) 버스용 천정형 공기조화장치
JP2013212768A (ja) 車両用空調装置
KR101137266B1 (ko) 히트 펌프식 공기조화장치
KR20170074226A (ko) 차량용 공조시스템
JP2012245849A (ja) 車両用空調装置
JP2018054255A (ja) 空気調和装置
JPH0891042A (ja) ヒートポンプ式冷暖房装置
KR101703666B1 (ko) 차량용 히트 펌프 시스템
KR101127463B1 (ko) 차량용 냉난방 사이클
KR101230149B1 (ko) 공기조화장치
JP3265842B2 (ja) 電気自動車用ヒートポンプ冷暖房除湿装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200110

Year of fee payment: 4