KR20120093668A

KR20120093668A - 차량용 히트 펌프 시스템

Info

Publication number: KR20120093668A
Application number: KR1020110013367A
Authority: KR
Inventors: 강성호; 김학규; 왕윤호
Original assignee: 한라공조주식회사
Priority date: 2011-02-15
Filing date: 2011-02-15
Publication date: 2012-08-23
Also published as: KR101703666B1

Abstract

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스의 내부에 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 서로 상반되는 기능을 하도록 제1실내열교환기 및 제2실내열교환기를 설치하고, 공조케이스의 외부에 설치된 실외열교환기와 상기 제2실내열교환기의 사이에는 단일의 팽창수단을 설치함으로써, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 관계없이 항시 상기 제1,2실내열교환기가 각각 냉,난방 기능을 수행하여 차실내 제습이 가능하며, 특히 상기 제1실내열교환기 보다 상류측에 설치되면서 열교환면적도 큰 상기 제2실내열교환기가 냉방은 물론 난방 기능을 수행함에 따라 난방 성능을 더욱 향상할 수 있고, 아울러 단일 팽창수단을 사용함은 물론 단일 방향전환밸브를 이용하여 냉매의 순환방향을 전환하여 에어컨 모드 및 히트펌프 모드를 수행하므로 전체시스템의 구성이 간단하여 부품수 및 원가를 절감할 수 있으며, 또한 상기 제1실내열교환기의 하류측에 전기 가열식 히터를 설치하여 외기온이 낮은 조건에서도 난방성능을 향상할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.

Description

차량용 히트 펌프 시스템{Heat pump system for vehicle}

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 공조케이스의 내부에 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 서로 상반되는 기능을 하도록 제1실내열교환기 및 제2실내열교환기를 설치하고, 공조케이스의 외부에 설치된 실외열교환기와 상기 제2실내열교환기의 사이에는 단일의 팽창수단을 설치한 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.

차량용 공조장치는, 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방시스템은, 냉매사이클의 증발기측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어, 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.

한편, 상기한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있는데, 예컨대 2개의 열교환기(즉, 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기)와, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브를 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 역할을 하게 되며, 난방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 역할을 하게 된다.

이러한 차량용 히트펌프 시스템으로 다양한 종류가 제안되고 있는데, 그 대표적인 일본 공개특허 제2001-27455호에 개시된 것을 들 수 있다.

상기 차량용 히트펌프 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하고 토출하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 고압측 열교환기(32)와, 병렬구조로 설치되어 상기 고압측 열교환기(32)를 통과한 냉매를 선택적으로 통과시키는 제1팽창밸브(34) 및 제1바이패스 밸브(36)와, 상기 제1팽창밸브(34) 또는 제1바이패스 밸브(36)를 통과한 냉매를 실외에서 열교환시키는 실외기(48)와, 상기 실외기(48)를 통과한 냉매를 증발시키는 저압측 열교환기(60)와, 상기 저압측 열교환기(60)를 통과한 냉매를 기상과 액상의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터(Accumulator, 62)와, 상기 저압측 열교환기(60)로 공급되는 냉매와, 압축기(30)로 복귀하는 냉매를 열교환시키는 내부열교환기(50)와, 상기 저압측 열교환기(60)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제2팽창밸브(56)와, 그리고 상기 제2팽창밸브(56)와 벙렬로 설치되어 상기 실외기(48)의 출구측과 상기 어큐뮬레이터(62)의 입구측을 선택적으로 연결하는 제2바이패스 밸브(58)를 포함하여 이루어진다.

도 1 중 도면부호 10은 상기 고압측 열교환기(32)와 저압측 열교환기(60)가 내장되는 공조케이스, 도면부호 12는 냉기와 온기의 혼합량을 조절하는 온도조절도어, 도면부호 20은 상기 공조케이스의 입구에 설치되는 송풍기를 각각 나타낸다.

상기한 바와 같이 구성된 종래 차량용 히트펌프 시스템에 따르면, 히트펌프 모드(난방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 닫히고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 개방된다. 또한, 온도조절도어(12)는 도 1처럼 동작한다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 고압측 열교환기(32), 제1팽창밸브(34), 실외기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2바이패스 밸브(58), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 고압측 열교환기(32)가 난방기의 역할을 하게 되고, 상기 실외기(48)는 증발기의 역할을 하게 된다.

에어컨 모드(냉방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 개방되고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 닫히게 된다. 또한, 온도조절도어(12)는 고압측 열교환기(32) 통로를 폐쇄하게 된다. 따라서, 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 고압측 열교환기(32), 제1바이패스밸브(36), 실외기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2팽창밸브(56), 저압측 열교환기(60), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 저압측 열교환기(60)가 증발기의 역할을 하게 되고, 상기 온도조절도어(12)에 의해 폐쇄된 상기 고압측 열교환기(32)는 히트펌프 모드시와 동일하게 난방기의 역할을 하게 된다.

그러나, 상기 종래의 차량용 히트펌프 시스템은, 히트펌프 모드(난방모드)시 상기 공조케이스(10)의 내부에 설치된 고압측 열교환기(32)가 난방기 역할을 하여 난방을 수행하게 되고, 상기 실외기(48)는 공조케이스(10)의 외부 즉, 차량의 엔진룸 전방측에 설치되어 외기와 열교환하는 증발기 역할을 하게 되는데,

이때, 외기온이 낮은 조건에서는 상기 증발기 역할을 하는 실외기(48)가 차가운 외기와 열교환하기 때문에 상기 난방기 역할을 하는 고압측 열교환기(32)측에 충분한 폐열을 공급하지 못하게 되며, 이처럼 외기온이 낮은 조건에서는 난방 성능이 악화되는 문제가 있다.

또한, 상기와 같이 외기온이 낮은 조건에서의 성능악화 문제를 해결하기 위해 별도로 공조케이스(10)의 내부에 엔진의 냉각수가 순환하는 히터코어(미도시)를 설치하여 병행하는 경우가 있으나, 이 경우에는 전체 시스템의 구성이 복잡하고 구성부품이 많아 중량 및 원가가 증가하는 문제가 있다.

그리고, 상기 공조케이스(10)내에 설치된 저압측 열교환기(60)와 고압측 열교환기(32)는 동일한 기능을 수행하게 되는데, 즉, 에어컨 모드시 상기 저압측 열교환기(60)는 증발기 역할을 수행하고, 상기 고압측 열교환기(32)는 난방기 역할을 수행하게 되며, 히트펌프 모드시 상기 증발기 역할을 수행하던 저압측 열교환기(60)는 작동 정지되고, 상기 고압측 열교환기(32)는 난방기 역할을 수행하게 된다.

이로인해, 히트펌프 모드시에는 저압측 열교환기(60) 보다 상대적으로 열교환면적이 작은 고압측 열교환기(32)가 난방기 역할을 수행하기 때문에 난방성능을 향상시키는데 한계가 있고, 특히 히트펌프 모드에서는 상기 저압측 열교환기(60)가 작동 정지되고 실외기(48)가 증발기 역할을 하기 때문에 차실내 제습을 수행할 수 없는 문제가 있다.

또한, 에어컨 모드와 히트펌프 모드를 구현하기 위해 두 개의 팽창밸브(34,56)를 설치해야 함으로써, 냉매 배관이 복잡함은 물론 전체시스템 구성이 복잡하여 부품수 및 원가가 증가되는 문제도 있었다.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 공조케이스의 내부에 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 서로 상반되는 기능을 하도록 제1실내열교환기 및 제2실내열교환기를 설치하고, 공조케이스의 외부에 설치된 실외열교환기와 상기 제2실내열교환기의 사이에는 단일의 팽창수단을 설치함으로써, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 관계없이 항시 상기 제1,2실내열교환기가 각각 냉,난방 기능을 수행하여 차실내 제습이 가능하며, 특히 상기 제1실내열교환기 보다 상류측에 설치되면서 열교환면적도 큰 상기 제2실내열교환기가 냉방은 물론 난방 기능을 수행함에 따라 난방 성능을 더욱 향상할 수 있고, 아울러 단일 팽창수단을 사용함은 물론 단일 방향전환밸브를 이용하여 냉매의 순환방향을 전환하여 에어컨 모드 및 히트펌프 모드를 수행하므로 전체시스템의 구성이 간단하여 부품수 및 원가를 절감할 수 있으며, 또한 상기 제1실내열교환기의 하류측에 전기 가열식 히터를 설치하여 외기온이 낮은 조건에서도 난방성능을 향상할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템을 제공하는데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매 순환라인상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기와, 공조케이스의 내부에 상호 일정간격 이격되어 설치됨과 아울러 상기 냉매 순환라인과 각각 연결되어, 상기 공조케이스내를 유동하는 공기와 상기 냉매 순환라인을 순환하는 냉매를 열교환시키며, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 어느 하나의 열교환기는 증발기 역할을 수행하고 다른 하나의 열교환기는 난방기 역할을 수행하도록 이루어진 제1실내열교환기 및 제2실내열교환기와, 상기 공조케이스의 외부에 설치됨과 아울러 상기 냉매 순환라인과 연결되어, 상기 냉매 순환라인을 순환하는 냉매와 외부 공기를 열교환시키는 실외열교환기와, 상기 제2실내열교환기와 상기 실외열교환기를 연결하는 냉매 순환라인상에 설치되어, 이 냉매 순환라인을 순환하는 냉매를 팽창시키는 팽창수단과, 상기 압축기의 출구측 냉매 순환라인상에 설치되어, 에어컨 모드시에는 상기 압축기에서 배출된 냉매가 상기 제1실내열교환기, 실외열교환기, 팽창수단, 제2실내열교환기를 거쳐 압축기로 유입되도록 냉매 순환방향을 전환하고, 히트펌프 모드시에는 상기 압축기에서 배출된 냉매가 상기 제2실내열교환기, 팽창수단, 실외열교환기, 제1실내열교환기를 거쳐 압축기로 유입되도록 냉매 순환방향을 전환하는 방향전환밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

본 발명은, 공조케이스의 내부에 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 서로 상반되는 기능을 하도록 제1실내열교환기 및 제2실내열교환기를 설치하고, 공조케이스의 외부에 설치된 실외열교환기와 상기 제2실내열교환기의 사이에는 단일의 팽창수단을 설치함으로써, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 관계없이 항시 상기 제1,2실내열교환기가 각각 냉,난방 기능을 수행하여 차실내 제습이 가능하다.

또한, 상기 제1실내열교환기 보다 상류측에 설치되면서 열교환면적도 큰 상기 제2실내열교환기가 에어컨 모드시 증발기 역할을 하고 히트펌프 모드시에는 난방기 역할로 변경됨으로써, 냉,난방시 열교환기를 동일 크기로 사용할 수 있고, 이로인해 종래 히트펌프 모드시 난방기 역할을 하는 열교환기 보다 열교환면적이 증대되어 난방성능이 더욱 향상된다.

그리고, 양방향으로 유량 조절 및 팽창이 가능한 단일 전자식 팽창수단을 사용함은 물론 단일 방향전환밸브를 이용하여 냉매의 순환방향을 전환하여 에어컨 모드 및 히트펌프 모드를 수행함으로써, 전체시스템의 구성이 간단하여 부품수 및 원가를 절감할 수 있다.

또한, 상기 단일의 전자식 팽창밸브를 사용함으로써, 냉매유량을 능동적으로 제어하여 시스템 효율을 최적화 할 수 있음은 물론 에어컨 모드 및 히트펌프 모드시 양방향으로 유량 조절 및 팽창이 가능하여 부품을 단순화 할 수 있다.

그리고, 상기 제1실내열교환기의 하류측에 전기 가열식 히터를 설치하여 제1실내열교환기를 통과한 공기를 가열하거나 또는 제1실내열교환기에 직접 열원을 공급하도록 함으로써, 히트펌프 모드시 외기온도가 낮은 조건에서도 난방성능을 향상할 수 있다.

또한, 상기 공조케이스내에 설치된 제1실내열교환기 및 제2실내열교환기가 서로 상반되는 냉,난방 기능을 수행함으로써, 에어컨 모드 및 히트펌프 모드시 온도조절도어의 조절만으로 제습 및 온도조절 기능이 동시에 가능하다.

그리고, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드시 냉매 순환라인을 대부분 공용화함으로써, 냉매가 흐르지 않을 때 발생하는 냉매 정체현상을 방지하고, 전체 냉매 순환라인도 단순화 할 수 있다.

도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 에어컨 모드를 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 히트펌프 모드를 나타내는 구성도,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 제습 및 온도조절모드를 나타내는 구성도이다.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 에어컨 시스템의 냉매 순환라인(R)상에 압축기(100)와, 단일의 방향전환밸브(120)와, 제1실내열교환기(130)와, 실외열교환기(170)와, 단일의 팽창수단(110)과, 제2실내열교환기(140)가 연결되어 구성된다.

상기 냉매 순환라인(R)은, 에어컨 모드시 냉매가 순환하는 제 1 냉매 순환라인(R1)과, 히트펌프 모드시 냉매가 순환하는 제 2 냉매 순환라인(R2)으로 구성되는데,

상기 제 1 냉매 순환라인(R1)은 도 2와 같이, 에어컨 모드시 상기 제1실내열교환기(130)가 난방기(응축기) 역할을 수행하고 상기 제2실내열교환기(140)가 증발기 역할을 수행할 수 있도록, 상기 압축기(100)에서부터 제1실내열교환기(130), 실외열교환기(170), 팽창수단(110), 제2실내열교환기(140), 압축기(100)를 순차적으로 연결하여 냉매를 순환시키는 라인이고,

상기 제 2 냉매 순환라인(R2)은 도 3과 같이, 히트펌프 모드시 상기 제2실내열교환기(140)가 난방기 역할을 수행하고 상기 제1실내열교환기(130)가 증발기 역할을 수행할 수 있도록, 상기 압축기(100)에서부터 제2실내열교환기(140), 팽창수단(110), 실외열교환기(170), 제1실내열교환기(130), 압축기(100)를 순차적으로 연결하여 냉매를 순환시키는 라인이다.

또한, 상기 제 1 냉매 순환라인(R1)과 제 2 냉매 순환라인(R2)은 도면에서와 같이, 일부 구간은 서로 공용화되고, 일부 구간은 공용화되지 않고 별도의 라인으로 구성된다.

이때, 상기 압축기(100)의 출구측과 상기 방향전환밸브(120) 사이의 냉매 순환라인(R)은 공용화되며, 상기 방향전환밸브(120)에서부터 냉매 순환라인(R)이 분기되어 제 1 냉매 순환라인(R1)과 제 2 냉매 순환라인(R2)을 구성하게 된다.

물론, 상기 압축기(100)의 출구측과 상기 방향전환밸브(120) 사이의 냉매 순환라인(R) 뿐만 아니라, 상기 각 열교환기의 입,출구측 냉매 순환라인(R)의 일부 구간이 공용화 된다.

이처럼, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드시 상기 냉매 순환라인(R)을 대부분 공용화함으로써, 냉매가 흐르지 않을 때 발생하는 냉매 정체현상을 방지하고, 전체 냉매 순환라인(R)도 단순화 할 수 있다.

그리고, 상기 압축기(100)의 출구측 냉매 순환라인(R)상에 설치된 방향전환밸브(120)는, 에어컨 모드시에는 도 2와 같이 제 1 냉매 순환라인(R1)을 따라 냉매가 순환하도록 냉매 순환방향을 전환하여, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 제1실내열교환기(130)와, 실외열교환기(170)와, 팽창수단(110)과, 제2실내열교환기(140)를 거쳐 압축기(100)로 유입되게 되고, 히트펌프 모드시에는 도 3과 같이 제 2 냉매 순환라인(R2)을 따라 냉매가 순환하도록 냉매 순환방향을 전환하여, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 제2실내열교환기(140)와, 팽창수단(110)과, 실외열교환기(170)와, 제1실내열교환기(130)를 거쳐 압축기(100)로 유입되게 된다.

이처럼, 상기 방향전환밸브(120)의 방향 전환에 의해, 에어컨 모드시 상기 제 1 냉매 순환라인(R1)을 따라 제1실내열교환기(130)와, 실외열교환기(170)와, 팽창수단(110)과, 제2실내열교환기(140)와, 압축기(100)를 순환하는 냉매 유동방향과, 히트펌프 모드시 상기 제 2 냉매 순환라인(R2)을 따라 제2실내열교환기(140)와, 팽창수단(110)과, 실외열교환기(170)와, 제1실내열교환기(130)와, 압축기(100)를 순환하는 냉매 유동방향은 반대 방향이 된다.

즉, 에어컨 모드시와 히트펌프 모드시에는 상기 제1실내열교환기(130)와, 제2실내열교환기(140) 및 상기 팽창수단(110)을 순환하는 냉매 유동방향이 반대가 되어, 상기 제1실내열교환기(130)와 상기 제2실내열교환기(140)의 기능도 반대가 된다.

한편, 상기 제 1 냉매 순환라인(R1)과 제 2 냉매 순환라인(R2)의 특정 위치에는 복수개(도면에서는 2개 설치됨)의 온오프밸브(190,191)가 설치되는데, 즉, 상기 단일의 방향전환밸브(120)와 상기 복수개의 온오프밸브(190,191)를 이용하여 상기 제 1 냉매 순환라인(R1) 및 제 2 냉매 순환라인(R2)을 구성하게 되는 것이다.

상기 방향전환밸브(120)로는 3방밸브를 사용하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 냉매 순환라인(R)상에 설치된 압축기(100)는 엔진(내연기관 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출하게 된다.

상기 압축기(100)는, 에어컨 모드시 상기 제2실내열교환기(140)측에서 배출된 냉매를 흡입,압축하여 제1실내열교환기(130)측으로 공급하게 되고, 히트펌프 모드시에는 반대로 상기 제1실내열교환기(130)측에서 배출된 냉배를 흡입,압축하여 제2실내열교환기(140)측으로 공급하게 된다.

상기 제1실내열교환기(130) 및 제2실내열교환기(140)는, 공조케이스(150)의 내부에 상호 일정간격 이격되어 설치됨과 아울러 상기 냉매 순환라인(R)과 각각 연결되어, 상기 공조케이스(150)내를 유동하는 공기와 상기 냉매 순환라인(R)을 순환하는 냉매를 열교환시키며, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 어느 하나의 열교환기는 증발기 역할을 수행하고 다른 하나의 열교환기는 난방기 역할을 수행하도록 이루어진다.

이때, 상기 제2실내열교환기(140)는, 상기 공조케이스(150)내에 설치된 제1실내열교환기(130) 보다 공기유동방향 상류측에 설치되어, 에어컨 모드시에는 증발기 역할을 수행하고 히트펌프 모드시에는 난방기 역할을 수행하게 된다.

물론, 상기 제1실내열교환기(130)는 상기 공조케이스(150)내에 설치된 제2실내열교환기(140) 보다 공기유동방향 하류측에 설치되어, 에어컨 모드시에는 난방기 역할을 수행하고 히트펌프 모드시에는 증발기 역할을 수행하게 된다.

즉, 상기 제2실내열교환기(140)가 증발기 역할을 수행하는 에어컨 모드시에는 도 2와 같이, 상기 팽창수단(110)에서 배출된 저온 저압의 냉매가 상기 제2실내열교환기(140)로 공급되고, 이때 블로어(미도시)를 통해 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기가 상기 제2실내열교환기(140)를 통과하는 과정에서 제2실내열교환기(140) 내부의 저온 저압의 냉매와 열교환하여 냉풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.

상기 제2실내열교환기(140)가 난방기 역할을 수행하는 히트펌프 모드시에는 도 3과 같이, 상기 압축기(100)에서 배출된 고온 고압의 냉매가 상기 제2실내열교환기(140)로 공급되고, 이때 블로어(미도시)를 통해 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기가 상기 제2실내열교환기(140)를 통과하는 과정에서 제2실내열교환기(140) 내부의 고온 고압의 냉매와 열교환하여 온풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 난방하게 된다.

이처럼, 본 발명에서는 상기 제1실내열교환기(130) 보다 공기유동방향 상류측에 설치된 상기 제2실내열교환기(140)가 냉,난방 기능을 모두 수행하게 된다.

또한, 상기 제2실내열교환기(140)는, 난방능력을 극대화 할 수 있도록, 상기 제1실내열교환기(130) 보다 냉매와 공기 사이의 열교환 면적이 큰 것이 바람직하다.

즉, 에어컨 모드시 증발기 역할을 하는 제2실내열교환기(140)가 히트펌프 모드시에는 난방기 역할로 변경되므로, 냉,난방시 열교환기를 동일 크기로 사용할 수 있으며, 이로인해, 종래의 히트펌프 모드시 난방기 역할을 하는 고압측 열교환기 보다 열교환 면적이 증대되어 난방성능을 더욱 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 공조케이스(150)의 내부에서 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 제1실내열교환기(130)의 사이에는, 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스하는 공기의 양과 통과하는 공기의 양을 조절하는 온도조절도어(151)가 설치된다.

상기 온도조절도어(151)는, 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스하는 공기의 양과 제1실내열교환기(130)를 통과하는 공기의 양을 조절하여 상기 공조케이스(150)에서 토출되는 공기의 온도를 적절하게 조절할 수 있는데,

이때, 에어컨 모드시 도 2와 같이 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 난방기 역할을 하는 제1실내열교환기(130)의 전방측 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 증발기 역할을 하는 제2실내열교환기(140)를 통과한 냉풍이 제1실내열교환기(130)를 바이패스하여 차실내로 공급되므로 최대 냉방이 수행되고, 히트펌프 모드시에는 도 3과 같이 상기 온도조절도어(151)를 통해 상기 증발기 역할을 하는 제1실내열교환기(130)의 전방측 통로를 완전히 폐쇄하게 되면, 난방기 역할을 하는 제2실내열교환기(140)를 통과한 온풍이 제1실내열교환기(130)를 바이패스하여 차실내로 공급되므로 최대 난방이 수행된다.

한편, 제습 및 온도조절모드는 도 4a 및 도 4b와 같이 온도조절도어(151)가 작동하여 온도조절을 하게 된다. 즉, 도 4a는 에어컨 모드 상태에서 상기 온도조절도어(151)의 작동으로 인해 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스하는 통로와 통과하는 통로가 모두 개방되며, 따라서 상기 제2실내열교환기(140)를 통과한 냉풍 중 일부는 제1실내열교환기(130)를 바이패스 하고 일부는 제1실내열교환기(130)를 통과하면서 온풍으로 바뀌게 된다. 이후, 상기 냉풍과 온풍이 혼합되어 차실내를 적절한 온도로 제어하게 되며, 아울러 증발기 역할을 하는 제2실내열교환기(140)를 통과하므로 제습도 함께 이루어지게 된다.

도 4b는 히트펌프 모드 상태에서 상기 온도조절도어(151)의 작동으로 인해 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스하는 통로와 통과하는 통로가 모두 개방되며, 따라서 상기 제2실내열교환기(140)를 통과한 온풍 중 일부는 제1실내열교환기(130)를 바이패스 하고 일부는 제1실내열교환기(130)를 통과하면서 냉풍으로 바뀌게 된다. 이후, 상기 온풍과 냉풍이 혼합되어 차실내를 적절한 온도로 제어하게 되며, 아울러 증발기 역할을 하는 제1실내열교환기(130)를 통과하므로 제습도 함께 이루어지게 된다.

이처럼, 본 발명에서는 에어컨 모드, 히트펌프 모드, 제습 및 온도조절모드에 관계 없이 항시 상기 공조케이스(150)내에 설치된 제1실내열교환기(130) 및 제2실내열교환기(140)가 냉,난방 기능(증발기, 난방기 역할)을 수행함으로써, 에어컨 모드와 히트펌프 모드 상태에서 온도조절도어(151)의 조절만으로 제습 및 온도조절 기능이 동시에 가능하다.

한편, 도 3과 같은 히트펌프 모드에서 도 4b와 같이 온도조절도어(151)를 작동시켜 온도조절모드로 작동하게 되면, 상기 제2실내열교환기(140)를 통과한 고온 공기의 열원이 상기 제1실내열교환기(130)의 차가운 열원과 열교환하게 되어 히트펌프의 성능을 증대시키고 효율을 증가시킬 수 있다. 즉, 히트펌프 모드시 외기온도가 낮은 조건에서는 외부로부터 충분한 열원을 공급받기 어려워 난방성능이 악화될 수 있으나, 상기와 같이 제2실내열교환기(140)를 통과한 고온의 열원을 제1실내열교환기(130)의 차가운 열원과 열교환시킴으로써 히트펌프의 성능 및 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

아울러, 본 발명의 히트펌프 시스템은, 공조장치에서 온도조절모드로 작동시, 에어컨 모드를 작동시켜 차가운 냉매를 이용한 차가운 바람과 에어컨 시스템의 폐열을 이용하여 온도조절이 가능한 시스템이다.

한편, 상기 팽창수단(110)은, 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170)를 연결하는 냉매 순환라인(R)상에 설치되어, 이 냉매 순환라인(R)을 순환하는 냉매를 팽창시키게 된다.

따라서, 에어컨 모드시에는 상기 실외열교환기(170)에서 배출된 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액상(습포화) 상태가 되게 한 후, 상기 제2실내열교환기(140)로 공급하게 되고, 히트펌프 모드시에는 상기 제2실내열교환기(140)에서 배출된 냉매를 팽창시켜 저온 저압의 액상(습포화) 상태가 되게 한 후, 상기 실외열교환기(170)로 공급하게 된다.

그리고, 상기 팽창수단(110)은, 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170) 사이에서 양방향으로 유동하는 냉매의 유량 조절 및 팽창이 가능한 단일의 전자식 팽창밸브를 사용하는 것이 바람직하다.

아울러, 상기 팽창수단(110)으로서 단일의 전자식 팽창밸브를 사용함으로써, 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170)를 연결하는 냉매 순환라인(R)상에 팽창수단(110)의 설치를 위한 별도의 배관은 필요없으며, 상기 제2실내열교환기(140)로 냉,난방 기능을 수행하도록 하여 난방성능을 증대시킬 수 있다.

한편, 상기 팽창수단(110)을 간략히 설명하면, 상기 제2실내열교환기(140)에 인접 설치되며, 상기 제2실내열교환기(140)로 유입 또는 토출되는 냉매가 통과하는 제1유로(111) 및 제2유로(112)를 구비하고, 상기 제1,2유로(111,112) 중 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170) 사이에 위치한 일측 유로(111)에 냉매를 팽창시키기 위한 교축부(113)를 형성하여 이루어진다.

그리고, 상기 실외열교환기(170)는, 상기 공조케이스(150)의 외부에 설치됨과 아울러 상기 냉매 순환라인(R)과 연결되어, 상기 냉매 순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외부 공기를 열교환시키게 된다.

여기서, 상기 실외열교환기(170)는 차량 엔진룸의 전방측에 설치되어 내부를 유동하는 냉매를 외부공기와 열교환시키게 된다.

상기 실외열교환기(170)는 상기 제1실내열교환기(130)와 동일한 기능을 하게 된다. 즉, 에어컨 모드시, 상기 실외열교환기(170)는 상기 제1실내열교환기(130)와 동일한 난방기(응축기) 역할을 하게 되는데, 이때 실외열교환기(170)의 내부를 유동하는 고온 냉매와 외부공기가 열교환하게 되면서 실외열교환기(170)의 고온 냉매의 열이 외부로 방출됨과 동시에 열을 방출한 냉매는 응축되게 된다.

또한, 히트펌프 모드시, 상기 실외열교환기(170)는 상기 제1실내열교환기(130)와 동일한 증발기 역할을 하게 되는데, 이때 실외열교환기(170)의 내부를 유동하는 저온 냉매와 외부공기가 열교환하게 되면서 실외열교환기(170)의 저온 냉매가 증발하게 된다.

아울러, 히트펌프 모드 상태에서 외기온도가 낮은 조건에서는 외부공기와 열교환하는 상기 실외열교환기(170)를 통해 충분한 열원을 공급받기 어려워 결국 난방기 역할을 하는 상기 제2실내열교환기(140)의 난방성능이 저하될 수 있으나, 이 경우에는 상기 온도조절도어(151)를 조절하여 상기 제2실내열교환기(140)를 통과한 고온의 열원을 제1실내열교환기(130)의 차가운 열원과 열교환시킴으로써 히트펌프의 성능 및 효율을 증대시킬 수 있다.

즉, 외기온도가 낮은 조건에서는 상기 실외열교환기(170)를 통해 충분한 열원을 공급받기가 어렵기 때문에 상기 실외열교환기(170)와 동일한 기능을 하는 상기 제1실내열교환에 상기 제2실내열교환기(140)의 고온 열원을 공급해 줌으로써, 히트펌프의 성능 및 효율을 증대시킬 수 있는 것이다.

그리고, 상기 공조케이스(150) 내부의 제1실내열교환기(130) 하류측에는 난방성능을 향상할 수 있도록 전기 가열식 히터(155)가 더 설치된다.

즉, 앞서 설명한 바와 같이, 히트펌프 모드시 외기온도가 낮은 조건에서는 난방성능이 저하되어 요구하는 난방성능을 얻기 어려울 수 있으므로 보조열원으로 상기 전기 가열식 히터(155)를 사용하는 것이다.

상기 전기 가열식 히터(155)로는 PTC히터를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 전기 가열식 히터(155)는, 제1실내열교환기(130)를 통과한 공기를 가열할 수도 있고, 또는 상기 제1실내열교환기(130)에 직접적인 열원을 공급할 수도 있다. 즉, 외기온도가 낮은 조건에서는 상기 실외열교환기(170)가 외부로부터 충분한 열원을 공급받기 어려우므로 동일한 기능을 하는 상기 제1실내열교환기(130)에 전기 가열식 히터(155)의 열원을 공급함으로써, 히트펌프의 성능 및 효율이 증대되어 난방성능을 향상시킬 수 있다.

그리고, 상기 압축기(100)의 입구측 냉매 순환라인(R)상에는 어큐뮬레이터(160)가 설치된다.

상기 어큐뮬레이터(160)는 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 압축기(100)로 기상 냉매만 공급될 수 있도록 하게 된다.

또한, 상기 실외열교환기(170)와 상기 팽창수단(110)을 냉매 순환라인(R)상에는 리시버드라이어(180)가 설치된다. 도 2의 에어컨 모드를 일예로 설명하면, 상기 실외열교환기(170)로 유입된 기상 냉매는 실외열교환기(170)를 통과하는 과정에서 외부공기와 열교환하여 액상 냉매로 바뀐 후 상기 팽창수단(110)측으로 공급되는데, 이때 상기 리시버드라이어(180)는 상기 팽창수단(110)측으로 공급되는 냉매 중에서 기상 냉매를 분리하여 팽창수단(110)측으로 액상 냉매만 공급될 수 있도록 하게 된다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 작용을 설명하기로 한다.

가. 에어컨 모드(냉방 모드)

에어컨 모드(냉방 모드)시에는, 도 2와 같이, 상기 방향전환밸브(120)의 방향 전환을 통해 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 제 1 냉매 순환라인(R1)을 순환하게 된다.

이때, 상기 냉매 순환라인(R)상에 설치된 두 개의 온오프밸브(190,191) 중 제 1 냉매 순환라인(R1)상에 설치된 온오프밸브(190)는 온 되고, 제 2 냉매 순환라인(R2)상에 설치된 온오프밸브(191)는 오프 된다.

한편, 최대 냉방시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 제1실내열교환기(130)(난방기 역할)를 통과하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 제2실내열교환기(140)(증발기 역할)를 통과하면서 냉각된 후 제1실내열교환기(130)를 바이패스 하여 차실내로 공급됨으로써, 차실내를 냉방하게 된다.

계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,

상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 방향전환밸브(120)를 지나 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 상기 제1실내열교환기(130)(난방기(응축기))로 공급된다.

상기 제1실내열교환기(130)로 공급된 냉매는, 상기 공조케이스(150)의 내부를 유동하는 공기와 열교환할 수도 있지만, 도 2와 같이 온도조절도어(151)가 제1실내열교환기(130)측 통로를 폐쇄하고 있으므로 공기와 열교환하지 않고 곧바로 상기 실외열교환기(170)(응축기 역할)로 유동하게 된다.

상기 실외열교환기(170)로 유동한 냉매는, 외부공기와 열교환하게 되면서 응축되며, 이로인해 기상 냉매가 액상 냉매로 바뀌게 된다.

한편, 상기 제1실내열교환기(130)와 실외열교환기(170)는 모두 응축기 역학을 하게 되지만, 외부공기와 열교환하는 상기 실외열교환기(170)에서 주로 냉매가 응축되게 된다.

계속해서, 상기 실외열교환기(170)를 통과한 냉매는, 상기 팽창수단(110)을 통과하는 과정에서 냉매는 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 제2실내열교환기(140)(증발기 역할)로 유입된다.

상기 제2실내열교환기(140)로 유입된 냉매는 블로어를 통해 공조케이스(150) 내부로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발함과 동시에 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 공기를 냉각하게 되며, 이처럼 냉각된 공기가 차량 실내로 공급되어 냉방하게 된다.

이후, 상기 제2실내열교환기(140)에서 배출된 냉매는 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.

나. 히트펌프 모드(난방 모드)

히트펌프 모드(난방 모드)시에는, 도 3과 같이, 상기 방향전환밸브(120)의 방향 전환을 통해 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 제 2 냉매 순환라인(R2)을 순환하게 된다.

이때, 상기 냉매 순환라인(R)상에 설치된 두 개의 온오프밸브(190,191) 중 제 1 냉매 순환라인(R1)상에 설치된 온오프밸브(190)는 오프 되고, 제 2 냉매 순환라인(R2)상에 설치된 온오프밸브(191)는 온 된다.

한편, 상기 전기 가열식 히터(155)는 외기온도가 낮은 조건일 때 가동되어 상기 제1실내열교환기(130)를 통과한 공기를 가열할 수도 있고, 또는 상기 제1실내열교환기(130)에 직접 열원을 공급할 수도 있다.

그리고, 최대 난방시에는 상기 공조케이스(150)내의 온도조절도어(151)가 제1실내열교환기(130)(증발기 역할)를 통과하는 통로를 폐쇄하도록 작동하여, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 제2실내열교환기(140)(난방기(응축기) 역할)를 통과하면서 가열된 후 제1실내열교환기(130)를 바이패스 하여 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 난방하게 된다.

계속해서, 냉매 순환과정을 설명하면,

상기 압축기(100)에서 압축된 후 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 방향전환밸브(120)를 지나 상기 공조케이스(150)의 내부에 설치된 제2실내열교환기(140)(난방기(응축기) 역할)로 유입된다.

상기 제2실내열교환기(140)로 유입된 고온 고압의 기상 냉매는, 블로어를 통해 공조케이스(150)의 내부로 송풍되는 공기와 열교환하면서 응축되며, 이때 상기 제2실내열교환기(140)를 통과하는 공기는 온풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 공급되어 차실내를 난방하게 된다.

즉, 히트펌프 모드에서는 에어컨 모드에서 증발기 역할을 하던 상기 제2실내열교환기(140)가 난방기(응축기) 역할을 하게 되는 것이다.

계속해서, 상기 제2실내열교환기(140)에서 배출된 냉매는 상기 팽창수단(110)을 통과하게 되고, 이 과정에서 냉매는 감압 팽창되어 저온 저압의 액상냉매가 된 후, 상기 실외열교환기(170)(증발기 역할)로 공급된다.

상기 실외열교환기(170)로 공급된 냉매는, 외부공기와 열교환하면서 증발한 후 상기 제1실내열교환기(130)(증발기 역할)로 공급된다.

상기 실외열교환기(170)와 제1실내열교환기(130)는 모두 증발기 역할을 하게 되며, 이때 외부공기와 열교환하는 상기 실외열교환기(170)에서 주로 증발이 이루어지고, 상기 제1실내열교환기(130)에서는 상기 온도조절도어(151)에 의해 제1실내열교환기(130)측 통로가 폐쇄됨으로인해 증발이 거의 이루어지지 않는다. 물론, 상기 제1실내열교환기(130)측 통로로 공기가 유동할 경우에는 제1실내열교환기(130)에서도 증발이 이루어진다.

한편, 상기 실외열교환기(170)와 제1실내열교환기(130)를 통과하는 냉매는 공기와 열교환하여 증발하는 과정에서 과열되어 온도가 상승하게 되고, 온도가 상승한 냉매는 그 하류의 압축기(100)를 통과하면서 온도가 더욱 상승한 후, 상기 제2실내열교환기(140)로 공급된다.

이처럼, 상기 실외열교환기(170)와 제1실내열교환기(130)에 충분한 열원이 공급되어야 상기 제2실내열교환기(140)에서의 난방성능이 더욱 향상되는데, 외기온도가 낮은 조건에서는 상기 실외열교환기(170)에서 증발이 원활하게 이루어지지 않아 결국 상기 제2실내열교환기(140)를 통한 난방성능이 저하될 수 있다.

따라서, 외기온도가 낮은 조건에서는 상기 전기 가열식 히터(155)를 가동하여 상기 실외열교환기(170)와 함께 증발기 역할을 하는 상기 제1실내열교환기(130)에 열원을 공급하여 제1실내열교환기(130)를 통과하는 냉매를 원활하게 증발시킴으로써 상기 제2실내열교환기(140)를 통한 난방성능을 향상할 수 있다.

또는, 외기온도가 낮은 조건에서, 상기 전기 가열식 히터(155)를 가동함과 동시에 상기 온도조절도어(151)를 조절하여 제1실내열교환기(130)측 통로를 개방함으로써, 공조케이스(150)의 내부를 통과하는 공기를 상기 전기 가열식 히터(155)로 가열하여 난방성능을 향상할 수 있다.

계속해서, 상기 실외열교환기(170) 및 제1실내열교환기(130)를 통과한 냉매는, 상기 압축기(100)로 유입되면서 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.

다. 제습 및 온도조절모드

제습 및 온도조절모드시에는, 도 4a와 같이 에어컨 모드 상태에서 온도조절도어(151)를 조절하는 경우와, 도 4b와 같이 히트펌프 모드 상태에서 온도조절도어(151)를 조절하는 경우이다.

도 4a를 설명하면, 냉매 순환과정은 앞서 설명한 에어컨 모드시와 동일하므로 생략하며, 상기 온도조절도어(151)가 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스 하는 통로와, 통과하는 통로를 모두 개방하게 된다.

따라서, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 제2실내열교환기(140)(증발기 역할)를 통과하면서 냉각된 후, 냉풍 중 일부는 제1실내열교환기(130)(난방기(응축기) 역할)를 바이패스하고 일부는 제1실내열교환기(130)를 통과하면서 가열됨으로서, 냉풍과 온풍이 서로 혼합되어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 적절한 온도로 제어하게 된다.

이처럼, 에어컨 모드 상태에서는 상기 공조케이스(150)내의 제2실내열교환기(140)가 증발기 역할을 수행하고, 제1실내열교환기(130)는 난방기 역할을 수행하므로, 도 4a와 같이 상기 온도조절도어(151)의 조절을 통해 차실내 온도 조절은 물론 제습까지 가능하다.

도 4b를 설명하면, 냉매 순환과정은 앞서 설명한 히트펌프 모드시와 동일하므로 생략하며, 상기 온도조절도어(151)가 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스 하는 통로와, 통과하는 통로를 모두 개방하게 된다.

따라서, 블로어에 의해 공조케이스(150)내로 송풍된 공기가 상기 제2실내열교환기(140)(난방기(응축기) 역할)를 통과하면서 가열된 후, 온풍 중 일부는 제1실내열교환기(130)(증발기 역할)를 바이패스하고 일부는 제1실내열교환기(130)를 통과하면서 냉각됨으로서, 온풍과 냉풍이 서로 혼합되어 차실내로 공급됨으로서, 차실내를 적절한 온도로 제어하게 된다.

이처럼, 히트펌프 모드 상태에서는 상기 공조케이스(150)내의 제2실내열교환기(140)가 난방기 역할을 수행하고, 제1실내열교환기(130)는 증발기 역할을 수행하므로, 도 4b와 같이 상기 온도조절도어(151)의 조절을 통해 차실내 온도 조절은 물론 제습까지 가능하다.

100: 압축기 110: 팽창수단
111: 제1유로 112: 제2유로
113: 교출부
120: 방향전환밸브 130: 제1실내열교환기
140: 제2실내열교환기 150: 공조케이스
151: 온도조절도어 155: 전기 가열식 히터
160: 어큐뮬레이터 170: 실외열교환기
180: 리시버드라이어 190,191: 온,오프밸브
R: 냉매 순환라인 R1: 제 1 냉매 순환라인
R2: 제 2 냉매 순환라인

Claims

냉매 순환라인(R)상에 설치되어 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(100)와,
공조케이스(150)의 내부에 상호 일정간격 이격되어 설치됨과 아울러 상기 냉매 순환라인(R)과 각각 연결되어, 상기 공조케이스(150)내를 유동하는 공기와 상기 냉매 순환라인(R)을 순환하는 냉매를 열교환시키며, 에어컨 모드 또는 히트펌프 모드에 따라 어느 하나의 열교환기는 증발기 역할을 수행하고 다른 하나의 열교환기는 난방기 역할을 수행하도록 이루어진 제1실내열교환기(130) 및 제2실내열교환기(140)와,
상기 공조케이스(150)의 외부에 설치됨과 아울러 상기 냉매 순환라인(R)과 연결되어, 상기 냉매 순환라인(R)을 순환하는 냉매와 외부 공기를 열교환시키는 실외열교환기(170)와,
상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170)를 연결하는 냉매 순환라인(R)상에 설치되어, 이 냉매 순환라인(R)을 순환하는 냉매를 팽창시키는 팽창수단(110)과,
상기 압축기(100)의 출구측 냉매 순환라인(R)상에 설치되어, 에어컨 모드시에는 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 제1실내열교환기(130), 실외열교환기(170), 팽창수단(110), 제2실내열교환기(140)를 거쳐 압축기(100)로 유입되도록 냉매 순환방향을 전환하고, 히트펌프 모드시에는 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 제2실내열교환기(140), 팽창수단(110), 실외열교환기(170), 제1실내열교환기(130)를 거쳐 압축기(100)로 유입되도록 냉매 순환방향을 전환하는 방향전환밸브(120)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 제2실내열교환기(140)는, 상기 공조케이스(150)내에 설치된 제1실내열교환기(130) 보다 공기유동방향 상류측에 설치되어, 에어컨 모드시에는 증발기 역할을 수행하고 히트펌프 모드시에는 난방기 역할을 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 공조케이스(150)의 내부에서 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 제1실내열교환기(130)의 사이에는, 상기 제1실내열교환기(130)를 바이패스하는 공기의 양과 통과하는 공기의 양을 조절하는 온도조절도어(151)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 공조케이스(150) 내부의 제1실내열교환기(130) 하류측에는 난방성능을 향상할 수 있도록 전기 가열식 히터(155)가 더 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 압축기(100)의 입구측 냉매 순환라인(R)상에는, 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 압축기(100)로 기상 냉매만 공급하는 어큐뮬레이터(160)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 팽창수단(110)은, 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170) 사이에서 양방향으로 유동하는 냉매의 유량을 조절하는 단일의 전자식 팽창밸브인 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 팽창수단(110)은, 상기 제2실내열교환기(140)에 인접 설치되며, 상기 제2실내열교환기(140)로 유입 또는 토출되는 냉매가 통과하는 제1유로(111) 및 제2유로(112)를 구비하고, 상기 제1,2유로(111,112) 중 상기 제2실내열교환기(140)와 상기 실외열교환기(170) 사이에 위치한 일측 유로에 교축부(113)를 형성하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 냉매 순환라인(R)은,
에어컨 모드시 상기 제1실내열교환기(130)가 난방기 역할을 수행하고 상기 제2실내열교환기(140)가 증발기 역할을 수행할 수 있도록, 상기 압축기(100)에서부터 제1실내열교환기(130), 실외열교환기(170), 팽창수단(110), 제2실내열교환기(140), 압축기(100)를 연결하는 제 1 냉매 순환라인(R1)과,
히트펌프 모드시 상기 제2실내열교환기(140)가 난방기 역할을 수행하고 상기 제1실내열교환기(130)가 증발기 역할을 수행할 수 있도록, 상기 압축기(100)에서부터 제2실내열교환기(140), 팽창수단(110), 실외열교환기(170), 제1실내열교환기(130), 압축기(100)를 연결하는 제 2 냉매 순환라인(R2)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 제2실내열교환기(140)는, 상기 제1실내열교환기(130) 보다 냉매와 공기 사이의 열교환 면적이 큰 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.