KR20130026872A - Heat pump system for vehicle - Google Patents

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KR20130026872A
KR20130026872A KR20110090311A KR20110090311A KR20130026872A KR 20130026872 A KR20130026872 A KR 20130026872A KR 20110090311 A KR20110090311 A KR 20110090311A KR 20110090311 A KR20110090311 A KR 20110090311A KR 20130026872 A KR20130026872 A KR 20130026872A
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KR20110090311A
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최용현
김재연
차용웅
조완제
박중하
김재산
박만희
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현대자동차주식회사
기아자동차주식회사
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    • Y02A30/27Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies
    • Y02A30/274Relating to heating, ventilation or air conditioning [HVAC] technologies using waste energy, e.g. from internal combustion engine

Abstract

PURPOSE: A heat pump system for a vehicle and a controlling method thereof are provided to utilize a water cooled condenser using a coolant as a heat exchange medium, and heat-exchange waste heat sources from electronic units with a refrigerant, thereby improving heating performance and dehumidifying performance, and preventing the external frost of an internal condenser generated from outside air which flows in at a very low temperature. CONSTITUTION: A heat pump system for a vehicle a cooling means(110), an air conditioning means(150), and a water cooled condenser(130). The cooling means includes at least one radiator(115) and cooling fan(117). The radiator equipped in the vehicle circulates a coolant along a cooling line through at least one water pump, and cools the supplied coolant through heat exchange with outside air. The cooling fan sends air to the radiator. The coolant is circulated in the water cooled condenser connected to the cooling line. The water cooled condenser selectively uses waste heat sources from electronic units according to the heating, the cooling, and dehumidifying mode of the vehicle in order to vary the temperature of the coolant. The water cooled condenser is connected to the refrigerant line of the air conditioning means, and heat-exchanges the coolant with a refrigerant which flows in the refrigerant line. [Reference numerals] (180) Controller

Description

차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법{HEAT PUMP SYSTEM FOR VEHICLE} A vehicle heat pump system and a control method {HEAT PUMP SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전장품에서 발생하는 폐열을 이용하여 난방성능과 제습성능을 향상시키고, 동일한 동력으로 차량의 전체적인 주행거리를 증가시키도록 하는 차량용 히트펌스 시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. The present invention is a vehicle heat pump system, and relates to a control method thereof, and more particularly to a vehicle that to use the waste heat generated in the electrical component to improve the heating performance and dehumidifying performance, with the same power increases the total mileage of the vehicle peomseu heat to a system and a control method thereof.

일반적으로 자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉난방하기 위한 에어컨 모듈을 포함한다. In general, a car air-conditioner for air-conditioning includes a module for heating and cooling the car interior.

이러한 에어컨모듈은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하거나 냉각수를 히터로 유입하여 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성된다. The air conditioning module to a heat exchange medium to be discharged by the driving of the compressor flows to the condenser, a receiver dryer, an expansion valve and cooling the interior of the vehicle, or the cooling water by heat exchange by the evaporator in the process via an evaporator circulation to the compressor back to the heater by heat exchange it is configured to heat the room.

한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 전기배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분된다. On the other hand, the recent interest in energy efficiency and environmental issues increasingly grows and is required for the development of eco-friendly vehicles that can actually replace the internal combustion engine cars, this eco-friendly cars are usually electric vehicle driven by a power source, fuel cells or electric or, it is divided into a hybrid vehicle which is driven by the engine and an electric battery.

이러한 친환경 차량 중, 전기자동차에는 일반 차량의 공기조화장치와는 달리 별도의 히터가 사용되지 않으며, 전기자동차에 적용되는 공기조화장치를 통상적으로 히트펌프 시스템이라 한다. Of these environment-friendly vehicle, an electric vehicle is unlike the air conditioner of the general vehicle does have a separate heater is used, and commonly referred to as a heat pump system for air conditioning apparatus that is applied to an electric vehicle.

이러한 히트펌프 시스템은 여름철 냉방모드 시에는 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 기상냉매가 응축기를 통하여 응축된 후 리시버 드라이어 및 팽창밸브를 거쳐 증발기에서의 증발을 통하여 실내의 온도 및 습도를 낮추는 일반적인 원리와 동일하나, 겨울철 난방모드 시에는 고온, 고압의 기상냉매를 히터 매체로 이용한다는 특징을 가지고 있다. Such a heat pump system, the generic principles summer cooling mode, the lower the temperature and humidity in the room through evaporation in after the gas refrigerant of high temperature and high pressure compression from the compressor condensed through a condenser evaporator through the receiver dryer and the expansion valve and the identical, during the winter heater mode, has the characteristic uses the gas refrigerant of high temperature and high pressure medium to the heater.

즉, 전기자동차는 난방모드에서 고온, 고압의 기상냉매가 밸브를 통하여 실외응축기가 아닌 실내응축기로 유동하여 흡입된 외기와의 열교환이 이루어지며, 열교환된 외기가 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터를 통과하면서 차량의 실내로 유입됨에 따라, 차량 실내 온도를 높이게 된다. That is, the electric vehicle is passed through the high temperature, the heat exchange of the external air sucked in gas refrigerant of high pressure flows into the indoor condenser than the outdoor condenser through the valve is made, (Positive Temperature Coefficient) the heat exchange air the PTC heater in the heating mode and as the inflow into the room of the vehicle, and increase the vehicle interior temperature.

그리고 실내응축기로 유입된 고온, 고압의 기상냉매는 흡입된 외기와의 열교환을 통하여 응축되어 다시 액냉매로 토출된다. And a high temperature flows into the indoor condenser, the high pressure gas refrigerant is condensed through heat exchange with the intake air discharged again into the liquid refrigerant.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 히트펌프 시스템은 외부공기를 냉매와의 열교환 매체로 이용하는 공랭식이 적용되는 바, 압축기를 비롯한 열교환기들 및 각 구성요소의 구조가 복잡해져 전체적인 시스템 패키지가 복잡해지는 문제점이 있다. However, the conventional heat pump system becomes a structure of the heat exchanger and each of the components including the bar, the compressor is air-cooled are applied using a heat exchange medium becomes complicated overall system package with the outside air refrigerant complex problems as described above, have.

또한, 겨울철 극 저온 또는 저온상태의 외기와 열교환된 냉매가 실내응축기로부터 열교환되어 초저온 상태로 배출되어 외부응축기로 유입됨에 따라, 외부응축기에 표면 결빙이 발생하여 열교환매체의 열교환효율과 난방성능 및 효율이 저하되며, 냉방모드에서 난방모드로의 전환할 경우, 증발기 외부에 잔류한 응축수에 의해 습도가 증가하여 차량의 차창에 습기가 차게된다. In addition, the heat exchange efficiency and the heating performance and efficiency of the heat exchange medium to the outdoor air and the heat-exchanged refrigerant in the winter pole low-temperature or low-temperature condition is heat from indoor condenser is discharged to the ultra-low temperature state where the surface freezing occurs, external condenser, as the inlet to the exterior condenser is reduced, and is when switching to the heating mode and the cooling mode, the humidity is increased by the remaining condensed water to the outside evaporator chilled damp the vehicle window of the vehicle.

이를 방지하기 위해 외부응축기 표면 결빙을 제거하는 제상모드에서는 컴프레서의 작동을 중지하고, PTC 히터로만 난방을 수행해야만 함에 따라, 난방성능이 극히 저하되는 동시에, 전원사용량 증가에 따른 난방부하 상승 및 난방주행 시, 주행거리가 단축되는 문제점이 있다. In order to prevent this, a defrost mode for removing an external condenser surface ice to stop the operation of the compressor and, as the PTC heater only have to do the heating, at the same time that this heating performance is extremely lowered, heating load increases and heating running with increasing power usage when, there is a problem in that the traveling distance is shortened.

또한, 실내응축기로부터의 액냉매가 압축기로 흡입될 때 기상냉매로 전환해 줄 수 있는 열원이 부족하기 때문에 압축효율이 저하되어 외기온도가 낮은 경우에는 난방성능이 현저하게 부족하며, 시스템이 불안정할 뿐만 아니라 액냉매가 압축기로 유입될 때 압축기의 내구성이 저하되는 문제점도 있다. Further, the liquid refrigerant from the indoor condenser, a compression efficiency is reduced due to the lack of a heat source who can switch to gas refrigerant when sucked into the compressor when outside temperature is low, and insufficient to significantly heating performance, the system is unstable in addition there is a problem in that the durability of the compressor is lowered when the liquid refrigerant to flow to the compressor.

또한, 차량 실내의 습기 제거를 위한 별도의 제습모드에서는 2-way 밸브의 빈번한 개폐작동으로 인한 소음 및 진동이 발생되는 문제점도 내포하고 있다. In a separate dehumidification mode for the moisture removal of the vehicle interior it can also involve a problem in that noise and vibration due to frequent opening and closing operation of the 2-way valve occurs.

본 발명의 실시예들은 전장품에서 발생하는 폐열원을 이용해 냉각수와 냉매를 상호 열교환시킴으로써, 난방성능 및 효율과 제습성능을 향상시키고, 차량의 난방모드에서 발생할 수 있는 난방부하를 감소시킴으로써, 동일한 동력으로 차량의 전체적인 주행거리를 증가시키도록 하는 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다. By an embodiment of the present invention used a waste heat source generated in the electrical component mutual heat exchange the coolant and the refrigerant, thereby improving the heating performance and efficiency of the dehumidification performance, and reduce the heating load that may occur in the heating mode of the vehicle, with the same power vehicular heat pump so as to increase the total mileage of the vehicle system and to provide a control method thereof.

본 발명의 실시예에서는 차량에 구성되어 냉각라인을 통해 차량 구동용 모터와 전장품에 냉각수를 공급 및 순환시키는 쿨링수단과, 차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매라인으로 연결되는 에어컨 수단을 포함하는 차량용 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 쿨링수단은 차량에 구성되어 적어도 하나 이상의 워터펌프를 통해 냉각라인을 따라 냉각수를 순환시키고, 공급되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각시키는 적어도 하나 이상의 라디에이터와, 상기 라디에이터에 바람을 송풍하는 쿨링팬을 포함하며, 상기 냉각라인과 연결되어 냉각수가 순환되고, 차량의 난방, 냉방, 및 제습모드에 따라 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원을 선택적으로 이용하여 냉각수의 수온을 변화시키며, 상기 에어컨 수단의 냉매라인과 연결되어 유입된 냉매를 냉 In an embodiment of the present invention, a vehicle including the air-conditioning means connected to the refrigerant line so as to adjust the configured in the vehicle cooling means which supplies and circulates cooling water to the vehicle driving motor and the electrical component for through the cooling line and the air-conditioning of the vehicle interior heat in the pump system, to the at least one radiator, the radiator of the cooling means and is configured in a vehicle circulating cooling water along the cooling line through at least one water pump, cooling the cooling water supplied through the heat exchange with the outside air includes a cooling fan for blowing air in the wind, and is connected to the cooling line and the cooling water is circulated, sikimyeo by selectively using change the water temperature of the cooling water waste heat source that is generated from the electrical component in accordance with the heating, cooling, and dehumidifying mode of the vehicle , is connected to the refrigerant line of the air conditioning refrigerant flowed into the cooling means 각수와 열교환시키는 수냉 컨덴서를 더 포함하는 차량용 히트펌프 시스템이 제공될 수 있다. Can be provided with a vehicle heat pump system further comprises a water-cooled condenser to heat exchange with gaksu.

상기 쿨링수단은 상기 수냉 컨덴서에 냉각수를 공급 및 순환시키는 제1 워터펌프와 제1 냉각라인을 통해 연결되는 제1 라디에이터; It said cooling means comprises a first radiator which is connected through a first cooling water pump and the first line for feeding and circulating cooling water to the water-cooled condenser; 상기 전장품과 수냉 컨덴서에 냉각수를 공급 및 순환시키는 제2 워터펌프와 제2 냉각라인을 통해 연결되는 제2 라디에이터; The second radiator is connected via a second water pump and the second cooling lines for feeding and circulating cooling water to the electrical component and the water-cooled condenser; 및 상기 전장품과 수냉 컨덴서의 사이에서 상기 각 냉각라인 상에 설치되는 적어도 하나 이상의 밸브를 포함할 수 있다. And it may comprise at least one valve, which is installed on each of the cooling lines between the electrical component and the water-cooled condenser.

상기 밸브는 상기 제1, 제2 라디에이터에 각각 연결되는 제1, 제2 냉각라인이 분기되는 위치에 설치되어, 상기 수냉 컨덴서로부터 배출되는 냉각수를 제1, 제2 라디에이터에 선택적으로 공급하는 제1 밸브; The valve of claim 1 for selectively supplying a cooling water is provided at a position where the first and second cooling lines which are respectively connected to said first and second radiator branch, discharged from the water-cooled condenser to the first and second radiators valve; 상기 제2 라디에이터와 제1 밸브의 사이에서 상기 제2 냉매라인 상에 설치되며, 상기 제2 라디에이터에 냉각수를 유입시키거나, 상기 제2 워터펌프로 직접 바이패스 시키는 제2 밸브; The second valve to the second radiator and the first is disposed on the second coolant line between the valve and the inlet to the cooling water in the radiator or the second, the second to the water pump directly by-pass; 및 상기 전장품과 수냉 컨덴서의 사이에서 제1, 제2 냉각라인 상에 설치되는 제3 밸브로 이루어질 수 있다. And it can be made between the electrical component and the water-cooled condenser with a third valve provided on the first and second cooling lines.

상기 쿨링수단은 상기 제1 밸브와 제2 밸브의 사이에서 상기 제2 냉각라인에 연결되어 상기 전장품으로 냉각수를 바이패스 시키는 바이패스 라인을 더 포함할 수 있다. The cooling means may further include a first valve and the second by-pass line is connected to a cooling line which bypasses the cooling water to the electrical equipment between the second valve.

상기 바이패스 라인에는 차량의 모드에 따라 상기 수냉 컨덴서를 통과한 냉각수를 상기 전장품으로 선택적으로 공급하는 제4 밸브가 장착될 수 있다. The bypass line has a fourth valve for selectively supplying a cooling water passing through the water cooling condenser with the electrical component according to the mode of the vehicle can be mounted.

상기 제1, 제2, 제3 밸브는 3-Way 밸브로 이루어질 수 있다. The first, second, and third valve may be formed of a 3-Way valve.

상기 에어컨 수단은 차량의 난방, 냉방, 및 제습모드에 따라 증발기를 통과한 외기가 내부응축기와 PCT 히터로 유입되도록 선택적으로 조절하는 개폐도어를 내부에 구비한 HVAC 모듈; Wherein the air conditioning means is a HVAC module provided inside the opening and closing door for selectively adjusting the outdoor air passing through the evaporator in accordance with the heating, cooling, and dehumidifying mode of the vehicle to be introduced into the condenser and a PCT heater; 상기 증발기와 냉매라인을 통해 연결되며, 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기; Compressor which is coupled through the evaporator and the refrigerant line, compressing the refrigerant in a gaseous state; 상기 압축기와 증발기 사이에서 냉매라인 상에 구비되며, 상기 압축기로 기체냉매만 공급하는 어큐뮬레이터; It is provided on the refrigerant line between the compressor and the evaporator, and an accumulator for supplying only vapor refrigerant to the compressor; 상기 압축기로부터 배출되는 냉매를 차량의 모드에 따라 상기 내부응축기에 선택적으로 공급하는 제1 냉매밸브; A first refrigerant valve for selectively supplying to the internal condenser, the refrigerant discharged from the compressor according to the mode of the vehicle; 상기 내부응축기를 통과한 냉매를 공급받아 팽창시키는 제1 팽창밸브; A first expansion valve for expanding the refrigerant supply accept that has passed through the internal condenser; 상기 제1 팽창밸브를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서를 통과하면서 열교환된 냉매를 상기 증발기로 공급하거나 어큐뮬레이터로 공급하는 제2 냉매밸브; A second refrigerant valve for the first heat exchanger supplies the refrigerant to an expanded state over the expansion valve, while passing through the water-cooled condenser to the evaporator, or supplied to the accumulator; 및 상기 증발기와 제2 냉매밸브 사이에 구비되며, 상기 제2 냉매밸브의 개폐를 통해 유입되는 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브를 포함할 수 있다. And it may include a second expansion valve which is provided between the evaporator and a second refrigerant valve, expanding the refrigerant flowing through the opening and closing of the second coolant valve.

상기 압축기와 제1 냉매밸브를 연결하는 냉매라인 상에는 압력센서가 장착될 수 있다. A pressure sensor formed on the refrigerant line connecting the compressor and the first coolant valve may be mounted.

상기 제1, 및 제2 냉매밸브는 3-way 밸브로 이루어질 수 있다. It said first and second coolant valve may be formed of a 3-way valve.

상기 쿨링수단과 에어컨 수단은 각각 제어기와 연결되며, 상기 제어기의 제어신호에 의해 작동될 수 있다. Said cooling means and air conditioning means is connected to each controller, it can be actuated by a control signal of the controller.

그리고 전술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법은 제어기와 연결되고, 각각 제1, 제2 냉각라인을 통해 상호 연결되며, 제1, 제2 라디에이터, 제1, 제2 워터펌프, 및 다수개의 밸브와 전장품을 포함하는 쿨링수단과, 각각 냉매라인을 통해 상호 연결되며, 다수개의 냉매밸브와 팽창밸브, 압축기, 어큐뮬레이터, 증발기, 및 외부응축기와, 내부응축기, PTC 히터, 및 개폐도어로 구성된 HVAC 모듈을 포함하는 에어컨 수단으로 구성되며, 상기 각 냉각라인과 냉매라인에 연결되는 수냉 컨덴서를 더 포함하는 히트펌프 시스템에서, 사용자의 선택에 따라 난방모드, 제습모드, 및 냉방모드로 각각 작동시키기 위한 차량용 히트펌프 시스템 제어방법에 있어서, 상기 난방모드에서 상기 쿨링수단은 상기 제어기가 외부의 And a vehicle heat pump system control method according to an embodiment of the present invention having a configuration as described above is connected to the controller, each of the first, second, and interconnected through the second cooling lines, the first and second radiators, the first the second water pump, and a plurality of through the cooling means, each refrigerant line including a valve and the electrical component are interconnected, a plurality of coolant valve and the expansion valve, a compressor, an accumulator, an evaporator, and an external condenser, an internal condenser, PTC heater, and the opening is configured as air-conditioning means comprising a HVAC module consisting of a door, in the heat pump system further comprises a water-cooled condenser connected to the respective cooling line and the refrigerant line, the heating mode according to the user's selection, a dehumidifying mode, , and in a vehicle heat pump system control method, the cooling means in the heating mode, respectively, for operating in the cooling mode is the outside of the controller 온도와 전장품을 통과한 냉각수의 온도, 및 차량의 상태를 판단하여 상기 각 밸브의 선택적인 작동을 통해 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 선택적으로 상기 수냉 컨덴서에 냉각수를 공급하여, 상기 냉매라인을 통해 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매의 온도를 조절하고, 상기 에어컨 수단은 상기 수냉 컨덴서에서 냉각수와의 열교환을 통해 온도가 상승된 냉매를 제2 냉매밸브의 개방을 통해 냉매라인을 따라 상기 어큐뮬레이터와 압축기를 통과시켜 고온 고압 상태의 기체냉매로 압축시킨 상태로, 제1 냉매밸브의 작동을 통해 상기 HVAC 모듈의 내부응축기로 공급하며, 상기 내부응축기를 통과한 냉매는 제1 팽창밸브를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서에 공급되어 순환되며, 외부로부터 상기 HVAC 모듈의 증발기를 통과한 The refrigerant lines to determine the status of the temperature, and the vehicle of the cooling water that has passed through the temperature and the electrical component through the selective operation of each of the valves selectively supplying coolant to the water-cooled condenser through the first and second cooling line, a heat exchanger for the refrigerant and the cooling water flows into the water-cooled condenser to regulate the temperature of the coolant through, and wherein the air conditioning means is the coolant the temperature rises, the refrigerant through heat exchange with the cooling water in the water-cooled condenser through the opening of the second coolant valve along the line is passed through the accumulator and the compressor in a state of compressing a gaseous refrigerant of high temperature and high pressure state, the refrigerant for one of the action of the coolant valve supplied to the condenser of the HVAC module, passing through the internal condenser is first in the expanded position through the expansion valve, is circulated is supplied to the water-cooled condenser, which has passed through the evaporator of the HVAC module from the outside 기가 상기 내부응축기를 통과하도록 상기 개폐도어를 개방시키고, 유입된 외기가 상기 내부응축기를 통과하면서 PTC 히터의 선택적인 작동과 함께 차량 실내를 난방할 수 있다. Group and opening the opening and closing door to pass through the internal condenser, it is possible, while the inlet air is passed through the internal condenser to heat the vehicle cabin with the selective operation of the PTC heater.

상기 난방모드는 외기의 온도 상태, 차량운행 초기상태, 및 차량의 저온주행 상태에 따라 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 난방모드로 구분되어 상기 쿨링수단의 각 밸브의 개폐 제어를 통해 냉각수의 유동을 조절할 수 있다. The heating mode, the first, second, third, fourth, and second is divided into five heating mode, opening and closing of each valve of the cooling means according to the outside temperature state, the vehicle operation initial state, and the low-temperature running condition of the vehicle you can control the flow of cooling water through the control.

상기 제1 난방모드에서 상기 쿨링수단은 외기온이 영하일 경우, 제1, 제2, 및 제3 밸브가 상기 제2 냉각라인을 통해 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제2 라디에이터와 제2 냉각펌프를 통해 제2 냉각라인을 따라 상기 전장품을 통과하여 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원을 통해 냉각수의 온도가 상승된 상태로 상기 수냉 컨덴서로 유입될 수 있다. The cooling means in said first heating mode when the outside temperature is below zero, the first, second, and third valve is the first being operated such that the cooling water is circulated through the second cooling lines, and the second radiator and a second cooling pump to the temperature of the cooling water through the heat source generated from the electrical component through the electrical component in a second cooling lines it can be introduced into an elevated state in the water-cooled condenser through.

상기 제2 난방모드에서 상기 쿨링수단은 외기온이 영상이고, 상기 전장품의 온도가 낮아 냉각이 필요 없는 조건일 경우, 제1 밸브와 제3 밸브가 상기 제1 냉각라인을 통해 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기열원과 열교환된 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입될 수 있다. The cooling means in said second heating mode, and the outside temperature is the image, when the condition that the temperature of the electrical component requires less cooling, the first valve and the third valve is operated so that cooling water is circulated through the first cooling lines , while through the operation of the first water pump passes through the first radiator may be an outside air heat source and the heat exchanger cooling water flows into the water-cooled condenser.

상기 제3 난방모드에서 상기 쿨링수단은 외기열원과 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원을 동시에 사용해야 할 경우, 제1, 제2, 제3 밸브가 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 각각 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기열원과 열교환된 냉각수와, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 제2 라디에이터와 상기 전장품을 통과한 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입될 수 있다. The third said cooling means in heating mode, if you need to use the waste heat source generated from the outside air heat source and the electrical component at the same time, the first, second and third valves when the first and second cooling lines for each cooling water is circulated through as for operation and, through the first radiator of the action of the first water pump to outside air heat source and the heat-exchanged cooling water, and the second radiator of the action of the second water pump passes through the electrical component cooling water the water-cooled condenser as it may be introduced.

상기 제4 난방모드에서 상기 쿨링수단은 외부의 온도가 극저온 상태의 차량 운행 초기 상태일 경우, 제1, 제2, 및 제3 밸브가 모두 폐쇄되며, 상기 제1, 제2 워터펌프의 작동이 중지되어 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 냉각수를 순환시키지 않아 상기 수냉 컨덴서로 냉각수의 유입을 방지할 수 있다. The cooling means in the fourth heating mode when the external temperature of the vehicle from station initial state of the cryogenic state, first, second and and the third valves are closed, the operation of the first and second water pump is turned off does not let cooling water circulating through the first and second cooling line it is possible to prevent the inflow of cooling water to the water-cooled condenser.

상기 제5 난방모드에서 상기 쿨링수단은 차량이 저온운행 상태일 경우, 제1, 제3 밸브가 작동되고, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 상기 제2 냉각라인을 따라 냉각수가 순환되며, 제2 밸브의 작동을 통해 냉각수가 상기 제2 라디에이터로 유입되는 것을 방지한 상태로, 상기 전장품의 폐열원과의 열교환을 통해 온도가 상승된 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입될 수 있다. If the cooling means in the fifth heating mode, the vehicle is a low temperature operating state, the first, is operated the third valve, and cooling water is circulated along the second cooling lines through the operation of the second water pump, the through the operation of the second valve to prevent the condition that the cooling water flows into the second radiator, and the cooling water temperature rises through heat exchange with the heat source of the electrical component it may be introduced into the water-cooled condenser.

상기 제습모드에서 상기 쿨링수단은 상기 제어기에 의해 쿨링팬이 작동하여 외기와 함께 상기 제2 냉각라인을 따라 제2 라디에이터로 유입된 냉각수를 냉각시키고, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 전장품을 냉각시키면서 상기 수냉 컨덴서로 유입시키고, 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉각수와 열교환을 통해 냉매의 온도를 낮추고, 상기 에어컨 수단은 상기 수냉 컨덴서를 통과하면서 냉각된 저온의 냉매가 상기 HVAC 모듈의 증발기와 연결된 제2 팽창밸브로 유입되도록 제2 냉매밸브를 개방시키고, 팽창된 냉매를 상기 증발기로 공급하며, 상기 증발기에서 외기와의 열교환을 통해 증발된 냉매를 배출하여 상기 어큐뮬레이터와 압축기를 거치면서 압축시킨 상태로, 제1 냉매밸브의 작동을 통해 상기 내부응축기와 연결된 냉매라인을 개방시켜 상기 내부 The cooling means in the dehumidification mode, according to the second cooling lines with the external air by the cooling fan is operated by the controller to cool the cooling water flows into the second radiator, cooling the electrical component through the operation of the second water pump while the above was introduced into a water-cooled condenser, lowering the temperature of the refrigerant through the cooling water heat exchanger flows into the water-cooled condenser, said air conditioning means is a refrigerant of a cooled low temperature while passing through the water-cooled condenser connected to the evaporator of the HVAC module 2 that flows into the expansion valve and opening the second refrigerant valve, in which the expanded refrigerant supplied to the evaporator, and compressed while in discharges the vaporized refrigerant through heat exchange with outside air in the evaporator through the accumulator and the compressor status, first, to open the refrigerant line connected to the condenser interior via the operation of the coolant inside the valve 축기로 냉매를 공급하고, 상기 내부응축기를 통과한 냉매는 제1 팽창밸브를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서로 공급하여 순환시키며, 외부로부터 상기 HVAC 모듈의 증발기를 통과하면서 냉각된 외기가 상기 내부응축기를 통과하도록 상기 개폐도어를 개방시키고, 유입된 외기가 상기 내부응축기와 PTC 히터를 통과하면서 차량 실내를 제습할 수 있다. Refrigerant supply the refrigerant to the compressors, and passes through the internal condenser is the first in the expanded state through the expansion valve, sikimyeo cycle supplied to the water-cooled condenser, the cooling air passes through the evaporator of the HVAC module from outside the and opening the opening and closing door to pass through the inside of the condenser, while the inlet air is passed through the internal condenser and the PTC heater can be dehumidifying the vehicle interior.

상기 냉방모드는 일반 주행 상태와 차량의 초기 시동 운행 상태에 따라 제1, 제2 냉방모드로 구분되어 상기 쿨링수단의 각 밸브의 개폐 제어를 통해 냉각수의 유동을 조절할 수 있다. The cooling mode may be divided into first and second cooling mode according to the initial start-up operation state of the normal running state and the vehicle to adjust the flow of cooling water through the opening and closing control of each valve of said cooling means.

상기 제1 냉방모드에서 쿨링수단은 차량의 일반 주행 상태의 조건일 경우, 제1, 제3 밸브가 상기 제1 냉각라인을 통해 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 상기 제1 라디에이터를 통과하면서 외기와 열교환된 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되며, 상기 냉매라인을 통해 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매의 온도를 조절하고, 상기 에어컨 수단은 상기 수냉 컨덴서를 통과하면서 냉각된 저온의 냉매가 상기 HVAC 모듈의 증발기와 연결된 제2 팽창밸브로 유입되도록 제2 냉매밸브를 작동시켜 팽창된 냉매를 상기 증발기로 공급하며, 상기 증발기에서 외기와의 열교환을 통해 증발된 냉매를 배출하여 상기 어큐뮬레이터와 압축기를 거치면서 압축시킨 상태로, 제1 냉매밸브의 작동을 통해 상기 수냉 컨 If the cooling means in the first cooling mode is a condition of the normal running condition of the vehicle, the first and is activated to third valve the cooling water is circulated through the first cooling lines, the result of the action of the first water pump while passing through the first radiator outside air and the heat-exchanged coolant is introduced into the water-cooled condenser, by heat exchange of the refrigerant and the cooling water flows into the water-cooled condenser through the refrigerant line, and adjusting the temperature of the refrigerant, the air conditioning means is a water-cooled condenser and of a cooled low temperature while passing through the coolant is supplied to the second refrigerant expanded refrigerant by actuating the valve so that the inlet to the second expansion valve connected to the evaporator of the HVAC module to the evaporator, the evaporator through the heat exchange of the outdoor air in the evaporator in a state in which the refrigerant discharged by the compression goes through the accumulator and the compressor, the water-cooling the container through the operation of the first refrigerant valve 덴서와 연결된 냉매라인을 개방시켜 순환시키고, 상기 증발기로 유입된 냉매에 의해 상기 증발기를 통과하면서 냉각된 외기가 상기 내부응축기로 유입되지 않도록 상기 개폐도어를 폐쇄해 냉각된 외기를 차량의 내부로 직접 유입시켜 차량 실내를 냉방할 수 있다. Condenser and connected to the refrigerant to circulate opening the line, directly to the open air of the closed door to the cooling by a coolant flowing into the evaporator, the cooling outside air while passing through the evaporator from being introduced into the internal condenser to the interior of the vehicle by entering the vehicle interior can be air-conditioned.

상기 제2 냉방모드에서 쿨링수단은 차량의 초기 시동 운행 상태의 조건일 경우, 냉각수의 유량을 증가시키도록 제1, 제2, 제3 밸브가 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 각각 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기와 열교환된 냉각수와, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 제2 라디에이터와 상기 전장품을 통과한 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되며, 상기 냉매라인을 통해 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매의 온도를 조절할 수 있다. In the second cooling mode, the cooling means, each cooling water if the condition of the initial start-up operation state of the vehicle, the first, second and third valves to increase the flow rate of the coolant through the first and second cooling lines is operated so that rotation, while passing through the first radiator of the action of the first water pump to the outside air and the heat-exchanged cooling water, and the second radiator of the action of the second water pump passes through the electrical component cooling water the water-cooled condenser and it flows into, to heat the refrigerant and the cooling water flows into the water-cooled condenser through the refrigerant line can control the temperature of the coolant.

상기 전장품의 냉각부하가 매우 크고, 전장품에서 이상발열이 발생될 경우에는 상기 전장품을 냉각시키는 전장품 냉각모드를 더 포함하며, 상기 전장품 냉각모드에서 쿨링수단는 제1, 제2, 및 제3 밸브의 작동을 통해 제1, 제2 냉각라인을 따라 순환되는 냉각수가 상기 전장품으로 유입되도록 작동되며, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기와 열교환된 냉각수와, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 제2 라디에이터를 통과하면서 쿨링팬에 의해 냉각된 냉각수가 상기 전장품으로 유입되고, 상기 전장품과 상기 제1, 제2 밸브의 사이에 구비된 제2 냉각라인을 연결하는 바이패스 라인과 상기 바이패스 라인 상에 구비된 제4 밸브의 작동을 통해 냉각수가 순환되면서 전장품을 냉각시킬 수 있다. If the cooling load of the electrical component to be very large, the abnormal heat generation occurs in the electrical equipment, the operation of the electrical component further includes a cooling mode, the cooling sudanneun first, second and third valve from the electrical equipment cooling mode to cool the electrical component the first, second, and cooling water is circulated along the cooling line is operated to flow into the electrical component, the first and with the result of the action of the first water pump passes through the first radiator outside air and the heat-exchanged water, and the second water pump through as the passing through the second radiator of the action that the cooling water by the cooling fan flows into the electrical component, the electrical component and the first, second and by-pass line connecting the second cooling lines provided between the valve as the cooling water is circulated through the operation of the fourth valve provided on the bypass line it may be cooled to the electrical component.

상기 난방모드, 제습모드, 냉방모드, 및 전장품 냉각모드는 상기 제어기가 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태와, 냉각수와 냉매의 온도상태에 따라, 상기 쿨링팬의 풍량과 상기 제1, 제2 워터펌프의 유량을 제어할 수 있다. The heating mode, a dehumidifying mode and the cooling mode, and the electrical component cooling mode, air volume of the cooling fan and the first, depending on the temperature condition and the temperature of the coolant and the refrigerant in the heat source is the controller that is generated by the electrical component, the it can control the flow rate of the water pump 2.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 냉각수를 열교환매체로 사용하는 수냉 컨덴서를 적용하고, 전장품에서 발생하는 폐열원을 이용해 냉매와 열교환시킴으로써, 전체적인 난방성능 및 효율과 제습성능을 향상시키고, 극저온 시, 유입된 외기에 의한 내부응축기의 외부 적상을 방지할 수 있다. According to the vehicular heat pump system and a control method according to an embodiment of the present invention as described above, apply a water-cooled condenser using the cooling water as the heat exchange medium, using the waste heat source generated in the electrical component refrigerant and the heat exchange by overall heating improve the performance and efficiency of the dehumidifying performance, it is possible to prevent the cryogenic temperatures when, outside dropwise within the condenser by the introduced outside air.

또한, 난방모드에서 극저온 시의 아이들 상태 및 주행조건에서는 PTC 히터와 함께 전체적인 시스템을 동시에 구동시킴으로써, 전원사용량이 증가되는 것을 방지하는 동시에, 난방부하를 감소시켜 동일한 동력으로 차량의 전체적인 주행거리를 증가시키는 장점이 있다. In the idle state, and the running conditions of the cryogenic when in the heating mode at the same time by driving the whole system with the PTC heater at the same time, prevent the power consumption increases, the overall traveling distance of the vehicle in the same power to reduce the heating load there are advantages to.

그리고 차량의 냉방모드에서는 냉각수를 저온의 냉매와 열교환시켜 수온을 낮출 수 있어 냉방성능을 향상시킬 수 있고, 제습모드에서는 3-Way 밸브를 통해 빈번한 개폐작동을 줄여 밸브 개폐작동으로 인한 소음 및 진동 발생을 저감시킬 수 있다. And in the cooling mode of the vehicle by heat exchange the coolant and the low temperature coolant it is possible to lower the water temperature, and can improve the cooling performance, the dehumidification mode, the 3-Way valve for reducing the frequent opening and closing the operating noise and vibration generated due to the valve opening and closing operation through a it can be reduced.

또한, 수냉 컨덴서에서 열교환 매체로 냉각수를 사용함으로써, 각 구성요소의 구조를 간소화할 수 있어 전체적인 시스템 패키지 축소 및 각기 다른 냉각라인을 통해 연결된 각 라디에이터의 효율을 향상시킬 수 있다. Further, by using the cooling water as a heat exchange medium in a water-cooled condenser, it is possible to simplify the structure of each component, it is possible to improve the overall system efficiency of the radiator package reduction and respectively connected through the other cooling line.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다. 1 is a block diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제1 난방모드 작동 상태도이다. Figure 2 is a first heating mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제2 난방모드 작동 상태도이다. Figure 3 is a second heating mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제3 난방모드 작동 상태도이다. Figure 4 is a third heating mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제4 난방모드 작동 상태도이다. 5 is a fourth heating mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제5 난방모드 작동 상태도이다. Figure 6 is a fifth heating mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제습모드 작동 상태도이다. Figure 7 is a state diagram of a vehicle dehumidifying mode operation of heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제1 냉방모드 작동 상태도이다. 8 is a first cooling mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제2 냉방모드 작동 상태도이다. Figure 9 is a second cooling mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 전장품 냉각모드 작동 상태도이다. Figure 10 is a state diagram of a vehicle electrical component cooling operation mode, the heat pump system according to an embodiment of the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, described in detail on the basis of the accompanying drawings a preferred embodiment of the present invention.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. Prior to this, embodiment the arrangement shown in the examples and figures disclosed herein are in not intended to limit the scope of the present merely nothing but the embodiment most preferred embodiment of the present invention invention can be made thereto according to the present application point it should be understood that various equivalents and modifications could be.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 구성도이다. 1 is a configuration diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.

도면을 참조하면, 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100) 및 그 제어방법은 전장품(111)에서 발생하는 폐열원을 이용해 냉각수와 냉매를 상호 열교환시킴으로써, 난방성능 및 효율과 제습성능을 향상시키고, 차량의 난방모드에서 발생할 수 있는 난방부하를 감소시킴으로써, 동일한 연료량으로 차량의 전체적인 주행거리를 증가시키도록 한다. Referring to the drawings, by a vehicle heat pump system 100 and its control method according to an exemplary embodiment of the present invention using a heat source generated in the electrical component (111) cross heat exchanging the cooling water and the refrigerant, and heating performance and efficiency by improving the dehumidification performance, and reduce the heating load that may occur in the heating mode of the vehicle, the same amount of fuel and to increase the total mileage of the vehicle.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100)은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 기본적으로 차량에 구성되어 냉각수가 유동되는 냉각라인(Cooling Line : 이하 'C.L'이라 함)을 통해 전장품(111)과 하이브리드 차량의 경우 미도시된 엔진으로 냉각수를 공급 및 순환시키는 쿨링수단(110)과, 차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매가 유동되는 냉매라인(Refrigerant Line : 이하 'R.L'이라 함)을 통해 연결된 에어컨 수단(150)을 포함하여 구성된다. To this end, a vehicle heat pump system 100 in accordance with an embodiment of the present invention, as shown in Figure 1, basically comprises a vehicle cooling water flowing the cooling line (Line Cooling: referred to as 'C.L' hereinafter) through the electrical component 111 and the case of a hybrid vehicle in US cooling means 110 for supplying and circulating the cooling water in the illustrated engine, the coolant lines which the refrigerant flows so as to adjust the air-conditioning of the vehicle interior (refrigerant line: the " It is configured to include an air conditioning unit 150 is connected through a term R.L ').

그리고 상기 히트펌프 시스템(100)은 전장품(111)과 라디에이터(115) 사이에서 배치되며, 상기 냉각라인(CL)과 냉매라인(RL)이 각각 연결되는 수냉 컨덴서(130)를 더 포함한다. And it is disposed between the heat pump system 100 includes electrical component 111 and the radiator 115, and further includes a said cooling line (CL) and the refrigerant line water cooling condenser 130, which is (RL) are connected, respectively.

상기 수냉 컨덴서(130)는 내부에 냉각라인(CL)과 연결되어 냉각수가 순환되고, 차량의 난방, 냉방, 및 제습모드에 따라 전장품(113)으로부터 발생되는 폐열원을 선택적으로 이용해 냉각수의 수온을 변화시킴으로써, 상기 냉매라인(RL)을 통해 유입된 냉매를 냉각수와 열교환시키게 된다. The water cooling condenser 130 is connected to the cooling line (CL) to the inside and cooling water is circulated, an optional temperature of the cooling water using the heat source generated from the electrical component 113, according to the heating, cooling, and dehumidifying mode of the vehicle by changing, to thereby heat the refrigerant flowing through the refrigerant line (RL) and the cooling water.

즉, 상기 수냉 컨덴서(130)는 냉각수를 열교환 매체로 사용하여 냉매와 열교환시키는 수냉식 열교환기로 이루어질 수 있다. That is, the water cooling condenser 130 can be made by using the cooling water as a heat exchange medium water-cooled heat exchanger group for heat exchange with the refrigerant.

이러한 수냉 컨덴서(130)는 내부에 온도센서(미도시)가 장착되며, 상기 온도센서는 유입된 냉각수의 수온과 냉매의 온도를 감지할 수 있다. Such a water-cooled condenser 130 is a temperature sensor (not shown) mounted therein, the temperature sensor may sense the temperature of the water temperature and the coolant inlet of the cooling water.

본 실시예에서, 상기 쿨링수단(110)은 차량의 전면에 구성되어 적어도 하나 이상의 워터펌프(113)를 통해 냉각라인(CL)을 따라 냉각수를 순환시키고, 공급되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각시키는 적어도 하나 이상의 라디에이터(115)와, 상기 라디에이터(115)에 바람을 송풍하도록 상기 라디에이터(115)의 후방에 장착되는 쿨링팬(117)을 포함하여 구성된다. In the present embodiment, the cooling means 110 and circulating cooling water along the cooling line (CL) through the configuration for the front water pump 113, at least one of a vehicle, through a heat exchange between the outside air and the cooling water supply It is configured to include a cooling fan 117 mounted to the rear of the radiator 115 so as to blow the wind to the at least one radiator 115 for cooling the radiator 115.

여기서, 상기 쿨링수단(110)은 제1, 제2 라디에이터(115a, 115b)와 다수개의 밸브를 포함하여 구성되며, 이를 하기에서 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. Here, the cooling means 110 is configured to include a first, a second radiator (115a, 115b) and a plurality of valves will be described in more detail below it as follows.

먼저, 상기 제1 라디에이터(115a)는 상기 수냉 컨덴서(130)에 냉각수를 공급 및 순환시키는 제1 워터펌프(113a)와 제1 냉각라인(C.L1)을 통하여 연결된다. First, the first radiator (115a) are connected through a first water pump (113a) and a first cooling line (C.L1) for feeding and circulating cooling water to the water cooling condenser (130).

본 실시예에서, 상기 제2 라디에이터(115b)는 전장품(111)과 수냉 컨덴서(130)에 냉각수를 공급 및 순환시키는 제2 워터펌프(113b)와 제2 냉각라인(C.L2)을 통해 연결된다. In the present embodiment, the second radiator (115b) is connected via a second water pump (113b) and the second cooling lines (C.L2) for feeding and circulating cooling water to the electrical component 111 and the water-cooled condenser 130 do.

그리고 상기 각 밸브는 적어도 하나 이상으로 구성되며, 상기 전장품(111)과 수냉 컨덴서(130)의 사이에서 상기 각 냉각라인(C.L1, C.L2) 상에 설치된다. And wherein each valve is mounted on at least one is at least composed of the electrical component wherein the cooling line (C.L1, C.L2) between the 111 and the water cooling condenser (130).

여기서, 상기 밸브는 제1, 제2, 및 제3 밸브(119, 121, 123)로 구성되며, 이를 하기에서 더욱 상세히 설명한다. Here, the valve is composed of first, second and third valves (119, 121, 123), it will be described in more detail below it.

먼저, 상기 제1 밸브(119)는 제1, 제2 라디에이터(115a, 115b)에 각각 연결되는 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)이 분기되는 위치에 설치되어 수냉 컨덴서(130)로부터 배출되는 냉각수를 제1 라디에이터(115a)나 제2 라디에이터(115b)에 선택적으로 공급하도록 제1 냉매라인(C.L1) 또는 제2 냉매라인(C.L2)을 선택적으로 개방시키게 된다. First, the first valve 119 includes first and second radiator (115a, 115b) the first and second cooling line is installed at a position where the branch (C.L1, C.L2) water-cooled condenser connected to each thereby selectively open the first refrigerant line (C.L1) or the second refrigerant line (C.L2), the cooling water discharged from the unit 130 to be selectively supplied to the first radiator (115a) and the second radiator (115b) do.

본 실시예에서, 상기 제2 밸브(121)는 제2 라디에이터(115b)와 제1 밸브(119)의 사이에서 상기 제2 냉매라인(C.L2) 상에 설치되며, 상기 제2 라디에이터(115b)에 냉각수를 유입시키거나, 상기 제2 워터펌프(113b)로 직접 바이패스 시키게 된다. In the present embodiment, the second valve 121 between the radiator of the second (115b) and the first valve 119 is installed on the second refrigerant line (C.L2), said second radiator (115b ) to introduce the cooling water to or thereby the second water pump (by-pass directly to 113b).

그리고 상기 제3 밸브(123)는 전장품(111)과 수냉 컨덴서(130)의 사이에서 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2) 상에 설치된다. And the third valve 123 is provided on the first and second cooling lines (C.L1, C.L2) between the electrical component 111 and the water cooling condenser (130).

여기서, 상기 제1, 제2, 및 제3 밸브(119, 121, 123)는 제1, 제2 라디에이터(115a, 115b)와 수냉 컨덴서(130)의 사이에서 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 선택적으로 연결하여 냉각수를 순환시키는 3-Way 밸브로 이루어질 수 있다. Here, the first, second and third valves (119, 121, 123) has a first, a second radiator (115a, 115b) and the first and second cooling line between the water cooling condenser (130) (C and selectively fixed to the .L1, C.L2) may be formed of a 3-Way valve to circulate the cooling water.

이와 같이 구성되는 쿨링수단(110)은 상기 제1 밸브(119)와 제2 밸브(121)의 사이에서 제2 냉각라인(C.L2)에 연결되어 제2 라디에이터(115b)의 통과 없이 전장품(111)으로 냉각수를 바이패스 시키는 바이패스 라인(125)을 더 포함하여 구성된다. The cooling means 110 is configured as being connected to the second cooling lines (C.L2) between the first valve 119 and second valve 121, the electrical component without passing through the second radiator (115b) ( the cooling water to 111) further includes a bypass line 125 to by-pass.

상기 바이패스 라인(125)에는 차량의 난방, 제습, 냉방, 및 전장품 냉각모드에 따라 수냉 컨덴서(130)를 통과한 냉각수를 전장품(111)으로 선택적으로 공급하는 제4 밸브(127)가 장착된다. A fourth valve 127 for selectively supplying to the bypass line 125, the electrical component 111, the cooling water passing through the water cooling condenser 130 according to the heating, dehumidifying, cooling, and electrical component cooling mode of the vehicle is mounted .

여기서, 상기 제4 밸브(127)는 바이패스 라인(125)를 선택적으로 개폐시키는 2-Way 밸브로 이루어 질 수 있다. Here, the fourth valve 127 may be done in 2-Way valve for selectively opening and closing the by-pass line 125.

즉, 상기 바이패스 라인(125)은 전장품(111)의 폐열원이 요구될 경우에 제2 냉각라인(C.L2)을 따라 제2 라디에이터(115b)로 냉각수가 유입되는 것을 방지함으로써, 냉각수의 냉각을 최소화시킨 상태로 순환시켜 상기 수냉 컨덴서(130)에 공급하게 된다. That is, by preventing the bypass line 125 to the second cooling water radiator (115b), the waste heat source is in a second cooling lines (C.L2) when the electrical component is required (111) flows, the cooling water circulated in a state in which minimal cooling is supplied to the water cooling condenser (130).

이에 따라, 상기 수냉 컨덴서(130)는 상기 바이패스 라인(125)을 통하여 온도가 상승된 상태로 유입되는 냉각수와 냉매를 열교환시켜 냉매의 온도를 더욱 상승시킬 수 있으며, 전체적인 히트펌프 시스템(100)에서 난방모드의 효율을 향상시키게 된다. Accordingly, the water cooling condenser 130 by heat exchange the coolant and the refrigerant temperature flowing into the elevated state through the bypass line 125, and can further increase the temperature of the refrigerant, the entire heat pump system 100 in, thereby improving the efficiency of the heating mode.

그리고 상기 에어컨 수단(150)은 HVAC 모듈(Heating, Ventilation, and Air Conditioning : 151), 압축기(161), 어큐뮬레이터(163), 제1, 제2 냉매밸브(165, 169), 및 제1, 제2 팽창밸브(167, 171)로 구성되며, 이를 각 구성별로 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다. And the air conditioning unit 150 is HVAC module (Heating, Ventilation, and Air Conditioning: 151), compressor 161, accumulator 163, the first, second refrigerant valve (165, 169), and first, second 2 consists of an expansion valve (167, 171), when it will be described in more detail for each configured as follows.

먼저, 상기 HVAC 모듈(151)은 통과되는 공기를 냉각시키는 증발기(157)와, 상기 증발기(157)를 통과한 공기를 가열시키는 내부응축기(153)를 포함하며 차량의 난방, 제습, 및 냉방모드에 따라 상기 증발기(157)를 통과한 외기가 내부응축기(153)와 PTC 히터(155)로 유입되도록 선택적으로 조절하는 개폐도어(159)가 내부에 구비된다. First, the HVAC module 151 is to cool the air which passes through evaporator 157, and includes an inner condenser 153 for heating the air passed through the evaporator 157 and heating, dehumidification of the vehicle, and the cooling mode, opening and closing door 159 to the outdoor air passing through the evaporator 157 is selectively controlled so as to be introduced into the condenser 153 and the PTC heater 155 is provided inside according to.

즉, 상기 개폐도어(159)는 차량의 난방 시, 상기 증발기(157)를 통과한 외기가 내부응축기(153)와 PCT 히터(155)로 유입되도록 개방되고, 냉방 시에는 상기 증발기(157)를 통과하면서 냉각된 외기가 차량 내부로 바로 유입되도록 내부응축기(153)와 PCT 히터(155) 측을 폐쇄하게 된다. That is, the opening and closing door 159 is a heater when the evaporator 157, the evaporator 157 has an outside air is opened so that flows into the condenser 153 and the PCT heater 155, a cooling passage for a vehicle the air cooled while passing through is close to the inner condenser 153 and the PCT heater 155 side to be directly introduced into the vehicle.

본 실시예에서, 상기 압축기(161)는 상기 증발기(157)와 냉매라인(RL)을 통해 연결되며, 기체 상태의 냉매를 압축시키게 된다. In this embodiment, the compressor 161 is connected via the evaporator 157 and the refrigerant line (RL), thereby compressing the refrigerant in a gaseous state.

그리고 상기 어큐뮬레이터(163)는 상기 압축기(161)와 증발기(157) 사이에서 냉매라인(RL) 상에 구비되며, 상기 압축기(161)로 기체냉매만 공급하도록 내부에 액체냉매를 저장 후, 저장된 액체냉매를 기화시켜 다시 압축기(161)로 기체냉매를 공급하여 압축기(161)의 효율 및 내구성을 향상시키게 된다. And after storing the liquid refrigerant inside the accumulator 163 is to supply only the gaseous refrigerant to the compressor 161 and between the evaporator 157 is provided on the refrigerant line (RL), the compressor 161, the liquid stored vaporizing the refrigerant again by supplying gas refrigerant to the compressor 161 to thereby improve the efficiency and durability of the compressor (161).

본 실시예에서, 상기 제1 냉매밸브(165)는 상기 압축기(161)로부터 배출되는 냉매를 차량의 모드에 따라 상기 내부응축기(153)에 선택적으로 공급하게 된다. In this embodiment, the first refrigerant valve 165 is selectively supplied to the inner condenser 153 along the refrigerant discharged from the compressor 161 to the mode of the vehicle.

상기 제1 팽창밸브(171)는 상기 내부응축기(153)를 통과한 냉매를 냉매라인(RL)을 통해 공급받아 팽창시키게 된다. It said first expansion valve 171 is thereby inflated when supplied to the refrigerant passing through the internal condenser 153 via a refrigerant line (RL).

여기서, 상기 압축기(161)와 제1 냉매밸브(165)의 사이에서 상기 냉매라인(RL) 상에는 압력센서(175)가 장착되어 상기 압축기(161)로부터 압축된 상태로 배출되는 냉매의 압력을 감지하게 된다. Here, between the compressor 161 and the first refrigerant valve 165 is equipped with a pressure sensor 175 is formed on the refrigerant line (RL) detecting a pressure of the refrigerant discharged from the compression from the compressor (161) It is.

상기 제2 냉매밸브(169)는 상기 제1 팽창밸브(167)를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서(130)를 통과하면서 열교환된 냉매를 상기 증발기(157)로 공급하거나 어큐뮬레이터(163)로 공급하게 된다. The second refrigerant valve 169 is in the expanded state through the first expansion valve 167, a heat exchange refrigerant while passing through the water cooling condenser 130 to the evaporator 157 is supplied, or the accumulator 163 to the It is supplied.

그리고 상기 제2 팽창밸브(171)는 상기 증발기(157)와 제2 냉매밸브(169) 사이에 구비되며, 상기 제2 냉매밸브(169)의 개폐를 통해 유입되는 냉매를 팽창시켜 상기 증발기(157)로 공급하게 된다. And the second expansion valve 171 is provided between the evaporator 157 and a second refrigerant valve 169, by expanding the refrigerant flowing through the opening and closing of the second refrigerant valve 169. The evaporator (157 ) it is fed to.

여기서, 상기 제1 냉매밸브(165)는 냉매를 내부응축기(153)나 수냉 컨덴서(130)로 선택적으로 공급하고, 제2 냉매밸브(167)는 냉매를 어큐뮬레이터(163)나 제2 팽창밸브(171)로 공급하도록 상기 냉매라인(RL)을 선택적으로 개폐하여 연결시키는 3-way 밸브로 이루어질 수 있다. Here, the first refrigerant valve 165 is selectively supplying a refrigerant into the condenser 153 and the water-cooled condenser 130, and a second refrigerant valve 167 to the refrigerant accumulator 163 and the second expansion valve ( to supply to 171) it may be formed of a 3-way valve that selectively opens and closes the connection to the refrigerant line (RL).

상기와 같은 구성을 갖는 상기 쿨링수단(110)과 에어컨 수단(150)은 각각 제어기(180)와 연결되며, 상기 제어기(180)의 제어신호에 의해 작동된다. The cooling means 110 and the air conditioning means 150 has a configuration as described above is connected to each controller 180, is operated by the control signal of the controller 180.

즉, 상기 제어기(180)는 사용자의 선택에 의한 차량의 난방모드, 제습모드, 및 냉방모드와, 상기 수냉 컨덴서(130)의 온도센서로부터 출력된 신호에 따라 상기 쿨링수단(110)의 쿨링팬(117)과 제1, 제2 워터펌프(113)를 제어하게 된다. That is, the controller 180 may be a cooling fan of the cooling unit 110 in accordance with a signal output from the temperature sensor in the heating mode, a dehumidifying mode and the cooling mode, and the water-cooled condenser 130 of the vehicle by the user's selection is controlled to 117 and the first and second water pump (113).

또한, 상기 제어기(180)는 차량의 모드에 따라 상기 에어컨 수단(150)에서 HVAC 모듈(151)의 개폐도어(159)의 개폐작동을 제어하는 동시에, 제1, 및 제2 냉매밸브(165, 169)의 개폐작동을 제어하고, 상기 제1, 제2 팽창밸브(167, 171)를 제어하여 냉매의 팽창량을 제어하게 된다. In addition, the controller 180 is adapted to control the opening and closing operation of the opening and closing door 159 of the HVAC module 151 in the air conditioner unit 150 in response to the mode of the vehicle, a first and a second refrigerant valve (165, control the open and close operation 169) and, by controlling the first, the second expansion valve (167, 171) is controlling the expansion amount of the refrigerant.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히터펌프 시스템의 작동 및 제어방법을 도 2 내지 도 10을 통하여 구체적으로 설명한다. Hereinafter, the operation and control method for a vehicle heater pump system according to an embodiment of the present invention constituted as described above is also specifically via a 2 to 10.

도 2 내지 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 각 난방모드 작동 상태도이고, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 제습모드 작동 상태도이며, 도 8 내지 도 9는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 각 냉방모드 작동 상태도이고, 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 전장품 냉각모드 작동 상태도이다. 2 to 6, and each heating mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the invention, Figure 7 is a dehumidification mode operation state diagram of a vehicle heat pump system according to an embodiment of the invention, Fig. 8 through Fig. 9 is a state diagram of a vehicle each of the cooling mode operation of heat pump system according to an embodiment of the invention, Figure 10 is a state diagram of a vehicle electrical component cooling operation mode, the heat pump system according to an embodiment of the present invention.

여기서, 히트펌스 시스템(100)의 난방모드, 제습모드, 및 냉방모드와 전장품 냉각모드는 사용자의 선택 또는 자동 조절에 따라 작동될 수 있다. Here, the heating mode, a dehumidifying mode and the cooling mode and the cooling mode, the electrical component of the heat peomseu system 100 may be operated according to a user's selection or automatically controlled.

먼저, 히트펌프 시스템(100)의 난방모드 시, 작동 및 제어방법을 도 2 내지 도 6을 참조하여 설명한다. First, will be described with reference to Figure 2 to Figure 6 during the heating mode, the operation and control method of the heat pump system 100.

도면을 참조하면, 난방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 상기 제어기(180)가 외부의 온도와 전장품을 통과한 냉각수의 온도, 및 차량의 상태를 판단하여 상기 각 밸브(119, 121, 123)의 선택적인 작동을 통해 상기 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 통해 선택적으로 수냉 컨덴서(130)에 냉각수를 공급하게 된다. Referring to the figures, the cooling means 110, the controller 180, the temperature of the passing through of the outside temperature and the electrical component cooling water, and to determine the state of the vehicle wherein each valve (119, 121, 123) in the heating mode through a selective operation on the first and second cooling lines (C.L1, C.L2) it is selectively supplied to the cooling water in the water cooling condenser (130).

여기서, 난방모드는 외기의 온도 상태, 차량운행 초기상태, 및 차량의 저온주행 상태에 따라 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 난방모드로 구분되어 상기 쿨링수단(110)의 각 밸브(119, 121, 123)의 개폐 제어를 통해 냉각수의 유동을 조절하게 된다. Here, the heating mode, the first, second, third, fourth, and fifth and separated by a heating mode wherein the cooling means 110 in accordance with the outside air temperature condition, vehicle operation initial state, and the low-temperature running condition of the vehicle through the opening and closing control of each valve (119, 121, 123) will regulate the flow of cooling water.

본 실시예에서, 상기 제1 난방모드는, 도 2에서 도시한 바와 같이, 외기온이 영하일 경우 작동된다. In this embodiment, the first heating mode, and is operated when the outside temperature is below zero, as shown in Figure 2.

이러한 제1 난방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 제1, 제2, 및 제3 밸브(119, 121, 123)가 상기 제2 냉각라인(C.L2)을 통해 냉각수가 순환되도록 작동된다. This first the cooling means 110 in the heating mode is operated so that the first, second, and third cooling water is circulated a valve (119, 121, 123) through the second cooling lines (C.L2).

이에 따라, 냉각수는 상기 제2 워터펌프(113b)의 작동을 통해 제2 냉각라인(C.L2)을 따라 제2 라디에이터(115b)와 전장품(111)을 통과하며, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원을 통해 온도가 상승된 상태로 상기 수냉 컨덴서(130)로 유입된다. Accordingly, the cooling water generated from the second water pump and the second pass through the cooling line along the second radiator (C.L2) (115b) and the electrical component (111) through the operation of (113b), the electrical component (111) the temperature through the heat source is introduced into an elevated state in the water-cooling condenser (130).

이 때, 상기 쿨링팬(117)은 작동이 중지되거나 풍속이 저하됨으로써, 상기 제2 라디에이터(115b)로 유입된 냉각수의 냉각을 지연시키거나 방지하게 된다. At this time, the cooling fan 117 is to operate is stopped or being wind speed decreases, the second delay the cooling of the cooling water flowing into the radiator 2 (115b), or prevented.

이러한 상태에서, 상기 수냉 컨덴서(130)는 상기 냉매라인(RL)을 통해 유입된 냉매와의 열교환을 통해 냉매의 온도를 상승시키게 된다. In this state, the water-cooled condenser 130, thereby raising the temperature of the refrigerant through heat exchange with the refrigerant flowing through the refrigerant line (RL).

여기서, 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수와 냉매의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태, 및 냉매의 압력상태에 따라, 제2 워터펌프(113b)의 유량을 제어하거나 쿨링팬(117)의 풍량을 제어하게 된다. Here, the controller 180 of the temperature condition of the waste heat temperature state, cooling water of a circle generated from a through temperature sensor determines the temperature of the cooling water and the refrigerant, and the electrical component 111 is mounted on a water-cooled condenser 130, the refrigerant according to the pressure state and the second controlling the flow rate of the water pump (113b) is controlled or the air volume of the cooling fan 117.

즉, 상기와 같이 작동되는 쿨링수단(110)은 외기온이 영하 상태인 저온 난방모드 시, 발생할 수 있는 내부응축기(153)의 외부 적상을 방지할 수 있게 된다. That is, the cooling means 110 is operated as described above is able to prevent the outside air temperature is outside dropwise within condenser 153, in sub-zero state during the low temperature heating mode, can occur.

그리고 제1 난방모드에서는 제1 라디에이터(115a)를 사용하지 않고 제2 라디에이터(115b)를 통해 냉각수를 수냉 컨덴서(130)로 공급함으로써, 영하의 온도에서 차량의 주행으로 인한 냉각수의 온도 저하를 방지하여 안정적인 난방성능 확보가 가능해 진다. And a first heating mode, the first radiator without the use of a (115a), the second radiator by supplying the cooling water via (115b) to the water-cooled condenser 130, to prevent a temperature drop of from cooling water to the running of the vehicle in a sub-zero temperature It becomes possible to ensure a stable heating performance.

그리고 상기 에어컨 수단(150)은 수냉 컨덴서(130)의 내부에서 냉각수와의 열교환을 통해 온도가 상승된 냉매를 제2 냉매밸브(169)의 개방을 통해 냉매라인(RL)을 따라 상기 어큐뮬레이터(163)와 압축기(161)를 통과시킨다. And the air conditioning unit 150 is the accumulator (163 the temperature rises, the coolant through an opening of the second coolant valve (169) along the refrigerant line (RL) from the inside through the heat exchange with the cooling water of the water-cooled condenser 130 ) and passed through a compressor 161.

이에 따라, 냉매는 상기 압축기(161)를 통과하면서 고온 고압 상태의 기체냉매로 압축된 상태로, 상기 내부응축기(153)와 연결된 냉매라인(RL)이 제1 냉매밸브(165)에 의해 개방되어 내부응축기(153)로 유입된다. Accordingly, the refrigerant is opened by a compressed state into a gas refrigerant of high temperature and high pressure state while passing through the compressor 161, the inner condenser 153 and the associated refrigerant line (RL) a first refrigerant valve 165 It is introduced into the condenser 153.

여기서, 상기 압축기(161)와 제1 냉매밸브(165)의 사이에서 상기 냉매라인(RL) 상에 장착된 압력센서(175)는 상기 압축기(161)로부터 배출되는 냉매의 압력을 측정하여 상기 제어기(180)로 그 측정값을 출력하게 된다. Here, the compressor 161 and the pressure sensor 175, the controller measures the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 161 is mounted between the first refrigerant valve 165 on the refrigerant line (RL) and it outputs the measured value to 180. the

상기 제어기(180)는 상기 압력센서(175)로부터 출력된 측정값에 따라 냉매의 압력을 판단하고, 요구된 차량 상태에 따라 상기 제1 냉매밸브(165)의 개도량을 조절하게 된다. The controller 180 of the pressure determines the pressure of the coolant according to the measured value output from the sensor 175, thereby controlling the dog caliber of the first refrigerant valve 165 in accordance with the vehicle conditions as required.

상기 내부응축기(153)를 통과한 냉매는 상기 제1 팽창밸브(167)를 통해 팽창된 상태로 상기 냉매라인(RL)을 따라 이동되고, 상기 제2 냉매밸브(169)의 작동에 의해 상기 수냉 컨덴서(130)로 유입되고, 전술한 바와 같은 작동의 반복을 통해 상기 냉매라인(RL)을 따라 순환하게 된다. Refrigerant having passed through the internal condenser 153 is first expanded and moved along said refrigerant line (RL), the valve (167) in the expanded state through the water-cooling by the operation of the second refrigerant valve (169) It flows into the condenser 130, and is circulated along the refrigerant line (RL) through the repetition of the operation as described above.

여기서, 상기 제어기(180)는 고온 고압 상태의 기체냉매가 상기 내부응축기(153)로 공급되면, 외부로부터 상기 HVAC 모듈(151)의 증발기(157)를 통과한 외기가 상기 내부응축기(153)를 통과하도록 상기 개폐도어(159)를 개방시키게 된다. Here, the controller 180 when the gas refrigerant of high temperature and high pressure state supplied to the inner condenser 153, the outdoor air is the inner condenser 153, passed through the evaporator 157 of the HVAC module 151 from the outside thereby opening the opening and closing door 159 to pass through.

이에 따라, 외부로부터 유입된 외기는 냉매가 공급되지 않은 증발기(157)를 통과 시, 냉각되지 않은 실온 상태로 유입되고, 상기 내부응축기(153)를 통과하면서 고온상태로 변환되어 상기 PTC 히터(155)의 선택적인 작동과 함께 차량 실내로 공급됨으로써, 난방이 이루어지게 된다. Accordingly, when the outside air flowing in from the outside passes through the evaporator 157 is not the refrigerant is supplied, flows into the non-cooling room temperature, is while passing through the inside condenser 153, it converted into a high temperature state in which the PTC heaters (155 ) being supplied to the vehicle cabin with a selective operation, becomes heated is taken.

본 실시예에서, 상기 제2 난방모드는, 도 3에서 도시한 바와 같이, 외기온이 영상이고, 상기 전장품(130)의 온도가 낮아 냉각이 필요 없는 조건일 경우 작동된다. In the present embodiment, the second heating mode, the operation when, outside temperature and this image, the absence, the temperature of the electrical component 130 requires less cooling, as shown in FIG.

이러한 제2 난방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 제1 밸브(119)와 제3 밸브(123)가 상기 제1 냉각라인(C.L1)을 통해 냉각수가 순환되도록 작동된다. This second the cooling means 110 in the heating mode is operated so that the first valve 119 and third valve 123, the cooling water is circulated through the first cooling lines (C.L1).

이에 따라, 냉각수는 상기 제1 워터펌프(113a)의 작동을 통해 상기 제1 라디에이터(115a)를 통과하면서 외기열원과의 열교환된 냉각수가 수냉 컨덴서(130)로 유입된다. Accordingly, the cooling water while passing through the first radiator (115a) through the operation of the first water pump (113a), the cooling water heat-exchanged with the outdoor air flows into the water-cooled condenser ten won 130.

이 때, 상기 쿨링팬(117)은 작동이 중지되거나 풍속이 저하됨으로써, 상기 제1 라디에이터(115a)로 유입된 냉각수의 냉각을 지연시키거나 방지하게 된다. At this time, the cooling fan 117 is to operate is stopped or being wind speed decreases, the second delay the cooling of the cooling water flows into the radiator 1 (115a) or prevented.

이러한 상태에서, 상기 수냉 컨덴서(130)는 상기 냉매라인(RL)을 통해 유입된 냉매와의 열교환을 통해 냉매의 온도를 상승시키게 된다. In this state, the water-cooled condenser 130, thereby raising the temperature of the refrigerant through heat exchange with the refrigerant flowing through the refrigerant line (RL).

여기서, 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수와 냉매의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태, 및 냉매의 압력상태에 따라, 제1 워터펌프(113a)의 유량을 제어하거나 쿨링팬(117)의 풍량을 제어하게 된다. Here, the controller 180 of the temperature condition of the waste heat temperature state, cooling water of a circle generated from a through temperature sensor determines the temperature of the cooling water and the refrigerant, and the electrical component 111 is mounted on a water-cooled condenser 130, the refrigerant depending on the pressure conditions, controlling the flow rate of the first water pump (113a) is controlled or the air volume of the cooling fan 117.

즉, 상기와 같이 작동되는 쿨링수단(110)은 외기온이 저온 영상이고, 전장품(111)의 쿨링회로 동작이 불필요한 조건에서 영상의 외기로부터 난방에 필요한 열원을 공급받는 대신에 전체 시스템 저항이 큰 전장품(111)의 쿨링회로를 가동하지 않게 되므로, 제2 워터펌프(113b)의 소모동력을 최소화하여 시스템 효율을 향상시킬 수 있다. That is, the cooling means 110 is operated as mentioned above is the temperature of outside air is low-temperature image, and the electrical component 111 in an undesired condition cooling circuit operation from the outside of the image, instead of being supplied a heat source required for heating the entire system resistance large electrical component of since not operate the cooling circuit (111), the can 2 by minimizing the power consumption of the water pump (113b), improving system efficiency.

또한, 저온 난방모드인 제2 난방모드에서 내부응축기(153)의 외부 적상을 방지할 수 있게 된다. Further, it is possible to prevent the external dropwise inside the condenser 153 at a low temperature heating mode in the second heating mode.

그리고 제2 난방모드에서 상기 에어컨 수단(150)은 전술한 제1 난방모드에서의 에어컨 수단(150)과 동일하게 작동하므로, 이하 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. And second, because the air conditioning means 150 in the heating mode functions the same as the air conditioning unit 150 in the aforementioned first heating mode, the following more detailed description will be omitted.

본 실시예에서, 상기 제3 난방모드는, 도 4에서 도시한 바와 같이, 외기열원과 상기 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원을 동시에 사용해야 할 경우 작동된다. In this embodiment, the third heating mode is operated if, to use the waste heat source generated from the outside air heat source and the electrical component (111) at the same time as shown in FIG.

이러한 제3 난방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 제1, 제2, 제3 밸브(119, 121, 123)가 상기 제1 냉각라인(C.L1)과 제2 냉각라인(C.L2)을 통해 각각 순환되도록 작동된다. This third the cooling means 110 in the heating mode, the first, second and third valves (119, 121, 123) is said first cooling line (C.L1) and second cooling lines (C.L2) the operation is such that each cycle through.

이에 따라, 냉각수는 상기 제1 워터펌프(113a)의 작동을 통해 제1 라디에이터(115a)를 통과하면서 외기열원과 열교환되고, 제2 워터펌프(113b)의 작동을 통해 제2 라디에이터(115b)와 전장품(111)을 통과하면서 전장품(111)의 폐열원과 열교환된 상태로 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 통해 상기 수냉 컨덴서(130)로 동시에 유입된다. Accordingly, the cooling water of the first through the operation of the water pump (113a) and the heat exchange with the outside air ten won while passing through the first radiator (115a), the second water pump second radiator (115b) through the operation of (113b) and while passing through the electrical component 111 and flows into the heat source in a state the first and second cooling lines (C.L1, C.L2) the water-cooled condenser 130 through the heat exchange relation with the electrical component (111) at the same time.

이 때, 상기 쿨링팬(117)은 작동이 중지되거나 풍속이 저하됨으로써, 상기 제1, 제2 라디에이터(115a, 115b)로 유입된 냉각수의 냉각을 지연시키거나 방지하게 된다. At this time, the cooling fan 117 is to operate is stopped or being wind speed decreases, the first and second radiators to delay the cooling of the cooling water flows into (115a, 115b) or prevented.

이러한 상태에서, 상기 수냉 컨덴서(130)는 상기 냉매라인(RL)을 통해 유입된 냉매와의 열교환을 통해 냉매의 온도를 상승시키게 된다. In this state, the water-cooled condenser 130, thereby raising the temperature of the refrigerant through heat exchange with the refrigerant flowing through the refrigerant line (RL).

여기서, 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수와 냉매의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태, 및 냉매의 압력상태에 따라, 제1 워터펌프(113a)의 유량을 제어하거나 쿨링팬(117)의 풍량을 제어하게 된다. Here, the controller 180 of the temperature condition of the waste heat temperature state, cooling water of a circle generated from a through temperature sensor determines the temperature of the cooling water and the refrigerant, and the electrical component 111 is mounted on a water-cooled condenser 130, the refrigerant depending on the pressure conditions, controlling the flow rate of the first water pump (113a) is controlled or the air volume of the cooling fan 117.

즉, 상기와 같이 작동되는 쿨링수단(110)은 외기열원과 전장품(111)의 폐열원이 동시에 필요한 조건에서 제1 라디에이터(115a)와 제2 라디에이터(115b)를 이용해 냉각수를 순환시키게 된다. That is, the cooling means 110 is operated as described above is recycled for cooling water using the radiator in the first condition is a waste heat source of the outdoor air heat source and the electrical component 111 is required at the same time (115a) and a second radiator (115b).

이에 따라, 상기 수냉 컨덴서(130)는 외기열원과 폐열원을 통해 온도가 상승된 냉각수를 공급받아 냉매와 열교환시키게 됨으로써, 히트펌프 시스템(100)의 전체적인 난방성능 및 효율이 증대된다. Accordingly, the water cooling condenser 130 has the overall thermal performance and efficiency of the heat exchange with the refrigerant being thereby, the heat pump system 100 is receiving increasing temperature is supplied to the cooling water rises through the air heat source and the heat source.

또한, 외기열원과 폐열원을 통해 온도가 상승된 냉각수가 냉매와 열교환됨으로써, 냉매의 온도가 상승된 상태로, 어큐뮬레이터(163)와 압축기(161)를 통과하여 내부응축기(153)로 공급됨으로써, 내부응축기(153)의 외부 적상을 방지할 수 있게 된다. Further, by being whereby the temperature increases the cooling water refrigerant and a heat exchange through the air heat source and the heat source, the temperature of the refrigerant to an elevated state, passes through the accumulator 163 and the compressor 161 is supplied to the condenser 153, it is possible to prevent the external dropwise inside the condenser (153).

그리고 제3 난방모드에서 상기 에어컨 수단(150)은 전술한 제1 난방모드에서의 에어컨 수단(150)과 동일하게 작동하므로, 이하 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. And third, because the air conditioning means 150 in the heating mode functions the same as the air conditioning unit 150 in the aforementioned first heating mode, the following more detailed description will be omitted.

본 실시예에서, 상기 제4 난방모드는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 외부의 온도가 극저온 상태의 차량 운행 초기 상태일 경우 작동된다. In this embodiment, the fourth heating mode is operated when, one of the external temperature of the cryogenic state vehicle operation initial state as shown in FIG.

이러한 제4 난방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 제1, 제2, 및 제3 밸브(119, 121, 123)가 모두 폐쇄되어 상기 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 통해 냉각수가 순환되는 것을 방지하게 된다. These claim wherein the cooling means 110 in the fourth heating mode, the first, second and third valves (119, 121, 123) are both closed the first and second cooling lines (C.L1, C.L2 ) it is prevented from being circulated through the cooling water.

이에 따라, 상기 제1 워터펌프(113a)와 제2 워터펌프(113b)는 작동이 중지되며, 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 냉각수를 순환시키지 않아 상기 수냉 컨덴서(130)로 냉각수가 유입되는 것을 방지하게 된다. Accordingly, the first water pump (113a) and a second water pump (113b) is operating is stopped and the first, second, does not let water circulating through the cooling line the cooling water flows into the water cooling condenser (130) that is prevented.

이 때, 상기 쿨링팬(117)은 상기 제어기(180)에 의해 작동이 중지된 상태를 유지하여 전원 사용량이 감소된다. At this time, the cooling fan 117, the power consumption is reduced by maintaining a state in which the operation is stopped by the controller 180.

이러한 상태에서, 상기 수냉 컨덴서(130)는 상기 냉매라인(RL)을 통해 냉매만 통과시킴으로써, 냉각수와의 열교환은 이루어지지 않게 됨으로써, 극저온 상태에서 수온이 낮은 냉각수와의 열교환을 방지할 수 있어 열교환을 통해 냉매의 온도가 저하되는 것을 방지하게 된다. In this state, the water-cooled condenser 130 heat exchange it is possible to prevent heat exchange with thereby by passing only the refrigerant through the refrigerant line (RL), the heat exchange relationship with cooling water is not made, the low temperature cooling water in the cryogenic state to thereby prevent the temperature of the refrigerant degradations.

즉, 제4 난방모드는 상기와 같이 냉각수의 순환이 방지되어 작동이 중지된 쿨링수단(110)에 의해 냉각수의 열원공급이 없고, 냉매의 압력 및 유량이 낮게 제어하여 난방성능을 확보하게 된다. That is, the fourth heating mode, the circulation of the cooling water is prevented without a heat source supply of the cooling water by the cooling means 110, the operation is stopped as described above, the pressure and flow rate of the refrigerant low control will ensure the heating performance.

또한, 제4 난방모드는 극저온 상태에서 온도가 낮은 냉각수와 냉매의 열교환을 방지하여 냉매의 온도 저하를 방지함으로써, 내부응축기(153)의 외부 적상을 방지할 수 있게 된다. Furthermore, the fourth heating mode by preventing the temperature of the heat exchange of the low coolant and the refrigerant in a cryogenic state to prevent a temperature drop of the coolant, it is possible to prevent the external dropwise inside the condenser (153).

그리고 제4 난방모드에서 상기 에어컨 수단(150)은 전술한 제1 난방모드에서의 에어컨 수단(150)과 동일하게 작동하므로, 이하 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. And fourth, because the air conditioning means 150 in the heating mode functions the same as the air conditioning unit 150 in the aforementioned first heating mode, the following more detailed description will be omitted.

본 실시예에서, 상기 제5 난방모드는, 도 6에서 도시한 바와 같이, 차량의 저온운행 상태일 경우 작동된다. In this embodiment, the fifth heating mode, as shown in Figure 6, the operation when the low-temperature driving conditions of the vehicle.

이러한 제5 난방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 제1, 및 제3 밸브(119, 123)가 제2 냉각라인(C.L2)을 통해 냉각수가 순환되도록 작동된다. This fifth the cooling means 110 in the heating mode is operated so that cooling water is circulated through the first and third valves (119, 123) and the second cooling lines (C.L2).

이에 따라, 냉각수는 상기 제2 워터펌프(113b)의 작동을 통해 상기 제2 냉각라인(C.L2)을 따라 순환된다. In this way, cooling water is circulated along the second cooling lines (C.L2) through the operation of the second water pump (113b).

여기서, 냉각수는 제2 밸브(121)의 작동을 통해 제2 라디에이터(115b)로 유입되는 것이 방지된 상태로, 전장품(111)으로 바이패스됨에 따라, 상기 전장품(111)의 폐열원과의 열교환을 통해 온도가 상승된 냉각수가 수냉 컨덴서(130)로 유입된다. Here, the cooling water of the second heat exchange with the heat source of the valve to the prevention state is 121, the result of the action of flowing into the second radiator (115b), as the by-pass to the electrical component (111), wherein the electrical component (111) the temperature is elevated cooling water flows into the water cooling condenser 130 through.

이 때, 상기 쿨링팬(117)은 상기 제어기(180)에 의해 작동이 중지된 상태를 유지하여 전원 사용량이 감소된다. At this time, the cooling fan 117, the power consumption is reduced by maintaining a state in which the operation is stopped by the controller 180.

이러한 상태에서, 상기 수냉 컨덴서(130)는 상기 냉매라인(RL)을 통해 유입된 냉매와의 열교환을 통해 냉매의 온도를 상승시키게 된다. In this state, the water-cooled condenser 130, thereby raising the temperature of the refrigerant through heat exchange with the refrigerant flowing through the refrigerant line (RL).

여기서, 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수와 냉매의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태, 및 냉매의 압력상태에 따라, 제2 워터펌프(113a)의 유량을 제어하게 된다. Here, the controller 180 of the temperature condition of the waste heat temperature state, cooling water of a circle generated from a through temperature sensor determines the temperature of the cooling water and the refrigerant, and the electrical component 111 is mounted on a water-cooled condenser 130, the refrigerant depending on the pressure, thereby controlling the flow rate of the second water pump (113a).

즉, 상기와 같이 작동되는 쿨링수단(110)은 저온 주행에서 전장품(111)의 폐열을 활용하여 냉각수의 온도를 높인 상태로 수냉 컨덴서(130)로 유입시키게 된다. That is, the cooling means 110 is operated as described above, thereby the state by utilizing the waste heat of the electrical component 111 is traveling at a low temperature, increase the temperature of the cooling water flows into the water cooling condenser (130).

이에 따라, 상기 수냉 컨덴서(130)는 전장품(111)의 폐열원을 통해 온도가 상승된 냉각수를 공급받아 냉매와 열교환시키게 됨으로써, 히트펌프 시스템(100)의 전체적인 난방성능 및 효율이 향상된다. Accordingly, the water cooling condenser 130 has the overall thermal performance and efficiency of the heat exchange with the refrigerant being thereby, the heat pump system 100 is improved take temperature is supplied to the cooling water rises through a heat source of the electrical component (111).

그리고 제5 난방모드에서 상기 에어컨 수단(150)은 전술한 제1 난방모드에서의 에어컨 수단(150)과 동일하게 작동하므로, 이하 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. And fifth, because the air conditioning means 150 in the heating mode functions the same as the air conditioning unit 150 in the aforementioned first heating mode, the following more detailed description will be omitted.

한편, 본 실시예에서, 상기 히트펌프 시스템(100)의 제습모드 시, 작동 및 제어방법을 도 7을 참조하여 설명한다. On the other hand, in this embodiment, it will be described by the dehumidification mode, the operation and control method of the heat pump system 100 with reference to FIG.

먼저, 상기 제습모드에서 상기 쿨링수단(110)은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 제어기(180)에 의해 쿨링팬(117)이 작동하여 제2 냉각라인(C.L2)을 따라 제2 라디에이터(115b)로 유입된 냉각수를 냉각시키게 된다. First, according to the controller 180, the second cooling lines (C.L2) by cooling fan 117 is operated by, as shown in Figure 7 the cooling means 110, in the dehumidification mode, the second to thereby cool the cooling water flowing into the radiator (115b).

이러한 상태에서, 냉각된 냉각수는 상기 제2 워터펌프(113b)의 작동을 통해 상기 제2 냉각라인(C.L2)을 따라 순환되어 전장품(111)을 냉각시키면서 수냉 컨덴서(130)로 유입되고, 수냉 컨덴서(130)로 유입된 저온의 냉각수와의 열교환을 통해 냉매의 온도를 낮추게 된다. In this state, the cooling water is circulated along the second cooling lines (C.L2) through the operation of the second water pump (113b) while cooling the electrical component (111) flows into the water-cooled condenser 130, through heat exchange with a low temperature flows into the water-cooled condenser 130, the cooling water lowers the temperature of the refrigerant.

이 때, 상기 제1 밸브(119)는 냉각수가 제1 냉각라인(C.L1)으로 유입되지 않도록 제1 냉각라인(C.L1)을 폐쇄시키게 된다. At this time, the first valve 119 is closed, thereby cooling the first cooling lines from being introduced into (C.L1) first cooling lines (C.L1).

여기서, 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수와 냉매의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태, 및 냉매의 압력상태에 따라, 제2 워터펌프(113b)의 유량을 제어하거나 쿨링팬(117)의 풍량을 제어하게 된다. Here, the controller 180 of the temperature condition of the waste heat temperature state, cooling water of a circle generated from a through temperature sensor determines the temperature of the cooling water and the refrigerant, and the electrical component 111 is mounted on a water-cooled condenser 130, the refrigerant according to the pressure state and the second controlling the flow rate of the water pump (113b) is controlled or the air volume of the cooling fan 117.

그리고 상기 에어컨 수단(150)은 상기 수냉 컨덴서(130)를 통과하면서 저온상태의 냉각수와의 열교환을 통해 냉각된 저온의 냉매를 상기 HVAC 모듈(151)의 증발기(157)와 연결된 제2 팽창밸브(173)로 유입되도록 제2 냉매밸브(169)의 작동을 통해 냉매라인(RL)을 개방하게 된다. And a second expansion valve connected to the air conditioning unit 150 is an evaporator 157 of the water cooling condenser 130, a low temperature coolant and the HVAC module 151, the refrigerant in the cooled low temperature through the heat of the passing through the ( so that the inlet 173) over the operation of the second refrigerant valve 169 is open the refrigerant line (RL).

그러면, 상기 제2 팽창밸브(173)로 유입된 저온의 냉매는 팽창된 상태로, 상기 냉매라인(RL)을 따라 상기 증발기(157)로 공급된다. Then, the second refrigerant of a low temperature flows into the expansion valve 173, is supplied to the expanded state, to the evaporator 157 along the refrigerant line (RL).

그런 후, 냉매는 상기 증발기(157)에서 외기와의 열교환을 통해 증발되고, 상기 냉매라인(RL)을 따라, 상기 어큐뮬레이터(163)와 압축기(161)를 통과하면서 고온 고압 상태의 기체냉매로 압축된다. Then, the refrigerant is evaporated by the heat of the outdoor air in the evaporator 157, the refrigerant passes through the line (RL), the accumulator 163 and the compressor 161 in accordance with the compressed gas refrigerant of high temperature and high pressure conditions do.

압축된 기체냉매는 상기 내부응축기(153)와 연결된 냉매라인(RL)이 제1 냉매밸브(165)에 의해 개방되어 상기 내부응축기(153)로 공급된다. The compressed refrigerant gas is a refrigerant line (RL) connected to the inner condenser 153 is opened by the first refrigerant valve 165 is supplied to the inner condenser 153.

여기서, 상기 압축기(161)와 제1 냉매밸브(165)의 사이에서 상기 냉매라인(RL) 상에 장착된 압력센서(175)는 상기 압축기(161)로부터 배출되는 냉매의 압력을 측정하여 상기 제어기(180)로 그 측정값을 출력하게 된다. Here, the compressor 161 and the pressure sensor 175, the controller measures the pressure of the refrigerant discharged from the compressor 161 is mounted between the first refrigerant valve 165 on the refrigerant line (RL) and it outputs the measured value to 180. the

상기 제어기(180)는 상기 압력센서(175)로부터 출력된 측정값에 따라 냉매의 압력을 판단하고, 요구된 차량 상태에 따라 상기 제1 냉매밸브(165)의 개도량을 조절하게 된다. The controller 180 of the pressure determines the pressure of the coolant according to the measured value output from the sensor 175, thereby controlling the dog caliber of the first refrigerant valve 165 in accordance with the vehicle conditions as required.

그리고 상기 내부응축기(153)를 통과한 냉매는 상기 제1 팽창밸브(167)를 통해 팽창된 상태로, 수냉 컨덴서(130)와 연결된 냉매라인(RL)을 따라 수냉 컨덴서(130)로 유입되고, 전술한 바와 같은 작동을 반복 수행하면서 상기 냉매라인(RL)을 따라 순환하게 된다. And flows into the refrigerant of the first expansion valve 167, the water cooling condenser (130) to an expanded state, in accordance with the refrigerant line (RL) associated with a water-cooled condenser 130 through passing through the inner condenser 153, while repeatedly performing the operation as described above is circulated along the refrigerant line (RL).

이 경우, 상기 제어기(180)는 상기 제1, 제2 팽창밸브(167, 171)의 개도량 조절을 통해 냉매의 팽창량을 조절하게 된다. In this case, the controller 180 is to control the amount of swelling of the refrigerant through one metrology control of the first, the second expansion valve (167, 171).

여기서, 상기 HVAC 모듈(151)로 유입되는 외기는 상기 증발기(157)로 유입된 저온 상태의 냉매에 의해 상기 증발기(157)를 통과하면서 냉각된다. Here, the outside air flowing into the HVAC module 151 is cooled while passing through the evaporator 157 by the refrigerant in the low temperature state flows into the evaporator 157.

이 때, 상기 개폐도어(159)는 냉각된 외기가 상기 내부응축기(153)를 통과하도록 상기 내부응축기(153)와 연결된 부분을 개방시키게 되며, 유입된 외기는 상기 증발기(157)를 통과하면서 제습된 후, 상기 내부응축기(153)와 PTC 히터(155)를 통해 가열되어 차량 내부로 유입됨으로써, 차량의 실내를 제습하게 된다. At this time, the opening and closing door 159 and thereby open the part connected to the inner condenser 153 to the cooling air is passed through the inner condenser 153, the introduced outdoor air is dehumidified while passing through the evaporator 157 after the being, it is heated through the inner condenser 153 and the PTC heater 155 is introduced into the vehicle, thereby dehumidifying the interior of the vehicle.

그리고 본 실시예에서, 상기 히트펌프 시스템(100)의 냉방모드 시, 작동 및 제어방법을 도 8 내지 도 9를 참조하여 설명한다. And in the present embodiment will be described with a cooling mode, the operation and control method of the heat pump system 100 with reference to FIG. 8 to FIG.

도면을 참조하면, 냉방모드는 일반 주행 상태와 차량의 초기 시동 운행 상태에 따라 제1, 제2 냉방모드로 구분되어 상기 쿨링수단(110)의 각 밸브(119, 121, 123) 제어를 통해 냉각수의 유동을 조절하게 되며, 하기에서 각 냉방모드 별로 더욱 상세히 설명하기로 한다. Referring to the figures, the cooling mode is a cooling water through the first and separated by a second cooling mode the valves (119, 121, 123) of said cooling means (110) controlled according to the initial start-up operation state of the normal running state and the vehicle and the flow of the controlled, will be described in more detail in each cooling mode in the following.

먼저, 상기 제1 냉방모드는 도 8에서 도시한 바와 같이, 차량의 일반 주행 상태의 조건일 경우 작동된다. First, the first cooling mode is operated if the conditions of the normal running condition of the vehicle as shown in FIG.

이러한 제1 냉방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 제1, 및 제3 밸브(119, 123)가 상기 제1 냉각라인(C.L1)을 통해 냉각수가 순환되도록 작동된다. The cooling means 110 in this first cooling mode is operated so that cooling water is circulated through the first and third valves (119, 123) the first cooling lines (C.L1).

이에 따라, 냉각수는 상기 제1 워터펌프(113a)의 작동을 통해 제1 라디에이터(115a)를 통과하면서 외기와 열교환을 통해 냉각된 상태로 수냉 컨덴서(130)로 유입된다. In this way, cooling water is introduced into the first water pump (113a), a water-cooled condenser 130 to the cooling state while passing through the first radiator (115a) through the operation by the outdoor air and heat exchange.

여기서, 상기 제2 워터펌프(113b)는 제2 냉각라인(C.L2)을 따라 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 밸브(119)와 제2 밸브(121) 사이에서 제2 냉각라인(C.L2)과 전장품(111)을 연결하는 바이패스 라인(125)이 제4 밸브(127)의 작동을 통해 개방된다. Here, the second water pump (113b), the second along the cooling line (C.L2) is operated so that cooling water is circulated, a second cooling line between the first valve 119 and second valve 121 ( C.L2) and the by-pass line 125 connecting the electrical component (111) are opened by the operation of the fourth valve 127.

즉, 제1 냉방모드는 전장품(111)을 냉각한 냉각수가 수냉 컨덴서(130)로 유입되는 것을 방지하여 냉방성능이 저하되는 것을 방지하게 되며, 이 때, 상기 쿨링팬(117)은 최대 속도로 작동되어 최대로 바람을 송풍함으로써, 제2 라디에이터(115b)를 통과하는 냉각수를 최대한 냉각하게 된다. That is, the first cooling mode is to prevent the cooling water cooling the electrical component (111) flowing into the water-cooled condenser 130 and to prevent the air-conditioning performance, this time, the cooling fan 117 at maximum speed by the blowing wind with a maximum operation, the cooling water is cooled as much as possible to pass through the radiator 2 (115b).

여기서, 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태에 따라, 제1, 제2 워터펌프(113a. 113b)의 유량을 제어하거나 쿨링팬(117)의 풍량을 제어하게 된다. Here, the controller 180 determines the temperature of the cooling water through the temperature sensor mounted on a water-cooled condenser 130, in accordance with the temperature condition, the temperature of the coolant of the heat source generated from the electrical component 111, first, the controlling the flow rate of the second water pump (113a. 113b) is controlled or the air volume of the cooling fan 117.

즉, 제1 냉방모드는 별도로 설치된 쿨링수단(110)의 제1 라디에이터(115a)와 제2 라디에이터(115b)에 의해 전장품(111)의 냉각 시, 냉각부하 증가에 의한 냉방성능 악화를 방지하여 한여름철이나 혹서지역에서 냉방성능을 향상시킬 수 있다. That is, the first cooling mode is the summer to avoid separately provided cooling means (110) of the first radiator (115a) and the second time of cooling the electrical component (111) by a radiator (115b), the cooling performance deterioration due to the cooling load increases it is possible to improve the cooling performance in the area of ​​iron or heat waves.

그리고 상기 에어컨 수단(150)은 수냉 컨덴서(130)를 통과하면서 냉각된 저온의 냉매가 상기 HVAC 모듈(151)의 증발기(157)와 연결된 제2 팽창밸브(171)로 유입되도록 제2 냉매밸브(169)를 작동시켜 냉매라인(RL)을 개방하게 된다. And a second refrigerant valve so that the inlet to said air conditioning means 150 has the second expansion valve 171 is connected to the evaporator 157 of the refrigerant in the cooled while passing through the water cooling condenser 130, a low temperature the HVAC module 151 ( by operating the 169) it is open the refrigerant line (RL).

상기 제2 팽창밸브(171)로 유입된 저온의 냉매는 팽창된 상태로, 냉매라인(RL)을 따라 증발기(157)로 공급된다. The second refrigerant of a low temperature flows into the expansion valve 171, is supplied to the expanded state, to the evaporator 157 along the refrigerant line (RL).

그런 후, 냉매는 증발기(157)에서 외기와의 열교환을 통해 증발되고, 냉매라인(RL)을 따라, 어큐뮬레이터(163)와 압축기(161)를 거치면서 압축된다. Then, the refrigerant is evaporated through heat exchange with outside air in the evaporator 157, in accordance with the refrigerant line (RL), is compressed while passing through the accumulator 163 and compressor 161.

전술한 바와 같은 작동을 통해 압축된 냉매는 제1 냉매밸브(165)의 작동을 통하여 다시 수냉 컨덴서(130)와 연결된 냉매라인(RL)을 따라, 수냉 컨덴서(130)로 유입되고, 전술한 바와 같은 작동을 반복 수행하면서 상기 냉매라인(RL)을 따라 순환하게 된다. Compressed through the operation as described above, the refrigerant is first along the refrigerant line (RL) again connected to the water-cooled condenser 130, through the operations of the refrigerant valve 165, it flows into the water-cooled condenser 130, as described above as it will perform the same operation repeatedly circulated along the refrigerant line (RL).

여기서, 상기 HVAC 모듈(151)로 유입되는 외기는 상기 증발기(157)로 유입된 저온 상태의 냉매에 의해 상기 증발기(157)를 통과하면서 냉각된다. Here, the outside air flowing into the HVAC module 151 is cooled while passing through the evaporator 157 by the refrigerant in the low temperature state flows into the evaporator 157.

이 때, 상기 개폐도어(159)는 냉각된 외기가 상기 내부응축기(153)와 PTC 히터(155)를 통과하지 않도록 상기 내부응축기(153)로 통과하는 부분을 폐쇄해 냉각된 외기를 차량의 내부로 직접 유입시킴으로써 냉방이 이루어지게 된다. Inside of this time, the opening and closing door 159 is a to close the portion of passage to the inner condenser 153, not to the cooled outdoor air is passed through the inner condenser 153 and the PTC heater 155, cooling ambient air vehicle by directly flowing into the cooling it becomes made.

그리고 본 실시예에서, 상기 제2 냉방모드는, 도 9에서 도시한 바와 같이, 차량의 초기 시동 운행 조건일 경우 작동된다. And in this embodiment, the second cooling mode, as shown in Figure 9, is activated when the initial start-up operating condition of the vehicle.

이러한 제2 냉방모드에서 상기 쿨링수단(110)은 냉각수의 유량을 증가시키도록 제1, 제2, 및 제3 밸브(119, 121, 123)가 상기 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 통해 냉각수가 순환되도록 작동된다. This second the cooling means 110 has the first and second cooling lines first, second and third valves (119, 121, 123) so as to increase the flow rate of the cooling water in the cooling mode (C.L1 It is operated such that the cooling water is circulated through the C.L2).

이에 따라, 냉각수는 상기 제1 워터펌프(113a)의 작동을 통해 제1 라디에이터(115a)를 통과하면서 외기와 열교환을 통해 냉각되고, 제2 워터펌프(113b)의 작동을 통해 제2 라디에이터(115b)와 전장품(111)을 통과한 상태로 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 통해 상기 수냉 컨덴서(130)로 동시에 유입된다. Accordingly, the cooling water of the first and of the action of the water pump (113a) passes through the first radiator (115a) is cooled by the outside air and the heat exchanger, the second radiator through the operation of the second water pump (113b) (115b ) and it is introduced at the same time as the water-cooled condenser 130, in a state of passing through the electrical component 111 through the first and second cooling lines (C.L1, C.L2).

여기서, 상기 쿨링팬(117)은 최대 속도로 작동되어 최대로 바람을 송풍함으로써, 제2 라디에이터(115b)를 통과하는 냉각수를 최대한 냉각시키게 된다. Here, the cooling fan 117 is thereby possible to cool the cooling water by blowing the wind up to the running at full speed, passing through the second radiator (115b).

그리고 상기 제어기(180)는 수냉 컨덴서(130)에 장착된 온도센서를 통해 냉각수의 온도를 판단하고, 전장품(111)으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태, 냉각수의 온도상태에 따라, 제1, 제2 워터펌프(113a. 113b)의 유량을 제어하거나 쿨링팬(117)의 풍량을 제어하게 된다. And according to the temperature condition, the temperature of the coolant of the heat source generated from the controller 180 is a water-cooled condenser via a temperature sensor mounted to determine the temperature of the cooling water 130, and the electrical component 111, the first and controlling the flow rate of the second water pump (113a. 113b) is controlled or the air volume of the cooling fan 117.

즉, 제2 냉방모드는 차량의 최초 시동 운행 조건에서 제1, 제2 라디에이터(115a, 115b)를 각각 통과한 냉각수를 수냉 컨덴서(130)로 공급함으로써, 냉각수의 유량 증대를 통해 냉매의 온도를 저하시켜 차량의 실내를 급속도로 냉방시킬 수 있게 된다. That is, the second cooling mode is the temperature of the refrigerant through the first, second, by the radiator (115a, 115b) supplying the respective passing through the cooling water to the water-cooled condenser 130, the flow rate of increase of the cooling water in the initial start-up operating condition of the vehicle to be able to rapidly cooling the interior of the vehicle decreases.

이에 따라, 차량의 전체적인 상품성이 향상되고, 상기 제어기(180)를 통해 제1, 제2 라디에이터(115a, 115b)를 통과하는 냉각수의 온도를 냉매의 온도와 비교하여 제2 냉방모드의 진입 및 해제를 제어하게 된다. As a result, the overall marketability improves the vehicle, entry and release of the second cooling mode by comparing the temperature of the cooling water and the temperature of the refrigerant through the controller 180 through the first and the second radiator (115a, 115b) to be controlled.

그리고 제2 냉방모드에서 상기 에어컨 수단(150)은 전술한 제1 냉방모드에서의 에어컨 수단(150)의 작동과 동일하게 작동하므로, 이하 더욱 상세한 설명은 생략하기로 한다. And second, because the air conditioning unit 150 is the same operation as the operation of the air conditioning unit 150 in the above-described first cooling mode, the cooling mode, the following more detailed description will be omitted.

본 실시예에서, 히트펌프 시스템 제어방법은, 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 전장품(111)의 냉각부하가 매우 크고, 전장품(111)에서 이상발열이 발생될 경우에는 상기 전장품(111)을 냉각시키는 전장품 냉각모드를 더 포함한다. In this embodiment, heat pump system control method is characterized in that, when the cooling load of the electrical component 111 to be very large, the abnormal heat generation from the electrical component 111 has the electrical component 111 as shown in Figure 10 further it includes a cooling mode to cool the electrical component.

상기 전장품 냉각모드에서 쿨링수단(110)은 먼저, 상기 제1, 제2, 및 제3 밸브(119, 121, 123)의 작동을 통해 제1, 제2 냉각라인(C.L1, C.L2)을 따라 순환되는 냉각수가 전장품(111)으로 유입되도록 작동된다. Cooling means (110) in the electrical component is a first cooling mode, the first, second and third valve the first and second cooling lines (C.L1, C.L2 of the action of (119, 121, 123) ), the cooling water is circulated along the working is to be introduced into the electrical component (111).

이에 따라, 냉각수는 상기 제1 워터펌프(113a)의 작동을 통해 제1 라디에이터(115a)를 통과하면서 외기와 열교환되어 냉각된 냉각수와, 제2 워터펌프(113b)의 작동을 통해 제2 라디에이터(115b)를 통과하면서, 쿨링팬(117)에 의해 냉각된 냉각수가 전장품(111)으로 각각 공급된다. Accordingly, the cooling water is the second radiator of the action of the first water pump (113a) the first radiator (115a) a second water pump and the outside air and the heat exchange with the cooling water, as it passes the result of the action of (113b) ( while passing through 115b), cooled by a cooling fan 117, a cooling water are supplied to the electrical component (111).

여기서, 냉각수는 상기 제1, 및 제3 밸브(119, 123)의 작동을 통해 수냉 컨덴서(130)의 유입이 방지된다. Here, the cooling water inlet of the water cooling condenser 130 is prevented through the operation of the first and third valves (119, 123).

이러한 상태로, 전장품(111)의 냉각을 완료한 냉각수는 전장품(111)과 상기 제1, 제2 밸브(119, 121)의 사이에 구비된 제2 냉각라인(C.L2)을 연결하는 바이패스 라인(125)과 상기 바이패스 라인(125) 상에 구비된 제4 밸브(127)의 작동을 통해 제1 밸브(119)와 제2 밸브(121) 사이의 제2 냉각라인(C.L2)으로 유입된다. In this state, completing the cooling water to cool the electrical equipment 111 by connecting the electrical component 111 and the first and second the second cooling lines (C.L2) provided between the valve (119, 121) pass line 125 and the second cooling line between the bypass line 125, a fourth the first valve 119 through the operation of the valve 127 provided on the second valve (121) (C.L2 ) it flows into.

그러면, 냉각수는 상기 제1 밸브(119)의 작동을 통해 일부가 제1 라디에이터(115a)로 유입되도록 제1 냉각라인(C.L1)을 따라 순환되고, 나머지는 제2 밸브(121)의 작동을 통해 제2 라디에이터(115b)로 공급되어 다시 냉각된다. Then, the coolant is circulated and a part in a first cooling line (C.L1) that flows into the first radiator (115a) through the operation of the first valve 119, and the rest the operation of the second valve (121) claim 2 is supplied to the radiator (115b) is cooled again through.

즉, 전장품 냉각모드는 제2 라디에이터(115b)를 통한 전장품(111)의 냉각과 함께 제1 라디에이터(115a)를 통과하는 냉각수를 수냉 컨덴서(130)의 통과 없이 전장품(111)으로 공급하여 전장품(111)의 온도를 급속히 저하시키게 되는 것이다. In other words, the electrical component cooling mode is supplied to the electrical component (111) without passing through the second radiator the water-cooled condenser 130, the cooling water flowing through the first radiator (115a) with cooling of the electrical component 111 via (115b) electrical component ( the temperature of the 111) that will thereby rapidly decrease.

여기서, 상기 에어컨 수단(150)은 작동이 중지된 상태를 유지하게 된다. Here, the air conditioning unit 150 is to keep the operation stop state.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법을 설명함에 있어, 상기한 난방모드에서 외기와 함께 상기 PTC 히터(155)가 작동되는 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 사용자의 선택에 따른 난방온도 설정에 따라 PTC 히터(155)의 작동유무를 선택하여 구현할 수 있다. On the other hand, in the following description of a vehicle heat pump system control method according to an embodiment of the invention, but it is described in that with the outside air in the above heating mode in which the the PTC heater 155 is operated in one embodiment, and thus limited is It not, can be realized by selecting the operating presence of the PTC heater 155 according to the heating temperature set according to the user's selection.

따라서, 상기한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100) 및 그 제어방법에 의하면, 냉각수를 열교환매체로 사용하는 수냉 컨덴서(130)를 적용하고, 전장품(111)에서 발생하는 폐열원을 이용해 냉매와 열교환시킴으로써, 전체적인 난방성능 및 효율과 제습성능을 향상시키고, 극저온 시, 유입된 외기에 의한 내부응축기(153)의 외부 적상을 방지할 수 있다. Therefore, according to the vehicle heat pump system 100 and its control method according to an embodiment of the invention, as described above, apply a water-cooled condenser 130 using cooling water as a heat exchange medium, generated in the electrical component (111) using the waste heat source may be, by heat exchange with the refrigerant, improve the overall performance and efficiency of heating and dehumidification performance and prevent external dropwise a cryogenic when, inside the condenser 153 by the introduced outside air.

또한, 난방모드에서 극저온 시의 아이들 상태 및 주행조건에서는 PTC 히터(155)와 함께 전체적인 시스템을 동시에 구동시킴으로써, 전원사용량이 증가되는 것을 방지하는 동시에, 난방부하를 감소시켜 동일한 동력으로 차량의 전체적인 주행거리를 증가시키는 장점이 있다. In the idle state, and the running conditions of the cryogenic when in the heating mode by driving the whole system with the PTC heater 155. At the same time, by reducing at the same time to prevent the power consumption increases, the heating load of the overall running of the vehicle in the same power It has the advantage of increasing the distance.

그리고 차량의 냉방모드에서는 냉각수를 저온의 냉매와 열교환시켜 수온을 낮출 수 있어 냉방성능을 향상시킬 수 있고, 제습모드에서는 3-Way 밸브를 통해 빈번한 개폐작동을 줄여 밸브 개폐작동으로 인한 소음 및 진동 발생을 저감시킬 수 있다. And in the cooling mode of the vehicle by heat exchange the coolant and the low temperature coolant it is possible to lower the water temperature, and can improve the cooling performance, the dehumidification mode, the 3-Way valve for reducing the frequent opening and closing the operating noise and vibration generated due to the valve opening and closing operation through a it can be reduced.

또한, 수냉 컨덴서(130)에서 열교환 매체로 냉각수를 사용함으로써, 각 구성요소의 구조를 간소화할 수 있어 전체적인 시스템 패키지 축소 및 각기 다른 냉각라인(C.L1, C.L2)을 통해 연결된 각 라디에이터(115a, 115b)의 효율을 향상시킬 수 있다. Further, by water-cooling in condenser 130 using cooling water as a heat exchange medium, it is possible to simplify the structure of each component of each radiator is connected through a reduced overall system package and different cooling line (C.L1, C.L2) ( it is possible to improve the efficiency of the 115a, 115b).

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법을 설명함에 있어, 제1, 제2, 제3 밸브(119, 121, 123)와 제1, 제2 냉매밸브(165, 169)가 구비된 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 냉각라인과 냉매라인 상에 별도의 2-Way 밸브를 적용하여 작동유체를 바이패스 시키거나 유량을 조절할 수 있다. On the other hand, in the following description of a vehicle heat pump system and a control method according to an embodiment of the present invention, the first, second and third valves (119, 121, 123) and the first and second refrigerant valve (165, 169 ), but is described by that equipped with an embodiment, it is not limited thereto, it is possible to apply a separate 2-Way valve in the cooling line and the coolant line to control the by-pass to the working fluid or the flow rate.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법을 설명함에 있어, 제1, 제2 팽창밸브(167, 171)에 3-Way 밸브의 기능 추가가 가능함에 따라 제1, 제2 냉매밸브(165, 169)를 제거할 수 있다. Further, in the following description of a vehicle heat pump system and a control method according to an embodiment of the present invention, the first, the second expansion valve according to a function more of the 3-Way valve available on (167, 171) the first and 2 can remove the coolant valve (165, 169).

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다. As it described above, but it should be understood that the detailed description and specific examples, the invention is not limited thereto under the technical scope of the present invention by one of ordinary skill in the art various modifications and variations within the equivalent scope of the claims to be described is possible as a matter of course.

110 : 쿨링수단 111 : 전장품 110: cooling unit 111: electrical component
113 : 워터펌프 115 : 라디에이터 113: 115 Water pump: Radiators
117 : 쿨링팬 119 : 제1 밸브 117: cooling fan 119: first valve
121 : 제2 밸브 123 : 제3 밸브 121: second valve 123: the third valve
130 : 수냉 컨덴서 150 : 에어컨 수단 130: a water-cooled condenser 150: air conditioning means
151 : HVAC 모듈 153 : 내부응축기 151: HVAC module 133 inside the condenser
155 : PTC 히터 157 : 증발기 155: PTC heater 157: evaporator
159 : 개폐도어 161 : 압축기 159: opening and closing door 161: compressor
163 : 어큐뮬레이터 165 : 제1 냉매밸브 163: accumulator 165: first coolant valve
167 : 제1 팽창밸브 169 : 제2 냉매밸브 167: the first expansion valve 169: second coolant valve
171 : 제2 팽창밸브 175 : 압력센서 171: the second expansion valve 175: pressure sensor
180 : 제어기 CL 1 : 제1 냉각라인 180: controller CL 1: a first cooling line
CL 2 : 제2 냉각라인 RL : 냉매라인 CL 2: second cooling line RL: refrigerant line

Claims (24)

  1. 차량에 구성되어 냉각라인을 통해 차량 구동용 모터와 전장품에 냉각수를 공급 및 순환시키는 쿨링수단과, 차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매라인으로 연결되는 에어컨 수단을 포함하는 차량용 히트펌프 시스템에 있어서, In the vehicular heat pump system including an air conditioning unit which is connected to the refrigerant line so as to control the cooling means for the vehicle is configured to supply and circulate cooling water to the vehicle driving motor and the electrical component for through the cooling line and the air-conditioning of the vehicle interior,
    상기 쿨링수단은 차량에 구성되어 적어도 하나 이상의 워터펌프를 통해 냉각라인을 따라 냉각수를 순환시키고, 공급되는 냉각수를 외기와의 열교환을 통해 냉각시키는 적어도 하나 이상의 라디에이터와, 상기 라디에이터에 바람을 송풍하는 쿨링팬을 포함하며, The cooling means is configured in the vehicle and at least a circulating cooling water along the cooling line through at least one water pump, and at least one radiator for cooling water to be supplied cooling through heat exchange with outside air, cooling for blowing wind to the radiator including fans and
    상기 냉각라인과 연결되어 냉각수가 순환되고, 차량의 난방, 냉방, 및 제습모드에 따라 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원을 선택적으로 이용하여 냉각수의 수온을 변화시키며, 상기 에어컨 수단의 냉매라인과 연결되어 유입된 냉매를 냉각수와 열교환시키는 수냉 컨덴서를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. Is associated with the cooling line and the cooling water is circulated, sikimyeo according to heating, cooling, and dehumidifying mode of the vehicle to selectively utilize a waste heat source that is generated from the electrical component changes in the water temperature of the cooling water, is connected to the refrigerant line of the air-conditioning unit a vehicle heat pump system of the incoming refrigerant, characterized in that it further comprises a water-cooled condenser to heat exchange with cooling water.
  2. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 쿨링수단은 The cooling means
    상기 수냉 컨덴서에 냉각수를 공급 및 순환시키는 제1 워터펌프와 제1 냉각라인을 통해 연결되는 제1 라디에이터; A first water pump and the first radiator is connected via a first cooling line for supplying and circulating the cooling water in the water-cooled condenser;
    상기 전장품과 수냉 컨덴서에 냉각수를 공급 및 순환시키는 제2 워터펌프와 제2 냉각라인을 통해 연결되는 제2 라디에이터; The second radiator is connected via a second water pump and the second cooling lines for feeding and circulating cooling water to the electrical component and the water-cooled condenser; And
    상기 전장품과 수냉 컨덴서의 사이에서 상기 각 냉각라인 상에 설치되는 적어도 하나 이상의 밸브; At least one valve, which is installed on each of the cooling lines between the electrical component and the water-cooled condenser;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. A vehicle heat pump system comprising: a.
  3. 제2항에 있어서, 3. The method of claim 2,
    상기 밸브는 The valve
    상기 제1, 제2 라디에이터에 각각 연결되는 제1, 제2 냉각라인이 분기되는 위치에 설치되어, 상기 수냉 컨덴서로부터 배출되는 냉각수를 제1, 제2 라디에이터에 선택적으로 공급하는 제1 밸브; A first valve which is installed at a position where the first and second cooling lines which are respectively connected to said first and second radiator branch, selectively supplying a cooling water discharged from the water-cooled condenser to the first and second radiators;
    상기 제2 라디에이터와 제1 밸브의 사이에서 상기 제2 냉매라인 상에 설치되며, 상기 제2 라디에이터에 냉각수를 유입시키거나, 상기 제2 워터펌프로 직접 바이패스 시키는 제2 밸브; The second valve to the second radiator and the first is disposed on the second coolant line between the valve and the inlet to the cooling water in the radiator or the second, the second to the water pump directly by-pass; And
    상기 전장품과 수냉 컨덴서의 사이에서 제1, 제2 냉각라인 상에 설치되는 제3 밸브; A third valve provided on the first and second cooling lines between the electrical component and the water-cooled condenser;
    로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. A vehicle heat pump system which comprises a.
  4. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 쿨링수단은 The cooling means
    상기 제1 밸브와 제2 밸브의 사이에서 상기 제2 냉각라인에 연결되어 상기 전장품으로 냉각수를 바이패스 시키는 바이패스 라인을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. A vehicle heat pump system between the first valve and the second valve further comprises a bypass line connected to said second cooling line for bypassing the cooling water to the electrical component.
  5. 제4항에 있어서, 5. The method of claim 4,
    상기 바이패스 라인에는 The bypass line has
    차량의 모드에 따라 상기 수냉 컨덴서를 통과한 냉각수를 상기 전장품으로 선택적으로 공급하는 제4 밸브가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. Depending on the mode of the vehicle-vehicle heat pump system of claim 4 characterized in that the valve is mounted for selectively supplied to the cooling water passing through the water cooling condenser with the electrical component.
  6. 제3항에 있어서, 4. The method of claim 3,
    상기 제1, 제2, 제3 밸브는 The first, second, and third valve
    3-Way 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. 3-Way-vehicle heat pump system which comprises a valve.
  7. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 에어컨 수단은 The air conditioning unit
    차량의 난방, 냉방, 및 제습모드에 따라 증발기를 통과한 외기가 내부응축기와 PCT 히터로 유입되도록 선택적으로 조절하는 개폐도어를 내부에 구비한 HVAC 모듈; According to the heating, cooling, and dehumidifying modes of vehicle HVAC module with the opening and closing door to the outdoor air passing through the evaporator to be introduced into the condenser selectively adjusting the PCT heater therein;
    상기 증발기와 냉매라인을 통해 연결되며, 기체 상태의 냉매를 압축시키는 압축기; Compressor which is coupled through the evaporator and the refrigerant line, compressing the refrigerant in a gaseous state;
    상기 압축기와 증발기 사이에서 냉매라인 상에 구비되며, 상기 압축기로 기체냉매만 공급하는 어큐뮬레이터; It is provided on the refrigerant line between the compressor and the evaporator, and an accumulator for supplying only vapor refrigerant to the compressor;
    상기 압축기로부터 배출되는 냉매를 차량의 모드에 따라 상기 내부응축기에 선택적으로 공급하는 제1 냉매밸브; A first refrigerant valve for selectively supplying to the internal condenser, the refrigerant discharged from the compressor according to the mode of the vehicle;
    상기 내부응축기를 통과한 냉매를 공급받아 팽창시키는 제1 팽창밸브; A first expansion valve for expanding the refrigerant supply accept that has passed through the internal condenser;
    상기 제1 팽창밸브를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서를 통과하면서 열교환된 냉매를 상기 증발기로 공급하거나 어큐뮬레이터로 공급하는 제2 냉매밸브; A second refrigerant valve for the first heat exchanger supplies the refrigerant to an expanded state over the expansion valve, while passing through the water-cooled condenser to the evaporator, or supplied to the accumulator; And
    상기 증발기와 제2 냉매밸브 사이에 구비되며, 상기 제2 냉매밸브의 개폐를 통해 유입되는 냉매를 팽창시키는 제2 팽창밸브; A second expansion valve which is provided between the evaporator and a second refrigerant valve, expanding the refrigerant flowing through the opening and closing of the second coolant valve;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. A vehicle heat pump system comprising: a.
  8. 제7항에 있어서, The method of claim 7,
    상기 압축기와 제1 냉매밸브를 연결하는 냉매라인 상에는 압력센서가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. A vehicle heat pump system showing the process of manufacturing the pressure sensor formed on the refrigerant line connecting the compressor to the first refrigerant valve mounted.
  9. 제7항에 있어서, The method of claim 7,
    상기 제1, 및 제2 냉매밸브는 The first, and second refrigerant valve
    3-way 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. 3-way vehicular heat pump system which comprises a valve.
  10. 제1항에 있어서, According to claim 1,
    상기 쿨링수단과 에어컨 수단은 Said cooling means and air conditioning means
    각각 제어기와 연결되며, 상기 제어기의 제어신호에 의해 작동되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템. Being connected to each controller, a vehicle heat pump system, characterized in that the operation by the control signal of the controller.
  11. 제어기와 연결되고, 각각 제1, 제2 냉각라인을 통해 상호 연결되며, 제1, 제2 라디에이터, 제1, 제2 워터펌프, 및 다수개의 밸브와 전장품을 포함하는 쿨링수단과, 각각 냉매라인을 통해 상호 연결되며, 다수개의 냉매밸브와 팽창밸브, 압축기, 어큐뮬레이터, 증발기, 및 외부응축기와, 내부응축기, PTC 히터, 및 개폐도어로 구성된 HVAC 모듈을 포함하는 에어컨 수단으로 구성되며, 상기 각 냉각라인과 냉매라인에 연결되는 수냉 컨덴서를 더 포함하는 히트펌프 시스템에서, 사용자의 선택에 따라 난방모드, 제습모드, 및 냉방모드로 각각 작동시키기 위한 차량용 히트펌프 시스템 제어방법에 있어서, It is connected to the controller, each of the first, second, and interconnected through the cooling line, the first and second radiators, the first and second water pump, and cooling means including a plurality of valves and the electrical component and, respectively, the refrigerant line the interconnection is, is composed of a plurality of coolant valve and the expansion valve, a compressor, an accumulator, an evaporator, and an external condenser, an internal condenser, PTC heater, and the opening and closing air-conditioning means comprising a HVAC module consisting of a door, wherein each of said cooling via in the heat pump system further comprises a water-cooled condenser connected to the line with the refrigerant line, in a vehicle heat pump system control for each operation in the heating mode, a dehumidifying mode and the cooling mode method according to the user's selection,
    상기 난방모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in the heating mode,
    상기 제어기가 외부의 온도와 전장품을 통과한 냉각수의 온도, 및 차량의 상태를 판단하여 상기 각 밸브의 선택적인 작동을 통해 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 선택적으로 상기 수냉 컨덴서에 냉각수를 공급하여, 상기 냉매라인을 통해 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매의 온도를 조절하고, The controller selectively supplying cooling water to the water-cooled condenser to determine the conditions of the temperature of the passing through of the outside temperature and the electrical component cooling water, and the vehicle through the selective operation of the respective valve through the first and second cooling lines to, and to control the temperature of the refrigerant heat exchanger a refrigerant and the cooling water flows into the water-cooled condenser through the refrigerant line,
    상기 에어컨 수단은 The air conditioning unit
    상기 수냉 컨덴서에서 냉각수와의 열교환을 통해 온도가 상승된 냉매를 제2 냉매밸브의 개방을 통해 냉매라인을 따라 상기 어큐뮬레이터와 압축기를 통과시켜 고온 고압 상태의 기체냉매로 압축시킨 상태로, 제1 냉매밸브의 작동을 통해 상기 HVAC 모듈의 내부응축기로 공급하며, In a state in which by the temperature to rise refrigerant through heat exchange with the cooling water in the water-cooled condenser through the opening of the second coolant valve along the refrigerant line passing through the accumulator and the compressor compresses a gaseous refrigerant of high temperature and high pressure state, the first refrigerant and supply the result of the action of the valve into the condenser of the HVAC module,
    상기 내부응축기를 통과한 냉매는 제1 팽창밸브를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서에 공급되어 순환되며, 외부로부터 상기 HVAC 모듈의 증발기를 통과한 외기가 상기 내부응축기를 통과하도록 상기 개폐도어를 개방시키고, 유입된 외기가 상기 내부응축기를 통과하면서 PTC 히터의 선택적인 작동과 함께 차량 실내를 난방하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. Refrigerant having passed through the internal condenser is in the expanded state through the first expansion valve, is circulated is supplied to the water-cooled condenser, the opening and closing door is in the outside air that has passed through the evaporator of the HVAC module from the outside so as to pass through the internal condenser and opening, while the inlet air is passed through the internal condenser, characterized in that for heating the vehicle cabin with the selective operation of the PTC heater vehicular heat pump system control method.
  12. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 난방모드는 The heating mode,
    외기의 온도 상태, 차량운행 초기상태, 및 차량의 저온주행 상태에 따라 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5 난방모드로 구분되어 상기 쿨링수단의 각 밸브의 개폐 제어를 통해 냉각수의 유동을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. Depending on the outdoor air temperature condition, vehicle operation initial state, and the low-temperature running condition of the vehicle first, second, third, fourth, and second is divided into five heating mode, the cooling water through the opening and closing control of each valve of the cooling means a control method of a vehicle heat pump system, characterized in that for adjusting the flow.
  13. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제1 난방모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in the first heating mode,
    외기온이 영하일 경우, 제1, 제2, 및 제3 밸브가 상기 제2 냉각라인을 통해 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제2 라디에이터와 제2 냉각펌프를 통해 제2 냉각라인을 따라 상기 전장품을 통과하여 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원을 통해 냉각수의 온도가 상승된 상태로 상기 수냉 컨덴서로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. If the outside temperature is below zero, the first, second and third valve and the second is operated so that cooling water is circulated through the cooling line, the electrical component in a second cooling lines through the second radiator and a second cooling pump the way through the heat source generated from the electrical component to the temperature of the cooling water elevated state control vehicle heat pump system, characterized in that introduced into the water-cooled condenser passed through.
  14. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제2 난방모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in said second heating mode,
    외기온이 영상이고, 상기 전장품의 온도가 낮아 냉각이 필요 없는 조건일 경우, 제1 밸브와 제3 밸브가 상기 제1 냉각라인을 통해 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기열원과 열교환된 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. And the outside temperature is the image, when the condition that the temperature of the electrical component requires less cooling, and operative such that the first valve and the third valve to the cooling water is circulated through the first cooling lines, through the operation of the first water pump the vehicular heat pump system, the control method characterized in that the heat source and the outdoor air heat-exchanged water flows into the water-cooled condenser while passing through the first radiator.
  15. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제3 난방모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in said third heating mode,
    외기열원과 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원을 동시에 사용해야 할 경우, 제1, 제2, 제3 밸브가 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 각각 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기열원과 열교환된 냉각수와, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 제2 라디에이터와 상기 전장품을 통과한 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. If you need to use a heat source that is generated from the outside air heat source and the electrical component at the same time, the first, second, and operative such that three valves are each cooling water is circulated through the first and second cooling line, of the first water pump a vehicle heat pump, characterized in that the one passing through the first radiator through the operation of the action of the outside air heat source and the heat exchange water and a second water pump passes through the electrical component and the second radiator the cooling water flowing into the water-cooled condenser how to control the system.
  16. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제4 난방모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in the fourth heating mode are
    외부의 온도가 극저온 상태의 차량 운행 초기 상태일 경우, 제1, 제2, 및 제3 밸브가 모두 폐쇄되며, 상기 제1, 제2 워터펌프의 작동이 중지되어 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 냉각수를 순환시키지 않아 상기 수냉 컨덴서로 냉각수의 유입을 방지하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. If the outside temperature is vehicle operation initial state in a cryogenic state, first, second, and third and all valves are closed, the first and second operation of the water pump is stopped the first and second cooling lines does not let the cooling water circulating through the heat pump system, control method for a vehicle, characterized in that to prevent the flow of cooling water to the water-cooled condenser.
  17. 제12항에 있어서, 13. The method of claim 12,
    상기 제5 난방모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in the fifth heating mode,
    차량이 저온운행 상태일 경우, 제1, 제3 밸브가 작동되고, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 상기 제2 냉각라인을 따라 냉각수가 순환되며, 제2 밸브의 작동을 통해 냉각수가 상기 제2 라디에이터로 유입되는 것을 방지한 상태로, 상기 전장품의 폐열원과의 열교환을 통해 온도가 상승된 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. If the vehicle is a low temperature operating conditions, the first, third, and the valve operates, and the cooling water circulates along the second cooling lines through the operation of the second water pump, the cooling water is the result of the action of the second valve in a state prevented from being introduced into the second radiator, a vehicle heat pump, characterized in that the cooling water through the heat exchanger the temperature rises of the electrical component and the heat source of flowing into the water-cooled condenser system control method.
  18. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 제습모드에서 상기 쿨링수단은 The cooling means in the dehumidification mode,
    상기 제어기에 의해 쿨링팬이 작동하여 외기와 함께 상기 제2 냉각라인을 따라 제2 라디에이터로 유입된 냉각수를 냉각시키고, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 전장품을 냉각시키면서 상기 수냉 컨덴서로 유입시키고, 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉각수와 열교환을 통해 냉매의 온도를 낮추고, By the cooling fans by the controller operation according to the second cooling lines with the outside air to cool the cooling water flows into the second radiator, while cooling the electrical component through the operation of the second water pump and flows into the water-cooled condenser, through heat exchange with the cooling water flowing into the water-cooled condenser to cool down the temperature of the coolant,
    상기 에어컨 수단은 The air conditioning unit
    상기 수냉 컨덴서를 통과하면서 냉각된 저온의 냉매가 상기 HVAC 모듈의 증발기와 연결된 제2 팽창밸브로 유입되도록 제2 냉매밸브를 개방시키고, 팽창된 냉매를 상기 증발기로 공급하며, The low temperature of the cooled while passing through the water-cooled condenser and the coolant opening the second valve to be the refrigerant flowing into the second expansion valve connected to the evaporator of the HVAC module, and supplying the expanded refrigerant to the evaporator,
    상기 증발기에서 외기와의 열교환을 통해 증발된 냉매를 배출하여 상기 어큐뮬레이터와 압축기를 거치면서 압축시킨 상태로, 제1 냉매밸브의 작동을 통해 상기 내부응축기와 연결된 냉매라인을 개방시켜 상기 내부응축기로 냉매를 공급하고, In the evaporator in which the compressed state by discharging the vaporized coolant through the heat exchange with the outdoor air while passing through the accumulator and the compressor, first, to open the refrigerant line connected to the internal condenser, through the operation of the first refrigerant valve refrigerant to the internal condenser the supply,
    상기 내부응축기를 통과한 냉매는 제1 팽창밸브를 통해 팽창된 상태로, 상기 수냉 컨덴서로 공급하여 순환시키며, 외부로부터 상기 HVAC 모듈의 증발기를 통과하면서 냉각된 외기가 상기 내부응축기를 통과하도록 상기 개폐도어를 개방시키고, 유입된 외기가 상기 내부응축기와 PTC 히터를 통과하면서 차량 실내를 제습하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. Refrigerant having passed through the internal condenser is in the expanded state through the first expansion valve, the opening and closing sikimyeo cycle supplied to the water-cooled condenser, the air cooled while passing through the evaporator of the HVAC module from the outside so as to pass through the internal condenser and opening the door, a vehicle control method for a heat pump system, characterized in that the introduced outdoor air is dehumidified to a vehicle cabin while passing through the internal condenser and the PTC heater.
  19. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 냉방모드는 The cooling mode is
    일반 주행 상태와 차량의 초기 시동 운행 상태에 따라 제1, 제2 냉방모드로 구분되어 상기 쿨링수단의 각 밸브의 개폐 제어를 통해 냉각수의 유동을 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. First, second, and separated by a cooling mode control method for a vehicle heat pump system, characterized in that for adjusting the flow of cooling water through the opening and closing control of each valve of the cooling means in accordance with the general driving condition and the initial start-up operation state of the vehicle.
  20. 제19항에 있어서, 20. The method of claim 19,
    상기 제1 냉방모드에서 In the first cooling mode,
    쿨링수단은 Cooling means
    차량의 일반 주행 상태의 조건일 경우, 제1, 제3 밸브가 상기 제1 냉각라인을 통해 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 상기 제1 라디에이터를 통과하면서 외기와 열교환된 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되며, 상기 냉매라인을 통해 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매의 온도를 조절하고, If the condition of the normal running condition of the vehicle, the first and the third valve is first being operated such that the cooling water is circulated through the cooling line, ambient air and the heat exchange while passing through the first radiator of the action of the first water pump and the cooling water flows into the water-cooled condenser, and heat to the refrigerant and the cooling water flows into the water-cooled condenser to adjust the temperature of the coolant through the coolant line,
    상기 에어컨 수단은 The air conditioning unit
    상기 수냉 컨덴서를 통과하면서 냉각된 저온의 냉매가 상기 HVAC 모듈의 증발기와 연결된 제2 팽창밸브로 유입되도록 제2 냉매밸브를 작동시켜 팽창된 냉매를 상기 증발기로 공급하며, And supplying the expanded refrigerant by actuating the second valve in the refrigerant evaporator of the cooled low temperature while passing through the water-cooling condenser such that the refrigerant flows into the second expansion valve to the evaporator of the HVAC module,
    상기 증발기에서 외기와의 열교환을 통해 증발된 냉매를 배출하여 상기 어큐뮬레이터와 압축기를 거치면서 압축시킨 상태로, 제1 냉매밸브의 작동을 통해 상기 수냉 컨덴서와 연결된 냉매라인을 개방시켜 순환시키고, In the evaporator in which the evaporated refrigerant to discharge the compressed while passing through the accumulator and compressor state through heat exchange with outside air, and the first open-side refrigerant line connected to the water-cooled condenser through the operation of the refrigerant by circulating valve,
    상기 증발기로 유입된 냉매에 의해 상기 증발기를 통과하면서 냉각된 외기가 상기 내부응축기로 유입되지 않도록 상기 개폐도어를 폐쇄해 냉각된 외기를 차량의 내부로 직접 유입시켜 차량 실내를 냉방하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. So that by the refrigerant flowing into the evaporator, the air cooled while passing through the evaporator from entering into the internal condenser, the opening to the inlet to the outside air cooled by closing the door directly to the interior of the vehicle, characterized in that for cooling the vehicle interior a vehicle heat pump system control method.
  21. 제19항에 있어서, 20. The method of claim 19,
    상기 제2 냉방모드에서 In the second cooling mode,
    쿨링수단은 Cooling means
    차량의 초기 시동 운행 상태의 조건일 경우, 냉각수의 유량을 증가시키도록 제1, 제2, 제3 밸브가 상기 제1, 제2 냉각라인을 통해 각각 냉각수가 순환되도록 작동되고, 상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기와 열교환된 냉각수와, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 제2 라디에이터와 상기 전장품을 통과한 냉각수가 상기 수냉 컨덴서로 유입되며, 상기 냉매라인을 통해 상기 수냉 컨덴서로 유입된 냉매와 냉각수를 열교환시켜 냉매의 온도를 조절하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. If the condition of the initial start-up operation state of the vehicle, the first, second and third valves to increase the flow rate of the cooling water is being operated such that each of the cooling water is circulated through the first and second cooling line, wherein the first water a while through the operation of the pump passes through the first radiator outside air and the heat-exchanged water and, through the operation of the second water pump passes through the electrical component and the second radiator coolant is introduced into the water-cooled condenser, through the refrigerant line a vehicle heat pump system, the control method characterized in that heat exchange to the refrigerant and the cooling water flows into the water-cooled condenser to adjust the temperature of the refrigerant.
  22. 제11항에 있어서, 12. The method of claim 11,
    상기 전장품의 냉각부하가 매우 크고, 상기 전장품에서 이상발열이 발생될 경우에는 상기 전장품을 냉각시키는 전장품 냉각모드를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. If the cooling load of the electrical component to be very large, the abnormal heat generated by the electrical component is a vehicle heat pump system, the control method further comprising the electrical component cooling mode to cool the electrical component.
  23. 제22항에 있어서, 23. The method of claim 22,
    상기 전장품 냉각모드에서 쿨링수단은 Cooling means in the electrical component cooling mode,
    제1, 제2, 및 제3 밸브의 작동을 통해 제1, 제2 냉각라인을 따라 순환되는 냉각수가 상기 전장품으로 유입되도록 작동되며, The first, second, and third, and the cooling water circulating along the first and second cooling lines through the operation of the valve working to flow into the electrical component,
    상기 제1 워터펌프의 작동을 통해 제1 라디에이터를 통과하면서 외기와 열교환된 냉각수와, 상기 제2 워터펌프의 작동을 통해 제2 라디에이터를 통과하면서 쿨링팬에 의해 냉각된 냉각수가 상기 전장품으로 유입되고, While it is passing through the first radiator of the action of the first water pump, while the result of the action of outside air and the heat-exchanged water, and the second water pump through the second radiator the cooling water by the cooling fan flows into the electrical component ,
    상기 전장품과 상기 제1, 제2 밸브의 사이에 구비된 제2 냉각라인을 연결하는 바이패스 라인과 상기 바이패스 라인 상에 구비된 제4 밸브의 작동을 통해 냉각수가 순환되면서 전장품을 냉각시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. That that as cooling water is circulated and the electrical component and the first and second by-pass line connecting the second cooling lines provided between the valve through the operation of the fourth valve provided on the bypass line to cool the electrical component a vehicle heat pump system control method according to claim.
  24. 제23항에 있어서, 24. The method of claim 23,
    상기 난방모드, 제습모드, 냉방모드, 및 전장품 냉각모드는 The heating mode, a dehumidifying mode and the cooling mode, and the electrical component cooling mode,
    상기 제어기가 상기 전장품으로부터 발생되는 폐열원의 온도상태와, 냉각수와 냉매의 온도상태에 따라, 상기 쿨링팬의 풍량과 상기 제1, 제2 워터펌프의 유량을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법. A vehicle heat pump, characterized in that in accordance with the temperature conditions of the temperature condition of the waste heat source is the controller that is generated by the electrical component, the cooling water and the refrigerant, controlling the flow rate of the air volume of the cooling fan and the first and second water pump how to control the system.
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