KR20130121051A - 히트 펌프 기능과 재가열 기능을 갖춘 에어컨의 냉매 회로 - Google Patents

히트 펌프 기능과 재가열 기능을 갖춘 에어컨의 냉매 회로 Download PDF

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마르크 그라프
토비아스 하스
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비스테온 글로벌 테크놀로지스, 인크.
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Abstract

본 발명은 차량 승객실의 공기를 컨디셔닝하기 위한 에어컨의 냉매 회로에 관한 것이다. 에어컨와 히트 펌프 모드의 조합된 작동을 위해 설계된 냉매 회로는 압축기, 냉매와 주변공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기, 제1 팽창 요소와 컨디셔닝될 승객실의 공기로부터 냉매까지 열을 전달하기 위한 열 교환기 및 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실의 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기와, 냉매의 유동 방향에서 이에 바로 이어지는 제2 팽창 요소를 가진다. 냉매 회로는 냉매 회로 내에 구성 배치되어 있는, 가변 유동 단면을 가진 제3 팽창 요소로 구성되며, 상기 팽창 요소는, 완전 개방 상태에서 거의 압력 손실이 없는 냉매의 유동이 보장되고, 유동 단면의 감소로, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지의 열 전달을 위한 열 교환기 내의 압력 레벨이 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 내의 압력 레벨 위로 조정될 수 있도록 구성된다.
또한, 본 발명은 에어컨의 냉매 회로를 작동하기 위한 방법에 관한 것으로, 승객실에 공급된 공기를 주변 공기의 온도 이상의 온도로 가열한다.

Description

히트 펌프 기능과 재가열 기능을 갖춘 에어컨의 냉매 회로{REFRIGERANT CIRCUIT OF AN AIR CONDITIONER WITH HEAT PUMP AND REHEAT FUNCTIONALITY}
본 발명은 차량 승객실의 공기를 컨디셔닝(conditioning)하기 위한 에어컨의 냉매 회로에 관한 것이다. 에어컨과 히트 펌프 모드의 조합된 작동을 위해 설계된 냉매 회로는 압축기, 냉매와 주변공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기, 제1 팽창 요소와 컨디셔닝될 승객실의 공기로부터 냉매까지 열을 전달하기 위한 열 교환기 및 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실의 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기를 가진다.
또한, 본 발명은 에어컨의 냉매 회로를 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
종래 기술에서 알려진 차량에서, 엔진의 폐열은 승객실을 위한 흡입 공기를 가열하는데 사용된다. 폐열은 에어컨에 엔진 냉각 회로 내에서 순환하는 냉매를 써서 이송되며; 여기서 폐열은 열 시스템에 의해 열 교환기 승객실에 유입되는 공기로 전달된다. 차량 추진 시스템의 효율적인 내연기관의 냉매 회로로부터 가열 출력(heating power)를 끌어내는, 냉매/공기 열 교환기를 갖춘 알려진 시스템은 낮은 주변 온도에서, 더 이상 승객실의 쾌적한 난방에 필요한 레벨을 달성하지 못하여 승객실의 전체 난방 요구를 충족하지 못한다. 동일한 요구는 하이브리드 추진 또는 전동 전용 차량에서의 시스템에서도 유지된다.
승객실의 전체 난방 수요가 엔진 냉각 회로에서 나온 열에 의해 충족될 수 없는 경우, 추가 가열 수단, 예를 들어 전기 저항 히터(PTC) 또는 연료 작동 히터가 필요하다. 승객실을 위해 공기를 가열하기 위한 보다 효율적인 옵션은 열원으로 공기를 갖춘 히트 펌프가며, 여기서 냉매 회로는 하나의 난방 시스템과 별도의 난방 기능으로 두 역할을 한다.
에어컨과 히트 펌프의 결합 모드 및 따라서 또한 난방 모드에 맞게 설계되어 있는, 종래 기술의 공기/공기 히트 펌프는 주변 공기로부터 열을 차지한다. 출력은 냉매와 공기사이에서 전달된다. 승객실에 공급된 공기를 동시에 제습하고 가열할 수 없는, 히트 펌프 시스템은 한편으로 주변 공기, 즉 승객실로부터 순환하는 공기에서의 낮은 주변 온도에서 작동할 수 없다. 제습 기능의 부족으로 인해, 공기에 남아있는 습도뿐만 아니라 승객으로부터 증기의 형태로 방출된 물은 창문들에 안개를 끼게 할 것이다. 다른 한편으로는, 약 0℃ ~ 20℃ 범위의 온도 기후 및 주변 온도 지역에서, 종종 승객실의 흡입 공기를 제습할 목적으로 하는 증발기를 작동하는 에어컨이 요구되고 있다.
기존의 에어컨의 경우, 주변 온도가 20℃ 이상이면, 쾌적 온도에 도달 한 후 승객실에 공급되는 공기는 약 2℃ ~ 10℃로 냉각됨으로써, 충분히 제습된다. 하지만 낮은 주변 온도로 인해 냉각 및 제습된 공기가 승객실에 직접 제공될 수 없다. 내연 기관의 차량에서, 그래서 공기는 엔진의 폐열을 사용하여 원하는 흡입 공기로 재가열된다. 약 20℃ ~ 25℃의 승객실에 대한 설정 값 온도는 예를 들어 열적 쾌적한 온도로 간주된다.
소위 "재가열" 모드에서, 승객실에 공급되는 공기는 결과적으로 냉각됨으로써 제습되고, 그리고 약간은 다시 가열된다. 이 작동 모드에서, 필요한 재가열 출력은 공기를 냉각하고 제습하는데 필요한 냉방 출력보다 작다.
DE 10 2006 026 359 A1에서, 에어컨은 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드의 조합된 작동을 위한 냉매 회로를 가지는 것으로 설명되어 있다. 개시된 히트 펌프 시스템은 다양한 섹션으로 나누어진 보조 통로(secondary passage) 및 기본 회로(primary circuit)로 이루어지며, 기본 회로는 압축기, 두 개의 열 교환기 및 드로틀링 요소(throttling element)와 같은 고전적인 압축 냉동 시스템에서 이미 알려진 구성 요소를 포함한다. 보조 통로는 히트 펌프 압축기로서 작동되는, 추가적인 열 교환기를 가진다. 에어컨은 히트 펌프 작동에서만 재가열할 수 있다. 또한, 보조 통로의 추가의 열 교환기 내에서 공기로 방출된 가열 출력은 증발기로 설계된 기본 회로의 열 교환기 내에서 차지된 냉방 출력보다 항상 크다. 따라서, 상술된 재가열 모드에서의 작동이 불가능하다.
재가열 모드에서의 작동을 위해 구성된 히트 펌프 시스템은 또한 종래 기술로부터 알려져 있다.
DE 10 2011 109 055 A1로부터, 히트 펌프 및 냉방 유니트 모드에서 작동할 수 있는 냉매 회로를 갖춘 차량용 에어컨이 도시되어 있다. 여기서 냉매 회로는 압축기, 내부 열 교환기 및 냉방 유니트 모드에서 압축기로서 작동하는 외부 열 교환기를 가진다. 증발기로 작동하는 내부 열 교환기는 내부 열 압축기와 조율된다. 에어컨은 또한 열 내부 교환기와 내부 열 압축기에 열적으로 결합될 수 있는 공기 유량을 발생하기 위한 장치뿐만 아니라, 내부 열 압축기를 통한 유동이 열적으로 결합된 공기 유량의 부분적 공기 유량으로 조정될 수 있게 하는 조정 장치를 포함한다. 따라서, 히트 펌프 압축기로서 지속적인 유동을 받아들이는 내부 열 압축기는, 증발기로 구성된 내부 열 교환기에 공기 측에서 연결된다. 재가열 모드에서 가열 출력은 히트 펌프 압축기를 가로지르는 부분적인 공기 유량의 변화에 의해 조절된다.
이 경우, 재가열 모드에서 작동할 때에, 히트 펌프 압축기 내의 냉매의 압력은 외부 열 교환기의 압력 레벨 이상으로 조정할 수 없어서, 따라서 승객실용 흡입 공기는 실질적으로 주변 공기의 온도 이상으로 가열할 수 없다. 외부 열 교환기의 압력은 본질적으로 주변 공기의 온도에 의해 결정된다. 주변 공기의 온도 상승과 함께, 시스템에 의해 제공된 가열 출력은 상승하지만, 어떤 경우에는 승객실의 쾌적한 온도에 필요한 가열 출력은 또한 더 높은 주변 온도에서는 적게 될 것이다. 따라서 재가열 모드에서 작동할 때, 높은 주변 온도에서 시스템은 적절하게 가열 출력을 제공할 수 있지만, 낮은 주변 공기 온도에서, 예들 들어 20℃ 이하의 온도에서는 가열 출력 장애가 있다. 필요한 가열 출력을 생성하기 위해서는, 시스템은 순수 히트 펌프 모드에서 작동해야 한다. 그러나 이 작동 모드에서, 승객실용 흡입 공기의 적절한 제습이 실현될 수 없다. 그리고 또 냉매 회로는 히트 펌프 모드와 냉방 유니트 모드 사이에서 스위칭한다.
DE 10 2009 028 522 A1에서, 에어컨은 히트 펌프 시스템으로 구성된 냉매 회로를 가지는 것으로 설명되어 있다. 냉매 회로는 유사하게 DE 10 2006 026 359 A1의 냉매 회로의 개량품으로서 기본 회로와 히트 펌프 압축기를 갖춘 보조 분기(branch)를 가진다. 전체 냉매 유량을 냉방 출력이 증발기에 전달되는, 기본 회로를 통한 제1부분 유량 및 가열 출력이 히트 펌프 압축기로 이송되는, 보조 통로를 통한 제2부분 유량으로 분할한 덕분에, 재가열 모드에서의 작동은 가능하게 되고 가열 출력은 냉방 출력과는 독립적으로 조절된다. 그러나 냉매 회로의 이 설계에서 마찬가지로, 히트 펌프 압축기의 냉매의 압력은 독립적으로 온도를 조절할 수 없고, 따라서 기본 회로의 압축기의 압력 레벨 이상으로 크게 설정될 수 없다. 재가열 모드에서 작동할 때 충분한 가열 출력을 사용할 수 있지만, 온도 레벨은 20℃ 미만의 주변 공기 온도들에서 승객실의 쾌적한 공기 컨디셔닝을 위해서는 충분하지 않다. 필요한 가열 출력을 달성하기 위해, 에어컨은 순수한 히트 펌프 모드에서 작동될 수 있어야 하지만, 다시 한 번 승객실용 흡입 공기의 충분한 제습을 보장할 수 없다. DE 10 2011 109 055 A1로부터의 에어컨과 같이, 냉매 회로는 히트 펌프 모드와 냉방 유니트 모드 사이를 스위칭한다.
본 발명의 과제는 다양한 작동 모드, 특히 재가열 모드에 대한 냉매 회로를 갖춘 에어컨을 개량하는 것으로, 승객실에 공급되는 공기는 필요한 냉방 출력과 주변 공기의 온도 레벨에 독립적으로 50℃ ~ 60℃ 까지의 범위의 높은 온도로 가열될 수 있다. 이는 PTC 가열과 같은, 추가의 외부 에너지 소비 열원을 가지지 않고 수행되어야 한다.
또한, 본 발명의 과제는 특히 재가열 모드에서 냉매 회로가 필요한 냉방 출력과 주변 공기의 온도 레벨에 독립적으로, 주변 공기의 온도보다 높은 온도 레벨에서 승객실에 공급되는 공기의 효율적인 작동과 가열을 가능하게 하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
본 과제는 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드뿐만 아니라 재가열 모드의 조합된 작동을 위해 구성된 차량 승객실의 에어 컨디셔닝을 위한 에어컨의 냉매 회로에 의해 해결된다. 본 발명에 따른 냉매 회로는 압축기, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기, 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 공급하기 위한 열 교환기뿐만 아니라 제1 팽창 요소를 가진다. 또한 냉매 회로는 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기로 열 전달을 위한 열 교환기와, 냉매의 유동 방향에서 이에 바로 이어지는 제2 팽창 요소로 구성된다.
본 발명의 개념에 따라, 냉매 회로는 가변 유동 단면을 가진 제3 팽창 요소를 가진다. 제3 팽창 요소는, 팽창 요소의 완전 개방 상태에서 거의 압력 손실이 없는 냉매의 유동이 보장되고, 유동 단면의 감소로, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지의 열 전달을 위한 열 교환기 내의 압력 레벨이 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 내의 압력 레벨 위로 조정될 수 있도록 구성되어 냉매 회로 내에 배치된다. 거의 압력 손실이 없는 유동을 위해서, 팽창 요소의 유동 단면은 본질적으로 팽창 요소에 배치된 냉매 회로 연결 라인의 유동 단면에 대응한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따라서, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기와 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 공급하기 위한 열 교환기는 각각 양방향 유동 가능하게 구성된다. 또한, 제1 팽창 요소는 양호하게 냉매에 의해 반대 방향으로 작용하는 두 유동 경로를 가진다. 제1 팽창 요소는 반대의 두 유동 방향으로 양방향 유동 가능하다.
본 발명의 제1 대안적인 구성에 따라, 냉매 유동 방향으로 압축기 뒤에 분기점이 형성되며, 상기 분기점에서 재가열 모드의 작동 시 냉매 유량이 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기를 통한 하나의 부분 유량과, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기를 통한 하나의 부분 유량으로 분할될 수 있다. 이 경우 제3 팽창 요소는 바람직하게 분기점과 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 사이에 배치된다.
다음으로, 재가열 모드에서 이전에 냉각 및/또는 제습된 공기를 재가열하는 역할을 하는, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기는 또한 재가열기로 불리고, 그리고 재가열 모드에서 냉매를 응축하도록 작동되는, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기는 또한 압축기/가스 냉각기로 불린다.
특히 양호하게, 냉매 회로가 기본 회로와 보조 라인을 가지는 것이다. 압축기, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기, 제1 팽창 요소 및 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 공급하기 위한 열 교환기는 기본 회로 내에 배치되어 있다.
보조 라인은 바람직하게 두 유동 경로들로 형성된다. 제1 유동 경로는 압축기와 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 사이에 배치된 분기점으로부터, 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 공급하기 위한 열 교환기와 압축기 사이에 배치된 합류점까지 연장된다. 제1 유동 경로는 바람직하게 제2 팽창 요소와 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기를 가진다. 제2 유동 경로는 압축기와 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 사이에 배치된 분기점으로부터, 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 공급하기 위한 열 교환기와 압축기 사이에 배치된 합류점까지 연장된다.
재가열 모드에서의 작동 동안 냉매의 유량은 양호하게 기본 회로와 제1 유동 경로로 분할될 수 있다. 제3 팽창 요소는 바람직하게 기본 회로 내의 보조 라인의 제2 유동 경로의 분기점과 제1 유동 경로의 분기점과 사이에 배치된다.
기본 회로는, 또한, 바람직하게 보조 라인의 유동 경로의 합류점 사이의 전환 밸브 또는 차단 밸브로 구성된 밸브를 가진다.
본 발명의 제2 대안적인 구성에 따라, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지의 열 전달을 위한 열 교환기와 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기는 직접 연결 라인들 통해 서로 연결되어 있다. 제3 팽창 요소는 연결 라인 내측에 배치되어 있다. 냉매 회로 내에 순환하는 냉매의 완전한 유량은 양 열 교환기를 통해서 연속적으로 유동한다. 본 발명의 제1 대안적인 구성과 비교하면, 재가열 모드 내의 작동 동안 냉매의 유량은 제1 열 교환기를 통한 부분 유량과 제2열 교환기를 통한 부분 유량으로 분할되지 않는다. 가열 출력은 다른 압력 레벨 또는 온도 레벨에 의해서 조정된다.
본 발명의 과제는 또한 본 발명에 따른 차량 승객실의 공기를 위한 에어컨의 냉매 회로에 의해 해결되며, 냉매 회로는 압축기와 냉매의 유동 방향으로 압축기 뒤에 배치된 분기점과, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기와 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기를 가진다. 냉각 회로는 재가열 모드뿐만 아니라 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서 에어컨의 조합된 작동을 위해 설계되어 있다. 재가열 모드에서의 작동 동안 냉매의 유량은 재가열기를 통한 부분 유량과 압축기/가스 냉각기를 통한 부분 유량으로 분할된다.
본 발명의 개념에 따라, 가변 유동 단면을 가진 팽창 요소는 분기점과 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 사이의 냉매 회로 내측에 배치된다. 팽창 요소는, 팽창 요소의 완전 개방 상태에서 압력 손실이 없는 냉매 유동이 보장되고, 유동 단면의 감소로, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지의 열 전달을 위한 열 교환기 내의 압력 레벨이 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 내의 압력 레벨 위로 조정될 수 있도록 구성된다. 냉매 회로가 재가열 모드에서 작동 중일 때, 재가열에서의 냉매의 압력 레벨은 그러므로 압축기/가스 냉각기에서의 압력 레벨보다 크다.
재가열 모드뿐만 아니라 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서의 조합된 작동을 위해, 압축기, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기와 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기 및 팽창 요소로 구성된 차량 승객실용 에어컨의 냉매 회로를 작동하기 위한 본 발명에 따른 한 방법은, 재가열 모드에서의 작동 동안 다음의 단계를 가진다:
- 재가열기를 통한 부분 유량과 압축기/가스 냉각기를 통한 부분 유량으로 냉매 유량을 분할하는 단계와,
- 팽창 요소의 유동 단면을 감소시키고 팽창 요소를 통해 유동할 때 압축기/가스 냉각기를 통한 부분 유량을 팽창시킴과 동시에, 재가열기를 통한 부분 유량의 압력 레벨을 상승시키는 단계.
본 발명에 따라서, 재가열기 내의 냉매의 압력 레벨은 압축기/가스 냉각기 내의 냉매의 압력 레벨 이상으로 상승되며, 즉 재가열기 내의 냉매의 압력 레벨은 압축기/가스 냉각기 내의 압력 레벨보다 더 높다. 그러므로, 재가열기 내의 냉매의 온도가 압축기/가스 냉각기 내의 냉매의 온도와는 독립적으로 조절되므로, 승객실로 전달될 공기는 주변 공기의 온도 이상의 온도로 가열된다.
재가열 모드뿐만 아니라 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서의 조합된 작동을 위해, 압축기, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기와 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기 및 팽창 요소로 구성된 차량 승객실용 에어컨의 냉매 회로를 작동하기 위한 본 발명에 따른 한 방법은, 재가열 모드에서의 작동 동안 다음의 단계를 가진다:
- 팽창 요소의 유동 단면을 감소하고 팽창 요소를 통해 유동할 때 재가열기 내의 보다 높은 압력 레벨로부터 압축기/가스 냉각기 내의 보다 낮은 압력 레벨까지 냉매 유량을 팽창하는 단계,
- 재가열기 내의 냉매의 온도를 압축기/가스 냉각기 내의 냉매의 온도와는 독립적으로 조절하는 단계로서, 승객실로 전달될 공기가 주변 공기의 온도 이상의 온도로 가열되게 하는, 조절하는 단계.
냉매가 팽창 요소를 통해 유동할 때 압축기/가스 냉각기에 도달하기 전에 냉매를 팽창하고 동시에 재가열기 내의 냉매의 압력 레벨을 상승한다. 재가열기 내의 냉매의 압력 레벨은 그러므로 압축기/가스 냉각기 내의 냉매의 압력 레벨 위이다.
본 발명의 양호한 실시예에 따라서, 히트 펌프 모드에서의 작동과 비교해서, 냉방 유니트 모드와 재가열 모드에서의 작동시 냉매는 냉매와 주변 공기 사이에서의 열 전달을 위한 열 교환기를 반대 방향으로 유동한다.
본 발명의 양호한 실시 예에 따라서, 냉매 회로가 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매로의 열 공급을 위한 열 교환기뿐만 아니라 상기 열 교환기와 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기 사이에 배치된 팽창 요소를 가짐으로써, 히트 펌프 모드에서의 작동과 비교해서, 냉방 유니트 모드와 재가열 모드에서의 작동 시 냉매는 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매로의 열공급을 위한 열 교환기 및 팽창 요소를 반대 방향으로 유동한다.
본 발명의 특별한 장점은 재가열 모드에서의 작동시, 재가열기 내의 냉매의 압력이 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기로서 압축기/가스 냉각기 내의 압력 레벨 이상으로 크게 설정되고 그러므로 승객실용 흡입 공기는 주변 공기의 온도 이상으로 실질적으로 가열될 수 있다. 냉매 회로와 더불어, 충분한 가열 출력은 높은 주변 온도 및 예를 들어 20℃ 이하의 낮은 주변 공기 온도, 모두에서 재가열 모드에 제공될 수 있다. 또한, 승객실용 흡입 공기의 적절한 제습이 이 작동 모드에서 보장될 수 있다.
종래 기술에 비해 에어컨의 냉매 회로의 추가 이점은 다음과 같이 요약 될 수 있다:
- 주변 온도가 낮은 경우 따뜻한 공기를 신속하게 제공하고 하이브리드 차량에 사용하는 경우 엔진 냉각 회로의 냉각된 냉각수를 신속하게 제공하고,
- 승객실의 난방 및 환기 작동에서의 가능한 가열을 위해 필요한 출력이 감소하고,
- 비교가능한 기능들을 갖춘 다른 가열 시스템에 비해 출력이 양호하고 덜 복잡할 뿐만 아니라,
- 재가열기의 가열 출력이 증발기 내의 냉방 출력보다 낮은 재가열 작동이 제공된다.
본 발명의 추가의 상세 내용, 특징 및 이점은 대응 도면을 참고로 하는, 실시 예의 아래에 설명으로부터 명백해질 것이다. 도면들은 각각 냉방 유니트, 히트 펌프 또는 재가열 작동에서의 에어컨의 냉매 회로를 도시한다.
도 1은 기본 회로 및, 기본 회로의 고압 측에서의 팽창 요소를 가진 보조 통로를 갖춘 냉매 회로를 도시한다.
도 2는 재가열 모드에서 압축기/가스 냉각기로서 각각 작동하는 두 열 교환기 사이의 연결 라인 내의 팽창 요소를 가진 냉매 회로를 도시한다.
도 1은 기본 회로 및 보조 라인을 갖춘 차량의 에어컨의 냉매 회로(1)를 도시한다. 냉방 유니트 모드에서의 작동 동안, 냉매는 기본 회로를 통해서 증발기로서 작동되는 열 교환기(2), 수집기(3), 압축기(4), 압축기/가스 냉각기로서 작동되는 열 교환기(5)와 양방향 유동을 갖춘 팽창 밸브로서 구성된 팽창 요소(6)를 연속적으로 통해서 유동한다. 냉매의 유동 방향은 화살표와 점선으로 여기에 도시되어 있다.
승객실에 공급되는 공기를 냉각시키도록 순환하는 냉매는 압축기(4) 내에서 압축되어 열 교환기(5)로 보내진다. 열 교환기(5) 내에서, 냉매는 주변 공기에 열을 뺏긴다. 다음으로, 냉매는 팽창 요소(6)를 통해 유동하고 증발기(2) 내에서 일어나는 압력 레벨로 팽창한다. 이 방식으로 생성된 2상 혼합은 열 교환기(2) 내에서 증발되고 승객실에 공급되는 공기는 소정의 온도로 냉각된다. 열 교환기(2)로부터 나온 후, 냉매는 수집기(3)로 보내지고, 여기서 불완전 증발시 여전히 존재된 냉매 액체는 분리되고 저장된다. 냉매는 압축기(4)에 의해 수집기(3)로부터 나와서 다시 압축된다.
냉매가 임계 작동, 예를 들어, 냉매 R134a 또는 특정 환경 조건 하에서 이산화탄소를 발생하는 작동에서 액화하는 경우, 열 교환기(5)는 압축기로 불린다. 열 전달의 일 부분은 일정한 온도에서 일어난다. 열 교환기(5)의 초임계 작동에서 또는 초임계 열 전달에서, 냉매의 온도는 꾸준히 떨어진다. 이 경우, 열 교환기(5)는 가스 냉각기로 불린다. 임계 작업은 특정 환경 조건이나 냉매로서 이산화탄소를 가지는 차량의 에어컨(1)의 작동 모드에서 발생할 수 있다.
히트 펌프 모드에서 작동할 때, 냉매는 기본 회로뿐만 아니라 두 개의 유동 경로(7, 8)로 형성된 보조 라인을 통해 유동한다.
제1 유동 경로(7)는 기본 회로의 분기점(9)으로부터 합류점(10)까지 연장한다. 분기점(9)은 냉매의 유동 방향으로, 압축기(4)의 하류, 즉 압축기(4)의 출구에 놓여 있으며, 합류점(10)은 냉매의 유동 방향으로, 냉방 유니트의 모드에서 작동할 때, 열 교환기(2)의 하류, 즉 열 교환기(2)의 출구에 놓여 있다. 제1 유동 경로(7)는 냉매의 유동 방향으로, 분기점(9)의 하류로부터, 밸브(11), 압축기/가스 냉각기로서 구성된 열 교환기(12)와 그리고 나서 팽창 요소(13)를 가진다.
제2 유동 경로(8)는 기본 회로의 분기점(14)으로부터 합류점(15)까지 연장한다. 분기점(14)은 냉방 유니트 모드에서 작동할 때 냉매의 유동 방향으로, 열 교환기(5)의 상류, 즉 열 교환기(5)의 입구에 놓여 있으며, 합류점(15)은 수집기(3)로부터 상류, 즉 수집기(3)의 입구에 놓여 있다. 제2 유동 경로(8)는 밸브(16)를 가진다.
다른 밸브(17, 18)는 냉매 회로(1) 내의 보조 통로의 합류점(10, 15)과 분기점(9, 14) 사이에 각각 배치되어 있다. 각 밸브(11, 17)는 분기점(9)과 함께 밸브 장치로서 구성되며, 각 밸브(16, 18)는 분기점(15)과 함께 밸브 장치로서 구성된다.
히트 펌프 모드에서, 밸브(11, 16, 17, 18)가 동작되어 냉매 유량은 압축기(4)로부터 하류로 제1 유동 경로(7)를 통해서 그러므로 압축기/가스 냉각기로서 작동되는, 열 교환기(12)를 통해 흐른다. 반면에, 냉방 유니트 모드에서, 밸브(11, 16)는 폐쇄되고 밸브(17, 18)는 개방되며, 히트 펌프 모드에서 작동할 때, 밸브(11, 16)는 개방되고 밸브(17, 18)는 폐쇄된다. 실선과 화살표는 히트 펌프 모드에서 작동할 때 냉매의 유동 방향을 도시한다.
열 교환기(12) 내에서, 열은 냉매로부터 승객실로 공급되는 공기로 이송된다. 압축기/가스 냉각기로서 작동되는, 열 교환기(12)는 또한 재가열기로 불린다. 그리고 나서 냉매는 팽창 밸브로 구성된, 팽창 요소(13) 내에서 높은 압력 레벨에서 열 교환기(12) 내의 열 전달의 레벨과 열 교환기(5) 내의 열 전달의 레벨 사이의 중간 압력 레벨까지 팽창된다. 그러므로, 중간 압력 레벨의 도움으로, 냉매측상의 열 교환기(2) 내에 온도 레벨은 조절되어 증발기로서 작동된다. 승객실에 공급되는 공기가 냉각되고 제습되면, 냉매는 부분적으로 열 교환기(2) 내에서 증발된다. 증발기(2)로부터 상류의 공기 온도가 0℃이상인 것을 확인하면, 열 교환기(2)를 통해 유동하는 공기는 열 전달 표면의 안개 없이 제습될 수 있으며, 건조된 공기는 압축기/가스 냉각기(12) 내에서 승객실의 난방에 필요한 온도 레벨까지 따뜻하게 되거나 가열된다. 열 교환기(2) 내에서 부분적으로 증발된 냉매는 양방향 유동 가능하게 구성된 팽창 요소(6) 내의 주변 온도에 대응하는 2상 영역내의 압력 레벨로 팽창된다. 양방향 유동 팽창 요소(6)를 통한 유동은 냉방 유니트 모드에서의 작동과 반대이다. 열 교환기(5)에서, 주변 공기로부터의 열은 냉매에 차지되고 냉매는 더 팽창된다. 분기점(14)에 도달하면, 냉매는 보조 통로의 제2 유동 통로(8)를 통해서 유동하여 밸브(16)를 통과해서 수집기(3)로 흐른다. 냉매 회로(1)은 폐쇄된다.
열원으로 주변 공기 외에, 승객실의 공기의 잠열도 사용할 수 있다. 주변 공기의 제습시, 특히 공기 유동의 냉각 또는 온도 변화시에 날아간 열은 열 교환기(12) 내의 감지가능한 비율로서 공기 유동으로 복귀된다. 공기 습기의 응축을 위한 제습시 날아가고, 공기 유동에서의 어떠한 온도 변화도 야기하지 않은 잠열 부분은 공기 유동으로 복귀될 필요가 없다. 주변으로부터 날아간 이 부분의 열의 재가열이 없기 때문에, 잠열은 냉매 회로(1)에 추가의 열원을 이룬다.
냉매 회로(1)의 "재가열" 모드에서의 작동은 화살표와 일점쇄선에 의해 도시되어 있다. 여기서 팽창 요소(13)는 밸브(11, 17)가 개방되어 조절되므로 가열 출력은 열 교환기(12)에 제공될 수 있으며, 열 교환기(2)에서 가열 출력보다 적을 수 있다. 압축기/가스 냉각기로서 작동되는, 열 교환기(12)에서의 가열 출력은 그러므로 증발기로서 작동되는, 열 교환기(2)에서의 냉방 출력과는 독립적으로 조정가능하다. 유사하게 밸브(18)는 개방되고 반면 밸브(16)는 폐쇄된다.
냉매의 유동 방향으로 압축기(4)로부터 하류에 있는 밸브 장치의 밸브(17)는 조절된 팽창 요소로서, 특히 외측 조절된 팽창 요소로 설계되어 있다. 완전히 개방된 밸브(17)는 냉매 회로(1)가 냉방 유니트 모드에서 작동하고 있을 때 거의 압력 손실 없이 냉매의 유동을 가능하게 하며, 연결 라인의 내경에 대응하는 최대 개방 직경을 가진다.
냉매 회로(1)가 재가열 모드에서 작동하고 있을 때, 밸브(17)가 조절되어 압축기/가스 냉각기로서 작동되는, 열 교환기(5)에서 더 높은 압력 레벨이 압축기/가스 냉각기로서 작동되는, 열 교환기(12) 내에서 조정된다. 팽창 밸브로서 구성된, 팽창 요소(17) 내의 유동 단면은 이 경우에 감소된다. 따라서 승객실로 공급되는 공기를 재가열하거나 따뜻하게 하기 위해 열 교환기(12) 내의 압력과 온도는 열 교환기(5) 둘레로 유동하는 주변 공기의 온도와는 독립적으로 조정될 수 있다.
열 교환기(5) 내의 냉매의 압력 레벨은 본질적으로 허용 유동 및 관통 유동 외에 주변 공기의 온도뿐만 아니라 디자인에 의해 영향을 받는다. 팽창 밸브로 구성된 팽창 요소(17)의 유동 단면을 감소함으로써, 열 교환기(5) 내의 냉매의 압력 레벨은 감소한다. 그러나, 이 압력 레벨이 주변 공기의 외부 컨디션에 좌우되기 때문에, 팽창 요소(17)의 유동 단면의 감소로, 냉매의 압력은 냉매의 유동 방향으로 팽창 요소(17)로부터 상류에서 증가한다.
밸브의 개방된 상태에서 보조 통로의 제1 유동 경로(7)를 통한 유동을 가능하게 하는 밸브(11)는 전환 밸브 또는 차단 밸브로서 설계되어 있다.
밸브(11)가 개방되면, 열 교환기(12) 내의 압력 레벨은 그러므로 팽창 요소(17) 내의 유동 단면의 감소로 조절된다.
재가열 모드에서 작동할 때 밸브(17)가 승객실에 공급되는 공기의 재가열을 위해 열 교환기(12)를 통해서 냉매의 부분 유량을 받지 않을지라도, 열 교환기(12) 내의 압력 레벨과 그러므로 온도 레벨은 밸브(17)의 유동 단면을 조정함으로써 조절된다. 열 교환기(12) 내측의 온도 레벨의 변경과 적응으로, 승객실용 흡입 공기의 온도는 주변 공기의 온도와는 독립적으로 조정된다.
도 2는 도 1의 냉매 회로(1)와는 보조 라인의 디자인에서 특히 다른, 차량 에어컨의 냉매 회로(1')를 도시한다.
냉방 유니트 모드와 재가열 모드에서 작동할 때, 압축기(4')로부터 시작하는 냉매는 연속적으로 열 교환기(12'), 밸브(19), 압축기/가스 냉각기로서 작동되는 열 교환기(5'), 양방향 흐름 팽창 밸브로서 설계된 팽창 요소(6'), 증발기로서 작동하는 열 교환기(2')를 통해서 유동하고 3방 밸브(20)를 거쳐서 수집기(3')로 유동한다. 냉매의 유동 방향은 화살표와 점선으로 도시되어 있다.
냉매 회로(1')가 냉방 유니트 모드에서 작동 중일 때, 승객실에 공급되는 공기의 냉각을 위한 순환 냉매는 압축기(4')에서 압축되고 열 교환기(12')로 보내진다. 승객실용 흡입 공기를 위한 채널 내에 위치된, 열 교환기(12')는 어떠한 공기도 허용하지 않고 열은 이송되지 않는다. 외부 조절된 팽창 요소, 특히 팽창 밸브로 구성된, 완전히 개방된 밸브(19)는 거의 압력 손실이 없이 냉매를 유동시킬 수 있으며, 연결 라인의 내경에 대응하는 최대 개방 직경을 가진다. 냉매는 압축기/가스 냉각기로서 작동되는 열 교환기(5')를 통해서 유동하고 주변 공기에 열을 빼앗겨, 냉각 및 응축된다. 냉매는 열 교환기(2') 내에 열을 차지한다. 승객실에 공급되는 공기는 냉각되고 제습된다.
냉매 회로(1')가 재가열 모드에서 작동중 일 때, 압축기(4') 내에 응축된 냉매는 유사하게 열 교환기(12')로 보내진다. 압축기/가스 냉각기(12') 내에서, 냉매로부터 나온 열은 승객실에 공급되는 공기로 이송된다. 공기는 가열된다. 열 교환기(12')는 또한 재가열기로서 알려져 있다.
팽창 요소(19)가 조절되므로 또한 압축기/가스 냉각기로서 작동되는 열 교환기(5') 내에서 보다 열 교환기(12') 내에서 보다 높은 압력 레벨이 설정된다. 팽창 요소(19)의 유동 단면을 감소함으로써, 승객실에 공급되는 공기의 재가열 또는 따뜻함을 위한 열 교환기(12') 내의 압력 및 온도 레벨은 열 교환기(5') 둘레로 유동하는 주변 공기의 온도와는 독립적으로 증가된다.
열 교환기(5') 내의 냉매의 압력 레벨은 본질적으로 허용 유동 및 관통 유동 외에 주변 공기의 온도뿐만 아니라 디자인에 의해 영향을 받는다. 팽창 밸브로 구성된 팽창 요소(19)의 흐름 단면을 감소함으로써, 열 교환기(5') 내의 냉매의 압력 레벨은 감소한다. 그러나, 이 압력 레벨이 주변 공기의 외부 컨디션에 좌우되기 때문에, 팽창 요소(19)의 유동 단면의 감소로, 냉매의 압력은 냉매의 유동 방향에서 그리고 열 교환기(12')에서 팽창 요소(19)로부터 상류에서 증가하거나 조절된다.
압력이 조절되는 냉매 유량은 밸브(19)를 통해서 유동한다. 팽창 메커니즘은 열 교환기(12')와 압축기/가스 냉각기로서 작동되는 열 교환기(5') 사이의 연결 라인 내측에 배치되어 있다.
열 교환기(12') 내측의 온도 레벨의 변경과 적응으로, 승객실용 흡입 공기의 온도는 주변 공기의 온도와는 독립적으로 조정된다.
압축기/가스 냉각기로서 작동되는 열 교환기(5')로부터 나온 후, 냉방 유니트 모드 및 재가열 모드에서 작동할 때 모두에서의 냉매는 증발기(2')에서 일어나는 압력 레벨로 팽창되는 팽창 요소(6')를 통과한다. 이 방식으로 생성된 2상 혼합물은 열 교환기(2') 내에서 증발되고 승객실에 공급되는 공기는 냉각되고 제습된다. 열 교환기(2')로부터 나온 후, 냉매는 3방 밸브(20)를 통해 수집기(3')로 보내지고, 여기서 불완전 증발로 여전히 존재하는 냉매 액체는 분리되고 축적된다. 냉매는 압축기(4')에 의해 수집기(3')로부터 나온다. 냉매 회로(1')는 폐쇄된다.
히트 펌프 모드에서 작동할 때, 냉매는 도 1과 유사하게 냉매 회로(1') 내에 순환한다. 냉매는 열 교환기(12')의 출구에 있는 분기점(21)으로부터 합류점(10')까지 연장하는 연결 라인을 통해서 유동한다. 합류점(10')은 냉방 유니트 모드에서의 냉매의 유동 방향으로, 열 교환기(2')의 출구에 놓여 있다. 연결 라인은 팽창 밸브로서 설계된 팽창 요소(13')를 가진다. 밸브(19)는 폐쇄된다. 실선과 화살표는 히트 펌프 모드에서 작동할 때 냉매의 유동 방향을 도시한다.
열 교환기(12') 내에서, 압축기(4')에 의해 압축된 냉매의 열은 승객실로 공급되는 공기로 이송된다. 그리고 나서 냉매는 팽창 요소(13') 내에서 높은 압력 레벨에서 열 교환기(12') 내의 열 전달의 레벨과 열 교환기(5') 내의 열 전달의 레벨 사이의 중간 압력 레벨까지 팽창된다. 그러므로, 중간 압력 레벨의 도움으로, 냉매측상의 열 교환기(2') 내에 온도 레벨은 조절된다. 가열 출력은 열 교환기(12')에서 제공될 수 있으며, 열 교환기(2')에서 냉방 출력보다 적을 수 있다. 압축기/가스 냉각기로서 작동되는, 열 교환기(12')에서의 가열 출력은 그러므로 증발기로서 작동되는, 열 교환기(2')에서의 냉방 출력과는 독립적으로 조정가능하다.
냉매는 부분적으로 열 교환기(2') 내에서 증발되며, 이때, 승객실로 공급되는 공기는 냉각되고 제습된다. 건조된 공기는 압축기/가스 냉각기(12') 내에서 승객실의 난방에 필요한 온도 레벨까지 다시 가열된다.
열 교환기(2') 내에서 부분적으로 증발된 냉매는 양방향 유동 가능하게 구성된 팽창 요소(6') 내의 주변 온도에 대응하는 2상 영역 내의 압력 레벨로 팽창된다. 양방향 유동 팽창 요소(6')를 통한 유동은 냉방 유니트 모드에서의 작동과 반대이다. 열 교환기(5')에서, 주변 공기로부터의 열은 냉매에 차지되고 냉매는 더 팽창된다.
열 교환기(5')로부터 나온 후, 냉매는 3방 밸브(20)를 통해 수집기(3')로 보내지고, 압축기(4')로 들어간다. 냉매 회로(1')는 폐쇄된다.
1, 1' : 냉매 회로
2, 2' : 열 교환기, 증발기
3, 3' : 수집기
4, 4' : 압축기
5, 5' : 열 교환기
6, 6' : 팽창 요소
7 : 제1 유동 경로, 보조 라인
8 : 제2 유동 경로, 보조 라인
9 : 분기점
10, 10': 합류점
11 : 밸브
12, 12': 열 교환기, 압축기/가스 냉각기
13, 13': 팽창 요소
14 : 분기점
15 : 합류점
16 : 밸브
17 : 밸브, 팽창 요소
18 : 밸브
19 : 밸브, 팽창 요소
20 : 3방 밸브
21 : 분기점

Claims (10)

  1. 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서의 조합된 작동뿐만 아니라 재가열 모드를 위해 구성된, 차량 승객실의 에어 컨디셔닝을 위한 에어컨의 냉매 회로(1, 1')로서,
    - 압축기(4, 4'), 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5, 5'), 제1 팽창 요소(6, 6'), 및 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 공급하기 위한 열 교환기(2, 2')와,
    - 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기(12, 12'), 및 냉매의 유동 방향에서 이에 바로 이어지는 제2 팽창 요소(13, 13')를 포함하는, 에어컨의 냉매 회로에 있어서,
    가변 유동 단면을 가진 제3 팽창 요소(17, 19)가 구성되고, 이때 상기 제3 팽창 요소는,
    - 완전 개방 상태에서 압력 손실이 없는 냉매의 유동이 보장되고,
    - 유동 단면의 감소로, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지의 열 전달을 위한 열 교환기(12, 12') 내의 압력 레벨이 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5, 5') 내의 압력 레벨 위로 조정될 수 있도록 구성되어 냉매 회로(1, 1') 내에 배치되는 것을 특징으로 하는, 에어컨의 냉매 회로(1, 1').
  2. 제1항에 있어서,
    - 상기 열 교환기(5, 5')와 상기 열 교환기(2, 2')는 각각 양방향 유동 가능하게 구성되어 있으며,
    - 상기 제1 팽창 요소(6, 6')는 냉매에 의해 반대 방향으로 작용하는 두 유동 경로를 갖도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 에어컨의 냉매 회로(1, 1').
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉매 유동 방향에서 상기 압축기(4) 뒤에 분기점(9)이 형성되며, 상기 분기점에서 재가열 모드의 작동 시 냉매 유량이 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기(12)를 통한 하나의 부분 유량과, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5)를 통한 하나의 부분 유량으로 분할될 수 있으며, 제3 팽창 요소(17)는 상기 분기점(9)과 상기 열 교환기(5) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 에어컨의 냉매 회로(1).
  4. 제3항에 있어서, 기본 회로와 보조 라인이 구성되며,
    - 압축기(4), 열 교환기(5), 제1 팽창 요소(6) 및 열 교환기(2)는 상기 기본 회로 내에 배치되어 있으며,
    - 상기 보조 라인은 두 유동 경로들(7, 8)로 형성되며,
    - 제1 유동 경로(7)는 압축기(4)와 열 교환기(5) 사이에 배치된 분기점(9)으로부터, 상기 열 교환기(2)와 상기 압축기(4) 사이에 배치된 합류점(10)까지 연장되며, 제2 팽창 요소(13)와 열 교환기(12)를 가지며,
    - 제2 유동 경로(8)는 압축기(4)와 열 교환기(5) 사이에 배치된 분기점(14)으로부터, 열 교환기(2)와 압축기(4) 사이에 배치된 합류점(15)까지 연장되며,
    재가열 모드의 작동 시 냉매의 유량은 기본 회로와 제1 유동 경로(7)로 분할될 수 있으며,
    - 제3 팽창 요소(17)는 제2 유동 경로(8)의 분기점(14)과 제1 유동 경로(7)의 분기점(9) 사이에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 에어컨의 냉매 회로(1).
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지의 열 전달을 위한 열 교환기(12')와, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5')는 연결 라인들 통해 서로 직접 연결되고, 제3 팽창 요소(19)는 상기 연결 라인 내측에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 에어컨의 냉매 회로(1').
  6. 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서의 조합된 작동뿐만 아니라 재가열 모드를 위해 구성된, 차량 승객실의 에어 컨디셔닝을 위한 에어컨의 냉매 회로(1)로서,
    - 압축기(4), 냉매의 유동 방향에서 상기 압축기(4) 뒤에 배치된 분기점(9)과,
    - 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5)와,
    - 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기(12)를 포함하며,
    재가열 모드의 작동 시 냉매 유량은 열 교환기(12)를 통한 부분 유량과, 열 교환기(5)를 통한 부분 유량으로 분할될 수 있는, 에어컨의 냉매 회로에 있어서,
    분기점(9)과 열 교환기(5) 사이에는 가변 유동 단면을 가진 팽창 요소(17)가 배치되며, 상기 팽창 요소(17)는,
    - 완전 개방 상태에서 압력 손실이 없는 냉매의 유동이 보장되고,
    - 유동 단면의 감소로 열 교환기(12) 내의 압력 레벨이 상기 열 교환기(5) 내의 압력 레벨 위로 조정될 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 하는, 에어컨의 냉매 회로(1).
  7. 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서의 조합된 작동뿐만 아니라 재가열 모드를 위해 구성된, 차량 승객실의 에어 컨디셔닝을 위한 에어컨의 냉매 회로(1)를 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 냉매 회로(1)는 압축기(4), 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5), 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기(12), 및 팽창 요소(17)를 가지며, 재가열 모드에서의 작동 시,
    - 열 교환기(12)를 통한 부분 유량과 열 교환기(5)를 통한 부분 유량으로 냉매 유량을 분할하는 단계와,
    - 냉매 유량이 상기 팽창 요소(17)를 통해 유동할 때 팽창 요소(17)의 유동 단면을 감소시키고 상기 열 교환기(5)를 통한 부분 유량을 팽창시킴과 동시에, 상기 열 교환기(12)를 통한 부분 유량의 압력 레벨을 상승시키는 단계로서, 이때 열 교환기(12) 내의 냉매의 압력 레벨이 열 교환기(5) 내의 냉매의 압력 레벨 위로 상승되는 단계와,
    - 열 교환기(12) 내의 냉매의 온도를 열 교환기(5) 내의 냉매의 온도와는 독립적으로 조절하여, 승객실로 전달될 공기가 주변 공기 온도 위의 온도로 가열되는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는, 에어컨 냉매 회로의 작동 방법.
  8. 냉방 유니트 모드와 히트 펌프 모드에서의 조합된 작동뿐만 아니라 재가열 모드를 위해 구성된, 차량 승객실의 에어 컨디셔닝을 위한 에어컨의 냉매 회로(1')를 작동하기 위한 방법으로서,
    상기 냉매 회로(1')는 압축기(4'), 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5'), 냉매로부터 컨디셔닝될 승객실 공기까지 열을 전달하기 위한 열 교환기(12'), 및 팽창 요소(19)를 가지며, 재가열 모드에서의 작동 시,
    - 냉매 유량이 상기 팽창 요소(19)를 통해 유동할 때 팽창 요소(19)의 유동 단면을 감소시키고, 열 교환기(12') 내의 높은 압력 레벨로부터 열 교환기(5') 내의 낮은 압력 레벨까지 냉매 유량을 팽창시키는 단계와,
    - 열 교환기(12') 내의 냉매의 온도를 열 교환기(5') 내의 냉매의 온도와는 독립적으로 조절하여, 승객실로 전달될 공기가 주변 공기의 온도 이상의 온도로 가열되는 단계를 가지는 것을 특징으로 하는, 에어컨 냉매 회로의 작동 방법.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서, 히트 펌프 모드에서의 작동과 비교해서, 냉방 유니트 모드와 재가열 모드에서의 작동 시 냉매는 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5, 5')를 반대 방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는, 에어컨 냉매 회로의 작동 방법.
  10. 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 냉매 회로(1)는 컨디셔닝될 승객실 공기로부터 냉매까지 열을 전달하기 위한 열 교환기(2, 2')뿐만 아니라, 냉매와 주변 공기 사이의 열 전달을 위한 열 교환기(5, 5')와 상기 열 교환기(2, 2') 사이에 배치된 팽창 요소(6, 6')를 가지는 방법에 있어서,
    히트 펌프 모드에서의 작동과 비교해서, 냉방 유니트 모드와 재가열 모드에서의 작동시 냉매는 상기 팽창 요소(6, 6')와 상기 열 교환기(2, 2')를 반대 방향으로 유동하는 것을 특징으로 하는, 에어컨 냉매 회로의 작동 방법.
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