KR20140083320A - 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기 - Google Patents

차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량의 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차 또는 하이브리드카 등의 차량의 실내 냉방 및 난방을 위해 적용되는 히트펌프 시스템에서 냉방시에는 응축기로 사용되며 난방시에는 증발기 사용되는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 응축영역, 과냉영역, 기액분리기 및 두 개의 방향전환밸브를 포함하여 구성되어, 냉방시에는 응축영역을 통과한 열교환매체가 기액분리기를 통과하여 과냉영역을 거치면서 열교환되도록 하고, 난방시에는 응축영역을 통과한 열교환매체가 기액분리기를 통과하지 않고 과냉역역을 거치면서 열교환되도록 구성함으로써, 난방시 열교환매체의 압력 손실을 감소시켜 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 관한 것이다.

Description

차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기 {External heat exchanger of heat pump system for vehicle}
본 발명은 차량의 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기 자동차 또는 하이브리드카 차량의 실내 냉방 및 난방을 위해 적용되는 히트펌프 시스템에서 냉방시에는 응축기로 사용되며 난방시에는 증발기 사용되는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 응축영역, 과냉영역, 기액분리기 및 두 개의 방향전환밸브를 포함하여 구성되어, 냉방시에는 응축영역을 통과한 열교환매체가 기액분리기를 통과하여 과냉영역을 거치면서 열교환되도록 하고, 난방시에는 응축영역을 통과한 열교환매체가 기액분리기를 통과하지 않고 과냉영역을 거치면서 열교환되도록 구성함으로써, 난방시 열교환매체의 압력 손실을 감소시켜 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 관한 것이다.
차량용 공조장치는 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방시스템은, 냉매 사이클의 증발기 측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어 측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
한편, 상기한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있으며, 이는 2개의 열교환기 즉, 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기가 구비되며, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브가 구비된다.
이러한 차량용 히트펌프 시스템으로 다양한 종류가 제안되고 있으며, 그 대표적인 일례가 도 1에 도시되어 있다.
도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하고 토출하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 고압측 열교환기(32)와, 병렬구조로 설치되어 상기 고압측 열교환기(32)를 통과한 냉매를 선택적으로 통과시키는 제1팽창밸브(34) 및 제1바이패스 밸브(36)와, 상기 제1팽창밸브(34) 또는 제1바이패스 밸브(36)를 통과한 냉매를 실외에서 열교환시키는 실외 열교환기(48)와, 상기 실외 열교환기(48)를 통과한 냉매를 증발시키는 저압측 열교환기(60)와, 상기 저압측 열교환기(60)를 통과한 냉매를 기상과 액상의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터(62)와, 상기 저압측 열교환기(60)로 공급되는 냉매와, 압축기(30)로 복귀하는 냉매를 열교환시키는 내부열교환기(50)와, 상기 저압측 열교환기(60)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제2팽창밸브(56)와, 그리고 상기 제2팽창밸브(56)와 병렬로 설치되어 상기 실외 열교환기(48)의 출구측과 상기 어큐뮬레이터(62)의 입구측을 선택적으로 연결하는 제2바이패스 밸브(58)를 포함하여 이루어진다.
상기한 바와 같이 구성된 종래의 차량용 히트펌프 시스템에 따르면, 히트펌프 모드(난방모드)가 가동될 경우에는 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 닫히고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 개방된다. 따라서 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 고압측 열교환기(32), 제1팽창밸브(34), 실외 열교환기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2바이패스 밸브(58), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 고압측 열교환기(32)가 난방기의 역할을 하게 되고, 상기 실외 열교환기(48)는 증발기의 역할을 하게 된다.
반대로, 에어컨 모드(냉방모드)가 가동될 경우에는, 제1바이패스 밸브(36) 및 제2팽창밸브(56)는 개방되고, 제1팽창밸브(34) 및 제2바이패스 밸브(58)는 닫히게 된다. 따라서 압축기(30)로부터 토출되는 냉매는 고압측 열교환기(32), 제1바이패스밸브(36), 실외 열교환기(48), 내부열교환기(50)의 고압부(52), 제2팽창밸브(56), 저압측 열교환기(60), 어큐뮬레이터(62) 및 상기 내부열교환기(50)의 저압부(54)를 차례로 거쳐 압축기(30)로 복귀한다. 즉, 상기 저압측 열교환기(60)가 증발기의 역할을 하게 되고 상기 온도조절도어(12)에 의해 폐쇄된 상기 고압측 열교환기(32)는 히트펌프 모드시와 동일하게 난방기의 역할을 하게 된다. 그리고 상기 실외 열교환기(48)는 응축기의 역할을 하게 된다.
이와 같이 종래의 차량용 히트펌프 시스템에서, 실외 열교환기(48)는 난방모드 시 증발기로 작동하고 냉방모드 시 응축기로 작동하게 된다.
이때, 상기 실외 열교환기(48)는 도 2에 도시된 바와 같이 냉방모드 시 응축기로 작동되기 위해 응축영역(A1)과 과내영역(A2)이 형성되는 코어의 일측에 기액분리기(70)가 형성된다. 그리하여 냉방모드 및 난방모드 시 응축영역(A1)을 통과한 열교환매체가 기액분리기(70)를 통과하고 다시 과냉영역(A2)을 거치면서 열교환되도록 구성된다.
그런데 상기 기액분리기는 내부에 건조재가 포함되어 냉방모드 시 열교환매체에서 수분과 기체를 분리하는 역할을 한다. 그러므로 난방모드 시에는 상기 기액분리기가 필요하지 않으며, 열교환매체가 기액분리기를 통과하면서 압력 손실이 발생하게 되어 히트펌프 시스템의 성능이 저하되는 단점이 있다.
이와 관련된 종래 기술로는 한국공개특허(2012-0103054)인 "차량용 히트 펌프 시스템"이 개시되어 있다.
KR 2012-0103054 A (2012.09.19)
본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 전기 자동차 또는 하이브리드카 등의 차량의 실내 냉방 및 난방을 위해 적용되는 히트펌프 시스템에서 냉방시에는 응축기로 사용되며 난방시에는 증발기 사용되는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 있어서, 상기 실외 열교환기는 응축영역, 과냉영역, 기액분리기 및 두 개의 방향전환밸브를 포함하여 구성되어, 냉방시에는 응축영역을 통과한 열교환매체가 기액분리기를 통과하여 과냉영역을 거치면서 열교환되도록 하고, 난방시에는 응축영역을 통과한 열교환매체가 기액분리기를 통과하지 않고 과냉역역을 거치면서 열교환되도록 구성함으로써, 난방시 열교환매체의 압력 손실을 감소시켜 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기는, 냉방모드 시 응축기로 작동되고 난방모드 시 증발기로 작동되는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 있어서, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되어 열교환매체가 유입 또는 유출되도록 하는 입구파이프(110) 및 출구파이프(120); 상기 헤더탱크(100) 내부에 구비되어 열교환매체 흐름을 조절하는 복수개의 배플(130); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로를 형성하는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 복수개의 핀(300); 및 상기 헤더탱크(100)에 연결되어 기상 열교환매체와 액상 열교환매체를 분리하는 기액분리기(400); 를 포함하여 이루어져, 상기 헤더탱크(100) 및 튜브(200)는 상기 배플(130)에 의해 구분되어 응축영역(A1) 및 과냉영역(A2)이 형성되고, 응축영역 유출구(140)와 상기 기액분리기(400)의 일측이 유입 라인(410)으로 연결되고, 상기 기액분리기(400)의 타측과 과냉영역 유입구(150)가 배출 라인(420)으로 연결되며, 상기 유입 라인(410)에 제1방향전환 밸브(500)가 형성되고, 상기 배출 라인(420)에 제2방향전환 밸브(600)가 형성되며, 상기 제1방향전환 밸브(500)와 제2방향전환 밸브(600)를 연결하는 바이패스 라인(430)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 차량용 히트펌프 시스템의 냉방모드 시, 상기 제1방향전환 밸브(500) 및 제2방향전환 밸브(600)는 상기 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)으로의 흐름을 개방하고 상기 바이패스 라인(430)으로의 흐름을 차단하여, 상기 응축영역(A1)을 통과한 열교환매체가 상기 기액분리기(400)를 거쳐 상기 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 차량용 히트펌프 시스템의 난방모드 시, 상기 제1방향전환 밸브(500) 및 제2방향전환 밸브(600)는 상기 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)으로의 흐름을 차단하고 상기 바이패스 라인(430)으로의 흐름을 개방하여, 열교환매체가 상기 응축영역(A1) 및 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 기액분리기(400)는 상기 헤더탱크(100)의 외부에 일정거리 이격되어 상기 유입 라인(410) 및 상기 배출 라인(420)으로 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기는, 난방모드 시 열교환매체가 실외 열교환기에 형성되는 기액분리기를 통과하지 않으므로, 열교환매체의 압력 손실을 감소시켜 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 종래의 히트펌프 시스템을 나타낸 구성도.
도 2는 종래의 히트펌프 시스템에 적용되는 실외 열교환기를 나타낸 단면도.
도 3은 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기 및 냉방모드 시 열교환매체의 흐름을 나타낸 단면도.
도 4는 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기 및 난방모드 시 열교환매체의 흐름을 나타낸 단면도.
도 5는 본 발명의 실외 열교환기가 적용되는 차량용 히트펌프 시스템의 냉방모드 시 열교환매체의 흐름을 나타낸 구성도.
도 6은 본 발명의 실외 열교환기가 적용되는 차량용 히트펌프 시스템의 난방모드 시 열교환매체의 흐름을 나타낸 구성도.
이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기를 첨부된 도면을 참고하여 상세하게 설명한다.
도 3은 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기를 나타낸 단면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기(1000)는, 냉방모드 시 응축기로 작동되고 난방모드 시 증발기로 작동되는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 있어서, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되어 열교환매체가 유입 또는 유출되도록 하는 입구파이프(110) 및 출구파이프(120); 상기 헤더탱크(100) 내부에 구비되어 열교환매체 흐름을 조절하는 복수개의 배플(130); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로를 형성하는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 복수개의 핀(300); 및 상기 헤더탱크(100)에 연결되어 기상 열교환매체와 액상 열교환매체를 분리하는 기액분리기(400); 를 포함하여 이루어져, 상기 헤더탱크(100) 및 튜브(200)는 상기 배플(130)에 의해 구분되어 응축영역(A1) 및 과냉영역(A2)이 형성되고, 응축영역 유출구(140)와 상기 기액분리기(400)의 일측이 유입 라인(410)으로 연결되고, 상기 기액분리기(400)의 타측과 과냉영역 유입구(150)가 배출 라인(420)으로 연결되며, 상기 유입 라인(410)에 제1방향전환 밸브(500)가 형성되고, 상기 배출 라인(420)에 제2방향전환 밸브(600)가 형성되며, 상기 제1방향전환 밸브(500)와 제2방향전환 밸브(600)를 연결하는 바이패스 라인(430)이 형성된다.
우선, 본 발명의 실외 열교환기는 차량용 히트펌프 시스템에 사용되어, 냉방모드 시 응축기로 작동되어 외부로 열을 방출하고 난방모드 시 증발기로 작동되어 외부의 열을 흡수하는 역할을 한다.
그리고 실외 열교환기는 크게 헤더탱크(100), 튜브(200), 핀(300) 및 기액분리기(400)로 구성된다.
상기 헤더탱크(100)는 열교환매체가 유입 및 배출되는 공간이며, 상기 튜브(200)로 열교환매체를 안내하는 부분으로서, 일정거리 이격되어 나란하게 형성되고, 일측의 헤더탱크(100)에는 입구파이프(110)와 출구파이프(120)가 형성된다.
그리고 상기 튜브(200)들이 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로가 형성되고, 상기 튜브(200)들 사이에 핀(300)이 개재된다.
또한, 상기 헤더탱크(100) 내부에는 열교환매체의 흐름을 조절할 수 있도록 열교환매체 흐름을 차단하는 복수개의 배플(130)이 형성된다.
그리하여 상기 배플(130)의해 헤더탱크(100), 튜브(200) 및 핀(300)의 일부분이 응축영역(A1)이 되고 나머지 부분의 헤더탱크(100) 튜브(200) 및 핀(300)은 과냉영역(A2)으로 구분된다.
그리고 상기 기액분리기(400)는 헤더탱크(100)에 연결되어 기상 열교환매체와 액상 열교환매체를 분리하는 역할을 하며, 상기 기액분리기(400)는 응축영역 유출구(140)와 상기 기액분리기(400)의 일측이 유입 라인(410)으로 연결되고, 상기 기액분리기(400)의 타측과 과냉영역 유입구(150)가 배출 라인(420)으로 연결된다.
그리하여 헤더탱크(100)의 입구파이프(110)로 유입된 열교환매체가 응축영역(A1)을 통과한 후 기액분리기(400)를 거쳐 과냉영역(A2)을 통과하여 출구파이프(120)로 배출되도록 구성된다.
이때, 상기 유입 라인(410)에 제1방향전환 밸브(500)가 형성되고, 상기 배출 라인(420)에 제2방향전환 밸브(600)가 형성되며, 상기 제1방향전환 밸브(500)와 제2방향전환 밸브(600)를 연결하는 바이패스 라인(430)이 형성된다.
즉, 상기 제1방향전환 밸브(500), 제2방향전환 밸브(600) 및 바이패스 라인(430)에 의해 열교환매체가 기액분리기(400)를 통과하지 않고 응축영역(A1)에서 직접 과냉영역(A2)으로 유입될 수 있도록 구성된다.
그리하여 본 발명의 실외 열교환기는 차량용 히트펌프 시스템의 냉방모드 시, 상기 제1방향전환 밸브(500) 및 제2방향전환 밸브(600)는 상기 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)으로의 흐름을 개방하고 상기 바이패스 라인(430)으로의 흐름을 차단하여, 상기 응축영역(A1)을 통과한 열교환매체가 상기 기액분리기(400)를 거쳐 상기 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환된다.
즉, 냉방모드 시 실외 열교환기는 응축기로 작동되며, 도 3과 같이 입구파이프(110)로 유입된 기상의 열교환매체가 응축영역(A1)을 통과하며 열교환되고, 응축영역 유출구(140)로 배출되어 유입 라인(410)을 따라 기액분리기(400)를 통과하며 액상 열교환매체와 기상 열교환매체의 분리 및 기액분리기(400) 내부의 건조재에 의해 열교환매체의 수분이 제거되며, 다시 배출 라인(420)을 따라 과냉영역 유입구(150)로 유입되어 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환되어 출구파이프(120)로 배출된다. 그리하여 응축기로 작동하는 실외 열교환기의 열교환 효율을 높일 수 있도록 작동될 수 있다.
또한, 본 발명의 실외 열교환기는 차량용 히트펌프 시스템의 난방모드 시, 상기 제1방향전환 밸브(500) 및 제2방향전환 밸브(600)는 상기 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)으로의 흐름을 차단하고 상기 바이패스 라인(430)으로의 흐름을 개방하여, 열교환매체가 상기 응축영역(A1) 및 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환된다.
즉, 난방모드 시 실외 열교환기는 증발기로 작동되며, 도 4와 같이 입구파이프(110)로 유입된 기상의 열교환매체가 응축영역(A1)을 통과하며 열교환되고, 응축영역 유출구(140)로 배출되어 바이패스 라인(430)을 따라 과냉영역 유입구(150)로 유입되어 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환되어 과냉영역 유출구(160)로 배출되어 헤더탱크(100)를 통과한 후 출구파이프(120)로 배출된다. 그리하여 증발기로 작동하는 실외 열교환기에서 기액분리기(400)를 통과하지 않도록 형성되어 열교환매체의 압력 손실을 감소시켜 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
이때, 기액분리기(400)에서도 일부 열교환이 일어나므로, 난방모드 시 기액분리기(400)를 거치지 않도록 구성하면 방열량은 감소하게 된다. 그러나 증발기로 작동 시 히트펌프 시스템에서 필요로 하는 방열량은 충족시키면서 압력 손실을 현저하게 감소시킬 수 있어 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있다.
아래의 표 1은 종래의 실외 열교환기와 본 발명의 실외 열교환기의 열교환매체 유동 속도에 따른 방열량과 손실압력을 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다.
즉, 난방모드 시 열교환매체가 기액분리기를 통과하도록 구성되는 종래 기술과, 기액분리기를 통과하지 않는 본 발명을 비교하여 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00001
위 표 1을 통해 알 수 있듯이, 히트펌프 시스템의 난방모드에서 실외 열교환기가 증발기로 작동되는 경우에, 기액분리기는 단순히 열교환매체의 통로 역할만을 하며 방열 성능에는 거의 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.
그러므로 본 발명에서는 난방모드 시 열교환매체가 실외 열교환기의 기액분리기를 통과하지 않고 헤더탱크(100), 튜브(200) 및 핀(300)으로 이루어지는 응축영역(A1)과 과냉영역(A2)만을 통과하면서 열교환되도록 하여, 방열 성능은 기존과 유사한 수준으로 유지하면서 열교환매체의 압력 손실을 현저하게 줄일 수 있다.
그리고 상기 기액분리기(400)는 상기 헤더탱크(100)의 외부에 일정거리 이격되어 상기 유입 라인(410) 및 상기 배출 라인(420)으로 연결될 수 있다.
즉, 기액분리기(400)가 헤더탱크(100) 또는 튜브(200)의 일측에 일정거리 이격되도록 외장형으로 형성되는 경우에, 헤더탱크(100)와 기액분리기(400)를 연결하는 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)이 길게 형성되어야 한다. 이때, 난방모드 시 열교환매체가 기액분리기(400)를 통과하지 않도록 하면 길게 형성되는 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)을 거치지 않으므로 열교환매체의 압력 손실을 더욱 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기는 도 5 및 도 6과 같은 히트펌프 시스템에 적용되어 사용될 수 있다.
히트펌프 시스템은, 도 5와 같이 냉방모드 시 제1팽창수단(1300)을 거쳐 제2실내 열교환기(1700)로 공급되어 증발되면서 공기를 냉각하고, 어큐뮬레이터(1100) 및 압축기(1200)를 통과하여 고온 및 고압으로 압축된 열교환매체가 본 발명의 실외 열교환기(1000)를 거쳐 응축되어 열을 방출한 후, 다시 제1팽창수단(1300)으로 공급된다. 이때, 실외 열교환기(1000)는 응축기 역할을 하게 된다.
반대로 도 6과 같이 난방모드 시 열공급수단(1500)을 통과하며 가열된 열교환매체가 어큐뮬레이터(1100)와 압축기(1200)를 거쳐 고온 고압으로 압축된 열교환매체가 제1실내 열교환기(1600)로 공급되어 응축되면서 공기를 가열하고, 제2팽창수단(1400)을 거쳐 본 발명의 실외 열교환기(1000)를 통과하며 증발되어 열을 흡수한 후, 다시 열공급수단(1500)으로 공급된다. 즉 실외 열교환기(1000)는 증발기 역할을 하게 된다.
그리고 본 발명의 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기(1000)는 도 5 및 도 6에 도시된 히트펌프 시스템 외에 더욱 다양한 형태에 이용 가능하다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
1000 : 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기
100 : 헤더탱크
110 : 입구파이프 120 : 출구파이프
130 : 배플
140 : 응축영역 유출구 150 : 과냉영역 유입구
160 : 과냉영역 유출구
200 : 튜브
300 : 핀
400 : 기액분리기
410 : 유입 라인 420 : 배출 라인
430 : 바이패스 라인
500 : 제1방향전환 밸브
600 : 제2방향전환 밸브
A1 : 응축영역 A2 : 과냉영역
1100 : 어큐뮬레이터 1200 : 압축기
1300 : 제1팽창수단 1400 : 제2팽창수단
1500 : 열공급수단 1600 : 제1실내 열교환기
1700 : 제2실내 열교환기

Claims (4)

  1. 냉방모드 시 응축기로 작동되고 난방모드 시 증발기로 작동되는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기에 있어서,
    일정거리 이격되어 나란하게 형성되는 한 쌍의 헤더탱크(100); 상기 헤더탱크(100)에 형성되어 열교환매체가 유입 또는 유출되도록 하는 입구파이프(110) 및 출구파이프(120); 상기 헤더탱크(100) 내부에 구비되어 열교환매체 흐름을 조절하는 복수개의 배플(130); 상기 한 쌍의 헤더탱크(100)에 양단이 고정되어 열교환매체의 유로를 형성하는 복수개의 튜브(200); 상기 튜브(200) 사이에 개재되는 복수개의 핀(300); 및 상기 헤더탱크(100)에 연결되어 기상 열교환매체와 액상 열교환매체를 분리하는 기액분리기(400); 를 포함하여 이루어져, 상기 헤더탱크(100) 및 튜브(200)는 상기 배플(130)에 의해 구분되어 응축영역(A1) 및 과냉영역(A2)이 형성되고,
    응축영역 유출구(140)와 상기 기액분리기(400)의 일측이 유입 라인(410)으로 연결되고, 상기 기액분리기(400)의 타측과 과냉영역 유입구(150)가 배출 라인(420)으로 연결되며,
    상기 유입 라인(410)에 제1방향전환 밸브(500)가 형성되고, 상기 배출 라인(420)에 제2방향전환 밸브(600)가 형성되며, 상기 제1방향전환 밸브(500)와 제2방향전환 밸브(600)를 연결하는 바이패스 라인(430)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기.
  2. 제1항에 있어서,
    차량용 히트펌프 시스템의 냉방모드 시,
    상기 제1방향전환 밸브(500) 및 제2방향전환 밸브(600)는 상기 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)으로의 흐름을 개방하고 상기 바이패스 라인(430)으로의 흐름을 차단하여, 상기 응축영역(A1)을 통과한 열교환매체가 상기 기액분리기(400)를 거쳐 상기 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기.
  3. 제1항에 있어서,
    차량용 히트펌프 시스템의 난방모드 시,
    상기 제1방향전환 밸브(500) 및 제2방향전환 밸브(600)는 상기 유입 라인(410) 및 배출 라인(420)으로의 흐름을 차단하고 상기 바이패스 라인(430)으로의 흐름을 개방하여, 열교환매체가 상기 응축영역(A1) 및 과냉영역(A2)을 통과하며 열교환되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리기(400)는 상기 헤더탱크(100)의 외부에 일정거리 이격되어 상기 유입 라인(410) 및 상기 배출 라인(420)으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템의 실외 열교환기.
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