KR20160129165A - Heat pump system for vehicle - Google Patents

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KR20160129165A
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이성제
이세민
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한온시스템 주식회사
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Abstract

The present invention relates to an air-conditioning device for a vehicle, and specifically, to a heat pump system comprising a compressor, an air-cooled condenser installed in a hot air passage, an expansion unit, and an evaporator installed in a cold air passage of an air-conditioning case to perform cooling and heating, wherein, in a refrigerant circulation line between the compressor and the air-cooled condenser, a water-cooled condenser heat-exchanging a refrigerant and a coolant is installed and a control unit controlling heat exchange between a refrigerant discharged from the compressor and the coolant depending on a cooling/heating mode is installed. Therefore, the present invention provides enhanced cooling/heating performance by controlling whether to use the water-cooled condenser or not depending on the cooling/heating mode. In addition, since heat dissipation performance is increased, a size of the air-cooled condenser is reduced, thereby reducing an overall size of the system.

Description

차량용 히트 펌프 시스템{Heat pump system for vehicle}[0001] Heat pump system for vehicle [0002]

본 발명은 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것으로써, 더욱 상세하게는 압축기, 공냉식 응축기와, 팽창수단과, 증발기를 포함하고, 공조케이스의 냉풍통로에 상기 증발기가 설치되고, 온풍통로에 상기 공냉식 응축기가 설치되어 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템에서, 상기 압축기와 공냉식 응축기 사이의 냉매순환라인에 냉매와 냉각수를 열교환하는 수냉식 응축기를 설치하고, 냉,난방모드에 따라 상기 압축기에서 배출된 냉매와 상기 냉각수의 열교환을 제어하는 제어수단 설치한 차량용 히트 펌프 시스템에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a heat pump system for a vehicle, and more particularly, to a heat pump system for a vehicle, which comprises a compressor, an air-cooled condenser, an expansion means, and an evaporator, wherein the evaporator is installed in a cold air passage of the air conditioning case, Cooling condenser for exchanging heat between the refrigerant and the cooling water in a refrigerant circulation line between the compressor and the air-cooled condenser in a heat pump system in which the refrigerant discharged from the compressor and the air- To a heat pump system for a vehicle provided with a control means for controlling heat exchange of cooling water.

일반적인 차량용 에어컨시스템은 통상, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매를 압축하여 송출하는 압축기(Compressor)(1), 압축기(1)에서 송출되는 고압의 냉매를 응축하는 응축기(Condenser)(2), 응축기(2)에서 응축되어 액화된 냉매를 교축하는 예컨대 팽창밸브(Expansion Valve)(3), 그리고, 상기 팽창밸브(3)에 의해 교축된 저압의 액상 냉매를 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환하여 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하는 증발기(Evaporator)(4) 등이 냉매 파이프로 연결되어 이루어진 냉동사이클로 구성되며, 다음과 같은 냉매 순환과정을 통하여 자동차 실내를 냉방한다.1, a general automotive air conditioning system generally includes a compressor 1 for compressing and sending a refrigerant, a condenser 2 for condensing high-pressure refrigerant sent from the compressor 1, For example, an expansion valve 3 for condensing the refrigerant condensed and liquefied in the condenser 2 and a low-pressure liquid refrigerant throttled by the expansion valve 3 for heat exchange with the air blown toward the interior of the vehicle And an evaporator (4) for cooling the air discharged into the room by the endothermic effect of the latent heat of evaporation of the refrigerant by evaporating the refrigerant. The refrigerant circulation process is performed by the following refrigerant circulation process .

상기 에어컨시스템의 냉방스위치(미도시)가 온(On) 되면, 먼저 압축기(1)가 엔진 또는 모터의 동력으로 구동하면서 저온 저압의 기상 냉매를 흡입,압축하여 고온 고압의 기체 상태로 응축기(2)로 송출하고, 응축기(2)는 그 기상 냉매를 외기와 열교환하여 고온 고압의 액체로 응축한다. 이어, 응축기(2)에서 고온 고압의 상태로 송출되는 액상 냉매는 팽창밸브(3)의 교축작용으로 급속히 팽창되어 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(4)로 보내어지고, 증발기(4)는 그 냉매를 블로어(미도시)가 차량 실내로 송풍하는 공기와 열교환시킨다. 이에 냉매는 증발기(4)에서 증발하여 저온 저압의 기체 상태로 배출되고 다시 압축기(1)에 흡입되어 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.When the cooling switch (not shown) of the air conditioning system is turned on, the compressor 1 sucks and compresses the low-temperature and low-pressure gaseous refrigerant while being driven by the power of the engine or the motor, And the condenser 2 exchanges the gaseous refrigerant with the outside air to condense it into a high-temperature high-pressure liquid. The liquid refrigerant discharged from the condenser 2 in a high-temperature and high-pressure state rapidly expands due to the throttling action of the expansion valve 3 and is sent to the evaporator 4 in a low-temperature low-pressure humidified state, The blower (not shown) exchanges the refrigerant with the air blowing into the vehicle interior. The refrigerant evaporates in the evaporator 4 and is discharged to the low-temperature and low-pressure gas state. The refrigerant is again sucked into the compressor 1 to recycle the refrigeration cycle as described above.

상기 증발기는 차량 실내측에 설치된 공조케이스의 내부에 설치되어 냉방 역할을 하게 되는데, 즉, 블로어(미도시)가 송풍하는 공기가 상기 증발기(4)를 거치면서 증발기(4)내를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.The evaporator is installed inside the air conditioner case installed in the vehicle interior to serve as a cooling unit. That is, air blown by a blower (not shown) flows through the evaporator 4, The refrigerant is cooled by the latent heat of evaporation of the refrigerant and is discharged to the inside of the vehicle in a cooled state.

또한, 차량 실내의 난방은, 상기 공조케이스의 내부에 설치되어 엔진 냉각수가 순환하는 히터코어(미도시)를 이용하거나 또는 상기 공조케이스의 내부에 설치되는 전기가열식히터(미도시)를 이용하게 된다.The interior of the vehicle interior is heated using an electric heater (not shown) installed inside the air conditioning case or using a heater core (not shown) circulating the engine cooling water or installed inside the air conditioning case .

한편, 상기 응축기(2)는 차량의 전방측에 설치되어 공기와 열교환하면서 방열을 하게 된다.On the other hand, the condenser 2 is installed on the front side of the vehicle and radiates heat while exchanging heat with air.

최근에는, 냉동사이클만을 이용하여 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템이 개발되고 있는바, 도 2에 도시된 바와 같이, 하나의 공조케이스(10) 내부에 냉풍통로(11)와 온풍통로(12)를 좌,우 구획되게 형성하고, 상기 냉풍통로(11)에는 냉방을 위한 증발기(4)를 설치하며, 상기 온풍통로(12)에는 난방을 위한 공냉식 응축기(2)를 설치한 구조이다.2. Description of the Related Art In recent years, a heat pump system has been developed that performs cooling and heating using only a refrigeration cycle. As shown in Fig. 2, a cold air passage 11 and a hot air passage 12 And an air-cooled condenser 2 for heating is installed in the hot-air passage 12. The air-cooled condenser 2 is installed in the cold-air passage 11 for cooling.

이때, 상기 공조케이스(10)의 출구측에는 차실내로 공기를 공급하는 공기토출구(15)와, 차실외로 공기를 방출하는 공기방출구(16)가 형성된다.At this time, an air outlet 15 for supplying air to the inside of the car and an air outlet 16 for discharging air to the outside of the car are formed at the outlet side of the air conditioning case 10.

또한, 상기 냉풍유로(11)의 온풍유로(12)의 각 입구측에는 블로어(20)가 각각 설치된다.A blower 20 is installed at each inlet side of the hot air flow path 12 of the cold air flow path 11.

따라서, 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍이 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(12)의 공냉식 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.Therefore, in the cooling mode, cold air cooled while passing through the evaporator 4 of the cold air passage 11 is discharged to the room through the air outlet 15 to be cooled. At this time, the air- The hot air heated while passing through the air outlet 2 is discharged to the outside of the car through the air outlet 16.

난방모드시에는 상기 온풍통로(12)의 공냉식 응축기(2)를 통과하면서 가열된 온풍이 상기 공기토출구(15)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(11)의 증발기(4)를 통과하면서 냉각된 냉풍은 공기방출구(16)를 통해 차실외로 배출되게 된다.In the heating mode, hot air heated while passing through the air-cooled condenser 2 of the hot air passage 12 is discharged to the room through the air outlet 15 to be heated. At this time, the evaporator of the cold air passage 11 4, the cooled cold air is discharged to the outside of the car through the air outlet 16.

그러나, 상기 종래기술은, 냉,난방모드시 상기 공냉식 응축기(2)를 통해 방열을 수행하게 되지만, 상기 공조케이스(10)의 제한된 크기내에서 공냉식 응축기(2)의 방열성능을 증대하기에는 한계가 있어 냉,난방 성능을 향상하기 어려운 문제가 있었다.However, in the conventional technology, heat is dissipated through the air-cooled condenser 2 in the cooling and heating mode. However, there is a limit to increase the heat radiation performance of the air-cooled condenser 2 within a limited size of the air- There was a problem that it was difficult to improve the cooling and heating performance.

또한, 많은 방열량을 요구하는 상기 공냉식 응축기(2)를 구성하기 위해서는, 상기 공냉식 응축기(2)의 크기(두께 및 튜브열)를 증가시켜야 함은 물론 상기 블로어(20)의 크기 및 블로어(20) 모터의 용량을 증가시켜 상기 공냉식 응축기(2)에 많은 풍량을 공급해야 하므로, 결국 시스템의 전체 크기가 증가하는 문제도 있었다.In order to construct the air-cooled condenser 2 requiring a large amount of heat radiation, the size (thickness and tube heat) of the air-cooled condenser 2 must be increased and the size of the blower 20 and the size of the blower 20, Since the amount of air to be supplied to the air-cooled condenser 2 is increased by increasing the capacity of the motor, the overall size of the system is increased.

상기한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 압축기, 공냉식 응축기와, 팽창수단과, 증발기를 포함하고, 공조케이스의 냉풍통로에 상기 증발기가 설치되고, 온풍통로에 상기 공냉식 응축기가 설치되어 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템에서, 상기 압축기와 공냉식 응축기 사이의 냉매순환라인에 수냉식 응축기를 설치하고, 냉,난방모드에 따라 상기 압축기에서 배출된 냉매와 상기 냉각수의 열교환을 제어하는 제어수단 설치함으로써, 냉,난방모드에 따라 상기 수냉식 응축기의 사용 유,무를 제어할 수 있어 냉,난방 성능을 향상함과 아울러 방열성능 증대로 인해 상기 공냉식 응축기의 크기를 축소할 수 있어 시스템의 전체 크기도 축소할 수 있는 차량용 히트 펌프 시스템를 제공하는데 있다.In order to solve the above-described problems, an object of the present invention is to provide an air conditioner, which comprises a compressor, an air-cooled condenser, an expansion means, and an evaporator, wherein the evaporator is installed in a cold- In the heat pump system for performing heating, a water-cooled condenser is installed in the refrigerant circulation line between the compressor and the air-cooled condenser, and a control means for controlling the heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor and the cooling water in accordance with the cooling / The cooling and heating performance can be improved and the size of the air-cooled condenser can be reduced due to the increase in the heat radiation performance, thereby reducing the overall size of the system. The present invention provides an automotive heat pump system.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 압축기와, 공냉식 응축기와, 팽창수단과, 증발기가 냉매순환라인으로 연결되어 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서, 내부에 냉풍통로와 온풍통로가 형성되며, 상기 냉풍통로에는 상기 증발기가 설치되고, 상기 온풍통로에는 상기 공냉식 응축기가 설치된 공조케이스와, 상기 공조케이스의 냉풍통로 입구측과 상기 온풍통로 입구측에 설치되어 상기 냉풍통로 및 온풍통로로 공기를 송풍하는 송풍장치와, 상기 압축기와 공냉식 응축기 사이의 냉매순환라인에 설치되어 상기 압축기에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키는 수냉식 응축기와, 냉,난방모드에 따라 상기 압축기에서 배출된 냉매와 상기 냉각수의 열교환을 제어하는 제어수단을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicular heat pump system including a compressor, an air-cooled condenser, an expansion means, and an evaporator connected to each other through a refrigerant circulation line, The cooling air passage is provided with the evaporator, the air passage is provided with the air-cooled condenser, and the air passage is provided at the inlet of the air passage and the inlet of the air passage to blow air to the air passage A water-cooled condenser installed in a refrigerant circulation line between the compressor and the air-cooled condenser to heat-exchange the refrigerant discharged from the compressor with cooling water to condense the refrigerant; And control means for controlling heat exchange.

본 발명은, 압축기, 공냉식 응축기와, 팽창수단과, 증발기를 포함하고, 공조케이스의 냉풍통로에 상기 증발기가 설치되고, 온풍통로에 상기 응축기가 설치되어 냉,난방을 수행하는 히트 펌프 시스템에서, 상기 압축기와 공냉식 응축기 사이의 냉매순환라인에 냉매와 냉각수를 열교환하는 수냉식 응축기를 설치하고, 냉,난방모드에 따라 상기 압축기에서 배출된 냉매와 상기 냉각수의 열교환을 제어하는 제어수단 설치함으로써, 냉,난방모드에 따라 상기 수냉식 응축기의 사용 유,무를 제어할 수 있어 냉,난방 성능을 향상할 수 있다.The present invention relates to a heat pump system including a compressor, an air-cooled condenser, an expansion means, and an evaporator, wherein the evaporator is installed in a cold air passage of an air conditioning case and the condenser is installed in a hot air passage, A water-cooled condenser for exchanging heat between the refrigerant and the cooling water is installed in the refrigerant circulation line between the compressor and the air-cooled condenser, and a control means for controlling the heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor and the cooling water in accordance with the cooling / The use or non-use of the water-cooled condenser can be controlled according to the heating mode, and the cooling and heating performance can be improved.

또한, 상기 수냉식 응축기와 공냉식을 응축기를 모두 사용함에 따른 방열성능 증대로 인해 그만큼 상기 공냉식 응축기와 송풍장치의 크기를 축소할 수 있어 시스템의 전체 크기도 축소할 수 있다.In addition, since the cooling performance of the water-cooled condenser and the air-cooled condenser are both increased, the size of the air-cooled condenser and the blower can be reduced correspondingly, and the overall size of the system can be reduced.

도 1은 일반적인 차량용 에어컨시스템의 냉동사이클을 나타내는 구성도,
도 2는 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도,
도 4는 도 3에서 리시버 드라이어를 공냉식 응축기의 일측에 배치한 경우를 나타내는 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 냉방모드를 나타내는 구성도,
도 6은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 난방모드를 나타내는 구성도,
도 7은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 제어수단의 다른실시예에 따른 냉방모드를 나타내는 구성도,
도 8은 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템에서 제어수단의 다른실시예에 따른 난방모드를 나타내는 구성도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a refrigeration cycle of a general automotive air conditioning system;
2 is a configuration diagram showing a conventional vehicle heat pump system,
3 is a schematic view showing a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
Fig. 4 is a diagram showing a configuration in which the receiver dryer is disposed on one side of the air-cooled condenser in Fig. 3,
5 is a view showing a cooling mode in a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
6 is a view showing a heating mode in a heat pump system for a vehicle according to the present invention.
7 is a diagram showing a cooling mode according to another embodiment of the control means in the heat pump system for a vehicle according to the present invention.
8 is a configuration diagram showing a heating mode according to another embodiment of the control means in the vehicle heat pump system according to the present invention.

이하, 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템은, 압축기(100), 공냉식 응축기(101), 팽창수단(103), 증발기(104)를 냉매순환라인(R)으로 연결하여, 상기 증발기(104)를 통해 냉방을 수행하고 상기 공냉식 응축기(101)를 통해 난방을 수행하는 시스템에서 수냉식 응축기(106)와 제어수단(250,251)을 추가 구성한 것이다.The heat pump system for a vehicle according to the present invention includes a compressor 100, an air-cooled condenser 101, an expansion means 103 and an evaporator 104 connected to a refrigerant circulation line R, 104 and a cooling water condenser 106 and control means 250, 251 are additionally provided in a system for performing heating through the air-cooled condenser 101.

먼저, 상기 압축기(100)는 동력공급원(엔진 또는 모터 등)으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 증발기(104)로부터 토출된 저온 저압의 기상 냉매를 흡입 압축하여 고온 고압의 기체 상태로 토출하게 된다.First, the compressor 100 receives the power from a power supply source (such as an engine or a motor), sucks and compresses the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant discharged from the evaporator 104, and discharges the gaseous refrigerant at a high temperature and a high pressure.

상기 공냉식 응축기(101)는, 상기 압축기(100)에서 배출되어 공냉식 응축기(101)의 내부를 유동하는 고온 고압의 기상 냉매와 상기 공냉식 응축기(101)를 통과하는 공기를 상호 열교환시키게 되며, 이 과정에서 냉매는 응축되고, 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 된다.The air-cooled condenser 101 mutually exchanges heat between the gaseous refrigerant discharged from the compressor 100 and flowing inside the air-cooled condenser 101 and the air passing through the air-cooled condenser 101, The refrigerant is condensed, and the air is heated and converted into a warm air.

이러한 상기 공냉식 응축기(101)는, 상호 일정간격 이격되어 나란하게 설치되는 한 쌍의 헤더탱크와, 상기 한 쌍의 헤더탱크에 양단부가 결합되어 한 쌍의 헤더탱크를 연통시키는 복수개의 튜브와, 상기 복수개의 튜브들 사이에 개재되는 방열핀으로 이루어진다.The air-cooled condenser (101) includes a pair of header tanks spaced apart from each other by a predetermined distance, a plurality of tubes connected to the pair of header tanks to communicate with a pair of header tanks, And a radiating fin interposed between the plurality of tubes.

따라서, 상기 공냉식 응축기(101)의 일측 헤더탱크로 유입된 고온 고압의 기상 냉매는 상기 복수개의 튜브를 따라 유동하면서 상기 복수개의 튜브 사이를 통과하는 공기와 열교환하여 응축되고, 이때 상기 공냉식 응축기(101)를 통과하는 공기는 가열되어 온풍으로 바뀌게 되는 것이다.The high-temperature and high-pressure gaseous refrigerant introduced into one side header tank of the air-cooled condenser 101 is heat-exchanged with the air passing between the plurality of tubes while being condensed by the air-cooled condenser 101 ) Is heated and changed into a warm air.

그리고, 상기 팽창수단(103)은 상기 공냉식 응축기(101)에서 배출되어 유동하는 액상 냉매를 교축작용으로 급속히 팽창시켜 저온 저압의 습포화 상태로 증발기(104)로 보내게 된다.The expansion means 103 rapidly expands the liquid refrigerant flowing out of the air-cooled condenser 101 to the evaporator 104 in a low-temperature and low-pressure humidified state.

상기 팽창수단(103)으로는 팽창밸브 또는 오리피스 구조를 사용할 수 있다.As the expansion means 103, an expansion valve or an orifice structure may be used.

상기 증발기(104)는 상기 팽창수단(103)에서 배출되어 유동하는 저압의 액상 냉매를 공조케이스(110)내에서 차량 실내측으로 송풍되는 공기와 열교환시켜 증발시킴으로써 냉매의 증발잠열에 의한 흡열작용으로 실내에 토출되는 공기를 냉각하게 된다.The evaporator 104 evaporates the low-pressure liquid refrigerant discharged from the expansion means 103 by exchanging heat with the air blown into the interior of the air conditioner case 110 to absorb heat by the latent heat of evaporation of the refrigerant, Thereby cooling the air to be discharged.

계속해서, 상기 증발기(104)에서 증발하여 배출된 저온 저압의 기상 냉매는 다시 압축기(100)에 흡입되어 상술한 바와 같은 사이클을 재순환하게 된다.Subsequently, the low-temperature low-pressure gaseous refrigerant evaporated in the evaporator 104 is again sucked into the compressor 100 and recycled as described above.

아울러, 상기와 같은 냉매순환과정에서, 차량 실내의 냉방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 증발기(104)를 통과하면서 증발기(104)의 내부를 순환하는 액상 냉매의 증발 잠열로 냉각되어 차가워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어지고,In the refrigerant circulation process as described above, air in the interior of the vehicle is circulated through the evaporator 104 while air blown from the blower 130 flows into the air conditioning case 110 and passes through the evaporator 104 The refrigerant is cooled by the latent heat of evaporation of the liquid refrigerant and is discharged to the inside of the vehicle in a cold state,

차량 실내의 난방은, 송풍장치(130)에서 송풍되는 공기가 공조케이스(110)내로 유입되어 공냉식 응축기(101)를 통과하면서 공냉식 응축기(101)의 내부를 순환하는 고온 고압의 기상 냉매의 방열로 가열되어 뜨거워진 상태로 차량 실내에 토출됨으로써 이루어진다.The interior of the vehicle is heated by the air blown from the air blowing device 130 into the air conditioning case 110 and passing through the air-cooled condenser 101 while being circulated in the air-cooled condenser 101, And is heated and heated so as to be discharged into the vehicle interior.

그리고, 상기 공조케이스(110)는, 공조케이스(110)의 입구와 출구의 사이에서 공조케이스(110)의 내부를 구획하는 구획벽(113)에 의해 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)가 구획 형성된다.The air conditioning case 110 includes a cold air passage 111 and a warm air passage 112 by a partition wall 113 partitioning the inside of the air conditioner case 110 between the inlet and the outlet of the air conditioning case 110. [ Is formed.

상기 구획벽(113)은, 도 3과 같이 상기 공조케이스(110)의 내부 통로를 좌,우로 구회하여 상기 공조케이스(110)의 내부에 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)가 좌,우로 구획되어 형성될 수도 있고, 물론 도면에는 도시하지 않았지만 상기 공조케이스(110)의 내부를 상,하로 구획하여 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)를 상,하로 구획 형성할 수도 있다.3, the partition wall 113 divides the inner passage of the air conditioning case 110 to the left and the right so that the cold air passage 111 and the hot air passage 112 are located inside the air conditioning case 110, The cooling air passage 111 and the warm air passage 112 may be divided into upper and lower parts by dividing the inside of the air conditioner case 110 into upper and lower parts, though not shown in the drawings.

또한, 상기 냉풍통로(111)에는 상기 증발기(104)가 설치되고, 상기 온풍통로(112)에는 상기 공냉식 응축기(101)가 설치되는데, 이때, 상기 증발기(104)와 공냉식 응축기(101)는 공기유동방향으로 서로 일정간격 이격되어 설치된다.The evaporator 104 is installed in the cold air passage 111 and the air cooled condenser 101 is installed in the hot air passage 112. The evaporator 104 and the air- And are spaced apart from each other in the flow direction.

그리고, 상기 구획벽(113)에는 상기 온풍통로(112)와 냉풍통로(111)를 연통시키는 바이패스통로(114)가 관통 형성되고, 상기 바이패스통로(114)에는 바이패스통로(114)를 개폐하는 바이패스도어(115)가 설치된다.A bypass passage 114 communicating the hot air passage 112 and the cold air passage 111 is formed in the partition wall 113. A bypass passage 114 is formed in the bypass passage 114, A bypass door 115 for opening and closing is installed.

이때, 상기 증발기(104)와 공냉식 응축기(101)의 위치 및 상기 바이패스통로(114)의 위치에 따라 상기 온풍통로(112)내의 온풍을 상기 냉풍통로(111)측으로 바이패스 시킬수도 있고, 또는 상기 냉풍통로(111)내의 냉풍을 상기 온풍통로(112)측으로 바이패스 시킬수도 있다.At this time, hot air in the hot air passage 112 may be bypassed to the cold air passage 111 according to the position of the evaporator 104, the air-cooled condenser 101, and the position of the bypass passage 114, The cold air in the cold air passage 111 may be bypassed to the hot air passage 112 side.

도면에서는, 일예로 상기 공냉식 응축기(101)의 상류측과 하류측 구획벽(113)에 각각 바이패스통로(114)를 형성하였으며, 이 경우 상기 각 바이패스통로(114)에 설치된 바이패스도어(115)를 조절하여 냉풍통로(111)의 냉풍을 온풍통로(112)측으로 바이패스 시키거나, 또는 온풍통로(112)의 온풍을 냉풍통로(111)측으로 바이패스 시킬 수 있다.In the drawing, for example, a bypass passage 114 is formed on the upstream side and the downstream side partition wall 113 of the air-cooled condenser 101. In this case, a bypass door (not shown) provided in each bypass passage 114 115 can be controlled to bypass the cold air of the cold air passage 111 toward the warm air passage 112 or bypass the warm air of the warm air passage 112 to the cold air passage 111 side.

일예로, 상기 바이패스도어(115)가 바이패스통로(114)를 폐쇄한 상태에서 냉방모드시에는 상기 냉풍통로(111)를 유동하면서 증발기(104)에 의해 냉각된 냉풍이 차실내로 공급되어 냉방을 수행하고, 난방모드시에는 상기 온풍통로(112)를 유동하면서 공냉식 응축기(101)에 의해 가열된 온풍이 차실내로 공급되어 난방을 수행하게 된다.For example, in the cooling mode in which the bypass door 115 closes the bypass passage 114, cool air cooled by the evaporator 104 is supplied to the passenger compartment while flowing through the cold air passage 111 And in the heating mode, warm air heated by the air-cooled condenser 101 is supplied to the inside of the vehicle while flowing through the hot air passage 112 to perform heating.

또한, 냉방모드시, 상기 바이패스도어(115)가 바이패스통로(114)를 개방한 경우에는, 상기 냉풍통로(111)를 유동하면서 증발기(104)에 의해 냉각된 냉풍의 일부가 상기 바이패스통로(114)를 통해 온풍통로(112)측으로 바이패스되어 공냉식 응축기(101)측으로 공급됨으로써, 상기 공냉식 응축기(101)가 원활하게 방열 하게 되고, 이로인해 냉매 온도가 낮아져 냉방성능을 향상할 수 있다.In the cooling mode, when the bypass door 115 opens the bypass passage 114, a part of the cool air cooled by the evaporator 104 while flowing through the cold air passage 111 flows into the bypass passage 114, Cooling type condenser 101 is bypassed to the side of the hot air passage 112 through the passage 114 to be supplied to the air-cooled condenser 101 side so that the air-cooled condenser 101 is radiated smoothly, thereby lowering the refrigerant temperature, .

또한, 상기 증발기(104)는, 상기 냉풍통로(111)내에서 공기유동방향으로 상기 바이패스통로(114) 보다 상류측에 설치된다.The evaporator 104 is installed on the upstream side of the bypass passage 114 in the air flow direction in the cold air passage 111.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 입구측에는 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기를 송풍하는 송풍장치(130)가 설치된다.An air blowing device 130 for blowing air to the cold air passage 111 and the hot air passage 112 is installed at the inlet side of the air conditioning case 110.

상기 송풍장치(130)는, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구측에 설치되어 냉풍통로(111)측으로 공기를 송풍하는 제1블로어(130a)와, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 입구측에 설치되어 온풍통로(112)측으로 공기를 송풍하는 제2블로어(130b)로 이루어진다.The air blowing device 130 includes a first blower 130a provided at the inlet side of the cold air passage 111 of the air conditioning case 110 to blow air toward the cold air passage 111 side, And a second blower 130b provided at the inlet side of the hot air passage 112 for blowing air to the hot air passage 112 side.

상기 제1블로어(130a)와 제2블로어(130b)에는, 각각 모터(미도시) 및 송풍팬(미도시)이 설치되며, 내,외기를 도입하기 위한 인테이크 덕트(미도시)도 설치될 수 있다.A motor (not shown) and a blowing fan (not shown) are installed in the first blower 130a and the second blower 130b, respectively, and an intake duct (not shown) for introducing the inside air and the outside air have.

물론, 상기 인테이크 덕트는 하나를 설치하여 상기 제1,2블로어(130a,130b)가 공용으로 사용할 수도 있다.Of course, one intake duct may be installed to commonly use the first and second blowers 130a and 130b.

그리고, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 출구는, 냉방모드시 냉풍을 차실내로 토출하는 냉풍토출구(111a)와, 난방모드시 냉풍을 외부로 방출하는 냉풍방출구(111b)로 구성되고,The outlet of the cold air passage 111 of the air conditioning case 110 is provided with a cold air discharge port 111a for discharging the cold air to the vehicle room in the cooling mode and a cold air discharge port 111b for discharging the cold air to the outside in the heating mode Respectively,

상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112) 출구는, 난방모드시 온풍을 차실내로 토출하는 온풍토출구(112a)와, 냉방모드시 온풍을 외부로 방출하는 온풍방출구(112b)로 구성된다.The outlet of the warm air passage 112 of the air conditioning case 110 is composed of a hot air discharge port 112a for discharging warm air to the passenger compartment in the heating mode and a hot air discharge port 112b for discharging warm air to the outside in the cooling mode .

또한, 상기 냉풍토출구(111a)와 냉풍방출구(111b)를 개폐하는 냉풍 모드도어(120)가 구비되고, 상기 온풍토출구(112a)와 온풍방출구(112b)를 개폐하는 온풍 모드도어(121)가 구비된다.A hot air mode door 121 for opening and closing the cold air discharge port 111a and the cold air discharge port 111b and a hot air mode door 121 for opening and closing the hot air discharge port 112a and the hot air discharge port 112b, .

따라서, 냉방모드시에는 도 5와 같이, 상기 냉풍토출구(111a)와 온풍방출구(112b)가 개방되어, 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍토출구(111a)를 통해 차실내로 토출되어 냉방하게 되고, 이때 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 공냉식 응축기(101)를 통과하면서 가열된 후 온풍방출구(112b)를 통해 차실외로 배출되게 된다.5, the cold air discharge port 111a and the hot air discharge port 112b are opened so that the air flowing through the cold air passage 111 is cooled while passing through the evaporator 104, The air flowing through the hot air passage 112 is heated while passing through the air-cooled condenser 101, and then discharged through the hot air outlet 112b to the outside of the car .

난방모드시에는 도 6과 같이, 상기 온풍토출구(112a)와 냉풍방출구(111b)가 개방되어, 상기 온풍통로(112)를 유동하는 공기는 공냉식 응축기(101)를 통과하면서 가열된 후 온풍토출구(112a)를 통해 차실내로 토출되어 난방하게 되고, 이때 상기 냉풍통로(111)를 유동하는 공기는 증발기(104)를 통과하면서 냉각된 후 냉풍방출구(111b)를 통해 차실외로 배출되게 된다.In the heating mode, the hot air discharge port 112a and the cold air discharge port 111b are opened as shown in FIG. 6, and the air flowing through the hot air passage 112 is heated while passing through the air-cooled condenser 101, The air flowing through the cold air passage 111 is cooled while being passed through the evaporator 104 and then discharged to the outside through the cold air outlet 111b through the cold air outlet 111b .

그리고, 상기 압축기(100)와 공냉식 응축기(101) 사이의 냉매순환라인(R)에는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키는 수냉식 응축기(106)가 연결 설치된다.A water-cooled condenser 106 is connected to the refrigerant circulation line R between the compressor 100 and the air-cooled condenser 101 for heat-exchanging the refrigerant discharged from the compressor 100 with the cooling water.

상기 수냉식 응축기(106)는 상기 압축기(100)에서 배출되어 유동하는 고온 고압의 기상 냉매를 냉각수와 열교환시켜 액상냉매로 응축하여 토출하게 된다.The water-cooled condenser 106 exchanges heat and gaseous refrigerant of high temperature and high pressure discharged from the compressor 100 with cooling water to condense and discharge the liquid refrigerant.

이러한, 상기 수냉식 응축기(106)는 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 유동하는 냉매유로(106a)와, 차량 전장품(220)을 순환하는 냉각수가 유동하는 냉각수유로(106b)가 서로 열교환가능하게 구성되어, 냉매와 냉각수를 열교환하도록 이루어진 것이다.The water-cooled condenser 106 has a refrigerant passage 106a through which the refrigerant discharged from the compressor 100 flows and a cooling water passage 106b through which the cooling water circulating the vehicle electrical appliance 220 flows, So that the refrigerant and the cooling water are heat-exchanged.

상기 수냉식 응축기(106)는, 냉매유로(106a)와 냉각수유로(106b)를 교대로 적층된 판형 열교환기로 구성할 수 있다.The water-cooled condenser 106 can be constituted by a plate heat exchanger in which refrigerant flow paths 106a and cooling water flow paths 106b are alternately stacked.

아울러, 상기 수냉식 응축기(106)는 상기 공조케이스(110)의 외부에 설치하는 것이 바람직하지만, 상기 공조케이스(110)의 내부에 설치하는 것도 가능하다.The water-cooled condenser 106 may be installed outside the air conditioner case 110, but it may be installed inside the air conditioner case 110.

그리고, 상기 수냉식 응축기(106)와 차량 전장품(220)을 연결하는 냉각수순환라인(W)이 설치되어, 상기 차량 전장품(220)을 순환하는 냉각수를 상기 수냉식 응축기(106)로 순환시키게 된다.A cooling water circulation line W for connecting the water-cooled condenser 106 and the vehicle electrical equipment 220 is installed to circulate the cooling water circulating the vehicle electrical product 220 to the water-cooled condenser 106.

또한, 상기 냉각수순환라인(W)에는 냉각수를 순환시키는 워터펌프(200)와, 상기 냉각수를 공기와 열교환시켜 냉각시키는 수냉 라디에이터(210)가 설치된다.The cooling water circulation line W is provided with a water pump 200 for circulating cooling water and a water-cooled radiator 210 for cooling the cooling water by heat-exchanging the cooling water with air.

한편, 상기 냉각수순환라인(W)에는, 상기 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉각수가 상기 전장품(220)을 바이패스 할 수 있도록 냉각수 바이패스라인(W1)이 설치된다.A cooling water bypass line W1 is installed in the cooling water circulation line W so that cooling water circulating through the cooling water circulation line W can bypass the electrical component 220. [

상기 냉각수 바이패스라인(W1)은, 상기 전장품(220)의 입구측 냉각수순환라인(W)과 출구측 냉각수순환라인(W)을 연결하도록 설치되며, 상기 냉각수 바이패스라인(W1)과 냉각수순환라인(W)의 분기지점에는 냉각수 방향전환밸브(230)가 설치된다.The cooling water bypass line W1 is provided to connect the inlet side cooling water circulation line W and the outlet side cooling water circulation line W of the electric component 220 and the cooling water bypass line W1 and the cooling water circulation line W1, A cooling water direction switching valve 230 is provided at a branch point of the line W.

상기 냉각수 방향전환밸브(230)는, 상기 전장품(220)의 냉각이 필요한 경우에는 냉각수를 전장품(220)측으로 순환시키게 되고, 전장품(220)의 냉각이 필요없는 경우에는 냉각수를 상기 냉각수 바이패스라인(W1)측으로 순환시키게 된다.The cooling water direction switching valve 230 circulates the cooling water to the electric component 220 when the electric component 220 is to be cooled and the cooling water is circulated to the cooling water bypass line 220 when the electric component 220 is not required to be cooled. (W1) side.

따라서, 상기 워터펌프(200)가 가동되면, 상기 냉각수순환라인(W)을 순환하는 냉각수는 상기 수냉식 응축기(106)의 냉각수유로(106b)를 유동하는 과정에서 상기 수냉식 응축기(106)의 냉매유로(106a)를 유동하는 냉매와 열교환하게 되고, 이 과정에서 상기 수냉식 응축기(106)를 유동하는 냉매가 냉각되면서 응축되게 된다.Accordingly, when the water pump 200 is operated, the cooling water circulating in the cooling water circulation line W flows through the cooling water flow path 106b of the water-cooled condenser 106, The refrigerant flowing through the water-cooled condenser 106 is cooled and condensed in this process.

상기 수냉식 응축기(106)에서 응축된 냉매는 상기 공냉식 응축기(101)로 유동하여 공조케이스(110)의 온풍통로(P2)를 유동하는 공기와 열교환하면서 재차 냉각되게 된다.The refrigerant condensed in the water-cooled condenser 106 flows to the air-cooled condenser 101 and is cooled again while exchanging heat with the air flowing through the hot air passage P2 of the air conditioner case 110. [

이와 같이, 상기 공냉식 응축기(101) 뿐만 아니라 상기 수냉식 응축기(106)를 추가 구성함에 따라 많은 방열 열원을 이용할 수 있고, 이에 따라 상기 공냉식 응축기(101)의 방열성능을 낮추는 것이 가능하여 상기 공냉식 응축기(101)의 크기를 축소할 수 있고 그만큼 송풍장치(130)의 풍량 및 크기도 축소할 수 있어 결국 시스템의 전체 크기를 축소할 수 있다.As described above, since the water-cooled condenser 106 as well as the air-cooled condenser 101 are additionally provided, it is possible to use a large number of heat-dissipating heat sources, thereby lowering the heat radiation performance of the air-cooled condenser 101, 101 can be reduced in size and the air volume and size of the air blower 130 can be reduced accordingly, thereby reducing the overall size of the system.

또한, 상기 수냉식 응축기(106)의 추가로 인해 상기 공냉식 응축기(101)의 크기를 축소하고 방열성능을 낮춰도 되기 때문에 상기 송풍장치(130)의 모터 용량도 줄일 수 있고 모터의 소비 동력 및 소음도 감소할 수 있다.Further, since the size of the air-cooled condenser 101 can be reduced and the heat radiation performance can be lowered due to the addition of the water-cooled condenser 106, the motor capacity of the blower 130 can be reduced and the consumption power and noise of the motor can be reduced can do.

그리고, 히트 펌프 시스템의 냉,난방모드에 따라 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매와 상기 냉각수의 열교환을 제어하는 제어수단(250,251)이 설치된다.Control means (250, 251) for controlling the heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor (100) and the cooling water in accordance with the cooling / heating mode of the heat pump system are installed.

상기 제어수단(250,251)은 두가지 실시예로 구성할 수 있는데,The control means (250, 251) may comprise two embodiments,

먼저, 제1실시예에 따른 제어수단(250)은, 도 3 내지 도 6과 같이, 상기 수냉식 응축기(106)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 수냉식 응축기(106)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하는 바이패스라인(R1)과, 상기 바이패스라인(R1)과 냉매순환라인(R)의 분기지점에 설치되어 냉매의 흐름방향을 전환하는 방향전환밸브(107)와, 냉,난방모드에 따라 상기 방향전환밸브(107)를 제어하는 제어부(260)로 이루어진다.3 to 6, the control means 250 according to the first embodiment controls the flow rate of refrigerant flowing from the inlet side refrigerant circulation line R of the water-cooled condenser 106 to the outlet side refrigerant circulation line R of the water- A bypass line R1 connecting the line R and a direction switching valve 107 provided at a branch point between the bypass line R1 and the refrigerant circulation line R for switching the flow direction of the refrigerant, And a controller 260 for controlling the directional control valve 107 according to the cooling and heating modes.

상기 방향전환밸브(107)는, 상기 수냉식 응축기(106)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 바이패스라인(R1)의 분기지점에 설치된다.The directional control valve 107 is installed at a branch point between the refrigerant circulation line R on the inlet side of the water-cooled condenser 106 and the bypass line R1.

상기 제어부(260)는, 냉방모드시, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 응축기(106)측으로 흐르도록 상기 방향전환밸브(107)를 제어하고, 난방모드시, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 바이패스라인(R1)측으로 흘러 상기 수냉식 응축기(106)를 바이패스하도록 상기 방향전환밸브(107)를 제어하게 된다.The control unit 260 controls the direction switching valve 107 so that the refrigerant discharged from the compressor 100 flows to the water-cooled condenser 106 during the cooling mode, The refrigerant discharged from the bypass line R1 flows to the bypass line R1 and controls the direction switching valve 107 to bypass the water-cooled condenser 106. [

즉, 냉방모드시에는, 상기 수냉식 응축기(106)와 공냉식 응축기(101)를 모두 사용하여 많은 방열 열원을 이용함으로써, 냉매의 온도를 더욱 낮출수 있게 되어 냉방성능을 향상할 수 있다.That is, in the cooling mode, by using both the water-cooled condenser 106 and the air-cooled condenser 101 and using a large number of heat-dissipating heat sources, the temperature of the coolant can be further lowered, thereby improving cooling performance.

이때, 상기 냉각수순환라인(W)의 수냉 라디에이터(210) 및 전장품(220)을 순환하는 냉각수가 상기 수냉식 응축기(106)로 순환하여 냉매와 열교환하게 된다.At this time, the cooling water circulating through the water-cooled radiator 210 and the electrical component 220 of the cooling water circulation line W circulates to the water-cooled condenser 106 to perform heat exchange with the refrigerant.

난방모드시에는, 상기 바이패스라인(R1)으로 냉매가 순환하므로 상기 수냉식 응축기(106)로는 냉매가 흐르지 않고, 상기 공냉식 응축기(101)의 열원만을 이용하여 난방 성능을 구현하게 되므로 난방성능을 향상할 수 있다.In the heating mode, since the refrigerant circulates in the bypass line (R1), the refrigerant does not flow into the water-cooled condenser (106) and the heating performance is realized using only the heat source of the air-cooled condenser (101) can do.

만일, 난방모드시 상기 수냉식 응축기(106)로 냉매가 흐르게 흐르게 되면 냉각수와의 열교환에 의한 방열로 인해 냉매의 온도가 낮아지므로 난방 성능이 떨어지게 된다.If the refrigerant flows through the water-cooled condenser 106 in the heating mode, the temperature of the refrigerant is lowered due to heat exchange due to heat exchange with the cooling water, so that the heating performance is lowered.

한편, 난방모드시에도 상기 냉각수순환라인(W)의 수냉 라디에이터(210) 및 전장품(220)을 순환하는 냉각수가 상기 수냉식 응축기(106)로 순환하게 되지만, 상기 수냉식 응축기(106)로는 냉매가 흐르지 않으므로 냉매과 냉각수 간에 열교환이 발생하지 않는다.Cooling water circulating through the water-cooled radiator 210 and the electrical component 220 of the cooling water circulation line W is circulated to the water-cooled condenser 106 even in the heating mode. However, the refrigerant flows to the water-cooled condenser 106 Heat exchange between the refrigerant and the cooling water does not occur.

또한, 상기 수냉식 응축기(106)와 팽창수단(103) 사이의 냉매순환라인(R)에는, 상기 냉매순환라인(R)을 유동하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하며 액상냉매를 토출하는 리시버 드라이어(108)가 설치된다.The refrigerant circulation line (R) between the water-cooled condenser (106) and the expansion means (103) separates the gaseous refrigerant and the liquid refrigerant from the refrigerant flowing through the refrigerant circulation line (R) A receiver dryer 108 is installed.

상기 리시버 드라이어(108)는, 상기 수냉식 응축기(106)와 공냉식 응축기(101) 사이의 냉매순환라인(R)에 설치된다.The receiver dryer 108 is installed in a refrigerant circulation line R between the water-cooled condenser 106 and the air-cooled condenser 101.

따라서, 상기 수냉식 응축기(106)와 공냉식 응축기(101)의 사이에 리시버 드라이어(108)를 설치하게 되면, 상기 리시버 드라이어(108)의 상류측에 설치된 상기 수냉식 응축기(106)는 전체가 응축영역으로 설정되고, 리시버 드라이어(108) 하류측에 설치된 상기 공냉식 응축기(101)는 전체가 과냉영역으로 설정된다.Therefore, when the receiver drier 108 is installed between the water-cooled condenser 106 and the air-cooled condenser 101, the water-cooled condenser 106 installed on the upstream side of the receiver dryer 108 is entirely condensed And the air-cooled condenser 101 installed on the downstream side of the receiver dryer 108 is entirely set as the supercooled region.

이처럼, 상기 리시버 드라이어(108)의 하류측에 설치된 공냉식 응축기(101)를 과냉영역으로 활용할 수 있는 장점이 있기 때문에 냉매의 온도를 더욱 낮출 수 있어 냉방성능을 향상시키고, 압축기(100)로 유입되는 냉매의 온도도 낮아지게 되어 압축기(100) 토출 냉매온도의 과도한 상승을 방지하여 히트 펌프 시스템의 내구성 및 안정성을 향상할 수 있다.Since the air-cooled condenser 101 installed on the downstream side of the receiver drier 108 can be utilized as a subcooling region, the temperature of the refrigerant can be further lowered, thereby improving the cooling performance, The temperature of the refrigerant is also lowered, and the excessive rise of the temperature of the refrigerant discharged from the compressor 100 is prevented, thereby improving the durability and stability of the heat pump system.

한편, 난방모드시에는 상기 바이패스라인(R1)으로 냉매가 흐르면서 상기 수냉식 응축기(106)는 물론 리시버 드라이어(108)까지 냉매가 바이패스하게 된다.On the other hand, in the heating mode, the refrigerant flows to the bypass line (R1), and the refrigerant bypasses the water-cooled condenser (106) as well as the receiver dryer (108).

또한, 상기 리시버 드라이어(108)는 다른 위치에 설치할 수도 있는데, 도 4와 같이 상기 공냉식 응축기(101)의 일측에 연결 설치할 수 있다.In addition, the receiver dryer 108 may be installed at another position, and may be connected to one side of the air-cooled condenser 101 as shown in FIG.

즉, 상기 공냉식 응축기(101)를 두개의 열교환 영역으로 분할하고 상기 두개의 열교환 영역을 연결하는 냉매순환라인(R)에 리시버 드라이어(108)를 연결 설치하게 된다. 이 경우 상기 두개의 열교환 영역 중 상기 리시버 드라이어(108) 상류측 영역은 응축영역으로 설정되고, 리시버 드라이어(108) 하류측 영역은 과냉영역으로 설정되게 된다.That is, the air-cooled condenser 101 is divided into two heat exchange areas, and the receiver dryer 108 is connected to the refrigerant circulation line R connecting the two heat exchange areas. In this case, an area on the upstream side of the receiver dryer 108 among the two heat exchange areas is set as a condensation area, and a region on the downstream side of the receiver dryer 108 is set as a supercooled area.

다음으로, 제2실시예에 따른 제어수단(251)은, 도 7 및 도 8과 같이, 앞서 설명한 바이패스라인(R1) 및 방향전환밸브(107) 구성 없이 냉각수순환라인(W)의 냉각수 흐름을 제어하여 압축기(100)에서 배출된 냉매와 냉각수의 열교환을 제어하는 것이다.7 and 8, the control means 251 according to the second embodiment controls the flow of the cooling water in the cooling water circulation line W without the bypass line R1 and the directional control valve 107 described above, And controls the heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor 100 and the cooling water.

즉, 상기 제1실시예에 따른 제어수단(250)은 냉매의 흐름을 제어하여 냉매와 냉각수의 열교환을 제어했다면, 상기 제2실시예에서는 냉각수의 흐름을 제어하여 냉매와 냉각수의 열교환을 제어한 것이다.That is, if the control means 250 according to the first embodiment controls the flow of the refrigerant to control the heat exchange between the refrigerant and the cooling water, in the second embodiment, the flow of the cooling water is controlled to control the heat exchange between the refrigerant and the cooling water will be.

상기한 제2실시예에 따른 제어수단(251)은, 냉,난방모드에 따라 상기 냉각수순환라인(W)의 워터펌프(200)를 제어하여 상기 수냉식 응축기(106)로 순환하는 상기 냉각수의 유량을 제어하는 제어부(270)를 포함하여 이루어진다.The control means 251 according to the second embodiment controls the water pump 200 of the cooling water circulation line W in accordance with the cooling and heating mode to control the flow rate of the cooling water circulated to the water- And a control unit 270 for controlling the control unit 270.

상기 제어부(270)는, 냉방모드시, 상기 냉각수가 상기 수냉식 응축기(106)측으로 순환하도록 상기 워터펌프(200)를 온(ON) 제어하고, 난방모드시, 상기 냉각수가 상기 수냉식 응축기(106)측으로 순환하지 않도록 상기 워터펌프(200)를 오프(OFF) 제어하게 된다.The control unit 270 controls the water pump 200 to circulate the cooling water to the water-cooled condenser 106 in a cooling mode, and when the cooling water is in the heating mode, The water pump 200 is controlled to be turned OFF so as not to circulate the water pump 200 side.

즉, 제2실시예에 따른 제어수단(251)에서는, 냉,난방모드시 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 응축기(106)와 공냉식 응축기(101)를 모두 통과하게 되지만, 상기 수냉식 응축기(106)로 순환하는 냉각수의 흐름을 냉,난방모드에 따라 온 또는 오프하여 수냉식 응축기(106)를 유동하는 냉매와의 열교환을 제어하는 것이다.That is, in the control means 251 according to the second embodiment, the refrigerant discharged from the compressor 100 in the cooling and heating mode passes through both the water-cooled condenser 106 and the air-cooled condenser 101, And controls the heat exchange with the refrigerant flowing in the water-cooled condenser 106 by turning on / off the flow of the cooling water circulating to the condenser 106 according to the cooling / heating mode.

따라서, 냉방모드시에는, 상기 워터펌프(200)가 온 작동하여 상기 수냉식 응축기(106)로 냉각수가 순환하기 때문에 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 응축기(106)에서 냉각수와 열교환하여 냉각(방열)된 후, 상기 공냉식 응축기(101)에서 공조케이스(110)의 온풍통로(P2)를 유동하는 공기와 열교환하여 과냉각(방열)됨으로써, 상기 수냉식 응축기(106)와 공냉식 응축기(101)를 모두 사용하여 많은 방열 열원을 이용할 수 있으므로 냉방 성능을 향상할 수 있다.Accordingly, in the cooling mode, since the water pump 200 is turned on and the cooling water circulates to the water-cooled condenser 106, the refrigerant discharged from the compressor 100 is heat-exchanged with the cooling water in the water-cooled condenser 106 Cooled condenser 101 and the air-cooled condenser 101 by heat exchange with air flowing through the hot air passage P2 of the air conditioning case 110 in the air-cooled condenser 101 to be supercooled (radiated) It is possible to use a large number of heat-radiating heat sources, so that the cooling performance can be improved.

난방모드시에는, 상기 워터펌프(200)가 오프 작동하여 상기 수냉식 응축기(106)로 냉각수가 순환하지 않기 때문에 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 응축기(106)를 통과한 후, 상기 공냉식 응축기(101)에서 공조케이스(110)의 온풍통로(P2)를 유동하는 공기와 열교환하여 냉각(방열)됨으로써, 상기 공냉식 응축기(101)의 열원만을 사용하여 난방 성능을 구현하게 되므로 난방성능을 향상할 수 있다.In the heating mode, since the water pump 200 is turned off and the cooling water is not circulated to the water-cooled condenser 106, the refrigerant discharged from the compressor 100 passes through the water-cooled condenser 106, The heating performance is realized by using only the heat source of the air-cooled condenser 101 by cooling the heat exchanged with the air flowing through the warm air passage P2 of the air-cooling type condenser 101 in the air conditioning case 110, Can be improved.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 압축기(100)의 입구측 냉매순환라인(R)에는, 상기 냉매순환라인(R)을 순환하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하며 기상냉매를 압축기(100)측으로 토출하는 어큐뮬레이터가 설치될 수 있다.
Although not shown in the drawing, the inlet-side refrigerant circulation line (R) of the compressor (100) separates the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant from the refrigerant circulating through the refrigerant circulation line (R) And an accumulator for discharging the ink to the ink cartridge 100 side.

이하, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 시스템의 냉매유동과정을 설명하기로 하며, 편의상 냉방모드인 경우를 일예로 설명하기로 한다.Hereinafter, the refrigerant flow process of the heat pump system for a vehicle according to the present invention will be described. For convenience, the cooling mode will be described as an example.

먼저, 상기 압축기(100)에서 압축되어 배출되는 고온 고압의 기상 냉매는 상기 수냉식 응축기(106)의 냉매 유로(106a)로 유입된다.First, the gaseous refrigerant of high temperature and high pressure, which is compressed and discharged from the compressor 100, flows into the refrigerant passage 106a of the water-cooled condenser 106.

상기 수냉식 응축기(106)의 냉매 유로(106a)로 유입된 기상 냉매는, 상기 수냉 라디에이터(210) 및 전장품(220)을 순환하면서 상기 수냉식 응축기(106)의 냉각수 유로(106b)로 유입된 냉각수와 열교환하게 되고, 이 과정에서 냉매가 냉각되면서 액상으로 상변화하게 된다.The gaseous refrigerant flowing into the refrigerant passage 106a of the water-cooled condenser 106 circulates through the water-cooled radiator 210 and the electric component 220 and flows into the cooling water passage 106b of the water-cooled condenser 106 The refrigerant is cooled, and the liquid phase is changed.

상기 수냉식 응축기(106)에서 배출된 냉매는, 상기 리시버 드라이어(108)로 유입되어 기상 냉매와 액상 냉매가 분리되고, 액상 냉매가 상기 공냉식 응축기(101)로 유입되게 된다.The refrigerant discharged from the water-cooled condenser 106 flows into the receiver dryer 108 to separate the gaseous refrigerant and the liquid-phase refrigerant, and the liquid-phase refrigerant flows into the air-cooled condenser 101.

상기 공냉식 응축기(101)로 유입된 냉매는 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112)를 유동하는 공기와의 열교환을 통해 한번 더 냉각(과냉각)된 후, 상기 팽창수단(103)으로 유입되어 감압 팽창 된다.The refrigerant flowing into the air-cooled condenser 101 is once cooled (supercooled) through heat exchange with air flowing through the hot air passage 112 of the air conditioning case 110, and then flows into the expansion means 103 And is decompressed and expanded.

상기 팽창수단(103)에서 감압 팽창된 냉매는, 저온 저압의 무화 상태가 되어 상기 증발기(104)로 유입되고, 상기 증발기(104)로 유입된 냉매는 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111)를 유동하는 공기와 열교환하여 증발하게 된다.The refrigerant decompressed and expanded by the expansion means 103 enters the evaporator 104 at a low temperature and a low pressure and flows into the evaporator 104. The refrigerant introduced into the evaporator 104 passes through the cool air passage 111 of the air conditioner case 110 ) Is evaporated by heat exchange with the air flowing.

이후, 상기 증발기(104)에서 배출된 저온 저압의 냉매는, 상기 압축기(100)로 유입되고, 이후 상술한 바와 같은 냉동사이클을 재순환하게 된다.Thereafter, the low-temperature low-pressure refrigerant discharged from the evaporator 104 flows into the compressor 100, and then the refrigerating cycle as described above is recirculated.

한편, 난방모드인 경우에는, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 바이패스라인(R1)을 통해 상기 수냉식 응축기(106) 및 리시버 드라이어(108)를 바이패스하여 상기 공냉식 응축기(101)로 곧바로 유동하게 된다.
On the other hand, in the heating mode, the refrigerant discharged from the compressor 100 bypasses the water-cooled condenser 106 and the receiver drier 108 through the bypass line R1 and flows into the air-cooled condenser 101 It flows immediately.

이하, 냉방모드와 난방모드시의 공기유동과정을 설명하기로 한다.Hereinafter, the air flow process in the cooling mode and the heating mode will be described.

가. 냉방모드(도 5, 도 7)end. In the cooling mode (Figs. 5 and 7)

냉방모드시에는, 도 5 및 도 7과 같이 상기 냉풍 모드도어(120)는 냉풍 토출구(111a)를 개방하고, 온풍 모드도어(121)는 온풍 방출구(112b)를 개방하게 된다.5 and 7, the cold air mode door 120 opens the cold air discharge port 111a and the hot air mode door 121 opens the hot air discharge port 112b.

아울러, 상기 송풍장치(130)를 통해 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기가 송풍된다.Air is blown into the cold air passage 111 and the hot air passage 112 of the air conditioner case 110 through the air blower 130.

계속해서, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111)로 송풍된 공기는 상기 증발기(104)와 열교환하여 냉풍으로 바뀌게 되고, 이후 냉풍 토출구(111a)를 통해 차실내로 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.The air blown into the cold air passage 111 of the air conditioning case 110 is exchanged with the evaporator 104 for heat exchange and then discharged to the inside of the vehicle through the cold air discharge opening 111a, .

또한, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112)로 송풍된 공기는 상기 공냉식 응축기(101)를 통과하면서 가열되어 온풍으로 바뀌게 되고, 이 온풍은 상기 온풍 방출구(112b)를 통해 외부로 배출된다.
The air blown into the warm air passage 112 of the air conditioner case 110 is heated while being passed through the air-cooled condenser 101 to be changed into warm air. The warm air is discharged to the outside through the hot air outlet 112b do.

나. 난방모드(도 6, 도 8)I. In the heating mode (Figs. 6 and 8)

난방모드시에는, 도 6 및 도 8과 같이 상기 냉풍 모드도어(120)는 냉풍 방출구(111b)를 개방하고, 온풍 모드도어(121)는 온풍 토출구(112a)를 개방하게 된다.In the heating mode, as shown in FIGS. 6 and 8, the cold air mode door 120 opens the cold air discharge port 111b and the hot air mode door 121 opens the hot air discharge port 112a.

아울러, 상기 송풍장치(130)를 통해 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기가 송풍된다.Air is blown into the cold air passage 111 and the hot air passage 112 of the air conditioner case 110 through the air blower 130.

계속해서, 상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111)로 송풍된 공기는 상기 증발기(104)와 열교환하여 냉풍으로 바뀌게 되고, 이후 냉풍 방출구(111b)를 통해 외부로 배출된다.Subsequently, the air blown into the cold air passage 111 of the air conditioner case 110 is exchanged with the evaporator 104 by heat exchange, and is then discharged to the outside through the cold air outlet 111b.

또한, 상기 공조케이스(110)의 온풍통로(112)로 송풍된 공기는 상기 공냉식 응축기(101)를 통과하면서 가열되어 온풍으로 바뀌게 되고, 이 온풍은 상기 온풍 토출구(112a)를 통해 차실내로 토출되어 차실내를 난방하게 된다.The air blown into the warm air passage 112 of the air conditioner case 110 is heated while being passed through the air-cooled condenser 101 to be changed into a warm air. The warm air is discharged through the hot air outlet 112a So that the inside of the car is heated.

100: 압축기 101: 공냉식 응축기
103: 팽창수단
104: 증발기
106: 수냉식 응축기 107: 방향전환밸브
108: 리시버 드라이어
110: 공조케이스 111: 냉풍통로
112: 온풍통로 113: 구획벽
114: 바이패스통로 115: 바이패스도어
111a: 냉풍토출구 111b: 냉풍방출구
112a: 온풍토출구 112b: 온풍방출구
120: 냉풍 모드도어 121: 온풍 모드도어
130: 송풍장치 130a: 제1블로어
130b: 제2블로어 200: 워터펌프
210: 수냉 라디에이터 220: 전장품
230: 냉각수 방향전환밸브
R: 냉매순환라인 R1: 바이패스라인
W: 냉각수순환라인 W1: 냉각수 바이패스라인100: compressor 101: air-cooled condenser
103: Expansion means
104: Evaporator
106: Water-cooled condenser 107: Directional switching valve
108: Receiver dryer
110: air conditioning case 111: cold air passage
112: Warm air passage 113: Compartment wall
114: Bypass passage 115: Bypass door
111a: Cool air discharge port 111b: Cool air discharge port
112a: Hot air outlet 112b: Hot air outlet
120: cold air mode door 121: warm air mode door
130: blower 130a: first blower
130b: second blower 200: water pump
210: Water-cooled radiator 220: Electrical equipment
230: Cooling water direction switching valve
R: Refrigerant circulation line R1: Bypass line
W: Cooling water circulation line W1: Cooling water bypass line

Claims (10)

압축기(100)와, 공냉식 응축기(101)와, 팽창수단(103)과, 증발기(104)가 냉매순환라인(R)으로 연결되어 이루어진 차량용 히트 펌프 시스템에 있어서,
내부에 냉풍통로(111)와 온풍통로(112)가 형성되며, 상기 냉풍통로(111)에는 상기 증발기(104)가 설치되고, 상기 온풍통로(112)에는 상기 공냉식 응축기(101)가 설치된 공조케이스(110)와,
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 입구측과 상기 온풍통로(112) 입구(311)측에 설치되어 상기 냉풍통로(111) 및 온풍통로(112)로 공기를 송풍하는 송풍장치(130)와,
상기 압축기(100)와 공냉식 응축기(101) 사이의 냉매순환라인(R)에 설치되어 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매를 냉각수와 열교환시켜 응축시키는 수냉식 응축기(106)와,
냉,난방모드에 따라 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매와 상기 냉각수의 열교환을 제어하는 제어수단(250,251)을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.1. A heat pump system for a vehicle having a compressor (100), an air cooled condenser (101), an expansion means (103), and an evaporator (104) connected by a refrigerant circulation line (R)
A cooling air passage 111 and a warm air passage 112 are formed in the cooling air passage 111. The air passage 111 is provided with the evaporator 104 and the warm air passage 112 is provided with the air cooling condenser 101, (110)
A fan unit 130 installed at an inlet side of the cold air passage 111 of the air conditioning case 110 and an inlet 311 of the hot air passage 112 to blow air to the cold air passage 111 and the hot air passage 112, )Wow,
A water-cooled condenser 106 installed in the refrigerant circulation line R between the compressor 100 and the air-cooled condenser 101 for heat-exchanging the refrigerant discharged from the compressor 100 with the cooling water,
And control means (250, 251) for controlling heat exchange between the refrigerant discharged from the compressor (100) and the cooling water according to a cooling and heating mode. 제 1 항에 있어서,
상기 제어수단(250)은,
상기 수냉식 응축기(106)의 입구측 냉매순환라인(R)과 상기 수냉식 응축기(106)의 출구측 냉매순환라인(R)을 연결하는 바이패스라인(R1)과,
상기 바이패스라인(R1)과 냉매순환라인(R)의 분기지점에 설치되어 냉매의 흐름방향을 전환하는 방향전환밸브(107)와,
냉,난방모드에 따라 상기 방향전환밸브(107)를 제어하는 제어부(260)로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The control means (250)
A bypass line R1 connecting an inlet side refrigerant circulation line R of the water-cooled condenser 106 and an outlet side refrigerant circulation line R of the water-cooled condenser 106,
A direction switching valve 107 provided at a branch point between the bypass line R1 and the refrigerant circulation line R to switch the flow direction of the refrigerant,
And a control unit (260) for controlling the directional control valve (107) according to the cooling mode and the heating mode. 제 2 항에 있어서,
상기 제어부(260)는,
냉방모드시, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 응축기(106)측으로 흐르도록 상기 방향전환밸브(107)를 제어하고,
난방모드시, 상기 압축기(100)에서 배출된 냉매가 상기 바이패스라인(R1)측으로 흘러 상기 수냉식 응축기(106)를 바이패스하도록 상기 방향전환밸브(107)를 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.3. The method of claim 2,
The control unit 260,
Controls the direction switching valve (107) so that the refrigerant discharged from the compressor (100) flows to the water-cooled condenser (106) side in the cooling mode,
And controls the direction switching valve (107) so that refrigerant discharged from the compressor (100) flows to the bypass line (R1) side in the heating mode and bypasses the water-cooled condenser (106) system. 제 1 항에 있어서,
상기 수냉식 응축기(106)와 차량 전장품(220)을 연결하도록 설치되어, 상기 차량 전장품(220)을 순환하는 냉각수를 상기 수냉식 응축기(106)로 순환시키는 냉각수순환라인(W)과,
상기 냉각수순환라인(W)에 설치되어 냉각수를 순환시키는 워터펌프(200)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
A cooling water circulation line W connected to the water-cooled condenser 106 and the vehicle electrical equipment 220 for circulating the cooling water circulating the vehicle electrical equipment 220 to the water-cooled condenser 106,
Further comprising a water pump (200) installed in the cooling water circulation line (W) for circulating cooling water. 제 4 항에 있어서,
상기 제어수단(251)은,
냉,난방모드에 따라 상기 워터펌프(200)를 제어하여 상기 수냉식 응축기(106)로 순환하는 상기 냉각수의 유량을 제어하는 제어부(270)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.5. The method of claim 4,
The control means (251)
And a control unit (270) controlling the water pump (200) in accordance with a cooling and heating mode to control the flow rate of the cooling water circulated to the water-cooled condenser (106). 제 5 항에 있어서,
상기 제어부(270)는,
냉방모드시, 상기 냉각수가 상기 수냉식 응축기(106)측으로 순환하도록 상기 워터펌프(200)를 온(ON) 제어하고,
난방모드시, 상기 냉각수가 상기 수냉식 응축기(106)측으로 순환하지 않도록 상기 워터펌프(200)를 오프(OFF) 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.6. The method of claim 5,
The control unit 270,
In the cooling mode, the water pump 200 is controlled so as to circulate the cooling water to the water-cooled condenser 106 side,
And controls the water pump (200) to be OFF so that the cooling water does not circulate to the water-cooled condenser (106) side in the heating mode. 제 4 항에 있어서,
상기 냉각수순환라인(W)에는,
상기 전장품(220)의 입구측 냉각수순환라인(W)과 출구측 냉각수순환라인(W)을 연결하는 냉각수 바이패스라인(W1)이 설치되고,
상기 냉각수 바이패스라인(W1)과 상기 냉각수순환라인(W)의 분기지점에는 냉각수 방향전환밸브(230)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.5. The method of claim 4,
In the cooling water circulation line (W)
A cooling water bypass line W1 for connecting the inlet side cooling water circulation line W and the outlet side cooling water circulation line W of the electrical component 220 is provided,
Wherein a cooling water direction switching valve (230) is provided at a branch point between the cooling water bypass line (W1) and the cooling water circulation line (W). 제 1 항에 있어서,
상기 수냉식 응축기(106)와 팽창수단(103) 사이의 냉매순환라인(R)에는, 상기 냉매순환라인(R)을 유동하는 냉매로부터 기상냉매와 액상냉매를 분리하여 저장하며 액상냉매를 토출하는 리시버 드라이어(108)가 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The refrigerant circulation line R between the water-cooled condenser 106 and the expansion means 103 separates the gas-phase refrigerant and the liquid-phase refrigerant from the refrigerant flowing through the refrigerant circulation line R, And a dryer (108). 제 8 항에 있어서,
상기 리시버 드라이어(108)는, 상기 수냉식 응축기(106)와 공냉식 응축기(101) 사이의 냉매순환라인(R)에 설치된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.9. The method of claim 8,
Wherein the receiver dryer (108) is installed in a refrigerant circulation line (R) between the water-cooled condenser (106) and the air-cooled condenser (101). 제 1 항에 있어서,
상기 공조케이스(110)의 냉풍통로(111) 출구는, 냉방모드시 냉풍을 차실내로 토출하는 냉풍토출구(111a)와, 난방모드시 냉풍을 외부로 방출하는 냉풍방출구(111b)로 구성되고,
상기 공조케이스(1100)의 온풍통로(112) 출구는, 난방모드시 온풍을 차실내로 토출하는 온풍토출구(112a)와, 냉방모드시 온풍을 외부로 방출하는 온풍방출구(112b)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 히트 펌프 시스템.The method according to claim 1,
The outlet of the cold air passage 111 of the air conditioning case 110 is constituted by a cold air discharge port 111a for discharging the cold air to the car room in the cooling mode and a cold air discharge port 111b for discharging the cold air to the outside in the heating mode ,
The outlet of the warm air passage 112 of the air conditioner case 1100 is composed of a hot air discharge port 112a for discharging warm air to the car room in the heating mode and a hot air discharge port 112b for discharging hot air to the outside in the cooling mode A heat pump system for a vehicle.
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