KR20190026247A - 수냉콘덴서를 이용한 차량용 히트펌프 시스템 - Google Patents

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대한칼소닉주식회사
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Abstract

본 발명은 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매를 순환시키는 과정에서 수냉콘덴서를 이용하여 난방열원을 제공하며, HVAC 내부에 고압 열교환기 대신 히터코어를 구비하여 난방을 수행하는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템에 관한 발명이다.

Description

수냉콘덴서를 이용한 차량용 히트펌프 시스템{HEATPUMP SYSTEM FOR VEHICLE USING THE WATER COLDED CONDENSER}
본 발명은 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 냉매를 순환시키는 과정에서 수냉콘덴서를 이용하여 난방열원을 제공하며 HVAC 내부에 고압 열교환기 대신 히터코어를 구비하여 난방을 수행하는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템에 관한 발명이다.
종래, 특허문헌 1(일본 공개특허공보 제2013-068407호)에 증기 압축식 냉동 사이클을 이용하여 차 실내로 송풍되는 공기를 가열함으로써 차 실내의 난방을 하는 차량용 공조장치가 개시된다. 구체적으로 도 8을 참조하면, 이 특허문헌 1의 냉동 사이클 장치는 부족한 난방열원을 보충하기 위해 히트펌프 시스템을 적용하며, 특히 최대 난방 시에 탑승자에게 원하는 온도의 난방 성능을 제공하기 위해 PTC 히터를 구비하여 난방열원을 보충하는 방법을 개시하고 있다.
그런데 특허문헌 1과 같은 종래의 히트펌프 시스템은 HVAC 내부에 고압/고전압 부품을 설치하여야 하므로 필연적으로 HVAC의 사이즈가 커질 수 밖에 없고, 또한 고압/고전압 부품이 HVAC 내부에 위치하게 됨으로써 RCAR(Research Council for Automobile Repairs) 테스트에서 불리한 평가를 받을 가능성이 존재한다.
한편, 종래 특허문헌 2(한국 공개특허공보 제10-2016-0111577호)에 복수 개의 바이패스 라인을 구비한 히트펌프 시스템이 개시된다. 구체적으로 도 9를 참조하면, 이 특허문헌 2의 히트펌프 시스템은 외부열교환기를 통과하여 증발기를 바이패스하는 유로와 외부열교환기를 바이패스하는 유로를 각각 구비하고 있다.
그런데 특허문헌 2와 같은 종래의 히트펌프 시스템은 난방 모드 시와 같은 일반적인 공조모드에서는 냉매 흐름을 유지시키되, 외부열교환기에 동결이 발생하여 제상이 필요한 경우에는 냉매 흐름을 분기시켜 외부열교환기를 우회하여 흐르도록 냉매를 분리제어(2원화)해야 하므로 시스템 및 배관 package가 복잡해지는 문제가 있다.
일본 공개특허공보 제2013-068407호 한국 공개특허공보 제10-2016-0111577호
본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 안출된 것으로서, HVAC 내부에 열교환기를 배치하지 않아 HVAC 사이즈를 줄임과 동시에 안전성을 높일 수 있으며, RCAR 테스트에 유리한 점이 있다.
또한, 본 발명에서는 냉매 흐름을 2원화할 필요 없이 제상능력을 발휘할 수 있고, 배관 package가 간소화된 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본원 발명에서는 냉매유로를 통해 순환된 냉매를 압축하여 상기 냉매유로로 재공급하는 컴프레서; 상기 컴프레서로부터 공급된 냉매와 냉매와 열교환을 위해 구비되는 냉각수를 상호 열교환시키는 수냉콘덴서; 상기 수냉콘덴서에서 열교환된 냉각수를 이용하여 실내에 가열된 공기를 공급하는 히터코어; 상기 냉매유로 상에 배치된 외부열교환기; 상기 외부열교환기를 통과한 기상과 액상의 냉매를 분리하는 기액분리기; 상기 기액분리기를 통과한 냉매 중 액상의 냉매를 팽창시키도록 구비된 팽창밸브; 및 상기 팽창밸브를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기;를 포함하고, 상기 컴프레서와 외부열교환기 사이에 제1밸브 및 감압밸브가 배치되는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템을 개시한다.
상기 수냉콘덴서와 히터코어 사이에는 냉각수가 순환하는 냉각수유로가 형성되며, 상기 냉각수유로 상에 배치된 워터펌프와 워터히터를 이용해 상기 히터코어에 열을 전달할 수 있다.
상기 기액분리기와 팽창밸브 사이에 내부열교환수단을 추가로 포함할 수 있다.
상기 내부열교환수단은 상기 팽창밸브 측으로 냉매가 유입되는 외측관로와, 상기 팽창밸브 측에서 냉매가 유출되는 내측관로를 포함하도록 형성된 이중관 형태의 열교환수단일 수 있다.
상기 제1밸브는 수냉콘덴서와 일체형으로 이루어지되, 냉매가 By-pass 수단 또는 수냉콘덴서를 선택적으로 유동하도록 형성될 수 있다.
상기 제1밸브는 수냉콘덴서과 외부열교환기 사이의 냉매유로에 직렬적으로 배치될 수 있다.
상기 제1밸브는 수냉콘덴서과 외부열교환기 사이의 냉매유로에 직렬적으로 배치되고, 상기 냉매가 수냉콘덴서 및 상기 제1밸브를 우회하도록 하는 바이패스유로와 상기 바이패스유로 상에 배치되는 제3밸브를 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1밸브 및 감압밸브는 직경이 서로 다른 적어도 2개의 오리피스의 결합으로 구성될 수 있다.
상기 기액분리기로는 기상 냉매와 액상 냉매를 각각 저장하여 개별적으로 상기 팽창밸브와 컴프레서측으로 토출시키는 리큐뮬레이터(liqumulator)가 사용될 수 있다.
본원 발명의 차량용 히트펌프 시스템은 수냉콘덴서 및 히터코어를 사용하는 차량용 냉난방 시스템이다.
본 발명에서는 차량 실내(CABIN ROOM)에 고압 열교환기(Ex, Sub Condenser, Inside Heat exchanger등)가 설치되지 않고, 고압 열교환기와 연동하는 고전압 히터(ex, PTC 히터)또한 설치하지 않으며, CABIN ROOM 내부에 간단히 히터코어만을 구비한다. 본 발명에서는 히터코어만으로도 CABIN ROOM에 충분한 난방성능을 제공할 수 있는 한편, 고압/고전압 부품을 차량 CABIN ROOM 내부(HAVC 내부)에 설치하지 않고 MOTOR ROOM 측에 설치할 수 있게 되어 차량의 충돌시 안전성 및 차량 수리할 경우에 비용 절감 측면에서 유리한 장점이 있다.
본 발명에서는 수냉콘덴서를 통해 고온/고압의 냉매와 상온 냉각수가 상호 열교환할 수 있도록 구성됨으로써, 난방 모드 시 CABIN ROOM 내부에 유입된 공기를 직접 가열하는 Direct Heating 방식을 취하지 않아도 되는 장점이 있다. 이로써 CABIN ROOM의 체적을 보다 콤팩트하게 줄일 수 있게 된다.
그리고 본 발명의 히트펌프 시스템을 이용하면, 제상 모드시, 압축기의 고온/고압 냉매를 수냉콘덴서에서 바이패스시켜 외부열교환기에 직접 흘리는 제어가 가능하다. 종래 기술에서는 외부열교환기를 바이패스시키는 유로를 구비한 것에 비해 본원 발명은 수냉콘덴서만 바이패스시키는 유로구성을 구비하면 되므로, 제조비용 측면에서 유리하고, 핫 가스(hot gas)를 이용하여 직접 제상하므로 종래 기술에 비해 제상 효과도 탁월하다.
또한, 본 발명의 히트펌프 시스템에서는 하나의 실시 예에 따라 냉방 모드시 팽창밸브 측으로 항상 액상 냉매만을 토출하는 Liquid tank와, 난방 모드시 압축기 측으로 기상 냉매만을 토출하는 accumulator의 두 가지 기능을 합친 리큐뮬레이터(liqumulator)가 구비된다. 이 경우 시스템 배관 및 Package가 단순화되며, 액상 냉매와 기상 냉매를 하나의 리큐뮬레이터에서 적정하게 컨트롤 가능한 장점이 있다.
먼저, 본 발명의 도 1 내지 도 6의 각각의 도면에서, (a)는 본 발명의 제1실시 예에 대한 히트펌프 시스템을, (b)는 본 발명의 제2실시 예에 대한 히트펌프 시스템을, (c)는 본 발명의 제3실시 예에 대한 히트펌프 시스템을 나타냄을 유의해야 한다.
다음으로 도 1 내지 도 6에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 일반 냉방 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수냉콘덴서와 기액분리기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 냉방&제습 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 워터 히터가 Off된 상태의 난방 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 워터 히터가 On된 상태의 난방 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 상기 도 3 및 도 4와 달리 워터 히터만 On된 상태에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 제상 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
도 8은 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템으로서, HVAC 내부에 고압/고전압 제품이 설치된 것을 나타낸다.
도 9는 종래 기술에 따른 히트펌프 시스템으로서, 실외열교환기를 바이패스 하는 바이패스 유로가 구비된 것을 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템에 대한 예는 본 발명의 기술 사상을 당업자가 용이하게 이해할 수 있도록 제공되는 것으로 이에 의해 본 발명이 한정되지는 않는다. 또한, 첨부된 도면에 표현된 사항들은 본 발명의 실시 예들을 쉽게 설명하기 위해 도식화된 도면으로 실제로 구현되는 형태와 상이할 수 있다.
먼저, 도 1을 이용하여 본 발명의 수냉콘덴서를 구비한 히트펌프 시스템의 구성요소에 대하여 살펴본다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 일반 냉방 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다. 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 수냉콘덴서와 기액분리기를 나타내는 도면이다.
본 발명의 실시 예에 따른 히트펌프 시스템은 냉매유로(300)를 통해 순환된 냉매를 압축하여 상기 냉매유로(300)로 재공급하는 컴프레서(310); 상기 컴프레서(310)로부터 공급된 냉매와 냉각수를 상호 열교환시키는 수냉콘덴서(210); 상기 수냉콘덴서(210)에서 열교환된 냉각수를 이용하여 실내에 가열된 공기를 공급하는 히터코어(120); 상기 냉매유로(300) 상에 배치된 외부열교환기(330); 상기 외부열교환기(330)를 통과한 기상과 액상의 냉매를 분리하는 기액분리기(340); 상기 기액분리기(340)를 통과한 냉매 중 액상의 팽창시키도록 구비된 팽창밸브(360); 및 상기 팽창밸브(360)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(110);를 포함할 수 있다.
그리고 상기 컴프레서(310)와 외부열교환기(330) 사이에 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')가 배치되는 특징으로 한다.
본 발명에서 감압밸브(320')란 냉매를 감압하는 수단으로서, 오리피스(Orifice)를 의미할 수 있다. 운전모드 제어에 있어서, 본 발명의 감압밸브(320')는 제1밸브(320)와 함께 유기적으로 연동한다. 감압밸브(320')는 제1밸브(320)와 실질적으로 하나의 Set를 이룰수도 있다.
경우에 따라서는, 본 발명에서 상기 제1밸브(320)와 감압밸브(320')가 직경이 서로 다른 적어도 2개의 오리피스의 결합으로 구성될 수 있다. 예컨대, 직경이 10Φ~12Φ인 오리피스 1개와 직경이 0.3Φ~1.2Φ인 오리피스 1개가 냉매의 유동 방향에 대하여 병렬적으로 배치될 수 있다. 운전 모드에 따라 직경이 서로 다른 오리피스로의 냉매의 유동을 능동적으로 제어함으로써 냉매 유로상의 압력 제어가 가능하다.
그리고 본 발명에서는 상기 제1밸브(320)와 감압밸브(320') 이외에도 복수 개의 밸브(팽창밸브, 제2밸브, 제3밸브)가 추가로 사용되며, 실시 예에 따라서 다양한 종류의 밸브가 사용될 수 있다. 예컨대, 통상의 솔레노이드 밸브(solenoid valve) 같은 전자제어밸브가 해당될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 히트펌프 시스템은 바람직하게 상기 복수 개의 밸브 중 팽창밸브(360)와 감압밸브(320')는 팽창 기능을 수행할 수 있다. 따라서 냉매가 상기 팽창밸브(360)와 감압밸브(320')를 통과하면서 상변화가 일어날 수 있다.
그리고 본 발명의 제2밸브(370)는 전기구동 솔레노이드밸브로서, 차량에 설치된 HCU(혹은 ECU, MCU)에 의해 On/Off 및 개도량이 제어되는 구성요소일 수 있다.
한편, 본 발명에서는 상기 수냉콘덴서(210)와 히터코어(120) 사이에는 냉각수가 순환하는 냉각수유로(200)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
먼저 수냉콘덴서(210)는 판형(plate type) 열교환기로서 내부에 냉매 및 냉각수 2종의 유체가 층층이 적층된 전열판을 사이에 두고 서로 반대 방향으로 흐름으로써 2종 유체간 상호 열교환할 수 있는 구성을 의미할 수 있다.
도 2의 좌측도면에는 수냉콘덴서(210)의 일 례가 도시되어 있다. 여기서 도시된 바에 본 발명 수냉콘덴서의 형상 및 냉매/냉각수 유입/유출구의 배치형태가 한정되는 것은 아니다.
상기 냉각수유로(200) 상에는 워터펌프(220)와 워터히터(230)가 배치될 수 있으며, 이를 이용해 상기 히터코어(120)에 열을 전달하는 것을 특징으로 할 수 있다. 즉, 본 발명에서는 냉매와 냉각수, 2가지의 유체의 흐름을 상호 연동시켜 히트 펌프 시스템을 가동시킬 수 있다.
냉각수유로(200)는 하나의 연속적인 라인 상에 히터코어(120), 워터히터(230), 수냉콘덴서(210), 워터펌프(220)가 순차적으로 배치될 수 있다.
참고로 냉매유로(300)는 하나의 폐루프 라인을 가지는 냉각수유로(200)와 달리 수냉콘덴서(210) 부근과, 기액분리기(340) 부근에서 각각 2개의 서로 다른 라인으로 분기될 수 있다. 수냉콘덴서(210) 부근에서 분기되는 라인은 제1-1냉매유로(301)와 제1-2냉매유로(302)로 구분될 수 있으며, 여기서 제1-1냉매유로(301)는 감압밸브(320')와 연통하도록, 그리고 제1-2냉매유로(302)는 제1밸브(320)와 연통하도록 형성될 수 있다. 또한, 기액분리기(340) 부근에서 분기되는 라인은 제2-1냉매유로(303)와 제2-2냉매유로(304)로 구분될 수 있으며, 여기서 제2-1냉매유로(303)는 냉매가 증발기(110)를 통과한 뒤 컴프레서(310) 측으로 유입되도록 구성되고, 제2-2냉매유로(304)는 냉매가 증발기(110)를 통과하지 않고 기액분리기(340)에서 컴프레서(310) 측으로 유입되도록 구성된다.
나아가, 본 발명에서는 상기 기액분리기(340)와 팽창밸브(360) 사이에 내부열교환수단(350)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
실시 예에 따라서 상기 내부열교환수단(350)은 상기 팽창밸브(360) 측으로 냉매가 유입되는 외측관로와, 상기 팽창밸브(360) 측에서 냉매가 유출되는 내측관로를 포함하도록 형성된 이중관 형태의 열교환수단일 수 있다. 여기서 팽창밸브(360)측에 연결된 외측관로에는 압력과 온도가 상대적으로 높은 냉매가 유동하며, 내측관로에는 압력과 온도가 상대적으로 낮은 냉매가 유동한다.
아울러 본 발명의 기액분리기(340)는 기상 냉매와 액상 냉매를 각각 저장하여 개별적으로 상기 팽창밸브(360)와 컴프레서(310)측으로 토출시키는 리큐뮬레이터(Liqumulator)인 것을 특징으로 할 수 있다. 이때 냉매는 팽창밸브(360)와 컴프레서(310)측으로 선택적으로 토출될 수 있다.냉매가 팽창밸브(360)측으로 토출되는 경우에는 액상의 냉매가 팽창밸브(360)를 통과하면서 팽창되고, 이와 달리 냉매가 컴프레서(310)측으로 토출되는 경우에는 상변화를 수반하지 않고 경로만 변경될 수 있다. 일 실시 예에 따라 냉매는 컴프레서(310)측으로 토출되면서 제2밸브(370)를 통과할 수 있다. 여기서 제2밸브(370)는 통상의 솔레노이드 밸브가 해당될 수 있다.
리큐뮬레이터는 도 2의 우측 도면에 그 일 예가 도시되어 있다. 그 역할은 내부에서 냉매의 기액을 분리시키는 것인데, 기상 냉매를 일시적으로 저장하고 액상 냉매만이 팽창밸브(360)로 향하도록 하는 리퀴드 탱크(liquid tank)와 액상 냉매를 저장하고 기상 냉매만을 컴프레서(310)로 향하도록 하는 어큐뮬레이터(accumulator)가 결합된 것일 수 있다.
기액분리기(340)는 냉매유로(300) 상에서 외부열교환기(330)의 후단에 배치된다. 구체적으로 기액분리기(340)는 외부열교환기(330)를 통과한 냉매가 유입되는 냉매유입구(341)와, 액상 냉매를 팽창밸브(360) 측으로 유출하는 액상냉매유출구(343)와, 팽창밸브(360)와 증발기(110)를 거쳐 기상의 냉매가 유입되는 기상냉매유입구(342)를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서 기상냉매유입구(342)는 본 발명의 제2-1냉매유로(303)와 연결될 수 있다. 나아가, 기액분리기(340)는 보다 콤팩트한 구성을 위해 제2밸브(370)와 일체로 형성되는 것일 수 있다.
단, 여기서의 기액분리기(340)도 상기 수냉콘덴서와 마찬가지로 도시된 형태에 본 발명의 구성이 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 1, 도 3 내지 도 7의 도면을 참조로 본 발명의 다양한 실시 예에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.
먼저, 도 1(a)는 본 발명의 제1실시 예에 대한 히트펌프 시스템을, 도 1(b)는 본 발명의 제2실시 예에 대한 히트펌프 시스템을, 도 1(c)는 본 발명의 제3실시 예에 대한 히트펌프 시스템을 나타낸다.
도 1(a) 내지 도 1(c)의 실시 예들은 주로 상기 제1밸브(320)의 배치에 따라 구분된다.
제1실시 예에서는 상기 제1밸브(320)가 수냉콘덴서(210)와 일체화되어, 냉매가 제1밸브(320) 또는 수냉콘덴서(210)를 선택적으로 유동하도록 형성된 것을 특징으로 한다.
제2실시 예에서는 상기 제1밸브(320)가 수냉콘덴서(210)와 외부열교환기(330) 사이의 냉매유로(300)에 직렬적으로 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 제3실시 예에서는 상기 제1밸브(320)가 수냉콘덴서(210)와 외부열교환기(330) 사이의 냉매유로(300)에 직렬적으로 배치되고, 상기 냉매가 수냉콘덴서(210)와 상기 제1밸브(320)를 바이패스시키는 바이패스유로(401)에 상기 바이패스유로(401)에 제3밸브(420)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
제1실시 예 내지 제3실시 예들의 구성요소에 대하여 보다 구체적으로 대조하면 다음과 같다.
[ 제1실시 예 ] Type #1
도 1(a)에 도시된 바와 같이 제1실시 예는 제3실시 예와 대비하여 제3밸브(420)가 구비되지 않으며, 제1밸브(320)가 수냉콘덴서(210)에 내설되거나 외부에 인접하게 병렬적으로 배치될 수 있다. 여기서 제1밸브(320)는 수냉콘덴서(210)와 일체(ex, 단일 제품)로 형성될 수도 있다.
동절기에 외부열교환기(330)에서 서리가 착상되는 경우 제1밸브(320)를 "On"시켜, 컴프레서(310)로부터 토출된 고온/고압의 냉매가 수냉콘덴서(210)를 바이패스 하도록 유도하고, 이때 고온/고압의 냉매가 외부열교환기(330)로 직접적으로 흐르게 됨으로써 핫 가스 제상(hot gas defrost)이 가능해진다.
본 실시 예는 제상을 위해 수냉콘덴서(210)만 바이패스시키는 유로구성을 구비하면 되므로, 제조비용 측면에서 유리하고, 핫 가스(hot gas)를 이용하여 직접 제상하므로 종래 기술에 비해 제상 효과도 탁월하다.
또한, 제1실시 예에 따르면 차량의 앞 유리에 김이 서리는 경우 워터 히터(230)를 가동하여 앞 유리에 서린 김을 제거하는 것도 가능하다.
[ 제2실시 예 ] Type #2
한편, 도 1(b)에 도시된 바와 같이 제2실시 예는 제3실시 예와 대비하여 제3밸브(420)가 구비되지 않으며, 제1실시 예와 대비해서는 제1밸브(320)가 수냉콘덴서(210)를 통과한 냉매 유로 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.
동절기 외부열교환기(330)에 서리가 착상될 때, 제1실시 예처럼 핫 가스 제상(hot gas defrost)을 수행할 수는 없지만, 고온/고압의 냉매가 수냉콘덴서(210)를 거쳐 외부열교환기(330)로 유입되도록 제어함으로써 제상이 가능해진다.
제2실시 예에서는 차량의 앞 유리에 김이 서리는 경우 워터 히터(230)를 가동하지 않고도 앞 유리에 서린 김을 제거하는 것이 가능하다.
[ 제3실시 예 ] Type #3
한편, 도 1(c)에 도시된 바와 같이 제3실시 예는 제1실시 예 및 제2실시 예와 대비하였을 때 별도의 제3밸브(420)가 구비되는 것이 다르되, 제2실시 예와 마찬가지로 제1밸브(320)는 수냉콘덴서(210)를 통과한 냉매 유로 상에 설치되는 것을 특징으로 한다.
동절기 외부열교환기(330)에 서리가 착상될 때, 제3밸브(420)를 open 시켜 컴프레서(310)으로부터 토출된 핫 가스(hot gas)를 곧바로 외부열교환기(330)측으로 흘림으로써 핫 가스 제상(hot gas defrost)이 가능해진다.
제3실시 예에서는 제2실시 예와 마찬가지로 차량의 앞 유리에 김이 서리는 경우 워터 히터(230)를 가동하지 않고도 앞 유리에 서린 김을 제거하는 것이 가능하다.
다음에서는 도 1, 도 3 내지 도 7을 참조로, 앞에서 살펴본 제1실시 예와 제2실시 예, 그리고 제3실시 예에 따른 히트펌프 시스템의 운전 모드별 냉매의 흐름 및 CABIN ROOM으로 유입된 공기의 흐름에 대하여 상세히 살펴보기로 한다.
일반 냉방 모드에서 냉매의 흐름은 다음 [표 1]에 기재된 바와 같다.
[표 1]
Figure pat00001
여기서 일반 냉방 모드란 경우에 따라 여름철에 실내를 최대로 냉방(Max Cooling)시키는 경우의 모드를 의미할 수 있다.
일반 냉방 모드를 기준으로, 제1실시 예(Type #1)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)와 열교환하지 않고, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330)로 유입된다.
본 발명의 히트펌프 시스템은 냉매가 도 1(a)에 도시된 바와 같이 수냉콘덴서(210)를 완전히 바이패스하도록 구성될 수 있다.
이때 냉매가 '상기 Open된 제1밸브(320)를 통과한다는 것'은 본 발명의 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')가 직경이 서로 다른 적어도 두개의 오리피스의 결합으로 구성되어, 냉매가 상기 두 개의 오리피스(320, 320')중 직경이 보다 큰 오리피스(320)를 통과하는 것을 의미할 수 있다. 이 경우 제1실시 예에서 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')는 수냉콘덴서(210)와 일체로 형성될 수는 있으나, 직경이 큰 오리피스(320)는 수냉콘덴서(210)의 적층된 판 외부에 병렬적으로 형성되며, 직경이 작은 오리피스(320')는 수냉콘덴서를 통과하는 냉매유로와 직렬적으로 형성될 수 있다.
예컨대 서로 다른 두 개의 오리피스 중 어느 하나의 오리피스는 다른 하나에 비해 10배 이상의 직경을 갖도록 설계될 수 있는데, 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 직경이 큰 오리피스를 통과하는 과정 즉, Open된 냉매BY-PASS를 통과하는 과정에서 냉매는 압력손실이 최소화된 상태로 외부열교환기(330)에 유입된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 응축되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 액상의 냉매가 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)를 통과한 후 증발기(110)를 거쳐 증발된다.
증발된 냉매는 저온/저압의 상태로서 내부열교환수단(350)을 통과한 후 다시 컴프레서(310)로 유입되는 순환과정을 거친다.
이와 달리, 제2실시 예(Type #2)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)를 열교환하지 않으며, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330)로 유입된다.
여기서 본 발명의 히트펌프 시스템은 냉매가 도 1(b)에 도시된 바와 같이 수냉콘덴서(210)를 통과는 하되 열교환없이 통과하도록 구성될 수 있다.
여기서도 제1밸브(320)및 감압밸브(320')는 직경이 서로 다른 적어도 두개의 오리피스의 결합으로 구성될 수 있는 것이 바람직하며, 상기 두개의 오리피스 중 직경이 보다 큰 오리피스 열게되면 냉매는 직경이 큰 쪽으로 흐르게 된다.
본 실시 예에서 수냉콘덴서(210)와 제1밸브(320)는 냉매유로(300) 상에 나란히 배치되어 있으므로, 냉매가 수냉콘덴서(210)를 바이패스하는 경우는 발생하지 않는다.
그 다음 외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 응축되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 액상의 냉매가 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)를 통과한 후 증발기(110)를 거쳐 증발된다.
그리고 증발된 냉매는 저온/저압의 상태로서 내부열교환수단(350)을 통과한 후 다시 컴프레서(310)로 유입되는 순환과정을 거친다.
제3실시 예(Type #3)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 제3밸브(420)를 통해 유동하고, 이때 수냉콘덴서(210)와 제1밸브(320)를 모두 바이패스하여 외부열교환기(330) 측으로 유입된다.
본 실시 예에서 수냉콘덴서(210)와 제1밸브(320)는 제2실시 예에서와 같이 서로 나란히 배치되어 있으나 바이패스라인(401)의 존재로 인하여 냉매가 수냉콘덴서(210)를 완전히 바이패스하는 경우가 발생할 수 있다.
본 발명의 바이패스라인(401)은 단순히 수냉콘덴서(210)와 감압밸브(320')를 바이패스하는 목적으로 마련된 것이어서, 종래 기술에서 상대적으로 대형 제품인 외부열교환기를 바이패스하는 바이패스라인에 비해 실제 제품의 구성적 측면에서 라인의 길이가 현저히 감소하게 되는 이점이 있다.
그 다음 외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 응축되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 액상의 냉매가 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)를 통과한 후 증발기(110)를 거쳐 증발된다.
그리고 증발된 냉매는 저온/저압의 상태로서 내부열교환수단(350)을 통과한 후 다시 컴프레서(310)로 유입되는 순환과정을 거친다.
이 과정에서 제1실시 예 내지 제3실시 예 모두, CABIN ROOM으로 유입된 공기는 증발기를 통과한 냉매의 증발 과정에서 열을 빼앗겨 냉각된 상태가 되어 차량의 실내로 송풍된다. 이때, 수냉콘덴서(210)에서는 열교환기능이 수행되지 않는다. 따라서, 냉각수유로(200) 상에 냉각수를 순환시킬 필요 없게 되고 이에 따라 워터펌프(220)와 워터히터(230)는 가동을 중지하여도 좋다. 바람직하게는 히터코어(120) 측으로 공기가 유동하지 않도록 도어(101)가 히터코어(120) 측 유로를 차단하는 것도 좋다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 냉방&제습 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
냉방&제습 모드에서 냉매의 흐름은 다음 [표 2]에 기재된 바와 같다.
[표 2]
Figure pat00002
여기서 냉방&제습 모드는 여름철 실내 냉방에 사용하며, 가열된 냉각수를 순환시켜 실내 온도 조절 및 제습을 수행하는 것을 의미할 수 있다. 이때 증발기(110)를 통과한 냉기와 히터코어(120)를 통과한 온기를 적절히 혼합시켜 실내 온도가 조절 및 제습이 수행된다.
구체적으로 제1실시 예(Type #1)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)로 흐르지 않고, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330)로 유입된다. Open된 제1밸브(320)를 통과하는 과정에서 냉매는 압력손실이 최소화된 상태로 외부열교환기(330)에 유입된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 응축되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 액상의 냉매가 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)를 통과한 후 증발기(110)를 거쳐 증발된다.
그리고 증발된 냉매는 저온/저압의 상태로서 내부열교환수단(350)을 통과한 후 다시 컴프레서(310)로 유입되는 순환과정을 거친다.
이와 달리, 제2실시 예(Type #2)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)를 통과하고, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330)로 유입된다. 이 과정에서 온수회로(200) 상의 워터펌프(220)를 가동함으로써 수냉콘덴서(210)에서 냉매와 냉각수의 열교환이 발생한다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 응축되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 액상의 냉매가 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)를 통과한 후 증발기(110)를 거쳐 증발된다.
그리고 증발된 냉매는 저온/저압의 상태로서 내부열교환수단(350)을 통과한 후 다시 컴프레서(310)로 유입되는 순환과정을 거친다.
제3실시 예(Type #3)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 제3밸브(420)가 아닌, 수냉콘덴서(210)와 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330) 측으로 유입된다. 제3밸브(420)는 표2에 기재된 바와 같이 Closed될 수 있으며, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330) 측으로 유입된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 응축되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 액상의 냉매가 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)를 통과한 후 증발기(110)를 거쳐 증발된다.
증발된 냉매는 저온/저압의 상태로서 내부열교환수단(350)을 통과한 후 다시 컴프레서(310)로 유입되는 순환과정을 거친다.
이 과정에서 제1실시 예 내지 제3실시 예 모두, CABIN ROOM으로 유입된 공기는 증발기 측에서 냉각되는 한편, 히터코어측에서 제공되는 난방열원을 통해 부분적으로 난방되어 HVAC 외부로 송풍된다.
다만, Type #1은 워터히터(230)에 의해 Type#2 및 Type#3은 수냉콘덴서(210)에 의해 열원을 제공받아 워터펌프(220)가 가동됨으로써 히터코어(120) 상에 난방열원을 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 워터 히터가 Off된 상태의 난방 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
워터 히터가 Off된 상태의 난방 모드에서 냉매의 흐름은 [표 3]에 기재된 바와 같다.
[표 3]
Figure pat00003
여기서 워터 히터가 Off된 상태에서의 난방 모드는 겨울철 실내 난방시에 사용하며, 냉매 압축시 발생된 열을 이용하는 수냉콘덴서(210)를 통해 난방을 실시한다.
구체적으로 도 4(a)를 참조하면, 제1실시 예(Type #1)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)를 통과하면서 응축된다. 그리고 감압밸브(320')를 통과하면서 팽창한 후, 외부열교환기(330)를 통과하면서 증발하는 과정을 거친다.
여기서 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')는 직경이 서로 다른 적어도 두 개의 오리피스의 결합으로 구성될 수 있는 것이 바람직하며, 냉매는 상기 두 개의 오리피스 중 직경이 보다 작은 오리피스를 통과하면서 감압 팽창되는 것이다.
그리고 외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 증발되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액분리기(340)에서 분리된 기상의 냉매가 제2밸브(370)를 통과한 후 컴프레서(310) 측으로 유입되는 순환과정을 거친다.
다음으로 도 4(b)를 참조하면, 제2실시 예(Type #2)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)를 통과하면서 응축된다. 그리고 감압밸브(320')를 통과하면서 팽창한 후, 외부열교환기(330)를 통과하면서 증발하는 과정을 거친다.
여기서도 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')는 직경이 서로 다른 적어도 두개의 오리피스로 구성될 수 있는 것이 바람직하며, 냉매는 상기 두개의 오리피스 중 직경이 보다 작은 오리피스를 통과하면서 감압 팽창된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 증발되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액이 분리된 기상의 냉매가 제2밸브(370)를 통과한 후 컴프레서(310) 측으로 유입되는 순환과정을 거친다.
마지막으로 도 4(c)에 도시된, 제3실시 예(Type #3)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 제3밸브(420)를 통과하지 않고, 수냉콘덴서(210)를 통과하면서 응축된다. 이어서 제1밸브(320)를 통과하면서 팽창한 후, 외부열교환기(330)를 통과하면서 증발하는 과정을 거친다.
여기서도 제1감압밸브(320) 및 감압밸브(320')는 직경이 서로 다른 적어도 두 개의 오리피스로 구성될 수 있는 것이 바람직하며, 냉매는 상기 두 개의 오리피스 중 직경이 보다 작은 오리피스를 통과하면서 감압 팽창된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 증발되어 기액분리기(340)를 통과하며, 기액이 분리된 기상의 냉매가 제2밸브(370)를 통과한 후 컴프레서(310) 측으로 유입되는 순환과정을 거친다.
이 과정에서 제1실시 예 에서 제3실시 예 모두, 내부열교환수단(350) 및 팽창밸브(360)에는 냉매가 유동하지 않는다.
이 과정에서 CABIN ROOM으로 유입된 공기는 히터코어(120) 측을 통과하면서 난방되어 HVAC 외부로 송풍된다.
워터 히터(230)가 Off된 상태에서의 난방모드는, 수냉콘덴서(210)에서 열교환기능이 적극적으로 수행된다. 그리고 워터 펌프(220)가 가동되어 히터코어(120) 상에 난방열원을 제공할 수 있다. 단, 제1실시 예 에서 제3실시 예에서 모두 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 열원의 충분한 제공이 가능할 경우 워터히터(230)는 가동하지 않아도 난방이 가능할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 워터 히터가 On된 상태의 난방 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
워터 히터가 On된 상태의 난방 모드에서 냉매의 흐름은 [표 4]에 기재된 바와 같다.
[표 4]
Figure pat00004
여기서 워터 히터가 On된 상태에서의 난방 모드는 겨울철 실내 난방시에 사용하며, 냉매 압축시 발생된 열을 이용하는 수냉콘덴서(210)와 워터히터(230)를 함께 사용하여 난방을 실시한다.
본 실시 예에서 냉매, 냉각수의 흐름은 도 5 및 표 4에 기재된 바와 같다. 여기서 각 구성요소의 구동 및 냉매의 흐름은, 워터 히터(230)의 가동여부만을 제외하고 '워터 히터가 Off된 상태에서의 난방 모드'와 동일하게 수행된다.
즉, 본 실시 예에서는 워터히터(230)를 추가적으로 구동한다는 점에서 차이가 있으며, 이는 난방열원을 추가적으로 제공함으로써 더욱 높은 열기의 공기를 CABIN ROOM에 제공할 수 있게되는 장점이 있다.
앞선 실시 예와 중복되는 범위에서 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 상기 도 4 및 도 5와 달리 워터 히터만 On된 상태에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
워터 히터만 On된 상태의 난방 모드에서 냉매의 흐름은 [표 5]에 기재된 바와 같다.
[표 5]
Figure pat00005
여기서 워터 히터만 On된 상태(Only water heater "On")에서의 난방 모드또한 겨울철 실내 난방시에 사용 가능하다. 다만, 냉매 압축시 발생된 열을 이용하는 수냉콘덴서(210)는 사용하지 않고, 워터히터(230)만을 사용하여 난방을 실시한다.
냉매의 순환이 필수적인 히트펌프 시스템을 가동하지 않고도 실내 난방이 가능하게 되는 점에서 보다 신속한 난방이 가능한 장점을 가진다.
예컨대 하이브리드 자동차에서, 워터펌프(220)와 워터히터(230)를 가동하기에 충분한 상태(ex, 배터리 SOC를 고려하여 전기에너지를 공급하기에 충분한 상태)에서 히트펌프 시스템을 가동하지 않고 실내를 난방하고자 할 때 사용될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 것으로서, 제상 모드에서 냉매, 냉각수의 흐름 및 CABIN ROOM 내부에 유입되는 공기의 흐름을 나타낸다.
제상 모드에서 냉매의 흐름은 [표 6]에 기재된 바와 같다.
[표 6]
Figure pat00006
제상 모드란 겨울철 실내 난방시에 사용하며, 특히 외부 열교환기(330)에 서리가 착상되었을 때 제빙(제상)을 위해 실시될 수 있다.
도 7(a)를 참조하면, 제상 모드를 기준으로 제1실시 예(Type #1)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)와 열교환하지 않고, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330)로 유입된다. Open된 제1밸브(320)를 통과하는 과정에서 냉매는 압력손실이 최소화된 상태로 외부열교환기(330)에 유입된다.
외부열교환기(330)에 고온/고압의 냉매가 곧장 유입되는 핫 가스 제상(hot gas defrost)이 이루어지면, 이때 냉매는 외부열교환기(330)에서 일부 응축되어 기액분리기(340)로 유입되고, 여기서 기상의 냉매가 제2밸브(370)를 거쳐 컴프레서(310)로 유입된다.
제2실시 예(Type #2)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 수냉콘덴서(210)를 통과하고, Open된 제1밸브(320)를 통과하여 외부열교환기(330)로 유입된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 일부 응축되고 기액분리기(340)를 통과하며, 기액이 분리된 기상의 냉매가 제2밸브(370)를 통과한 후 컴프레서(310)로 유입된다.
제3실시 예(Type #3)에서 냉매의 흐름은 컴프레서(310)에서 토출된 냉매가 제3밸브(420)를 통해 유동하고, 수냉콘덴서(210)와 제1밸브(320)를 바이패스하여 외부열교환기(330) 측으로 유입된다.
외부열교환기(330)에 유입된 냉매는 일부 응축되고 기액분리기(340)를 통과하며, 기액이 분리된 기상의 냉매가 제2밸브(370)를 통과한 후 컴프레서(310)로 유입된다.
이 과정에서 제1실시 예 내지 제3실시 예 모두, 워터펌프(220)와 워터히터(230) 가동을 통해 실내를 난방이 가능하다. 즉, 겨울철 실내 난방은 냉각수유동을 통해 수행하고, 제상은 냉매 유동을 통해 수행한다.
위에서 전술한 여러 공조 모드를 살펴보면, 본 발명의 히트펌프 시스템은 히터코어만으로도 CABIN ROOM에 충분한 난방성능을 제공할 수 있는 한편, 고압/고전압 부품을 차량 CABIN ROOM 내부(HAVC 내부)에 설치하지 않고 구동MOTOR ROOM 측에 설치할 수 있게 되어 차량의 충돌시 안전성 및 차량 수리할 경우에 비용 절감 측면에서 유리한 장점이 있다.
또한, 수냉콘덴서를 통해 고온/고압의 냉매와 상온 냉각수가 상호 열교환할 수 있도록 구성됨으로써, 난방 모드 시 CABIN ROOM 내부에 유입된 공기를 직접 가열하는 Direct Heating 방식을 취하지 않아도 되는 장점이 있다.
그리고 본 발명의 히트펌프 시스템을 이용하면, 제상 모드시, 압축기의 고온/고압 냉매를 수냉콘덴서에서 바이패스시켜 외부열교환기에 직접 흘리는 제상제어가 가능하다. 즉, 핫 가스(hot gas)를 이용하여 직접 제상하므로 종래 기술에 비해 제상 효과도 탁월하다.
상기한 설명에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 연결되어 있거나 접속되어 있다고 언급될 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 한다. 또한, 본 명세서 전체에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 그리고 여기서의 "연결"이란 일 부재와 타 부재의 직접적인 연결, 간접적인 연결을 포함하며, 접착, 부착, 체결, 접합, 결합 등 모든 물리적인 연결을 의미할 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 한다.
100 : HVAC(또는 CABIN룸)
101 : 도어(댐퍼)
110 : 증발기
200 : 냉각수유로
210 : 수냉콘덴서
220 : 워터펌프
230 : 워터히터
300 : 냉매유로
301 : 제1-1냉매유로
302 : 제1-2냉매유로
303 : 제2-1냉매유로
304 : 제2-2냉매유로
310 : 컴프레서
320 : 제1밸브
320' : 감압밸브
330 : 외부열교환기
340 : 기액분리기
350 : 내부열교환수단
360 : 팽창밸브
370 : 제2밸브
401 : 바이패스라인
420 : 제3밸브

Claims (9)

  1. 냉매유로(300)를 통해 순환된 냉매를 압축하여 상기 냉매유로(300)로 재공급하는 컴프레서(310);
    상기 컴프레서(310)로부터 공급된 냉매와, 냉매와 열교환을 위해 구비되는 냉각수를 상호 열교환시키는 수냉콘덴서(210);
    상기 수냉콘덴서(210)에서 열교환된 냉각수를 이용하여 실내에 가열된 공기를 공급하는 히터코어(120);
    상기 냉매유로(300) 상에 배치된 외부열교환기(330);
    상기 외부열교환기(330)를 통과한 기상과 액상의 냉매를 분리하는 기액분리기(340);
    상기 기액분리기(340)를 통과한 냉매 중 액상의 냉매를 팽창시키도록 구비된 팽창밸브(360); 및
    상기 팽창밸브(360)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(110);를 포함하고,
    상기 컴프레서(310)와 외부열교환기(330) 사이에 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')가 배치되는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수냉콘덴서(210)와 히터코어(120) 사이에는 냉각수가 순환하는 냉각수유로(200)가 형성되며, 상기 냉각수유로(200) 상에 배치된 워터펌프(220)와 워터히터(230)를 이용해 상기 히터코어(120)에 열을 전달하는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리기(340)와 팽창밸브(360) 사이에 내부열교환수단(350)을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 내부열교환수단(350)은 상기 팽창밸브(360) 측으로 냉매가 유입되는 외측관로와, 상기 팽창밸브(360) 측에서 냉매가 유출되는 내측관로를 포함하도록 형성된 이중관 형태의 열교환수단인 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1밸브(320)는 수냉콘덴서(210)와 일체형으로 이루어지되, 냉매가 By-pass 수단 또는 수냉콘덴서(210)를 선택적으로 유동하도록 형성된 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1밸브(320)는 수냉콘덴서(210)와 외부열교환기(330) 사이의 냉매유로(300)에 직렬적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서(210)를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1밸브(320)는 수냉콘덴서(210)와 외부열교환기(330) 사이의 냉매유로(300)에 직렬적으로 배치되고,
    상기 냉매가 수냉콘덴서(210) 및 제1밸브(320)를 우회하도록 하는 바이패스유로(401)와 상기 바이패스유로(401) 상에 배치되는 제3밸브(420)를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1밸브(320) 및 감압밸브(320')는 직경이 서로 다른 적어도 2개의 오리피스의 결합으로 구성되는 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 기액분리기(340)로는 기상 냉매와 액상 냉매를 각각 저장하여 개별적으로 상기 팽창밸브(360)와 컴프레서(310)측으로 토출시키는 리큐뮬레이터인 것을 특징으로 하는 수냉콘덴서를 구비한 차량용 히트펌프 시스템.
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KR20160111577A (ko) 2015-03-16 2016-09-27 한온시스템 주식회사 차량용 히트 펌프 시스템

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