KR20200060233A - 자동차 공조 시스템 및 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 냉매 순환계(2a, 2b) 및 냉각재 순환계(30)를 구비하는, 자동차의 공조 시스템(1a, 1b)에 관한 것이다. 냉매 순환계(2a, 2b)는 압축기(3), 응축기/가스 냉각기로서 작동 가능하고 냉매와 냉각재 순환계(30)의 냉각재 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-냉각재-열 교환기(4), 및 냉매의 유동 방향으로 앞에 놓인 상태로 배열된 제1 팽창 기관(5)을 구비하여 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 하나 이상의 제1 냉매-공기-열 교환기(6)를 구비한다. 냉각재 순환계(30)는 이송 장치(31), 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 하나 이상의 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 및 냉매-냉각재-열 교환기(4)를 구비하여 형성되어 있다. 냉매 순환계(2a, 2b)는 또한 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 냉매-공기-열 교환기(21)를 구비한다. 냉매-공기-열 교환기(21)는 냉매의 유동 방향으로 냉매-냉각재-열 교환기(4) 뒤에 놓인 상태로 배열되어 있다. 또한, 냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기(21) 앞에는 팽창 기관(22)이 놓여 있다.
본 발명은, 또한 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법과도 관련이 있다.

Description

자동차 공조 시스템 및 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법{AIR CONDITIONING SYSTEM OF A MOTOR VEHICLE AND METHOD FOR OPERATING THE AIR CONDITIONING SYSTEM}

본 발명은, 냉매 순환계 및 냉각재 순환계를 구비하는, 자동차 객실의 공기를 조절하기 위한 공조 시스템에 관한 것이다. 냉매 순환계는 압축기, 응축기/가스 냉각기로서 작동 가능하고 냉매와 냉각재 순환계의 냉각재 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-냉각재-열 교환기, 및 냉매의 유동 방향으로 앞에 놓인 팽창 기관을 구비하여 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 하나 이상의 냉매-공기-열 교환기를 구비한다. 냉각재 순환계는 냉각재를 순환시키기 위한 이송 장치, 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 하나 이상의 냉각재-공기-열 교환기 및 냉매-냉각재-열 교환기를 구비하여 형성되어 있다.

또한, 본 발명은 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법과도 관련이 있다.

선행 기술에 공지된 자동차에서는, 객실용 공급 공기를 가열하기 위해 엔진의 폐열이 이용된다. 폐열은, 엔진 냉각재 순환계 내에서 순환되는 냉각재에 의해 공조 장치로 운송되고, 그곳에서 가열 열 교환기를 통해 객실 내부로 유입되는 공기로 전달된다. 차량 구동 장치의 고효율 연소 기관의 냉각재 순환계로부터의 가열 성능과 관련이 있는 냉각재-공기-열 교환기를 구비하는 공지된 장치들은, 객실의 총 열 수요를 커버하기 위하여, 낮은 주변 온도에서는 더 이상 객실의 안락한 가열을 위해 필요한 수준에 도달하지 않는다. 구동 장치는, 특히 겨울에 열적인 안락감의 요구 조건에 상응하게 객실을 가열하기에 충분한 폐열을 발생하지 않는다. 이와 유사한 내용은, 하이브리드 구동 장치를 구비하는 자동차, 다시 말해 전동식 구동 장치뿐만 아니라 연소 기관식 구동 장치를 구비하는 자동차 내의 장치들에 대해서도 적용된다.

객실의 총 열 수요가 엔진 냉각재 순환계로부터 유래하는 열에 의해 커버될 수 없는 경우에는, 간략히 PTC-저항(Positive Temperature Coefficient-Thermistor)으로서도 지칭되는 전기 저항 가열 장치 또는 연료 가열기와 같은 추가 가열 조치가 필요하다. 동일한 내용은, 순전히 전동식으로만 구동되는 자동차 또는 연료 전지 차량 내의 장치들에 대해서도 적용된다.

도 1에서는, 선행 기술에 공지된 냉매 순환계(2') 및 냉각재 순환계(30')를 구비하는 공조 시스템(1')이 출발한다. 냉매 순환계(2')는 냉매의 유동 방향으로 압축기(3), 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 냉매-냉각재-열 교환기(4), 팽창 기관(5) 및 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기(6)를 구비한다. 압축기(3)는 증발기(6)로부터 냉매를 흡인한다. 냉매 순환계(2')는 폐쇄되어 있다.

냉매가 냉매 순환계의 임계 미만의 작동 중에 예컨대 냉매 R134a에 의해서 액화되거나 특정 주변 조건에서 이산화산소에 의해서 액화되면, 열 교환기를 응축기로서 지칭된다. 열 교환의 일 부분은 일정한 온도에서 이루어진다. 임계 초과의 작동 중에 또는 열 교환기 내에서의 임계 초과의 열 방출의 경우에는, 냉매의 온도가 계속해서 감소한다. 이 경우에는 열 교환기가 가스 냉각기로서도 지칭된다. 임계 초과적인 작동은 특정 주변 조건하에서 또는 예컨대 이산화탄소 냉매에 의한 냉매 순환계의 작동 방식하에서 발생한다.

냉매 순환계(2')는, 또한 내부 열 교환기(7)를 구비하여 형성될 수도 있다. 내부 열 교환기(7)란, 고압 상태의 냉매와 저압 상태의 냉매 사이에서 열 교환을 위해 이용되는 순환계 내부 열 교환기로서 이해될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 한 편으로는 응축 후의 액체 냉매 액체 냉매가 응축 또는 액화 후에 계속 냉각되고, 다른 한편으로는 흡입 가스가 압축기(3) 앞에서 과열된다.

냉각재 순환계(30')는, 냉각재의 유동 방향으로 냉각재를 순환시키기 위한 이송 장치(31), 특히 펌프, 냉각재를 가열하기 위한 보조-가열 열 교환기(32), 특별히 전기 저항 가열 장치(PTC), 및 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 냉각재-공기-열 교환기로서의 가열 열 교환기(33)를 구비한다. 가열 열 교환기(33)는 냉매-냉각재-열 교환기(4)와 연결되어 있다. 냉각재 순환계(30')는 폐쇄되어 있다. 따라서, 냉매 측에서 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 냉매-냉각재-열 교환기(4)는 냉각재에 의해 냉각된다.

증발기로서 작동되는 냉매 순환계(2')의 냉매-공기-열 교환기(6) 및 냉각재 순환계(30')의 가열 열 교환기(33)는, 공조 장치의 일 구성 요소(60) 내부에 그리고 객실 공급 공기의 유동 방향(61)으로 연속으로 공급받을 수 있도록 배열되어 있다. 따라서, 증발기(6)의 과류 중에 냉각된 그리고/또는 제습된 공급 공기는 필요에 따라 가열 열 교환기(33)의 과류 중에 가열될 수 있다.

가열 열 교환기(33) 내에서 객실의 공급 공기로 전달 가능한 열은, 증발기(6) 내에서 그리고 압축기(3) 내에서 냉매로 전달되고 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내의 총합으로서 냉각재로 전달되는 에너지, 및 충분한 공급 공기 온도에 도달하기 위하여 보조-가열 열 교환기(32) 내에서 냉각재로 전달되는 열로 구성될 수 있다.

냉매-공기-열 교환기로서 형성된 응축기/가스 냉각기를 갖는 냉매 순환계를 구비한, 도면에 도시되지 않은 종래의 공기 조절 시스템에서는, 냉방 설비 모드에서의 작동 동안 객실용 공급 공기의 냉각 및 제습 중에 증발기 내의 냉매로부터 흡수된 열은 압축기 내에 공급된 열과 함께, 자동차의 전방 영역에 배열된 냉매-공기-열 교환기를 통해 냉매로부터 주변 공기로 전달된다.

공조 시스템(1')은, 오로지 증발기(6)로 유입되고 0℃ 위에 있는 값을 갖는 공급 공기의 온도에서만 작동될 수 있다. 0℃ 아래에 있는 공기 온도의 값에서는, 가열 성능이 추가-가열 열 교환기(32)에 의해서, 특히 전기 저항 가열 장치에 의해서 결정되고, 이로써 비효율적으로 제공된다. 0℃ 내지 0℃ 미만의 범위 안에 있는 공기의 온도에서는, 증발기(6)의 열 교환 면이 빙결될 수 있다. 공기로부터의 열 흡수의 결과로서, 냉각된 공기의 상대적인 습도가 증가한다. 노점 온도에 미달하는 경우에는, 공기 중에 존재하는 수증기가 응축되고, 열 교환 면에 물로서 침전된다. 열 교환 면에서 공기로부터 응축된 물은 0℃ 내지 0℃ 초과의 범위 안에 있 표면 온도에서 얼음으로 응고된다. 증가하는 얼음 층은, 공기 측 열 교환 면적 그리고 공기 측 열 교환 그리고 이로써 공기와 증발하는 냉매 사이의 열 교환을 감소시킨다.

예를 들어 열 펌프 모드에서의 작동 중에 주변으로부터 열을 흡수하는 것은 불가능하다. 객실로부터 배출되는 공기의 열도 이용될 수 없다.

자율 차량 제어 장치를 구비하여 자율 차량으로서도 지칭되는 자동차의 경우에는, 또한 안락감 요구가 전방 시트로부터 또 다른 가능한 시트 열에 있는 시트로 옮겨지며, 이와 같은 상황은 승객석의 안락감 요구를 현저하게 증가시킨다. 객실 내 증가된 안락감을 위해 공조 장치 내에 통합되고 증발기로서 작동되며 후방 증발기로서도 지칭되는 또 다른 열 교환기는, 종래의 시스템에 기인하여 동일한 압력 수준에서 그리고 이로써 전방 증발기 또는 메인 증발기와 동일한 온도 수준에서 작동되고, 송풍기 출력이 낮고 그와 동시에 전방 증발기의 출력이 높은 경우에는 쉽게 빙결될 수 있다.

또한, 특히 높은 외부 온도하에서 작동되는 경우에는, 후방 증발기가 대부분 객실로부터 공기를 흡인하며, 그 결과 주변으로부터 신선한 공기를 흡인하는 전방 증발기와 객실로부터 주변 공기를 흡인하는 후방 증발기 사이에서는 현저한 출력차가 생성될 수 있으며, 이와 같은 상황은 재차 빙결의 위험을 현저하게 증가시킨다. 열 교환 면의 빙결을 피하기 위하여, 통상적으로는 압축기의 출력이 감소하며, 이와 같은 상황은 시스템의 전체 냉각 성능을 감소시킨다.

객실용 공기를 가열하기 위한 더욱 효율적인 한 가지 가능성은, 냉매 순환계가 유일한 가열 장치로서 이용될 뿐만 아니라 추가 조치로서도 이용되는 열원으로서의 공기를 갖는 열 펌프이다.

뒤에 접속된 전기 저항 가열 장치를 갖는 공조 시스템은, 한 편으로는 비용 효율적으로 제조될 수 있고, 임의의 자동차에 사용될 수 있지만, 매우 큰 전기 에너지 수요를 갖는데, 그 이유는 냉매 순환계의 증발기의 과류 중에는 객실용 공급 공기가 먼저 냉각되고/냉각되거나 제습되며, 그 다음에 열을 직접 공급 공기로 또는 냉각재 순환계로 전달하는 전기 저항 가열 장치에 의해서 가열된다.

열 펌프로서 작동될 종래 공조 시스템의 작동은 효율적이지만, 공기 조절을 위한 설치 공간을 전혀 제공해주지 않는 자동차 내부의 위치에서도 매우 많은 설치 공간을 필요로 한다. 증가된 비용, 특히 제조 비용 및 관리 비용 그리고 큰 설치 공간 수요도 장애가 된다.

선행 기술에 속하고, 냉동 설비 모드와 열 펌프 모드가 조합된 모드를 위해, 즉 가열 모드를 위해 그리고 "재가열"-작동으로서도 지칭되는 추가 가열 모드를 위해 형성된 공기-공기-열 펌프는 주변 공기로부터 열을 흡수한다. 이로써, 주변 공기는 냉매의 증발을 위한 열원으로서 이용된다. 종래의 공기-공기-열 펌프는, 냉매와 주변 사이에서 열을 교환하기 위한 열 교환기, 조절될 객실 공기로부터 냉매로 열을 공급하기 위한 열 교환기, 및 냉매로부터 조절될 객실용 공기로 열을 전달하기 위한 열 교환기를 구비한다. 출력들은 각각 냉매와 공기 사이에서 전달된다.

소위 "재가열"-모드 또는 추가 가열 모드에서는, 객실에 공급될 공기가 냉각되는 동시에 탈습되고 그 다음에 약간 재차 가열된다. 이와 같은 작동 모드에서는, 필요한 추가 가열 출력이 공기의 냉각 및 제습을 위해 필요한 냉각 성능보다 적다.

DE 10 2012 111 672 A1호로부터는, 자동차 객실의 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 냉매 순환계가 출발한다. 냉매 순환계는, 냉동 설비 모드와 열 펌프 모드가 조합된 작동을 위해서 그리고 추가 가열 모드를 위해 형성되었으며, 압축기, 냉매와 주변 사이에서 열을 교환하기 위한 열 교환기, 제1 팽창 기관 그리고 조절될 객실 공기로부터 냉매로 열을 공급하기 위한 열 교환기, 냉매로부터 조절될 객실용 공기로 열을 전달하기 위한 열 교환기 및 냉매의 유동 방향으로 상기 열 교환기에 연결되는 제2 팽창 기관을 구비한다.

냉매 순환계는, 기존의 설치 공간 내에 통합되기가 어려운 연결 라인으로 이루어진 분기 시스템을 구비한다. 또한, 추가의 밸브 및 큰 용적으로 설계되었고 저압 수준에 배열된 냉매 저장기는 각각 큰 설치 공간을 필요로 한다. 밸브는, 또한 매우 높은 내부 밀봉성을 가져야만 하며, 이와 같은 상황은 또한 시스템 비용도 증가시킨다.

객실로부터 유래하는 폐열을 이용하는 것은 매우 제한적이다. 또한, 열 교환기는 냉매에 의해서 양방향으로 관류되고, 압축기는 상이한 작동 모드 사이에서의 전환을 위해 스위치 오프 되어야만 하며, 밸브는 전환되어야만 한다. 공조 시스템은 객실의 가열을 위해서는 객실의 폐열을 전혀 이용할 수 없다. 객실의 따뜻한 공기는 주변으로 방출된다.

DE 10 2012 108 891 A1호에서는, 공기를 안내하기 위한 2개의 유동 채널을 갖는 하우징, 그리고 증발기 및 응축기를 갖는 냉매 순환계를 구비하는, 객실의 공기를 조절하기 위한 공조 시스템이 기술된다. 이 간행물에서, 증발기는 제1 유동 채널 내에 배열되어 있고, 응축기는 제2 유동 채널 내에 배열되어 있다. 공조 시스템은 객실의 냉각 및 가열을 위해 그리고 추가 가열 동작을 위해 형성되어 있다. 작동 모드의 설정이 다만 공기 안내 장치의 제어 장치를 통해서만 이루어짐으로써, 결과적으로 상이한 작동 모드 사이에서의 전환을 위한 냉매-스위칭 밸브가 생략될 수 있다.

개별 작동 모드와 무관하게, 공조 시스템의 증발기 측 및 응축기 측을 위한 각각 하나의 송풍기 그리고 이로써 분리된 상태로 작동 가능한 2개의 송풍기가 제공될 수 있다. 이 경우, 예를 들어 냉동 설비 모드에서 작동할 때에는, 응축기 측에서의 상대 바람의 에너지가 열 방출을 위해 이용될 수 없다. 관련 송풍기는 항상 작동 상태에 있으며, 이와 같은 상황은 진동 및 잡음을 야기할 수 있다. 또한, 공기 조절을 위한 설치 공간을 전혀 제공해주지 않는 자동차 내부 위치들에 설치 공간을 제공하는 것도 필요하다.

공조 시스템은, 객실의 가열을 위해 객실의 폐열을 이용할 수 있지만, 기존의 자동차에서는 객실의 공급 공기 및 배출 공기를 위한 유동 경로를 리모델링하는 것이 매우 복잡하다.

DE 10 2012 111 672 A1호 또는 DE 10 2012 108 891 A1호에 공지된 공조 시스템을 위해서 또한 동시에 예를 들어 냉각재 순환계로부터 유래하는 폐열이 이용될 수 있는 경우에는, 냉매용 증발기로서 작동 가능한 또 다른 열 교환기가 각각 추가로 제공될 수 있는데, 특별히 추가의 팽창 기관, 특히 팽창 밸브를 갖는 플레이트 증발기가 제공될 수 있다. 하지만, 이 경우 냉동 설비 모드에서 작동할 때에는, 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기에 뿐만 아니라 냉매 순환계의 추가 플레이트 증발기에도 동일한 압력 수준에서 냉매가 공급된다. 냉매 순환계를 효율적으로 작동시킬 수 있기 위하여, 공기와 냉각재의 상이한 2개의 에너지 흐름은 동일한 온도 수준을 가져야만 한다. 하지만, 객실 내 공기의 온도가 다만 느리게만 가열되기 때문에, 동일한 압력 수준에서의 증발기 작동은 다만 드문 경우에만 그리고 다만 짧은 기간 안에서만 생각할 수 있다. 다만 냉매 순환계가 열 펌프 모드에서 작동하는 경우에만, 증발기로서 작동되는 상이한 냉매-공기-열 교환기 및 플레이트 열 교환기가 동일한 압력 수준에서 작동될 수 있다.

이제, 본 발명의 과제는, 냉동 설비 모드, 열 펌프 모드에서 뿐만 아니라 추후 가열 모드에서도 작동될 수 있는, 자동차용 공조 시스템을 제공하는 데 있다. 이 경우에는, 상이한 열원의 폐열, 예를 들어 객실의 폐열 또는 주변 공기의 열이 상응하는 온도 수준에서, 특히 열 펌프 모드에서 또는 추후 가열 모드에서 작동될 때에, 또한 예를 들어 대형 승용차 또는 승객 운송용 상용차의 증가된 열 수요를 커버하기 위해서도 냉매 순환계 내부로 효율적으로 결합될 수 있어야만 한다. 주변 공기도 마찬가지로 특히 재차 대형 승용차 또는 승객 운송용 상용차에서 증가된 냉동 수요를 제공하기 위하여, 냉동 설비 모드에서의 공조 시스템의 작동을 위한 히트 싱크로서 이용되어야만 한다. 또한, 증발기로서 작동되는 열 교환기의 출력을 열 교환 면의 가능한 빙결을 개별 작동 모드와 무관하게 피하기 위하여, 가변적으로 조절될 수 있어야만 한다. 이로써, 공조 시스템은 공기와의 열 교환을 위한 냉매 순환계의 증발기의 최소 빙결 위험으로 효율적으로 작동될 수 있어야만 하고, 콤팩트하게 구현되어야만 한다. 이 경우, 공조 시스템의 냉매 순환계는 구조적으로 단순하게 구성되어야만 하고, 다만 최소의 작동 비용, 제조 비용 및 관리 비용을 야기하기 위하여 그리고 최소의 설치 공간 수요를 갖기 위해서 필수적인 최소 개수의 구성 요소를 구비해야만 한다.

또한, 본 발명의 과제는, 특히 주변 공기를 필요에 따라 열원으로서 또는 히트 싱크로서 상응하는 온도 수준에서 효율적으로 이용할 수 있는, 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법을 제공하는 데 있다.

상기 과제는, 독립 특허 청구항들의 특징들을 갖는 대상 및 방법에 의해서 해결된다. 개선예들은 종속 특허 청구항들에 명시되어 있다.

상기 과제는, 냉매 순환계 및 냉각재 순환계를 구비하여, 특히 냉동 설비 모드에서, 열 펌프 모드에서 그리고 추후 가열 모드에서 작동하기 위해 자동차 객실의 공기를 조절하기 위한 본 발명에 따른 공조 시스템에 의해서 해결된다. 냉매 순환계는 냉매의 유동 방향으로 압축기, 응축기/가스 냉각기로서 작동 가능하고 냉매와 냉각재 순환계의 냉각재 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-냉각재-열 교환기, 및 냉매의 유동 방향으로 앞에 놓인 상태로 배열된 제1 팽창 기관을 구비하여 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 하나 이상의 제1 냉매-공기-열 교환기를 구비한다. 냉각재 순환계는, 냉각재를 순환시키기 위한 제1 이송 장치, 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 하나 이상의 제1 냉각재-공기-열 교환기 및 제1 냉매-냉각재-열 교환기를 구비하여 형성되어 있다.

냉동 설비 모드는 다른 무엇보다 냉각을 위해서 이용되고, 열 펌프 모드는 가열을 위해서 이용되며, 재가열 모드는 조절될 객실 공급 공기의 재가열을 위해서 이용된다.

본 발명의 컨셉에 따르면, 냉매 순환계는 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 냉매-공기-열 교환기를 구비하여 형성되어 있다. 냉매-공기-열 교환기는 냉매의 유동 방향으로 냉매-냉각재-열 교환기 뒤에 놓인 상태로 배열되어 있다. 또한, 냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기 앞에는 팽창 기관이 놓여 있다. 따라서, 팽창 기관은 냉매-냉각재-열 교환기와 냉매-공기-열 교환기 사이에 제공되어 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 냉매 순환계는 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제2 냉매-공기-열 교환기를 구비하여 형성되어 있으며, 이 경우 냉매의 유동 방향으로 제2 냉매-공기-열 교환기 앞에는 제2 팽창 기관이 놓여 있다. 냉각재 순환계는 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 냉각재-공기-열 교환기를 구비하여 형성되어 있다.

냉매 순환계의 제1 냉매-공기-열 교환기 및 냉각재 순환계의 제1 냉각재-공기-열 교환기는 바람직하게 공조 장치의 제1 구성 요소 내부에 그리고 객실용 공급 공기의 유동 방향으로 명시된 순서대로 연속으로 공기를 공급받을 수 있도록 배열되어 있다. 또한, 공조 장치의 제1 구성 요소는 바람직하게 제1 냉각재-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 또는 제1 냉각재-공기-열 교환기 둘레로 부분 공기 질량 흐름을 분배 및 안내하기 위한 공기 안내 장치를 구비한다. 냉매 순환계의 제2 냉매-공기-열 교환기 및 냉각재 순환계의 제2 냉각재-공기-열 교환기도 바람직하게 공조 장치의 제2 구성 요소 내부에 배열되어 있다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 특히 자동차 또는 객실의 전방 영역에 배열된 공조 장치의 제1 구성 요소는 객실로부터 송출되는 공기에 의해서 또는 주변 공기에 의해서 또는 객실로부터 송출되는 공기와 주변 공기로 이루어진 혼합물에 의해서 관류 가능하도록 형성되어 있다.

특히 객실의 중간 영역 또는 후방 영역에 배열된 공조 장치의 제2 구성 요소는 바람직하게 객실로부터 송출되는 공기에 의해서 관류 가능하도록 형성되어 있으며, 이 경우 공기는 객실 내부로 그리고/또는 주변으로 방출될 수 있다. 이로써, 객실의 배출 공기로부터 유래하는 폐열은 예를 들어 공조 장치의 제1 구성 요소가 신선한 공기 모드에서 작동할 때에, 즉 흡인된 주변 공기로 작동할 때에 또는 순환 모드에서 작동할 때에, 즉 객실로부터 송출되는 공기로 작동할 때에 이용될 수 있다.

또한, 항상 공조 장치의 2개 구성 요소의 독립적인 작동이 가능함으로써, 결과적으로 공조 시스템은 또한 다만 제2 구성 요소에 의해서만 작동될 수 있는 한편, 공조 장치의 제1 구성 요소는 작동되지 않는다.

본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 냉매 순환계의 제2 냉매-공기-열 교환기 및 냉각재 순환계의 제2 냉각재-공기-열 교환기는 공조 장치의 제2 구성 요소 내부에서 공기의 유동 방향으로 연속으로 공기를 공급받을 수 있도록 배열될 수 있다. 공조 장치의 제2 구성 요소는 또한 냉매-공기-열 교환기 둘레로 공기를 안내하기 위한 바이패스를 구비한다. 이 경우, 공조 장치의 제2 구성 요소는 제2 냉매-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 그리고 제2 냉매-공기-열 교환기 둘레의 바이패스를 통과해서 공기 질량 흐름을 분배 및 안내하기 위한 공기 안내 장치를 구비하여 형성되어 있다.

본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 공조 장치의 제2 구성 요소는 상호 분리 배열된 2개의 요소로 형성되어 있다. 이 경우, 냉각재 순환계의 제2 냉각재-공기-열 교환기는 공조 장치의 제2 구성 요소의 제1 요소 내부에 배열되어 있고, 냉매 순환계의 제2 냉매-공기-열 교환기는 공조 장치의 제2 구성 요소의 제2 요소 내부에 배열되어 있다. 상호 분리 배열된 공조 장치의 제2 구성 요소의 요소들은 바람직하게 각각 하나의 송풍기 및 이로써 상기 요소들을 통해 분리된 공기 질량 흐름을 독립적으로 이송하기 위한 별도로 작동 가능한 송풍기들을 구비한다.

공조 장치의 제2 구성 요소는, 또한 바람직하게 하우징의 벽 내에 형성되어 있고 공기를 주변으로 방출하기 위한 개구 그리고 이 개구를 개방 및 폐쇄하기 위한 공기 안내 장치를 구비한다. 이 경우, 개구는 공기의 유동 방향으로 제2 냉매-공기-열 교환기 뒤에 배열되어 있으며, 공조 장치의 제2 구성 요소의 대안적인 제1 실시예에서는 특히 제2 냉매-공기-열 교환기와 제2 냉각재-공기 열 교환기 사이에 형성되어 있다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 제1 팽창 요소 및 제1 냉매-공기-열 교환기는 냉매 순환계의 제1 유동 경로 내부에 배열되어 있는 한편, 제2 팽창 기관 그리고 제2 냉매-공기-열 교환기는 냉매 순환계의 제2 유동 경로 내부에 배열되어 있다. 이로써, 이들 유동 경로는 서로에 대해 평행하게 냉매에 의해서 관류될 수 있다.

또한, 냉매 순환계는 바람직하게 제3 팽창 기관 및 증발기로서 작동 가능한 제2 냉매-냉각재-열 교환기를 갖는 제3 유동 경로를 구비한다. 제3 팽창 기관은 냉매의 유동 방향으로 제2 냉매-냉각재-열 교환기 앞에 놓여 있다. 이 경우, 제3 유동 경로는 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로에 대해 평행하게 형성되어 있다.

제1 팽창 기관 및 제1 냉매-공기-열 교환기를 갖는 제1 유동 경로 및 제2 팽창 기관 및 제2 냉매-공기-열 교환기를 갖는 제2 유동 경로는 바람직하게 각각 일 분기 지점으로부터 제1 입구 지점까지 연장되도록 형성되어 있다.

제3 팽창 기관 및 제2 냉매-냉각재-열 교환기를 갖는 제3 유동 경로는 바람직하게 일 분기 지점으로부터 제2 입구 지점까지 연장되도록 형성되어 있다. 이 경우, 제2 입구 지점은 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로를 통과하는 냉매의 유동 방향으로 제1 입구 지점 뒤에 배열되어 있다.

본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 냉매의 유동 방향으로 제2 유동 경로 내부에서 제2 냉매-공기-열 교환기 뒤에는 제4 팽창 기관이 배열되어 있다. 본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 냉매의 유동 방향으로 제1 및 제2 유동 경로의 제1 입구 지점 뒤에는 팽창 기관이 배열되어 있으며, 이 경우 상기 팽창 기관은 바람직하게 제1 입구 지점과 제2 입구 지점 사이에 배열되어 있다.

본 발명의 대안적인 제3 실시예에 따르면, 냉매의 유동 방향으로 제1 유동 경로 내부에서 제1 냉매-공기-열 교환기 뒤에 그리고 냉매의 유동 방향으로 제2 유동 경로 내부에서 제2 냉매-공기-열 교환기 뒤에는 팽창 기관이 각각 하나씩 배열되어 있다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-공기-열 교환기 앞에 놓인 제5 팽창 기관 및 냉매-공기-열 교환기는 냉매 순환계의 제4 유동 경로 내부에 배열되어 있다. 또한, 제5 유동 경로는 냉매-공기-열 교환기를 갖는 제4 유동 경로로의 바이패스로서 제공되어 있으며, 이 경우 이들 유동 경로는 각각 일 분기 지점과 일 입구 지점 사이에서 연장된다.

냉매-공기-열 교환기를 갖는 제4 유동 경로로의 바이패스로서 형성된 제5 유동 경로 내부에는, 바람직하게 오로지 단 하나의 차단 밸브가 배열되어 있다.

이로써, 냉매-공기-열 교환기는, 냉매와 주변 공기 사이에서 열 교환이 필요치 않은 경우, 스위치 오프 될 수 있고, 특히 냉매에 의해서 관류되지 않을 수 있으며, 우회될 수 있다.

또한, 냉매 순환계는 바람직하게 내부 열 교환기를 구비한다.

본 발명의 대안적인 제1 실시예에 따르면, 내부 열 교환기는 제1 유동 경로 내부에 형성되어 있다. 이 경우, 내부 열 교환기는 냉매의 유동 방향으로 고압 측에서는 제1 팽창 기관 앞에 배열되어 있고, 저압 측에서는 제1 냉매-공기-열 교환기 뒤에 배열되어 있다.

본 발명의 대안적인 제2 실시예에 따르면, 내부 열 교환기는, 고압 측에서는 응축기/가스 냉각기로서 작동 가능하고 냉매와 냉각재 순환계의 냉각재 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-냉각재-열 교환기 또는 냉매와 주변 공기 사이에서, 특히 제4 유동 경로의 입구 지점과 제5 유동 경로의 입구 지점 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-공기-열 교환기와 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로의 분리 지점 사이에 배열되어 있으며, 저압 측에서는 제3 유동 경로의 제2 입구 지점과 압축기 사이에 또는 제1 유동 경로 및 제2 유동 경로의 제1 입구 지점과 제3 유동 경로의 제2 입구 지점 사이에 배열되어 있다.

본 발명의 또 다른 한 가지 장점은, 제1 냉각재-공기-열 교환기가 냉각재 순환계의 제1 유동 경로 내부에 배열되어 있고, 제2 냉각재-공기-열 교환기가 냉각재 순환계의 제2 유동 경로 내부에 배열되어 있다는 것이며, 이 경우 유동 경로들 및 이로써 냉각재-공기-열 교환기는 서로에 대해 평행하게 냉각재에 의해서 관류될 수 있도록 배열되어 있다.

본 발명의 대안적인 일 실시예에 따르면, 제1 냉각재-공기-열 교환기 및 제2 냉각재-공기-열 교환기가 냉각재 순환계의 공동의 유동 경로 내부에 배열되어 있음으로써, 결과적으로 냉각재-공기-열 교환기들은 직렬로 연속으로 냉각재에 의해서 관류될 수 있다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 냉각재 순환계는 또한 열을 공기로, 특히 주변 공기로 전달하기 위한 제3 냉각재-공기-열 교환기를 구비하여 형성되어 있다.

제3 냉각재-공기-열 교환기는, 바람직하게 제1 냉각재-공기-열 교환기 및/또는 제2 냉각재-공기-열 교환기를 구비하여 형성된 유동 경로에 대해 평행하게 냉각재에 의해서 관류될 수 있는 냉각재 순환계의 유동 경로 내부에 배열되어 있다.

냉각재 순환계는, 또한 바람직하게 냉각재-공기-열 교환기를 갖는 유동 경로에 대해 평행하게 바이패스로서 형성된 유동 경로를 구비한다.

또한, 냉각재 순환계에는, 바람직하게 냉각재-공기-열 교환기를 갖는 유동 경로에 대해 그리고/또는 바이패스로서 형성된 유동 경로에 대해 평행하게 배열되어 있고, 증발기로서 작동 가능한 열 교환기 및 제2 이송 장치를 구비하는 유동 경로가 제공되어 있다. 증발기로서 작동 가능한 열 교환기는 바람직하게 냉매-냉각재-열 교환기로서 형성되어 있다.

냉각재-공기-열 교환기 및/또는 바이패스를 갖는 유동 경로에 대해 평행하게 형성된 유동 경로는 바람직하게 파워 트레인의 구성 요소들, 예를 들어 배터리 또는 엔진 혹은 전기 구성 요소들을 냉각시키기 위한 또 다른 열 교환기를 구비한다. 이로 인해, 다양한 열원의 폐열이 냉각재 순환계 내에서 이용 가능해진다.

본 발명의 과제는, 또한 조절될 객실 공급 공기를 위한 냉동 설비 모드에서, 열 펌프 모드에서 그리고 재가열 모드에서 작동시키기 위한 냉매 순환계 및 냉각재 순환계를 갖는 자동차 공조 시스템을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법에 의해서 해결된다.

본 발명의 컨셉에 따르면, 냉매의 압력 수준은 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-공기-열 교환기 내부에서, 냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기 앞에 놓인 팽창 기관에 의해서, 작동 모드에 따라 - 고압 수준과 저압 수준을 포함하는 - 냉매 순환계의 고압 수준과 저압 수준 사이에서 무단계적으로 조절된다. 이 경우, 냉매-공기-열 교환기는 압력 수준에 상응하는 주변 공기 온도 위에 있는 냉매의 온도 수준에서 응축기/가스 냉각기로서 작동되고, 열은 냉매로부터 주변 공기로 전달된다. 압력 수준에 상응하는 주변 공기 온도 아래에 있는 냉매의 온도 수준에서는, 냉매-공기-열 교환기가 증발기로서 작동되고, 열은 주변 공기로부터 냉매로 전달된다.

이로써, 공조 시스템은 또한 작동 모드들 사이에서 전환이 이루어질 때에도 원활하게 그리고 균일하게 작동될 수 있다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 냉매의 압력 수준은, 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제1 냉매-공기-열 교환기 내부에서의 압력 수준 및 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제2 냉매-공기-열 교환기 내부에서의 압력 수준이 서로 상응하거나 상호 벗어나도록 조절된다. 또한, 이 경우에는 바람직하게 제1 냉매-공기-열 교환기 내부에서의 그리고/또는 제2 냉매-공기-열 교환기 내부에서의 하나 이상의 압력 수준은 증발기로서 작동 가능한 냉매-냉각재-열 교환기 내부의 압력 수준에 상응하거나 증발기로서 작동 가능한 냉매-냉각재-열 교환기 내부의 압력 수준보다 높다.

본 발명의 일 개선예에 따르면, 냉매 순환계의 제1 냉매-공기-열 교환기 및 제2 냉매-공기-열 교환기는 서로에 대해 평행하게 냉매에 의해서 관류된다. 증발기로서 작동 가능한 또 다른 냉매-냉각재-열 교환기에는 재차 바람직하게 제1 냉매-공기-열 교환기 및/또는 제2 냉매-공기-열 교환기에 대해 평행하게 냉매가 공급된다.

본 발명의 바람직한 일 실시예에 따르면, 냉각재 순환계의 제1 냉각재-공기-열 교환기 및 제2 냉각재-공기-열 교환기는 서로에 대해 평행하게 또는 직렬로 연속으로 냉각재에 의해서 관류된다.

공기 유동 방향으로 공조 장치의 제1 구성 요소 내부에서는 바람직하게 제1 냉매-공기-열 교환기에 그리고 그 다음에 제1 냉각재-공기-열 교환기에 공기가 공급되며, 이 경우에는 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름이 제1 냉각재-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 안내된다.

또한, 공기의 유동 방향으로 공조 장치의 제2 구성 요소 내부에서는 제2 냉매-공기-열 교환기에 그리고 그 다음에 제2 냉각재-공기-열 교환기에 공기가 공급되며, 이 경우에는 각각 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름은 제2 냉매-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 그리고 제2 냉각재-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 안내되며 그리고/또는 제2 냉매-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 그리고 제2 냉매-공기-열 교환기를 통과해서 안내된 공기 질량 흐름의 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름이 주변으로 방출된다.

요약적으로 말하자면, 본 발명에 따른 공조 시스템 또는 공조 시스템을 작동시키기 위한 방법은 다음과 같은 다양한 장점들을 갖는다:

- 최소의 에너지를 사용해서, 또한 높은 냉동 수요 또는 가열 수요에서 출력 제한 없이 상이한 온도 수준에서 객실을 가열하기 위해 전체 폐열 및 손실 열 흐름을 이용해서도, 객실 공급 공기의 조절, 특히 냉각, 제습 및/또는 가열이 이루어지며, 또한

- 냉매에 의해 양방향으로 관류되는 주변 공기 열 교환기 내에서 냉매의 압력이 수요에 적합하게 그리고 무단계적으로 조절되며, 그리고

- 작동 모드들 사이에서 눈에 잘 안 띄게 전환이 이루어지며,

- 열 교환 면의 빙결 위험이 최소로 되며,

- 부하 점프 없는 영구적인 작동에 의해서도 성능, 효율 및 수명이 증가되며,

- 공기 속도가 국부적으로 심하게 줄어든 상황에서, 객실 내부에 충분하고도 증가된 안락감이 제공되며,

- 공지된 설계 방식 및 기존 자동차의 기존의 설치 공간에 사용하기 위해 통합될 수 있고, 최소의 설치 공간, 최소의 중량 그리고 최소 개수의 구성 요소를 구비하는, 변경 없는 시리즈 구성 요소들로 이루어진 구조적으로 단순한 냉매 순환계가 제공되며, 이로 인해

- 최소의 작동 비용, 제조 비용 및 관리 비용이 야기된다.

본 발명의 또 다른 세부 사항, 특징들 및 장점들은 관련 도면들을 참조하는 실시예들에 대한 이하의 설명으로부터 드러난다.
도 2a는 공조 장치 내부에서 냉매와 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 제1 및 제2 냉매-공기-열 교환기 및 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 제3 냉매-공기-열 교환기를 구비하는 냉매 순환계, 공조 장치 내부에서 냉각재와 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 제1 및 제2 냉각재-공기-열 교환기 및 냉각재와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 제3 냉매-공기-열 교환기를 구비하는 냉각재 순환계, 그리고 냉매 순환계와 냉각재 순환계를 열적으로 연결하는 2개의 냉매-냉각재-열 교환기를 갖는 공조 시스템을 도시하고,
도 2b는 내부 열 교환기를 구비하는, 냉각재 순환계를 갖는 도 2에 따른 공조 시스템과 유사한 공조 시스템을 도시하며,
도 3은 객실의 전방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제1 구성 요소를 도시하고,
도 4는 객실의 중간 또는 후방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제2 구성 요소의 제1 실시예를 도시하며,
도 5a는 객실의 중간 또는 후방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제2 구성 요소의 제2 실시예의 제1 요소를 도시하고,
도 5b는 객실의 중간 또는 후방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제2 구성 요소의 제2 실시예의 제2 요소를 도시하며,
도 6a는 냉동 설비 모드에서 작동할 때의 도 2a에 따른 공조 시스템을 도시하고,
도 6b는 자동차 내에 통합된 도 6a에 따른 공조 시스템을 도시하며,
도 7a는 제1 열 펌프 모드에서 작동할 때의 도 2a에 따른 공조 시스템을 도시하고,
도 7b는 자동차 내에 통합된 도 7a에 따른 공조 시스템을 도시하며,
도 8은 또 다른 열 펌프 모드에서 작동할 때의 도 2a에 따른 공조 시스템을 도시하고,
도 9a는 재가열 모드에서 작동할 때의 도 2a에 따른 공조 시스템을 도시하며, 그리고
도 9b는 자동차 내에 통합된 도 9a에 따른 공조 시스템을 도시한다.

도 2a에는, 냉매 순환계(2a) 및 냉각재 순환계(30)를 갖는 공조 시스템(1a)이 도시되어 있다. 실선으로 도시된 냉매 순환계(2a)는 냉매의 유동 방향으로 압축기(3), 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4), 제1 팽창 기관(5) 그리고 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제1 냉매-공기-열 교환기(6)를 구비한다.

또한, 냉매 순환계(2a)에는 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제2 냉매-공기-열 교환기(9)가 형성되어 있으며, 냉매의 유동 방향으로 상기 열 교환기 앞에는 제2 팽창 기관(8)이 놓여 있다. 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 서로에 대해 평행하게 냉매를 공급받을 수 있도록 배열되어 있다. 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 관련 제1 팽창 기관(5)은 제1 유동 경로(12a) 내부에 형성되어 있으며, 상기 제1 유동 경로는 제1 분기 지점(15)으로부터 제1 입구 지점(16)까지 연장되는 한편, 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 관련 제2 팽창 기관(8)은 제2 유동 경로(13) 내부에 형성되어 있으며, 상기 제2 유동 경로는 제2 분기 지점(17)으로부터 제1 입구 지점(16)까지 연장된다.

냉매 순환계(2a)는, 제1 유동 경로(12a) 및 제2 유동 경로(13) 외에 또한 제3 유동 경로(14)를 구비하며, 제3 유동 경로는 제2 분기 지점(17)으로부터 제2 입구 지점(18)까지 연장된다. 입구 지점(16, 18)은 저압 측에서 냉매의 유동 방향으로 압축기(3) 앞에 배열되어 있다.

제1 유동 경로(12a) 및 제2 유동 경로(13)에 대해 평행하게, 특별히 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 제2 냉매-공기-열 교환기(9)에 대해 평행하게 형성된 제3 유동 경로(14)는 증발기로서 작동되는 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)를 구비하며, 냉매의 유동 방향으로 상기 열 교환기 앞에는 제3 팽창 기관(10)이 놓여 있다. 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)는 특히 파워 트레인의 구성 요소들, 예를 들어 배터리 또는 엔진 혹은 전기 구성 요소들을 조절하기 위한 냉각재 순환계 내에서 순환하는 냉각재의 온도를 조절하기 위해서 제공되어 있다. 이로써, 바람직하게 플레이트 열 교환기로서 형성된 냉매-냉각재-열 교환기(11)는 냉매에 의해 추가로 이용 가능한 폐열을 흡수하기 위해서 이용된다.

제2 유동 경로(13) 내부에서 냉매의 유동 방향으로 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 뒤에는 또한 제4 팽창 기관(19)이 배열되어 있음으로써, 결과적으로 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 제2 팽창 기관(8)과 제4 팽창 기관(19) 사이에 배열된다.

냉매의 유동 방향으로 각각 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 또는 냉매-냉각재-열 교환기(11) 앞에 놓인 팽창 기관(5, 8, 10) 그리고 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 뒤에 배열된 제4 팽창 기관(19)의 형성은, 특히 냉매-공기-열 교환기(6, 9)의 상호 비교에서뿐만 아니라 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)와의 비교에서도, 상이한 압력 수준에서 냉매 순환계(2a)의 작동을 가능하게 한다. 이 경우, 냉매는, 한 편으로는 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 및 냉매-냉각재-열 교환기(11)를 각각 동일한 압력 수준에서, 예컨대 저압 수준에서 관류할 수 있다. 다른 한 편으로, 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)에는 저압 수준에서 냉매가 공급될 수 있는 한편, 제2 냉매-공기-열 교환기(9)에는 중간 압력 수준 또는 고압 수준에서 냉매가 공급된다. 개별 압력 수준은 팽창 밸브로서 형성된 팽창 기관(5, 8, 10, 19)에 의해서 조절되며, 이 경우에는 특히 제2 유동 경로(13) 내에 배열된 팽창 요소(8, 19)가 "완전히 개방된" 위치와 "폐쇄된" 위치 사이에서 무단계적으로 조절될 수 있다.

냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 앞에 놓인 팽창 기관(5, 8)은 바람직하게 차단 가능한 팽창 밸브로서 형성되어 있는 한편, 냉매의 유동 방향으로 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 뒤에 배열되어 있고 후속 스로틀로서도 지칭되는 제4 팽창 기관(19)은 바람직하게 액티브 및 패시브 압력 조절 기관으로서 형성되어 있다.

제2 유동 경로(13) 또는 제3 유동 경로(14)를 통과해서 안내되는 냉매가 제1 유동 경로(12a) 내부로 역류하는 현상을 방지하기 위하여, 제1 유동 경로(12a) 내부에서 냉매의 유동 방향으로 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 뒤에는 또한 체크 밸브(20)가 배열되어 있다. 제1 냉매-공기-열 교환기(6)는 제1 팽창 기관(5)과 체크 밸브(20) 사이에 배열되어 있다.

도면에 도시되지 않은 대안적인 제1 실시예에 따르면, 제1 유동 경로(12a) 내부에서 냉매의 유동 방향으로 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 뒤에 체크 밸브(20) 대신에 또 다른 팽창 밸브가 배열되어 있음으로써, 결과적으로 제1 냉매-공기-열 교환기(6)는 팽창 기관(5)과 또 다른 팽창 밸브 사이에 배열되어 있다. 이 경우, 냉매의 압력 수준 및 이로써 온도 수준은 냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 뒤에 배열된 그리고 전환 가능한 팽창 밸브로서 형성된 팽창 기관(19)은 개별적으로 조절된다. 이로써, 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 내부에서 냉매의 압력 수준 및 온도 수준은 상호 독립적으로 그리고 추가 구성 요소, 특히 냉매-냉각재-열 교환기(11)와 무관하게 조절될 수 있다.

마찬가지로 도면에 도시되지 않은 대안적인 제2 실시예에 따르면, 제4 팽창 기관(19)은 제2 유동 경로(13) 내부에 배열되어 있지 않으며, 오히려 제1 유동 경로(12a) 및 제2 유동 경로(13)의 제1 입구 지점(16)과 제3 유동 경로(14)의 제2 입구 지점(18) 사이에 배열되어 있다. 따라서, 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 내부에서 냉매의 압력 수준 및 온도 수준은 공동으로 추가 구성 요소, 특히 냉매-냉각재-열 교환기(11)와 무관하게 조절될 수 있다.

공조 시스템(1a)의 냉매 순환계(2a)는, 냉매의 유동 방향으로 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 뒤에, 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 구비한다. 따라서, 제3 냉매-공기-열 교환기(21)는 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4)와 제1 유동 경로(12a)의 제1 분기 지점(15) 사이에 배열되어 있다. 이 경우에는, 열 교환기(21) 내부에서 냉매의 압력 수준 또는 온도 수준을 공조 시스템(1a)의 작동 모드에 따라 조절하기 위하여, 제3 냉매-공기-열 교환기(21) 앞에는 제5 팽창 기관(22)이 놓여 있다. 냉매-공기-열 교환기(21)는 바람직하게 공조 시스템(1a)의 하우징 외부에, 특별히 공조 장치 외부에 배열되어 있고, 주변 열 교환기로서도 지칭된다.

제3 냉매-공기-열 교환기(21)는 제4 유동 경로(23) 내부에 관련 및 앞에 놓인 팽창 기관(22)을 구비하여 형성되어 있으며, 상기 팽창 기관은 제3 분기 지점(24)으로부터 제3 입구 지점(25)까지 연장된다. 또한, 제3 분기 지점(24)과 제3 입구 지점(25) 사이에는, 제5 유동 경로(27)가 제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 우회하는 바이패스로서 제공되어 있다. 제4 유동 경로(23)와 제5 유동 경로(27)는 서로에 대해 평행하게 진행한다. 제5 유동 경로(27) 내부에는 차단 밸브(28)가 배열되어 있다.

바이패스(27)를 통과해서 안내되는 냉매가 제4 유동 경로(23) 내부로 역류하는 현상을 방지하기 위하여, 제4 유동 경로(23) 내부에서 냉매의 유동 방향으로 제3 냉매-공기-열 교환기(21) 뒤에는 또한 체크 밸브(26)가 배열되어 있다. 제3 냉매-공기-열 교환기(21)는 제5 팽창 기관(22)과 체크 밸브(26) 사이에 배열되어 있다.

냉매의 유동 방향으로 압축기(3) 앞에 그리고 이로써 저압 측에 배열되어 있고, 도면에 도시되어 있지 않으며, 축전지로서도 지칭되는 수집기는 냉매 액체의 침전 및 수집을 위해서 이용된다. 압축기(3)는 수집기로부터 기체 상태의 냉매를 흡인한다.

도면에 도시되지 않은 대안적인 일 실시예에 따르면, 수집기는 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내부에 냉매 저장기(4)로서 통합되어 있고, 냉매의 고압 수준에 배열되어 있다. 이 경우에는, 저압 수준에 배열된 수집기가 생략될 수 있다.

또한, 냉매-냉각재-열 교환기(4)는 냉매 건조 장치를 구비하여 형성될 수도 있다.

냉매-냉각재-열 교환기(4, 11)는 냉각재 순환계(30)와 냉매 순환계(2a)를 열적으로 연결하기 위해서 이용된다. 이 경우, 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서는 열이 냉매로부터 냉각재로 전달된다.

냉각제 순환계(30)는 냉각제의 유동 방향으로 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 뒤에 냉각재를 순환시키기 위한 이송 장치(31), 특히 펌프, 및 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 제1 냉각재-공기-열 교환기로서의 제1 가열 열 교환기(33)를 구비한다. 따라서, 냉매 측에서 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4)는 냉각재에 의해서 냉각된다.

또한, 냉각재 순환계(30)는 객실용 공급 공기를 가열하기 위해 냉각재-공기-열 교환기로서 형성된 제2 가열 열 교환기(34)를 구비한다. 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 서로에 대해 평행하게 냉각재를 공급 받을 수 있도록 배열되어 있다. 이 경우, 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)는 제1 유동 경로(35) 내부에 형성되어 있는 한편, 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 제2 유동 경로(36) 내부에 형성되어 있으며, 이 경우 이들 유동 경로(35, 36)는 각각 분기 지점(37)으로부터 입구 지점(38)까지 연장된다. 분기 지점(37)은 바람직하게 3-경로-밸브로서 형성되어 있다.

더 나아가, 냉각재 순환계(30)는, 냉각재를 가열하기 위한 추가 열원으로서 이송 장치(31)와 분기 지점(37) 사이에 배열된 추가-가열 열 교환기(32)를 구비하여 형성되어 있디. 열 교환기(32) 내에서 냉각재로 전달되는 열은 예를 들어 객실 공급 공기로 열을 전달하기 위해서 이용될 수 있다.

공조 시스템(1a)이 바람직하게는 하이브리드 구동 장치를 갖춘 자동차에, 특히 내연 기관을 통해서 뿐만 아니라 전기 회로망에서도 충전될 수 있는 배터리를 갖춘 자동차, 소위 플러그-인-하이브리드-차량에, 또는 전통적인 연소 기관을 갖는 자동차용으로 사용될 수 있기 때문에, 추가-가열 열 교환기(32)는 또한 연소 기관 또는 배터리 혹은 전기 구성 요소를 냉각시키기 위해서도 이용될 수 있다. 추가-가열 열 교환기(32)는 또한 전기 저항 가열 장치(PTC)로서도 형성될 수 있다.

냉각재 순환계(30)는 또한 냉각재-공기-열 교환기(41)로서 형성된 열 교환기, 예를 들어 주변 공기와 열을 교환하기 위한 열 교환기를 구비한다. 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 제3 냉각재-공기-열 교환기(41) 및 냉각재-공기-열 교환기(33, 34)는 서로에 대해 평행하게 냉각재를 공급 받을 수 있도록 배열되어 있다. 제3 냉각재-공기-열 교환기(41)는, 일 분기 지점(39)으로부터 일 입구 지점(40)까지 연장되는 제3 유동 경로(42) 내부에 형성되어 있다. 이송 장치(31)와 추가-가열 열 교환기(32) 사이에, 특별히 냉각재의 유동 방향으로 추가-가열 열 교환기(32) 앞에 배열된 분기 지점(39)은 바람직하게 3-경로-밸브로서 형성되어 있다.

또한, 냉각재 순환계(30)는 일 분기 지점(43), 특히 3-경로-밸브와 입구 지점(44) 사이에 형성된 제4 유동 경로(45)를 구비하며, 상기 제4 유동 경로는 재차 냉각재-공기-열 교환기(33, 34, 41)의 유동 경로(35, 36, 42)에 대해 평행하게 형성되어 있다. 이 경우, 제4 유동 경로(45)는 필요에 따라 각각 냉각재를 관통시키기 위한 바이패스로서, 각각 하나 또는 복수의 냉각재-공기-열 교환기(33, 34, 41) 없이 냉각재를 공급하기 위해서 이용된다.

냉각재 순환계(30)의 또 다른 제5 유동 경로(50)는 일 분기 지점(46)으로부터, 특히 3-경로-밸브로부터 입구 지점(47)까지 그리고 재차 냉각재-공기-열 교환기(33, 34, 41)의 유동 경로(35, 36, 42)에 대해 그리고 바이패스로서 형성된 제4 유동 경로(45)에 대해 평행하게 배열되어 있다.

제5 유동 경로(50) 내부에는, 냉매 순환계(1a)의 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11), 또 다른 열 교환기(48), 및 제2 이송 장치(49)가 형성되어 있다. 열 교환기(48)는 파워 트레인의 구성 요소들, 예를 들어 배터리 또는 엔진 혹은 전기 구성 요소들을 냉각시키기 위해서 이용될 수 있다. 파워 트레인의 구성 요소들로부터 냉각재 순환계(30) 내부로 폐열로서 전달된 열은 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내에서 냉매 순환계(1a)의 냉매로 송출될 수 있거나 제1 혹은 제2 냉각재-공기-열 교환기(33, 34) 내에서 객실용 공급 공기로 전달될 수 있다.

제2 이송 장치(49)는, 예를 들어 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 열이 냉매로부터 냉각재로 전달될 수 없는 경우에, 그리고 열이 냉각재로부터 하나 이상의 냉각재-공기-열 교환기(33, 34)를 통해서 객실용 공급 공기로 또는 냉각재-공기-열 교환기(41) 내에서 주변 공기로 또는 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내에서 냉매로 송출되어야만 하는 경우에 필요하다. 이 경우에, 제1 이송 장치(31)는 작동되지 않을 수 있다.

또한, 냉각제 순환계(30)는 체크 밸브를 구비하여 형성되어 있고, 이들 체크 밸브는 각각 냉각재의 유동 방향으로 제3 유동 경로(42)의 입구 지점(40) 앞에 배열되어 있다. 이 경우, 제1 체크 밸브는 제1 유동 경로(35) 및 제2 유동 경로(36)의 입구 지점(38)과 입구 지점(40) 사이에 형성되어 있고, 제2 체크 밸브는 제3 냉각재-공기-열 교환기(41)와 입구 지점(40) 사이에 형성되어 있다. 이들 체크 밸브는 각각 입구 지점(40)으로부터 출발해서 냉각재 순환계(30)의 상응하는 영역 내부로의 냉각재의 역방향 유동을 방지하기 위해서 이용된다.

냉매 순환계(2a)의 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 냉각재 순환계(30)의 제1 가열 열 교환기(33)는 공조 장치 내부에, 특히 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에, 그리고 객실 공급 공기의 유동 방향(61)으로 명시된 순서대로 연속으로 공급받을 수 있도록 배열되어 있다. 이로써, 증발기로서 작동되는 제1 냉매-공기-열 교환기(6)의 과류시에 냉각된 그리고/또는 제습된 객실용 공급 공기는 필요에 따라 제1 가열 열 교환기(33)를 과류시에 가열될 수 있다. 이전에 제1 냉매-공기-열 교환기(6)의 과류시에 조절된 공기를 갖는 제1 가열 열 교환기(33)의 유입은 도면에 도시되지 않은 온도 플랩에 의해서 제어될 수 있다.

이 경우, 자동차의 전방 영역에 배열된 공조 장치의 제1 구성 요소(60)는 객실로부터 송출되는 공기, 신선한 공기로서의 주변 공기 또는 객실로부터 송출되는 공기와 주변 공기로 이루어진 혼합물에 의해서 관류될 수 있다. 자동차의 전방 영역에 배열된 공조 장치의 제1 구성 요소(60)를 관류할 때에 조절된 공급 공기는 바람직하게 전방 시트 영역에서 객실 내부로 도입된다.

냉매 순환계(2a)의 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 냉각재 순환계(30)의 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 공조 장치 내부에, 특히 공조 장치의 제2 구성 요소(62) 내부에, 그리고 객실 공급 공기의 유동 방향(63)으로 명시된 순서대로 연속으로 공급받을 수 있도록 배열될 수 있다. 이로써, 증발기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 과류시에 냉각된 그리고/또는 제습된 객실용 공급 공기는 필요에 따라 제2 가열 열 교환기(34)를 과류할 때에 가열될 수 있다. 이전에 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 과류시에 조절된 공기를 갖는 제2 가열 열 교환기(34)의 유입은 도면에 도시되지 않은 온도 플랩에 의해서 제어될 수 있다.

이 경우, 예를 들어 자동차의 중간 또는 후방 영역에 배열된 공조 장치의 제2 구성 요소(62)는 특히 객실로부터 송출된 공기에 의해서 관류될 수 있다. 공조 장치의 제2 구성 요소(62)의 관류시에 조절된 공기는 객실용 공급 공기로서 바람직하게 전방 시트가 아닌 또 다른 시트 또는 시트 열의 영역에서 객실 내부로 도입되거나 주변으로 보내진다. 이와 같은 방식으로 조절된 공기 질량 흐름은 마찬가지로 부분 공기 질량 흐름으로 분배될 수 있으며, 이 경우 제1 부분 공기 질량 흐름은 객실 내부로 도입되고, 제2 부분 공기 질량 흐름은 주변으로 보내진다. 질량 흐름들은 0 내지 100%의 비율로 분배될 수 있다.

공조 시스템(1a)은 특히 작동 중에, 0℃ 미만의 값을 갖는 외부 공기의 온도에서도, 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기(6, 9)의 열 교환 면의 빙결의 위험 없이 주변 공기에 의해서, 다시 말해 객실로부터 송출되는 공기에 의해서 작동될 수 있다.

상기와 같은 동작을 보장하기 위하여, 공조 장치의 제2 구성 요소(62) 내에 배열된 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 필요에 따라 중간 압력 수준에서 냉매를 공급받고, 증발기로서 작동된다. 이 경우, 증발기(9) 내부로 유입되는 공기를 제습할 때에 공기로부터 방출될 잠열은, 압축기(3) 내에서의 압축시에 냉매에 공급되는 출력과 함께, 각각 객실용 공급 공기를 원하는 배출 온도까지 가열하기 위해서 이용된다. 냉매에 의해서 흡수된 열은 냉각재에 의해 냉각된 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 냉각재로 전달되며, 상기 냉각재는 가열 열 교환기(33, 34)를 관류할 때에 흡수된 열을 객실용 공급 공기로 송출된다. 냉매는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)로부터 배출된 후에 팽창 기관(19)을 관류할 때에 저압 수준으로 이완되고, 이 저압 수준에서는 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)도 작동된다.

공조 시스템(1a)이 열 펌프 모드에서 또는 재가열 모드에서 작동되는 경우에, 가열 열 교환기(33, 34) 내에서 객실용 공급 공기로 전달 가능한 열은, 충분한 객실용 공급 공기 온도에 도달하기 위하여, 증발기로서 작동되는 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 내에서 또는 증발기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 내에서 그리고 압축기(3) 내에서 냉매로 전달되고 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 총합으로서 냉각재로 전달되는 에너지로 구성될 수 있다.

필요에 따라, 즉 객실 공급 공기를 가열하기 위해 냉매 순환계(2a) 내에 제공된 열이 열 펌프 모드에서 또는 재가열 모드에서 작동하기에 충분치 않아서 추가의 열 흡수가 필수적인 경우에는, 냉매-냉각재-열 교환기(11)가 추가의 열원으로서 이용될 수 있으며, 이 경우 제3 팽창 기관(10)은 개방되어 있고, 냉매는 열 교환기(11)를 관류할 때에 열을 흡수하여 증발된다.

공조 시스템(1a)이 열 펌프 모드에서 작동되는 경우에, 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 앞에 놓인 팽창 기관(8)은, 냉매를 압력 손실 없이 통과시키거나 중간 압력 수준으로 이완시키도록 개방될 수 있거나 조절될 수 있다. 이때, 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)에는 고압 수준에서 또는 중간 압력 수준에서 냉매를 공급받고, 필요시 공조 장치의 제2 구성 요소(62) 내부로 유입되는 객실용 공급 공기를 예열할 수 있다. 그 다음에, 냉매는 제4 팽창 기관(19)을 관류할 때 저압 수준으로 이완되고, 이와 같은 저압 수준에서는 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)도 작동된다. 냉각재를 공급받은 가열 열 교환기(33, 34)의 과류시, 공급 공기가 계속해서 가열된다.

이때에는, 냉매가 흡인 가스로서 압축기(3) 앞에서 예를 들어 제1 유동 경로(12a) 또는 제3 유동 경로(14)를 통과해서 안내되는 부분 질량 흐름과의 혼합에 의해 압축기(3)의 안전한 작동을 보장하기에 충분한 정도로 과열되도록 보장되어야만 한다.

냉각재는 작동 모드와 무관하게 순환되고, 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4)를 관류할 때에 가열된다.

냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 앞에 놓인 팽창 기관(5, 8) 및 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 뒤에 배열된 팽창 기관(19)의 형성은 냉매 순환계(2a)의 작동을 상이한 압력 수준에서, 특히 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 내부에서는 상호 간에 그리고 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 내부에서는 열원으로서의 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)와 비교하여 가능하게 한다. 이 경우, 냉매는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)를 고압 수준에서, 중간 압력 수준에서 또는 저압 수준에서 관류할 수 있는 한편, 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)에는 저압 수준에서 냉매가 공급된다. 개별 압력 수준은 팽창 밸브로서 형성된 팽창 기관(5, 8, 10, 19)에 의해서 조절되며, 이 경우 특별히 팽창 기관(8, 19)은 "완전히 개방된" 위치와 "폐쇄된" 위치 사이에서 무단계적으로 조절될 수 있다.

상이한 작동 모드들 간의 교체는, 압축기(3)의 연속적인 동작 중에 이루어질 수 있으며, 압축기(3) 작동의 중단은 반드시 필요치는 않다. 이로써, 냉매 순환계(2a)의 작동은 연속적으로 그리고 차량 탑승자의 손상 없이 가능하다.

각각 상호 독립적으로, 특히 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기(6, 9)를 갖는 공조 장치의 2개의 독립적인 구성 요소(60, 62) 내에서는, 냉매의 질량 흐름들이 각각 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 앞에 놓인, 전환 가능한 팽창 밸브로서 형성된 팽창 기관(5, 8)으로서 부하에 따라 제어된다. 이때, 예를 들어 다만 자동차의 전방 시트와 다른 시트 또는 시트 열만 자율적인 차량 제어부에 의해서 점유되어 있는 경우에는, 예를 들어 자동차의 전방 영역에 배열된 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에서 증발기로서 작동되는 제1 냉매-공기-열 교환기(6)의 출력 또는 자동차의 중간 또는 후방 영역에 배열된 공조 장치의 제2 구성 요소(62) 내부에서 증발기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 출력이 무단으로 압축기(3) 출력이 완전한 상태와 동시에 "0"까지 감소될 수 있다. 이로써, 냉매-공기-열 교환기(6, 9) 중 하나, 특히 제1 증발기(6)는 전부하에서 냉매의 낮은 압력으로, 예를 들어 최대 송풍기 출력을 갖는 3℃의 목표 온도에서 작동될 수 있는 한편, 다른 냉매-공기-열 교환기(6, 9), 특히 제2 증발기(9)는 8℃의 목표 온도에서 최소 송풍기 출력을 갖는 모드로 작동된다. 이 경우, 제1 증발기(6)에는 주변 공기 또는 신선한 공기가 공급될 수 있는 한편, 제2 증발기(9)에는 순환 공기 작동 중에 객실로부터 유래하는 공기가 공급되며, 이때 열 교환 면이 빙결된다.

선행 기술에 공지되어 있고, 객실의 공기를 조절하기 위한 증발기로서 작동되는 2개의 냉매-공기-열 교환기를 갖는 공조 장치에서는, 대부분 자동차의 중간 또는 후방 영역을 위해 제공된 공조 장치의 제2 구성 요소 내부에 배열된 증발기가 빙결되며, 이 증발기는 공조 장치의 제1 구성 요소의 고-송풍기 증발기에 비해 최소의 송풍기 출력으로 작동된다. 이와 같은 종래의 공조 장치에서는, 열 교환기에 냉매가 공급되는 것을 방지하기 위하여, 공조 장치의 제2 구성 요소의 송풍기 출력이 증가 되어야만 하거나 공조 장치의 제2 구성 요소의 냉매-공기-열 교환기에 할당된 팽창 기관이 폐쇄되어야만 하며, 이와 같은 상황은 재차 공급 공기의 온도 상승을 유도한다.

후속 스로틀로서 작동되는 제4 팽창 기관(19)에 의해서는, 냉매-공기-열 교환기(9) 내부에서 냉매의 증발 압력의 국부적인 상승이 가능해진다. 이 경우에는, 증발기 유효 온도로서도 지칭되는 증발 온도의 상승에 의해서 증발기 출력이 줄어들 수 있다.

공조 시스템(1a)이 열 펌프 모드에서 작동될 때에 효율을 추가로 증가시키기 위해, 공조 장치의 제2 구성 요소(62)는, 이상적으로 조절 가능한 온도 범위에서 제2 냉매-공기-열 교환기(9)를 통해 열을 객실로부터 송출되는 공기로부터 냉매로 전달하기 위해 이용될 수 있다. 공조 장치의 제2 구성 요소(62)가 자동차의 후방 영역에, 특히 트렁크 영역에 배열되어 있기 때문에, 냉매로의 열 전달 후에 강하게 냉각된 공기는 직접 주변으로 보내질 수 있다.

파워 트레인의 구성 요소의 폐열은 공조 시스템(1a)이 열 펌프 모드에서 작동될 때에 그리고 재가열 모드에서 작동될 때에 각각 공조 장치의 구성 요소(60, 62)에 그리고 이로써 냉각재-공기-열 교환기(33, 34)를 통해 객실용 공급 공기에 공급된다.

냉동 설비 모드에서 작동되는 경우에는, 파워 트레인의 구성 요소의 폐열이 저온-냉각기로서도 지칭되는 제3 냉각재-공기-열 교환기(41) 내에서 주변 공기로 전달된다. 예를 들어 상대 바람을 열 교환기를 유입시키는 공기로서 이용하기 위하여, 제3 냉각재-공기-열 교환기(41)는 자동차의 전방 영역에 배열되어 있다.

냉각재 순환계(30) 내에서 원하는 안락감에 도달하기 위해 필요한 가열 출력이 충분치 않은 경우에는, 특히 전기 저항 가열 장치(PTC)로서 형성된 보조-가열 열 교환기(32)가 작동될 수 있다. 하지만, 다양한 폐열 활용으로 인해, 필요한 가열 출력은 매우 적다.

폐열의 흡수에 의해서 가열된 냉각재는 제어 가능한 3-경로-밸브(37, 39, 43, 46)를 통해 상응하게 분배된다.

도 2b에는, 도 2a에 따른 공조 시스템(1a)과 유사한 공조 시스템(1b)이 도시되어 있다. 공조 시스템(1a, 1b)의 중요한 차이점은 냉매 순환계(2a, 2b), 특히 제1 유동 경로(12a, 12b)의 형성에 있으며, 이 경우 냉매 순환계(2b)는 냉매 순환계(2a)에 비해, 완전히 제1 유동 경로(12b) 내부에 배열되어 있는 내부 열 교환기(7)를 구비한다.

이 경우, 내부 열 교환기(7)는 고압 측에서는 제1 분기 지점(15)과 제1 팽창 기관(5) 사이에 그리고 저압 측에서는 제1 냉매-공기-열 교환기(6)와 제1 입구 지점(16) 사이에 형성되어 있다. 이때, 내부 열 교환기(7)는 고압 상태에 있는 냉매와 제1 유동 경로(2b) 내부에서 저압 상태에 있는 냉매 사이에서 열을 교환하기 위해 이용되며, 이 경우 한 편으로는 응축기/가스 냉각기로서 작동되는 제1 유동 경로(2b)로부터 유출되는 그리고 제1 유동 경로(2b) 내부로 유입되는 액체 냉매가 계속해서 냉각되고, 다른 한 편으로는 증발기로서 작동되는 제1 냉매-공기-열 교환기(6)로부터 배출되는 냉매가 흡인 가스로서 압축기(3) 앞에서 과열된다. 액체 충격으로부터 압축기(3)를 보호하는 이외에, 내부 열 교환기(7)를 갖는 냉매 순환계(2b)의 작동에 의해서는, 내부 열 교환기(7)가 없는 작동에 비해 특유의 압축기 출력이 감소되고, 그와 동시에 특유의 냉방 능력, 특히 제1 냉매-공기-열 교환기(6)의 냉방 능력 및 이로써 공조 시스템(1b)의 작동 효율이 증가될 수 있다.

제1 유동 경로(12b) 내에 제공되는 체크 밸브(20)는, 제2 유동 경로(13) 또는 제3 유동 경로(14)를 통과해서 안내되는 냉매가 제1 유동 경로(12b) 내부로 역류하는 것을 방지하기 위하여, 내부 열 교환기(7)와 제1 입구 지점(16) 사이에 배열되어 있다.

도 3은, 객실의 전방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제1 구성 요소(60)를 보여준다. 객실 공급 공기의 유동 방향(61)으로 볼 때 연속으로 배열된 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)에는 연속으로 객실용 공급 공기가 공급된다.

제1 냉매-공기-열 교환기(6)가 공조 장치의 제1 구성 요소(60)의 하우징(64)의 전체 유동 횡단면에 걸쳐 연장됨으로써, 결과적으로 구성 요소(6))에 공급되는 전체 공기 질량 흐름은 냉매-공기-열 교환기(6)의 열 교환 면을 과류하게 된다.

그 다음에, 공기 질량 흐름은 필요에 따라 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)를 과류할 때에 가열될 수 있다. 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)의 유입은 온도 플랩으로서 형성된 공기 안내 장치(65)에 의해서 제어된다. 이 경우, 공기 질량 흐름은, 이 공기 질량 흐름이 경우에 따라 재차 혼합되어 공급 공기로서 객실 내부로 도입되기 전에, 부분 공기 질량 흐름으로서 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)의 열 교환 면을 통해 또는 부분 질량 흐름으로서 바이패스를 통해 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 둘레로 안내된다. 구성 요소(60)로부터 배출되는 공급 공기의 배출 온도는 또한 공기의 혼합에 의해서도 조절된다. 부분 공기 질량 흐름은 0 내지 100%의 비율로 분배될 수 있다.

도 4에서는, 객실의 중간 또는 후방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제2 구성 요소(62, 62a)의 제1 실시예가 드러난다. 객실 공기의 유동 방향(63, 63a)으로 볼 때 연속으로 배열된 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)에는 객실용 공급 공기가 연속으로 공급될 수 있다.

이 경우에는, 제2 냉매-공기-열 교환기(9)가 공조 장치의 제2 구성 요소(62a)의 하우징(66a)의 전체 유동 횡단면에 걸쳐 연장되지 않음으로써, 결과적으로 유동 방향(69a)으로 볼 때 제2 구성 요소(62a) 내부로 유입되는 공기 질량 흐름은 부분 공기 질량 흐름으로서 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해 또는 부분 질량 흐름으로서 바이패스를 통해 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 둘레로 안내될 수 있다. 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 유입은 온도 플랩으로서 형성된 공기 안내 장치(68)에 의해서 제어된다. 공기의 질량 흐름들은 0 내지 100%의 비율로 분배될 수 있다.

그 다음에, 공기 질량 흐름이 필요에 따라 부분 공기 질량 흐름으로서 하우징(66a) 내부에 형성된 개구를 통해 주변으로 보내질 수 있고, 부분 공기 질량 흐름으로서 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)를 과류할 때에 가열되거나 또는 부분 공기 질량 흐름으로서 객실용 공급 공기로서 바이패스 내에서 제2 냉각재-공기-열 교환기(34) 둘레로 안내될 수 있다. 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)의 유입은 온도 플랩으로서 형성된 공기 안내 장치(67)에 의해서 제어된다. 공기, 예를 들어 증발기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)를 과류할 때에 냉각된 차가운 공기를 유동 방향(71a)으로 주변으로 보내기 위하여, 바람직하게 플랩으로서 형성된 공기 안내 장치(70a)의 위치가 변동된다. 공기 안내 장치(70a)는 하우징(66a) 내에 형성된 개구의 개방 및 폐쇄를 위해서 이용된다.

이 경우에는, 부분 공기 질량 흐름으로서 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)의 열 교환 면을 통해 또는 부분 공기 질량 흐름으로서 바이패스를 통해 제2 냉각재-공기-열 교환기(34) 둘레로 안내되는 객실용 공급 공기가 경우에 따라 재차 혼합될 수 있다. 제2 구성 요소(62a)로부터 배출되는 공급 공기의 배출 온도는 공기의 혼합에 의해서도 조절된다. 공기의 질량 흐름들은 각각 0 내지 100%의 비율로 분배될 수 있다.

예를 들어 공조 시스템(1a, 1b)이 열 펌프 모드에서 작동되는 경우에 객실 공기의 폐열이 이용되면, 부분 공기 질량 흐름이 증발기로서 작동되는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 과류할 때에 냉각 및/또는 제습되고, 그 다음에 개방된 공기 안내 장치(70a)를 통해 주변으로 보내진다. 또 다른 부분 공기 질량 흐름은 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)의 열 교환 면을 과류할 때에 가열되어 객실로 공급된다.

공기의 관류가 실질적으로 객실의 전방 영역으로부터 후방 영역으로 이루어짐으로써, 결과적으로 모든 승객이 균일한 안락감을 얻게 된다. 공기 배출 개구가 자동차의 후방 영역에 배열되는 것은 유입되는 빗물 또는 유입되는 이차 공기(secondary air)의 위험을 최소화한다. 필수적인 개구는 연속 생산 내에 형성되어 있다.

도 5a에서는, 객실의 중간 또는 후방 영역을 위한 공급 공기를 조절하기 위한 공조 장치의 제2 구성 요소(62, 62b)의 제2 실시예가 드러난다. 도 7a에는, 제2 구성 요소(62, 62b)의 제1 요소(62b-1)가 도시되어 있는 한편, 도 5b에는 제2 구성 요소(62, 62b)의 제2 요소(62b-2)가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 공조 장치의 제2 구성 요소(62a)의 제1 실시예에 비해, 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 상호 분리된 상태로 형성된 하우징(66b-1, 66b-2) 내에 배열되어 있다. 이 경우, 공조 장치의 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1)의 하우징(66b-1) 내부에 배열되어 있고, 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)의 하우징(66b-2) 내부에 배열되어 있다. 열 교환기(9, 34)에는, 특히 객실로부터 송출되는 공기가 상호 독립적으로 공급될 수 있다.

냉각재-공기-열 교환기(34)가 하우징(66b-1)의 전체 유동 횡단면에 걸쳐 연장됨으로써, 결과적으로 송풍기를 통해 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1)에 유동 방향(69b-1)으로 공급되는 전체 공기 질량 흐름은 냉각재-공기-열 교환기(34)의 열 교환 면을 과류하여 가열된다. 가열된 공기는 유동 방향(63b-1)으로 재차 객실에 공급된다.

냉매-공기-열 교환기(9)가 하우징(66b-2)의 전체 유동 횡단면에 걸쳐 연장됨으로써, 결과적으로 송풍기를 통해 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)에 유동 방향(69b-2)으로 공급되는 전체 공기 질량 흐름은 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 과류하고, 냉각 및/또는 제습된다. 그 다음에, 이와 같은 방식으로 조절된 공기 질량 흐름이 필요에 따라 부분 공기 질량 흐름으로서 하우징(66b-2) 내부에 형성된 개구를 통해 주변으로 보내질 수 있거나, 부분 공기 질량 흐름으로서 공급 공기로서 유동 방향(63b-2)으로 객실 내부로 안내될 수 있다. 증발기로서 작동되는 냉매-공기-열 교환기(9)의 과류시에 냉각된 차가운 공기를 유동 방향(71b)으로 주변으로 보내기 위하여, 바람직하게 플랩으로서 형성된 공기 안내 장치(70b)의 위치가 변동된다. 이 경우, 공기 안내 장치(70b)는 하우징(66b-2) 내에 형성된 개구의 개방 및 폐쇄를 위해서 이용된다. 공기의 질량 흐름들은 0 내지 100%의 비율로 분배될 수 있다.

공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)는, 주변으로의 공기 배출구로서 제공된 개구 및 그에 속하는 공기 안내 장치(70b) 및 이 공기 안내 장치의 제어- 및 조작 메커니즘을 구비하여, 바람직하게는 어댑터 요소로서 형성되어 있으며, 이 어댑터 요소는 어댑터 유닛으로서 공기의 유동 방향(69b-2)으로 증발기(9) 뒤에 배열되어 있다. 어댑터에 의해서, 종래의 후방 공조 장치가 개장될 수 있다.

도 4에 도시된 공조 장치의 제2 구성 요소(62a)의 제1 실시예에 비해 2개로 나누어져 도 5a 및 도 5b에 도시된 공조 장치는 냉매-공기-열 교환기(9) 및 냉각재-공기-열 교환기(34)를 우회하는 바이패스 경로 없이 그리고 공기 질량 흐름을 안내 및 분배하기 위한 관련 공기 안내 장치 없이, 그러나 추가의 송풍기를 구비하여 형성되어 있다. 추가의 송풍기는, 공기 질량 흐름을 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1)를 통과해서 그리고 이로써 냉각재-공기-열 교환기(34)를 통과해서 이송하기 위해 이용된다. 이 경우에는, 한 편으로는 도 4에 따른 공조 장치 그리고 다른 한 편으로는 도 5a 및 도 5b에 따른 공조 장치가 동일한 방식으로 제어 및 작동된다.

도 6a 내지 도 9b에서는, 도 2a에 따른 공조 시스템(1a)이 각각 다양한 작동 모드에서 작동될 때의 상황이 드러난다. 특히 도 6a, 도 7a, 도 8 및 도 9a에서는, 냉매에 의해서 관류되는 냉매 순환계(2a)의 라인 또는 냉각재에 의해서 관류되는 냉각재 순환계(30)의 라인이 각각 냉매 또는 냉각재가 공급되지 않은 라인들보다 더 두꺼운 선으로 특징화 되어 있다. 도 6b, 도 7b 및 도 9b에는, 공조 시스템(1a)이 각각 자동차 내에 통합된 상태로 도시되어 있으며, 이 경우에는 도면에 대한 개관을 명확하게 하기 위하여 냉각재 순환계(30)가 각각 다만 객실용 공급 공기를 직접 가열하기 위한 구성 요소들만을 구비하여 도시되어 있다.

냉매 순환계(2a)가 도 6a 및 도 6b에 따라 냉동 설비 모드에서 작동되는 경우에는, 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 배열된 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 뿐만 아니라 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부에 배열된 제2 냉매-공기-열 교환기(9)도 공기를 냉각 및/또는 제습하기 위한 증발기로서 작동된다.

주변으로부터 유동 방향(61)으로 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부로 흡인된 신선한 공기, 객실로부터 유래하는 순환 공기 또는 신선한 공기와 순환 공기로 이루어진 혼합 공기는, 제1 냉매-공기-열 교환기(6)의 열 교환 면을 통해서 흐르고, 전방 영역에서 냉각 및/또는 제습되어 객실 내부로 안내된다. 객실로부터 유동 방향(69b-2)으로 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부로 흡인된 순환 공기는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해서 흐르고, 후방 영역 및 중간 영역에서 냉각 및/또는 제습되어 객실 내부로 안내된다. 이 경우에는, 바람직하게 복수의 공기 배출구가 지붕 영역에 있는 객실 내에 배열되도록, 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)가 형성되어 있음으로써, 결과적으로 조절된 공급 공기는 유동 방향(63b-2)으로 위로부터 그리고 국부적으로 분포된 상태에서 객실 내부로 유입된다. 공기 안내 장치(70b)가 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)의 하우징(66b-2) 내에 형성된 개구를 폐쇄하도록 정렬되어 있음으로써, 결과적으로 조절된 공기는 완전히 객실 내부로 도입된다.

공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 배열된 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 내에서뿐만 아니라 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1) 내부에 배열된 제2 냉각재-공기-열 교환기(34) 내에서도, 객실용 공급 공기로 전달되는 열은 전혀 없다. 배터리 또는 엔진 혹은 전기 구성 요소와 같은 파워 트레인의 구성 요소들을 조절하기 위해 냉각재 순환계(30) 내에서 순환하는 냉각재의 온도를 조절하기 위한 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)도 마찬가지로 증발기로서 작동되고, 냉매-공기-열 교환기(6, 9)에 대해 평행하게 냉매를 공급받을 수 있다. 파워 트레인의 구성 요소의 냉각의 선택적인 모드에서는, 폐열로서 열 교환기(48) 내 파워 트레인의 구성 요소로부터 냉각재 순환계(30) 내 냉각재로 전달된 열이 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내에서 냉매 순환계(2a)의 냉매로 송출된다. 이송 장치(49)가 냉각재의 이송 장치(31)와 마찬가지로 작동 중에 있음으로써, 결과적으로 냉각재는 각각 상호 분리된 상태로 형성된 냉각재 순환계(30)의 2개의 분기 내에서 순환한다.

증발기(6, 9, 11) 내에서 각각 냉매로 전달된 열은 필요에 따라, 즉 예를 들어 송출될 열 에너지 및 주변 온도에 따라 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서는 냉각재로 그리고 제3 냉각재-공기-열 교환기(41) 내에서는 냉각재로부터 주변 공기로 또는 제3 냉매-공기-열 교환기(21) 내에서는 직접 주변 공기로 전달된다.

도 6a 및 도 6b에 도시되어 있는 바와 같이, 열이 냉매로부터 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내 냉각재로 그리고 냉매로부터 냉매-공기-열 교환기(21) 내 주변 공기로 전달될 때에는, 냉매 순환계(2a)의 제5 팽창 기관(22)이 완전히 개방될 수 있음으로써, 결과적으로 냉매는 압력 손실 없이 팽창 기관(22)을 통과하게 되고, 제3 냉매-공기-열 교환기(21)는 추가의 응축기/가스 냉각기로서 냉매의 고압 수준에서 작동된다. 차단 밸브(28) 및 이로써 제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 우회하는 바이패스(27)는 폐쇄되어 있다.

열이 냉매-공기-열 교환기(21) 내에서 냉매로부터 오로지 주변 공기로만 전달되는, 도면에 도시되지 않은 작동에서는, 냉각재 순환계(30)의 이송 장치(31)가 작동하지 않을 수 있음으로써, 결과적으로 냉매-냉각재-열 교환기(4)는 냉각재에 의해서 관류되지 않는다.

열이 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 냉매로부터 오로지 냉각재로만 전달되는, 도면에 도시되지 않은 작동에서는, 팽창 기관(22)이 폐쇄되어 있고, 차단 밸브(28) 및 이로써 냉매-공기-열 교환기(21)를 우회하는 바이패스(27)는 개방되어 있다.

도 6a에 따른 공조 시스템(1a)의 작동 중에는, 이송 장치(31)에 의해서 이송되는 냉각재의 전체 질량 흐름이 제3 유동 경로(42)를 통과해서 안내되는 한편, 제1 및 제2 유동 경로(35, 36)에는 냉각재가 공급되지 않도록, 냉각재 순환계(30)의 3-경로-밸브(39)가 전환되어 있다. 또한, 냉각재 순환계(30)의 3-경로-밸브(43, 46)는, 냉각재가 제4 유동 경로(45) 및 제5 유동 경로(50)를 통과해서 순환하도록 그리고 냉각재 순환계(30)의 2개의 분기가 상호 분리되도록 전환되어 있다.

냉매 순환계(2a)가 도 7a 및 도 7b에 따라 제1 열 펌프 모드에서 작동되는 경우에는, 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부에 배열된 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 파워 트레인의 구성 요소를 조절하기 위해 냉각재 순환계 내에서 순환하는 냉각재의 온도를 조절하기 위한 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)가 각각 증발기로서 그리고 이로써 냉매를 위한 열원으로서 작동된다. 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 배열된 제1 냉매-공기-열 교환기(6)에는 냉매가 공급되지 않는다.

객실로부터 유동 방향(69b-2)으로 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부로 흡인된 순환 공기는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해 흐르고, 냉각 및/또는 제습된 상태에서 주변으로 송출된다. 공기 안내 장치(70b)가 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)의 하우징(66b-2) 내에 형성된 개구를 완전히 개방하도록 정렬되어 있음으로써, 결과적으로 공기는 유동 방향(71b)으로 완전히 주변으로 보내진다.

열 교환기(9, 11) 내에서 냉매로 전달된 열은 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 완전히 냉각재로 그리고 냉각재로부터 객실용 공급 공기로 전달된다. 이 경우에는 냉매 순환계(2a)의 제5 팽창 기관(22)이 폐쇄되어 있음으로써, 결과적으로 제4 유동 경로(23) 및 이로써 제3 냉매-공기-열 교환기(21)에는 냉매가 공급되지 않는다. 차단 밸브(28) 및 이로써 제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 우회하는 바이패스(27)는 완전히 개방되어 있다. 냉각재 순환계(30)의 3-경로-밸브(39)는, 이송 장치(31)에 의해서 이송되는 냉각재의 전체 질량 흐름이 부분 질량 흐름으로 분배되어 제1 및 제2 유동 경로(35, 36)를 통과해서 그리고 이로써 가열 열 교환기(33, 34)를 통과해서 안내되도록 전환되어 있다.

냉각재 순환계(30) 내에서 원하는 안락감에 도달하기 위해 필요한 가열 출력이 충분치 않은 경우에는, 또한 특히 전기 저항 가열 장치(PTC)로서 형성된 보조-가열 열 교환기(32)가 작동된다. 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 배열된 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 내에서뿐만 아니라 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1) 내부에 배열된 제2 냉각재-공기-열 교환기(34) 내에서도, 열은 객실용 공급 공기로 전달된다.

유동 방향(61)으로 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부로 흡인된 공기는 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)의 열 교환 면을 통해서 흐르고, 전방 영역에서 가열되어 객실 내부로 안내된다. 객실로부터 유동 방향(69b-1)으로 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1) 내부로 흡인된 순환 공기는 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)의 열 교환 면을 통해서 흐르고, 후방 영역 및 중간 영역에서 가열되어 객실 내부로 안내된다. 이 경우에는 바람직하게 객실 내부로 향하는 복수의 공기 배출구가 발 공간 영역에 배열되도록, 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1)가 형성되어 있음으로써, 결과적으로 가열된 공급 공기는 유동 방향(63b-1)으로 아래로부터 그리고 국부적으로 분포된 상태에서 객실 내부로 유입된다.

열 교환기(48) 내 파워 트레인의 구성 요소를 냉각시킬 때에 냉각재 순환계(30) 내부로 전달된 열은 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내에서 냉매 순환계의 냉매로 송출되지만, 필요에 따라서는 또한 비율적으로 제3 냉각재-공기-열 교환기(41) 내에서 주변 공기로 전달될 수도 있다. 이송 장치(49)가 냉각재의 이송 장치(31)와 마찬가지로 작동 중에 있음으로써, 결과적으로 냉각재는 각각 상호 분리된 상태로 형성된 냉각재 순환계(30)의 2개의 분기 내에서 순환한다. 이 경우, 냉각재 순환계(30)의 3-경로-밸브(43, 46)는, 냉각재가 제3 유동 경로(42), 제4 유동 경로(45) 및 제5 유동 경로(50)를 통과해서 순환하도록 그리고 냉각재 순환계(30)의 2개의 분기가 상호 분리되도록 전환되어 있다.

도 7a에 따른 냉매 순환계(2a)의 작동에서와 마찬가지로, 냉매 순환계(2a)가 도 8에 따른 또 다른 열 펌프 모드에서 작동되는 경우에는, 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부에 배열된 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 파워 트레인의 구성 요소를 조절하기 위해 냉각재 순환계 내에서 순환하는 냉각재의 온도를 조절하기 위한 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)가 각각 증발기로서 그리고 이로써 냉매를 위한 열원으로서 작동된다. 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 배열된 제1 냉매-공기-열 교환기(6)에는 냉매가 공급되지 않는다.

도 7a에 따른 열 펌프 모드와 비교되는, 도 8에 따른 또 다른 열 펌프 모드에서의 냉매 순환계(2a)의 작동의 중요한 차이점은, 객실 공기의 가열을 위해 충분한 가열 출력을 제공하기 위하여, 제3 냉매-공기-열 교환기(21)에 공기가 공급된다는 데 있고, 주변 공기가 추가의 열원으로서 이용된다는 데 있다. 이 경우에는, 냉매 순환계(2a)의 제5 팽창 기관(22)이 개방되어 있음으로써, 결과적으로 냉매는 고압 수준으로부터 낮은 압력 수준으로 이완된 상태에서 팽창 기관(22)을 관류하는 한편, 차단 밸브(28) 및 이로써 제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 우회하는 바이패스(27)는 폐쇄되어 있다. 제3 냉매-공기-열 교환기(21)는 각각 추가의 증발기로서, 필요에 따라 고압 수준과 저압 수준 사이에 있는 냉매의 매칭된 압력 수준에서 작동된다. 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 내 객실로부터 유래하는 배출 공기로부터 냉매의 열을 흡수하는 것, 그리고 파워 트레인의 구성 요소로부터 또는 제3 냉각재-공기-열 교환기(41) 내에서 주변 공기로부터 열을 흡수하는 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내의 냉각재 외에, 냉매는 또한 제3 냉매-공기-열 교환기(21) 내에서도 주변 공기로부터 열을 흡수하여 증발된다.

제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 통해서 다만 적은 추가의 열만 주변 공기로부터 냉매로 전달될 수 있는 경우에는, 예를 들어 객실의 예열된 공기에서는, 주변 열 교환기가 냉매의 중간 압력 수준에서 작동된다. 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4)로부터 고압 수준으로 유출되는 냉매는 제5 팽창 기관(22) 내에서 중간 압력 수준으로 또는 평균 압력 수준으로 이완되고, 2상 혼합물로서 주변 열 교환기 내부로 유입된다. 냉매가 이제 제2 팽창 기관(8) 및 제3 팽창 기관(10)을 관류할 때에 저압 수준으로 이완되고 그 다음에 증발기(9, 11)로 공급되기 전에, 냉매의 액체가 열을 흡수해서 증발된다.

주변 공기로부터 제3 냉매-공기-열 교환기(21)를 통해서 냉매로 흡수될 추가 열에 대한 필요가 더 큰 경우에는, 예를 들어 객실의 공기가 예열되지 않은 경우에는, 주변 열 교환기가 냉매의 저압 수준에서 작동된다. 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4)로부터 고압 수준에서 유출되는 냉매는 제5 팽창 기관(22) 내에서 저압 수준으로 이완되고, 2상 혼합물로서 주변 열 교환기 내부로 유입된다. 냉매가 이제 완전히 개방된 제2 팽창 기관(8) 또는 완전히 개방된 제3 팽창 기관(10)을 통해 증발기(9, 11)로 안내되고, 상기 증발기 내에서 냉매가 열을 흡수하여 완전히 증발되기 전에, 냉매 액체의 적어도 일부분이 열을 흡수해서 증발된다.

열 교환기(48) 내 파워 트레인의 구성 요소의 열을 흡수하도록 냉각재 순환계(30)를 작동시키기 위하여, 그리고 증발기(11) 내 냉매로 열을 송출하는 것과 관련해서는, 도 7a 및 도 7b에 따른 제1 열 펌프 모드에서 공조 시스템(1a)을 작동시키기 위한 실시예들이 참조된다.

제3 냉매-공기-열 교환기(21)는, 냉매 순환계(2a)가 냉동 설비 모드에서 작동할 때에는 냉매의 열을 주변 공기로 송출하기 위해 응축기/가스 냉각기로서 작동되고, 냉매 순환계(2a)가 열 펌프 모드에서 작동할 때에는 냉매의 열을 주변 공기로부터 흡수하기 위해 증발기로서 작동된다.

냉매 순환계(2a)가 도 9a 및 도 9b에 따라 재가열 모드에서 작동되는 경우에는, 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 배열된 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 뿐만 아니라 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부에 배열된 제2 냉매-공기-열 교환기(9)도 공기를 냉각 및/또는 제습하기 위한 증발기로서 작동된다. 파워 트레인의 구성 요소들을 조절하기 위해 냉각재 순환계 내에서 순환하는 냉각재의 온도를 조절하기 위한 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)도 마찬가지로 증발기로서 그리고 이로써 냉매를 위한 열원으로서 작동될 수 있다.

열 교환기(6, 9, 11) 내에서 냉매로 전달된 열은 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 필요에 따라 완전히 냉각재로 또는 부분적으로 냉각재로 전달되고, 제3 냉매-공기-열 교환기(21) 내에서는 주변 공기로 그리고 냉각재로부터 객실용 공급 공기로 전달된다. 이 경우에는, 냉매-공기-열 교환기(21) 내에서 열을 냉매로부터 주변 공기로 송출하기 위하여, 도 9a 및 도 9b에 따라 냉매 순환계(2a)의 제5 팽창 기관(22)이 폐쇄되어 있고 차단 밸브(28)가 개방되어 있음으로써, 결과적으로 제4 유동 경로(23) 및 이로써 제3 냉매-공기-열 교환기(21)에 냉매가 공급되지 않거나, 냉매 순환계(2a)의 제5 팽창 기관(22)이 개방되어 있고 차단 밸브(28)가 폐쇄되어 있다. 냉각재 순환계(30)의 3-경로-밸브(39)는, 이송 장치(31)에 의해서 이송되는 냉각재의 전체 질량 흐름이 부분 질량 흐름으로 분배되어 제1 및 제2 유동 경로(35, 36) 및 이로써 가열 열 교환기(33, 34)를 통과해서 안내되도록 전환되어 있다.

주변으로부터 유동 방향(61)으로 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부로 흡인된 신선한 공기, 객실로부터 유래하는 순환 공기 또는 신선한 공기와 순환 공기로 이루어진 혼합 공기는, 제1 냉매-공기-열 교환기의 열 교환 면을 통해서 흐르고, 냉각 및/또는 제습되며, 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)의 열 교환 면을 과류할 때에 가열되고, 전방 영역에서 객실 내부로 안내된다.

객실로부터 유동 방향(69b-2)으로 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2) 내부로 흡인된 순환 공기는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해 흐르고, 냉각 및/또는 제습된 상태에서 필요에 따라 부분적으로 후방 영역에서 그리고 중간 영역에서 유동 방향(63b-2)으로 객실 내부로 안내되고, 유동 방향(71b)으로는 주변으로 송출된다. 공기 안내 장치(70b)가 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제2 요소(62b-2)의 하우징(66b-2) 내에 형성된 개구를 부분적으로 폐쇄하도록 정렬되어 있음으로써, 결과적으로 조절된 공기는 분배된 상태에서 객실 내부로 안내되고, 주변으로 보내진다.

냉매-공기-열 교환기(6, 9) 내에서 냉매로 전달된 열은 냉매-냉각재-열 교환기(4) 내에서 냉각재로 그리고 냉각재-공기-열 교환기(33, 34) 내에서는 냉각재로부터 객실용 공급 공기로 그리고 경우에 따라서는 또한 주변 공기로도 전달된다.

객실로부터 유동 방향(69b-1)으로 공조 장치의 제2 구성 요소(62b)의 제1 요소(62b-1) 내부로 흡인된 순환 공기는 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)의 열 교환 면을 통해 흐르고, 가열된 상태에서 후방 영역에서 그리고 중간 영역에서 유동 방향(63b-1)으로 객실 내부로 안내된다.

열 교환기(48) 내 파워 트레인의 구성 요소를 냉각시키도록 냉각재 순환계(30)를 작동시키기 위해서는, 도 7a 및 도 7b에 따른 제1 열 펌프 모드에서 공조 시스템(1a)을 작동시키기 위한 실시예들이 참조된다.

냉매 순환계(2a) 및 기술된 작동 모드들은, 저압 측에서 액체 상태로부터 기체 상태로의 상 전이를 실행하는 각각의 냉매를 위해 사용될 수 있다. 고압 측에서는, 매질이 가스 냉각/응축 및 초과 냉각을 통해, 흡수된 열을 하나 이상의 히트 싱크로 송출한다. 냉매로서는, 예컨대 R744, R717 등과 같은 천연 물질, R290, R600, R600a 등과 같은 연소 가능 물질, R134a, R152a, HFO-1234yf와 같은 화학 물질, 그리고 다양한 냉매 혼합물이 사용될 수 있다.

1', 1a, 1b: 공조 시스템
2', 2a, 2b: 냉매 순환계
3: 압축기
4: 제1 냉매-냉각재-열 교환기
5: 제1 팽창 기관
6: 제1 냉매-공기-열 교환기, 증발기
7: 내부 열 교환기
8: 제2 팽창 기관
9: 제2 냉매-공기-열 교환기, 증발기
10: 제3 팽창 기관
11: 제2 냉매-냉각재-열 교환기, 증발기
12a, 12b: 제1 유동 경로
13: 제2 유동 경로
14: 제3 유동 경로
15: 제1 분기 지점
16: 제1 입구 지점
17: 제2 분기 지점
18: 제2 입구 지점
19: 제4 팽창 기관
20: 체크 밸브
21: 제3 냉매-공기-열 교환기
22: 제5 팽창 기관
23: 제4 유동 경로
24: 제3 분기 지점
25: 제3 입구 지점
26: 체크 밸브
27: 제5 유동 경로, 바이패스
28: 차단 밸브
30', 30: 냉각재 순환계
31: 이송 장치
32: 추가-가열 열 교환기
33: 제1 냉각재-공기-열 교환기, 가열 열 교환기
34: 제2 냉각재-공기-열 교환기, 가열 열 교환기
35: 제1 유동 경로
36: 제2 유동 경로
37, 43, 46: 분기 지점, 3-경로-밸브
38, 40, 44, 47: 입구 지점
39: 분기 지점, 3-경로-밸브
41: 제3 냉각재-공기-열 교환기
42: 제3 유동 경로
45: 제4 유동 경로
48: 열 교환기
49: 제2 이송 장치
50: 제5 유동 경로
60: 공조 장치의 제1 구성 요소
61: 제1 구성 요소(60)의 객실용 공급 공기의 유동 방향
62, 62a, 62b: 공조 장치의 제2 구성 요소
62b-1: 공조 장치(62b)의 제2 구성 요소의 제1 요소
62b-2: 공조 장치(62b)의 제2 구성 요소의 제2 요소
63, 63a: 제2 구성 요소(62)의 객실용 공급 공기의 유동 방향
63b-1, 63b-2: 제2 구성 요소의 객실용 공급 공기의 유동 방향
64: 제1 구성 요소(60)의 하우징
65: 가열 열 교환기(33)의 공기 안내 장치
66a, 66b-1, 66b-2: 제 구성 요소(62, 62a)의 하우징
67: 가열 열 교환기(34)의 공기 안내 장치
68: 공기 안내 장치
69a, 69b-1, 69b-2: 공조 장치(62)의 제2 구성 요소의 공급 공기의 유동 방향
70a, 70b: 공기 안내 장치
71a, 71b: 차가운 공기의 유동 방향

Claims (25)

1. - 냉매 순환계(2a, 2b)는 압축기(3), 응축기/가스 냉각기로서 작동 가능하고 냉매와 냉각재 순환계(30)의 냉각재 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-냉각재-열 교환기(4), 및 냉매의 유동 방향으로 앞에 놓인 상태로 배열된 제1 팽창 기관(5)을 구비하여 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 하나 이상의 제1 냉매-공기-열 교환기(6)를 구비하며,
   - 냉각재 순환계(30)는 이송 장치(31), 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 하나 이상의 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 및 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4)를 구비하는, 냉매 순환계(2a, 2b) 및 냉각재 순환계(30)를 갖춘, 자동차 공조 시스템(1a, 1b)에 있어서,
   상기 냉매 순환계(2a, 2b)는 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 전달하기 위한 냉매-공기-열 교환기(21)를 구비하여 형성되어 있으며,
   - 상기 냉매-공기-열 교환기(21)는 냉매의 유동 방향으로 제1 냉매-냉각재-열 교환기(4) 뒤에 놓인 상태로 배열되어 있으며,
   - 냉매의 유동 방향으로 상기 냉매-공기-열 교환기(21) 앞에는 팽창 기관(22)이 놓여 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 공조 시스템(1a, 1b).
2. 제1항에 있어서, 상기 냉매 순환계(2a, 2b)는 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제2 냉매-공기-열 교환기(9)를 구비하여 형성되어 있으며, 냉매의 유동 방향으로 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 앞에는 제2 팽창 기관(8)이 놓여 있으며, 상기 냉각재 순환계(30)는 객실용 공급 공기를 가열하기 위한 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
3. 제2항에 있어서, 상기 냉매 순환계(2a, 2b)의 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 상기 냉각재 순환계(30)의 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)는 공조 장치의 제1 구성 요소(60) 내부에 그리고 객실용 공급 공기의 유동 방향(61)으로 연속으로 공기를 공급받을 수 있도록 배열되어 있으며, 상기 냉매 순환계(2a, 2b)의 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 상기 냉각재 순환계(30)의 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 공조 장치의 제2 구성 요소(62, 62a, 62b) 내부에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
4. 제3항에 있어서, 상기 공조 장치의 제1 구성 요소(60)는 객실로부터 송출되는 공기에 의해서 또는 주변 공기에 의해서 또는 객실로부터 송출되는 공기와 주변 공기로 이루어진 혼합물에 의해서 관류 가능하도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
5. 제3항에 있어서, 상기 공조 장치의 제2 구성 요소(62, 62a, 62b)는 객실로부터 송출되는 공기에 의해서 관류 가능하도록 형성되어 있으며, 공기는 객실 내부로 그리고/또는 주변으로 방출될 수 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
6. 제3항에 있어서, 상기 냉매 순환계(2a, 2b)의 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 및 상기 냉각재 순환계(30)의 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 공조 장치의 제2 구성 요소(62, 62a) 내부에서 공기의 유동 방향으로 연속으로 공기를 공급받을 수 있도록 배열될 수 있으며, 상기 제2 구성 요소(62, 62a)는 냉매-공기-열 교환기(9) 둘레로 공기를 안내하기 위한 바이패스를 구비하며, 상기 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해서 그리고 상기 바이패스를 통과해서 공기 질량 흐름을 분배하기 위한 공기 안내 장치(68)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
7. 제3항에 있어서, 상기 공조 장치의 제2 구성 요소(62, 62b)는 상호 분리 배열된 2개의 요소(62b-1, 62b-2)로 형성되어 있으며, 상기 냉각재 순환계(30)의 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 제2 구성 요소(62, 62b)의 제1 요소(62b-1) 내부에 배열되어 있고, 냉매 순환계(2a, 2b)의 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 제2 구성 요소(62, 62b)의 제2 요소(62b-2) 내부에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
8. 제3항에 있어서, 상기 제2 구성 요소(62, 62, 62b)는 하우징(66a, 66b-2)의 벽 내에 형성되어 있고 공기를 주변으로 방출하기 위한 개구 그리고 상기 개구를 개방 및 폐쇄하기 위한 공기 안내 장치(70a, 70b)를 구비하며, 상기 개구는 공기의 유동 방향으로 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 뒤에 배열된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
9. 제2항에 있어서, 제1 팽창 요소(5) 및 제1 냉매-공기-열 교환기(6)는 냉매 순환계(2a, 2b)의 제1 유동 경로(12a, 12b) 내부에 배열되어 있고, 제2 팽창 기관(8) 그리고 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 냉매 순환계(2a, 2b)의 제2 유동 경로(13) 내부에 배열되어 있으며, 상기 유동 경로(12a, 12b, 13)는 서로에 대해 평행하게 냉매에 의해서 관류될 수 있도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
10. 제9항에 있어서, 상기 냉매 순환계(2a, 2b)는 제3 팽창 기관(14) 및 증발기로서 작동 가능한 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)를 갖는 제3 유동 경로(14)를 구비하며, 상기 제3 팽창 기관(10)은 냉매의 유동 방향으로 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 앞에 놓여 있으며, 상기 제3 유동 경로(14)는 제1 유동 경로(12a, 12b) 및 제2 유동 경로(13)에 대해 평행하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
11. 제9항에 있어서, 제1 팽창 기관(5) 및 제1 냉매-공기-열 교환기(6)를 갖는 제1 유동 경로(12a, 12b) 및 제2 팽창 기관(8) 및 제2 냉매-공기-열 교환기(9)를 갖는 제2 유동 경로(13)는 각각 일 분기 지점(15, 17)으로부터 제1 입구 지점(16)까지 연장되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
12. 제11항에 있어서, 제3 팽창 기관(10) 및 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11)를 갖는 제3 유동 경로(14)는 일 분기 지점(17)으로부터 제2 입구 지점(18)까지 연장되도록 형성되어 있으며, 상기 제2 입구 지점(18)은 제1 유동 경로(12a, 12b) 및 제2 유동 경로(13)를 통과하는 냉매의 유동 방향으로 제1 입구 지점(16) 뒤에 배열된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
13. 제9항에 있어서, 냉매의 유동 방향으로 제2 유동 경로(13) 내부에서 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 뒤에 팽창 기관(19)이 배열된 상태로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
14. 제1항에 있어서, 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-공기-열 교환기(21) 앞에 놓인 팽창 기관(22) 및 냉매-공기-열 교환기(21)는 냉매 순환계(2a, 2b)의 유동 경로(23) 내부에 배열되어 있으며, 유동 경로(27)는 냉매-공기-열 교환기(21)를 갖는 유동 경로로의 바이패스로서 형성되어 있으며, 상기 유동 경로(23, 27)는 각각 일 분기 지점(24)과 일 입구 지점(25) 사이에서 연장되도록 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
15. 제14항에 있어서, 냉매-공기-열 교환기(21)를 갖는 유동 경로(23)로의 바이패스로서 형성된 유동 경로(27) 내부에 차단 밸브(28)가 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
16. 제1항에 있어서, 상기 냉매 순환계(2b)는 제1 유동 경로(12b) 내부에 형성된 내부 열 교환기(7)를 구비하며, 상기 내부 열 교환기(7)는 냉매의 유동 방향으로 고압 측에서는 제1 팽창 기관(5) 앞에 배열되어 있고, 저압 측에서는 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 뒤에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
17. 제1항에 있어서, 상기 제1 냉각재-공기-열 교환기(33)는 냉각재 순환계(30)의 제1 유동 경로(35) 내부에 배열되어 있고, 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 냉각재 순환계(30)의 제2 유동 경로(36) 내부에 배열되어 있으며, 상기 유동 경로(35, 36) 및 상기 냉각재-공기-열 교환기(33, 34)는 서로에 대해 평행하게 관류될 수 있도록 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
18. 제1항에 있어서, 상기 냉각재 순환계(30)는 공기로 열을 전달하기 위한 제3 냉각재-공기-열 교환기(41)를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
19. 제18항에 있어서, 상기 제3 냉각재-공기-열 교환기(41)는, 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 및 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)를 구비하여 형성된 유동 경로(35, 36)에 대해 평행하게 냉각재에 의해서 관류될 수 있는 냉각재 순환계(30)의 유동 경로(42) 내부에 배열되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
20. 제14항에 있어서, 상기 냉각재 순환계(30)는, 냉각재-공기-열 교환기(33, 34, 41)를 갖는 유동 경로(35, 36, 42)에 대해 평행하게 형성된 유동 경로(50)를 구비하며, 상기 유동 경로(50)는 증발기로서 작동 가능한 제2 냉매-냉각재-열 교환기(11) 및 제2 이송 장치(49)를 구비하여 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b).
21. 조절될 객실 공급 공기를 위한 냉동 설비 모드에서, 열 펌프 모드에서 그리고 재가열 모드에서 작동시키기 위한 냉매 순환계(2a, 2b) 및 냉각재 순환계(30)를 갖는 자동차 공조 시스템(1a, 1b)을 작동시키기 위한 방법에 있어서,
    냉매의 압력 수준은 냉매와 주변 공기 사이에서 열을 교환하기 위한 냉매-공기-열 교환기(21) 내부에서, 냉매의 유동 방향으로 냉매-공기-열 교환기(21) 앞에 놓인 팽창 기관(22)에 의해서, 작동 모드에 따라 냉매 순환계(2a, 2b)의 고압 수준과 저압 수준 사이에서 무단계적으로 조절됨으로써, 결과적으로 냉매-공기-열 교환기(21)는 압력 수준에 상응하는 주변 공기 온도 위에 있는 냉매의 온도 수준에서 응축기/가스 냉각기로서 작동되고, 열은 냉매로부터 주변 공기로 전달되며, 압력 수준에 상응하는 주변 공기 온도 아래에 있는 냉매의 온도 수준에서는, 냉매-공기-열 교환기(21)가 증발기로서 작동되고, 열은 주변 공기로부터 냉매로 전달되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b)을 작동시키기 위한 방법.
22. 제9항 내지 제20항 중 어느 한 항에 따른 공조 시스템(1a, 1b)의 제21항에 따른 방법에 있어서, 냉매의 압력 수준은, 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 내부에서의 압력 수준 및 객실용 공급 공기를 조절하기 위한 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 내부에서의 압력 수준이 서로 상응하거나 상호 벗어나도록 조절되며, 상기 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 내부에서의 그리고/또는 상기 제2 냉매-공기-열 교환기(9) 내부에서의 하나 이상의 압력 수준은 증발기로서 작동 가능한 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내부의 압력 수준에 상응하거나 증발기로서 작동 가능한 냉매-냉각재-열 교환기(11) 내부의 압력 수준보다 높은 것을 특징으로 하는, 방법.
23. 제22항에 있어서, 상기 제1 냉매-공기-열 교환기(6) 및 상기 제2 냉매-공기-열 교환기(9)는 서로에 대해 평행하게 냉매에 의해서 관류되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b)을 작동시키기 위한 방법.
24. 제21항에 있어서, 제1 냉각재-공기-열 교환기(33) 및 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)는 서로에 대해 평행하게 또는 직렬로 연속으로 냉각재에 의해서 관류되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b)을 작동시키기 위한 방법.
25. 제22항에 있어서,
    - 공기의 유동 방향(63, 63a)으로 제2 냉매-공기-열 교환기(9)에 그리고 그 다음에 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)에 공기가 공급되며, 각각 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름은 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해서 그리고 제2 냉각재-공기-열 교환기(34)의 열 교환 면을 통해서 안내되며 그리고/또는
    - 제2 냉매-공기-열 교환기(9)의 열 교환 면을 통해서 또는 제2 냉매-공기-열 교환기(9)를 통과해서 안내된 공기 질량 흐름의 하나 이상의 부분 공기 질량 흐름이 주변으로 방출되는 것을 특징으로 하는, 공조 시스템(1a, 1b)을 작동시키기 위한 방법.

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