KR20210087328A

KR20210087328A - 리저버 탱크 및 이를 이용하는 차량용 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR20210087328A
Application number: KR1020200000446A
Authority: KR
Inventors: 황인국; 이해준
Original assignee: 한온시스템 주식회사
Priority date: 2020-01-02
Filing date: 2020-01-02
Publication date: 2021-07-12

Abstract

본 발명은 압축기, 수냉식 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 배치되며, 냉매를 순환시켜 실내를 냉방하는 냉매순환라인, 상기 수냉식 응축기를 통해 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 실내를 난방하는 난방라인과 공기 또는 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 배터리 및 전장부품을 냉각시키는 냉각라인을 구비하는 냉각수 순환라인을 포함하며, 상기 냉각수 순환라인에는 상기 난방라인의 냉각수와 상기 냉각라인의 냉각수가 통과하는 리저버 탱크가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공한다.

Description

리저버 탱크 및 이를 이용하는 차량용 히트펌프 시스템{Coolant reservoir tank and heatpump system for vehicle using the same}

실시예는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 히트펌프 시스템의 공조 모드에 관계없이 냉각수가 리저버 탱크를 통과하도록 하는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

환경 친화적인 산업 발전 및 화석원료를 대체하는 에너지원의 개발 기조아래, 근래 자동차 산업에서 가장 주목받는 분야는 전기자동차와 하이브리드 자동차가 있다. 이들 전기자동차와 하이브리드 자동차에는 배터리가 장착되어 구동력을 제공하는데, 주행 운전뿐만 아니라 냉난방 시에도 배터리를 이용한다.

배터리를 이용하여 구동력을 제공하는 차량에서, 냉난방 시 배터리가 열원으로 사용된다는 것은 그만큼 주행거리가 감소된다는 것을 의미하는데, 위 문제를 극복하기 위하여 종래부터 가정용 냉난방장치로 널리 활용된 히트펌프 시스템을 자동차에 적용하는 방법이 제안되었다.

참고로 히트펌프란 저온의 열을 흡수하여 흡수된 열을 고온으로 이동시키는 것을 말한다. 일 예로서의 히트펌프는 액체 냉매가 증발기 내에서 증발하고 주위에서 열을 빼앗아 기체가 되며, 다시 응축기에 의해 주위에 열을 방출하면서 액화되는 사이클을 가진다. 이를 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용하면, 종래 일반적인 공조케이스에 부족한 열원을 확보할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 구조를 나타내는 도면이다.

종래의 차량용 히트펌프 시스템은 3방 밸브(2)와 라이에이터(3) 사이에 냉각수 리저버 탱크(4)가 구비되었다.

그러나, 라디에이터(3)와 3방 밸브(2) 사이에 배치되는 리저버 탱크(4)는 히트펌프 시스템의 공조모드에 따라 냉각수 순환라인과 분리되는 구조이다.

이러한 냉각수 순환라인이 리저버 탱크(4)와 분리되는 구조는 냉각수 라인에 존재하는 가스를 제거하지 못하게 되며(de-gassing), 냉각수 순환라인에 존재하는 가스는 열교환기에서의 열교환 효율을 떨어뜨리며, 이는 히트펌프 시스템의 성능저하를 초래하는 문제가 있다.

실시예는 히트펌프 시스템의 공조 모드에 관계없이 냉각수가 리저버 탱크를 통과하도록 하여 냉각수 순환라인에 존재하는 가스를 감소하여 열교환 효율을 증대하는 것을 목적으로 한다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급된 과제에 국한되지 않으며 여기서 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 실시예는, 압축기, 수냉식 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 배치되며, 냉매를 순환시켜 실내를 냉방하는 냉매순환라인; 상기 수냉식 응축기를 통해 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 실내를 난방하는 난방라인과 공기 또는 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 배터리 및 전장부품을 냉각시키는 냉각라인을 구비하는 냉각수 순환라인;을 포함하며, 상기 냉각수 순환라인에는 상기 난방라인의 냉각수와 상기 냉각라인의 냉각수가 통과하는 리저버 탱크가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공한다.

바람직하게는, 상기 리저버 탱크는 내부가 구획벽을 통해 제1 영역과 제2 영역으로 구획되며, 상기 제1 영역에는 상기 난방라인의 냉각수가 통과하며, 상기 제2 영역에는 상기 냉각라인의 냉각수가 통과하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 리저버 탱크는 제1 영역에는 제1-1 배관과 제1-2 배관이 구비되며, 제2 영역에는 제2-1 배관, 제2-3 배관 및 제2-2 배관이 구비되며, 상기 제1-1 배관 및 제2-1 배관의 높이는 상기 구획벽의 높이 보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획벽의 상부에는 상기 제1 영역과 제2 영역을 연통하는 연통유로가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획벽은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 면접촉을 통해 열교환이 일어나는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획벽은 내측으로 돌출되는 'ㄷ'형상의 단면을 가지도록 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획벽은 에어갭을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각라인에는 냉각수를 외기와 열교환하는 라디에이터가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각라인의 일측에서 분기되어 상기 난방라인과 연결되는 제1 연결라인; 및 상기 냉각라인의 타측에서 분기되어 상기 난방라인과 연결되는 제2 연결라인;을 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 연결라인, 제2 연결라인 및 난방라인은 제1 방향전환밸브에 연결되며, 상기 제1 방향전환밸브에 의해 냉각라인과 난방라인이 서로 연결되거나 연결이 차단되며, 상기 제1-1 배관은 상기 제1 방향전환밸브와, 상기 제1-2 배관은 상기 수냉식 응축기와 연결되며, 상기 제2-1 배관은 상기 라디에이터와 상기 제2-3 배관은 상기 제1 연결라인과, 상기 제2-2 배관은 냉각라인의 일영역과 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 전장부품은 상기 제2 연결라인 상에 배치되고, 상기 냉각라인 상에 배치되는 제1 냉각수 조인트에서 분기되는 제3 연결라인은 칠러를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉각라인은 상기 제2 연결라인과 연결되는 제2 냉각수 조인트가 구비되며, 상기 라디에이터가 배치되는 상기 제2 냉각수 조인트와 상기 리저버 탱크 사이의 상기 냉각라인에는 셧다운밸브가 구비되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 냉방 모드시, 상기 셧다운밸브가 개방되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 히트펌프 모드시, 상기 셧다운밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 난방라인은, 상기 응축기를 통해 냉매와 열교환되는 냉각수와 실내로 유입되는 공기를 열교환하여 가열된 공기를 이용해 실내를 난방하는 히터코어, 및 냉각수의 유동 방향으로 상기 히터코어의 전방에 배치되어 냉각수를 가열하는 냉각수 히터를 포함할 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉매순환라인은 상기 압축기, 상기 수냉식 응축기, 제1 팽창밸브, 공랭식 응축기를 통과한 냉매는 냉매분기부에서 제1 라인과 제2 라인으로 분기되며, 상기 제1 라인에는 제2 팽창밸브와 상기 증발기가 배치되며, 상기 제2 라인에는 제3 팽창밸브와 칠러가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 라인과 제2 라인의 합류부에는 어큐뮬레이터가 배치되는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 냉매분기부를 통과한 냉매는 내부열교환기를 거치면서, 상기 어큐뮬레이터를 통과한 냉매와 열교환 후 상기 팽창밸브로 유입되는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 본 발명의 또 다른 실시예는 차량용 히트펌프 시스템의 난방라인과 냉각라인를 포함하는 냉각수 순환라인에 연결되는 리저버 탱크에 있어서, 상기 리저버 탱크는 하우징; 및 상기 하우징 내부를 제1 영역과 제2 영역으로 구획하는 구획벽;을 포함하며, 상기 제1 영역은 제1-1 배관과 제1-2 배관이 배치되며, 상기 제2 영역은 제2-1 배관, 제2-3 배관 및 제2-2 배관이 배치되는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크로 구현될 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 영역에는 난방라인의 냉각수가 통과하며, 상기 제2 영역에는 냉각라인의 냉각수가 통과하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1-1 배관 및 상기 제2-1 배관의 배치위치는 상기 구획벽의 높이보다 낮은 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 제1 영역을 통과하는 냉각수와 상기 제2 영역을 통과하는 냉각수는 상기 구획벽을 통해 열교환하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획벽은 상기 하우징의 내측으로 돌출되는 형상을 구비하는 것을 특징으로 할 수 있다.

바람직하게는, 상기 구획벽에는 에어갭이 존재하는 것을 특징으로 할 수 있다.

실시예에 따르면, 히트펌프 시스템의 공조 모드에 관계없이 냉각수가 리저버 탱크를 통과하도록 하여 냉각수 순환라인에 존재하는 가스를 감소하여 열교환 효율을 증대할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 구조를 나타내는 도면이고,
도 2는 본 발명의 실시예인 리저버 탱크의 사시도이고,
도 3은 도 2의 측면도이고,
도 4는 도 2의 제1 실시예이고,
도 5는 도 4의 내부 도면이고,
도 6은 도 4의 내부의 또 다른 실시예이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 구조도이고,
도 8은 도 7의 에어컨 모드시에 동작상태를 나타내는 도면이고,
도 9는 도 8의 히트펌프 모드시 동작상태를 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

다만, 본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다.

또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, “A 및(와) B, C 중 적어도 하나(또는 한 개 이상)”로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다.

이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 한정되지 않는다.

그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성 요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 ‘연결’, ‘결합’ 또는 ‘접속’ 되는 경우도 포함할 수 있다.

또한, 각 구성 요소의 “상(위) 또는 하(아래)”에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한, “상(위) 또는 하(아래)”으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 9는, 본 발명을 개념적으로 명확히 이해하기 위하여, 주요 특징 부분만을 명확히 도시한 것이며, 그 결과 도해의 다양한 변형이 예상되며, 도면에 도시된 특정 형상에 의해 본 발명의 범위가 제한될 필요는 없다.

도 2는 본 발명의 실시예인 리저버 탱크의 사시도이고, 도 3은 도 2의 측면도이고, 도 4는 도 2의 제1 실시예이고, 도 5는 도 4의 내부 도면이고, 도 6은 도 4의 내부의 또 다른 실시예이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 리저버 탱크(1a)는 차량용 히트펌프 시스템의 난방라인과 냉각라인을 포함하는 냉각수 순환라인에 연결되어 라디에이터의 과도 압력에 의해 넘치는 냉각수를 저장하고, 라디에이터 내부의 냉각수 수위를 유지하도록 냉각수를 수용할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 리저버 탱크(1a)는 하우징(10)과 구획벽(20)을 포함할 수 있다.

하우징(10)은 냉각수가 수용되는 내부공간을 형성하며, 차량의 형상이나 리저버 탱크(1a)의 배치위치에 따라 다양하게 변형실시될 수 있다.

구획벽(20)은 하우징(10)의 내부에 배치되며, 하우징(10)의 내부공간을 제1 영역(30)과 제2 영역(40)으로 구획할 수 있다. 제1 영역(30)에는 제1-1 배관(31)과 제1-2 배관(32)이 연결되며, 제2 영역(40)에는 제2-1 배관(41), 제2-2 배관(42) 및 제2-3 배관(43)이 배치될 수 있다.

이때, 제1 영역(30)에는 난방라인의 냉각수가 통과하여 제2 영역(40)에는 냉각라인의 냉각수가 통과할 수 있다.

제1 영역(30)에 배치되는 제1-1 배관(31)은 난방라인의 냉각수가 유입되고, 제1-2 배관(32)은 제1 영역(30)을 통과한 냉각수가 유출될 수 있다.

제2 영역(40)에 배치되는 제2-1 배관(41)은 냉각라인의 냉각수가 유입될 수 있으며, 제2-2 배관(42)과 제2-3 배관(43)은 공조모드에 따라 냉각수가 유입되거나 유출될 수 있다.

일실시예로, 구획벽(20)은 'U'자 형상으로 마련되며, 내부에 에어갭(21)이 존재할 수 있다. 이 에어갭(21)은 제1 영역(30)으로 유입되는 냉각수와 제2 영역(40)으로 유입되는 냉각수 사이에 열교환을 방지할 수 있다. 에어갭(21)의 형상은 제한이 없으며, 제1 영역(30)과 제2 영역(40)사이에 공기층을 형성하기 위한 다양한 형상으로 변형실시될 수 있다.

또한, 구획벽(20)의 상부에는 연통유로(50)가 형성될 수 있다. 연통유로(50)는 냉방시의 한 공간에 냉각수가 몰리게 되면, 구획벽(20) 상부에 배치되는 유로를 통해 냉각수가 다른 공간으로 이동하여 양쪽 모두 일정 수위 이상의 냉각수를 유지할 수 있다.

이때, 제1-1 배관(31)과 제2-1 배관(41)의 배치위치는 구획벽(20)의 높이보다 낮게 배치될 수 있다. 이를 통해 히트펌프 시스템의 난방모드시 난방라인과 냉각라인의 냉각수가 섞이는 것을 방지할 수 있다.

도 4는 도 2의 제1 실시예이고, 도 5는 도 4의 내부 도면이고, 도 6은 도 4의 내부의 또 다른 실시예이다.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예인 리저버 탱크(1a)의 구획벽(20)은 제1 영역(30)의 냉각수와 제2 영역(40)의 냉각수가 열교환을 하도록 배치될 수 있다.

구획벽(20)은 얇은 격벽형태로 마련되어 제1 영역(30)의 냉각수와 제2 영역(40)의 냉각수가 열교환하도록 배치될 수 있다. 이를 통해 난방시에 제1 영역(30)과 제2 영역(40)의 냉각수가 일정부분 열교환이 일어나도록 하여 공기중으로 방열을 최소화할 수 있다.

이때, 제1 영역(30)은 제2 영역(40)에 삽입되는 형태로 배치될 수 있다. 이를 위해 구획벽(20)은 하우징(10)의 내측으로 돌출되는 형상을 구비할 수 있다. 일실시예로, 구획벽(20)은 'ㄷ'자 형상으로 마련되며, 내측에 제1 영역(30)이 배치되며, 외측에 제2 영역(40)이 배치될 수 있다.

구획벽(20)의 상부에 형성되는 연통유로(50)는 홀 형태로 마련될 수 있다.

이는 구획벽(20) 상부가 개방되어 있는 도 3의 구조와는 달리, 냉각수가 이동할 수 있는 연통유로(50)가 축소되는 구조이다.

이를 통해, 냉각수에 수위에 따른 이동이 아닌 하우징(10)의 유동에 의한 냉각수의 이동을 최소화할 수 있다.

상기 리저버 탱크(1a)의 구성으로 언급된 제1-1 배관(31), 제1-2 배관(32), 제2-1 배관(41), 제2-2 배관(42) 및 제2-3 배관(43)은 냉각수의 유입유출을 위한 연결부위를 의미하는 것으로 반드시 배관 구조로 한정되는 것이 아니며, 유입홀에 형상으로 마련되어 배관이 직접 삽입되는 구조로 변형실시될 수 있다.

한편, 이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 설명하면 다음과 같다. 단, 본 발명의 일 실시예에 따른 리버버 탱크에서 설명한 바와 동일한 것에 대해서는 그 설명을 생략하기로 한다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 구조도이고, 도 8은 도 7의 에어컨 모드시에 동작상태를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8의 히트펌프 모드시 동작상태를 나타내는 도면이다.

도 7 내지 도 9의 설명에 있어서, 도 2 내지 도 6와 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타내며 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 냉매가 순환되어 실내를 냉방하는 냉매 순환라인(100) 및 냉각수가 순환되어 실내를 난방하고 부품들을 냉각하는 냉각수 순환라인(200)으로 구성될 수 있다. 그리고 냉각수 순환라인(200)은 실내 난방을 위한 난방라인(210) 및 전장부품(231) 및 배터리(237)의 냉각을 위한 냉각라인(230)을 포함할 수 있다.

냉매 순환라인(100)은 압축기(110), 수냉식 응축기(120), 제1 팽창밸브(130), 공랭식 응축기(140), 냉매분기부(101), 냉매분기부(101)에서 분기되는 제1 냉매라인(100a) 및 제2 냉매라인(100b)을 포함하며, 제1 냉매라인(100a)에는 제2 팽창밸브(150)와 증발기(151)가 배치되며, 제2 냉매라인(100b)에는 제3 팽창밸브(160) 및 칠러(161)가 배치되며, 제1 냉매라인(100a)과 제2 냉매라인(100b)을 순환한 냉매는 어큐뮬레이터(170)를 통과한 후, 압축기(110)로 재유입되어 냉매 순환이 일어나게 된다.

이때, 냉매분기부(101)와 증발기(151) 사이에는 냉매열교환기(152)가 배치되며, 냉매열교환기(152)는 냉매분기부(101)에서 증발기(151) 사이를 이용하는 냉매와 어큐뮬레이터(170)에서 압축기(110) 측으로 이동하는 냉매가 열교환이 일어날 수 있도록 배치될 수 있다.

압축기(110)는 엔진(내연기관) 또는 모터 등으로부터 동력을 전달받아 구동하면서 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 수냉식 응축기(120) 측에 배출하게 된다.

수냉식 응축기(120)는 냉방모드 및 난방모드 시 모두 수냉식 응축기(120) 역할을 하게된다. 수냉식 응축기(120)에 흐르는 냉매는 후술할 냉각수 순환라인(200) 상의 냉각수와 서로 열교환된 후 제1 팽창밸브(130)로 이동하게 된다. 이와 같이 수냉식 응축기(120)의 냉매에 의해 가열된 냉각수는 냉각수 순환라인(200)을 통해 실내열교환기로 공급될 수 있다. 일실시예로, 수냉식 응축기(120)는 수냉식 응축기(120)가 사용될 수 있다.

제1 팽창밸브(130)는 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 냉매의 흐름을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 냉매의 유동 방향으로 수냉식 응축기(120)의 후방에 배치될 수 있다.

공랭식 응축기(140)는 수냉식 응축기(120) 또는 증발기(151) 역할을 하며, 제1 팽창밸브(130)의 역할에 따라 공랭식 응축기(140)의 기능이 가변될 수 있다. 즉, 냉매 순환라인(100)이 에어컨 모드로 사용되는 경우 제1 팽창밸브(130)는 완전 개방되어 냉매를 통과시키고 공랭식 응축기(140)는 수냉식 응축기(120)와 함께 수냉식 응축기(120)의 역할을 하며, 냉매 순환라인(100)이 히트펌프 모드로 사용되는 경우 제1 팽창밸브(130)에서는 냉매를 교축하며 공랭식 응축기(140)는 증발기(151) 역할을 한다. 일실시예로, 공랭식 응축기(140)는 외부 공기에 의해 공랭식으로 냉각 또는 가열될 수 있다.

냉매분기부(101)는 공랭식 응축기(140)를 통과한 냉매가 제1 냉매라인(100a) 또는/및 제2 냉매라인(100b)으로 분기되도록 한다.

제1 냉매라인(100a)은 제2 팽창밸브(150)와 증발기(151)가 배치될 수 있다.

제2 팽창밸브(150)는 제1 냉매라인(100a)에서 유입되는 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 냉매의 흐름을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 냉매의 유동 방향으로 증발기(151)의 입구측에 배치될 수 있다.

증발기(151)는 공조케이스(180)의 내부에 설치되고, 제1 냉매라인(100a)에 배치되어 제2 팽창밸브(150)에서 배출된 냉매가 공급되고, 블로어를 통해 공조케이스(180)의 내부를 유동하는 공기가 증발기(151)를 통과하는 과정에서 증발기(151) 내부의 저온 저압의 냉매와 열교환하여 냉풍으로 바뀐 뒤, 차량 실내로 토출되어 차실내를 냉방하게 된다.

제2 냉매라인(100b)은 제3 팽창밸브(160)와 칠러(161)가 배치될 수 있다.

제3 팽창밸브(160)는 제2 냉매라인(100b)에서 유입되는 냉매를 교축하거나 바이패스 시키거나 냉매의 흐름을 차단하는 역할을 할 수 있으며, 냉매의 유동 방향으로 칠러(161)의 입구측에 배치될 수 있다.

칠러(161)는 제3 팽창수단에서 배출된 저온 저압의 냉매가 공급되어 냉각수 순환라인(200)에서 이동하는 냉각수와 열교환된다. 칠러(161)에서 열교환된 차가운 냉각수는 냉각수 순환라인(200)을 순환하여 고온의 배터리(237)와 열교환될 수 있다. 즉 배터리(237)는 냉매와 열교환되는 것이 아니라 냉각수와 열교환된다.

어큐뮬레이터(170)는 압축기(110)의 입구 측에 설치되어 증발기(151) 및/또는 칠러(161)를 경유한 냉매가 합류되며, 냉매 중 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 기상 냉매만 압축기(110)로 공급될 수 있도록 한다.

냉매열교환기(152)는 냉매분기부(101)와 제2 팽창밸브(150) 사이에 배치되며, 냉매분기부(101)에서 제2 냉매라인(100b)을 따라 제2 팽창밸브(150) 사이를 이동하는 냉매와 어큐뮬레이터(170)에서 압축기(110) 측으로 이동하는 냉매가 열교환하도록 한다.

이때, 냉매열교환기(152) 일측에는 냉매분기부(101)와 제2 팽창밸브(150) 사이에는 고압의 냉매가 이동하며, 어큐뮬레이터(170)에서 압축기(110) 사이에는 저압의 냉매가 이동하면서 열교환이 일어나게 된다.

이때, 저압측이 어큐뮬레이터(170) 후단, 즉 압축기(110)의 유입측에 배치되어 어큐뮬레이터(170)에 냉매 저장기능이 가능하도록 하며, 압축기(110)로 유입되는 냉매의 과열도를 확보하여 압축기(110)의 내구성을 증대할 수 있다.

또한, 히트펌프 모드시에는 제2 팽창밸브(150)가 냉매의 흐름을 차단하여, 냉매가 제2 냉매라인(100b)으로 흐르지 않도록 할 수 있다. 냉매열교환기(152)에서 저압측의 압력강하라 과다하게 발생하게 되면, 저압측의 압력이 너무 낮아지게 되어 히트펌프의 사용이 불가능해진다. 또한, 히트펌프를 작동하더라도 저압이 상단히 낮은 상태로 형성되어 냉매 순환라인(100)을 순환하는 냉매의 유량이 감소하게되어 히트펌프의 성능이 낮아지는 문제가 있다. 본 발명에서는 히트펌프 모드시에 냉매가 냉매열교환기(152) 측으로 흐르지 않도록 제어하여 냉매 열교환기에서 저압측의 압력강하를 최소화 할 수 있다.

냉각수 순환라인(200)은 실내 난방을 위한 난방라인(210) 및 전장부품(231) 및 배터리(237)의 냉각을 위한 냉각라인(230)을 포함할 수 있다.

난방라인(210)은 수냉식 응축기(120), 제1 펌프(211), 냉각수히터(212), 히터코어(213) 및 제1 방향전환밸브(214)를 포함할 수 있다.

수냉식 응축기(120)는 상기한 바와 같이 냉매 및 냉각수가 통과하면서 서로 열교환될 수 있다.

제1 펌프(211)는 난방라인(210)을 따라 냉각수가 순환되도록 냉각수를 압송하는 수단이며, 제1 펌프(211)는 냉각수의 유동 방향으로 수냉식 응축기(120)의 후방에 배치되어 냉각수라인 상에 설치될 수 있다.

냉각수히터(212)는 냉각수를 가열하는 장치이며, 냉각수의 유동 방향으로 제1 펌프(211)의 후방 및 히터코어(213)의 전방에 배치되어 연결될 수 있다. 그리고 냉각수히터(212)는 냉각수의 온도가 특정한 온도 이하일 경우 가동될 수 있으며, 전력을 이용해 발열할 수 있는 인덕션 히터, 씨즈 히터, 피티씨 히터, 필름 히터 등 다양한 구성들이 사용될 수 있다.

히터코어(213)는 차량의 공조장치 내에 배치될 수 있으며, 송풍기에 의해 유동되는 공기가 히터코어(213)를 거치며 승온되어 차량의 실내로 공급되어 차량의 실내 난방에 이용될 수 있다. 그리고 히터코어(213)는 냉각수의 유동 방향으로 냉각수히터(212)의 후방에 배치되어 연결될 수 있다.

제1 방향전환밸브(214)는 히터코어(213)와 수냉식 응축기(120)의 사이에 설치될 수 있으며, 난방라인(210)과 이후에 설명할 냉각라인(230)을 선택적으로 연결하거나 연결을 차단하도록 구성될 수 있다.

보다 상세하게 제1 방향전환밸브(214)는 난방라인(210) 상에 설치되어 2개의 냉각수라인 배관이 제1 방향전환밸브(214)에 연결되고, 냉각라인(230)의 일측에서 분기된 1개의 제1 연결라인(221)이 제1 방향전환밸브(214)에 연결되며, 냉각라인(230)의 타측에서 분기된 1개의 제2 연결라인(222)이 제1 방향전환밸브(214)에 연결될 수 있다. 즉, 제1 방향전환밸브(214)에서는 4개의 냉각수 라인이 만나도록 연결되며, 제1 방향전환밸브(214)는 4개의 냉각수 라인들이 서로 연결되거나 차단된 상태를 조절할 수 있는 4방향의 방향전환밸브가 될 수 있다.

냉각라인(230)은 라디에이터(233), 리저버 탱크(1a), 제2 펌프(239), 제1 방향전환밸브(214), 전장부품(231), 제1 냉각수 조인트(235), 제2 냉각수 조인트(232), 제3 펌프(236), 배터리(237), 칠러(161) 및 제3 방향전환밸브(234)를 포함할 수 있다.

라디에이터(233)는 전장부품(231) 또는 배터리(237)와 열교환된 냉각수를 냉각시키며, 라디에이터(233)는 냉각팬(233a)에 의해 공랭식으로 냉각될 수 있다.

리저버 탱크(1a)는 냉각라인(230) 상에 설치되어 3개의 냉각수 배관이 리저버 탱크(1a)에 연결되고, 난방라인(210)과 냉각라인(230)이 연결되도록 제1 방향전환밸브(214)와 리저버 탱크(1a)가 제1 연결라인(221)으로 연결될 수 있다.

리저버 탱크(1a)는 내부가 구획벽(20)을 통해 제1 영역(30)과 제2 영역(40)으로 구획되며, 제1 영역(30)에는 난방라인의 냉각수가 통과하며, 제2 영역(40)에는 냉각라인의 냉각수가 통과할 수 있다.

리저버 탱크(1a)의 제1 영역(30)에는 제1-1 배관(31)과 제1-2 배관(32)이 배치되며, 제2 영역(40)에는 제2-1 배관(41), 제2-2 배관(42), 제2-3 배관(43)이 배치될 있다.

제1-1 배관(31)은 제1 방향전환밸브와, 제1-2 배관(32)은 수냉식 응축기와 연결되며, 제2-1 배관(41)은 라디에이터와 제2-3 배관(43)은 상기 제1 연결라인과, 제2-2 배관(42)은 냉각라인의 일영역과 연결될 수 있다.

라디에이터(233)을 거쳐 리저버 탱크(1a)로 이동하는 냉각수는 냉각라인에 배치되는 셧오프밸브(240)에 의해 이동이 제어될 수 있다.

일실시예로, 셧오프밸브(240)는 제2 냉각수 조인트(232)와 라디에이터(233) 사이에 배치되어 리저버 탱크(1a)로 유입되는 냉각수를 제어할 수 있다.

제2 펌프(239)는 냉각라인(230)을 따라 냉각수가 순환되도록 냉각수를 압송하는 수단이다. 그리고 제2 펌프(239)는 제1 방향전환밸브(214)와 리저버 탱크(1a) 사이의 제1 연결라인(221) 상에 설치되어, 제2 펌프(239)의 작동에 의해 리저버 탱크(1a)에서 제1 방향전환밸브(214)쪽으로 냉각수가 흐를 수 있다.

제1 방향전환밸브(214)는 상기한 난방라인(210)에서 설명한 바와 같다.

전장부품(231)은 제1 방향전환밸브(214)와 제2 냉각수 조인트(232)를 연결하는 제2 연결라인(222) 상에 배치되어, 냉각수에 의해 전장부품(231)이 냉각될 수 있다. 그리고 전장부품(231)은 구동 모터, 인버터, 충전기(OBC; On Board Charger) 등이 될 수 있다.

제3 펌프(236)는 냉각라인(230)을 따라 냉각수가 순환되도록 냉각수를 압송하는 수단이다. 그리고 제3 펌프(236)는 제1 냉각수 조인트(235)와 배터리(237) 사이의 냉각수라인에 설치되어, 제3 펌프(236)에서 배터리(237)쪽으로 냉각수가 흐를 수 있다.

배터리(237)는 차량의 동력원이며, 차량 내 각종 전장부품(231)의 구동원이 될 수 있다. 또는 배터리(237)는 연료전지와 연결되어 전기를 저장하는 역할을 하거나, 외부에서 공급되는 전기를 저장하는 역할을 할 수 있다. 그리고 배터리(237)는 제3 펌프(236)와 제3 방향전환밸브(234) 사이의 냉각수라인 상에 배치될 수 있다. 그리하여 유동되는 냉각수와 열교환되어 배터리(237)가 냉각되거나 가열될 수 있다.

제1 냉각수 조인트(235)는 냉각수의 유동방향으로 리저버 탱크(1a)의 후방의 냉각수 라인에 설치되며, 제1 냉각수 조인트(235)는 3개의 냉각수라인이 만나도록 연결된다. 즉, 제1 냉각수 조인트(235)는 냉각라인(230) 상에 양측이 연결되도록 설치되며, 하측에는 제3 연결라인(223)이 연결될 수 있다. 여기에서 제3 연결라인(223)은 칠러(161)를 통과하도록 연결될 수 있다.

제2 냉각수 조인트(232)는 제2 연결라인(222)의 후단이 냉각라인(230)과 만나는 지점에 설치될 수 있으며, 제2 냉각수 조인트(232)에서 3개의 냉각수라인이 만나도록 연결된다. 즉, 제2 냉각수 조인트(232)는 냉각라인(230) 상에 양측이 연결되도록 설치되며, 상측에는 제2 연결라인(222)이 연결될 수 있다.

칠러(161)는 상기한 난방라인(210)에서 설명한 바와 같다.

제3 방향전환밸브(234)는 배터리(237)와 제2 냉각수 조인트(232) 사이의 냉각수라인 상에 설치되며, 2개의 냉각수 배관이 제3 방향전환밸브(234)에 연결되고, 제3 방향전환밸브(234)의 상측에 제3 연결라인(223)이 연결되어 배터리(237)와 제3 연결라인(223)이 병렬로 연결되도록 구성될 수 있다. 이때, 리저버 탱크(1a)는 3개의 냉각수라인들이 서로 연결되거나 차단된 상태를 조절할 수 있는 3방향의 방향전환밸브가 될 수 있다.

그리고 공조장치는 공기를 송풍시킬 수 있도록 일측에 송풍기가 설치되어 있으며, 공조장치의 내부에는 온도조절도어가 설치될 수 있다. 또한, 공조장치 내에 배치된 증발기(151) 및 히터코어(213)는 온도조절도어의 작동에 따라 송풍기에서 토출된 공기가 증발기(151)만을 거친 후 실내로 유입되도록 하거나, 증발기(151)를 거친 후 히터코어(213)를 통과하여 실내로 유입될 수 있도록 배치 및 구성될 수 있다.

도 8은 도 7의 에어컨 모드시에 동작상태를 나타내는 도면이다.

도 8을 참조하면, 에어컨 모드시 냉매 순환라인(100)에서는 압축기(110)가 작동하여 압축기(110)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(110)서 토출된 냉매는 수랭식 응축기(120)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수랭식 응축기(120)에서 냉각된 냉매는 공랭식 응축기(140) 측으로 완전히 개방된 상태의 제1 팽창밸브(130)를 통과하여 공랭식 응축기(140)로 유입되며, 냉매는 공랭식 응축기(140)에서 외부 공기와 열교환되어 냉각된다. 즉, 수랭식 응축기(120) 및 공랭식 응축기(140)가 모두 응축기(120)의 역할을 하여 냉매를 응축시킨다.

응축된 냉매는 냉매분기부(101)를 지나며, 이후 냉매열교환기(152)에서 어큐뮬레이터(170)에서 압축기(110) 측으로 이동하는 냉매와 열교환된 후, 제2 팽창밸브(150)을 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 이후 팽창된 냉매는 증발기(151)를 거치면서 공조케이스(180)의 송풍기에 의해 송풍되는 공기와 열교환되어 냉매가 증발되면서 공기가 냉각되어, 냉각된 공기를 차량의 실내로 공급하여 실내 냉방이 이루어진다.

그리고 증발기(151)에서 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(170)와 냉매열교환기(152)를 거쳐 다시 압축기(110)로 유입된다. 이때, 제3 팽창수단은 차단되어 칠러(161)로 냉매가 흐르지 않을 수 있다.

그리고 증발기(151)에서 증발된 냉매는 어큐뮬레이터(170)와 냉매열교환기(152)를 거쳐 다시 압축기(110)로 유입된 후, 상기한 바와 같은 과정을 반복하면서 냉매가 순환된다.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1 펌프(211), 제2 펌프(239) 및 제3 펌프(236)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수에 의해 응축기(120)를 통과하는 냉매, 전장부품(231) 및 배터리(237)가 냉각될 수 있으며, 가열된 냉각수는 라디에이터(233)에서 냉각팬(233a)의 작동에 의해 외부 공기와 열교환되어 냉각될 수 있다.

이때, 제1 방향전환밸브(214)는 난방라인(210)과 냉각라인(230)을 연결하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1 방향전환밸브(214)는 상측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다.

그리고 셧오프밸브(240)는 개방되어 라디에이터를 통과하는 냉각수를 순환시킬 수 있다.

리저버 탱크(1a)는 난방라인(210)의 냉각수가 제1 영역(30)을 통해 이동하게 되며, 냉각라인(230)의 냉각수가 제2 영역(40)을 통해 이동할 수 있다.

그리하여 냉각수는 라디에이터(233)에서부터 리저버 탱크(1a)의 제1 영역(30), 제2 펌프(239), 제1 방향전환밸브(214), 응축기(120), 제1 펌프(211), 냉각수히터(212), 히터코어(213), 제1 방향전환밸브(214), 전장부품(231), 제2 냉각수 조인트(232)를 차례대로 거쳐 다시 라디에이터(233)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다.

여기에서 리저버 탱크(1a)의 제2 영역(40)를 통과하는 냉각수 중 일부는 우측으로 유동되어 제1 냉각수 조인트(235), 제3 펌프(236), 배터리(237), 제3 방향전환밸브(234), 제2 냉각수 조인트(232)를 차례대로 거쳐 다시 라디에이터(233)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다. 이때, 전장부품(231)을 통과한 냉각수와 배터리(237)를 통과한 냉각수는 제2 냉각수 조인트(232)에서 합류되어 전장용 라디에이터(233)로 유입될 수 있다.

또한, 제3 연결라인(223)에 연결되는 제3 방향전환밸브(234)는 좌측과 우측이 개방되고, 상측이 폐쇄되어 제3 연결라인(223)으로 냉각수가 흐르지 않도록 할 수 있다.

이와 같은 에어컨 모드시, 배터리(237)는 전장용 라디에이터(233)에 의해 냉각될 수 있어, 냉매가 칠러(161)쪽을 순환하지 않도록 할 수 있으므로 압축기(110)의 구동에 소모되는 동력을 저감할 수 있는 장점이 있다.

도 9는 도 8의 히트펌프 모드시 동작상태를 나타내는 도면이다.

도 9를 참조하면, 히트펌프 모드시 냉매 순환라인(100)에서는 압축기(110)가 작동하여 압축기(110)에서 고온고압의 냉매가 토출된다. 그리고 압축기(110)에서 토출된 냉매는 수냉식 응축기(120)에서 냉각수와 열교환되어 냉각된다. 이어서 수냉식 응축기(120)에서 냉각된 냉매는 제1 팽창밸브(130)를 통과하면서 교축되어 냉매가 팽창되며, 팽창된 냉매는 공랭식 응축기(140)를 거치면서 외부 공기와 열교환되어 냉매가 증발되면서 외부 공기의 열을 흡수한다.

제2 팽창밸브(150)는 폐쇄되어 냉매가 냉매열교환기(152)와 증발기(151)가 배치되는 제1 냉매라인(100a)을 통과하지 않도록 할 수 있다.

냉매는 냉매 분기부를 지나 완전 개방된 상태의 제3 팽창밸브(160)를 통과하여 칠러(161)로 유입되며, 칠러(161)에서는 냉매와 냉각수가 열교환되어 냉매가 가열될 수 있다.

칠러(161)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(170)를 거쳐 다시 압축기(110)로 유입된다.

한편, 냉각수 순환라인(200)의 냉각수는 제1 펌프(211), 제2 펌프(239) 및 제3 펌프(236)의 작동에 의해 순환된다. 그리고 냉각수는 수냉식 응축기(120)를 통과하면서 가열되고, 냉각수히터(212)에 의해 가열되며, 전장부품(231) 및 배터리(237)의 열로 가열될 수 있으며, 칠러(161)를 통과하면서 냉각될 수 있다.

이때, 제1 방향전환밸브(214)은 난방라인(210)과 냉각라인(230)을 분리하는 방향으로 조절될 수 있다. 보다 상세하게는 제1 방향전환밸브(214)는 상측과 우측이 서로 연결되어 냉각수가 유통되고 하측과 좌측이 서로 연결되어 냉각수가 유통될 수 있다.

그리고 셧다운밸브(240)는 차단되어 제2 영역(40)의 제2-1 배관(41)으로 유입되는 냉각수라인은 폐쇄될 수 있다.

그리하여 난방라인(210)의 냉각수는 제1 펌프(211), 냉각수히터(212), 히터코어(213), 제1 방향전환밸브(214), 리저버 탱크(1a)의 제1 영역(30), 응축기(120)를 차례대로 거쳐 다시 제1 펌프(211)로 유입되어 순환되는 사이클이 반복된다.

그리고 난방라인(210)과 분리된 냉각라인(230)의 냉각수는 제2 펌프(239)에서부터 제1 방향전환밸브(214), 전장부품(231), 제2 냉각수 조인트(232), 제3 방향전환밸브(234)로 이동하며, 제3 방향전환밸브(234)는 상측과 좌우측이 모두 연결될 수 있다.

제3 펌프(236)를 통해 순환되는 냉매는 배터리(237)를 거쳐 제3 방향전환밸브(234)로 이동하며, 전장부품(231)을 통과한 냉매와 합류되어 칠러(161)측으로 이동하게 된다. 칠러(161)에서 냉각된 냉각수는 제1 냉각수조인트에서 분기되어 이동하게 된다.

제3 방향전환밸브(234)는 외기의 온도에 따라 동작이 제어될 수 있으며, 특히 외기 온도가 매우 낮아 난방성능의 향상이 필요한 경우 배터리(237)측으로 이동하는 라인을 폐쇄하도록 동작할 수 있다.

이후, 제1 냉각수 조인트(235)를 통과한 냉각수는 리저버 탱크(1a)의 제2 영영을 통과한 후, 제2 펌프(239)로 유입되어 순환하는 사이클이 반복될 수 있다. 이때, 제1 냉각수 조인트(235)를 통과한 냉각수는 제2 영역(40)의 제2-2 배관(42)으로 유입되어 제2-3 배관(43)으로 유출될 수 있다.

이상으로 본 발명의 실시 예에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 살펴보았다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1a : 리저버 탱크 10 : 하우징
20 : 구획벽 21 : 에어갭
30 ; 제1 영역 31 : 제1-1 배관
32 ; 제1-2 배관 40 : 제2 영역
41 : 제2-1 배관 42 : 제2-2 배관
43 : 제2-3 배관 50 : 연통유로
100 : 냉매 순환라인 100a : 제1 냉매라인
100b : 제2 냉매라인 101 : 냉매분기부
110 : 압축기 120 : 수냉식 응축기
130 : 제1 팽창밸브 140 : 공랭식 응축기
140a, 151a : 체크밸브 150 : 제2 팽창밸브
151 : 증발기 152 : 냉매열교환기
160 : 제3 팽창밸브 161 : 칠러
170 : 어큐뮬레이터 180 : 공조케이스
200 : 냉각수 순환라인 210 : 난방라인
211 : 제1 펌프 212 : 냉각수히터
213 : 히터코어 214 : 제1 방향전환밸브
221 : 제1 연결라인 222 : 제2 연결라인
223 : 제3 연결라인 230 : 냉각라인
231 : 전장부품 232 ; 제2 냉각수조인트
233 : 라디에이터 233a : 냉각팬
234 : 제3 방향전환밸브 235 : 제1 냉각수조인트
236 : 제3 펌프 237 : 배터리
238 : 제2 방향전환밸브 239 : 제2 펌프
240 : 셧다운밸브

Claims

압축기, 수냉식 응축기, 팽창밸브 및 증발기가 배치되며, 냉매를 순환시켜 실내를 냉방하는 냉매순환라인;
상기 수냉식 응축기를 통해 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 실내를 난방하는 난방라인과 공기 또는 상기 냉매와 열교환되는 냉각수를 순환시켜 배터리 및 전장부품을 냉각시키는 냉각라인을 구비하는 냉각수 순환라인;
을 포함하며,
상기 냉각수 순환라인에는 상기 난방라인의 냉각수와 상기 냉각라인의 냉각수가 통과하는 리저버 탱크가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 리저버 탱크는 내부가 구획벽을 통해 제1 영역과 제2 영역으로 구획되며, 상기 제1 영역에는 상기 난방라인의 냉각수가 통과하며, 상기 제2 영역에는 상기 냉각라인의 냉각수가 통과하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 리저버 탱크는 제1 영역에는 제1-1 배관과 제1-2 배관이 구비되며, 제2 영역에는 제2-1 배관, 제2-3 배관 및 제2-2 배관이 구비되며,
상기 제1-1 배관 및 제2-1 배관의 높이는 상기 구획벽의 높이 보다 낮은 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 구획벽의 상부에는 상기 제1 영역과 제2 영역을 연통하는 연통유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 구획벽은 상기 제1 영역과 상기 제2 영역이 면접촉을 통해 열교환이 일어나는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제5 항에 있어서,
상기 구획벽은 내측으로 돌출되는 'ㄷ'형상의 단면을 가지도록 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제2 항에 있어서,
상기 구획벽은 에어갭을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제3 항에 있어서,
상기 냉각라인에는 냉각수를 외기와 열교환하는 라디에이터가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제8 항에 있어서,
상기 냉각라인의 일측에서 분기되어 상기 난방라인과 연결되는 제1 연결라인; 및 상기 냉각라인의 타측에서 분기되어 상기 난방라인과 연결되는 제2 연결라인;을 포함하는 차량용 히트펌프 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 제1 연결라인, 제2 연결라인 및 난방라인은 제1 방향전환밸브에 연결되며, 상기 제1 방향전환밸브에 의해 냉각라인과 난방라인이 서로 연결되거나 연결이 차단되며,
상기 제1-1 배관은 상기 제1 방향전환밸브와, 상기 제1-2 배관은 상기 수냉식 응축기와 연결되며,
상기 제2-1 배관은 상기 라디에이터와 상기 제2-3 배관은 상기 제1 연결라인과, 상기 제2-2 배관은 냉각라인의 일영역과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제10 항에 있어서,
상기 전장부품은 상기 제2 연결라인 상에 배치되고, 상기 냉각라인 상에 배치되는 제1 냉각수 조인트에서 분기되는 제3 연결라인은 칠러를 통과하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제9 항에 있어서,
상기 냉각라인은 상기 제2 연결라인과 연결되는 제2 냉각수 조인트가 구비되며,
상기 라디에이터가 배치되는 상기 제2 냉각수 조인트와 상기 리저버 탱크 사이의 상기 냉각라인에는 셧다운밸브가 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제12 항에 있어서,
냉방 모드시, 상기 셧다운밸브가 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제13 항에 있어서,
히트펌프 모드시, 상기 셧다운밸브가 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 난방라인은,
상기 응축기를 통해 냉매와 열교환되는 냉각수와 실내로 유입되는 공기를 열교환하여 가열된 공기를 이용해 실내를 난방하는 히터코어, 및 냉각수의 유동 방향으로 상기 히터코어의 전방에 배치되어 냉각수를 가열하는 냉각수 히터를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1 항에 있어서,
상기 냉매순환라인
상기 압축기, 상기 수냉식 응축기, 제1 팽창밸브, 공랭식 응축기를 통과한 냉매는 냉매분기부에서 제1 라인과 제2 라인으로 분기되며,
상기 제1 라인에는 제2 팽창밸브와 상기 증발기가 배치되며,
상기 제2 라인에는 제3 팽창밸브와 칠러가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제16 항에 있어서,
상기 제1 라인과 제2 라인의 합류부에는 어큐뮬레이터가 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제17 항에 있어서,
상기 냉매분기부를 통과한 냉매는 내부열교환기를 거치면서, 상기 어큐뮬레이터를 통과한 냉매와 열교환 후 상기 팽창밸브로 유입되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
차량용 히트펌프 시스템의 난방라인과 냉각라인를 포함하는 냉각수 순환라인에 연결되는 리저버 탱크에 있어서,
상기 리저버 탱크는
하우징; 및 상기 하우징 내부를 제1 영역과 제2 영역으로 구획하는 구획벽;
을 포함하며,
상기 제1 영역은 제1-1 배관과 제1-2 배관이 배치되며,
상기 제2 영역은 제2-1 배관, 제2-3 배관 및 제2-2 배관이 배치되는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.
제19 항에 있어서,
상기 제1 영역에는 난방라인의 냉각수가 통과하며, 상기 제2 영역에는 냉각라인의 냉각수가 통과하는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.
제19 항에 있어서,
상기 구획벽의 상부에는 상기 제1 영역과 제2 영역을 연통하는 연통유로가 구비되는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.
제21 항에 있어서,
상기 제1-1 배관 및 상기 제2-1 배관의 배치위치는 상기 구획벽의 높이보다 낮은 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.
제19 내지 제22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 영역을 통과하는 냉각수와 상기 제2 영역을 통과하는 냉각수는 상기 구획벽을 통해 열교환하는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.
제23 항에 있어서,
상기 구획벽은 상기 하우징의 내측으로 돌출되는 형상을 구비하는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.
제19 항에 있어서,
상기 구획벽에는 에어갭이 존재하는 것을 특징으로 하는 리저버 탱크.