KR20220053844A - Automotive heat pump system - Google Patents

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KR20220053844A
KR20220053844A KR1020200138065A KR20200138065A KR20220053844A KR 20220053844 A KR20220053844 A KR 20220053844A KR 1020200138065 A KR1020200138065 A KR 1020200138065A KR 20200138065 A KR20200138065 A KR 20200138065A KR 20220053844 A KR20220053844 A KR 20220053844A
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expansion valve
heat exchanger
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KR1020200138065A
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Inventor
김철민
이강종
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주식회사 두원공조
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Abstract

The present invention provides a heat pump system for a vehicle, which comprises a compressor, an indoor condenser, a planar heat exchanger, an outdoor heat exchanger, an evaporator, an accumulator, a waste heat chiller, an expansion valve unit, an opening and closing valve, and a control unit.

Description

차량용 히트펌프 시스템{Automotive heat pump system}Automotive heat pump system

본 발명은 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실내 컨덴서와 실외 열교환기에서 공기와 폐열칠러에서 냉각수 및 판형 열교환기에서 냉매들 간의 열교환된 냉매를 이용하여 차량의 냉난방을 실시하는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle heat pump system, and more particularly, to a vehicle heat that performs heating and cooling of a vehicle using refrigerant exchanged between air in an indoor condenser and an outdoor heat exchanger and coolant in a waste heat chiller and refrigerants in a plate heat exchanger It relates to the pump system.

한국 공개특허 제2016-0022956호에 기재된 배경기술을 참조하면, 차량용 공조장치는, 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방시스템은, 냉매사이클의 증발기측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어, 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어, 차량 실내를 난방하도록 구성된다.Referring to the background art described in Korean Patent Laid-Open No. 2016-0022956, an air conditioner for a vehicle generally includes a cooling system for cooling the interior of a vehicle and a heating system for heating the interior of the vehicle. The cooling system is configured to cool the vehicle interior by heat-exchanging air passing through the outside of the evaporator on the evaporator side of the refrigerant cycle with the refrigerant flowing inside the evaporator to cool the vehicle interior. It is configured to heat the interior of the vehicle by converting air passing through the outside of the core to heat by heat-exchanging it with coolant flowing through the inside of the heater core.

한편, 상기한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있는데, 예컨대 2개의 열교환기(즉, 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기)와, 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브를 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 역할을 하게 되며, 난방모드가 가동될 경우에는 상기 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 역할을 하게 된다.On the other hand, different from the above-described vehicle air conditioner, a heat pump system that can selectively perform cooling and heating by changing the flow direction of a refrigerant using one refrigerant cycle is applied, for example, two heat exchangers. (that is, an indoor heat exchanger installed inside the air conditioning case to exchange heat with air blown into the vehicle interior, and an outdoor heat exchanger for heat exchange outside the air conditioning case), and a directional control valve capable of switching the flow direction of the refrigerant do. Accordingly, when the cooling mode is operated according to the flow direction of the refrigerant by the directional control valve, the indoor heat exchanger plays a role of a cooling heat exchanger, and when the heating mode is operated, the indoor heat exchanger serves as a heating heat exchanger will do

이러한, 차량용 히트펌프 시스템으로 다양한 종류가 제안되고 있는데, 그 대표적인 일 예가 도 1에 도시되어 있다.Various types of heat pump systems for vehicles have been proposed, and a representative example thereof is shown in FIG. 1 .

도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템은, 냉매를 압축하고 토출하는 압축기(30)와, 상기 압축기(30)로부터 토출되는 냉매를 방열시키는 실내 열교환기(32)와, 병렬구조로 설치되어 상기 실내 열교환기(32)를 통과한 냉매를 선택적으로 통과시키는 제1팽창밸브(34) 및 제1바이패스 밸브(36)와, 상기 제1팽창밸브(34) 또는 제1바이패스 밸브(36)를 통과한 냉매를 실외에서 열교환시키는 실외열교환기(48)와, 상기 실외열교환기(48)를 통과한 냉매를 증발시키는 증발기(60)와, 상기 증발기(60)를 통과한 냉매를 기상과 액상의 냉매로 분리하는 어큐뮬레이터(Accumulator, 62)와, 상기 증발기(60)로 공급되는 냉매와, 압축기(30)로 복귀하는 냉매를 열교환시키는 내부열교환기(50)와, 상기 증발기(60)로 공급되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 제2팽창밸브(56)와, 그리고 상기 제2팽창밸브(56)와 병렬로 설치되어 상기 실외열교환기(48)의 출구측과 상기 어큐뮬레이터(62)의 입구측을 선택적으로 연결하는 제2바이패스 밸브(58)를 포함하여 이루어진다.The vehicle heat pump system shown in FIG. 1 includes a compressor 30 for compressing and discharging a refrigerant, an indoor heat exchanger 32 for dissipating heat from the refrigerant discharged from the compressor 30, and is installed in a parallel structure. The first expansion valve 34 and the first bypass valve 36 for selectively passing the refrigerant passing through the heat exchanger 32, and the first expansion valve 34 or the first bypass valve 36 An outdoor heat exchanger (48) for exchanging the refrigerant passing through outdoors, an evaporator (60) for evaporating the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger (48), and an evaporator (60) for converting the refrigerant that has passed through the evaporator (60) into a gaseous and liquid phase An accumulator (62) separating the refrigerant, an internal heat exchanger (50) for exchanging heat between the refrigerant supplied to the evaporator (60) and the refrigerant returning to the compressor (30), and the refrigerant supplied to the evaporator (60) a second expansion valve 56 for selectively expanding the and a second bypass valve 58 for connecting them.

도 1 중 도면부호 10은 상기 실내 열교환기(32)와 증발기(60)가 내장되는 공조케이스, 도면부호 12는 냉기와 온기의 혼합량을 조절하는 온도조절도어, 도면부호 20은 상기 공조케이스의 입구에 설치되는 송풍기를 각각 나타낸다.In FIG. 1, reference numeral 10 denotes an air conditioning case in which the indoor heat exchanger 32 and the evaporator 60 are built-in, reference numeral 12 denotes a temperature control door for controlling the mixing amount of cold and warm air, and reference numeral 20 denotes an inlet of the air conditioning case Each blower installed on the

이러한 종래의 히트펌프 시스템은 실외열교환기의 앞단에서 난방팽창하여 사이클이 형성됨으로써 극저온(-10℃ 이하)으로 떨어질 경우 난방 성능이 저하되는 문제점이 발생하고, 외기열원이 부족할 경우 저압 상태에 따라 최소 성능만 유지되는 문제점이 발생하였다.In such a conventional heat pump system, heating and expansion cycles are formed at the front end of the outdoor heat exchanger, so that when the temperature drops to a cryogenic temperature (-10°C or less), the heating performance deteriorates. There was a problem that only performance was maintained.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 판형 열교환기에서 중간압의 냉매와 고온의 냉매를 열교환한 후 열교환된 냉매를 압축기로 공급하여 압축기의 고압을 낮출 수 있으면서 압축기로 공급되는 냉매량을 증가시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and after exchanging a medium-pressure refrigerant and a high-temperature refrigerant in a plate heat exchanger, the heat-exchanged refrigerant is supplied to the compressor to lower the high pressure of the compressor and supplied to the compressor. An object of the present invention is to provide a vehicle heat pump system capable of increasing the amount of refrigerant.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체 상태로 토출하는 압축기; 상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 및 난방제습모드 시 실내를 난방시키는 실내 컨덴서; 상기 실내 컨덴서와 제2유로에 의해 연결되고 상기 실내 컨덴서에서 토출되는 냉매가 인입되며, 가스인젝션 난방모드 및 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제2유로에서 분기된 후 감압된 냉매와 열교환으로 냉매를 응축시키는 판형 열교환기; 상기 판형 열교환기와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 판형 열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부에서 공급되는 공기와 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외 열교환기; 상기 실외 열교환기와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 실외 열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 차량 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 실내를 냉방시키는 증발기; 상기 증발기와 상기 압축기를 연결하는 제5유로 상에 구비되며 상기 증발기에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하면서 인입된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하고, 분리된 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터; 상기 제3유로에서 분기되어 상기 실외 열교환기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하는 제6유로와 연결되는 제7유로 상에 구비되고, 상기 판형 열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 난방모드 및 난방제습모드 시 냉각수 열원인 냉각수와 열교환하며, 열교환된 냉매를 상기 제6유로를 통해 상기 어큐뮬레이터로 공급하는 폐열칠러; 및 상기 제3유로 상, 상기 제4유로 상에서 상기 증발기의 전단, 상기 제7유로 상에서 상기 폐열칠러의 전단, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 판형 열교환기와 연결되는 제1분기유로 상에 구비되어 상기 제3유로, 제4유로, 제7유로, 및 제1분기유로로 이동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 팽창밸브부; 상기 제6유로 상에 구비되어 상기 제6유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브; 및 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 제1분기유로와 연결되는 상기 판형 열교환기는 제2분기유로에 의해 상기 압축기와 연결되며, 가스인젝션 난방모드 및 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제1분기유로로 이동되는 냉매는 상기 판형 열교환기에서 고온의 냉매와 열교환 후 상기 압축기로 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a compressor that compresses the introduced refrigerant and discharges it in a gaseous state of high temperature and high pressure; an indoor condenser connected to the compressor by a first flow path, into which a high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows in, and heats the room in a heating mode and a heating/dehumidifying mode by heat-exchanging the introduced refrigerant with air flowing in the air conditioning case; It is connected to the indoor condenser by a second flow path, and the refrigerant discharged from the indoor condenser is introduced, and in the gas injection heating mode and gas injection heating and dehumidification mode, it branches from the second flow path and condenses the refrigerant through heat exchange with the decompressed refrigerant. plate heat exchanger; an outdoor heat exchanger connected to the plate heat exchanger by a third flow path and condensing the refrigerant through heat exchange with air supplied from the outside by introducing a refrigerant discharged from the plate heat exchanger; an evaporator connected to the outdoor heat exchanger by a fourth flow path and cooling the interior by heat exchange with air supplied to the vehicle interior while introducing the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger to vaporize the refrigerant; An accumulator provided on a fifth flow path connecting the evaporator and the compressor, temporarily storing the refrigerant supplied from the evaporator, separating the incoming refrigerant into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant, and supplying the separated gaseous refrigerant to the compressor ; It is provided on a seventh passage branched from the third passage and connected to a sixth passage connecting the outdoor heat exchanger and the accumulator, and a coolant discharged from the plate heat exchanger is introduced to the cooling water heat source in the heating mode and the heating and dehumidification mode. a waste heat chiller that exchanges heat with phosphorus cooling water and supplies the heat-exchanged refrigerant to the accumulator through the sixth flow path; and a front end of the evaporator on the third and fourth passages, a front end of the waste heat chiller on the seventh passage, and a first branch passage branched from the second passage and connected to the plate heat exchanger. an expansion valve unit for selectively expanding the refrigerant moving to the third flow path, the fourth flow path, the seventh flow path, and the first branch flow path; an opening/closing valve provided on the sixth flow path to selectively open and close the sixth flow path; and a control unit for controlling the operations of the expansion valve unit and the on/off valve in response to each mode, wherein the plate heat exchanger connected to the first branch flow path is connected to the compressor by a second branch flow path, and gas In the injection heating mode and the gas injection heating and dehumidification mode, the refrigerant moved to the first branch passage is heat-exchanged with the high-temperature refrigerant in the plate heat exchanger and then supplied to the compressor.

본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 팽창밸브부는 상기 제3유로 상에 구비되며 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 판형 열교환기를 통과한 냉매를 팽창시켜 감압하는 제1전자식팽창밸브와, 상기 제4유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되며 냉방모드 시 상기 실외 열교환기를 통과한 냉매를 팽창시켜 감압하는 제2전자식팽창밸브와, 상기 제7유로 상에서 상기 폐열칠러의 전단에 구비되며 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제7유로를 통해 상기 폐열칠러로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제3전자식팽창밸브와, 상기 제1분기유로 상에 구비되며 상기 제2유로를 통해 상기 제1분기유로로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제4전자식팽창밸브를 포함할 수 있으며, 상기 개폐밸브는 2웨이밸브가 사용될 수 있다.In the heat pump system for a vehicle according to the present invention, the expansion valve unit is provided on the third flow path, and the plate-type heat exchanger is provided in a non-gas injection heating mode, a gas injection heating mode, a non-gas injection heating and dehumidification mode, and a gas injection heating and dehumidification mode. a first electronic expansion valve for expanding and decompressing the refrigerant that has passed through the air; Refrigerant provided at the front end of the waste heat chiller on the 7th flow path and supplied to the waste heat chiller through the 7th flow path in a non-gas injection heating mode, a gas injection heating mode, a non-gas injection heating and dehumidifying mode, and a gas injection heating and dehumidifying mode may include a third electronic expansion valve that expands and reduces pressure, and a fourth electronic expansion valve that is provided on the first branch flow path and expands and depressurizes the refrigerant moving to the first branch flow path through the second flow passage. And, the opening/closing valve may be a 2-way valve.

냉방모드 시, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 제1전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브와 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브 및 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제4유로 상에 구비되는 상기 제2전자식팽창밸브는 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the cooling mode, the first electronic expansion valve provided on the third flow passage may be opened, and the third electronic expansion valve provided on the seventh flow passage and the fourth electronic expansion valve provided on the first branch flow passage. The valve and the on/off valve provided on the sixth passage may be closed, and the second electromagnetic expansion valve provided on the fourth passage may expand the refrigerant supplied to the evaporator.

논가스인젝션 난방모드 시, 상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브와 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브는 닫힐 수 있고, 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 열릴 수 있으며, 상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the non-gas injection heating mode, the second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch flow passage may be closed, and an on/off valve provided on the sixth flow passage may be opened, and the first electronic expansion valve provided on the third flow passage and the third electronic expansion valve provided on the seventh flow passage may expand the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger and the waste heat chiller, respectively. .

가스인젝션 난방모드 시, 상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있고, 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 열릴 수 있으며, 상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브 및 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러 및 상기 판형 열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the gas injection heating mode, the second electronic expansion valve provided on the fourth flow passage may be closed, the on/off valve provided on the sixth flow passage may be opened, and a first electronic type provided on the third flow passage The expansion valve, the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh passage, and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch passage expand the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger, the waste heat chiller, and the plate heat exchanger, respectively. can do it

논가스인젝션 난방제습모드 시, 상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브와 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the non-gas injection heating and dehumidification mode, the second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage may be opened, and the fourth electronic expansion valve provided on the first branch flow passage and opening/closing provided on the sixth flow passage The valve may be closed, and the first electromagnetic expansion valve provided on the third flow passage and the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage may expand the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger and the waste heat chiller, respectively. there is.

가스인젝션 난방제습모드 시, 상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브 및 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러 및 상기 판형 열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the gas injection heating and dehumidification mode, the second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage may be opened, the opening/closing valve provided on the sixth flow passage may be closed, and the first electronic expansion valve provided on the third flow passage may be closed. The electromagnetic expansion valve, the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage, and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch flow passage provide the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger, the waste heat chiller and the plate heat exchanger, respectively. can be inflated.

본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 판형 열교환기로 공급되는 냉매를 제1분기유로로 분기하여 감압한 후 판형 열교환기로 공급하여 고압의 냉매와 중간압의 냉매를 열교환시킨 후 제2분기유로를 통해 압축기로 공급하여 압축기의 압력을 낮출 수 있어 효율을 향상시킬 수 있고, 압축기로 공급되는 냉매량을 증가시켜 난방성능을 향상시킬 수 있다.In the vehicle heat pump system according to the present invention, the refrigerant supplied to the plate heat exchanger is branched into the first branch flow path and pressure is reduced, and then supplied to the plate heat exchanger to exchange heat between the high-pressure refrigerant and the medium-pressure refrigerant, and then the compressor is passed through the second branch flow path. It is possible to reduce the pressure of the compressor by supplying it to the compressor, thereby improving the efficiency, and by increasing the amount of refrigerant supplied to the compressor, it is possible to improve the heating performance.

도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 3은 도 2에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 냉방모드 시 냉매가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 논가스인젝션 난방모드 시 냉매가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 2에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 가스인젝션 난방모드 시 냉매가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 2에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 논가스인젝션 난방제습모드 시 냉매가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 2에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 가스인젝션 난방제습모드 시 냉매가 순환되는 상태를 도시한 도면이다. 1 is a block diagram showing a conventional vehicle heat pump system.
2 is a configuration diagram illustrating a vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention.
3 is a view illustrating a state in which a refrigerant is circulated in a cooling mode of the vehicle heat pump system shown in FIG. 2 .
FIG. 4 is a view illustrating a state in which a refrigerant is circulated in a non-gas injection heating mode of the vehicle heat pump system shown in FIG. 2 .
FIG. 5 is a view illustrating a state in which a refrigerant is circulated in a gas injection heating mode of the vehicle heat pump system shown in FIG. 2 .
6 is a view illustrating a state in which a refrigerant is circulated in a non-gas injection heating/dehumidifying mode of the vehicle heat pump system shown in FIG. 2 .
7 is a view illustrating a state in which a refrigerant is circulated in a gas injection heating/dehumidifying mode of the vehicle heat pump system shown in FIG. 2 .

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to conventional or dictionary meanings, and the inventor should properly understand the concept of the term in order to best describe his invention. Based on the principle that it can be defined, it should be interpreted as meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100)은 압축기(1100)와, 실내 컨덴서(1200)와, 판형 열교환기(1300)와, 실외 열교환기(1400)와, 증발기(1500)와, 어큐뮬레이터(1600)와, 폐열칠러(1700)와, 팽창밸브부(1800)와, 개폐밸브(1900)와, 제어부(2000)를 포함한다.2 to 7 , a vehicle heat pump system 100 according to an embodiment of the present invention includes a compressor 1100 , an indoor condenser 1200 , a plate heat exchanger 1300 , and an outdoor heat exchanger 1400 . ), an evaporator 1500 , an accumulator 1600 , a waste heat chiller 1700 , an expansion valve unit 1800 , an on/off valve 1900 , and a control unit 2000 .

도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100)은 냉매가 순환하는 냉매순환라인 상에는 압축기(1100)와, 실내 컨덴서(1200)와, 판형 열교환기(1300)와, 실외 열교환기(1400)와, 증발기(1500)가 연결되고, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.2, the vehicle heat pump system 100 according to the present invention includes a compressor 1100, an indoor condenser 1200, a plate heat exchanger 1300, and an outdoor heat exchanger on a refrigerant circulation line through which a refrigerant circulates. (1400) and the evaporator 1500 are connected, it is preferable to be applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle.

상기 압축기(1100)는 냉매가 유동하는 유로와 연결된 입력단을 통해 냉매를 인입하여 압축한 후, 압축된 냉매를 출력단을 통해 유로로 토출하는데, 이때 토출되는 냉매는 고온고압의 냉매(냉매가스; 기체)가 토출된다.The compressor 1100 introduces and compresses the refrigerant through an input terminal connected to the flow path through which the refrigerant flows, and then discharges the compressed refrigerant to the flow path through the output terminal. ) is discharged.

상기 압축기(1100)의 출력단은 제1유로(R1)와 연결되고, 상기 제1유로(R1)를 통해 실내 컨덴서(1200)의 입력단과 상기 압축기(1100)의 출력단이 연결되며, 상기 압축기(1100)에서 압축된 고온고압의 냉매(기체)를 상기 실내 컨덴서(1200)로 출력한다.An output terminal of the compressor 1100 is connected to a first flow path R1, and an input terminal of the indoor condenser 1200 and an output terminal of the compressor 1100 are connected through the first flow passage R1, and the compressor 1100 ), the compressed high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) is output to the indoor condenser 1200 .

상기 실내 컨덴서(1200)는 공조케이스(미도시) 내에 구비되며, 상기 압축기(1100)에서 토출한 고온고압의 냉매(기체)를 인입하여, 난방 시 주변공기로 방열을 통해 실내로 열원을 공급한다.The indoor condenser 1200 is provided in an air conditioning case (not shown) and introduces a high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) discharged from the compressor 1100, and supplies a heat source to the room through heat radiation to the surrounding air during heating. .

상기 실내 컨덴서(1200)는 상기 압축기(1100)에서 토출된 고온고압의 냉매(기체)를 제1유로(R1)를 통해 인입한다. 상기 실내 컨덴서(1200)가 공조케이스(미도시)를 통해 차량 실내로 공급되는 공기와의 열교환으로 내부를 유동하는 고온고압의 냉매(기체)를 응축시키면서 그 응축열로 공기를 가열하여 차량 실내의 난방이 이루어지도록 한다. 상기 공조케이스(미도시)에는 블로워(미도시)가 구비되며, 상기 블로워(미도시)는 외기를 차량 실내로 공급하는 역할을 한다. 상기 공조케이스(미도시)의 구조 및 상기 공조케이스(미도시)가 공기를 인입한 후 열교환된 공기를 차량의 실내로 공급하여 난방이 이루어지도록 하는 과정은 공지된 기술인 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The indoor condenser 1200 introduces the high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) discharged from the compressor 1100 through the first flow path R1. The indoor condenser 1200 condenses the high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) flowing inside through heat exchange with air supplied to the interior of the vehicle through an air conditioning case (not shown), and heats the air with the heat of condensation to heat the interior of the vehicle. make this happen A blower (not shown) is provided in the air conditioning case (not shown), and the blower (not shown) serves to supply outside air to the interior of the vehicle. The structure of the air conditioning case (not shown) and the process of supplying heat-exchanged air into the interior of the vehicle after the air conditioning case (not shown) introduces air to be heated are well-known technologies, and detailed descriptions thereof are to be omitted.

상기 실내 컨덴서(1200)의 출력단은 냉매가 유동하는 제2유로(R2)의 일단과 연결되고, 상기 제2유로(R2)의 타단은 판형 열교환기(1300)와 연결된다. 상기 판형 열교환기(1300)로는 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 실내 컨덴서(1200)에서 토출된 냉매가 인입되며, 상기 판형 열교환기(1300)는 가스인젝션 난방모드 및 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제2유로(R2)에서 제1분기유로(QR1)를 통해 분기된 후 감압되어 상기 판형 열교환기(1300)로 공급되는 중간압의 냉매와 상기 실내 컨덴서(1200)에서 제2유로(R2)를 통해 유입된 고압의 냉매를 열교환하여 냉매를 응축시키는 역할을 하며, 상기 실내 컨덴서(1200)에서 공급된 고압의 냉매와 열교환된 제1분기유로(QR1)로 이동된 중간압의 냉매는 상기 판형 열교환기(1300)와 상기 압축기(1100)를 연결하는 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 압축기(1100)로 공급된다.The output end of the indoor condenser 1200 is connected to one end of the second flow path R2 through which the refrigerant flows, and the other end of the second flow path R2 is connected to the plate heat exchanger 1300 . The refrigerant discharged from the indoor condenser 1200 is introduced into the plate heat exchanger 1300 through the second flow path R2, and the plate heat exchanger 1300 operates in a gas injection heating mode and a gas injection heating and dehumidifying mode. After branching from the second flow path R2 through the first branch flow path QR1, the medium pressure refrigerant that is decompressed and supplied to the plate heat exchanger 1300 and the second flow path R2 from the indoor condenser 1200 It serves to condense the refrigerant by exchanging the high-pressure refrigerant introduced through the It is supplied to the compressor 1100 through a second branch flow path QR2 connecting the heat exchanger 1300 and the compressor 1100 .

상기 판형 열교환기(1300)는 제3유로(R3)에 실외 열교환기(1400)와 연결되고, 상기 실외 열교환기(1400)는 상기 판형 열교환기(1300)을 통해 인입된 냉매를 외기 열원인 외부 공기와 열교환으로 냉매를 응축시킨 후 냉방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시에는 제4유로(R4)로 배출하고, 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드 시에는 제6유로(R6)로 배출한다.The plate heat exchanger 1300 is connected to the outdoor heat exchanger 1400 in the third flow path R3, and the outdoor heat exchanger 1400 receives the refrigerant introduced through the plate heat exchanger 1300 as an external heat source. After condensing the refrigerant through heat exchange with air, it is discharged to the fourth flow path (R4) in the cooling mode, non-gas injection heating and dehumidifying mode, and gas injection heating and dehumidifying mode, and in the non-gas injection heating mode and gas injection heating mode, the sixth It is discharged to the flow path (R6).

상기 실외 열교환기(1400)는 증발기(1600) 또는 어큐뮬레이터(1600)와 연결되며, 상기 증발기(1600)와는 제4유로(R4)에 의해 연결되고, 상기 어큐뮬레이터(1600)와는 제6유로(R6)에 의해 연결된다.The outdoor heat exchanger 1400 is connected to an evaporator 1600 or an accumulator 1600, is connected to the evaporator 1600 by a fourth flow path R4, and is connected to the accumulator 1600 by a sixth flow path R6. connected by

상기 실외 열교환기(1400)와 제4유로(R4)에 의해 연결되는 상기 증발기(1500)는 냉방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시에 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 차량 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 역할을 한다.The evaporator 1500 connected to the outdoor heat exchanger 1400 by the fourth flow path R4 is discharged from the outdoor heat exchanger 1400 in a cooling mode, a non-gas injection heating/dehumidifying mode, and a gas injection heating/dehumidifying mode. It serves to cool the interior of the vehicle by heat exchange with the air supplied to the interior of the vehicle while vaporizing the refrigerant by introducing the refrigerant.

상기 증발기(1500)는 제5유로(R5)에 의해 상기 압축기(1100)와 연결되며, 상기 제5유로(R5) 상에는 어큐뮬레이터(1600)가 구비된다. 상기 어큐뮬레이터(1600)는 상기 제5유로(R5) 상에서 상기 제6유로(R6))가 연결되는 지점에 구비되며, 상기 증발기(1500), 상기 실외 열교환기(1400), 후술되는 폐열칠러(1700)에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하면서 인입된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하고, 분리된 기상 냉매를 상기 압축기(1100)로 공급하는 역할을 한다.The evaporator 1500 is connected to the compressor 1100 by a fifth passage R5, and an accumulator 1600 is provided on the fifth passage R5. The accumulator 1600 is provided at a point where the sixth passage R6 is connected on the fifth passage R5, and the evaporator 1500, the outdoor heat exchanger 1400, and a waste heat chiller 1700 to be described later ) serves to temporarily store the refrigerant supplied from the refrigerant, separate the incoming refrigerant into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant, and supply the separated vapor refrigerant to the compressor 1100 .

상기 판형 열교환기(1300)와 상기 실외 열교환기(1400)를 연결하는 제3유로(R3)에서 분기되어 상기 제6유로(R6)와 연결되는 제7유로(R7) 상에는 폐열칠러(1700)가 구비되며, 상기 폐열칠러(1700)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출되는 냉매를 인입하여 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 냉각수 열원인 냉각수와 열교환하며, 열교환된 냉매를 상기 제6유로(R6)를 통해 어큐뮬레이터(1600)로 공급한다.A waste heat chiller (1700) is branched from the third flow path (R3) connecting the plate heat exchanger (1300) and the outdoor heat exchanger (1400) and on the seventh flow path (R7) connected to the sixth flow path (R6) is provided, and the waste heat chiller 1700 introduces the refrigerant discharged from the plate heat exchanger 1300, and a cooling water heat source in the non-gas injection heating mode, the gas injection heating mode, the non-gas injection heating and dehumidification mode, and the gas injection heating and dehumidification mode. It exchanges heat with phosphorus cooling water, and supplies the heat-exchanged refrigerant to the accumulator 1600 through the sixth flow path R6.

상기 제3유로(R3) 상, 상기 제4유로(R4) 상에서 상기 증발기(1500)의 전단, 상기 제7유로(R7) 상에서 상기 폐열칠러(1700)의 전단, 상기 제2유로(R2)에서 분기되어 상기 판형 열교환기(1300)와 연결되는 제1분기유로(QR1) 상에는 팽창밸브부(1800)가 구비되며, 상기 팽창밸브부(1800)는 상기 제3유로(R3), 상기 제4유로(R4), 상기 제7유로(R7), 및 상기 제1분기유로(QR1)로 이동되는 냉매를 각각의 모드에 대응하여 선택적으로 팽창시키는 역할을 한다.In the third flow path R3, the front end of the evaporator 1500 on the fourth flow path R4, the front end of the waste heat chiller 1700 on the seventh flow path R7, in the second flow path R2 An expansion valve unit 1800 is provided on a first branch flow path QR1 that is branched and connected to the plate heat exchanger 1300, and the expansion valve unit 1800 includes the third flow path R3 and the fourth flow path. (R4), the seventh passage (R7), and serves to selectively expand the refrigerant moving to the first branch passage (QR1) in response to each mode.

상기 팽창밸브부(1800)는 제1전자식팽창밸브(1810)와, 제2전자식팽창밸브(1820)와, 제3전자식팽창밸브(1830)와, 제4전자식팽창밸브(1840)를 포함한다. 상기 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 판형 열교환기(1300)와 상기 실외 열교환기(1400)를 연결하는 제3유로(R3) 상에 구비되어 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 판형 열교환기(1300)를 통과한 냉매를 팽창시켜 감압한 후 상기 실외 열교환기(1400)로 공급한다.The expansion valve unit 1800 includes a first electromagnetic expansion valve 1810 , a second electromagnetic expansion valve 1820 , a third electromagnetic expansion valve 1830 , and a fourth electromagnetic expansion valve 1840 . The first electromagnetic expansion valve 1810 is provided on the third flow path R3 connecting the plate heat exchanger 1300 and the outdoor heat exchanger 1400 to provide a non-gas injection heating mode, a gas injection heating mode, and a non-gas injection heating mode. In the gas injection heating and dehumidification mode and the gas injection heating and dehumidification mode, the refrigerant that has passed through the plate heat exchanger 1300 is expanded and depressurized, and then supplied to the outdoor heat exchanger 1400 .

상기 제2전자식팽창밸브(1820)는 상기 실외 열교환기(1400)와 상기 증발기(1500)를 연결하는 제4유로(R4) 상에서 상기 증발기(1500)의 전단에 구비되며, 냉방모드 시 상기 제4유로(R4)를 통해 상기 증발기(1500)로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압한 후 상기 증발기(1500)를 거쳐 상기 압축기(1100)로 공급한다.The second electromagnetic expansion valve 1820 is provided at the front end of the evaporator 1500 on a fourth flow path R4 connecting the outdoor heat exchanger 1400 and the evaporator 1500, and in the cooling mode, the fourth The refrigerant supplied to the evaporator 1500 through the flow path R4 is expanded and decompressed, and then supplied to the compressor 1100 through the evaporator 1500 .

상기 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 제3유로(R3)에서 분기된 후 상기 제6유로(R6)와 연결되는 제7유로(R7) 상에서 상기 폐열칠러(1700)의 전단에 구비되며, 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제7유로(R7)를 통해 폐열칠러(1700)로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압한 후 상기 압축기(1100)로 공급한다.The third electronic expansion valve 1830 is provided at the front end of the waste heat chiller 1700 on the seventh passage R7 connected to the sixth passage R6 after branching from the third passage R3, In the non-gas injection heating mode, the gas injection heating mode, the non-gas injection heating and dehumidifying mode, and the gas injection heating and dehumidifying mode, the refrigerant supplied to the waste heat chiller 1700 through the seventh flow path R7 is expanded to reduce pressure, and then the compressor (1100) is supplied.

상기 제4전자식팽창밸브(1840)는 상기 제2유로(R2)에서 분기된 후 상기 판형 열교환기(1300)와 연결되는 제1분기유로(QR1) 상에 구비되어 상기 실내 컨덴서(1200)에서 토출된 후 상기 제1분기유로(QR1)로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압한 후 상기 판형 열교환기(1300)로 공급한다.The fourth electromagnetic expansion valve 1840 is provided on the first branch flow path QR1 connected to the plate heat exchanger 1300 after branching from the second flow path R2, and is discharged from the indoor condenser 1200. After the pressure is reduced by expanding the refrigerant moving to the first branch flow path QR1, it is supplied to the plate heat exchanger 1300 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 어큐뮬레이터(1600)를 연결하는 제6유로(R6) 상에는 개폐밸브(1900)가 구비되고, 상기 개폐밸브(1900)는 상기 제6유로(R6)를 선택적으로 개폐하여 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매가 상기 어큐뮬레이터(1600)로 공급되게 하거나 공급되지 않도록 하며, 상기 개폐밸브(1900)로는 2웨이밸브가 사용되는 것이 바람직하다.An on/off valve 1900 is provided on a sixth flow path R6 connecting the outdoor heat exchanger 1400 and the accumulator 1600, and the on/off valve 1900 selectively opens and closes the sixth flow path R6 Thus, the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 1400 is supplied to or not supplied to the accumulator 1600 , and a 2-way valve is preferably used as the on-off valve 1900 .

상기 팽창밸브부(1800)와 상기 개폐밸브(1900)의 동작은 제어부(2000)에 의해 제어되며, 상기 제어부(2000)는 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부(1800)와 상기 개폐밸브(1900)의 동작을 제어하게 된다.The operation of the expansion valve unit 1800 and the on/off valve 1900 is controlled by a control unit 2000, and the control unit 2000 corresponds to each mode, the expansion valve unit 1800 and the opening/closing valve ( 1900) to control the operation.

도 3을 참조하며, 냉방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내 컨덴서(1200), 판형 열교환기(1300), 실외 열교환기(1400), 증발기(1500), 및 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 냉방을 수행하게 된다. 냉방모드 시 상기 제3유로(R3) 상에 구비되는 난방용 팽창밸브인 제1전자식팽창밸브(1810)는 열려 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출되는 냉매를 상기 실외 열교환기(1400)로 공급한다. 상기 제2유로(R2)에서 분기되는 제1분기유로(QR1) 상에 구비되는 중간압 팽창밸브인 제4전자식팽창밸브(1840)와 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 제7유로(R7) 상에 구비되는 폐열용 팽창밸브인 제3전자식팽창밸브(1830)는 닫혀 상기 제1분기유로(QR1), 상기 제7유로(R7)로 냉매가 이동되지 않도록 하고, 상기 제6유로(R6) 상에 구비되는 개폐밸브(1900) 역시 닫혀 상기 제6유로(R6)로 냉매가 이동되지 않도록 한다.Referring to FIG. 3 , the refrigerant flow in the cooling mode circulates through the compressor 1100 , the indoor condenser 1200 , the plate heat exchanger 1300 , the outdoor heat exchanger 1400 , the evaporator 1500 , and the compressor 1100 . while cooling the interior of the vehicle. In the cooling mode, the first electromagnetic expansion valve 1810, which is an expansion valve for heating provided on the third flow path R3, is opened and the refrigerant discharged from the plate heat exchanger 1300 is supplied to the outdoor heat exchanger 1400. . A fourth electromagnetic expansion valve 1840 that is an intermediate pressure expansion valve provided on the first branch flow path QR1 branching from the second flow path R2 and a seventh flow path R7 branching from the third flow path R3 ), the third electromagnetic expansion valve 1830, which is an expansion valve for waste heat, is closed to prevent the refrigerant from moving to the first branch flow path QR1 and the seventh flow path R7, and the sixth flow path R6 ), the on/off valve 1900 provided on the top is also closed to prevent the refrigerant from moving to the sixth flow path R6.

상기 압축기(1100)에서 토출되는 냉매는 상기 실내 컨덴서(1200), 상기 판형 열교환기(1300), 상기 실외 열교환기(1400)로 이동되고 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매는 제4유로(R4)로 이동되며, 상기 제4유로(R4) 상에서 상기 증발기(1500)의 전단에 구비되는 냉방용 팽창밸브인 제2전자식팽창밸브(1820)는 상기 제4유로(R4)를 통해 상기 증발기(1500)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 증발기(1500)로 공급하고, 상기 증발기(1500)를 통과한 냉매는 제5유로(R5)를 통해 상기 압축기(1100)로 순환된다.The refrigerant discharged from the compressor 1100 is moved to the indoor condenser 1200, the plate heat exchanger 1300, and the outdoor heat exchanger 1400, and the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 1400 is a fourth flow path. The second electromagnetic expansion valve 1820, which is a cooling expansion valve that is moved to R4 and provided at the front end of the evaporator 1500 on the fourth flow path R4, is connected to the evaporator through the fourth flow path R4. After expanding the refrigerant moving to 1500 , the refrigerant is supplied to the evaporator 1500 , and the refrigerant passing through the evaporator 1500 is circulated to the compressor 1100 through a fifth flow path R5 .

도 4를 참조하면, 논가스인젝션 난방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내 컨덴서(1200), 판형 열교환기(1300)를 거친 후 일부의 냉매는 실외 열교환기(1400), 압축기(1100)로 순환되고, 상기 판형 열교환기(1300)를 거친 다른 일부의 냉매는 폐열칠러(1700), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방을 수행하게 된다.Referring to FIG. 4 , in the non-gas injection heating mode, the refrigerant flows through the compressor 1100 , the indoor condenser 1200 , and the plate heat exchanger 1300 , and then some refrigerant flows through the outdoor heat exchanger 1400 , the compressor 1100 . ), and a portion of the refrigerant that has passed through the plate heat exchanger 1300 circulates through the waste heat chiller 1700 and the compressor 1100 to heat the vehicle interior.

논가스인젝션 난방모드 시 상기 제4유로(R4) 상에서 증발기(1500)의 전단에 구비되는 냉방용 팽창밸브인 제2전자식팽창밸브(1820)와 상기 제1분기유로(QR1) 상에 구비되는 중간압 팽창밸브인 제4전자식팽창밸브(1840)는 닫혀 상기 실외 열교환기(1400)를 통과한 냉매가 상기 제4유로로 이동되지 않도록 하고, 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 상기 제1분기유로(QR1)로 이동되지 않도록 한다.In the non-gas injection heating mode, the second electronic expansion valve 1820, which is a cooling expansion valve provided at the front end of the evaporator 1500 on the fourth flow path R4, and the middle provided on the first branch flow path QR1 The fourth electromagnetic expansion valve 1840, which is a pneumatic expansion valve, is closed to prevent the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 1400 from moving to the fourth flow path, and the refrigerant moving to the second flow path R2 is Avoid moving to the first branch flow path (QR1).

상기 제3유로(R3) 상에 구비되는 난방용 팽창밸브인 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제3유로(R3)를 통해 상기 실외 열교환기(1400)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 실외 열교환기(1400)로 공급하고, 상기 제7유로(R7) 상에 구비되는 폐열용 팽창밸브인 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제7유로(R7)를 통해 상기 폐열칠러(1700)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 폐열칠러(1700)로 공급한다.A first electromagnetic expansion valve 1810 which is an expansion valve for heating provided on the third flow path R3 is discharged from the plate heat exchanger 1300 and then through the third flow path R3, the outdoor heat exchanger 1400 ), the third electromagnetic expansion valve 1830, which is an expansion valve for waste heat provided on the seventh flow path R7, is supplied to the outdoor heat exchanger 1400 after expanding the refrigerant moving to the plate heat exchanger ( After being discharged from 1300 ), the refrigerant that is moved to the waste heat chiller 1700 through the seventh flow path R7 is expanded and then supplied to the waste heat chiller 1700 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 어큐뮬레이터(1600)를 연결하는 제6유로(R6) 상에 구비되는 개폐밸브(1900)는 열려 상기 실외 열교환기(1400)에서 냉각수와 열교환된 후 토출되는 냉매를 상기 어큐뮬레이터(1600)로 공급한다.The opening/closing valve 1900 provided on the sixth flow path R6 connecting the outdoor heat exchanger 1400 and the accumulator 1600 is opened and the refrigerant discharged after exchanging heat with the cooling water in the outdoor heat exchanger 1400 is discharged. It is supplied to the accumulator 1600 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 폐열칠러(1700)에서 토출되는 냉매는 어큐뮬레이터(1600)로 공급된 후 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.The refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 1400 and the waste heat chiller 1700 is supplied to the accumulator 1600 and then separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant, and the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 1100 .

도 5를 참조하면, 가스인젝션 난방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내 컨덴서(1200)를 거친 후 일부의 냉매는 판형 열교환기(1300)로 공급되고, 상기 판형 열교환기(1300)를 거친 일부의 냉매는 실외 열교환기(1400), 압축기(1100)로 순환되고, 상기 판형 열교환기(1300)를 거친 다른 일부의 냉매는 폐열칠러(1700), 압축기(1100)로 순환되며, 상기 실내 컨덴서(1200)를 거친 다른 일부의 냉매는 제1분기유로(QR1)를 통해 상기 판형 열교환기(1300), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방을 수행하게 된다.Referring to FIG. 5 , in the gas injection heating mode, the flow of refrigerant passes through the compressor 1100 and the indoor condenser 1200 , and then some refrigerant is supplied to the plate heat exchanger 1300 , and the plate heat exchanger 1300 . A portion of the coarse refrigerant is circulated to the outdoor heat exchanger 1400 and the compressor 1100, and another portion of the refrigerant that has passed through the plate heat exchanger 1300 is circulated to the waste heat chiller 1700 and the compressor 1100, and the indoor Another portion of the refrigerant passing through the condenser 1200 is circulated to the plate heat exchanger 1300 and the compressor 1100 through the first branch flow path QR1 to heat the vehicle interior.

가스인젝션 난방모드 시 상기 제4유로(R4) 상에서 증발기(1500)의 전단에 구비되는 냉방용 팽창밸브인 제2전자식팽창밸브(1820)는 닫혀 상기 실외 열교환기(1400)를 통과한 냉매가 상기 제4유로로 이동되지 않도록 한다.In the gas injection heating mode, the second electromagnetic expansion valve 1820, which is a cooling expansion valve provided at the front end of the evaporator 1500 on the fourth flow path R4, is closed, so that the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger 1400 is Do not move to the 4th Euro.

상기 제1분기유로(QR1) 상에 구비되는 중간압 팽창밸브인 제4전자식팽창밸브(1840)는 상기 제2유로(R2)에서 분기된 후 상기 제1분기유로(QR1)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 판형 열교환기(1300)로 공급하고, 상기 판형 열교환기(1300)에서 고압의 냉매와 열교환된 중간압의 냉매는 상기 판형 열교환기(1300)와 상기 압축기(1100)를 연결하는 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 압축기(1100)로 순환된다.The fourth electromagnetic expansion valve 1840, which is an intermediate pressure expansion valve provided on the first branch flow path QR1, branches from the second flow path R2 and then moves the refrigerant to the first branch flow path QR1. After being expanded, it is supplied to the plate heat exchanger 1300 , and the medium pressure refrigerant heat exchanged with the high pressure refrigerant in the plate heat exchanger 1300 is a second second connecting the plate heat exchanger 1300 and the compressor 1100 . It is circulated to the compressor 1100 through the branch flow path QR2.

상기 제3유로(R3) 상에 구비되는 난방용 팽창밸브인 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제3유로(R3)를 통해 상기 실외 열교환기(1400)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 실외 열교환기(1400)로 공급하고, 상기 제7유로(R7) 상에 구비되는 폐열용 팽창밸브인 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제7유로(R7)를 통해 상기 폐열칠러(1700)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 폐열칠러(1700)로 공급한다.A first electromagnetic expansion valve 1810 which is an expansion valve for heating provided on the third flow path R3 is discharged from the plate heat exchanger 1300 and then through the third flow path R3, the outdoor heat exchanger 1400 ), the third electromagnetic expansion valve 1830, which is an expansion valve for waste heat provided on the seventh flow path R7, is supplied to the outdoor heat exchanger 1400 after expanding the refrigerant moving to the plate heat exchanger ( After being discharged from 1300 ), the refrigerant that is moved to the waste heat chiller 1700 through the seventh flow path R7 is expanded and then supplied to the waste heat chiller 1700 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 어큐뮬레이터(1600)를 연결하는 제6유로(R6) 상에 구비되는 개폐밸브(1900)는 열려 상기 실외 열교환기(1400)에서 냉각수와 열교환된 후 토출되는 냉매를 상기 어큐뮬레이터(1600)로 공급한다.The opening/closing valve 1900 provided on the sixth flow path R6 connecting the outdoor heat exchanger 1400 and the accumulator 1600 is opened and the refrigerant discharged after exchanging heat with the cooling water in the outdoor heat exchanger 1400 is discharged. It is supplied to the accumulator 1600 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 폐열칠러(1700)에서 토출되는 냉매는 어큐뮬레이터(1600)를 공급된 후 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.The refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 1400 and the waste heat chiller 1700 is supplied to the accumulator 1600 and then separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant, and the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 1100 .

도 6을 참조하면, 논가스인젝션 난방제습모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내 컨덴서(1200), 판형 열교환기(1300)를 거친 후 일부의 냉매는 실외 열교환기(1400), 증발기(1500), 압축기(1100)로 순환되고, 상기 판형 열교환기(1300)를 거친 다른 일부의 냉매는 폐열칠러(1700), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방 및 제습을 수행하게 된다.Referring to FIG. 6 , in the non-gas injection heating and dehumidification mode, the flow of refrigerant passes through the compressor 1100, the indoor condenser 1200, and the plate heat exchanger 1300, and then some refrigerant flows through the outdoor heat exchanger 1400, the evaporator ( 1500) and the compressor 1100, and another portion of the refrigerant that has passed through the plate heat exchanger 1300 is circulated to the waste heat chiller 1700 and the compressor 1100 to heat and dehumidify the interior of the vehicle.

논가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제6유로(R6) 상에 구비되는 개폐밸브(1900)와 상기 제1분기유로(QR1) 상에 구비되는 중간압 팽창밸브인 제4전자식팽창밸브(1840)는 닫혀 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매가 상기 제6유로(R6)로 이동되지 않도록 하고, 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 상기 제1분기유로(QR1)로 이동되지 않도록 한다.In the non-gas injection heating and dehumidification mode, the on/off valve 1900 provided on the sixth flow passage R6 and the fourth electromagnetic expansion valve 1840 serving as an intermediate pressure expansion valve provided on the first branch flow passage QR1 are to prevent the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 1400 from moving to the sixth flow path R6 and to prevent the refrigerant moving to the second flow path R2 from moving to the first branch flow path QR1 do.

상기 제3유로(R3) 상에 구비되는 난방용 팽창밸브인 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제3유로(R3)를 통해 상기 실외 열교환기(1400)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 실외 열교환기(1400)로 공급하고, 상기 제7유로(R7) 상에 구비되는 폐열용 팽창밸브인 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제7유로(R7)를 통해 상기 폐열칠러(1700)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 폐열칠러(1700)로 공급한다.A first electromagnetic expansion valve 1810 which is an expansion valve for heating provided on the third flow path R3 is discharged from the plate heat exchanger 1300 and then through the third flow path R3, the outdoor heat exchanger 1400 ), the third electromagnetic expansion valve 1830, which is an expansion valve for waste heat provided on the seventh flow path R7, is supplied to the outdoor heat exchanger 1400 after expanding the refrigerant moving to the plate heat exchanger ( After being discharged from 1300 ), the refrigerant that is moved to the waste heat chiller 1700 through the seventh flow path R7 is expanded and then supplied to the waste heat chiller 1700 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 증발기(1500)를 연결하는 제4유로(R4) 상에서 상기 증발기(1500)의 전단에 구비되는 냉방용 팽창밸브인 제2전자식팽창밸브(1820)는 열려 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매가 상기 증발기(1500)로 공급되도록 한다.On the fourth flow path R4 connecting the outdoor heat exchanger 1400 and the evaporator 1500, the second electromagnetic expansion valve 1820, which is a cooling expansion valve provided at the front end of the evaporator 1500, is opened. The refrigerant discharged from the heat exchanger 1400 is supplied to the evaporator 1500 .

상기 증발기(1500)와 상기 폐열칠러(1700)에서 토출되는 냉매는 어큐뮬레이터(1600)를 공급된 후 기상 냉매와 액상 냉매로 분리된 후 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.The refrigerant discharged from the evaporator 1500 and the waste heat chiller 1700 is supplied to the accumulator 1600 and separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant, and then the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 1100 .

도 7을 참조하면, 가스인젝션 난방제습모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내 컨덴서(1200)를 거친 후 일부의 냉매는 판형 열교환기(1300)로 공급되고, 상기 판형 열교환기(1300)를 거친 일부의 냉매는 실외 열교환기(1400), 증발기(1500), 압축기(1100)로 순환되고, 상기 판형 열교환기(1300)를 거친 다른 일부의 냉매는 폐열칠러(1700), 압축기(1100)로 순환되며, 상기 실내 컨덴서(1200)를 거친 다른 일부의 냉매는 제1분기유로(QR1)를 통해 상기 판형 열교환기(1300), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방 및 제습을 수행하게 된다.Referring to FIG. 7 , in the gas injection heating and dehumidification mode, the flow of refrigerant passes through the compressor 1100 and the indoor condenser 1200 , and then some refrigerant is supplied to the plate heat exchanger 1300 , and the plate heat exchanger 1300 . Part of the refrigerant that has passed through is circulated to the outdoor heat exchanger 1400, the evaporator 1500, and the compressor 1100, and the other part of the refrigerant that has passed through the plate heat exchanger 1300 is a waste heat chiller 1700, a compressor 1100. The other part of the refrigerant that has passed through the indoor condenser 1200 is circulated to the plate heat exchanger 1300 and the compressor 1100 through the first branch flow path QR1 to heat and dehumidify the interior of the vehicle. do.

가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제6유로(R6) 상에 구비되는 개폐밸브(1900)는 닫혀 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매가 상기 제6유로(R6)로 이동되지 않도록 한다.In the gas injection heating and dehumidification mode, the on/off valve 1900 provided on the sixth flow path R6 is closed to prevent the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger 1400 from moving to the sixth flow path R6.

상기 제1분기유로(QR1) 상에 구비되는 중간압 팽창밸브인 제4전자식팽창밸브(1840)는 상기 제2유로(R2)에서 분기된 후 상기 제1분기유로(QR1)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 판형 열교환기(1300)로 공급하고, 상기 판형 열교환기(1300)에서 고압의 냉매와 열교환된 중간압의 냉매는 상기 판형 열교환기(1300)와 상기 압축기(1100)를 연결하는 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 압축기(1100)로 순환된다.The fourth electromagnetic expansion valve 1840, which is an intermediate pressure expansion valve provided on the first branch flow path QR1, branches from the second flow path R2 and then moves the refrigerant to the first branch flow path QR1. After being expanded, it is supplied to the plate heat exchanger 1300 , and the medium pressure refrigerant heat exchanged with the high pressure refrigerant in the plate heat exchanger 1300 is a second second connecting the plate heat exchanger 1300 and the compressor 1100 . It is circulated to the compressor 1100 through the branch flow path QR2.

상기 제3유로(R3) 상에 구비되는 난방용 팽창밸브인 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제3유로(R3)를 통해 상기 실외 열교환기(1400)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 실외 열교환기(1400)로 공급하고, 상기 제7유로(R7) 상에 구비되는 폐열용 팽창밸브인 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 판형 열교환기(1300)에서 토출된 후 상기 제7유로(R7)를 통해 상기 폐열칠러(1700)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 폐열칠러(1700)로 공급한다.A first electromagnetic expansion valve 1810 which is an expansion valve for heating provided on the third flow path R3 is discharged from the plate heat exchanger 1300 and then through the third flow path R3, the outdoor heat exchanger 1400 ), the third electromagnetic expansion valve 1830, which is an expansion valve for waste heat provided on the seventh flow path R7, is supplied to the outdoor heat exchanger 1400 after expanding the refrigerant moving to the plate heat exchanger ( After being discharged from 1300 ), the refrigerant that is moved to the waste heat chiller 1700 through the seventh flow path R7 is expanded and then supplied to the waste heat chiller 1700 .

상기 실외 열교환기(1400)와 상기 증발기(1500)를 연결하는 제4유로(R4) 상에서 상기 증발기(1500)의 전단에 구비되는 냉방용 팽창밸브인 제2전자식팽창밸브(1820)는 열려 상기 실외 열교환기(1400)에서 토출되는 냉매가 상기 증발기(1500)로 공급되도록 한다.On the fourth flow path R4 connecting the outdoor heat exchanger 1400 and the evaporator 1500, the second electromagnetic expansion valve 1820, which is a cooling expansion valve provided at the front end of the evaporator 1500, is opened. The refrigerant discharged from the heat exchanger 1400 is supplied to the evaporator 1500 .

상기 증발기(1500)와 상기 폐열칠러(1700)에서 토출되는 냉매는 어큐뮬레이터(1600)를 공급된 후 기상 냉매와 액상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.The refrigerant discharged from the evaporator 1500 and the waste heat chiller 1700 is separated into a gaseous refrigerant and a liquid refrigerant after the accumulator 1600 is supplied, and the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 1100 .

따라서, 판형 열교환기(1300)로 공급되는 냉매를 제1분기유로(QR1)를 통해 분기하여 감압한 후 판형 열교환기(1300)로 공급하여 고압의 냉매와 중간압의 냉매를 열교환시킨 후 제2분기유로(QR2)를 통해 압축기(1100)로 공급하여 압축기(1100)의 압력을 낮출 수 있어 효율을 향상시킬 수 있고, 압축기(1100)로 공급되는 냉매량을 증가시켜 난방성능을 향상시킬 수 있다.Accordingly, the refrigerant supplied to the plate heat exchanger 1300 is branched through the first branch flow path QR1 to reduce pressure, and then supplied to the plate heat exchanger 1300 to exchange heat between the high-pressure refrigerant and the medium-pressure refrigerant, and then the second The pressure of the compressor 1100 can be lowered by supplying it to the compressor 1100 through the branch flow path QR2 to improve efficiency, and the amount of refrigerant supplied to the compressor 1100 can be increased to improve heating performance.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiment shown in the drawings, which is only exemplary, those of ordinary skill in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

100 : 차량용 히트펌프 시스템 1100 : 압축기
1200 : 실내 컨덴서 1300 : 판형 열교환기
1400 : 실외 열교환기 1500 : 증발기
1600 : 어큐뮬레이터 1700 : 폐열칠러
1800 : 팽창밸브부 1810 : 제1전자식팽창밸브
1820 : 제2전자식팽창밸브 1830 : 제3전자식팽창밸브
1840 : 제4전자식팽창밸브 1900 : 개폐밸브
2000 : 제어부100: vehicle heat pump system 1100: compressor
1200: indoor condenser 1300: plate heat exchanger
1400: outdoor heat exchanger 1500: evaporator
1600: accumulator 1700: waste heat chiller
1800: expansion valve unit 1810: first electromagnetic expansion valve
1820: second electromagnetic expansion valve 1830: third electromagnetic expansion valve
1840: 4th electromagnetic expansion valve 1900: on-off valve
2000: control

Claims (8)

유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체 상태로 토출하는 압축기;
상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 및 난방제습모드 시 실내를 난방시키는 실내 컨덴서;
상기 실내 컨덴서와 제2유로에 의해 연결되고 상기 실내 컨덴서에서 토출되는 냉매가 인입되며, 가스인젝션 난방모드 및 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제2유로에서 분기된 후 감압된 냉매와 열교환으로 냉매를 응축시키는 판형 열교환기;
상기 판형 열교환기와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 판형 열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부에서 공급되는 공기와 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외 열교환기;
상기 실외 열교환기와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 실외 열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 차량 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 실내를 냉방시키는 증발기;
상기 증발기와 상기 압축기를 연결하는 제5유로 상에 구비되며 상기 증발기에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하면서 인입된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하고, 분리된 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터;
상기 제3유로에서 분기되어 상기 실외 열교환기와 상기 어큐뮬레이터를 연결하는 제6유로와 연결되는 제7유로 상에 구비되고, 상기 판형 열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 난방모드 및 난방제습모드 시 냉각수 열원인 냉각수와 열교환하며, 열교환된 냉매를 상기 제6유로를 통해 상기 어큐뮬레이터로 공급하는 폐열칠러; 및
상기 제3유로 상, 상기 제4유로 상에서 상기 증발기의 전단, 상기 제7유로 상에서 상기 폐열칠러의 전단, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 판형 열교환기와 연결되는 제1분기유로 상에 구비되어 상기 제3유로, 제4유로, 제7유로, 및 제1분기유로로 이동되는 냉매를 선택적으로 팽창시키는 팽창밸브부;
상기 제6유로 상에 구비되어 상기 제6유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브; 및
각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브의 동작을 제어하는 제어부를 포함하되,
상기 제1분기유로와 연결되는 상기 판형 열교환기는 제2분기유로에 의해 상기 압축기와 연결되며, 가스인젝션 난방모드 및 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제1분기유로로 이동되는 냉매는 상기 판형 열교환기에서 고온의 냉매와 열교환 후 상기 압축기로 공급되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
a compressor for compressing the introduced refrigerant and discharging it in a gaseous state of high temperature and high pressure;
an indoor condenser connected to the compressor by a first flow path, into which a high-temperature, high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows in, and heats the room in a heating mode and a heating/dehumidifying mode by heat-exchanging the introduced refrigerant with air flowing in the air conditioning case;
It is connected to the indoor condenser by a second flow path, and the refrigerant discharged from the indoor condenser is introduced, and in the gas injection heating mode and gas injection heating and dehumidification mode, it branches from the second flow path and condenses the refrigerant through heat exchange with the decompressed refrigerant. plate heat exchanger;
an outdoor heat exchanger connected to the plate heat exchanger by a third flow path and condensing the refrigerant through heat exchange with air supplied from the outside by introducing a refrigerant discharged from the plate heat exchanger;
an evaporator connected to the outdoor heat exchanger by a fourth flow path and cooling the interior by heat exchange with air supplied to the vehicle interior while introducing the refrigerant discharged from the outdoor heat exchanger to vaporize the refrigerant;
An accumulator provided on a fifth flow path connecting the evaporator and the compressor to temporarily store the refrigerant supplied from the evaporator, separate the incoming refrigerant into a liquid refrigerant and a gaseous refrigerant, and supply the separated gaseous refrigerant to the compressor ;
It is provided on a seventh passage branched from the third passage and connected to a sixth passage connecting the outdoor heat exchanger and the accumulator, and a coolant discharged from the plate heat exchanger is introduced to the cooling water heat source in the heating mode and the heating and dehumidification mode. a waste heat chiller that exchanges heat with phosphorus cooling water and supplies the heat-exchanged refrigerant to the accumulator through the sixth flow path; and
It is provided on the front end of the evaporator on the third passage and the fourth passage, the front end of the waste heat chiller on the seventh passage, and on the first branch passage branched from the second passage and connected to the plate heat exchanger. an expansion valve unit for selectively expanding the refrigerant moving to the third flow passage, the fourth flow passage, the seventh flow passage, and the first branch flow passage;
an opening/closing valve provided on the sixth flow path to selectively open and close the sixth flow path; and
Comprising a control unit for controlling the operation of the expansion valve unit and the on-off valve in response to each mode,
The plate heat exchanger connected to the first branch flow path is connected to the compressor by a second branch flow path, and the refrigerant moved to the first branch flow path in the gas injection heating mode and the gas injection heating and dehumidification mode is in the plate heat exchanger. A heat pump system for a vehicle, characterized in that it is supplied to the compressor after heat exchange with a high-temperature refrigerant.
 청구항 1에 있어서,
상기 팽창밸브부는,
상기 제3유로 상에 구비되며 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 판형 열교환기를 통과한 냉매를 팽창시켜 감압하는 제1전자식팽창밸브와,
상기 제4유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되며 냉방모드 시 상기 실외 열교환기를 통과한 냉매를 팽창시켜 감압하는 제2전자식팽창밸브와,
상기 제7유로 상에서 상기 폐열칠러의 전단에 구비되며 논가스인젝션 난방모드, 가스인젝션 난방모드, 논가스인젝션 난방제습모드, 가스인젝션 난방제습모드 시 상기 제7유로를 통해 상기 폐열칠러로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제3전자식팽창밸브와,
상기 제1분기유로 상에 구비되며 상기 제2유로를 통해 상기 제1분기유로로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제4전자식팽창밸브를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
The expansion valve unit,
A first electronic expansion valve provided on the third flow path to expand the refrigerant passing through the plate heat exchanger and reduce pressure in the non-gas injection heating mode, the gas injection heating mode, the non-gas injection heating and dehumidification mode, and the gas injection heating and dehumidification mode; ,
a second electronic expansion valve provided at the front end of the evaporator on the fourth flow path to expand and reduce the pressure of the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger in a cooling mode;
Refrigerant provided at the front end of the waste heat chiller on the 7th flow path and supplied to the waste heat chiller through the 7th flow path in a non-gas injection heating mode, a gas injection heating mode, a non-gas injection heating and dehumidifying mode, and a gas injection heating and dehumidifying mode a third electronic expansion valve that expands and reduces pressure;
and a fourth electronic expansion valve provided on the first branch flow path to expand and decompress the refrigerant moving to the first branch flow path through the second flow path.
 청구항 1에 있어서,
상기 개폐밸브는 2웨이밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
The method according to claim 1,
The on/off valve is a vehicle heat pump system, characterized in that a 2-way valve is used.
 청구항 2에 있어서,
냉방모드 시,
상기 제3유로 상에 구비되는 상기 제1전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브와 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브 및 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 닫히며,
상기 제4유로 상에 구비되는 상기 제2전자식팽창밸브는 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
3. The method according to claim 2,
In cooling mode,
The first electromagnetic expansion valve provided on the third flow passage is opened, and a third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage, a fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch passage, and the sixth flow passage are opened. The on/off valve provided on the top is closed,
The second electronic expansion valve provided on the fourth flow path expands the refrigerant supplied to the evaporator.
 청구항 2에 있어서,
논가스인젝션 난방모드 시,
상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브와 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브는 닫히고, 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 열리며,
상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
3. The method according to claim 2,
In non-gas injection heating mode,
The second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch flow passage are closed, and the on/off valve provided on the sixth flow passage is opened,
The first electromagnetic expansion valve provided on the third flow passage and the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage expand the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger and the waste heat chiller, respectively. system.
 청구항 2에 있어서,
가스인젝션 난방모드 시,
상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브는 닫히고, 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 열리며,
상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브 및 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러 및 상기 판형 열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
3. The method according to claim 2,
In gas injection heating mode,
The second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage is closed, and the on/off valve provided on the sixth flow passage is opened,
The first electromagnetic expansion valve provided on the third flow passage, the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage, and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch flow passage are the outdoor heat exchanger and the waste heat, respectively. A heat pump system for a vehicle, characterized in that it expands the refrigerant supplied to the chiller and the plate heat exchanger.
 청구항 2에 있어서,
논가스인젝션 난방제습모드 시,
상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브와 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 닫히며,
상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
3. The method according to claim 2,
In non-gas injection heating and dehumidification mode,
The second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage is opened, and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch flow passage and the on/off valve provided on the sixth flow passage are closed,
The first electromagnetic expansion valve provided on the third flow passage and the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage expand the refrigerant supplied to the outdoor heat exchanger and the waste heat chiller, respectively. system.
 청구항 2에 있어서,
가스인젝션 난방제습모드 시,
상기 제4유로 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제6유로 상에 구비되는 개폐밸브는 닫히며,
상기 제3유로 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브와 상기 제7유로 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브 및 상기 제1분기유로 상에 구비되는 제4전자식팽창밸브는 각각 상기 실외 열교환기와 상기 폐열칠러 및 상기 판형 열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.3. The method according to claim 2,
In gas injection heating and dehumidification mode,
The second electromagnetic expansion valve provided on the fourth flow passage is opened, and the on/off valve provided on the sixth flow passage is closed,
The first electromagnetic expansion valve provided on the third flow passage, the third electromagnetic expansion valve provided on the seventh flow passage, and the fourth electromagnetic expansion valve provided on the first branch flow passage are the outdoor heat exchanger and the waste heat, respectively. A heat pump system for a vehicle, characterized in that it expands the refrigerant supplied to the chiller and the plate heat exchanger.
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