KR20220154493A - 차량용 히트펌프 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 토출하는 압축기; 상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 시 실내를 난방시키는 실내콘덴서; 상기 실내콘덴서와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 실내콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외콘덴서; 상기 실외콘덴서와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 실외콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 증발기; 상기 증발기와 제4유로에 의해 연결되고 상기 압축기와 제5유로에 의해 연결되며, 각각의 모드 시 상기 증발기에서 공급되는 냉매 및 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제4유로와 연결된 바이패스유로를 통해 상기 실외콘덴서에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하고, 저장된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리한 후 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터; 상기 바이패스유로 상에 구비되며 냉방 배터리협조모드 시 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 통합칠러; 상기 실외콘덴서와 인접하게 배치되는 콤보라디에이터와 상기 통합칠러를 연결하여 냉각수를 순환시키는 냉각수라인; 상기 제2유로, 상기 제3유로, 상기 바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 제3유로, 상기 바이패스유로로 이동되는 냉매를 감압하는 팽창밸브부; 상기 실외콘덴서와 인접한 상기 제2유로 상, 상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 압력과 온도, 외기의 온도와 습도를 측정하는 센서부; 상기 제2유로에서 분기되어 상기 실외콘덴서의 후단에서 상기 제3유로와 연결되는 제1분기유로가 분기되는 지점, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기의 전단에서 상기 제3유로와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되는 개폐밸브부; 및 상기 개폐밸브부 및 상기 센서부와 연결되며, 상기 센서부가 측정한 냉매의 압력과 온도 및 외기의 온도와 습도를 토대로 각각의 모드에 대응하여 상기 개폐밸브부의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공하며, 실외콘덴서에 착상이 발생하면 빠른 제상을 통하여 실외콘덴서의 흡열이 가능하게 하여 히트펌프의 성능을 향상시킬 수 있어 품질 저하를 방지할 수 있다.

Description

차량용 히트펌프 시스템{Automotive heat pump system}

본 발명은 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 실외콘덴서에서 외기와 열교환된 냉매를 이용하여 차량의 냉난방을 실시하는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 냉매 사이클을 이용하여 실내에 대한 냉난방을 비롯한 공기 청정 및 제습을 수행하는 공기조화기는 차내의 쾌적한 운행 환경을 조성하기 위해 대다수의 현행 차량에 적용되고 있다.

상기 공기조화기 중, 특히 전기자동차의 냉난방은 히트펌프(heat pump)에 의해 수행된다. 이때 상기 히트펌프는 저온이 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 가하는 장치로서, 냉매 계통의 밸브를 통한 방열과 흡열에 의해 냉난방을 하게 된다.

실외콘덴서로 유입되는 냉매의 온도가 외기와 열교환하는 과정에서 실외콘덴서의 표면이 빙점 이하로 떨어질 경우 실외콘덴서의 표면에 착상(동결)이 발생하게 된다.

실외콘덴서의 표면에 착상이 지속적으로 확대되어 실외열교환기가 흡열을 하지 못하게 됨으로써 시스템 내의 냉매 온도 및 압력이 낮아져 차실내로 토출되는 공기의 온도가 떨어져 난방성능이 현저히 감소하며, 압축기 내로 액냉매가 유입될 수 있어 시스템의 안정성이 떨어지는 문제가 발생하였으며, 실외콘덴서에 착상이 발생하면 실외콘덴서를 우회하여 전기자동차 전장부품 폐열을 이용한 통합칠러의 열원만을 사용하여 히트펌프 시스템을 작동한다.

실외콘덴서를 우회함으로써 실외콘덴서에 착상 발생 시 제상이 지연되어 공기열원을 이용할 수 없음으로 난방성능이 떨어지는 문제점 및 착상이 발생되면 실외콘덴서에 악영향을 줌으로써 성능 저하 및 품질적으로 문제점이 발생하였다.

본 발명의 배경이 되는 기술은 한국공개특허 제10-2020-0061457호(2020.06.03. 공개)에 개시되어 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 실외콘덴서에 착상이 발생하면 빠른 제상을 통하여 실외콘덴서의 흡열이 가능하게 하여 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 토출하는 압축기; 상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 시 실내를 난방시키는 실내콘덴서; 상기 실내콘덴서와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 실내콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외콘덴서; 상기 실외콘덴서와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 실외콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 증발기; 상기 증발기와 제4유로에 의해 연결되고 상기 압축기와 제5유로에 의해 연결되며, 각각의 모드 시 상기 증발기에서 공급되는 냉매 및 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제4유로와 연결된 바이패스유로를 통해 상기 실외콘덴서에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하고, 저장된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리한 후 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터; 상기 바이패스유로 상에 구비되며 냉방 배터리협조모드 시 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 통합칠러; 상기 실외콘덴서와 인접하게 배치되는 콤보라디에이터와 상기 통합칠러를 연결하여 냉각수를 순환시키는 냉각수라인; 상기 제2유로, 상기 제3유로, 상기 바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 제3유로, 상기 바이패스유로로 이동되는 냉매를 감압하는 팽창밸브부; 상기 실외콘덴서와 인접한 상기 제2유로 상, 상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 압력과 온도, 외기의 온도와 습도를 측정하는 센서부; 상기 제2유로에서 분기되어 상기 실외콘덴서의 후단에서 상기 제3유로와 연결되는 제1분기유로가 분기되는 지점, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기의 전단에서 상기 제3유로와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되는 개폐밸브부; 및 상기 개폐밸브부 및 상기 센서부와 연결되며, 상기 센서부가 측정한 냉매의 압력과 온도 및 외기의 온도와 습도를 토대로 각각의 모드에 대응하여 상기 개폐밸브부의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 냉각수라인은 상기 콤보라디에이터와 전력전자부품(PE;Power Electronics) 및 상기 통합칠러를 연결하는 제1냉각수라인과, 상기 콤보라디에이터와 배터리 및 상기 통합칠러를 연결하는 제2냉각수라인을 포함할 수 있으며, 상기 냉각수라인에는 상기 제1냉각수라인 및 제2냉각수라인과 연결되며 상기 냉각수라인으로 순환되는 냉각수가 저장되는 리저버탱크가 구비될 수 있다.

상기 제1냉각수라인은 상기 콤보라디에이터와 상기 전력전자부품을 연결하는 제1-1냉각수라인과, 상기 전력전자부품과 상기 통합칠러를 연결하는 제1-2냉각수라인과, 상기 제1-1냉각수라인과 상기 제1-2냉각수라인의 연결부위에 구비되며 상기 제1냉각수라인으로 순환되는 냉각수의 흐름을 전환하는 제1방향전환밸브와, 상기 제1-1냉각수라인과 상기 제1-2냉각수라인을 연결하며 상기 제1방향전환밸브와 연결되는 제1냉각수바이패스라인과, 상기 리저버탱크에 저장된 냉각수를 상기 제1냉각수라인으로 순환시키는 제1펌프를 포함할 수 있으며, 상기 전력전자부품은 상기 제1냉각수바이패스라인 상에 구비될 수 있다.

상기 제2냉각수라인은 상기 콤보라디에이터와 상기 통합칠러를 연결하는 제2-1냉각수라인과, 상기 통합칠러와 상기 배터리를 연결하는 제2-2냉각수라인과, 상기 제2-1냉각수라인과 상기 제2-2냉각수라인의 연결부위에 구비되며 상기 제2냉각수라인으로 순환되는 냉각수의 흐름을 전환하는 제2방향전환밸브와, 상기 제2-1냉각수라인과 상기 제2-2냉각수라인을 연결하며 상기 제2방향전환밸브와 연결되는 제2냉각수바이패스라인과, 상기 리저버탱크에 저장된 냉각수를 상기 제2냉각수라인으로 순환시키는 제2펌프와, 상기 제2냉각수라인으로 순환되는 냉각수를 가열하는 수가열히터를 포함할 수 있다.

상기 팽창밸브부는 상기 제2유로 상에서 상기 실외콘덴서의 전단에 구비되며 난방모드, 난방제상모드, 난방제습모드 시 상기 실내콘덴서에서 공급되는 상기 제2유로로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제1전자식팽창밸브와, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되며 냉방모드, 냉방 배터리협조모드, 난방제습모드 시 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제2전자식팽창밸브와, 상기 바이패스유로 상에서 상기 통합칠러의 전단에 구비되며 냉방 배터리협조모드, 냉각모드 시 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제3전자식팽창밸브를 포함할 수 있다.

상기 개폐밸브부는 상기 제2유로에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되어 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 제1개폐밸브와, 상기 제2분기유로 상에 구비되어 상기 제2분기유로를 개폐하는 제2개폐밸브를 포함할 수 있으며, 상기 제1개폐밸브는 3웨이밸브가 사용될 수 있고, 상기 제2개폐밸브는 2웨이밸브가 사용될 수 있다.

상기 센서부는 상기 실외콘덴서와 인접한 상기 제2유로 상에 구비되며 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 압력과 온도를 측정하는 PT센서와, 상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 외기의 온도와 습도를 측정하는 외기센서를 포함할 수 있으며, 상기 센서부는 상기 제어부와 연결될 수 있다.

제1냉방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제3전자식팽창밸브는 닫힐 수 있고, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 열리면서 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-1냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제2냉방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제3전자식팽창밸브는 닫힐 수 있고, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 열리면서 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-1냉각수라과 제2-1냉각수라인 및 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방될 수 있으며, 제2냉각수바이패스라인은 밀폐될 수 있다.

제3냉방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제3전자식팽창밸브는 닫힐 수 있고, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 열리면서 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 밀폐될 수 있다.

냉방 배터리협조모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 제3유로 및 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제2전자식팽창밸브 및 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제2전자식팽창밸브와 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 증발기와 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제1난방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제2난방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제3난방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제1난방제상모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향과 제1분기유로 방향으로 선택적으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 제1분기유로를 통해 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제2난방제상모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향과 제1분기유로 방향으로 선택적으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 제1분기유로를 통해 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제3난방제상모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향과 제1분기유로 방향으로 선택적으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 제1분기유로를 통해 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제1난방제습모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 개방될 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 상기 제2분기유로로 이동되는 냉매는 상기 제2개폐밸브의 오리피스홀을 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기로 공급될 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제2난방제습모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 개방될 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 상기 제2분기유로로 이동되는 냉매는 상기 제2개폐밸브의 오리피스홀을 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기로 공급될 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제3난방제습모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 개방될 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 상기 제2분기유로로 이동되는 냉매는 상기 제2개폐밸브의 오리피스홀을 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기로 공급될 수 있으며, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제1냉각모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

제2냉각모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환될 수 있으며, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 실외콘덴서에 착상이 발생하면 빠른 제상을 통하여 실외콘덴서의 흡열이 가능하게 하여 히트펌프 시스템의 성능을 향상시킬 수 있어 품질 저하를 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제1냉방모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제2냉방모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제3냉방모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 배터리협조모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제1난방모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제2난방모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 8은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제3난방모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 9는 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제1난방제상모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 10은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제2난방제상모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제3난방제상모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 12는 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제1난방제습모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제2난방제습모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 14는 도 1에 도시된 차량용 히트9펌프 시스템의 제3난방제습모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 15는 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제1냉각모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 16은 도 1에 도시된 차량용 히트펌프 시스템의 제2냉각모드 시 냉매와 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.

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.

도 1 내지도 16을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100)은 압축기(1100)와, 실내콘덴서(1200)와, 실외콘덴서(1300)와, 증발기(1400)와, 어큐뮬레이터(1500)와, 통합칠러(1600)와, 냉각수라인(1700)와, 팽창밸브부(1800)와, 센서부(1900)와, 개폐밸브부(2000)와, 제어부(2100)를 포함한다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템(100)은 냉매가 순환하는 냉매순환라인 상에는 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 실외콘덴서(1300), 증발기(1400)가 연결되며, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.

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)로 토출된다.

상기 압축기(1100)의 출력단은 제1유로(R1)와 연결되고, 상기 제1유로(R1)를 통해 실내콘덴서(1200)의 입력단과 상기 압축기(1100)의 출력단이 연결되어, 상기 압축기(1100)에서 압축된 고온고압의 냉매(기체)를 상기 실내콘덴서(1200)로 출력한다.

상기 실내콘덴서(1200)는 공조케이스(C) 내에 구비되며, 상기 실내콘덴서(1200)는 상기 압축기(1100)에서 토출되는 고온고압의 냉매(기체)를 제1유로(R1)를 통해 인입한다. 상기 실내콘덴서(1200)가 공조케이스(C)를 통해 차량 실내로 공급되는 공기와의 열교환을 통해 내부로 공급된 고온고압의 냉매(기체)를 응축시키면서 그 응축열로 공기를 가열하여, 차량 실내의 난방이 이루어지도록 한다.

상기 공조케이스(C)의 구조 및 공조케이스(C)가 공기를 인입한 후 열교환된 공기를 차량의 실내로 공급하여 난방이 이루어지도록 하는 과정은 공지된 기술인 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

상기 실내콘덴서(1200)의 출력단은 제2유로(R2)와 연결되고, 상기 제2유로(R2)는 실외콘덴서(1300)와 연결된다. 상기 실외콘덴서(1300)는 상기 제2유로(R2)를 통해 인입되는 냉매를 외부공기와의 열교환으로 냉매를 응축시킨 후 출력단을 통해 제3유로(R3)로 배출한다. 상기 제3유로(R3)는 증발기(1400)와 연결되어 상기 실외콘덴서(1300)에서 응축된 후 출력되는 냉매를 상기 증발기(1400)로 공급하며, 상기 증발기(1400)는 인입된 냉매를 기화시키면서 공조케이스(C)를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 역할을 한다.

상기 실외콘덴서(1300)는 상기 실내콘덴서(1200)로부터 냉매를 인입하여 외부공기와의 열교환으로 냉매를 응축하는데, 상기 실외콘덴서(1300)는 차량 구동부(구동모터, 미도시)에 구비된 콤보라디에이터(RAD)에 근접하게 배치되어 입력측을 통해 인입된 냉매를 외부공기와 열교환하여 응축한 후 제3유로(R3)로 배출한다.

상기 증발기(1400)는 제4유로(R4)에 의해 어큐뮬레이터(1500)와 연결되며, 상기 어큐뮬레이터(1500)는 상기 증발기(1400)와 상기 압축기(1100) 사이에 구비되어 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하면서 인입된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하고 분리된 기상 냉매를 제5유로(R5)를 통해 상기 압축기(1100)로 공급한다.

상기 실외콘덴서(1300)에서 상기 증발기(1400)를 연결하는 제3유로(R3)에서 분기되어 상기 증발기(1400)와 상기 어큐뮬레이터(1500)를 연결하는 제4유로(R4)와 연결되는 바이패스유로(BR) 상에는 통합칠러(1600)가 구비된다. 상기 통합칠러(1600)는 냉방 배터리협조모드 시 후술되는 냉각수라인(1700)으로 유동하는 냉각수와 상기 바이패스유로(BR)로 유동하는 냉매를 열교환하여 배터리(B)를 냉각시키는 역할을 한다. 후술되는 냉방 배터리협조모드 시에는 상기 바이패스유로(BR)로 냉매가 흐르게 되고, 이때 상기 통합칠러(1600)는 상기 바이패스유로(BR)의 냉매와 후술되는 냉각수라인(1700) 중의 제2-2냉각수라인(1722)의 냉각수를 열교환시켜 냉각수를 냉각시킴으로써 제2-2냉각수라인(1722) 상에 위치하는 배터리(B)의 열관리가 가능하게 된다.

상기 실외콘덴서(1300)와 인접하게 배치되는 콤보라디에이터(RAD)와 상기 통합칠러(1600)는 냉각수라인(1700)에 의해 연결되어 냉각수가 순환되고, 상기 냉각수라인(1700)은 상기 콤보라디에이터(RAD)와 전력전자부품(PE;Power Electronics) 및 상기 통합칠러(1600)를 연결하는 제1냉각수라인(1710)과, 상기 콤보라디에이터(RAD)와 배터리(B) 및 상기 통합칠러(1600)를 연결하는 제2냉각수라인(1720)를 포함하고, 상기 제1냉각수라인(1710)과 상기 제2냉각수라인(1720)에는 상기 제1냉각수라인(1710) 및 제2냉각수라인(1720)과 연결되며 상기 냉각수라인(1700)으로 순환되는 냉각수가 저장되는 리저버탱크(1730)가 구비된다.

상기 제1냉각수라인(1710)은 제1-1냉각수라인(1711), 제1-2냉각수라인(1712), 제1방향전환밸브(1713), 제1냉각수바이패스라인(1714), 제1펌프(1715)를 포함한다.

상기 제1-1냉각수라인(1711)은 상기 콤보라디에이터(RAD)와 전력전자부품(PE) 연결하고, 상기 제1-2냉각수라인(1712)는 상기 전력전자부품(PE)와 통합칠러(1600)를 연결한다. 상기 제1-1냉각수라인(1711)과 상기 제1-2냉각수라인(1712)의 연결부위에는 제1방향전환밸브(1713)가 구비되며, 상기 제1방향전환밸브(1713)는 상기 제1냉각수라인(1710)으로 순환되는 냉매의 흐름을 전환하는 역할을 한다.

상기 제1-1냉각수라인(1711)과 상기 제1-2냉각수라인(1712)은 제1냉각수바이패스라인(1714)에 의해 연결되며, 상기 제1냉각수바이패스라인(1714)은 상기 제1방향전환밸브(1713)과 연결되어 상기 제1방향전환밸브(1713)에 의해 방향이 전환된 냉각수는 상기 제1냉각수바이패스라인(1714)으로 이동된다. 상기 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에는 제1펌프(1715)가 구비되며, 상기 제1펌프(1715)에 의해 상기 리저버탱크(1730)에 저장된 냉각수가 상기 제1냉각수라인(1710)으로 순환되고, 상기 전력전자부품(PE)는 상기 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 제2냉각수라인(1720)은 제2-1냉각수라인(1721), 제2-2냉각수라인(1722), 제2방향전환밸브(1723), 제2냉각수바이패스라인(1724), 제2펌프(1725)를 포함한다.

상기 제2-1냉각수라인(1721)은 상기 콤보라디에이터(RAD)와 상기 통합칠러(1600)를 연결하고, 상기 제2-2냉각수라인(1722)은 상기 통합칠러(1600)와 상기 배터리(B)를 연결한다. 상기 제2-1냉각수라인(1721)과 상기 제2-2냉각수라인(1722)의 연결부위에는 제2방향전환밸브(1723)가 구비되며, 상기 제2방향전환밸브(1723)는 상기 제2냉각수라인(1720)으로 순환되는 냉매의 흐름을 전환하는 역할을 한다.

상기 제2-1냉각수라인(1721)과 상기 제2-2냉각수라인(1722)은 제2냉각수바이패스라인(1724)에 의해 연결되며, 상기 제2냉각수바이패스라인(1724)은 상기 제2방향전환밸브(1723)과 연결되어 상기 제2방향전환밸브(1723)에 의해 방향이 전환된 냉각수는 상기 제2냉각수바이패스라인(1724)으로 이동된다. 상기 제2펌프(1725)는 상기 리저버탱크(1730)에 저장된 냉각수를 상기 제2냉각수라인(1720)으로 순환시키는 동력을 제공하는 역할을 하며, 상기 제2냉각수라인(1720) 상에는 상기 제2냉각수라인(1720)으로 순환되는 냉각수를 가열하는 수가열히터(H)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제2유로(R2), 상기 제3유로(R3), 상기 바이패스유로(BR) 상에는 팽창밸브부(1800)가 구비되며, 상기 팽창밸브부(1800)는 상기 제2유로(R2), 상기 제3유로(R3), 상기 바이패스유로(BR)로 이동되는 냉매를 감압하는 역할을 한다.

상기 팽창밸브부(1800)는 제1전자식팽창밸브(1810)와, 제2전자식팽창밸브(1820)와, 제3전자식팽창밸브(1830)를 포함한다. 상기 제1전자식팽창밸브(1810)는 난방모드, 난방제상모드, 난방제습모드 시 상기 실내콘덴서(1200)를 통과하여 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다. 상기 제2전자식팽창밸브(1820)는 상기 증발기(1400)와 인접한 제3유로(R3) 상에 구비되며 냉방모드, 냉방 배터리협조모드, 난방제습모드 시 상기 실외콘덴서(1300)를 통과하여 상기 증발기(1400)로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 하며, 상기 제2전자식팽창밸브(1820)에는 제2유로(R2)에서 분기된 제2분기유로(QR2)가 연결되는 오리피스홀(미도시)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 통합칠러(1600)와 인접하게 바이패스유로(BR) 상에 구비되며, 냉방 배터리협조모드, 냉각모드 시 상기 실외콘덴서(1300)를 통과하여 상기 통합칠러(1600)로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다.

상기 실외콘덴서(1300)와 인접한 제2유로(R2) 상, 상기 실외콘덴서(1300)와 인접하게 센서부(1900)가 구비되며, 상기 센서부(1900)는 상기 제2유로(R2)이동되는 냉매의 압력과 온도 및 상기 실외콘덴서(1300)와 인접한 외기의 온도와 습도를 측정하는 역할을 한다.

상기 센서부(1900)는 PT센서(1910)와, 외기센서(1920)를 포함한다. 상기 PT센서(1910)는 상기 제2유로(R2) 상에 구비되어 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매의 압력과 온도를 측정하는 역할을 하며, 상기 PT센서(1910)는 상기 제1전자식팽창밸브(1810)와 후술되는 개폐밸브부(2000)의 제1개폐밸브(2010) 사이에 구비되는 것이 바람직하다. 상기 외기센서(1920)는 상기 실외콘덴서(1300)와 인접하게 구비되어 외기의 온도와 습도를 측정하는 역할을 하며, 상기 센서부(1900)는 후술되는 제어부(2100)와 연결된다.

상기 제2유로(R2)에서 분기되어 상기 실외코덴서(1300)의 후단에서 상기 제3유로(R3)와 연결되는 제1분기유로(QR1)가 상기 제2유로(R2) 상에서 분기되는 지점, 상기 제2유로(R2)에서 분기되어 상기 증발기(1400)의 전단에서 상기 제3유로(R3)와 연결되는 제2분기유로(QR2) 상에는 개폐밸브부(2000)가 구비되며, 제1분기유로(QR1)가 상기 제2유로(R2) 상에서 분기되는 지점에는 제1개폐밸브(2010)가 구비되고, 상기 제2분기유로(QR2) 상에는 제2개폐밸브(2020)가 구비된다.

상기 제1개폐밸브(2010)은 3웨이밸브가 사용되고, 상기 제2개폐밸브(2020)는 2웨이밸브가 사용되며, 상기 제1개폐밸브(2010)은 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급하거나 상기 실외콘덴서(1300)를 거치지 않고 상기 제1분기유로(QR1)를 통해 제3유로(R3)로 공급하도록 냉매의 흐름방향을 전환하는 역할을 하고, 상기 제2개폐밸브(2020)는 상기 제2분기유로(QR2)를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.

상기 개폐밸브부(2000)와 상기 센서부(1900)는 제어부(2100)와 연결되며, 상기 제어부(2100)는 상기 센서부(1900)가 측정한 냉매의 압력과 온도 및 외기의 온도와 습도를 토대로 각각의 모드에 대응하여 상기 개폐밸브부(2000)의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 역할을 하고, 또한 상기 제어부(2100)는 상기 팽창밸브부(1800)와 연결되어 상기 팽창밸브부(1800)의 동작을 제어하는 것이 바람직하다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 냉방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 실외콘덴서(1300), 증발기(1400), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 냉방을 수행하게 되며, 냉각수의 흐름에 따라 냉방모드가 제1냉방모드, 제2냉방모드, 제3냉방모드로 세분화된다.

상기 제1냉방모드 내지 제3냉방모드 시, 상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실외콘덴서(1300)의 전단에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2010)는 실외콘덴서(1300) 방향으로 개방되어 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실내콘덴서(1200)의 후단에서 분기되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2020)는 닫혀 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(1810)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급하고, 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 증발기(1400)의 전단에 구비되는 제2전자식팽창밸브(1820)는 제3유로(R3)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 증발기(1400)로 공급한다. 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브(1830)는 닫혀 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매가 상기 바이패스유로(BR)로 이동되지 않도록 한다.

상기 증발기(1400)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1500)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.

도 2를 참조하면, 제1냉방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-1냉각수라인(1711)으로 이동되는 냉각수는 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE)과 열교환되면서 흡열된 냉각수는 콤보라디에이터(RAD)에서 외부공기와 열교환하게 되며, 상기 제1방향전환밸브(1713)는 상기 콤보라디에이터(RAD)와 상기 전력전자부품(PE)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 3을 참조하면, 제2냉방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2냉각수바이패스라인(1724) 상에 구비되는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 배터리(B)에서 열교환되며, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 통합칠러(1600)와 상기 배터리(B)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 4를 참조하면, 제3냉방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-1냉각수라인(1721)과 제2-2냉각수라인(1722)로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 콤보라디에이터(RAD)에서 외부공기와 열교환하며, 제2냉각수바이패스라인(1724)은 제2방향전환밸브(1723)가 상기 콤보라디에이터(RAD)와 상기 배터리(B)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 5를 참조하면, 냉방 배터리협조모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 실외콘덴서(1300)를 거친 일부의 냉매는 증발기(1400), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하고, 실외콘덴서(1300)를 거친 다른 일부의 냉매는 통합칠러(1600), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 냉방을 수행하게 된다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실외콘덴서(1300)의 전단에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2010)는 실외콘덴서(1300) 방향으로 개방되어 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실내콘덴서(1200)의 후단에서 분기되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2020)는 닫혀 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(1810)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급하고, 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 증발기(1400)의 전단에 구비되는 제2전자식팽창밸브(1820)는 제3유로(R3)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 증발기(1500)로 공급한다. 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 바이패스유로(BR)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 통합칠러(1600)로 공급한다.

상기 증발기(1400)와 상기 통합칠러(1600)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1500)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.

냉방 배터리협조모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 6 내지 도 8을 참조하면, 난방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 실외콘덴서(1300), 통합칠러(1600), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방을 수행하게 되며, 냉각수의 흐름에 따라 난방모드가 제1난방모드, 제2난방모드, 제3난방모드로 세분화된다.

상기 제1난방모드 내지 제3난방모드 시, 상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 후 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 실외콘덴서(1300) 측으로 공급한다. 상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실외콘덴서(1300)의 전단에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2010)는 실외콘덴서(1300) 방향으로 개방되어 상기 제1전자식팽창밸브(1810)에서 팽창된 후 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실내콘덴서(1200)의 후단에서 분기되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2020)는 닫혀 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 한다.

상기 제1전자식팽창밸브(1810)는 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 팽창시키고, 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 증발기(1400)의 전단에 구비되는 제2전자식팽창밸브(1820)는 닫혀 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매가 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 하며, 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브(1830)는 열려 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매가 상기 바이패스유로(BR)를 통해 통합칠러(1600)로 공급되도록 한다. 상기 통합칠러(1600)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1500)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.

도 6을 참조하면, 제1난방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 7을 참조하면, 제2난방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-2냉각수라인(1712)으로 이동되는 냉각수는 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE)과 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 8을 참조하면, 제3난방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)과 상기 콤보라디에이터(RAD)가 연결되는 방향으로 열리고, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 9 내지 도 11을 참조하면, 난방제상모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200)를 거친 냉매는 제1개폐밸브(2010)의 선택적인 개폐에 따라 실외콘덴서(1300)를 거친 후 통합칠러(1600)로 공급되거나 실외콘덴서(1300)를 거치지 않고 제1분기유로(QR1)를 통해 통합칠러(1600)로 공급된 후 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방 및 실외콘덴서(1300)의 제상을 수행하게 되며, 냉각수의 흐름에 따라 난방제상모드가 제1난방제상모드, 제2난방제상모드, 제3난방제상모드로 세분화된다.

제1난방제상모드 내지 제3난방제상모드 시, 상기 센서부(1900)가 측정한 냉매의 온도와 압력 및 외기의 온도와 습도에 따라 제어부(2100)는 제1전자식팽창밸브(1810)를 스텝제어하면서 상기 제1개폐밸브(2010)를 선택적으로 개폐하여 실외콘덴서(1300)의 제상과 차량 실내의 난방을 수행하게 된다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실외콘덴서(1300)의 전단에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2010)는 상기 제어부(2100)에 의해 선택적으로 실외콘덴서(1300) 방향과 상기 제1분기유로(QR1) 방향으로 개방되어 제2유로(R2)로 이동된 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)와 상기 제1분기유로(QR1)로 공급되도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실내콘덴서(1200)의 후단에서 분기되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2020)는 닫혀 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 한다.

상기 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 제어부(2100)에 의해 스텝개방되어 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300) 측으로 이동시키고, 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 증발기(1400)의 전단에 구비되는 제2전자식팽창밸브(1820)는 닫혀 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매가 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 한다. 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 바이패스유로(BR)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 통합칠러(1600)로 공급한다. 상기 통합칠러(1600)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1500)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.

상기 센서부(1900)의 외기센서(1920)가 측정한 외기온도가 5℃ 이하이고 습도가 40% 이상이며, PT센서(1910)가 측정한 냉매의 온도가 0℃ 이하이고 냉매의 압력이 20bar 이하인 경우에는 제어부(2100)는 실외콘덴서(1300)에 착상이 발생였다고 판단하고 상기 제1전자식팽창밸브(1810)를 완전개방하여 상기 제1개폐밸브(2010)을 상기 실외콘덴서(1300) 방향으로 개방하여 상기 실내콘덴서(1200)에서 나온 외기온보다 높은 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)으로 보내 제상을 실시하고, 제상을 실시하면서 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 실외콘덴서(1300)와 제1분기유로(QR1)으로 이동되도록 상기 제1개폐밸브(2010)를 조절하게 된다.

상기 센서부(1900)의 외기센서(1920)가 측정한 외기온도가 0℃ 이하이고 습도가 30% 이상이며, PT센서(1910)가 측정한 냉매의 냉매의 압력이 20bar 이하인 경우에는 상기 실외콘덴서(1300)으로는 냉매가 이동되지 않고 상기 제1분기유로(QR1)로 냉매가 이동되도록 상기 제어부(2100)가 상기 제1개폐밸브(2010)의 개폐방향을 조절하게 된다.

도 9를 참조하면, 제1난방제상모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 10을 참조하면, 제2난방제상모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-2냉각수라인(1712)으로 이동되는 냉각수는 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE)과 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 11을 참조하면, 제3난방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-2냉각수라인(1712)과 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 각각 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE) 및 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리고, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 난방제습모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200)를 거친 후 일부의 냉매는 실외콘덴서(1300), 통합칠러(1600), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하고, 실내콘덴서(1200)를 거친 다른 일부의 냉매는 제2분기유로(QR2)를 통해 증발기(1400), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방 및 제습을 수행하게 되며, 냉각수의 흐름에 따라 난방제습모드가 제1난방제습모드, 제2난방제습모드, 제3난방제습모드로 세분화된다.

상기 제1난방제습모드 내지 제3난방제습모드 시, 상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(1810)는 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 후 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 실외콘덴서(1300) 측으로 공급한다. 상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실외콘덴서(1300)의 전단에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2010)는 실외콘덴서(1300) 방향으로 개방되어 상기 제1전자식팽창밸브(1810)에서 팽창된 후 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실내콘덴서(1200)의 후단에서 분기되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2020)는 열려 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 증발기(1400)로 공급되도록 하며, 상기 제2분기유로(QR2)로 이동되는 냉매는 상기 제2전자식팽창밸브(1820)의 오리피스홀(미도시)를 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기(1400)로 공급된다.

상기 제1전자식팽창밸브(1810)는 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 팽창시키고, 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 증발기(1400)의 전단에 구비되는 제2전자식팽창밸브(1820)는 닫혀 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매가 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 하며, 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브(1830)는 열려 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매가 상기 바이패스유로(BR)를 통해 통합칠러(1600)로 공급되도록 한다. 상기 통합칠러(1600)와 상기 증발기(1400)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1500)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.

도 12를 참조하면, 제1난방제습모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 13을 참조하면, 제2난방제습모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-2냉각수라인(1712)으로 이동되는 냉각수는 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE)과 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 14를 참조하면, 제3난방제습모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-2냉각수라인(1712)과 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 각각 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE) 및 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리고, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 15 및 도 16을 참조하면, 냉각모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 실외콘덴서(1300), 통합칠러(1600), 어큐뮬레이터(1500), 압축기(1100)로 순환하면서 상기 전력전자부품(PE) 또는 상기 배터리(B)의 냉각을 수행하게 되며, 냉각수의 흐름에 따라 냉각모드가 제1냉각모드, 제2냉각모드로 세분화된다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실외콘덴서(1300)의 전단에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2010)는 실외콘덴서(1300) 방향으로 개방되어 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급되도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에서 상기 실내콘덴서(1200)의 후단에서 분기되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2020)는 닫혀 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 제2분기유로(QR2)를 통해 상기 증발기(1400)로 공급되지 않도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(1810)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 실외콘덴서(1300)로 공급하고, 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 증발기(1400)의 전단에 구비되는 제2전자식팽창밸브(1820)는 닫혀 제3유로(R3)로 이동되는 냉매를 상기 증발기(1500)로 공급되지 않도록 한다. 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제3전자식팽창밸브(1830)는 상기 바이패스유로(BR)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 통합칠러(1600)로 공급한다.

상기 통합칠러(1600)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1500)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다.

도 15를 참조하면, 제1냉각모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수라인(1700)의 제1-1냉각수라인(1711)과 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 각각 제1냉각수바이패스라인(1714) 상에 구비되는 전력전자부품(PE) 및 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환된다. 상기 전력전자부품(PE)과 열교환되면서 흡입된 냉각수는 콤보라디에이터(RAD)에서 외부공기와 열교환하게 되며, 상기 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제1방향전환밸브(1713)는 상기 전력전자부품(PE)와 상기 콤보라디에이터(RAD)가 연결되는 방향으로 열리고, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

도 16을 참조하면, 제2냉각모드 시 냉각수의 흐름은 냉각수라인(1700)의 제2-2냉각수라인(1722)으로 이동되는 냉각수는 제2-2냉각수라인(1722) 상에 구비되는 배터리(B)와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 통합칠러(1600)에서 냉매와 열교환하게 되며, 제2방향전환밸브(1723)는 상기 배터리(B)와 상기 통합칠러(1600)가 연결되는 방향으로 열리게 된다.

따라서, 실외콘덴서(1300)에 착상이 발생하면 빠른 제상을 통하여 실외콘덴서(1300)의 흡열이 가능하게 하여 히트펌프의 성능을 향상시킬 수 있어 품질 저하를 방지할 수 있다.

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.

100 : 차량용 히트펌프 시스템 1100 : 압축기
1200 : 실내콘덴서 1300 : 실외콘덴서
1400 : 증발기 1500 : 어큐뮬레이터
1600 : 통합칠러 1700 : 냉각수라인
1710 : 제1냉각수라인 1720 : 제2냉각수라인
1730 : 리저버탱크 1800 : 팽창밸브부
1810 : 제1전자식팽창밸브 1820 : 제2전자식팽창밸브
1830 : 제3전자식팽창밸브 1900 : 센서부
1910 : PT센서 1920 : 외기센서
2000 : 개폐밸브부 2010 : 제1개폐밸브
2020 : 제2개폐밸브 2100 : 제어부

Claims (22)

1. 유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 토출하는 압축기;
   상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 시 실내를 난방시키는 실내콘덴서;
   상기 실내콘덴서와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 실내콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외콘덴서;
   상기 실외콘덴서와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 실외콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 증발기;
   상기 증발기와 제4유로에 의해 연결되고 상기 압축기와 제5유로에 의해 연결되며, 각각의 모드 시 상기 증발기에서 공급되는 냉매 및 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제4유로와 연결된 바이패스유로를 통해 상기 실외콘덴서에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하고, 저장된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리한 후 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터;
   상기 바이패스유로 상에 구비되며 냉방 배터리협조모드 시 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 통합칠러;
   상기 실외콘덴서와 인접하게 배치되는 콤보라디에이터와 상기 통합칠러를 연결하여 냉각수를 순환시키는 냉각수라인;
   상기 제2유로, 상기 제3유로, 상기 바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 제3유로, 상기 바이패스유로로 이동되는 냉매를 감압하는 팽창밸브부;
   상기 실외콘덴서와 인접한 상기 제2유로 상, 상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 압력과 온도, 외기의 온도와 습도를 측정하는 센서부;
   상기 제2유로에서 분기되어 상기 실외콘덴서의 후단에서 상기 제3유로와 연결되는 제1분기유로가 분기되는 지점, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기의 전단에서 상기 제3유로와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되는 개폐밸브부; 및
   상기 개폐밸브부 및 상기 센서부와 연결되며, 상기 센서부가 측정한 냉매의 압력과 온도 및 외기의 온도와 습도를 토대로 각각의 모드에 대응하여 상기 개폐밸브부의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 냉각수라인은,
   상기 콤보라디에이터와 전력전자부품(PE;Power Electronics) 및 상기 통합칠러를 연결하는 제1냉각수라인과,
   상기 콤보라디에이터와 배터리 및 상기 통합칠러를 연결하는 제2냉각수라인을 포함하며,
   상기 냉각수라인에는 상기 제1냉각수라인 및 제2냉각수라인과 연결되며 상기 냉각수라인으로 순환되는 냉각수가 저장되는 리저버탱크가 구비되는 차량용 히트펌프 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1냉각수라인은,
   상기 콤보라디에이터와 상기 전력전자부품을 연결하는 제1-1냉각수라인과,
   상기 전력전자부품과 상기 통합칠러를 연결하는 제1-2냉각수라인과,
   상기 제1-1냉각수라인과 상기 제1-2냉각수라인의 연결부위에 구비되며 상기 제1냉각수라인으로 순환되는 냉각수의 흐름을 전환하는 제1방향전환밸브와,
   상기 제1-1냉각수라인과 상기 제1-2냉각수라인을 연결하며 상기 제1방향전환밸브와 연결되는 제1냉각수바이패스라인과,
   상기 리저버탱크에 저장된 냉각수를 상기 제1냉각수라인으로 순환시키는 제1펌프를 포함하며,
   상기 전력전자부품은 상기 제1냉각수바이패스라인 상에 구비되는 차량용 히트펌프 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2냉각수라인은,
   상기 콤보라디에이터와 상기 통합칠러를 연결하는 제2-1냉각수라인과,
   상기 통합칠러와 상기 배터리를 연결하는 제2-2냉각수라인과,
   상기 제2-1냉각수라인과 상기 제2-2냉각수라인의 연결부위에 구비되며 상기 제2냉각수라인으로 순환되는 냉각수의 흐름을 전환하는 제2방향전환밸브와,
   상기 제2-1냉각수라인과 상기 제2-2냉각수라인을 연결하며 상기 제2방향전환밸브와 연결되는 제2냉각수바이패스라인과,
   상기 리저버탱크에 저장된 냉각수를 상기 제2냉각수라인으로 순환시키는 제2펌프와,
   상기 제2냉각수라인으로 순환되는 냉각수를 가열하는 수가열히터를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 팽창밸브부는,
   상기 제2유로 상에서 상기 실외콘덴서의 전단에 구비되며 난방모드, 난방제상모드, 난방제습모드 시 상기 실내콘덴서에서 공급되는 상기 제2유로로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제1전자식팽창밸브와,
   상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되며 냉방모드, 냉방 배터리협조모드, 난방제습모드 시 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제2전자식팽창밸브와,
   상기 바이패스유로 상에서 상기 통합칠러의 전단에 구비되며 냉방 배터리협조모드, 냉각모드 시 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제3전자식팽창밸브를 포함하는 차량용 히트펌프 시스템.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 개폐밸브부는,
   상기 제2유로에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되어 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 제1개폐밸브와,
   상기 제2분기유로 상에 구비되어 상기 제2분기유로를 개폐하는 제2개폐밸브를 포함하며,
   상기 제1개폐밸브는 3웨이밸브가 사용되고, 상기 제2개폐밸브는 2웨이밸브가 사용되는 차량용 히트펌프 시스템.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 센서부는,
   상기 실외콘덴서와 인접한 상기 제2유로 상에 구비되며 상기 제2유로로 이동되는 냉매의 압력과 온도를 측정하는 PT센서와,
   상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 외기의 온도와 습도를 측정하는 외기센서를 포함하며,
   상기 센서부는 상기 제어부와 연결되는 차량용 히트펌프 시스템.
   
8. 청구항 1에 있어서,
   제1냉방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
   상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제3전자식팽창밸브는 닫히고, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 열리면서 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시키며,
   냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-1냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
   
9. 청구항 1에 있어서,
   제2냉방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
   상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제3전자식팽창밸브는 닫히고, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 열리면서 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시키며,
   냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-1냉각수라과 제2-1냉각수라인 및 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방되며, 제2냉각수바이패스라인은 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
   
10. 청구항 1에 있어서,
    제3냉방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제3전자식팽창밸브는 닫히고, 상기 제3유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 열리면서 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시키며,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
11. 청구항 1에 있어서,
    냉방 배터리협조모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 제3유로 및 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제2전자식팽창밸브 및 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제2전자식팽창밸브와 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 증발기와 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키며,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
12. 청구항 1에 있어서,
    제1난방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
13. 청구항 1에 있어서,
    제2난방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
14. 청구항 1에 있어서,
    제3난방모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
15. 청구항 1에 있어서,
    제1난방제상모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향과 제1분기유로 방향으로 선택적으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 제1분기유로를 통해 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
16. 청구항 1에 있어서,
    제2난방제상모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향과 제1분기유로 방향으로 선택적으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 제1분기유로를 통해 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
17. 청구항 1에 있어서,
    제3난방제상모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향과 제1분기유로 방향으로 선택적으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 제1분기유로를 통해 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
18. 청구항 1에 있어서,
    제1난방제습모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 개방되며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고, 상기 제2분기유로로 이동되는 냉매는 상기 제2개폐밸브의 오리피스홀을 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기로 공급되며,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
19. 청구항 1에 있어서,
    제2난방제습모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 개방되며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고, 상기 제2분기유로로 이동되는 냉매는 상기 제2개폐밸브의 오리피스홀을 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기로 공급되며,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
20. 청구항 1에 있어서,
    제3난방제습모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 개방되며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제1전자식팽창밸브는 상기 실외콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고, 상기 제2분기유로로 이동되는 냉매는 상기 제2개폐밸브의 오리피스홀을 통과하면서 팽창된 후 상기 증발기로 공급되며,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-2냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
21. 청구항 1에 있어서,
    제1냉각모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제1-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제1냉각수바이패스라인과 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
    
22. 청구항 1에 있어서,
    제2냉각모드 시, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브와 제3전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제3유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제3전자식팽창밸브는 상기 통합칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 냉각수라인의 제2-2냉각수라인으로 순환되고, 상기 냉각수라인의 제2냉각수바이패스라인은 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.

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