KR20220162313A

KR20220162313A - 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법

Info

Publication number: KR20220162313A
Application number: KR1020210070633A
Authority: KR
Inventors: 조완제; 김연호; 김재연; 박남호
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아 주식회사
Priority date: 2021-06-01
Filing date: 2021-06-01
Publication date: 2022-12-08
Also published as: US20220379686A1; US11760161B2; US20230382186A1; CN115431698A

Abstract

차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 냉각수 라인으로 연결되는 라디에이터와 워터펌프를 포함하며, 상기 냉각수 라인에 구비되는 적어도 하나의 발열체를 냉각하도록 상기 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 냉각장치; 상기 라디에이터와 상기 워터펌프의 사이에서 상기 냉각수 라인에 구비되는 밸브에 일단이 연결되고, 타단은 상기 라디에이터와 상기 워터펌프 사이의 상기 냉각수 라인에 연결되는 분기라인; 및 차량의 실내온도를 조절하도록 냉매라인을 따라 냉매를 순환시키는 에어컨 장치; 를 포함하고, 상기 에어컨 장치에 구비된 열교환기는 상기 냉각수 라인과 연결되며, 차량의 난방모드에서 상기 냉각수 라인을 통하여 공급된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키고, 상기 분기라인은 차량의 난방모드에서 상기 발열체의 온도에 따라 적어도 하나의 작동모드로 작동하는 상기 밸브에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

Description

차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법{HEAT PUMP SYSTEM FOR VEHICLE AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량의 난방모드에서 외부온도와 발열체의 발열량에 따라 외기열원을 선택적으로 사용하여 난방효율을 향상시키도록 하는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화 시스템은 자동차의 실내를 난방하거나 냉방하기 위하여 냉매를 순환시키는 에어컨 장치를 포함한다.

이러한 에어컨 장치는 외부의 온도변화에 관계없이 자동차 실내의 온도를 적당한 온도로 유지하여 쾌적한 실내환경을 유지할 수 있도록 하는 것으로 압축기의 구동에 의하여 토출되는 냉매가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 난방 또는 냉방하도록 구성된다.

즉, 에어컨 장치는 여름철 냉방모드 시에는 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 기상냉매가 응축기를 통하여 응축된 후 리시버 드라이어 및 팽창밸브를 거쳐 증발기에서의 증발을 통하여 실내의 온도 및 습도를 낮추게 된다.

한편, 최근 에너지 효율과 환경오염 문제에 대한 관심이 날로 커지면서 내연기관 자동차를 실질적으로 대체할 수 있는 친환경 자동차의 개발이 요구되고 있으며, 이러한 친환경 자동차는 보통 연료전지나 전기를 동력원으로 하여 구동되는 전기 자동차나, 엔진과 배터리를 이용하여 구동되는 하이브리드 자동차로 구분된다.

이러한 친환경 차량 중, 전기자동차 또는 하이브리드 차량에는 일반 차량의 공기조화장치와는 달리 별도의 히터가 사용되지 않으며, 친환경 차량에 적용되는 공기조화장치를 통상적으로 히트펌프 시스템이라 한다.

한편, 전기 자동차의 경우에는 산소와 수소의 화학적 반응 에너지를 전기 에너지로 전환하여 구동력을 발생시키게 되며, 이 과정에서 연료전지 내의 화학적 반응에 의해 열에너지가 발생되는 바, 발생된 열을 효과적으로 제거하는 것이 연료전지의 성능 확보에 있어 필수적이다.

그리고 하이브리드 자동차에서도 일반적인 연료로 작동하는 엔진과 함께, 상기한 연료전지나, 전기 배터리로부터 공급되는 전기를 이용해 모터를 구동시켜 구동력을 발생시키게 되는 바, 연료전지나 배터리, 및 모터로부터 발생되는 열을 효과적으로 제거해야만 모터의 성능을 확보할 수 있게 된다.

이에 따라, 종래 기술에 따른 하이브리드 차량이나 전기 자동차에서는 모터와 전장품, 및 연료전지를 포함하는 배터리의 발열을 방지하도록 냉각수단, 및 히트펌프 시스템과 함께, 배터리 냉각 시스템이 각각 별도의 밀폐회로로 구성해야만 한다.

따라서, 차량의 전방에 배치되는 쿨링모듈의 크기 및 중량이 증가되고, 엔진룸 내부에서 각각의 히트펌프 시스템과 냉각수단 및 배터리 냉각 시스템으로 냉매 또는 냉각수를 공급하는 연결배관들의 레이아웃이 복잡해지는 단점이 있다.

또한, 차량의 난방모드에서 외부온도가 극저온일 경우에는 전장품과 배터리 모듈을 포함하는 발열체로부터 폐열을 회수하기 어려워 히트펌프 시스템의 성능이 저하되는 문제점도 내포하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 차량의 난방모드에서 외부온도와 발열체의 발열량에 따라 외기열원을 선택적으로 사용하여 난방효율을 향상시키도록 하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 냉각수 라인으로 연결되는 라디에이터와 워터펌프를 포함하며, 상기 냉각수 라인에 구비되는 적어도 하나의 발열체를 냉각하도록 상기 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 냉각장치; 상기 라디에이터와 상기 워터펌프의 사이에서 상기 냉각수 라인에 구비되는 밸브에 일단이 연결되고, 타단은 상기 라디에이터와 상기 워터펌프 사이의 상기 냉각수 라인에 연결되는 분기라인; 및 차량의 실내온도를 조절하도록 냉매라인을 따라 냉매를 순환시키는 에어컨 장치; 를 포함하고, 상기 에어컨 장치에 구비된 열교환기는 상기 냉각수 라인과 연결되며, 차량의 난방모드에서 상기 냉각수 라인을 통하여 공급된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키고, 상기 분기라인은 차량의 난방모드에서 상기 발열체의 온도에 따라 적어도 하나의 작동모드로 작동하는 상기 밸브에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

상기 에어컨 장치는 상기 냉매라인을 통해 연결되며, 상기 냉매를 응축하는 컨덴서; 상기 컨덴서와 상기 냉매라인을 통해 연결되고, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및 상기 열교환기와 상기 냉매라인을 통해 연결되며, 상기 냉매를 압축하는 압축기;를 포함하되, 상기 열교환기는 상기 팽창밸브와 상기 압축기 사이에서 상기 냉매라인에 구비되고, 상기 냉각수 라인을 통해 유입된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키면서 상기 발열체의 폐열, 또는 외기열원을 선택적으로 회수할 수 있다.

상기 외기열원은 상기 라디에이터를 통과하는 냉각수와 외기의 열교환을 통해 상기 냉각수에서 회수될 수 있다.

상기 적어도 하나의 작동모드는 외부온도가 극저온 상태에서 상기 발열체의 발열량이 충분할 경우에 작동하는 제1 작동모드; 및 외부온도가 극저온 상태에서 상기 발열체의 발열량이 충분하지 않을 경우에 작동하는 제2 작동모드; 를 포함할 수 있다.

상기 제1 작동모드에서 상기 밸브는 상기 분기라인을 개방하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 폐쇄할 수 있다.

상기 제2 작동모드에서 상기 밸브는 상기 분기라인을 폐쇄하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 개방할 수 있다.

상기 에어컨 장치는 상기 제1 작동모드, 또는 상기 제2 작동모드에서 상기 냉매라인을 따라 상기 냉매가 순환되도록 작동될 수 있다.

상기 제1 작동모드에서 상기 열교환기는 상기 발열체의 폐열을 회수하고, 상기 제2 작동모드에서 상기 열교환기는 상기 라디에이터에서 회수된 상기 외기열원을 간접적으로 회수할 수 있다.

상기 냉각장치, 상기 에어컨 장치, 및 상기 밸브는 제어기와 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 제어기는 차량의 난방모드에서 사용자에 의해 설정된 차량의 실내온도와, 상기 발열체의 발열량에 따라 상기 밸브의 작동을 제어할 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법은 냉각수 라인으로 상호 연결된 라디에이터, 워터펌프, 및 발열체를 포함하는 냉각장치와, 상기 냉각수 라인에 밸브를 통해 연결되는 분기라인과, 상기 냉각수 라인과 연결되는 열교환기와 상기 열교환기와 냉매라인을 통해 상호 연결된 압축기, 컨덴서, 및 팽창밸브를 포함하는 에어컨 장치를 포함하며, 제어기에 의해 제어되는 차량용 히트펌프 시스템에서, 차량의 난방모드 작동 시에 상기 히트펌프 시스템을 제어하기 위한 것으로, (A) 차량의 주행 시에 사용자가 차량의 실내온도를 설정하고, 상기 제어기가 상기 발열체의 발열량을 판단하는 과정; (B) 상기 (A) 과정을 통해 판단된 상기 발열체의 발열량에 따라 상기 발열체의 폐열을 회수하도록 상기 제어기가 상기 밸브의 작동을 제어하고, 상기 에어컨 장치를 작동시키면서 제어를 종료하는 과정; 및 (C) 상기 (A) 과정을 통해 판단된 상기 발열체의 발열량에 따라 외기열원을 회수하도록 상기 제어기가 상기 밸브의 작동을 제어하고, 상기 에어컨 장치를 작동시키면서 제어를 종료하는 과정; 을 포함한다.

상기 (A) 과정은 차량의 주행 중에 사용자의 조작 또는 설정에 따라 차량의 난방을 위해 상기 에어컨 장치가 작동되는 단계; 및 상기 제어기가 상기 발열체의 발열량을 감지하여 상기 발열체의 폐열이 충분한지를 판단하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 에어컨 장치가 작동되는 단계에서는 차량의 실내 목표 온도를 설정할 수 있다.

상기 (B) 과정은 상기 (A) 과정을 통해 상기 발열체의 폐열이 충분하다고 판단되면, 상기 제어기가 상기 밸브를 제1 작동모드로 작동시키는 단계; 상기 열교환기에서 상기 발열체의 폐열을 회수하는 단계; 및 상기 제어기가 상기 에어컨 장치를 최적 효율점으로 작동시키고 제어를 종료하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 제1 작동모드에서 상기 제어기는 상기 분기라인을 개방하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 폐쇄하도록 상기 밸브를 작동시킬 수 있다.

상기 열교환기에서 상기 발열체의 폐열을 회수하는 단계에서 상기 열교환기는 상기 발열체를 통과하면서 온도가 상승된 냉각수를 상기 냉매와 열교환시키면서 상기 발열체의 폐열을 회수할 수 있다.

상기 (C) 과정은 상기 (A) 과정을 통해 상기 발열체의 폐열이 충분하지 않은 것으로 판단되면(조건을 만족하기 않으면), 상기 제어기가 상기 밸브를 제2 작동모드로 작동시키는 단계; 및 상기 열교환기에서 외기열원을 회수하는 단계; 를 포함할 수 있다.

상기 밸브를 제2 작동모드로 작동시키는 단계에서 상기 제어기는 상기 분기라인을 개방하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 개방하도록 상기 밸브를 작동시킬 수 있다.

상기 열교환기에서 외기열원을 회수하는 단계에서 상기 열교환기는 상기 라디에이터를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각수에서 회수된 외기열원을 상기 냉각수와 상기 냉매의 열교환을 통해 간접적으로 회수할 수 있다.

상기 열교환기에서 외기열원을 회수하는 단계가 완료되면, 상기 제어기가 상기 에어컨 장치를 최적 효율점으로 작동시키고 제어를 종료하는 단계를 수행할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법에 의하면, 차량의 난방모드에서 외부온도와 발열체의 발열량에 따라 외기열원을 선택적으로 사용하여 난방효율을 향상시키고, 시스템의 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 냉각수가 순환되는 냉각장치와 에어컨 장치가 연동되도록 냉각수와 냉매가 열교환되는 하나의 열교환기를 적용함으로써, 전체 시스템의 간소화 및 단순화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 발열체의 온도를 효율적으로 조절함으로써, 발열체의 최적 성능 발휘가 가능해지고, 효율적인 발열체의 온도관리를 통해 차량의 전체적인 상품성을 향상시키고, 주행거리를 증가시킬 수 있다.

나아가, 전체 시스템의 간소화를 통해 제작원가 절감 및 중량 축소가 가능하고, 공간 활용성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드에 따른 발열체의 폐열 회수에 대한 작동 상태도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드에 따른 외기열원 회수에 대한 작동 상태도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

이에 앞서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 차량의 난방모드에서 외부온도와 발열체(16)의 발열량에 따라 외기열원을 선택적으로 사용하여 난방효율을 향상시키도록 한다.

이러한 히트펌프 시스템은 전기 자동차에 적용될 수 있다.

도 1을 참조하면, 상기 히트펌프 시스템은 냉각장치(10), 분기라인(19), 에어컨 장치(50)를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 냉각장치(10)는 냉각수 라인(11)으로 연결되는 라디에이터(12), 워터펌프(14), 상기 발열체(15), 및 리저버 탱크(17)를 포함한다.

상기 라디에이터(12)는 차량의 전방에 배치되며, 후방에는 쿨링팬(13)이 구비되고, 상기 쿨링팬(13)의 작동과 외기와의 열교환을 통해 냉각수를 냉각하게 된다.

또한, 상기 발열체(15)는 전력제어장치(Electric Power Control Unit, EPCU), 모터, 인버터, 또는 충전기(On Board Charger, OBC)와, 상기 모터와 연결되는 오일쿨러를 포함할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 발열체(15)는 상기 냉각수 라인(11)에 구비되어 수랭식으로 냉각될 수 있다.

이에 따라, 차량의 난방모드에서 상기 발열체(15)의 폐열을 회수할 경우에는 상기 전력제어장치, 모터, 인버터, 또는 충전기로부터 발생된 열을 회수할 수 있다.

또한, 상기 라디에이터(12)와 상기 워터펌프(14) 사이에서 상기 냉각수 라인(11)에는 상기 리저버 탱크(17)가 구비된다. 상기 리저버 탱크(17)에는 상기 라디에이터(12)에서 냉각된 냉각수가 저장될 수 있다.

이러한 냉각장치(10)는 상기 냉각수 라인(11)에 구비되는 상기 발열체(16)에 냉각수가 공급되도록 상기 워터펌프(14)의 작동을 통해 상기 냉각수 라인(11)에 냉각수를 순환시킬 수 있다.

여기서, 상기 워터펌프(14)는 전동식 워터펌프 일 수 있다.

본 실시예에서, 상기 분기라인(19)은 상기 냉각장치(10)에 구비될 수 있다. 이러한 분기라인(19)은 상기 라디에이터(12)와 상기 발열체(16)의 사이에서 상기 냉각수 라인(11)에 구비되는 밸브(18)를 통해 상기 라디에이터(12)와 상기 워터펌프(14) 사이의 상기 냉각수 라인과 연결될 수 있다.

즉, 상기 분기라인(19)의 일단은 상기 라디에이터(12)와 상기 발열체(16)의 사이에서 상기 냉각수 라인(11)에 구비되는 밸브(18)에 연결된다. 그리고 상기 분기라인(19)의 타단은 상기 라디에이터(12)와 상기 워터펌프(14)의 사이의 상기 냉각수 라인(11)에 연결될 수 있다.

본 실시예에서, 상기 분기라인(19)의 타단은 상기 라디에이터(12)와 상기 리저버 탱크(17)를 연결하는 상기 냉각수 라인(11)에 연결된다.

여기서, 상기 밸브(18)는 유량의 분배가 가능한 3-Way 밸브일 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 분기라인(19)은 차량의 난방모드에서 상기 발열체(15)의 온도에 따라 적어도 하나의 작동모드로 작동하는 상기 밸브(18)에 의해 선택적으로 개폐될 수 있다.

여기서, 적어도 하나의 작동모드는 제1 작동모드와 제2 작동모드를 포함할 수 있다.

먼저, 상기 제1 작동모드는 차량의 난방모드에서 상기 발열체(16)의 발열량이 충분할 경우에 작동할 수 있다.

상기 제1 작동모드에서 상기 밸브(18)는 상기 분기라인(19)을 개방하고, 상기 분기라인(19)을 기준으로 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)을 폐쇄할 수 있다.

그리고 상기 제2 작동모드는 차량의 난방모드에서 외부온도가 극저온이고 상기 발열체(16)의 발열량이 충분하지 않을 경우에 작동할 수 있다.

상기 제2 작동모드에서 상기 밸브(18)는 상기 분기라인(19)을 폐쇄하고, 상기 분기라인(19)을 기준으로 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)을 개방할 수 있다.

즉, 상기 분기라인(19)은 상기 발열체(16)에서 발생된 폐열을 흡수하여 냉각수의 온도를 상승시킬 경우, 상기 밸브(18)의 작동을 통해 선택적으로 개방된다. 이 때, 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)은 상기 밸브(18)의 작동을 통해 폐쇄된다.

그러면, 상기 분기라인(19)과 개방된 상기 냉각수 라인(11)을 따라 순환하는 상기 냉각수는 상기 라디에이터(12)의 통과 없이 상기 발열체(16)를 냉각하면서 온도가 상승된 상태를 유지할 수 있다.

이와는 반대로, 상기 분기라인(19)은 상기 발열체(16)에서 발생되는 폐열이 부족하고 외부온도가 극저온일 경우, 상기 밸브(18)의 작동을 통해 폐쇄된다. 이 때, 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)은 상기 밸브(18)의 작동을 통해 개방된다.

그러면, 상기 냉각수 라인(11)을 따라 순환하는 상기 냉각수는 상기 발열체(16)를 통과한 후, 상기 라디에이터(12)에서 외기와의 열교환을 통해 외기열원을 흡수할 수 있다.

본 실시예에서, 상기 에어컨 장치(50)는 차량의 실내온도를 조절하도록 냉매라인(51)을 따라 냉매를 순환시킬 수 있다.

이러한 에어컨 장치(50)는 상기 냉매라인(51)을 통해 연결되는 컨덴서(53), 팽창밸브(55), 열교환기(57), 및 압축기(59)를 포함한다.

먼저, 상기 컨덴서(53)는 상기 냉매라인(51)과 연결되어 냉매가 통과된다. 이러한 컨덴서(53)는 상기 압축기(59)로부터 공급된 냉매를 응축할 수 있다.

상기 팽창밸브(55)는 상기 컨덴서(53)와 상기 냉매라인(51)을 통해 연결되고, 상기 냉매를 선택적으로 팽창시킬 수 있다.

본 실시예에서, 상기 열교환기(57)는 상기 팽창밸브(55)와 상기 냉매라인(51)을 통해 연결된다. 이러한 열교환기(57)는 상기 냉각수 라인(11)과 연결되며, 차량의 난방모드에서 상기 냉각수 라인(11)을 통하여 공급된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시킬 수 있다.

여기서, 상기 열교환기(57)는 상기 발열체(16)와 상기 밸브(18)의 사이에서 상기 냉각수 라인(11)에 구비될 수 있다.

또한, 상기 열교환기(57)는 상기 팽창밸브(55)와 상기 압축기(59) 사이에서 상기 냉매라인(11)에 구비될 수 있다.

즉, 상기 열교환기(57)는 상기 냉각수 라인(11)을 통해 유입된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키면서 상기 발열체(16)의 폐열, 또는 외기열원을 선택적으로 회수할 수 있다.

한편, 상기 외기열원은 상기 라디에이터(12)를 통과하는 냉각수와 외기의 열교환을 통해 상기 냉각수에서 회수된다. 이에 따라, 상기 열교환기(57)는 차량의 작동모드에 따라 외기열원을 회수한 냉각수와 냉매의 열교환을 통해 상기 외기열원을 간접적으로 회수할 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 열교환기(57)는 내부에 냉각수가 유입되는 수랭식 열교환기일 수 있다.

그리고 상기 압축기(59)는 상기 열교환기(57)와 상기 컨덴서(53) 사이에서 상기 냉매라인(51)을 통해 연결된다. 이러한 압축기(59)는 기체 상태의 냉매를 압축시키고 압축된 냉매를 상기 컨덴서(53)에 공급할 수 있다.

여기서, 상기 팽창밸브(55)는 상기 냉매라인(51)을 통과하는 냉매의 유동흐름을 제어하면서, 냉매를 선택적으로 팽창시키는 전자식 팽창밸브일 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 에어컨 장치(50)는 상기 제1 작동모드, 또는 상기 제2 작동모드에서 상기 냉매라인(51)을 따라 상기 냉매가 순환되도록 작동될 수 있다.

즉, 상기 제1 작동모드에서 상기 열교환기(57)는 상기 냉각수와 상기 냉매의 열교환을 통해 상기 발열체(16)의 폐열을 회수할 수 있다.

또한, 상기 제2 작동모드에서 상기 열교환기(57)는 상기 라디에이터(12)에서 회수된 상기 외기열원을 냉각수와 냉매의 열교환을 통해 간접적으로 회수할 수 있다.

즉, 상기 제2 작동모드에서 상기 냉각장치(10)는 상기 라디에이터(12)에서 냉각수를 외기와 열교환을 통해 냉각하면서 외기열원을 회수한다. 회수된 외기열원은 상기 열교환기(57)에서 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 간접적으로 회수될 수 있다.

이에 따라, 상기 열교환기(57)에서 회수된 상기 발열체(16)의 폐열, 또는 상기 외기열원을 차량의 실내난방에 사용함으로써, 상기 히트펌프 시스템의 전체적인 성능과 난방효율을 향상시킬 수 있다.

이와 같이 구성되는 상기 냉각장치(10), 상기 에어컨 장치(50), 및 상기 밸브(18)는 제어기(70)와 전기적으로 연결될 수 있다.

여기서, 상기 제어기(70)는 차량의 난방모드에서 사용자에 의해 설정된 차량의 실내온도와, 상기 발열체(16)의 발열량에 따라 상기 밸브(18)의 작동을 제어할 수 있다.

즉, 상기 제어기(70)는 차량의 난방모드에서 사용자에 의해 설정된 차량의 실내온도와, 상기 발열체(16)의 발열량과 외부온도에 따라 전술한 제1 작동모드, 또는 제2 작동모드로 상기 밸브(18)의 작동을 제어하게 된다.

이러한 제어기(10)는 설정된 프로그램에 의하여 동작하는 하나 이상의 프로세서로 구현될 수 있으며, 상기 설정된 프로그램은 후술하는 본 발명의 실시예에 따른 히트펌프 시스템 제어방법에 포함된 각 단계를 수행하기 위한 일련의 명령을 포함할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 작동 및 작용을 도 2 내지 도 3을 통하여 상세히 설명한다.

먼저, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드 수행 시에 상기 발열체(16)의 폐열 회수에 대한 작동을 도 2를 참조하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드에 따른 발열체의 폐열 회수에 대한 작동 상태도이다.

도 2를 참조하면, 차량의 난방모드에서 외부 온도가 일반적인 저온이고 상기 발열체(16)의 폐열이 충분할 경우, 상기 제어기(70)는 제1 작동모드를 수행할 수 있다.

이에 따라, 상기 밸브(18)는 상기 제어기(70)의 제어신호에 따라 상기 분기라인(19)을 개방하고, 상기 분기라인(19)을 기준으로 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)을 폐쇄한다.

그러면, 상기 냉각장치(10)에서 냉각수는 상기 워터펌프(14)의 작동을 통해 개방된 상기 냉각수 라인(11)과 개방된 상기 분기라인(19)을 따라 순환한다.

이 때, 상기 에어컨 장치(50)는 각 구성요소의 작동을 통해 냉매를 순환시킬 수 있다.

즉, 상기 냉각장치(10)는 냉각수를 이용해 상기 발열체(16)를 냉각하면서 상기 발열체(15)의 폐열을 회수한다. 상기 발열체(16)를 냉각하면서 온도가 상승된 냉각수는 상기 라디에이터(12)의 통과 없이 상기 열교환기(57)에서 냉매와 열교환을 통해 회수될 수 있다.

이에 따라, 차량의 난방모드에서 상기 제1 작동모드는 상기 발열체(15)의 폐열을 사용하여 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

즉, 상기 발열체(16)의 폐열이 충분하고 외부기온이 일반적인 저온인 상태에서 상기 히트펌프 시스템이 작동하면, 상기 제어기(70)는 상기 밸브(18)의 작동제어를 통해 상기 분기라인(19)을 개방하고, 상기 라디에이터(12)와 연결된 상기 냉각수 라인(11)을 폐쇄한다.

이에 따라, 상기 냉각수는 개방된 상기 냉각수 라인(11)과 상기 분기라인(18)을 따라 상기 라디에이터(12)의 통과 없이 상기 발열체(16)로부터 폐열을 회수하여 온도가 상승될 수 있다.

따라서, 상기 제1 작동모드에서 상기 제어기(70)는 상기 발열체(16)로부터 폐열을 회수한 냉각수가 저온 환경에 노출된 상기 라디에이터(12)를 통과하면서 냉각되는 것을 방지할 수 있다.

온도가 상승된 냉각수는 상기 열교환기(57)에서 냉매와 열교환을 통해 회수되어 차량의 실내난방에 효율적으로 사용될 수 있다.

즉, 본 발명은 전술한 바와 같은 과정을 반복 수행하면서, 상기 발열체(16)에서 발생된 폐열을 회수하여 실내 난방에 이용함으로써, 사용전력을 줄이고 전체적인 난방 효율을 향상시킬 수 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드 수행 시에 상기 외기열원 회수에 대한 작동을 도 3을 참조하여 설명한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드에 따른 외기열원 회수에 대한 작동 상태도이다.

도 3을 참조하면, 차량의 난방모드에서 외부 온도가 극저온이고 상기 발열체(16)의 폐열이 충분하지 않을 경우, 상기 제어기(70)는 제2 작동모드를 수행할 수 있다.

이에 따라, 상기 밸브(18)는 상기 제어기(70)의 제어신호에 따라 상기 분기라인(19)을 폐쇄하고, 상기 분기라인(19)을 기준으로 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)을 개방한다.

그러면, 상기 냉각장치(10)에서 냉각수는 상기 워터펌프(14)의 작동을 통해 상기 냉각수 라인(11)을 따라 순환한다.

즉, 상기 발열체(16)를 통과한 냉각수는 상기 라디에이터(12)를 통과하면서 외기와 열교환을 통해 외기열원을 회수할 수 있다.

즉, 상기 냉각장치(10)는 냉각수를 이용해 상기 발열체(16)를 냉각하면서 상기 발열체(15)의 폐열을 회수하는 동시에, 상기 라디에이터(12)를 통과하면서 외기로부터 외기열원을 회수할 수 있다.

상기 발열체(16)의 폐열과 상기 외기열원을 회수하여 온도가 상승된 냉각수는 상기 열교환기(57)에서 냉매와 열교환을 통해 회수될 수 있다.

이에 따라, 차량의 난방모드에서 상기 제2 작동모드는 상기 발열체(15)의 폐열과 상기 외기열원을 간접적으로 사용하여 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

즉, 상기 히트펌프 시스템은 외부기온이 극저온에서 상기 발열체(16)로부터 발생된 폐열이 현저히 부족할 경우, 상기 발열체(16)의 폐열과 함께 상기 라디에이터(12)를 통해 외기열원을 간접적으로 회수하여 차량의 실내난방에 사용할 수 있다.

이에 따라, 차량의 난방모드에서 상기 제2 작동모드는 상기 발열체(15)의 폐열과 상기 외기열원을 사용하여 차량의 실내를 난방 할 수 있다.

즉, 상기 발열체(16)의 폐열이 충분하지 않고, 외부기온이 극저온인 상태에서 상기 히트펌프 시스템이 작동하면, 상기 제어기(70)는 상기 밸브(18)의 작동제어를 통해 상기 분기라인(19)을 폐쇄하고, 상기 라디에이터(12)와 연결된 상기 냉각수 라인(11)을 개방한다.

이에 따라, 상기 냉각수는 개방된 상기 냉각수 라인(11)을 따라 상기 발열체(16)로부터 폐열을 회수하는 동시에, 상기 라디에이터(12)를 통과하면서 외기열원을 회수하여 온도가 상승될 수 있다.

회수된 상기 외기열원과 상기 발열체(16)의 폐열은 상기 열교환기(57)에서 냉매와 냉각수의 열교환을 통해 간접적으로 회수될 수 있다.

따라서, 상기 제2 작동모드에서 상기 제어기(70)는 상기 밸브(18)의 작동제어를 통해 상기 발열체(16)의 폐열과 함께 상기 외기열원을 간접적으로 회수하여 냉각수의 온도를 상승시킬 수 있다.

즉, 본 발명은 전술한 바와 같은 과정을 반복 수행하면서, 상기 발열체(16)의 폐열과 함께 상기 외기열원을 회수하여 실내 난방에 이용함으로써, 사용전력을 줄이고 전체적인 난방 효율을 향상시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법을 첨부한 도 4를 참조하여 설명한다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법을 설명하기 위한 제어 흐름도이다.

도 4를 참조하면, 전술한 바와 같이 구성되는 히트펌프 시스템에서 차량의 난방모드 작동 시에 상기 히트펌프 시스템을 제어하기 위한 것으로, (A) 차량의 주행 시에 사용자가 차량의 실내온도를 설정하고, 상기 제어기가 상기 발열체의 발열량을 판단하는 과정과, (B) 상기 (A) 과정을 통해 판단된 상기 발열체의 발열량에 따라 상기 발열체의 폐열을 회수하도록 상기 제어기가 상기 밸브의 작동을 제어하고, 상기 에어컨 장치를 작동시키면서 제어를 종료하는 과정과, (C) 상기 (A) 과정을 통해 판단된 상기 발열체의 발열량에 따라 외기열원을 회수하도록 상기 제어기가 상기 밸브의 작동을 제어하고, 상기 에어컨 장치를 작동시키면서 제어를 종료하는 과정을 포함한다.

본 실시예에서, 상기 (A) 과정은 다음 단계들을 포함할 수 있다.

먼저, 차량의 주행 중에 사용자의 조작 또는 설정에 따라 차량의 난방을 위해 상기 에어컨 장치(50)가 작동된다(S1).

여기서, 상기 에어컨 장치(50)가 작동되는 단계(S1)에서는 차량의 실내 목표 온도가 설정될 수 있다.

이러한 상태에서, 상기 제어기(70)는 상기 발열체(16)의 발열량을 감지하여 상기 발열체(16)의 폐열이 충분한지를 판단한다(S2).

상기 발열체(16)의 폐열이 충분한지를 판단하는 단계(S2)에서, 상기 발열체(16)의 폐열이 충분한 것으로 판단되면(즉, 조건을 만족하면), 상기 제어기(10)는 상기 (B) 과정을 수행한다.

상기 (B) 과정은 상기 (A)과정을 통해 상기 발열체(16)의 폐열이 충분하다고 판단되면, 상기 제어기(70)가 상기 밸브(18)를 제1 작동모드로 작동시킨다(S3).

상기 제1 작동모드에서 상기 제어기(70)는 상기 분기라인(19)을 개방하고, 상기 분기라인(19)을 기준으로 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)을 폐쇄하도록 상기 밸브(18)를 작동시킬 수 있다.

이러한 상태에서, 상기 열교환기(57)는 상기 발열체(16)의 폐열을 회수한다(S4).

즉, 전술한 바와 같이, 상기 냉각장치(10)에서 냉각수는 상기 라디에이터(12)의 통과 없이 개방된 상기 분기라인(19)과 상기 냉각수 라인(11)을 따라 상기 발열체(16)를 냉각하면서 온도가 상승된다.

이 때, 상기 열교환기(57)는 상기 냉각수 라인(11)을 통해 온도가 상승된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키면서 상기 발열체(16)의 폐열을 회수한다.

즉, 상기 열교환기(57)에서 상기 발열체(16)의 폐열을 회수하는 단계(S4)에서 상기 열교환기(57)는 상기 발열체(16)를 통과하면서 온도가 상승된 냉각수를 상기 냉매와 열교환시키면서 상기 발열체(16)의 폐열을 회수할 수 있다.

그런 후, 상기 제어기(70)는 상기 열교환기(57)에서 회수된 발열체(16)의 폐열을 이용해 상기 에어컨 장치(50)를 최적 효율점으로 작동시키고 제어를 종료한다(S5).

한편, 상기 발열체(16)의 폐열이 충분한지를 판단하는 단계(S2)에서, 상기 발열체(16)의 폐열이 충분하지 않은 것으로 판단되면(즉, 조건을 만족하면), 상기 제어기(10)는 상기 (C) 과정을 수행한다.

상기 (C) 과정은 상기 (A)과정을 통해 상기 발열체(16)의 폐열이 충분하지 않은 것으로 판단되면(조건을 만족하지 않으면), 상기 제어기(70)가 상기 밸브(18)를 제2 작동모드로 작동시킨다(S6).

상기 밸브(18)를 제2 작동모드로 작동시키는 단계(S6)에서 상기 제어기(70)는 상기 분기라인(19)을 개방하고, 상기 분기라인(19)을 기준으로 상기 라디에이터(12)와 연결되는 상기 냉각수 라인(11)을 개방하도록 상기 밸브(18)를 작동시킬 수 있다.

그런 후, 상기 열교환기(57)는 상기 외기열원을 회수한다(S7).

여기서, 상기 열교환기(57)는 상기 외기열원을 회수한 냉각수와 냉매의 열교환을 통해 상기 외기열원을 간접적으로 회수할 수 있다.

즉, 상기 열교환기(57)에서 외기열원을 회수하는 단계(S7)에서, 상기 열교환기(57)는 상기 라디에이터(12)를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각수에서 회수된 외기열원을 상기 냉각수와 상기 냉매의 열교환을 통해 간접적으로 회수한다.

그런 후, 상기 제어기(70)는 상기 열교환기(57)에서 회수된 상기 외기열원과 상기 발열체(16)의 폐열을 이용해 상기 에어컨 장치(50)를 최적 효율점으로 작동시키고 제어를 종료한다(S5).

이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 제어방법은 전술한 각 단계들을 수행하면서 차량의 난방모드에서 제1 작동모드 또는 제2 작동모드로 작동시켜 상기 발열체(16)의 폐열, 또는 상기 외기열원을 선택적으로 이용해 차량의 실내난방에 이용할 수 있다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템 및 그 제어방법을 적용하면, 차량의 난방모드에서 상기 발열체(16)의 발열량에 따라 외기열원을 선택적으로 사용하여 난방효율을 향상시키고, 시스템의 성능 저하를 미연에 방지할 수 있다.

또한 본 발명은 냉각수가 순환되는 상기 냉각장치(10)와 상기 에어컨 장치(50)가 연동되도록 냉각수와 냉매가 열교환되는 하나의 상기 열교환기(57)를 적용함으로써, 전체 시스템의 간소화 및 단순화를 도모할 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 발열체(16)의 온도를 효율적으로 조절함으로써, 상기 발열체(16)의 최적 성능 발휘가 가능해지고, 효율적인 상기 발열체(16)의 온도관리를 통해 차량의 전체적인 상품성을 향상시키고, 주행거리를 증가시킬 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

10 : 냉각장치
11 : 냉각수 라인
12 : 라디에이터
13 : 쿨링팬
14 : 워터펌프
15 : 발열체
17 : 리저버 탱크
18 : 밸브
19 : 분기라인
50 : 에어컨 장치
51 : 냉매라인
53 : 컨덴서
55 : 팽창밸브
57 : 열교환기
59 : 압축기

Claims

냉각수 라인으로 연결되는 라디에이터와 워터펌프를 포함하며, 상기 냉각수 라인에 구비되는 적어도 하나의 발열체를 냉각하도록 상기 냉각수 라인에 냉각수를 순환시키는 냉각장치;
상기 라디에이터와 상기 발열체의 사이에서 상기 냉각수 라인에 구비되는 밸브에 일단이 연결되고, 타단은 상기 라디에이터와 상기 워터펌프 사이의 상기 냉각수 라인에 연결되는 분기라인; 및
차량의 실내온도를 조절하도록 냉매라인을 따라 냉매를 순환시키는 에어컨 장치; 를 포함하고,
상기 에어컨 장치에 구비된 열교환기는 상기 냉각수 라인과 연결되며, 차량의 난방모드에서 상기 냉각수 라인을 통하여 공급된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키고,
상기 분기라인은
차량의 난방모드에서 상기 발열체의 온도에 따라 적어도 하나의 작동모드로 작동하는 상기 밸브에 의해 선택적으로 개폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 에어컨 장치는
상기 냉매라인을 통해 연결되며, 상기 냉매를 응축하는 컨덴서;
상기 컨덴서와 상기 냉매라인을 통해 연결되고, 상기 냉매를 팽창시키는 팽창밸브; 및
상기 열교환기와 상기 냉매라인을 통해 연결되며, 상기 냉매를 압축하는 압축기;를 포함하되,
상기 열교환기는
상기 팽창밸브와 상기 압축기 사이에서 상기 냉매라인에 구비되고, 상기 냉각수 라인을 통해 유입된 냉각수와 열교환을 통해 상기 냉매를 증발시키면서 상기 발열체의 폐열, 또는 외기열원을 선택적으로 회수하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제2항에 있어서,
상기 외기열원은
상기 라디에이터를 통과하는 냉각수와 외기의 열교환을 통해 상기 냉각수에서 회수되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 적어도 하나의 작동모드는
외부온도가 극저온 상태에서 상기 발열체의 발열량이 충분할 경우에 작동하는 제1 작동모드; 및
외부온도가 극저온 상태에서 상기 발열체의 발열량이 충분하지 않을 경우에 작동하는 제2 작동모드;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1 작동모드에서 상기 밸브는
상기 분기라인을 개방하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 폐쇄하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제2 작동모드에서 상기 밸브는
상기 분기라인을 폐쇄하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제4항에 있어서,
상기 에어컨 장치는
상기 제1 작동모드, 또는 상기 제2 작동모드에서 상기 냉매라인을 따라 상기 냉매가 순환되도록 작동되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제4항에 있어서,
상기 제1 작동모드에서 상기 열교환기는 상기 발열체의 폐열을 회수하고,
상기 제2 작동모드에서 상기 열교환기는 상기 라디에이터에서 회수된 상기 외기열원을 간접적으로 회수하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 냉각장치, 상기 에어컨 장치, 및 상기 밸브는 제어기와 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제9항에 있어서,
상기 제어기는
차량의 난방모드에서 사용자에 의해 설정된 차량의 실내온도와, 상기 발열체의 발열량에 따라 상기 밸브의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
냉각수 라인으로 상호 연결된 라디에이터, 워터펌프, 및 발열체를 포함하는 냉각장치와, 상기 냉각수 라인에 밸브를 통해 연결되는 분기라인과, 상기 냉각수 라인과 연결되는 열교환기와 상기 열교환기와 냉매라인을 통해 상호 연결된 압축기, 컨덴서, 및 팽창밸브를 포함하는 에어컨 장치를 포함하며, 제어기에 의해 제어되는 차량용 히트펌프 시스템에서, 차량의 난방모드 작동 시에 상기 히트펌프 시스템을 제어하기 위한 것으로,
(A) 차량의 주행 시에 사용자가 차량의 실내온도를 설정하고, 상기 제어기가 상기 발열체의 발열량을 판단하는 과정;
(B) 상기 (A) 과정을 통해 판단된 상기 발열체의 발열량에 따라 상기 발열체의 폐열을 회수하도록 상기 제어기가 상기 밸브의 작동을 제어하고, 상기 에어컨 장치를 작동시키면서 제어를 종료하는 과정; 및
(C) 상기 (A) 과정을 통해 판단된 상기 발열체의 발열량에 따라 외기열원을 회수하도록 상기 제어기가 상기 밸브의 작동을 제어하고, 상기 에어컨 장치를 작동시키면서 제어를 종료하는 과정;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 (A) 과정은
차량의 주행 중에 사용자의 조작 또는 설정에 따라 차량의 난방을 위해 상기 에어컨 장치가 작동되는 단계; 및
상기 제어기가 상기 발열체의 발열량을 감지하여 상기 발열체의 폐열이 충분한지를 판단하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제12항에 있어서,
상기 에어컨 장치가 작동되는 단계에서는
사용자가 차량의 실내 목표 온도를 설정하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 (B) 과정은
상기 (A) 과정을 통해 상기 발열체의 폐열이 충분하다고 판단되면, 상기 제어기가 상기 밸브를 제1 작동모드로 작동시키는 단계;
상기 열교환기에서 상기 발열체의 폐열을 회수하는 단계; 및
상기 제어기가 상기 에어컨 장치를 최적 효율점으로 작동시키고 제어를 종료하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 제1 작동모드에서 상기 제어기는
상기 분기라인을 개방하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 폐쇄하도록 상기 밸브를 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제14항에 있어서,
상기 열교환기에서 상기 발열체의 폐열을 회수하는 단계에서
상기 열교환기는 상기 발열체를 통과하면서 온도가 상승된 냉각수를 상기 냉매와 열교환시키면서 상기 발열체의 폐열을 회수하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제11항에 있어서,
상기 (C) 과정은
상기 (A) 과정을 통해 상기 발열체의 폐열이 충분하지 않은 것으로 판단되면(조건을 만족하기 않으면),
상기 제어기가 상기 밸브를 제2 작동모드로 작동시키는 단계; 및
상기 열교환기에서 외기열원을 회수하는 단계;
를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 밸브를 제2 작동모드로 작동시키는 단계에서 상기 제어기는
상기 분기라인을 개방하고, 상기 분기라인을 기준으로 상기 라디에이터와 연결되는 상기 냉각수 라인을 개방하도록 상기 밸브를 작동시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 열교환기에서 외기열원을 회수하는 단계에서
상기 열교환기는 상기 라디에이터를 통과하면서 외기와의 열교환을 통해 냉각수에서 회수된 외기열원을 상기 냉각수와 상기 냉매의 열교환을 통해 간접적으로 회수하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.
제17항에 있어서,
상기 열교환기에서 외기열원을 회수하는 단계가 완료되면,
상기 제어기가 상기 에어컨 장치를 최적 효율점으로 작동시키고 제어를 종료하는 단계를 수행하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템 제어방법.