KR20230108397A - 차량용 냉난방 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 차량 실내를 난방시키는 실내콘덴서; 상기 실내콘덴서와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 실내콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 수냉식콘덴서; 상기 수냉식콘덴서와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 수냉식콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외콘덴서; 상기 실외콘덴서와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 실외콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키며, 열교환된 냉매를 제5유로로 배출하는 증발기; 상기 제4유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 바이패스유로 상에 구비되며, 냉방 배터리협조모드 시 배터리 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 배터리칠러; 상기 증발기와 상기 제5유로에 의해 연결되고 상기 압축기와 제6유로에 의해 연결되며, 각각의 모드 시 상기 증발기에서 공급되는 냉매, 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제1분기유로를 통해 상기 수냉식콘덴서에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하고, 저장된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리한 후 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터; 상기 실외콘덴서와 인접하게 배치되는 라디에이터부의 제1라디에이터와 상기 수냉식콘덴서를 연결하여 냉각수를 순환시키는 제1냉각수라인; 상기 라디에이터부의 제2라디에이터와 상기 수냉식콘덴서 및 상기 배터리칠러를 연결하여 냉각수를 순환시키는 제2-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인을 포함하는 제2냉각수라인; 상기 제2유로 상, 상기 제4유로 상, 상기 바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 상기 제4유로, 상기 바이패스유로로 이동되는 냉매를 감압하는 팽창밸브부; 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 상기 제1분기유로가 상기 제3유로에서 분기되는 지점, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되며 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름을 전환하고 상기 제2분기유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브부; 및 상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브부와 연결되며, 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부의 동작과 상기 개폐밸브부의 개폐방향과 개폐를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 증발기에는 상기 제4유로, 상기 제5유로, 및 상기 제2분기유로와 연결되는 유로 연결모듈이 구비되며, 상기 유로 연결모듈이 상기 증발기의 내부로 냉매를 유입하는 냉매유입측 및 공기와 열교환 후 상기 증발기의 외부로 열교환된 냉매를 배출하는 냉매배출측과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템을 제공한다.

Description

차량용 냉난방 시스템{Automotive air conditioning system}

본 발명은 차량용 냉난방 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수냉식콘덴서에서 냉각수와 열교환된 냉매를 이용하여 차량의 냉난방을 실시하는 차량용 냉난방 시스템에 관한 것이다.

한국 공개특허 제10-2020-0061457호(2020.06.03.)를 참조하면, 차량용 공조장치는 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방 시스템은, 증발기의 외부를 통과하는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어, 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방 시스템은 실내컨덴서 외부를 통과하는 공기를 실내컨덴서 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 온기로 바꾸어 차량 실내를 난방하도록 구성된다.

한편, 상기한 차량용 공조장치는 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방 및 제습을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있는데, 예컨데 복수개의 열교환기와, 기액분리기와, 냉매의 유동방향을 전활할 수 있는 3웨이밸브인 방향조절밸브와, 냉매가 이동되는 유로를 선택적으로 개폐하면서 이동되는 냉매를 감압하는 복수개의 전자식팽창밸브를 구비한다. 따라서, 복수개의 전자식팽창밸브(난방용 전자식팽창밸브, 냉방용 전자식팽창밸브)에 의한 냉매의 감압과 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방과 난방 및 제습이 가능하게 된다.

종래의 차량용 히트펌프 시스템은 난방 제습 시 난방용 전자식팽창밸브에서 팽창한 저온 냉매를 분기하지만 저압으로 인해 제습성능에 필요한 냉매유량의 공급이 원활하지 않아서 제습성능이 떨어지고, 저온저압의 냉매를 분기하기 위해 전자식팽창밸브의 후단에 분기점을 만들어야 하므로 솔레노이드팽창밸브까지의 제습라인이 필요이상으로 길어져서 배관 내의 차압발생으로 냉매유량의 공급이 곤란하며, 전자식팽창밸브의 전단 고압라인에서 분기를 시켜 팽창시에도 냉매상태에 의한 팽창성능부족으로 인한 제습성능 부족 현상이 발생되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 전자식팽창밸브의 후단에 냉매를 분기하여 저온저압의 냉매를 제습라인으로 공급이 가능하고, 냉매순환회로를 통한 증발기의 내부로 냉매유입이 아닌 제습라인전용 입구를 통해 증발기의 내부로 냉매유입이 가능하며 제습성능 제어가 가능한 차량용 냉난방 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 차량 실내를 난방시키는 실내콘덴서; 상기 실내콘덴서와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 실내콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 수냉식콘덴서; 상기 수냉식콘덴서와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 수냉식콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외콘덴서; 상기 실외콘덴서와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 실외콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키며, 열교환된 냉매를 제5유로로 배출하는 증발기; 상기 제4유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 바이패스유로 상에 구비되며, 냉방 배터리협조모드 시 배터리 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 배터리칠러; 상기 증발기와 상기 제5유로에 의해 연결되고 상기 압축기와 제6유로에 의해 연결되며, 각각의 모드 시 상기 증발기에서 공급되는 냉매, 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제1분기유로를 통해 상기 수냉식콘덴서에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하고, 저장된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리한 후 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터; 상기 실외콘덴서와 인접하게 배치되는 라디에이터부의 제1라디에이터와 상기 수냉식콘덴서를 연결하여 냉각수를 순환시키는 제1냉각수라인; 상기 라디에이터부의 제2라디에이터와 상기 수냉식콘덴서 및 상기 배터리칠러를 연결하여 냉각수를 순환시키는 제2-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인을 포함하는 제2냉각수라인; 상기 제2유로 상, 상기 제4유로 상, 상기 바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 상기 제4유로, 상기 바이패스유로로 이동되는 냉매를 감압하는 팽창밸브부; 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 상기 제1분기유로가 상기 제3유로에서 분기되는 지점, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되며 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름을 전환하고 상기 제2분기유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브부; 및 상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브부와 연결되며, 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부의 동작과 상기 개폐밸브부의 개폐방향과 개폐를 제어하는 제어부를 포함하되, 상기 증발기에는 상기 제4유로, 상기 제5유로, 및 상기 제2분기유로와 연결되는 유로 연결모듈이 구비되며, 상기 유로 연결모듈이 상기 증발기의 내부로 냉매를 유입하는 냉매유입측 및 공기와 열교환 후 상기 증발기의 외부로 열교환된 냉매를 배출하는 냉매배출측과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템을 제공한다.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템은, 상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 외기의 온도를 측정하고 상기 증발기에 구비되어 상기 증발기의 온도를 측정하는 센서부를 더 포함할 수 있으며, 상기 센서부는 상기 제어부와 연결될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템에 있어서, 상기 제1냉각수라인은 상기 제1냉각수라인 상으로 순환되는 냉각수의 흐름을 전환하는 제1방향전환밸브와, 상기 제1방향전환밸브와 연결되는 제1냉각수바이패스라인과, 냉각수를 상기 제1냉각수라인으로 순환시키는 동력을 제공하는 제1펌프를 포함할 수 있다.

상기 제2냉각수라인은 상기 제2라디에이터와 상기 수냉식콘덴서를 연결하는 제2-1냉각수라인과, 상기 제2-1냉각수라인과 연결되며 상기 배터리칠러와 차량의 배터리를 연결하는 제2-2냉각수라인을 포함할 수 있으며, 상기 제2-1냉각수라인과 상기 제2-2냉각수라인이 연결되는 지점에는 제2방향전환밸브가 구비될 수 있다.

상기 제2-1냉각수라인 상에는 냉각수를 상기 제2-1냉각수라인으로 순환시키는 제2-1펌프가 구비될 수 있고, 상기 제2-2냉각수라인 상에는 냉각수를 상기 제2-2냉각수라인으로 순환시키는 제2-1펌프가 구비될 수 있다.

상기 팽창밸브부는 상기 제2유로 상에서 상기 수냉식콘덴서의 전단에 구비되며 난방모드, 난방제습모드 시 상기 실내콘덴서에서 상기 수냉식콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제1전자식팽창밸브와, 상기 제4유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되며 냉방모드, 냉방 배터리협조모드 시 상기 제4유로를 통해 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 솔레노이드팽창밸브와, 상기 바이패스유로 상에서 상기 배터리칠러의 전단에 구비되며 냉방 배터리협조모드 시 상기 바이패스유로를 통해 상기 배터리칠러로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제2전자식팽창밸브를 포함할 수 있다.

상기 개폐밸브부는 상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되어 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 제1개폐밸브와, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되어 상기 제2분기유로를 선택적으로 개폐하는 제2개폐밸브를 포함할 수 있으며, 상기 제1개폐밸브는 3웨이밸브가 사용되고 상기 제2개폐밸브는 2웨이밸브가 사용될 수 있다.

상기 제2개폐밸브의 내부에 구비되는 볼에는 상기 제2개폐밸브로 유입된 냉매를 상기 증발기로 이동시키는 내부유로가 상기 볼을 관통되게 형성될 수 있으며, 상기 제2개폐밸브로 유입되는 냉매의 유량에 따라 상기 볼은 상기 제어부에 의해 스텝 제어될 수 있다.

상기 유로 연결모듈은 상기 제4유로와 연결되는 제1냉매유입구와 상기 제2분기유로와 연결되는 제2냉매유입구 및 상기 제5유로와 연결되는 냉매배출구가 형성되는 이격되게 형성되는 연결몸체와, 상기 연결몸체의 제1냉매유입구와 제2냉매유입구 및 냉매배출구와 연결되며 상기 제1냉매유입구와 제2냉매유입구로 유입된 냉매를 상기 증발기의 냉매유입측으로 이동시키고 상기 증발기의 냉매배출과상기 냉매배출구를 연결하는 제1 내지 제3연결배관을 포함하는 연결배관부를 포함할 수 있다.

냉방모드 시, 상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 상기 제4유로를 통해 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 냉각수는 상기 제1냉각수라인과 상기 제2-1냉각수라인 및 제2-2냉각수라인으로 순환할 수 있으며, 상기 제1냉각수라인의 제1바이패스냉각수라인은 밀폐될 수 있다.

난방모드 시, 상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 어큐뮬레이터 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫힐 수 있고, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 상기 제2유로를 통해 상기 수냉식콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있으며, 냉각수는 제1냉각수라인으로 순환할 수 있고, 상기 제1냉각수라인의 제1냉각수라인의 제1바이패스라인은 개방되어 상기 라디에이터부의 제1라디에이터로 냉각수가 순환하지 않을 수 있다.

난방제습모드 시, 상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 어큐뮬레이터 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 열릴 수 있으며, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 상기 제2유로를 통해 상기 수냉식콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있고, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브와 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 닫힐 수 있으며, 냉각수는 상기 제1냉각수라인과 상기 제2-1냉각수라인으로 순환할 수 있고, 상기 제1냉각수라인의 제1바이패스냉각수라인은 개방되어 상기 라디에이터부의 제1라디에이터로 냉각수가 순환하지 않을 수 있다.

냉방 배터리협조모드 시, 상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방될 수 있고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 열릴 수 있고, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 상기 제4유로를 통해 상기 증발기로 공급되는 냉매와 상기 바이패스유로를 통해 상기 배터리칠러로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있으며, 냉각수는 상기 제1냉각수라인과 상기 제2-1냉각수라인 및 제2-2냉각수라인으로 순환할 수 있고, 상기 제1냉각수라인의 제1바이패스냉각수라인은 밀폐될 수 있다.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템은 제1전자식팽창밸브의 후단에서 냉매를 분기하여 안정적으로 저온저압의 냉매를 제습라인인 제2분기유로로 공급이 가능하여 일정한 제습성능 유지가 가능하고, 증발기의 내부로 냉매순환라인이 아닌 제습라인인 제2분기유로를 통해 직접적으로 증발기 내부로의 냉매유입이 가능하며, 유량조절이 가능한 2웨이밸브를 제2개폐밸브로 사용하여 제습성능 제어가 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉난방 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 증발기를 확대하여 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 제2개폐밸브가 스텝 제어되어 개폐되는 상태를 도시한 예시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 냉방모드 시 냉매 및 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 5는 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 난방모드 시 냉매 및 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 6은 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 난방제습모드 시 냉매 및 냉각수가 순환되는 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 냉방 배터리협조모드 시 냉매 및 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 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉난방 시스템(100)은 압축기(1100)와, 실내콘덴서(1200)와, 수냉식콘덴서(1300)와, 실외콘덴서(1400)와, 증발기(1500)와, 배터리칠러(1600)와, 어큐뮬레이터(1700)와, 제1냉각수라인(1800)과, 제2냉각수라인(1900)과, 팽창밸브부(2000)와, 개폐밸브부(2100)와, 제어부(2200)를 포함한다.

본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 냉난방 시스템(100)은 냉매가 순환하는 냉매순환라인 상에는 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 수냉식콘덴서(1300), 실외콘덴서(1400), 증발기(1500)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(미도시) 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(미도시)를 통해 차량 실내로 공급되는 공기와의 열교환을 통해 내부를 유동하는 고온고압의 냉매(기체)를 응축시키면서 그 응축열로 공기를 가열하여, 차량 실내의 난방이 이루어지도록 한다.

상기 공조케이스(미도시)의 구조 및 공조케이스(미도시)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 수냉식콘덴서(1300)와 연결된다. 상기 수냉식콘덴서(1300)는 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출되는 냉매를 인입하여 후술되는 제1냉각수라인(1800) 및 제2냉각수라인(1900) 중의 제2-1냉각수라인(1910)으로 유동하는 냉각수와의 열교환으로 냉매를 응축 및 증발시키는 역할을 한다. 상기 제2유로(R2) 상에는 후술되는 팽창밸브부(2000)의 제1전자식팽창밸브(2010)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 수냉식콘덴서(1300)는 제3유로(R3)에 의해 실외콘덴서(1400)와 연결된다. 상기 실외콘덴서(1400)는 상기 제3유로(R3)를 통해 인입되는 냉매를 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시킨 후 출력단을 통해 제4유로(R4)로 배출한다. 상기 제4유로(R4)는 유로 연결모듈(1510)에 의해 증발기(1500)와 연결되어 상기 실외콘덴서(1400)에서 응축된 후 출력되는 냉매를 상기 증발기(1500)로 공급한다.

상기 실외콘덴서(1400))는 상기 수냉식콘덴서(1300)로부터 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축하는데, 상기 실외콘덴서(1400)는 차량 구동부(구동모터, 미도시)에 구비된 라디에이터부(RAD)에 근접하게 배치되어, 입력측을 통해 인입된 냉매를 외부 공기와 열교환하여 응축한 후 제4유로(R4)로 배출한다.

상기 증발기(1500)는 유로 연결모듈(1510)에 의해 제5유로(R5)와 연결되어 어큐뮬레이터(1700)와 연결되며, 상기 어큐뮬레이터(1700)는 상기 증발기(1500)와 상기 압축기(1100) 사이에 구비되어 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하면서 인입된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하고, 분리된 기상 냉매를 제6유로(R6)를 통해 상기 압축기(1100)로 공급한다.

도 2를 참조하면, 상기 증발기(1500)에 구비되는 상기 유로 연결모듈(1510)은 상기 제4유로(R4) 및 상기 제5유로(R5)와 상기 증발기(1500)의 냉매유입측(1500a) 및 냉매배출측(1500b)을 연결하는 역할을 하며, 상기 유로 연결모듈(1510)은 연결몸체(1511)와, 연결배관부(1512)를 포함한다.

상기 연결몸체(1511)는 상기 증발기(1500)와 이격되게 구비되고, 상기 연결몸체(1511)에는 상기 제4유로(R4)와 연결되는 제1냉매유입구(1511a)와, 상기 제2유로(R2)에서 분기되는 후술되는 제2분기유로(QR2)와 연결되는 제2냉매유입구(1511b)와, 상기 제5유로(R5)와 연결되는 냉매배출구(1511c)가 이격되게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 연결몸체(1511)에는 연결배관부(1512)가 연결되어 상기 연결몸체(1511)와 상기 증발기(1500)의 냉매유입측(1500a) 및 냉매배출측(1500b)을 연결하며, 상기 연결배관부(1512)는 제1연결배관(1512a), 제2연결배관(1512b), 제3연결배관(1512c)을 포함한다. 상기 제1연결배관(1512a)은 상기 제1냉매유입구(1511a)와 상기 증발기(1500)의 냉매유입측(1500a)을 연결하며, 상기 제1연결결배관(1512a)을 통해 상기 제4유로(R4)를 통해 공급되는 냉매가 상기 증발기(1500)의 내부로 이동하게 된다.

상기 제2연결배관(1512b)은 상기 제2냉매유입구(1511b)와 상기 증발기(1500)의 냉매유입측(1500a)을 연결하며, 상기 제2연결결배관(1512b)을 통해 후술되는 제2분기유로(QR2)를 통해 공급되는 냉매가 상기 증발기(1500)의 내부로 이동하게 된다.

상기 제3연결배관(1512c)은 상기 냉매배출구(1511c)와 상기 증발기(1500)의 냉매배출측(1500b)을 연결하며, 상기 제3연결배관(1512c)을 통해 후술되는 상기 증발기(1500)에서 배출되는 냉매가 상기 제5유로(R5)를 통해 상기 어큐뮬레이터(1700)로 공급되게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 실외콘덴서(1400)와 상기 증발기(1500)를 연결하는 상기 제4유로(R4)에서 분기되어 상기 증발기(1500)와 상기 어큐뮬레이터(1700)를 연결하는 상기 제5유로(R5)와 연결되는 바이패스유로(BR) 상에는 배터리칠러(1600)가 구비된다.

상기 배터리칠러(1600)는 냉방 배터리협조모드 시 후술되는 제2-2냉각수유로(1920)를 유동하는 냉각수와 상기 바이패스유로(BR)로 유동하는 냉매를 열교환하여 배터리(미도시)를 냉각시키는 역할을 한다. 후술되는 냉방 배터리협조모드 시에는 상기 바이패스유로(BR)로 냉매가 흐르게 되고 이때, 상기 배터리칠러(1600)는 상기 바이패스유로(BR)의 냉매와 후술되는 제2냉각수라인(1900) 중의 제2-2냉각수라인(1920)의 냉각수를 열교환시켜 냉각수를 냉각시킴으로써 제2-2냉각수라인(1920)에 의해 배터리(미도시)의 열관리가 가능하게 된다.

상기 라디에이터부(RAD)의 제1라디에이터(RAD1)와 상기 수냉식콘덴서(1300)는 제1냉각수라인(1800)에 의해 연결되어 냉각수가 순환되고, 상기 라디에이터부(RAD)의 제2라디에이터(RAD2)와 상기 수냉식콘덴서(1300) 및 상기 배터리칠러(1700)와 배터리(미도시)는 제2냉각수라인(1900)에 의해 연결되어 냉각수가 순환된다.

상기 제1냉각수라인(1800)은 제1방향전환밸브(1810)와, 제1냉각수바이패스라인(1820)와, 제1펌프(1830)를 포함한다. 상기 제1냉각수라인(1800) 상에 상기 제1방향전환밸브(1810)가 구비됨으로써 일방향으로 순환되는 냉각수의 흐름이 전환된다. 상기 제1냉각수바이패스라인(1820)은 상기 제1방향전환밸브(1810)에 의해 제1냉각수라인(1800)에 연결되며, 상기 제1냉각수바이패스라인(1820)에 의해 냉각수가 제1라디에이터(RAD1)를 거치지 않고 순환하게 되고, 상기 제1냉각수라인(1800) 상의 냉각수는 제1펌프(1830)에 의해 차량 구동부(구동모터, 미도시)를 냉각시킨 후 수냉식콘덴서(1300)로 순환된다.

상기 제1냉각수라인(1800) 상에는 리저버탱크(미도시)가 설치되는 것이 바람직하고, 상기 리저버탱크(미도시)에는 제1냉각수라인(1800)으로 순환하는 냉각수가 저장되며, 상기 리저버탱크(미도시)는 제1라디에이터(RAD1)의 후단에 위치하는 것이 바람직하다.

상기 제2냉각수라인(1900)은 제2-1냉각수라인(1910)과, 제2-2냉각수라인(1920)을 포함한다. 상기 제2-1냉각수라인(1910)은 상기 라디에이터부(RAD)의 제2라이데이터(RAD2)와 상기 수냉식콘덴서(1300)를 연결하고, 상기 제2-2냉각수라인(1920)은 상기 제2-1냉각수라인(1910)과 연결되며 상기 배터리칠러(1700)와 차량의 배터리(미도시)를 연결한다.

상기 제2-1냉각수라인(1910)과 상기 제2-2냉각수라인(1920)은 연결되며, 상기 제2-1냉각수라인(1910)과 상기 제2-2냉각수라인(1920)이 연결되는 지점에는 제2방향전환밸브(1930)가 구비되고, 상기 제2-1냉각수라인(1910)에는 상기 제2냉각수라인(1900)으로 순화되는 냉각수가 저장되는 리저버탱크(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

상기 제2-1냉각수라인(1910) 상에는 냉각수를 상기 제2-1냉각수라인(1910)으로 순환되게 공급되는 제2-1펌프(1940)가 구비되고, 상기 제2-2냉각수라인(1920) 상에는 냉각수를 상기 제2-2냉각수라인(1920)으로 순환시키는 제2-2펌프(1950)와, 차량의 배터리(미도시)와 상기 배터리칠러(1600) 사이에 구비되며 상기 제2-2냉각수라인(1920)으로 유동하는 냉각수를 가열하는 냉각수 히터(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다.

도 4 및 도 7을 참조하면, 냉방모드 및 냉방 배터리협조모드 시에는 상기 제1냉각수라인(1800)과 상기 제2냉각수라인(1900)으로 냉각수가 순환되며, 상기 제1냉각수라인(1800)의 제1냉각수바이패스라인(1820)으로는 냉각수가 순환되지 않게 된다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 난방모드 및 난방 제습모드 시에는 상기 제2-2냉각수라인(1920)으로는 냉각수가 순환하지 않고 상기 제1냉각수라인(1800), 제1냉각수라인(1800) 및 상기 제2-1냉각수라인(1910)으로만 냉각수가 순환되며, 순환되는 냉각수는 제1라디에이터(RAD1)로 순환되지 않도록 상기 제1냉각수바이패스라인(1820)으로 순환된다.

도 1을 참조하면, 상기 제2유로(R2), 상기 제4유로(R4), 상기 바이패스유로(BR) 상에는 팽창밸브부(2000)가 구비되며, 상기 팽창밸브부(2000)는 상기 제2유로(R2), 상기 제4유로(R4), 상기 바이패스유로(BR)로 이동되는 냉매를 감압하는 역할을 한다.

상기 팽창밸브부(2000)는 제1전자식팽창밸브(2010)와, 솔레노이드팽창밸브(2020)와, 제2전자식팽창밸브(2030)를 포함한다. 상기 제1전자식팽창밸브(2010)는 상기 실내콘덴서(1200)를 통과하여 상기 제2유로(R2)로 유동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다. 상기 솔레노이드팽창밸브(2010)는 상기 증발기(1500)와 인접한 제4유로(R4) 상에 구비되며, 상기 솔레노이드팽창밸브(2020)는 냉방모드 시 상기 실외콘덴서(1400)를 통과하여 상기 증발기(1500)로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다.

상기 제2전자식팽창밸브(2030)는 상기 배터리칠러(1600)와 인접하게 바이패스유로(BR) 상에 구비되며, 냉방 배터리협조모드 시 상기 실외콘덴서(1400)를 통과한 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다.

상기 제3유로(R3)에서 분기되어 상기 제5유로(R5)와 연결되는 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점, 상기 제2유로(R2)에서 분기되어 상기 증발기(1500)와 연결되는 제2분기유로(QR2) 상에는 개폐밸브부(2100)가 구비되며, 상기 개폐밸브부(2100)는 상기 제3유로(R3)로 이동되는 냉매의 흐름을 전환하고 상기 제2분기유로(QR2)를 선택적으로 개폐하는 역할을 한다.

상기 개폐밸브부(2100)는 제1개폐밸브(2110)와, 제2개폐밸브(2120)를 포함한다. 상기 제1개폐밸브(2110)는 상기 제3유로(R3) 상에서 상기 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되며, 냉방모드, 냉방 배터리협조모드 시에는 상기 수냉식콘덴서(1300)에서 토출되는 냉매가 상기 실외콘덴서(1400)로 공급되도록 상기 실외콘덴서(1400) 방향으로 개방된다. 난방모드, 난방 제습모드 시에는 상기 수냉식콘덴서(1300)에서 토출되는 냉매가 상기 제1분기유로(QR1)로 공급되도록 상기 제1분기유로(QR1) 방향으로 개방되며, 상기 제1개폐밸브(2110)로는 3웨이밸브가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 제2개폐밸브(2120)는 상기 제2유로(R2)에서 분기되어 상기 증발기(1500)와 연결되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되며, 난방 제습모드 시에는 개방되어 상기 제2분기유로(QR2)로 냉매를 이동시켜 상기 증발기(1500)로 냉매를 공급되도록 한다. 냉방모드, 난방모드, 냉방 배터리협조모드 시에는 닫혀 상기 제2분기유로(QR2)로 냉매가 이동되지 않도록 하며, 상기 제2개폐밸브(2120)로는 2웨이밸브가 사용되는 것이 바람직하다.

상기 제2개폐밸브(2120)의 내부에는 제2개폐밸브(2120)로 유입된 냉매를 상기 증발기로 이동시키는 내부유로(2121a)가 관통되게 형성된 볼(2121)이 구비되며, 상기 볼(2121)은 후술되는 제어부(2200)에 의해 스텝 제어되는 것이 바람직하다.

도 3을 참조하면, 난방 제습모드 초기에는 (E)에 도시된 바와 같이 상기 제2개폐밸브(2120)의 열림량을 최대(100%, 풀 개방)로 하여 상기 증발기(1500)를 통한 제습성능의 속효성을 만족시키며, 제습성능을 안정화시킨 후 (D), (C), (B), (A)의 순서와 같이 순차적으로 상기 제2개폐밸브(2120)의 열림량을 줄여서 제2분기유로(QR2)로 이동되는 냉매의 유량을 최적화하여 난방성능을 만족시키게 된다.

도 1을 참조하면, 상기 팽창밸브부(2000) 및 상기 개폐밸브부(2100)는 제어부(2200)와 연결되며, 상기 제어부(2200)는 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부(2100)의 동작과 상기 개폐밸브부(2100)의 개폐방향과 개폐를 제어하는 역할을 한다.

상기 실외콘덴서(1400)와 인접하게 센서부(2300)가 구비되며, 상기 센서부(2300)는 상기 실외콘덴서(1400)와 인접하게 구비되어 외기의 온도를 측정하는 역할을 한다. 상기 센서부(2300)는 상기 증발기(1500)에도 구비되어 상기 증발기(1500)의 온도를 측정하는 역할을 하며, 상기 센서부(2300)는 상기 제어부(2200)와 연결된다. 상기 증발기(1500)에 설치되는 센서부(2300)가 감지한 온도를 토대로 상기 제어부(2200)는 상기 제2개폐밸브(2120)의 볼(2121)을 제어하여 상기 증발기(1500)의 동결방지 및 증발기(1500)의 목표온도에 의한 온도제어를 가능하게 할 수 있다. 또한, 상기 실외콘덴서(1400)와 인접한 센서부(2300)에서 감지된 외기온도에 따라서 별도로 정해진 증발기(1500) 제습목표온도를 제어하기 위해 상기 제어부(2200)는 상기 제2개폐밸브(2120)의 볼(2121)을 제어하는 것이 바람직하다.

상기 제어부(2200)는 상기 증발기(1500)의 온도를 낮춰서 제습성능을 확보하기 위해선 냉매의 유량을 높이기 위해 상기 제2개폐밸브(2120)의 열림량을 높이는 방향으로 제어하며, 상기 증발기(1500)의 온도가 충분해 제습성능을 확보하거나 0℃ 이하의 동결위험이 있을 시에는 상기 제2개폐밸브(2120)의 열림량을 줄이거나 닫히도록 제어하여 상기 증발기(1500)를 보호하도록 한다.

도 4를 참조하면, 냉방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 수냉식콘덴서(1300), 실외콘덴서(1400), 증발기(1500), 어큐뮬레이터(1700), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 냉방을 수행하게 된다. 냉방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 제1냉각수라인(1800)과 제2-1냉각수라인(1910)을 통해 이동되는 냉각수는 수냉식콘덴서(1300)에서 냉매와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 각각 제1라디에이터(RAD1) 및 제2라디에이터(RAD2)와 열교환하게 된다.

상기 제3유로(R3) 상에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2110)는 실외콘덴서(1400) 방향으로 개방되어 수냉식콘덴서(1300)에서 토출된 냉매를 상기 실외콘덴서(1400)로 공급되도록 하며, 상기 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2120)는 닫혀 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매가 상기 제2분기유로(QR2)로 이동되지 않도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(2010)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 수냉식콘덴서(1300)로 공급하고, 상기 제4유로(R4)에서 분기되는 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브(2030)는 닫혀 상기 제4유로(R4)로 이동되는 냉매가 상기 바이패스유로(BR)로 이동되지 않도록 한다. 상기 제4유로(R4) 상에서 상기 증발기(1500)의 전단에 구비되는 솔레노이드팽창밸브(2020)는 상기 제4유로(R4)로 이동되는 냉매를 팽창하여 상기 증발기(1500)로 공급한다.

상기 증발기(1500)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(1700)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다. 냉방모드 시, 냉각수는 제1냉각수라인(1800)과 제2-1냉각수라인(1910)으로 순환하며, 상기 제1냉각수라인(1800)의 제1바이패스냉각수라인(1820)은 제1방향전환밸브(1810)가 제1라이데이터(RAD1) 방향으로 열림에 따라 밀폐되게 된다.

도 5를 참조하면, 난방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 수냉식콘덴서(1300), 제1분기유로(QR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(1700), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방을 수행하게 된다.

난방모드 시, 냉매가 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 제1전자식팽창밸브(2010)를 거쳐 수냉식콘덴서(1300)로 공급되고, 상기 수냉식콘덴서(1300)에서 토출된 냉매는 제1분기유로(QR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(1700)로 공급된다. 상기 수냉식콘덴서(1300)에서 토출되는 냉매를 어큐뮬레이터(1700)를 거쳐 압축기(1100)로 공급하기 위해 제3유로(R3)에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2110)는 상기 어큐뮬레이터(1700)로 냉매가 공급되도록 상기 제1분기유로(QR1) 방향으로 개방된다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(2010)는 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 후 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 수냉식콘덴서(1300)로 공급되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 수냉식콘덴서(1300)로 공급하고, 상기 수냉식콘덴서(1300)에서 토출된 냉매는 제1분기유로(QR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(1700)로 공급된다. 상기 어큐뮬레이터(1700)로 공급된 냉매는 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환된다. 난방모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수는 제1냉각수라인(1800)으로만 순환하면서 수냉식 콘덴서(1300)에서 냉매와 열교환하며, 냉각수는 제1냉각수바이패스라인(1820)으로 바이패스됨으로써 제1라디에이터(RAD1)와는 열교환을 하지 않게 된다.

도 6을 참조하면, 난방 제습모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200)를 거친 후 일부의 냉매는 수냉식콘덴서(1300), 제1분기유로(QR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(1700), 압축기(1100)로 순환하고, 상기 실내콘덴서(1200)를 거친 다른 일부의 냉매는 제2분기유로(QR2)를 거쳐 증발기(1500), 어큐뮬레이터(1700), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 난방 및 제습을 수행하게 된다.

상기 제3유로(R3)에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2110)는 제1분기유로(QR1) 방향으로 개방되어 수냉식콘덴서(1300)에서 토출되는 냉매를 제1분기유로(QR1)를 통해 어큐뮬레이터(1600)로 공급하게 된다.

상기 실내콘덴서(1200)를 거친 일부의 냉매가 상기 수냉식콘덴서(1300), 상기 어큐뮬레이터(1700)를 거쳐 압축기(1100)로 공급되기 위해 제3유로(R3)에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2110)는 상기 어큐뮬레이터(1700)로 냉매가 공급되도록 상기 제1분기유로(QR1) 방향으로 개방된다. 상기 제1전자식팽창밸브(2010)에서 팽창된 다른 일부의 냉매를 상기 증발기(1500), 상기 어큐뮬레이터(1700)를 거쳐 압축기(1100)로 공급하기 위해 상기 제2유로(R2)에서 분기된 후 상기 증발기(1500)와 연결되는 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2120)는 상기 증발기(1500)로 냉매가 공급되도록 개방된다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(2010)는 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출된 후 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 수냉식콘덴서(1300)로 공급되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 수냉식콘덴서(1300)로 공급하고, 상기 수냉식콘덴서(1300)에서 토출된 냉매는 제1분기유로(QR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(1700)로 공급된다. 상기 어큐뮬레이터(1700)로 공급된 냉매는 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(1100)로 순환되며, 상기 제4유로(R4) 상에 구비되는 솔레노이드팽창밸브(2020)와 상기 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브(2030)는 닫혀 상기 제4유로(R4)와 상기 바이패스유로(BR)로 냉매가 이동되지 않도록 한다.

난방 제습모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 냉각수는 상기 제1냉각수라인(1800)과 상기 제2-1냉각수라인(1910)으로 순환하고, 상기 제1냉각수라인(1800)의 제1바이패스냉각수라인(1820)은 개방되어 상기 라디에이터부(RAD)의 제1라디에이터(RAD1)로 냉각수가 순환하지 않으며, 상기 수냉식 콘덴서(1300)에서 냉매와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 제2라디에이터(RAD2)와 열교환하게 된다.

도 7을 참조하면, 냉방 배터리협조모드 시 냉매의 흐름은 압축기(1100), 실내콘덴서(1200), 수냉식콘덴서(1300), 실외콘덴서(1400)를 거친 후 일부의 냉매는 증발기(1500), 어큐뮬레이터(1700), 압축기(1100)로 순환하고, 상기 실외콘덴서(1400)를 거친 다른 일부의 냉매는 바이패스유로(BR)를 통해 배터리칠러(1600), 어큐뮬레이터(1700), 압축기(1100)로 순환하면서 차량 실내의 냉방을 수행하게 된다.

상기 제3유로(R3) 상에서 제1분기유로(QR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(2110)는 실외콘덴서(1400) 방향으로 개방되어 수냉식콘덴서(1300)에서 토출된 냉매를 상기 실외콘덴서(1400)로 공급되도록 하며, 상기 제2분기유로(QR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(2120)는 닫혀 상기 제2분기유로(QR2)로 냉매가 이동되지 않도록 한다.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 제1전자식팽창밸브(2010)는 열려 상기 실내콘덴서(1200)에서 토출되는 냉매가 상기 수냉식콘덴서(1300)로 공급되도록 하고, 상기 제4유로(R4) 상에 구비되는 솔레노이드팽창밸브(2020)와 상기 바이패스유로(BR) 상에 구비되는 제2전자식팽창밸브(2030)는 상기 제4유로(R4)를 통해 상기 증발기(1500)로 공급되는 냉매와 상기 바이패스유로(BR)를 통해 상기 배터리칠러(1600)로 공급되는 냉매를 팽창시키게 된다.

냉방 배터리협조모드 시 냉각수의 흐름을 살펴보면, 제1냉각수라인(1800)과 제2-1냉각수라인(1910)을 통해 이동되는 냉각수는 수냉식콘덴서(1300)에서 냉매와 열교환되면서 흡열된 냉각수는 각각 제1라디에이터(RAD1) 및 제2라디에이터(RAD2)와 열교환하게 되며, 상기 제1냉각수라인(1800)의 제1바이패스냉각수라인(1820)은 제1방향전환밸브(1810)가 제1라이데이터(RAD1) 방향으로 열림에 따라 밀폐하게 된다.

따라서, 제1전자식팽창밸브(2010)의 후단에서 냉매를 분기하여 저온저압의 냉매를 제습라인인 제2분기유로(QR2)로 공급이 가능하여 일정한 제습성능 유지가 가능하고, 증발기(1500)의 내부로 냉매순환라인이 아닌 제습라인인 제2분기유로(QR2)를 통해 냉매유입이 가능하며, 유량조절이 가능한 2웨이밸브를 제2개폐밸브(2120)로 사용하여 제습성능 제어가 가능하다.

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 냉난방 시스템 1100 : 압축기
1200 : 실내콘덴서 1300 : 수냉식콘덴서
1400 : 실외콘덴서 1500 : 증발기
1510 : 유로 연결모듈 1600 : 배터리칠러
1700 : 어큐뮬레이터 1800 : 제1냉각수라인
1900 : 제2냉각수라인 2000 : 팽창밸브부
2100 : 개폐밸브부 2200 : 제어부
2300 : 센서부

Claims (13)

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 차량 실내를 난방시키는 실내콘덴서;
   상기 실내콘덴서와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 실내콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 수냉식콘덴서;
   상기 수냉식콘덴서와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 수냉식콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 실외콘덴서;
   상기 실외콘덴서와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 실외콘덴서에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키며, 열교환된 냉매를 제5유로로 배출하는 증발기;
   상기 제4유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 바이패스유로 상에 구비되며, 냉방 배터리협조모드 시 배터리 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 배터리칠러;
   상기 증발기와 상기 제5유로에 의해 연결되고 상기 압축기와 제6유로에 의해 연결되며, 각각의 모드 시 상기 증발기에서 공급되는 냉매, 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제1분기유로를 통해 상기 수냉식콘덴서에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하고, 저장된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리한 후 기상 냉매를 상기 압축기로 공급하는 어큐뮬레이터;
   상기 실외콘덴서와 인접하게 배치되는 라디에이터부의 제1라디에이터와 상기 수냉식콘덴서를 연결하여 냉각수를 순환시키는 제1냉각수라인;
   상기 라디에이터부의 제2라디에이터와 상기 수냉식콘덴서 및 상기 배터리칠러를 연결하여 냉각수를 순환시키는 제2-1냉각수라인과 제2-2냉각수라인을 포함하는 제2냉각수라인;
   상기 제2유로 상, 상기 제4유로 상, 상기 바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 상기 제4유로, 상기 바이패스유로로 이동되는 냉매를 감압하는 팽창밸브부;
   상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 상기 제1분기유로가 상기 제3유로에서 분기되는 지점, 상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되며 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름을 전환하고 상기 제2분기유로를 선택적으로 개폐하는 개폐밸브부; 및
   상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브부와 연결되며, 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부의 동작과 상기 개폐밸브부의 개폐방향과 개폐를 제어하는 제어부를 포함하되,
   상기 증발기에는 상기 제4유로, 상기 제5유로, 및 상기 제2분기유로와 연결되는 유로 연결모듈이 구비되며, 상기 유로 연결모듈이 상기 증발기의 내부로 냉매를 유입하는 냉매유입측 및 공기와 열교환 후 상기 증발기의 외부로 열교환된 냉매를 배출하는 냉매배출측과 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 실외콘덴서와 인접하게 구비되어 외기의 온도를 측정하고 상기 증발기에 구비되어 상기 증발기의 온도를 측정하는 센서부를 더 포함하며,
   상기 센서부는 상기 제어부와 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
   
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 제1냉각수라인은,
   상기 제1냉각수라인 상으로 순환되는 냉각수의 흐름을 전환하는 제1방향전환밸브와,
   상기 제1방향전환밸브와 연결되는 제1냉각수바이패스라인과,
   냉각수를 상기 제1냉각수라인으로 순환시키는 동력을 제공하는 제1펌프를 포함하는 차량용 냉난방 시스템.
   
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 제2냉각수라인은,
   상기 제2라디에이터와 상기 수냉식콘덴서를 연결하는 제2-1냉각수라인과,
   상기 제2-1냉각수라인과 연결되며 상기 배터리칠러와 차량의 배터리를 연결하는 제2-2냉각수라인을 포함하며,
   상기 제2-1냉각수라인과 상기 제2-2냉각수라인이 연결되는 지점에는 제2방향전환밸브가 구비되는 차량용 냉난방 시스템.
   
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 제2-1냉각수라인 상에는 냉각수를 상기 제2-1냉각수라인으로 순환시키는 제2-1펌프가 구비되고,
   상기 제2-2냉각수라인 상에는 냉각수를 상기 제2-2냉각수라인으로 순환시키는 제2-1펌프가 구비되는 차량용 냉난방 시스템.
   
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 팽창밸브부는,
   상기 제2유로 상에서 상기 수냉식콘덴서의 전단에 구비되며 난방모드, 난방제습모드 시 상기 실내콘덴서에서 상기 수냉식콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제1전자식팽창밸브와,
   상기 제4유로 상에서 상기 증발기의 전단에 구비되며 냉방모드, 냉방 배터리협조모드 시 상기 제4유로를 통해 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 솔레노이드팽창밸브와,
   상기 바이패스유로 상에서 상기 배터리칠러의 전단에 구비되며 냉방 배터리협조모드 시 상기 바이패스유로를 통해 상기 배터리칠러로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 제2전자식팽창밸브를 포함하는 차량용 냉난방 시스템.
   
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 개폐밸브부는,
   상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되어 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 제1개폐밸브와,
   상기 제2유로에서 분기되어 상기 증발기와 연결되는 제2분기유로 상에 구비되어 상기 제2분기유로를 선택적으로 개폐하는 제2개폐밸브를 포함하며,
   상기 제1개폐밸브는 3웨이밸브가 사용되고 상기 제2개폐밸브는 2웨이밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제2개폐밸브의 내부에 구비되는 볼에는 상기 제2개폐밸브로 유입된 냉매를 상기 증발기로 이동시키는 내부유로가 상기 볼을 관통되게 형성되며,
   상기 제2개폐밸브로 유입되는 냉매의 유량에 따라 상기 볼은 상기 제어부에 의해 스텝 제어되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
   
9. 청구항 2에 있어서,
   상기 유로 연결모듈은,
   상기 제4유로와 연결되는 제1냉매유입구와 상기 제2분기유로와 연결되는 제2냉매유입구 및 상기 제5유로와 연결되는 냉매배출구가 형성되는 이격되게 형성되는 연결몸체와,
   상기 연결몸체의 제1냉매유입구와 제2냉매유입구 및 냉매배출구와 연결되며 상기 제1냉매유입구와 제2냉매유입구로 유입된 냉매를 상기 증발기의 냉매유입측으로 이동시키고 상기 증발기의 냉매배출과상기 냉매배출구를 연결하는 제1 내지 제3연결배관을 포함하는 연결배관부를 포함하는 차량용 냉난방 시스템.
   
10. 청구항 2에 있어서,
    냉방모드 시,
    상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로 상에 구비되는 상기 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 열리고, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히며, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 상기 제4유로를 통해 상기 증발기로 공급되는 냉매를 팽창시키고,
    냉각수는 상기 제1냉각수라인과 상기 제2-1냉각수라인 및 제2-2냉각수라인으로 순환하고, 상기 제1냉각수라인의 제1바이패스냉각수라인은 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
    
11. 청구항 2에 있어서,
    난방모드 시,
    상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 어큐뮬레이터 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 닫히고, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 상기 제2유로를 통해 상기 수냉식콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키며,
    냉각수는 제1냉각수라인으로 순환하고, 상기 제1냉각수라인의 제1냉각수라인의 제1바이패스라인은 개방되어 상기 라디에이터부의 제1라디에이터로 냉각수가 순환하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
    
12. 청구항 2에 있어서,
    난방제습모드 시,
    상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 어큐뮬레이터 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 열리며,
    상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 상기 제2유로를 통해 상기 수냉식콘덴서로 공급되는 냉매를 팽창시키고, 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브와 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 닫히며,
    냉각수는 상기 제1냉각수라인과 상기 제2-1냉각수라인으로 순환하고, 상기 제1냉각수라인의 제1바이패스냉각수라인은 개방되어 상기 라디에이터부의 제1라디에이터로 냉각수가 순환하지 않는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
    
13. 청구항 2에 있어서,
    냉방 배터리협조모드 시,
    상기 제3유로 상에서 상기 제1분기유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제1개폐밸브는 상기 실외콘덴서 방향으로 개방되고, 상기 제2분기유로 상에 구비되는 상기 개폐밸브부의 제2개폐밸브는 닫히며,
    상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제1전자식팽창밸브는 열리고, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브와 상기 바이패스유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 제2전자식팽창밸브는 상기 제4유로를 통해 상기 증발기로 공급되는 냉매와 상기 바이패스유로를 통해 상기 배터리칠러로 공급되는 냉매를 팽창시키며,
    냉각수는 상기 제1냉각수라인과 상기 제2-1냉각수라인 및 제2-2냉각수라인으로 순환하고, 상기 제1냉각수라인의 제1바이패스냉각수라인은 밀폐되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.

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