KR20240000664A - Refrigerant valve module and vehicle heat pump system having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 내부에 구비되는 볼밸브를 선택적으로 해당 각도로 회전시켜, 유로를 개방 또는 폐쇄하거나, 냉매를 팽창시키는 밸브부와, 상기 밸브부 내부에 수용된 상기 볼밸브를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시키는 액츄에이터, 및 상기 밸브부와 상기 액츄에이터 사이에 구비되어, 상기 액츄에이터에서 발생한 회전력을 상기 냉매용 밸브의 볼밸브로 전달하는 스템을 포함하고, 상기 액츄에이터의 회전력을 볼밸브로 전달하는 스템의 스토퍼를 한 사양으로 고정하며, 하나 또는 두 개의 고정핀을 구비하는 구조를 통해 상기 액츄에이터의 회전력을 볼밸브로 전달하는 연결축의 다양한 회전각도 범위를 제공하는 냉매용 밸브 및 이를 구비한 차량용 히트펌프시스템을 제공한다.The present invention selectively generates a rotational force to rotate the ball valve contained within the valve unit and the valve unit to open or close the flow passage or expand the refrigerant by selectively rotating the ball valve provided therein at a corresponding angle. an actuator, and a stem provided between the valve unit and the actuator to transmit the rotational force generated by the actuator to the ball valve of the refrigerant valve, and a stem stopper to transmit the rotational force of the actuator to the ball valve. Provides a refrigerant valve that is fixed to one specification and provides a diverse rotation angle range of the connecting shaft that transmits the rotational force of the actuator to the ball valve through a structure with one or two fixing pins, and a heat pump system for vehicles equipped with the same. do.
Description
본 발명은 냉매용 밸브 및 이를 구비한 차량용 히트펌프시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액츄에이터의 회전력을 볼밸브로 전달하는 스템의 스토퍼를 한 사양으로 고정하고, 하나 또는 두 개의 고정핀을 구비하는 구조를 통해 상기 액츄에이터의 회전력을 볼밸브로 전달하는 연결축의 다양한 회전각도 범위를 제공하는 냉매용 밸브 및 이를 구비한 차량용 히트펌프시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a valve for refrigerant and a heat pump system for a vehicle equipped with the same, and more specifically, to a valve that fixes the stopper of the stem that transmits the rotational force of the actuator to the ball valve to a specification and has one or two fixing pins. The present invention relates to a valve for refrigerant that provides various rotation angle ranges of a connecting shaft that transmits the rotational force of the actuator to a ball valve through a structure, and a heat pump system for a vehicle equipped with the same.
종래의 차량 공기조화를 위한 냉매 회로는 압축기 및 증발기 또는 응축기로서 작동하고, 냉매를 사용하여 열을 전달하기 위한 다수의 열교환기를 갖는다. Conventional refrigerant circuits for vehicle air conditioning operate as a compressor and evaporator or condenser and have multiple heat exchangers to transfer heat using refrigerant.
냉매 회로의 컴포넌트들, 특히, 많은 수의 밸브는 각각 연결 라인들을 통해 상기 냉매 회로에 통합되었다.The components of the refrigerant circuit, in particular a large number of valves, are each integrated into the refrigerant circuit via connecting lines.
이 경우 각각의 밸브는 단 하나의 기능을 수행하기 위해 형성되어 있으며, 그 결과 각각 다수의 밸브 및 연결 라인이 필요하며, 이는 높은 비용뿐만 아니라, 냉매 회로의 중량을 증가시키고 많은 설치 공간을 필요로 한다.In this case, each valve is formed to perform only one function, which results in the need for a large number of valves and connection lines each, which not only increases the cost, but also increases the weight of the refrigerant circuit and requires a lot of installation space. do.
이러한 이유로 공개특허 제10-2018-0087142호(2018.08.01)에 기재된 바와 같이 '하나 이상의 유입구, 2개 이상의 유출구 그리고 밸브 부재를 갖는 차량의 열펌프 시스템용 밸브로서, 상기 밸브 부재가 하나 이상의 통로와 하나 이상의 팽창 리세스를 구비하고, 상기 팽창 리세스가 하나 이상의 유출구와 유동 연결될 수 있는 차량용 열펌프 시스템용 밸브'를 제공하였다. For this reason, as described in Patent Publication No. 10-2018-0087142 (2018.08.01), 'a valve for a vehicle heat pump system having one or more inlets, two or more outlets, and a valve member, wherein the valve member passes through one or more passages. and a valve for a vehicle heat pump system having one or more expansion recesses, wherein the expansion recesses can be fluidly connected to one or more outlets.
그리고 냉매 밸브의 유로 변경 및 팽창, 폐쇄를 위해서는 액츄에이터를 통하여 회전력을 만들어내고, 그 회전력을 냉매 밸브로 전달하는 스템(stem)을 구비하였다.In order to change the flow path, expand, and close the refrigerant valve, a rotational force is generated through an actuator, and a stem is provided to transmit the rotational force to the refrigerant valve.
이때, 도 1에 도시한 바와 같이 상기 스템에는 스토퍼 및 고정핀을 통하여 회전축의 회전 범위를 한정하여 모드에 따라 회전을 전달하게 되는데, 회전의 범위를 한정하기 위해 1개의 고정핀을 구비하고, 회전의 범위가 다르게 스토퍼를 각 제품에 맞게 맞춤 제작하여 제품을 구성하였다.At this time, as shown in Figure 1, the stem transmits rotation according to the mode by limiting the rotation range of the rotation axis through a stopper and a fixing pin. One fixing pin is provided to limit the range of rotation, and the rotation Due to the different ranges, the stoppers were custom-made to fit each product.
종래기술은 고정핀의 위치고정에 따라, 스토퍼의 형상을 통하여 각도의 범위를 한정하였으나, 이 경우 각도 범위가 다른 제품 간의 공용화가 어려웠으며, 신규 사양에 따른 개발비 및 가공비의 추가를 야기하였다.In the prior art, the range of angles was limited through the shape of the stopper according to the position of the fixing pin, but in this case, it was difficult to commonize products with different angle ranges, and it caused additional development and processing costs according to new specifications.
본 발명은 스토퍼를 한 사양으로 고정하고, 단일 또는 복수 개의 고정핀을 구비하는 구조를 통해 다양한 회전각도 범위 케이스를 제공하여, 밸브 공용화를 통한 원가절감 효과를 기대할 수 있는 냉매용 밸브 및 이를 구비한 차량용 히트펌프시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention provides a case for various rotation angle ranges through a structure that fixes the stopper to one specification and has a single or multiple fixing pins, and provides a refrigerant valve that can be expected to have a cost reduction effect through common valve use, and a valve equipped with the same. The purpose is to provide a heat pump system for vehicles.
본 발명에 따른 냉매용 밸브는 내부에 구비되는 볼밸브를 선택적으로 해당 각도로 회전시켜, 유로를 개방 또는 폐쇄하거나, 냉매를 팽창시키는 밸브부; 상기 밸브부 내부에 수용된 상기 볼밸브를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시키는 액츄에이터; 및 상기 밸브부와 상기 액츄에이터 사이에 구비되어, 상기 액츄에이터에서 발생한 회전력을 상기 냉매용 밸브의 볼밸브로 전달하는 스템을 포함한다.The valve for refrigerant according to the present invention includes a valve portion that opens or closes a flow path or expands the refrigerant by selectively rotating a ball valve provided therein at a corresponding angle; an actuator that selectively generates a rotational force to rotate the ball valve accommodated inside the valve unit; and a stem that is provided between the valve unit and the actuator and transmits the rotational force generated by the actuator to the ball valve of the refrigerant valve.
이때 본 발명에 따른 상기 스템은 상기 액츄에이터와 냉매용 밸브 사이에 구비되어, 상기 액츄에이터와 냉매용 밸브 사이를 기밀하는 몸체와, 상기 몸체 중 상기 액츄에이터의 회전축과 대응하는 위치상에 형성된 연결부에 구비되고, 일측단은 상기 액츄에이터의 회전축과 연결되고 타측단은 상기 냉매용 밸브의 볼밸브와 연결되는 연결축과, 상기 연결부 중 연결축 주변에 형성된 고정홀에 삽입되는 고정핀과, 상기 연결축에 형성되고, 상기 고정핀에 닿아 상기 연결축의 회전각도 범위를 단속하는 스토퍼를 포함한다.At this time, the stem according to the present invention is provided between the actuator and the refrigerant valve, and is provided with a body that airtightens between the actuator and the refrigerant valve, and a connection part formed on the body at a position corresponding to the rotation axis of the actuator, , a connection shaft whose one end is connected to the rotation axis of the actuator and the other end connected to the ball valve of the refrigerant valve, a fixing pin inserted into a fixing hole formed around the connection shaft among the connection parts, and a connection shaft formed on the connection shaft. and includes a stopper that contacts the fixing pin to control the rotation angle range of the connecting shaft.
여기서 본 발명에 따른 상기 고정홀은 상기 연결부 중 연결축 주변을 따라 간격을 두고 복수 개로 형성하는 것이 바람직하다.Here, it is preferable to form a plurality of fixing holes according to the present invention at intervals along the periphery of the connection axis among the connection parts.
이때 본 발명에 따른 상기 고정홀은 상기 연결부에 제1고정홀, 제2고정홀, 제3고정홀 총 3개의 고정홀을 형성하여, 상기 연결축의 회전각도 범위를 4가지 케이스로 운영되도록 한다.At this time, the fixing hole according to the present invention forms a total of three fixing holes in the connection part, a first fixing hole, a second fixing hole, and a third fixing hole, so that the rotation angle range of the connecting shaft can be operated in four cases.
본 발명에 따른 상기 제1고정홀은 상기 연결부의 평면을 보았을 때를 기준으로 하여 9시 지점(회전각도 0°)에 형성하고, 상기 제2고정홀은 상기 제1고정홀을 기준으로 반시계방향으로 60°각도로 이격된 지점에 형성하며, 상기 제3고정홀은 상기 제2고정홀을 기준으로 반시계방향으로 30°각도로 이격된 지점에 형성한다.The first fixing hole according to the present invention is formed at the 9 o'clock point (rotation angle 0°) based on the plane view of the connection part, and the second fixing hole is formed counterclockwise with respect to the first fixing hole. It is formed at a point spaced apart at an angle of 60° in the direction, and the third fixing hole is formed at a point spaced at an angle of 30° counterclockwise with respect to the second fixing hole.
이때 본 발명에 따른 상기 제1고정홀에서 제3고정홀까지의 이격 각도는 90°인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the separation angle from the first fixing hole to the third fixing hole according to the present invention is 90°.
그리고 본 발명에 따른 상기 4가지 케이스 중 제1 내지 제3케이스는 상기 고정핀을 두 개를 구비한 것이고, 제4케이스는 고정핀을 하나로 구비한다.Among the four cases according to the present invention, the first to third cases have two fixing pins, and the fourth case has one fixing pin.
또한, 본 발명에 따른 상기 밸브부는 전체적인 형상이 원주형으로, 외면에는 외부에서 내부로 연통하는 복수 개의 연통홀을 형성한 바디와, 상기 바디의 내부에 수용되고, 선택적으로 상기 바디의 내부에서 회전하여 냉매의 유로 변경 및 냉매를 팽창시키는 볼밸브와, 상기 볼밸브에 인접하게 구비되고, 상기 바디의 내측면과 상기 볼밸브 사이를 기밀하는 복수 개의 볼씰과, 상기 바디 중 상기 볼밸브가 출입하는 연통홀에 나사 결합되어, 상기 바디 내부에 수용된 상기 볼밸브가 외부로 이탈하지 않도록 고정하는 볼캡을 포함한다.In addition, the valve unit according to the present invention has a cylindrical overall shape, a body having a plurality of communication holes communicating from the outside to the inside on the outer surface, and is accommodated inside the body and optionally rotates inside the body. A ball valve that changes the flow path of the refrigerant and expands the refrigerant, a plurality of ball seals provided adjacent to the ball valve and airtight between the inner surface of the body and the ball valve, and a device through which the ball valve enters and exits the body. It includes a ball cap that is screwed into the communication hole and secures the ball valve accommodated inside the body so that it does not escape to the outside.
본 발명에 따른 차량용 히트펌프시스템은 냉매가 순환하는 냉매순환라인 상에 구비되고, 상기 냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매를 압축하여 토출하는 압축기; 상기 냉매순환라인 상에서 상기 압축기와 연결되어, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 유입하여 실내로 제공되는 공기와 열교환으로 방열하여 차량의 실내로 제공되는 공기를 가열하는 실내콘덴서; 상기 냉매순환라인 상에서 상기 실내콘덴서와 연결되어, 상기 실내콘넨서에서 유출된 냉매를 유입하여 수냉으로 냉매를 냉각하는 수냉식콘덴서; 상기 냉매순환라인 상에서 상기 수냉식열교환기와 연결되어, 상기 수냉식열교환기에서 유출된 냉매를 외부공기와의 열교환으로 냉각하는 공냉식콘덴서; 상기 냉매순환라인 상에서 상기 공냉식콘덴서와 연결되어, 상기 공냉식콘덴서에서 토출된 냉매를 유입하여 실내로 제공되는 공기와 열교환으로 흡열하여 차량의 실내로 제공되는 공기를 냉각하는 증발기; 상기 냉매순환라인 중 상기 압축기의 유입단측에 구비되어, 상기 압축기로 유입되는 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리한 후, 기상의 냉매만을 상기 압축기로 유입시키는 어큐뮬레이터; 상기 냉매순환라인 중 상기 수냉식콘덴서의 유입단 측에 구비되어, 개방, 폐쇄, 팽창 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제1팽창밸브; 및 상기 냉매순환라인 중 상기 증발기의 유입단 측에 구비되어, 폐쇄, 팽창 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제2팽창밸브를 포함한다.A heat pump system for a vehicle according to the present invention includes a compressor provided on a refrigerant circulation line through which a refrigerant circulates, and compressing and discharging the refrigerant flowing along the refrigerant circulation line; an indoor condenser connected to the compressor on the refrigerant circulation line, to heat the air provided to the interior of the vehicle by introducing the refrigerant discharged from the compressor and dissipating heat through heat exchange with the air provided to the interior; a water-cooled condenser connected to the indoor condenser on the refrigerant circulation line and introducing the refrigerant discharged from the indoor condenser to cool the refrigerant by water cooling; an air-cooled condenser connected to the water-cooled heat exchanger on the refrigerant circulation line and cooling the refrigerant discharged from the water-cooled heat exchanger by heat exchange with external air; An evaporator connected to the air-cooled condenser on the refrigerant circulation line, cools the air provided to the interior of the vehicle by introducing the refrigerant discharged from the air-cooled condenser and absorbing heat through heat exchange with the air provided to the interior of the vehicle; An accumulator provided at the inlet side of the compressor in the refrigerant circulation line, separates the refrigerant flowing into the compressor into gaseous refrigerant and liquid refrigerant, and then introduces only the gaseous refrigerant into the compressor; A first expansion valve provided at the inflow end of the water-cooled condenser in the refrigerant circulation line and controlling the flow path in one of open, closed, and expansion modes; and a second expansion valve provided at the inflow end of the evaporator in the refrigerant circulation line and controlling the flow path in one of a closed and expansion mode.
이때 본 발명에 따른 상기 냉매순환라인은 상기 압축기와 실내콘덴서를 연결하여, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 실내콘덴서로 유동하도록 안내하는 제1냉매순환라인과, 상기 실내콘덴서와 수냉식콘덴서를 연결하여, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매가 수냉식콘덴서로 유동하도록 안내하는 제2냉매순환라인과, 상기 수냉식콘덴서와 공냉식콘덴서를 연결하여, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매가 공냉식콘덴서로 유동하도록 안내하는 제3냉매순환라인과, 상기 공냉식콘덴서와 증발기를 연결하여, 상기 공냉식콘덴서에서 유출된 냉매가 증발기로 유동하도록 안내하는 제4냉매순환라인과, 상기 증발기와 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 증발기에서 유출된 냉매가 어큐뮬레이터로 유동하도록 안내하는 제5냉매순환라인과, 상기 제2냉매순환라인 중 실내콘덴서의 유출단 측에서 분기되어, 상기 제3냉매순환라인의 공냉식콘덴서 유입단 측과 연결되는 제6냉매순환라인과, 상기 제6냉매순환라인에서 분기되어, 상기 제4냉매순환라인 중 증발기의 유입단 측과 연결되는 제7냉매순화라인을 포함한다.At this time, the refrigerant circulation line according to the present invention connects the compressor and the indoor condenser, and connects the first refrigerant circulation line that guides the refrigerant discharged from the compressor to flow to the indoor condenser, and connects the indoor condenser and the water-cooled condenser, A second refrigerant circulation line that guides the refrigerant leaked from the indoor condenser to flow to the water-cooled condenser, and a third refrigerant that connects the water-cooled condenser and the air-cooled condenser and guides the refrigerant leaked from the water-cooled condenser to flow to the air-cooled condenser. A fourth refrigerant circulation line connects the air-cooled condenser and the evaporator to guide the refrigerant flowing from the air-cooled condenser to the evaporator, and connects the evaporator and the accumulator to allow the refrigerant leaked from the evaporator to flow into the accumulator. A fifth refrigerant circulation line that guides the flow to, a sixth refrigerant circulation line branched from the outlet side of the indoor condenser of the second refrigerant circulation line and connected to the inlet side of the air-cooled condenser of the third refrigerant circulation line, and , It includes a seventh refrigerant purification line branched from the sixth refrigerant circulation line and connected to the inlet side of the evaporator of the fourth refrigerant circulation line.
여기서 본 발명에 따른 상기 제6냉매순환라인 중 상기 제7냉매순화라인이 분기되는 지점에 구비되어, 선택적으로 개방 및 전환, 팽창, 폐쇄 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제3팽창밸브를 포함한다.Here, of the sixth refrigerant circulation lines according to the present invention, it is provided at a point where the seventh refrigerant purification line branches, and includes a third expansion valve that selectively controls the flow path in one of the opening and switching, expansion, and closing modes. .
그리고 본 발명에 따른 상기 제4냉매순환라인 중 상기 공냉식콘덴서의 유출단 측에서 분기되면서, 상기 제5냉매순환라인 중 어큐뮬레이터의 유입단 측과 연결되는 제9냉매순환라인과, 배터리와 면접하고, 상기 제9냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매와 배터리에서 발생한 열을 서로 열교환시켜 상기 배터리를 냉각하는 배터리칠러와, 상기 제9냉매순환라인 중 배터리칠러의 유입단 측에 구비되어, 선택적으로 개방 및 전환, 팽창, 폐쇄 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제4팽창밸브를 포함한다.And of the fourth refrigerant circulation line according to the present invention, it branches off from the outlet side of the air-cooled condenser and is connected to the battery and the ninth refrigerant circulation line, which is connected to the inlet side of the accumulator among the fifth refrigerant circulation line, A battery chiller that cools the battery by exchanging heat between the refrigerant flowing along the ninth refrigerant circulation line and the heat generated from the battery, and is provided on the inlet side of the battery chiller among the ninth refrigerant circulation lines, and is selectively opened and opened. It includes a fourth expansion valve that controls the flow path in one of switching, expansion, and closing modes.
또한, 본 발명에 따른 상기 제3냉매순환라인 중 제8냉매순환라인이 분기되는 분기지점에 구비되어, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매가 선택적으로 상기 제3냉매순환라인을 따라 상기 공냉식콘덴서로만 냉매가 유동하도록 하거나, 또는 상기 제8냉매순환라인으로만 냉매가 유동하도록 유로를 개폐하는 3웨이밸브를 포함한다.In addition, it is provided at a branch point where the eighth refrigerant circulation line branches among the third refrigerant circulation lines according to the present invention, so that the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser selectively flows only to the air-cooled condenser along the third refrigerant circulation line. It includes a three-way valve that opens and closes the flow path to allow the refrigerant to flow, or to allow the refrigerant to flow only to the eighth refrigerant circulation line.
더불어 본 발명에 따른 상기 제9냉매순환라인 중 제4팽창밸브가 구비된 지점에서 분기되면서, 상기 제8냉매순환라인과 연결되는 제10냉매순환라인을 포함한다.In addition, it includes a 10th refrigerant circulation line that branches off from the point where the 4th expansion valve is provided among the 9th refrigerant circulation lines according to the present invention and is connected to the 8th refrigerant circulation line.
여기서, 본 발명에 따른 차량용 히트펌프시스템의 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열)에서는 상기 제1팽창밸브 및 제3팽창밸브는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제4팽창밸브는 개방 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인에서 제8냉매순환라인으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어, 냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어지며, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 수냉식콘덴서와 상기 공냉식콘덴서로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서에서 PE(Power Electric)를 순환하는 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하며, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루고, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 상기 제6냉매순환라인으로 분기되며, 상기 제6냉매순환라인을 따라 제3팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제3팽창밸브에서 팽창된 냉매는 상기 제6냉매순환라인을 따라 상기 공냉식콘덴서로 유입되며, 상기 공냉식콘덴서에서 외기와 열교환한 후, 상기 공냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인을 따라 상기 제9냉매순환라인으로 유동하고, 상기 제9냉매순환라인을 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브의 개방으로 상기 제9냉매순환라인에서 상기 제10냉매순환라인을 따라 상기 제8냉매순환라인로 합류하여, 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하며, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.Here, in the outside air heat absorption heating mode (PE (Power Electric) + outside air heat absorption) of the vehicle heat pump system according to the present invention, the first expansion valve and the third expansion valve are controlled in the expansion mode, and the second expansion valve is closed. mode, the fourth expansion valve is controlled in an open mode, and the 3-way valve provided at the branch point of the 8th refrigerant circulation line among the 3rd refrigerant circulation lines operates the 8th refrigerant circulation in the 3rd refrigerant circulation line. The flow path is controlled so that the refrigerant flows through the line, so that the refrigerant flows into the compressor, is compressed, and then discharged. The refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line, and flows from the indoor condenser to the vehicle. The supplied air is heated by heat exchange with the supplied air provided to the interior, and the heated supplied air is supplied to the vehicle interior to heat the vehicle interior. The refrigerant flowing out of the indoor condenser is transferred to the water-cooled condenser and the water-cooled condenser along the second refrigerant circulation line. Each branch is branched to the air-cooled condenser. The refrigerant flowing out of the indoor condenser flows into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line and expands, and the refrigerant expanded in the first expansion valve is transferred to the PE in the water-cooled condenser. After absorbing the temperature of the coolant circulating through the (Power Electric), the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser flows to the fifth refrigerant circulation line along the eighth refrigerant circulation line by the three-way valve, and the fifth refrigerant The refrigerant flowing into the circulation line forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator, and the refrigerant flowing out of the indoor condenser circulates the sixth refrigerant along the second refrigerant circulation line. It branches off into a line and flows into the third expansion valve along the sixth refrigerant circulation line to expand, and the refrigerant expanded in the third expansion valve flows into the air-cooled condenser along the sixth refrigerant circulation line, After heat exchange with the outside air in the air-cooled condenser, the refrigerant flowing out of the air-cooled condenser flows to the ninth refrigerant circulation line along the fourth refrigerant circulation line, and the refrigerant flowing in the ninth refrigerant circulation line is the fourth refrigerant circulation line. By opening the expansion valve, the 9th refrigerant circulation line joins the 8th refrigerant circulation line along the 10th refrigerant circulation line, and flows into the 5th refrigerant circulation line along the 8th refrigerant circulation line. 5. The refrigerant flowing into the refrigerant circulation line forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator.
그리고 본 발명에 따른 차량용 히트펌프시스템의 난방 제습모드에서는 상기 제1팽창밸브는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브는 개방 모드로 제어되며, 상기 제4팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인에서 제8냉매순환라인으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어, 냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어지며, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 수냉식콘덴서와 상기 증발기로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서에서 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하며, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루고, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 상기 제6냉매순환라인으로 분기되며, 상기 제6냉매순환라인을 따라 제3팽창밸브로 유입되어 바이패스가 이루어지고, 상기 제3팽창밸브에서 상기 제7냉매순환라인을 따라 상기 제4냉매순환라인으로 합류하여, 상기 제2팽창밸브에 의해 팽창된 후, 상기 증발기로 유입되어, 상기 증발기에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 포함된 수분이 제거되고, 제습된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방과 함께 제습이 이루어지며, 상기 증발기에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인을 따라 상기 어큐뮬레이터로 유입되어, 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.And in the heating and dehumidifying mode of the vehicle heat pump system according to the present invention, the first expansion valve is controlled in an expansion mode, the second expansion valve is controlled in a closed mode, and the third expansion valve is controlled in an open mode, The fourth expansion valve is controlled in a closed mode, and the three-way valve provided at the branch point of the eighth refrigerant circulation line among the third refrigerant circulation lines allows refrigerant to flow from the third refrigerant circulation line to the eighth refrigerant circulation line. The flow path is controlled so that the refrigerant flows into the compressor, is compressed, and then discharged, and the refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line, and supplies air from the indoor condenser to the vehicle interior. The supply air is heated through heat exchange with the vehicle, and the heated supply air is provided to the vehicle interior to heat the vehicle interior. The refrigerant flowing out of the indoor condenser branches to the water-cooled condenser and the evaporator along the second refrigerant circulation line, respectively. The refrigerant flowing out of the indoor condenser flows into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line and expands, and the refrigerant expanded in the first expansion valve absorbs the cooling water temperature in the water-cooled condenser, The refrigerant flowing out of the water-cooled condenser flows along the 8th refrigerant circulation line to the 5th refrigerant circulation line by the 3-way valve, and the refrigerant flowing into the 5th refrigerant circulation line is in a gaseous state through the accumulator. Only the refrigerant flows back into the compressor, forming a circulation path for the refrigerant, and the refrigerant flowing out of the indoor condenser branches into the sixth refrigerant circulation line along the second refrigerant circulation line, and the second refrigerant circulation line follows the sixth refrigerant circulation line. 3 flows into the expansion valve, bypasses, flows from the 3rd expansion valve to the 4th refrigerant circulation line along the 7th refrigerant circulation line, expands by the 2nd expansion valve, and then flows to the evaporator. The moisture contained in the supplied air is removed through heat exchange with the supplied air provided from the evaporator to the vehicle interior, and the dehumidified supplied air is provided to the vehicle interior to heat and dehumidify the vehicle interior, and the moisture flowing out of the evaporator is removed. The refrigerant flows into the accumulator along the fifth refrigerant circulation line, forming a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator.
또한, 본 발명에 따른 차량용 히트펌프시스템의 난방모드(PE(Power Electric) only)에서는 상기 제1팽창밸브는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브, 제3팽창밸브, 및 제4팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인에서 제8냉매순환라인으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어, 냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어지고, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지며, 상기 제1팽창밸브에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서에서 PE(Power Electric)를 순환하는 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하고, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.In addition, in the heating mode (PE (Power Electric) only) of the vehicle heat pump system according to the present invention, the first expansion valve is controlled in expansion mode, and the second expansion valve, third expansion valve, and fourth expansion valve is controlled in closed mode, and the 3-way valve provided at the branch point of the 8th refrigerant circulation line among the 3rd refrigerant circulation lines is controlled so that the refrigerant flows from the 3rd refrigerant circulation line to the 8th refrigerant circulation line. , the refrigerant flows into the compressor, is compressed, and then discharged, and the refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line, and exchanges heat with the supply air provided from the indoor condenser to the vehicle interior. is heated, the heated supply air is provided to the vehicle interior to heat the vehicle interior, and the refrigerant flowing out of the indoor condenser flows into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line and expands. The refrigerant expanded in the first expansion valve absorbs the temperature of the cooling water circulating through the PE (Power Electric) in the water-cooled condenser, and then the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser flows along the 8th refrigerant circulation line by the 3-way valve. The refrigerant flowing into the fifth refrigerant circulation line forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator.
더불어 본 발명에 따른 차량용 히트펌프시스템의 냉방 및 배터리 냉각모드에서는 상기 제1팽창밸브는 개방 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브 및 제4팽창밸브는 팽창모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인으로만 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어, 냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서를 통과하게 되며, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브에 팽창되지 않고 그대로 유출되고, 상기 제1팽창밸브를 통과한 냉매는 수냉식콘덴서에서 방열되며, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제3냉매순환라인을 따라 공냉식콘덴서로 유입되어, 상기 공냉식콘덴서에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인을 따라 상기 제2팽창밸브로 유입되고, 상기 제2팽창밸브로 유입된 냉매는 상기 제2팽창밸브에 의해 팽창된 후, 상기 증발기로 유입되어, 상기 증발기에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 냉방이 이루어지며, 상기 증발기에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인을 따라 유동하면서 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루고, 배터리의 냉각이 이루어지도록, 상기 공냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인을 따라 분기되어 배터리칠러로 유동하는데, 상기 공냉식콘덴서에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인에서 분기된 냉매는 상기 제9냉매순환라인을 따라 상기 제4팽창밸브로 유입되고, 상기 제9냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브에 의해 팽창된 후, 상기 배터리칠러에서 상기 배터리 냉각수와의 열교환으로 상기 배터리를 냉각하며, 상기 배터리칠러에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인으로 합류하여, 상기 제5냉매순환라인을 따라 상기 어큐뮬레이터를 통해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.In addition, in the cooling and battery cooling mode of the vehicle heat pump system according to the present invention, the first expansion valve is controlled in the open mode, the second expansion valve and the fourth expansion valve are controlled in the expansion mode, and the third expansion valve is controlled in the expansion mode. is controlled in closed mode, and the 3-way valve provided at the branch point of the 8th refrigerant circulation line among the 3rd refrigerant circulation lines is controlled so that the refrigerant flows only to the 3rd refrigerant circulation line, so that the refrigerant flows into the compressor. The refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line and passes through the indoor condenser, and the refrigerant discharged from the indoor condenser is the second refrigerant. It flows out as is without expanding into the first expansion valve along the circulation line, and the refrigerant passing through the first expansion valve radiates heat in the water-cooled condenser, and the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser is expanded to the third refrigerant by the 3-way valve. The refrigerant flows into the air-cooled condenser along the circulation line, is condensed by heat exchange with the outside air in the air-cooled condenser, and then flows into the second expansion valve along the fourth refrigerant circulation line. The refrigerant flowing into the second expansion valve is After being expanded by the second expansion valve, it flows into the evaporator, cools the supplied air through heat exchange with the supplied air provided from the evaporator to the vehicle interior, and the cooled supplied air is provided to the vehicle interior to cool the vehicle interior. , the refrigerant flowing out of the evaporator flows along the fifth refrigerant circulation line and forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator, and the air-cooled condenser so that the battery is cooled. The refrigerant flowing out of the fourth refrigerant circulation line branches off and flows to the battery chiller. After being condensed by heat exchange with the outside air in the air-cooled condenser, the refrigerant branched from the fourth refrigerant circulation line flows into the ninth refrigerant circulation line. The refrigerant flows into the fourth expansion valve and flows along the ninth refrigerant circulation line, is expanded by the fourth expansion valve, and then cools the battery through heat exchange with the battery coolant in the battery chiller. , the refrigerant flowing out of the battery chiller joins the fifth refrigerant circulation line, forming a circulation path of the refrigerant flowing into the compressor through the accumulator along the fifth refrigerant circulation line.
본 발명에 따른 냉매용 밸브 및 이를 구비한 차량용 히트펌프시스템에 의해 나타나는 효과는 다음과 같다.The effects exhibited by the refrigerant valve according to the present invention and the vehicle heat pump system equipped with the same are as follows.
냉매용 밸브에 구비되는 스템의 스토퍼를 한 사양으로 고정하고, 단일 또는 복수 개의 고정핀을 구비하는 구조를 통해 다양한 회전각도 범위 케이스를 제공하여, 밸브 공용화를 통한 원가절감 효과를 기대할 수 있다.By fixing the stem stopper provided in the refrigerant valve to one specification and providing a variety of rotation angle range cases through a structure equipped with a single or multiple fixing pins, cost reduction effects can be expected through valve commonization.
도 1은 종래 기술에 따른 냉매용 밸브에 구비되는 스템의 고정핀 및 스토퍼를 보인 예시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템을 보인 예시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 매니폴드모듈에 냉매용 밸브를 조립하는 상태를 보인 참고도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 보인 분해사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 보인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브의 스템을 결합한 상태를 보인 예시도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스템의 연결부에 형성된 복수 개의 고정홀에 두 개의 고정핀을 결합하여 회전각도 범위를 설정하는 상태를 보인 예시도이다.
도 8a 내지 도 8c는 본 발명의 일 실시 예에 따른 스템의 연결부에 형성된 복수 개의 고정홀에 한 개의 고정핀을 결합하여 회전각도 범위를 설정하는 상태를 보인 예시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열)에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 난방 및 제습모드에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 난방모드(PE(Power Electric) only)에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템의 냉방 및 배터리 냉각모드에서 냉매의 순환과정을 보인 예시도이다.Figure 1 is an exemplary diagram showing a stem fixing pin and a stopper provided in a refrigerant valve according to the prior art.
Figure 2 is an exemplary diagram showing a heat pump system for a vehicle equipped with a valve for refrigerant according to the present invention.
Figure 3 is a reference diagram showing the state of assembling a refrigerant valve to a manifold module according to an embodiment of the present invention.
Figure 4 is an exploded perspective view showing a valve for refrigerant according to an embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view showing a valve for refrigerant according to an embodiment of the present invention.
Figure 6 is an exemplary diagram showing a state in which the stem of a refrigerant valve according to an embodiment of the present invention is coupled.
Figures 7a to 7c are exemplary diagrams showing a state in which a rotation angle range is set by coupling two fixing pins to a plurality of fixing holes formed in the connection portion of the stem according to an embodiment of the present invention.
Figures 8a to 8c are exemplary diagrams showing a state in which a rotation angle range is set by coupling one fixing pin to a plurality of fixing holes formed in the connection portion of the stem according to an embodiment of the present invention.
Figure 9 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the outside air heat absorption heating mode (PE (Power Electric) + outside air heat absorption) of a vehicle heat pump system equipped with a refrigerant valve according to an embodiment of the present invention.
Figure 10 is an exemplary diagram showing the circulation process of refrigerant in the heating and dehumidifying mode of a vehicle heat pump system equipped with a refrigerant valve according to an embodiment of the present invention.
Figure 11 is an exemplary diagram showing the circulation process of the refrigerant in the heating mode (PE (Power Electric) only) of a vehicle heat pump system equipped with a refrigerant valve according to an embodiment of the present invention.
Figure 12 is an exemplary diagram showing the circulation process of refrigerant in the cooling and battery cooling modes of a vehicle heat pump system equipped with a refrigerant valve according to an embodiment of the present invention.
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 attached drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as limited to their usual or dictionary meanings, and the inventor should appropriately define the concept of terms in order to explain his or her invention in the best way. Based on the principle of definability, it must be interpreted with meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 균등한 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.Accordingly, the embodiments described in this specification and the configurations shown in the drawings are only the most preferred embodiments of the present invention and do not represent the entire technical idea of the present invention, and therefore, at the time of filing this application, they can be replaced by equivalent equivalents. It should be understood that there may be variations.
본 발명은 액츄에이터의 회전력을 볼밸브로 전달하는 스템의 스토퍼를 한 사양으로 고정하고, 하나 또는 두 개의 고정핀을 구비하는 구조를 통해 상기 액츄에이터의 회전력을 볼밸브로 전달하는 연결축의 다양한 회전각도 범위를 제공하여, 밸브 공용화를 통해 원가를 절감할 수 있는 냉매용 밸브 및 이를 구비한 차량용 히트펌프시스템에 관한 것으로, 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.The present invention fixes the stopper of the stem, which transmits the rotational force of the actuator to the ball valve, to one specification, and provides various rotation angle ranges of the connecting shaft that transmits the rotational force of the actuator to the ball valve through a structure provided with one or two fixing pins. This relates to a refrigerant valve and a vehicle heat pump system equipped with the same, which can reduce costs through common use of valves. When examined with reference to the drawings, the present invention is as follows.
먼저, 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템(100)을 살펴보면 다음과 같다.First, looking at the vehicle
도 2를 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브를 구비한 차량용 히트펌프시스템(100)은 압축기(110), 실내콘덴서(120), 수냉식콘덴서(130), 공냉식콘덴서(140), 증발기(150), 배터리칠러(160), 어큐뮬레이터(170) 등을 포함하는데, 먼저 상기 압축기(110)는 유입단을 통해 유입된 냉매를 고온고압으로 압축하여 토출한다.Referring to FIG. 2, the vehicle
이때 상기 압축기(110)는 전원으로 구동하는 전동압축기로, 상기 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출한 구동신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 구동하여 유입된 냉매를 압축하여 토출한다.At this time, the
그리고 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 실내콘덴서(120)로 유입되는데, 상기 실내콘덴서(120)는 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매를 유입하여 실내로 제공되는 급기와 열교환으로 급기를 가열한다.And the refrigerant discharged from the
따라서 상기 실내콘덴서(120)로 유입된 냉매는 상기 실내콘덴서(120)에서 차량의 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 가열하고, 가열된 급기는 자동차 실내로 제공되어 자동차 실내의 난방이 이루어진다.Therefore, the refrigerant flowing into the
여기서 상기 압축기(110)와 상기 실내콘덴서(120)는 제1냉매순환라인(10)으로 연결되는데, 상기 제1냉매순환라인(10)은 상기 압축기(110)의 토출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 실내콘덴서(120)의 유입단과 연결되어, 상기 압축기(110)에서 압축된 냉매가 상기 실내컨덴서(120)로 유입된다.Here, the
그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 수냉식콘덴서(130) 및 공냉식콘덴서(140)로 유입되는데, 상기 수냉식콘덴서(130)는 유입된 냉매를 냉각수로 수냉한 후, 공냉식콘덴서(140)로 유출하고, 상기 공냉식콘덴서(140)는 유입된 냉매를 외부공기와의 열교환으로 공냉하여 유출한다.And the refrigerant flowing out of the
여기서 수냉식콘덴서(130)로 유입되는 냉각수는 전장품(미도시)을 순환하는 것이 바람직하다.Here, it is desirable that the cooling water flowing into the water-cooled
그리고 상기 실내콘덴서(120)와 상기 수냉식콘덴서(130)는 제2냉매순환라인(20)으로 서로 연결되는데, 상기 제2냉매순환라인(20)은 상기 실내콘덴서(120)의 유출단과 일측이 연결되고, 타측은 상기 수냉식콘덴서(130)의 유입단과 연결되어, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매가 상기 수냉식콘덴서(130)로 유입된다.And the
이때 상기 제2냉매순환라인(20) 중 상기 수냉식콘덴서(130)의 유입단측에는 제1팽창밸브(210)를 구비하는데, 상기 제1팽창밸브(210)는 냉매 팽창 기능을 갖는 냉매용 밸브로, 난방 및 난방+제습 모드 시에 냉매를 팽창시키는 팽창 기능을 발휘하는 난방 팽창밸브(EXV)이고, 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 냉매를 선택적으로 팽창하지 않고 그대로 유출하거나, 팽창시켜 유출한다.At this time, a
따라서 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 유동하면서, 상기 제1팽창밸브(210)에 의해 선택적으로 팽창되지 않고 그대로 상기 수냉식콘덴서(130)로 유입되거나, 또는 팽창된 후 유입될 수 있다.Accordingly, the refrigerant flowing out of the
그리고 상기 공냉식콘덴서(140)는 상기 수냉식콘덴서(130)와 제3냉매순환라인(30)으로 연결되어, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매를 외부공기와의 열교환으로 공냉하여 유출한다.And the air-cooled
또한, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출되는 냉매는 선택적으로 증발기(150)로 유입되는데, 상기 증발기(150)는 상기 공냉식콘덴서(140)와 제4냉매순환라인(40)으로 연결되어, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매를 유입한 후, 자동차 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각한다.In addition, the refrigerant flowing out of the air-cooled
이때 상기 제4냉매순환라인(40) 중 상기 증발기(150)의 유입단측에는 상기 제2팽창밸브(230)를 구비하는데, 상기 제2팽창밸브(230)는 솔레노이드 팽창밸브(SOL TXV)로 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 선택적으로 개방 제어되어, 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 상기 증발기(150)로 유입되는 냉매를 팽창시켜, 팽창된 냉매가 상기 증발기(150)로 유입되도록 한다.At this time, the
따라서 상기 제2팽창밸브(230)에 의해 팽창된 후, 상기 증발기(150)로 유입된 냉매는 상기 증발기(150)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 차량 실내로 제공되어 자동차 실내의 냉방이 이루어진다.Therefore, after being expanded by the
여기서 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)는 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비되는데, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 선단에는 송풍수단(미도시)이 구비되고, 상기 송풍수단(미도시)의 후방에는 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)가 구비되어, 차량 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 상기 송풍수단(미도시)의 구동으로 차량 외부에서 유입된 외기 또는 차량 실내에서 유입된 내기가 급기로 전환되면서, 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)를 통과한 후 후방인 차량 실내로 송풍된다.Here, the
그리고 상기 실내콘덴서(120) 및 증발기(150)의 후방에는 격벽으로 난방통로 및 냉방통로로 구획될 수 있고, 상기 격벽의 선단에는 통로개폐도어(미도시)가 구비되어, 차량용 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따른 상기 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 상기 난방통로 또는 냉방통로가 선택적으로 개폐되거나, 개도가 조절된다.In addition, the rear of the
또한, 상기 실내콘덴서(120) 후방에는 PTC히터(미도시)가 구비되는데, 상기 PTC히터(미도시)는 히트펌프시스템의 제어부(미도시)에서 송출하는 운전 모드별 신호에 따라 외부에서 인가되는 전원에 의해 선택적으로 구동하여 상기 실내콘덴서(120)를 통과한 급기에 열을 더하는데, 동계에 차량 실내 난방 시 부족한 열을 PTC히터(미도시)를 통해 보충할 수 있다.In addition, a PTC heater (not shown) is provided behind the
그리고 상기 증발기(150)에서 유출된 냉매는 제5냉매순환라인(50)을 따라 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매순환경로를 이룬다.And the refrigerant flowing out of the
상기 제5냉매순환라인(50) 중 압축기(110)의 후방에는 어큐뮬레이터(170)를 구비하는데, 상기 어큐뮬레이터(170)는 유입된 냉매를 액상과 기상으로 분리하면서 기상 냉매만을 유출하여 상기 압축기(110)로 유입되도록 한다.Among the fifth
따라서 상기 제1냉매순환라인(10) 내지 제5냉매순환라인(50)은 상기 압축기(110), 실내콘덴서(120), 제1팽창밸브(210), 수냉식콘덴서(130), 공냉식콘덴서(140), 제2팽창밸브(230), 증발기(150), 어큐뮬레이터(170) 순으로 연결하여, 냉매가 유동되도록 한다.Therefore, the first
그리고 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 히트펌프시스템(100)은 상기 실내콘덴서(120)와 상기 수냉식콘덴서(130)를 연결한 상기 제2냉매순환라인(20) 중 상기 실내콘덴서(120)의 유출단 측에서 분기되어, 상기 수냉식콘덴서(130)와 상기 공냉식콘덴서(140)를 연결한 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 공냉식콘덴서(140)의 유입단 측에 연결되는 제6냉매순환라인(60)을 포함하여, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매가 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입된다.And the vehicle
이때 상기 제6냉매순환라인(60)에는 제3팽창밸브(240)를 구비하는데, 상기 제3팽창밸브(240)는 냉매 팽창 기능을 갖는 냉매용 밸브로, 난방 및 난방+제습 모드 시에 냉매를 팽창시키는 팽창 기능을 발휘하는 제습 팽창밸브(EXV)이고, 선택적으로 냉매가 유동하는 유로를 개방 또는 폐쇄하거나, 유로를 전환하면서 냉매를 팽창시켜 유출한다.At this time, the sixth
여기서 상기 제3팽창밸브(240)에는 제7냉매순환라인(70)이 분기되는데, 상기 제7냉매순환라인(70)은 상기 제6냉매순환라인(60) 중 제3팽창밸브(240)에서 분기되어, 상기 공냉식콘덴서(140)와 상기 증발기(150)를 연결한 제4냉매순환라인(40) 중 상기 증발기(150)의 유입단 측과 연결된다.Here, the seventh
상기 제3팽창밸브(240)는 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 냉매를 선택적으로 유동시키거나, 유로를 전환하면서 팽창시켜 유출한다.The
따라서 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 유동하면서, 상기 제3팽창밸브(240)에 의해 선택적으로 팽창되면서 제6냉매순환라인(60)을 따라 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입되거나, 또는 팽창되면서 제7냉매순환라인(70)을 따라 상기 증발기(150)로 유입될 수 있다. Therefore, the refrigerant flowing out of the
그러므로 상기 제7냉매순환라인(70)이 개방되면, 상기 제1팽창밸브(210) 유입 전, 고온고압의 냉매 중 일부가 제6냉매순환라인(60)을 따라 유동하면서 상기 제3팽창밸브(240)에서 저온저압으로 팽창되어, 팽창된 냉매가 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 상기 증발기(150)로 유입되어 차량의 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 포함된 수분이 제거됨에 따라 차량 실내의 제습 성능이 발휘된다.Therefore, when the seventh
그리고 상기 수냉식콘덴서(130)와 상기 공냉식콘덴서(140)를 연결한 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 수냉식콘덴서(130)의 유출단 측에서 분기되어, 상기 실내콘덴서(120)와 상기 어큐뮬레이터(170)를 연결한 상기 제5냉매순환라인(50) 중 상기 어큐뮬레이터(170)의 유입단 측과 연결되는 제8냉매순환라인(80)을 포함하여, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 냉각수로 수냉된 냉매가 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입된다.And the third
이때 상기 제3냉매순환라인(30) 중 제8냉매순환라인(80)이 분기되는 분기지점에는 3웨이밸브(220)를 구비하는데, 상기 3웨이밸브(220)는 선택적으로 상기 제8냉매순환라인(80)을 개방 또는 폐쇄시켜, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매가 선택적으로 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 유동하거나, 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 합류되도록 한다.At this time, a 3-
따라서 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 수냉식콘덴서(130)의 유출된 냉매가 상기 제3냉매순환라인(30)을 따라 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입되거나, 또는 상기 수냉식콘덴서(130)의 유출된 냉매가 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입된다.Therefore, the refrigerant flowing out of the water-cooled
또한, 상기 공냉식콘덴서(140)와 증발기(150)를 연결한 상기 제4냉매순환라인(40) 중 상기 공냉식콘덴서(140)의 유출단 측에서 분기되어, 상기 증발기(150)와 상기 어큐뮬레이터(170)를 연결한 상기 제5냉매순환라인(50) 중 상기 어큐뮬레이터(170)의 유입단 측에 연결되는 제9냉매순환라인(90)을 포함하여, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매가 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입된다.In addition, the fourth
이때 상기 제9냉매순환라인(90) 상에는 제4팽창밸브(250)와 배터리칠러(160)를 구비하는데, 상기 배터리칠러(160)는 배터리(미도시)와 면접하고, 상기 제9냉매순환라인(90)을 따라 유입된 냉매를 배터리(미도시)에서 발생한 열과 열교환시켜 상기 배터리(미도시)가 냉각되도록 한다.At this time, a
그리고 상기 제4팽창밸브(250)는 냉매 팽창 기능을 갖는 냉매용 밸브로, 냉방+배터리냉각 모드 시에 냉매를 팽창시키는 팽창 기능을 발휘하는 배터리 팽창밸브(EXV)이고, 선택적으로 냉매가 유동하는 유로를 개방 또는 폐쇄하거나, 냉매를 팽창시켜 유출한다.And the
여기서 상기 제4팽창밸브(250)에서는 제10냉매순환라인(91)이 분기되는데, 상기 제10냉매순환라인(91)은 상기 제9냉매순환라인(90) 중 제4팽창밸브(250)에서 분기되어, 상기 수냉식콘덴서(130)와 상기 어큐뮬레이터(170)를 연결한 제8냉매순환라인(80) 중 상기 어큐뮬레이터(170)의 유입단 측과 연결된다.Here, the 10th
상기 제4팽창밸브(250)는 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 선택된 모드에 따라 냉매를 선택적으로 팽창시켜 유출하거나, 팽창하지 않고 그대로 유로를 전환하여 유동시킨다.The
따라서 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 유동하면서, 상기 제4팽창밸브(250)에 의해 선택적으로 저온저압으로 팽창되어, 팽창된 냉매가 제9냉매순환라인(90)을 따라 상기 배터리칠러(160)로 유입되어, 배터리(미도시)에서 발생한 열과 열교환하여 상기 배터리(미도시)가 냉각되도록 하고, 또는 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매가 상기 제10냉매순환라인(91)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입되도록 한다. Therefore, the refrigerant flowing out of the air-cooled
도 3을 참조한 상기한 본 발명의 일 실시 예에 따른 제1냉매순환라인(10) 내지 제10냉매순환라인(91)은 배관으로 형성되지 않고, 매니폴드 구조로 형성하는 것이 바람직한데, 상기 매니폴드모듈(1000)은 그 내부에 난방, 제습, 냉방 등의 히트펌프시스템 모드에 따라 냉매가 흐를 수 있는 제1냉매순환라인(10) 내지 제10냉매순환라인(91)을 매니폴드 형태의 유로로 형성하고, 상기 제1팽창밸브(210) 내지 제4팽창밸브(250) 및 배터리칠러(160) 등을 장착할 수 있는 장착홀을 형성하여, 각 요소는 냉각수모듈(미도시)과도 연결되어 통합적인 차량 내 열관리가 가능하다.The first
상기 매니폴드모듈(1000)의 상판(1000a)은 단조 공정으로 제조되는 것이 바람직하고, 하판(1000b)은 프레스 공정으로 제작되는 것이 바람직하다. 이렇게 제작된 매니폴드모듈(1000) 상판(1000a) 및 하판(1000b)을 브레이징 과정을 통해 서로 접합하여 형성한다. The
상기 매니폴드모듈(1000)는 열간섭 방지 구조를 통하여 열효율을 극대화할 수 있는 구조이고, 냉매가 유동하는 각각의 냉매순환라인을 매니폴드 구조를 적용함으로서 개별 하우징 및 연결부가 대폭 줄어들어 원가절감 측면의 장점이 있다.The
여기서, 상기 제1팽창밸브(210), 제3팽창밸브(240), 및 제4팽창밸브(250)는 냉매용 팽창밸브(2000)로, 크게 밸브를 구동하기 위한 액츄에이터(2500)와, 스템(2600)과 팽창 및 냉매 유로 전환을 위한 밸브부(2700)로 나눠진다. Here, the
본 발명의 일 실시 예에 따른 냉매용 밸브(2000)를 보다 상세하게 살펴보면 다음과 같다.Looking at the
도 4 내지 도 6을 참조한 상기 냉매용 밸브(2000)는 밸브부(2700)와, 액츄에이터(2500)와, 스템(2600)을 포함하는데, 먼저 상기 밸브부(2700)는 내부에 구비되는 볼밸브(2200)를 선택적으로 해당 각도로 회전시켜, 유로를 개방 또는 폐쇄하거나, 냉매를 팽창시킨다.The
상기 밸브부(2700)를 보다 상세하게 살펴보면, 상기 밸브부(2700)는 바디(2100), 볼밸브(2200), 볼씰(2300), 볼캡(2400)을 포함하고, 상기 바디(2100)는 전체적인 형상이 원주형으로, 외면에는 외부에서 내부로 연통하는 복수 개의 연통홀(2101)을 형성한다.Looking at the
이때 상기 바디(2100)는 그 전체적인 형상이 상면의 넓이보다 하면의 넓이가 작은 테이퍼 형상으로 형성하는데, 상기 테이퍼 형상은 상기 바디(2100)의 중심을 수직으로 가르는 중심선을 기준으로, 좌, 우 양측면의 경사가 대칭을 이루는 것이 바람직하다.At this time, the overall shape of the
상기 바디(2100)를 매니폴드모듈(1000)의 장착홀에 조립할 시, 상기 바디(2100)의 상, 하측에 구비되는 O링(2102)이 유로와 간섭되어 씹히거나, 찢어지는 손상이 발생할 염려가 있었으나, 상기 바디(2100)를 테이퍼 형상으로 형성함으로 O링(2102)이 개구부를 지나 압축되어 파손의 염려를 예방할 수 있다.When assembling the
따라서 상기 바디(2100)를 테이퍼 형상으로 형성함에 따라 장착성이 용이하다는 장점이 있다.Therefore, as the
상기 볼밸브(2200)는 상기 바디(2100)의 내부에 수용되고, 상기 바디(2100)의 내부에서 회전하여 냉매의 유로 변경 및 냉매를 팽창시킨다. The
이때 상기 볼밸브(2200)에는 유로(2201)와, 팽창리세스(2202) 및 회전조절공(2203)을 형성하는데, 상기 볼밸브(2200)의 유로(2201)는 수직방향에서 수평방향으로, 또는 수평방향에서 수직방향으로 냉매가 유동할 수 있도록 직각형태로 길이를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.At this time, the
여기서 상기 유로(2201)는 곡선으로 형성하고, 상기 유로(2201)의 내측벽을 이루는 부채꼴 부재(2205)가 제거되어, 상기 유로(2201)의 단면이 유선형을 이루는 것이 바람직하다.Here, the
종래의 직각을 이루는 유로는 급격한 유로 변경으로 인한 압력강하가 주된 요인인데, 본 발명의 상기 유로(2201)를 모서리가 없는 곡선으로 형성하면서, 상기 유로(2201)의 내측면을 이루는 부채꼴 부재(2205)를 제거함에 따라 상기 유로(2201)의 유입구와 유출구간의 압력강하 개선효과가 발휘된다. 따라서, 압력강하를 통해 히트펌프시스템 내 콘덴서들(120, 140, 150), 압축기(110), 어큐뮬레이터(170)와 같은 타 요소에 전해질 수 있는 데미지를 최소화하여 히트펌프시스템 안정성을 확보할 수 있다.The main factor in the conventional right-angled flow path is the pressure drop due to sudden change in flow path, but the
그리고 상기 볼밸브(2200)의 팽창리세스(2202)는 상기 볼밸브(2200)의 외면 중 일측에 홈 형태로 형성되어, 상기 볼밸브(2200)의 회전에 따라 완전 개방(Full Open)이 아닌 일정량의 냉매를 팽창시킬 수 있다.In addition, the
여기서 상기 팽창리세스(2202)와 유로(2201) 사이에는 격벽(2204)을 형성하는데, 상기 격벽(2204)에 의해 개방(Open) 모드와 팽창 모드를 구분한다.Here, a
또한, 상기 팽창리세스(2202)와 유로(2201) 사이의 격벽(2204)을 통해 추가적인 폐쇄(Close) 모드를 생성하여 밸브의 응답성 향상 및 모터 및 기어의 회전수 감소에 따른 부하를 감소시킬 수 있다.In addition, an additional closed mode is created through the
그리고 상기 팽창리세스(2202)의 격벽(2204) 폭은 정확하게 볼밸브(2200) 원주의 길이에 해당하는 것이 바람직하고, 상기 볼밸브(2200)의 표면적은 볼씰(2300)에 밀착하여 움직이므로, 볼씰(2300)의 안쪽 면이 격벽(2204) 부분에 놓일 때는 냉매가 상기 팽창리세스(2202)를 통해 유동되지 않는다.In addition, it is desirable that the width of the
더불어 상기 팽창리세스(2202)의 깊이와 폭은 필요에 따라 가변적으로 형성할 수 있다.In addition, the depth and width of the
그리고 상기 볼씰(2300)은 복수 개로, 상기 볼밸브(2200)의 인접하게 구비되고, 상기 바디(2100)의 내측면과 상기 볼밸브(2200) 사이를 기밀한다.In addition, a plurality of
이때 상기 볼씰(2300)은 냉매의 유동이 가능하게 중앙에 홀을 형성한 고리형태로, 상기 볼씰(2300) 한 쌍이 상기 볼밸브(2200)를 중앙에 두고 양측에서 인접하는 것이 바람직하다. At this time, the
상기 볼캡(2400)은 상기 바디(2100)의 연통홀(2101) 중 상기 볼밸브(2200)가 출입하는 연통홀(2101)에 나사 결합되어, 상기 바디(2100) 내부에 수용된 상기 볼밸브(2200)가 외부로 이탈하지 않도록 고정하면서, 상기 볼씰(2300)이 상기 볼밸브(2200)의 외면에 밀착되도록 압박한다. The
이때 상기 볼캡(2400) 역시, 냉매의 유동이 가능하게 중앙에 관통홀을 형성한다.At this time, the
그리고 상기 액츄에이터(2500)는 상기 바디(2100) 내부에 수용된 상기 볼밸브(2200)를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시킨다.And the
이때 상기 액츄에이터(2500)와 상기 볼밸브(2200)는 스템(2600)으로 연결되는데, 상기 스템(2600)은 상기 밸브부(2700)와 상기 액츄에이터(2500)의 사이를 기밀하면서, 상기 액츄에이터(2500)의 회전력을 상기 볼밸브(2200)로 전달한다.At this time, the
여기서 상기 스템(2600)은 스템몸체(2610)와, 연결축(2620)와, 고정핀(2630), 및 스토퍼(2640)를 포함하는데, 상기 스템몸체(2610)는 상기 밸브부(2700)와 상기 액츄에이터(2500) 사이에 구비되어 기밀할 수 있도록, 판 상으로 형성되는 것이 바람직하고, 상기 스템몸체(2610) 중 상기 액츄에이터(2500)의 회전축이 위치하는 지점에는 연결축(2620)을 구비한 연결부(2611)를 형성한다.Here, the
상기 연결축(2620)은 상기 스템몸체(2610) 중 상기 액츄에이터(2500)의 회전축과 대응하는 위치상에 형성된 상기 스템몸체(2610)의 연결부(2611)에 수직선상으로 구비되어, 일측단은 상기 액츄에이터(2500)의 회전축과 연결되고, 타측단은 상기 밸브부(2700)의 볼밸브(2200)와 연결된다. The connecting
따라서 상기 한 구성으로 상기 액츄에이터(2500)의 회전축이 회전되면, 상기 스템(2600)의 연결축(2620)이 연동하여 회전하게 되고, 상기 연결축(2620)의 회전으로 상기 밸브부(2700)의 볼밸브(2200)가 회전하게 된다.Therefore, when the rotation axis of the
그리고 상기 고정핀(2630)은 상기 연결부(2611) 중 연결축(2620) 주변에 형성된 고정홀(2612)에 삽입된다.And the fixing
이때 상기 연결축(2620)에는 스토퍼(2640)를 구비하는데, 상기 스토퍼(2640)는 부채꼴 형상으로 양단이 상기 고정핀(2630)에 닿아 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위를 단속한다.(상기 스토퍼(2640)의 둘레 각도는 설계적 조건에 달리 형성하는 것이 바람직하다.)At this time, the connecting
따라서 상기 연결축(2620)이 회전할 시, 상기 연결축(2620)에 구비된 스토퍼(2640)에 의해 상기 볼밸브(2200)의 회전각도 범위가 한정됨에 따라 폐쇄, 팽창, 열림의 기능을 실현할 수 있다.Therefore, when the connecting
도 7a 내지 도 8c를 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 스템몸체(2610)의 연결부(2611)에 형성되는 고정홀(2612)은 종래와 같이 단일로 형성하지 않고, 복수 개로 형성하는데, 상기 복수 개의 고정홀(2612)은 상기 연결부(2611) 중 연결축(2620) 주변을 따라 간격을 두고 형성된다.The fixing
이때 상기 고정핀(2630)은 상기 고정홀(2612)에 압입 고정되는 것으로 하나 또는 두 개로 구비되어, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위를 한정할 수 있다.At this time, the fixing
일례로, 상기 연결부(2611)에 제1고정홀(2612a), 제2고정홀(2612b), 제3고정홀(2612c) 총 3개의 고정홀(2612a, 2612b, 2612c)을 형성하여, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위를 4가지 케이스로 운영할 수 있다.For example, a total of three fixing holes (2612a, 2612b, 2612c), including a first fixing hole (2612a), a second fixing hole (2612b), and a third fixing hole (2612c), are formed in the
여기서 상기 제1고정홀(2612a)은 상기 연결부(2611)의 평면을 보았을 때를 기준으로 하여 9시 지점(회전각도 0°)에 형성하고, 이 지점을 기준으로 제2고정홀(2612b)은 반시계방향으로 60°각도로 이격된 지점에 형성하며, 이 지점을 기준으로 제3고정홀(2612c)은 반시계방향으로 30°각도로 이격된 지점 각각에 형성한다.Here, the
따라서 상기 제1고정홀(2612a)에서 제3고정홀(2612c)까지의 이격 각도는 90°이다. Therefore, the separation angle from the
그리고 4가지 케이스 중 제1 내지 제3케이스는 상기 고정핀(2630)을 두 개를 구비한 것이고, 제4케이스는 고정핀(2630)을 하나로 구비한 것이다.And among the four cases, the first to third cases are equipped with two fixing
먼저, 제1케이스에서는 상기 제1고정홀(2612a)과 제2고정홀(2612b)에 각각 고정핀(2630)이 구비되며, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위는 상기 제1고정홀(2612a)과 제2고정홀(2612b)에 각각 구비된 두 개의 고정핀(2630)에 의해 회전각도(θ1)는 290°로 회전 가능하다.First, in the first case, fixing
이때 상기 제1고정홀(2612a)과 제2고정홀(2612b) 사이 이격 각도는 60°이고, 상기 고정핀(2630) 두께로 인하여 각도 범위에서 10˚ 제외하는 것이 바람직하다.At this time, the separation angle between the
그리고 제2케이스에서는 상기 제1고정홀(2612a)과 제3고정홀(2612c)에 각각 고정핀(2630)이 구비되며, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위는 상기 제1고정홀(2612a)과 제3고정홀(2612c)에 각각 구비된 두 개의 고정핀(2630)에 의해 회전각도(θ2)는 260°로 회전 가능하다.And in the second case, fixing
이때 상기 제1고정홀(2612a)과 제3고정홀(2612c) 사이 이격 각도는 90°이고, 상기 고정핀(2630) 두께로 인하여 각도 범위에서 10˚ 제외하는 것이 바람직하다.At this time, the separation angle between the
그리고 제3케이스에서는 상기 제2고정홀(2612b)과 제3고정홀(2612c)에 각각 고정핀(2630)이 구비되며, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위는 상기 제2고정홀(2612b)과 제3고정홀(2612c)에 각각 구비된 두 개의 고정핀(2630)에 의해 회전각도(θ3)는 320°로 회전 가능하다.And in the third case, fixing
이때 상기 제2고정홀(2612b)과 제3고정홀(2612c) 사이 이격 각도는 30°이고, 상기 고정핀(2630) 두께로 인하여 각도 범위에서 10˚ 제외하는 것이 바람직하다.At this time, the separation angle between the
그리고 제4케이스는 고정핀을 단일 구비한 것으로, 제4-1케이스, 제4-2케이스, 제4-3케이스로 각각 운영된다.Case 4 is equipped with a single fixing pin and is operated as Case 4-1, Case 4-2, and Case 4-3, respectively.
제4-1케이스에서는 상기 제1고정홀(2612a)에만 고정핀(2630)이 구비되며, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위는 상기 제1고정홀(2612a)에만 구비된 고정핀(2630)에 의해 회전각도(θ4)는 350°로 회전 가능하다.In case 4-1, the fixing
이때 상기 고정핀(2630) 두께로 인하여 각도 범위에서 10˚ 제외하는 것이 바람직하다.At this time, due to the thickness of the
제4-2케이스에서는 상기 제2고정홀(2612b)에만 고정핀(2630)이 구비되며, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위는 상기 제2고정홀(2612b)에만 구비된 고정핀(2630)에 의해 회전각도(θ5)는 350°로 회전 가능하다.In case 4-2, the fixing
제4-3케이스에서는 상기 제3고정홀(2612c)에만 고정핀(2630)이 구비되며, 상기 연결축(2620)의 회전각도 범위는 상기 제3고정홀(2612c)에만 구비된 고정핀(2630)에 의해 회전각도(θ6)는 350°로 회전 가능하다.In case 4-3, the fixing
따라서 본 발명의 일 실시 예에 따른 스템(2600)은 액츄에이터(2500)의 회전력을 볼밸브(2200)로 전달하는 연결축(2620)에 구비되는 스토퍼(2640)를 한 사양으로 고정하고, 상기 연결축(2620)의 주변에 형성된 상기 제1고정홀(2612a) 내지 제3고정홀(2612c)에 하나 또는 두 개의 고정핀(2630)을 구비하는 구조를 통해 상기 연결축(2620)의 다양한 회전각도 범위를 제공하여, 밸브 공용화를 통해 원가를 절감할 수 있다.Therefore, the
도 9 내지 도 12을 참조한 본 발명의 일 실시 예에 따른 차량용 히트펌프시스템의 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열), 난방 제습모드, 냉방 및 배터리 냉각모드 별 냉매의 순환과정을 살펴보면 다음과 같다.Referring to FIGS. 9 to 12, the refrigerant circulation process for each external air absorption heating mode (PE (Power Electric) + external air absorption), heating dehumidification mode, cooling, and battery cooling mode of the vehicle heat pump system according to an embodiment of the present invention is shown. Looking at it, it is as follows.
도 9를 참조한 외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열)에서는 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 외기흡열 난방모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 개방되고, 냉방통로는 폐쇄된다. In the outside air endothermic heating mode (PE (Power Electric) + outside air endotherm) referring to FIG. 9, when the outside air endothermic heating mode is selected by a signal sent from the control unit (not shown) of the vehicle
그리고 상기 제1팽창밸브(210) 및 제3팽창밸브(240)는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230)는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제4팽창밸브(250)는 개방(바이패스) 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)에서 제8냉매순환라인(80)으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.And the
상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인(10)을 따라 실내콘덴서(120)로 유입되어, 상기 실내콘덴서(120)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어진다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the
그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 수냉식콘덴서(130)와 상기 공냉식콘덴서(140)로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 PE(Power Electric)를 순환하는 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.And the refrigerant leaked from the
상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.The refrigerant flowing into the fifth
또한, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 상기 제6냉매순환라인(60)으로 분기되고, 상기 제6냉매순환라인(60)을 따라 제3팽창밸브(240)로 유입되어 팽창이 이루어지며, 상기 제3팽창밸브(240)에서 팽창된 냉매는 상기 제6냉매순환라인(60)을 따라 상기 공냉식콘덴서(140)로 유입되고, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 외기와 열교환한 후, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 상기 제9냉매순환라인(90)으로 유동하고, 상기 제9냉매순환라인(90)을 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브(250)의 개방(유로전환)으로 상기 제9냉매순환라인(90)에서 상기 제10냉매순환라인(91)을 따라 상기 제8냉매순환라인(80)로 합류하여, 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.In addition, the refrigerant flowing out of the
상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.The refrigerant flowing into the fifth
도 10을 참조한 난방 제습모드에서는 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방 제습모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 개방되고, 냉방통로도 개방된다. In the heating and dehumidifying mode referring to FIG. 10, when the heating and dehumidifying mode is selected by a signal transmitted from the control unit (not shown) of the vehicle
그리고 상기 제1팽창밸브(210)는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230)는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브(240)는 개방(바이패스) 모드로 제어되며, 상기 제4팽창밸브(250)는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)에서 제8냉매순환라인(80)으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.And the
상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인(10)을 따라 실내콘덴서(120)로 유입되어, 상기 실내콘덴서(120)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어진다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the
그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 수냉식콘덴서(130)와 상기 증발기(150)로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.And the refrigerant leaked from the
상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.The refrigerant flowing into the fifth
또한, 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 상기 제6냉매순환라인(60)으로 분기되고, 상기 제6냉매순환라인(60)을 따라 제3팽창밸브(240)로 유입되어 바이패스가 이루어지며, 상기 제3팽창밸브(240)에서 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 상기 제4냉매순환라인(40)으로 합류하여, 상기 제2팽창밸브(230)에 의해 팽창된 후, 상기 증발기(150)로 유입되어, 상기 증발기(150)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 포함된 수분이 제거되고, 제습된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방과 함께 제습이 이루어진다.In addition, the refrigerant flowing out of the
상기 증발기(150)에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인(50)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)로 유입되어, 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.The refrigerant flowing out of the
여기서 상기 제5냉매순환라인(50)과 제7냉매순환라인(70)을 중첩시키는 중간열교환기(IHX)를 구비하는데, 상기 중간열교환기(IHX)는 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 유동하는 냉매와, 상기 증발기(150)에서 유출된 냉매를 서로 열교환시킨다.Here, an intermediate heat exchanger (IHX) is provided that overlaps the fifth
상기 중간열교환기가 상기 제7냉매순환라인(70)을 따라 유동하는 냉매와, 상기 증발기(150)에서 유출된 냉매를 서로 열교환시킴에 따라 상기 증발기(150)에서 유출되는 냉매의 과열도가 상승하여 액냉매 유입으로 인한 상기 압축기(110)의 손상을 방지할 수 있고, 이를 통해 일정한 제습 성능을 유지할 수 있다.As the intermediate heat exchanger exchanges heat with the refrigerant flowing along the seventh
도 11을 참조한 난방모드(PE(Power Electric) only)에서는 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 난방모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 개방되고, 냉방통로는 폐쇄된다. In the heating mode (PE (Power Electric) only) referring to FIG. 11, when the heating mode is selected by a signal sent from the control unit (not shown) of the vehicle
그리고 상기 제1팽창밸브(210)는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230), 제3팽창밸브(240), 및 제4팽창밸브(250) 는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)에서 제8냉매순환라인(80)으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.And the
상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인(10)을 따라 실내콘덴서(120)로 유입되어, 상기 실내콘덴서(120)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어진다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the
그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브(210)에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 PE(Power Electric)를 순환하는 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제8냉매순환라인(80)을 따라 상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한다.And the refrigerant flowing out of the
상기 제5냉매순환라인(50)으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.The refrigerant flowing into the fifth
도 12를 참조한 냉방 및 배터리 냉각모드에서는 차량용 히트펌프시스템(100)의 제어부(미도시)에서 송출된 신호 또는 사용자의 선택에 의해 냉방 및 배터리 냉각모드가 선택되면, 상기 공조유닛의 하우징(미도시) 내부에 구비된 통로개폐도어(미도시)의 회전으로 난방통로는 폐쇄되고, 냉방통로는 개방된다. In the air conditioning and battery cooling mode referring to FIG. 12, when the air conditioning and battery cooling mode is selected by a signal sent from the control unit (not shown) of the vehicle
그리고 상기 제1팽창밸브(210)는 개방 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브(230) 및 제4팽창밸브(250)는 팽창모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브(240)는 폐쇄 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인(30) 중 상기 제8냉매순환라인(80)의 분기지점에 구비된 3웨이밸브(220)는 제3냉매순환라인(30)으로만 냉매가 유동하도록 유로가 제어된다.And the
상기한 밸브들의 제어에 의해 냉매는 상기 압축기(110)로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기(110)에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인(10)을 따라 실내콘덴서(120)로 유입되어, 상기 실내콘덴서(120)를 통과하게 된다.By controlling the above valves, the refrigerant flows into the
그리고 상기 실내콘덴서(120)에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인(20)을 따라 제1팽창밸브(210)에 팽창되지 않고 그대로 유출되고, 상기 제1팽창밸브(210)를 통과한 냉매는 수냉식콘덴서(130)에서 방열된다.And the refrigerant flowing out of the
상기 수냉식콘덴서(130)에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브(220)에 의해 상기 제3냉매순환라인(30)을 따라 공냉식콘덴서(140)로 유입되어, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 상기 제2팽창밸브(230)로 유입되고, 상기 제2팽창밸브(230)로 유입된 냉매는 상기 제2팽창밸브(230)에 의해 팽창된 후, 상기 증발기(150)로 유입되어, 상기 증발기(150)에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 냉방이 이루어진다.The refrigerant flowing out of the water-cooled
상기 증발기(150)에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인(50)을 따라 유동하면서 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기(110)로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.The refrigerant flowing out of the
그리고 배터리의 냉각이 이루어지도록, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인(40)을 따라 분기되어 배터리칠러(160)로 유동하는데, 상기 공냉식콘덴서(140)에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인(40)에서 분기된 냉매는 상기 제9냉매순환라인(90)을 따라 상기 제4팽창밸브(250)로 유입되고, 상기 제9냉매순환라인(90)을 따라 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브(250)에 의해 팽창된 후, 상기 배터리칠러(160)에서 상기 배터리 냉각수(미도시)와의 열교환으로 상기 배터리(미도시)를 냉각하며, 상기 배터리칠러(160)에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인(50)으로 합류하여, 상기 제5냉매순환라인(50)을 따라 상기 어큐뮬레이터(170)를 통해 상기 압축기(110)로 유입되는 냉매의 순환경로를 이룬다.In order to cool the battery, the refrigerant leaked from the air-cooled
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.The present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, but these are merely illustrative, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true scope of technical protection of the present invention should be determined by the technical spirit of the attached patent claims.
10: 제1냉매순환라인
20: 제2냉매순환라인
30: 제3냉매순환라인
40: 제4냉매순환라인
50: 제5냉매순환라인
60: 제6냉매순환라인
70: 제7냉매순환라인
80: 제8냉매순환라인
90: 제9냉매순환라인
91: 제10냉매순환라인
100: 차량용 히트펌프시스템
110: 압축기
120: 실내콘덴서
130: 수냉식콘덴서
140: 공냉식콘덴서
150: 증발기
160: 배터리칠러
170: 어큐뮬레이터
210: 제1팽창밸브
220: 3웨이밸브
230: 제2팽창밸브
240: 제3팽창밸브
250: 제4팽창밸브
1000: 매니폴드모듈
1000a: 상판
1000b: 하판
2000: 냉매용 팽창밸브
2100: 바디
2101: 연통홀
2102: O링
2200: 볼밸브
2201: 유로
2202: 팽창리세스
2203: 회전조절공
2204: 격벽
2205: 부채꼴 부재
2300: 볼씰
2400: 볼캡
2500: 액츄에이터
2600: 스템
2610: 스템몸체
2611: 연결부
2612: 고정홀
2620: 연결축
2630: 고정핀
2640: 스토퍼
2700: 밸브부10: first refrigerant circulation line 20: second refrigerant circulation line
30: Third refrigerant circulation line 40: Fourth refrigerant circulation line
50: 5th refrigerant circulation line 60: 6th refrigerant circulation line
70: 7th refrigerant circulation line 80: 8th refrigerant circulation line
90: 9th refrigerant circulation line 91: 10th refrigerant circulation line
100: Vehicle heat pump system
110: Compressor 120: Indoor condenser
130: Water-cooled condenser 140: Air-cooled condenser
150: Evaporator 160: Battery chiller
170: Accumulator 210: First expansion valve
220: 3-way valve 230: second expansion valve
240: Third expansion valve 250: Fourth expansion valve
1000:
1000b: Lower plate 2000: Expansion valve for refrigerant
2100: body 2101: communication hole
2102: O-ring 2200: Ball valve
2201: Euro 2202: Expansion recess
2203: Rotation adjuster 2204: Bulkhead
2205: Sector-shaped member 2300: Ball seal
2400: Ball cap 2500: Actuator
2600: Stem 2610: Stem body
2611: Connection 2612: Fixing hole
2620: Connecting shaft 2630: Fixing pin
2640: Stopper 2700: Valve part
Claims (18)
상기 밸브부 내부에 수용된 상기 볼밸브를 회전시키는 회전력을 선택적으로 발생시키는 액츄에이터; 및
상기 밸브부와 상기 액츄에이터 사이에 구비되어, 상기 액츄에이터에서 발생한 회전력을 상기 냉매용 밸브의 볼밸브로 전달하는 스템을 포함하는 냉매용 밸브.
A valve unit that selectively rotates the ball valve provided therein at a corresponding angle to open or close the flow path or expand the refrigerant;
an actuator that selectively generates a rotational force to rotate the ball valve accommodated inside the valve unit; and
A refrigerant valve including a stem provided between the valve unit and the actuator and transmitting rotational force generated by the actuator to a ball valve of the refrigerant valve.
상기 스템은
상기 액츄에이터와 냉매용 밸브 사이에 구비되어, 상기 액츄에이터와 냉매용 밸브 사이를 기밀하는 몸체와,
상기 몸체 중 상기 액츄에이터의 회전축과 대응하는 위치상에 형성된 연결부에 구비되고, 일측단은 상기 액츄에이터의 회전축과 연결되고 타측단은 상기 냉매용 밸브의 볼밸브와 연결되는 연결축과,
상기 연결부 중 연결축 주변에 형성된 고정홀에 삽입되는 고정핀과,
상기 연결축에 형성되고, 상기 고정핀에 닿아 상기 연결축의 회전각도 범위를 단속하는 스토퍼를 포함하는 냉매용 밸브.
In claim 1,
The stem is
A body provided between the actuator and the refrigerant valve to airtightly seal the space between the actuator and the refrigerant valve;
A connection shaft provided at a connection part of the body at a position corresponding to the rotation axis of the actuator, one end of which is connected to the rotation axis of the actuator and the other end of which is connected to a ball valve of the refrigerant valve;
A fixing pin inserted into a fixing hole formed around the connection shaft of the connection part,
A refrigerant valve formed on the connecting shaft and including a stopper that contacts the fixing pin to regulate the rotation angle range of the connecting shaft.
상기 고정홀은
상기 연결부 중 연결축 주변을 따라 간격을 두고 복수 개로 형성하는 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
In claim 2,
The fixing hole is
A refrigerant valve, characterized in that a plurality of the connection parts are formed at intervals around the connection shaft.
상기 고정홀은
상기 연결부에 제1고정홀, 제2고정홀, 제3고정홀 총 3개의 고정홀을 형성하여, 상기 연결축의 회전각도 범위를 4가지 케이스로 운영되도록 한 냉매용 밸브.
In claim 2,
The fixing hole is
A refrigerant valve in which a total of three fixing holes, a first fixing hole, a second fixing hole, and a third fixing hole, are formed in the connection part so that the rotation angle range of the connection shaft can be operated in four cases.
상기 제1고정홀은 상기 연결부의 평면을 보았을 때를 기준으로 하여 9시 지점(회전각도 0°)에 형성하고,
상기 제2고정홀은 상기 제1고정홀을 기준으로 반시계방향으로 60°각도로 이격된 지점에 형성하며,
상기 제3고정홀은 상기 제2고정홀을 기준으로 반시계방향으로 30°각도로 이격된 지점에 형성하는 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
In claim 4,
The first fixing hole is formed at the 9 o'clock point (rotation angle 0°) with respect to the plane of the connection part,
The second fixing hole is formed at a point spaced apart from the first fixing hole at an angle of 60° counterclockwise,
A valve for refrigerant, characterized in that the third fixing hole is formed at a point spaced apart from the second fixing hole at an angle of 30° counterclockwise.
상기 제1고정홀에서 제3고정홀까지의 이격 각도는 90°인 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
In claim 5,
A valve for refrigerant, characterized in that the separation angle from the first fixing hole to the third fixing hole is 90°.
상기 4가지 케이스 중 제1 내지 제3케이스는 상기 고정핀을 두 개를 구비한 것이고, 제4케이스는 고정핀을 하나로 구비한 것을 특징으로 하는 냉매용 밸브.
In claim 4,
Among the four cases, the first to third cases are provided with two fixing pins, and the fourth case is provided with one fixing pin.
상기 밸브부는
전체적인 형상이 원주형으로, 외면에는 외부에서 내부로 연통하는 복수 개의 연통홀을 형성한 바디와,
상기 바디의 내부에 수용되고, 선택적으로 상기 바디의 내부에서 회전하여 냉매의 유로 변경 및 냉매를 팽창시키는 볼밸브와,
상기 볼밸브에 인접하게 구비되고, 상기 바디의 내측면과 상기 볼밸브 사이를 기밀하는 복수 개의 볼씰과,
상기 바디 중 상기 볼밸브가 출입하는 연통홀에 나사 결합되어, 상기 바디 내부에 수용된 상기 볼밸브가 외부로 이탈하지 않도록 고정하는 볼캡을 포함하는 냉매용 밸브.
In claim 2,
The valve part
The body has a cylindrical overall shape and has a plurality of communication holes on the outer surface communicating from the outside to the inside,
a ball valve accommodated inside the body and selectively rotating inside the body to change the refrigerant flow path and expand the refrigerant;
A plurality of ball seals provided adjacent to the ball valve and airtight between the inner surface of the body and the ball valve,
A refrigerant valve including a ball cap that is screwed to a communication hole through which the ball valve enters and exits the body and secures the ball valve accommodated in the body so that it does not escape to the outside.
상기 냉매순환라인 상에서 상기 압축기와 연결되어, 상기 압축기에서 토출된 냉매를 유입하여 실내로 제공되는 공기와 열교환으로 방열하여 차량의 실내로 제공되는 공기를 가열하는 실내콘덴서;
상기 냉매순환라인 상에서 상기 실내콘덴서와 연결되어, 상기 실내콘넨서에서 유출된 냉매를 유입하여 수냉으로 냉매를 냉각하는 수냉식콘덴서;
상기 냉매순환라인 상에서 상기 수냉식열교환기와 연결되어, 상기 수냉식열교환기에서 유출된 냉매를 외부공기와의 열교환으로 냉각하는 공냉식콘덴서;
상기 냉매순환라인 상에서 상기 공냉식콘덴서와 연결되어, 상기 공냉식콘덴서에서 토출된 냉매를 유입하여 실내로 제공되는 공기와 열교환으로 흡열하여 차량의 실내로 제공되는 공기를 냉각하는 증발기;
상기 냉매순환라인 중 상기 압축기의 유입단측에 구비되어, 상기 압축기로 유입되는 냉매를 기상 냉매와 액상 냉매로 분리한 후, 기상의 냉매만을 상기 압축기로 유입시키는 어큐뮬레이터;
상기 냉매순환라인 중 상기 수냉식콘덴서의 유입단 측에 구비되어, 개방, 폐쇄, 팽창 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제1팽창밸브; 및
상기 냉매순환라인 중 상기 증발기의 유입단 측에 구비되어, 폐쇄, 팽창 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제2팽창밸브를 포함하는 차량용 히트펌프시스템.
A compressor provided on a refrigerant circulation line through which a refrigerant circulates, and compressing and discharging the refrigerant flowing along the refrigerant circulation line;
an indoor condenser connected to the compressor on the refrigerant circulation line, to heat the air provided to the interior of the vehicle by introducing the refrigerant discharged from the compressor and dissipating heat through heat exchange with the air provided to the interior;
a water-cooled condenser connected to the indoor condenser on the refrigerant circulation line and introducing the refrigerant discharged from the indoor condenser to cool the refrigerant by water cooling;
an air-cooled condenser connected to the water-cooled heat exchanger on the refrigerant circulation line and cooling the refrigerant discharged from the water-cooled heat exchanger by heat exchange with external air;
An evaporator connected to the air-cooled condenser on the refrigerant circulation line, cools the air provided to the interior of the vehicle by introducing the refrigerant discharged from the air-cooled condenser and absorbing heat through heat exchange with the air provided to the interior of the vehicle;
An accumulator provided at the inlet side of the compressor in the refrigerant circulation line, separates the refrigerant flowing into the compressor into gaseous refrigerant and liquid refrigerant, and then introduces only the gaseous refrigerant into the compressor;
A first expansion valve provided at the inflow end of the water-cooled condenser in the refrigerant circulation line and controlling the flow path in one of open, closed, and expansion modes; and
A heat pump system for a vehicle including a second expansion valve provided at an inflow end of the evaporator in the refrigerant circulation line and controlling the flow path in one of a closed mode and an expansion mode.
상기 냉매순환라인은
상기 압축기와 실내콘덴서를 연결하여, 상기 압축기에서 토출된 냉매가 실내콘덴서로 유동하도록 안내하는 제1냉매순환라인과,
상기 실내콘덴서와 수냉식콘덴서를 연결하여, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매가 수냉식콘덴서로 유동하도록 안내하는 제2냉매순환라인과,
상기 수냉식콘덴서와 공냉식콘덴서를 연결하여, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매가 공냉식콘덴서로 유동하도록 안내하는 제3냉매순환라인과,
상기 공냉식콘덴서와 증발기를 연결하여, 상기 공냉식콘덴서에서 유출된 냉매가 증발기로 유동하도록 안내하는 제4냉매순환라인과,
상기 증발기와 어큐뮬레이터를 연결하여, 상기 증발기에서 유출된 냉매가 어큐뮬레이터로 유동하도록 안내하는 제5냉매순환라인과,
상기 제2냉매순환라인 중 실내콘덴서의 유출단 측에서 분기되어, 상기 제3냉매순환라인의 공냉식콘덴서 유입단 측과 연결되는 제6냉매순환라인과,
상기 제6냉매순환라인에서 분기되어, 상기 제4냉매순환라인 중 증발기의 유입단 측과 연결되는 제7냉매순화라인을 포함하는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 9,
The refrigerant circulation line is
A first refrigerant circulation line that connects the compressor and the indoor condenser and guides the refrigerant discharged from the compressor to flow to the indoor condenser;
A second refrigerant circulation line that connects the indoor condenser and the water-cooled condenser and guides the refrigerant leaked from the indoor condenser to flow to the water-cooled condenser;
A third refrigerant circulation line that connects the water-cooled condenser and the air-cooled condenser and guides the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser to flow to the air-cooled condenser;
A fourth refrigerant circulation line that connects the air-cooled condenser and the evaporator and guides the refrigerant discharged from the air-cooled condenser to flow to the evaporator,
A fifth refrigerant circulation line that connects the evaporator and the accumulator and guides the refrigerant leaked from the evaporator to flow to the accumulator,
A sixth refrigerant circulation line branched from the outlet side of the indoor condenser of the second refrigerant circulation line and connected to the inlet side of the air-cooled condenser of the third refrigerant circulation line,
A heat pump system for a vehicle including a seventh refrigerant purification line branched from the sixth refrigerant circulation line and connected to the inflow end of the evaporator of the fourth refrigerant circulation line.
상기 제6냉매순환라인 중 상기 제7냉매순화라인이 분기되는 지점에 구비되어, 선택적으로 개방 및 전환, 팽창, 폐쇄 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제3팽창밸브를 포함하는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 10,
A heat pump system for a vehicle including a third expansion valve provided at a point where the seventh refrigerant purification line of the sixth refrigerant circulation line branches, and selectively controlling the flow path in any one of open and switching, expansion, and closing modes.
상기 제4냉매순환라인 중 상기 공냉식콘덴서의 유출단 측에서 분기되면서, 상기 제5냉매순환라인 중 어큐뮬레이터의 유입단 측과 연결되는 제9냉매순환라인과;
배터리와 면접하고, 상기 제9냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매와 배터리에서 발생한 열을 서로 열교환시켜 상기 배터리를 냉각하는 배터리칠러와;
상기 제9냉매순환라인 중 배터리칠러의 유입단 측에 구비되어, 선택적으로 개방 및 전환, 팽창, 폐쇄 모드 중 어느 하나로 유로를 제어하는 제4팽창밸브를 포함하는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 11,
A ninth refrigerant circulation line branched from the outlet side of the air-cooled condenser among the fourth refrigerant circulation lines and connected to the inlet side of the accumulator among the fifth refrigerant circulation lines;
a battery chiller that interacts with the battery and cools the battery by exchanging heat between a refrigerant flowing along the ninth refrigerant circulation line and heat generated from the battery;
A heat pump system for a vehicle including a fourth expansion valve provided at the inflow end of the battery chiller in the ninth refrigerant circulation line and selectively controlling the flow path in any one of open, switching, expansion, and closing modes.
상기 제3냉매순환라인 중 제8냉매순환라인이 분기되는 분기지점에 구비되어, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매가 선택적으로 상기 제3냉매순환라인을 따라 상기 공냉식콘덴서로만 냉매가 유동하도록 하거나, 또는 상기 제8냉매순환라인으로만 냉매가 유동하도록 유로를 개폐하는 3웨이밸브를 포함하는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 12,
It is provided at a branch point where the eighth refrigerant circulation line of the third refrigerant circulation line branches, so that the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser selectively flows only to the air-cooled condenser along the third refrigerant circulation line, or A heat pump system for a vehicle including a three-way valve that opens and closes a flow path so that the refrigerant flows only into the eighth refrigerant circulation line.
상기 제9냉매순환라인 중 제4팽창밸브가 구비된 지점에서 분기되면서, 상기 제8냉매순환라인과 연결되는 제10냉매순환라인을 포함하는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 13,
A heat pump system for a vehicle including a tenth refrigerant circulation line branched from the ninth refrigerant circulation line at a point where a fourth expansion valve is provided and connected to the eighth refrigerant circulation line.
외기흡열 난방모드(PE(Power Electric)+외기흡열)에서는,
상기 제1팽창밸브 및 제3팽창밸브는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제4팽창밸브는 개방 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인에서 제8냉매순환라인으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어,
냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어지며,
상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 수냉식콘덴서와 상기 공냉식콘덴서로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서에서 PE(Power Electric)를 순환하는 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하며, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루고,
상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 상기 제6냉매순환라인으로 분기되며, 상기 제6냉매순환라인을 따라 제3팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제3팽창밸브에서 팽창된 냉매는 상기 제6냉매순환라인을 따라 상기 공냉식콘덴서로 유입되며, 상기 공냉식콘덴서에서 외기와 열교환한 후, 상기 공냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인을 따라 상기 제9냉매순환라인으로 유동하고, 상기 제9냉매순환라인을 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브의 개방으로 상기 제9냉매순환라인에서 상기 제10냉매순환라인을 따라 상기 제8냉매순환라인로 합류하여, 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하며, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 14,
In outside air heat absorption heating mode (PE (Power Electric) + outside air heat absorption),
The first expansion valve and the third expansion valve are controlled in an expansion mode, the second expansion valve is controlled in a closed mode, the fourth expansion valve is controlled in an open mode, and the first expansion valve of the third refrigerant circulation line is controlled in an open mode. The 3-way valve provided at the branch point of the 8th refrigerant circulation line controls the flow path so that the refrigerant flows from the 3rd refrigerant circulation line to the 8th refrigerant circulation line.
The refrigerant flows into the compressor, is compressed, and is then discharged, and the refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line, and heat exchanges with the supply air provided from the indoor condenser to the vehicle interior. Heated, heated supply air is provided to the vehicle interior to heat the vehicle interior.
The refrigerant flowing out of the indoor condenser is branched into the water-cooled condenser and the air-cooled condenser along the second refrigerant circulation line, and the refrigerant flowing out of the indoor condenser flows into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line. Expansion occurs, and the refrigerant expanded in the first expansion valve absorbs the temperature of the coolant circulating through the PE (Power Electric) in the water-cooled condenser, and then the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser is transferred to the 8th valve by the 3-way valve. The refrigerant flows into the fifth refrigerant circulation line along the refrigerant circulation line, and the refrigerant flowing into the fifth refrigerant circulation line forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator,
The refrigerant flowing out of the indoor condenser branches off into the sixth refrigerant circulation line along the second refrigerant circulation line, flows into the third expansion valve along the sixth refrigerant circulation line, and expands, and the third expansion occurs. The refrigerant expanded in the valve flows into the air-cooled condenser along the sixth refrigerant circulation line, and after exchanging heat with the outside air in the air-cooled condenser, the refrigerant flowing out of the air-cooled condenser flows into the ninth refrigerant circulation line along the fourth refrigerant circulation line. The refrigerant flowing in the refrigerant circulation line and the 9th refrigerant circulation line joins the 8th refrigerant circulation line along the 10th refrigerant circulation line from the 9th refrigerant circulation line by opening the fourth expansion valve. , flows into the fifth refrigerant circulation line along the eighth refrigerant circulation line, and the refrigerant flowing into the fifth refrigerant circulation line has a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator. A heat pump system for vehicles.
난방 제습모드에서는,
상기 제1팽창밸브는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브는 개방 모드로 제어되며, 상기 제4팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인에서 제8냉매순환라인으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어,
냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어지며,
상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 수냉식콘덴서와 상기 증발기로 각각 분기되는데, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지고, 상기 제1팽창밸브에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서에서 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하며, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루고,
상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 상기 제6냉매순환라인으로 분기되며, 상기 제6냉매순환라인을 따라 제3팽창밸브로 유입되어 바이패스가 이루어지고, 상기 제3팽창밸브에서 상기 제7냉매순환라인을 따라 상기 제4냉매순환라인으로 합류하여, 상기 제2팽창밸브에 의해 팽창된 후, 상기 증발기로 유입되어, 상기 증발기에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기에 포함된 수분이 제거되고, 제습된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방과 함께 제습이 이루어지며,
상기 증발기에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인을 따라 상기 어큐뮬레이터로 유입되어, 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 14,
In heating and dehumidifying mode,
The first expansion valve is controlled in an expansion mode, the second expansion valve is controlled in a closed mode, the third expansion valve is controlled in an open mode, the fourth expansion valve is controlled in a closed mode, and the fourth expansion valve is controlled in a closed mode. The 3-way valve provided at the branch point of the 8th refrigerant circulation line among the 3 refrigerant circulation lines controls the flow path so that the refrigerant flows from the 3rd refrigerant circulation line to the 8th refrigerant circulation line,
The refrigerant flows into the compressor, is compressed, and is then discharged, and the refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line, and heat exchanges with the supply air provided from the indoor condenser to the vehicle interior. Heated, heated supply air is provided to the vehicle interior to heat the vehicle interior.
The refrigerant flowing out of the indoor condenser is branched into the water-cooled condenser and the evaporator along the second refrigerant circulation line, and the refrigerant flowing out of the indoor condenser flows into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line and expands. This is accomplished, the refrigerant expanded in the first expansion valve absorbs the cooling water temperature in the water-cooled condenser, and then the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser is transferred to the fifth refrigerant along the eighth refrigerant circulation line by the three-way valve. The refrigerant flowing in the circulation line and the fifth refrigerant circulation line forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator,
The refrigerant flowing out of the indoor condenser branches off into the sixth refrigerant circulation line along the second refrigerant circulation line, flows into the third expansion valve along the sixth refrigerant circulation line, and bypasses the third expansion valve. From the expansion valve, it joins the fourth refrigerant circulation line along the seventh refrigerant circulation line, is expanded by the second expansion valve, and flows into the evaporator, thereby exchanging heat with the supply air provided from the evaporator to the vehicle interior. The moisture contained in the supplied air is removed, and the dehumidified supplied air is provided to the vehicle interior, where dehumidification is performed along with heating the vehicle interior.
The refrigerant flowing out of the evaporator flows into the accumulator along the fifth refrigerant circulation line, forming a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator.
난방모드(PE(Power Electric) only)에서는,
상기 제1팽창밸브는 팽창 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브, 제3팽창밸브, 및 제4팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되고, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인에서 제8냉매순환라인으로 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어,
냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기가 가열되고, 가열된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 난방이 이루어지고,
상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브로 유입되어 팽창이 이루어지며, 상기 제1팽창밸브에서 팽창된 냉매는 수냉식콘덴서에서 PE(Power Electric)를 순환하는 냉각수온을 흡열한 후, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제8냉매순환라인을 따라 상기 제5냉매순환라인으로 유동하고, 상기 제5냉매순환라인으로 유동한 냉매는 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루는 차량용 히트펌프시스템.
In claim 14,
In heating mode (PE (Power Electric) only),
The first expansion valve is controlled in an expansion mode, the second expansion valve, the third expansion valve, and the fourth expansion valve are controlled in a closed mode, and the branch of the eighth refrigerant circulation line among the third refrigerant circulation lines The 3-way valve provided at this point controls the flow path so that the refrigerant flows from the 3rd refrigerant circulation line to the 8th refrigerant circulation line,
The refrigerant flows into the compressor, is compressed, and is then discharged, and the refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line, and heat exchanges with the supply air provided from the indoor condenser to the vehicle interior. Heated, heated supply air is provided to the vehicle interior to heat the vehicle interior,
The refrigerant flowing out of the indoor condenser flows into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line and expands, and the refrigerant expanded in the first expansion valve is the coolant that circulates PE (Power Electric) in the water-cooled condenser. After absorbing heat, the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser flows along the 8th refrigerant circulation line to the 5th refrigerant circulation line by the 3-way valve, and the refrigerant flowing into the 5th refrigerant circulation line is the A vehicle heat pump system that forms a circulation path for refrigerant in which only gaseous refrigerant flows back into the compressor through an accumulator.
냉방 및 배터리 냉각모드에서는,
상기 제1팽창밸브는 개방 모드로 제어되며, 상기 제2팽창밸브 및 제4팽창밸브는 팽창모드로 제어되고, 상기 제3팽창밸브는 폐쇄 모드로 제어되며, 상기 제3냉매순환라인 중 상기 제8냉매순환라인의 분기지점에 구비된 3웨이밸브는 제3냉매순환라인으로만 냉매가 유동하도록 유로가 제어되어,
냉매가 상기 압축기로 유입되어 압축된 후 토출되고, 상기 압축기에서 토출된 냉매는 상기 제1냉매순환라인을 따라 실내콘덴서로 유입되어, 상기 실내콘덴서를 통과하게 되며, 상기 실내콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제2냉매순환라인을 따라 제1팽창밸브에 팽창되지 않고 그대로 유출되고, 상기 제1팽창밸브를 통과한 냉매는 수냉식콘덴서에서 방열되며, 상기 수냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 3웨이밸브에 의해 상기 제3냉매순환라인을 따라 공냉식콘덴서로 유입되어, 상기 공냉식콘덴서에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인을 따라 상기 제2팽창밸브로 유입되고, 상기 제2팽창밸브로 유입된 냉매는 상기 제2팽창밸브에 의해 팽창된 후, 상기 증발기로 유입되어, 상기 증발기에서 차량 실내로 제공되는 급기와의 열교환으로 급기를 냉각하고, 냉각된 급기는 차량 실내로 제공되어 차량 실내의 냉방이 이루어지며, 상기 증발기에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인을 따라 유동하면서 상기 어큐뮬레이터를 통해 기체상태의 냉매만 상기 압축기로 다시 유입되는 냉매의 순환경로를 이루고,
배터리의 냉각이 이루어지도록, 상기 공냉식콘덴서에서 유출된 냉매는 상기 제4냉매순환라인을 따라 분기되어 배터리칠러로 유동하는데, 상기 공냉식콘덴서에서 외기와 열교환으로 응축된 후, 상기 제4냉매순환라인에서 분기된 냉매는 상기 제9냉매순환라인을 따라 상기 제4팽창밸브로 유입되고, 상기 제9냉매순환라인을 따라 유동하는 냉매는 상기 제4팽창밸브에 의해 팽창된 후, 상기 배터리칠러에서 상기 배터리 냉각수와의 열교환으로 상기 배터리를 냉각하며, 상기 배터리칠러에서 유출된 냉매는 상기 제5냉매순환라인으로 합류하여, 상기 제5냉매순환라인을 따라 상기 어큐뮬레이터를 통해 상기 압축기로 유입되는 냉매의 순환경로를 이루는 차량용 히트펌프시스템.In claim 14,
In cooling and battery cooling mode,
The first expansion valve is controlled in an open mode, the second expansion valve and the fourth expansion valve are controlled in an expansion mode, the third expansion valve is controlled in a closed mode, and the first expansion valve of the third refrigerant circulation line is controlled in an expansion mode. The 3-way valve provided at the branch point of the 8 refrigerant circulation line controls the flow path so that the refrigerant flows only to the 3rd refrigerant circulation line.
The refrigerant flows into the compressor, is compressed, and then discharged. The refrigerant discharged from the compressor flows into the indoor condenser along the first refrigerant circulation line and passes through the indoor condenser. The refrigerant discharged from the indoor condenser is The refrigerant flows out without being expanded into the first expansion valve along the second refrigerant circulation line, the refrigerant passing through the first expansion valve dissipates heat in the water-cooled condenser, and the refrigerant flowing out of the water-cooled condenser is expanded by the three-way valve. It flows into the air-cooled condenser along the third refrigerant circulation line, is condensed by heat exchange with the outside air in the air-cooled condenser, then flows into the second expansion valve along the fourth refrigerant circulation line, and flows into the second expansion valve. The refrigerant is expanded by the second expansion valve, then flows into the evaporator, cools the supplied air through heat exchange with the supplied air supplied from the evaporator to the vehicle interior, and the cooled supplied air is provided to the vehicle interior. Cooling is achieved, and the refrigerant flowing out of the evaporator flows along the fifth refrigerant circulation line and forms a circulation path of the refrigerant in which only the gaseous refrigerant flows back into the compressor through the accumulator,
To cool the battery, the refrigerant flowing out of the air-cooled condenser branches off along the fourth refrigerant circulation line and flows to the battery chiller. After being condensed through heat exchange with the outside air in the air-cooled condenser, the refrigerant flows into the fourth refrigerant circulation line. The branched refrigerant flows into the fourth expansion valve along the ninth refrigerant circulation line, and the refrigerant flowing along the ninth refrigerant circulation line is expanded by the fourth expansion valve and then transferred to the battery in the battery chiller. The battery is cooled by heat exchange with the coolant, and the refrigerant flowing out of the battery chiller joins the fifth refrigerant circulation line, and flows into the compressor through the accumulator along the fifth refrigerant circulation line. A vehicle heat pump system that constitutes a
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