WO2024101671A1 - 차량의 열관리 시스템 - Google Patents

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WO2024101671A1
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heat exchanger
heat pump
vehicle
chiller
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PCT/KR2023/015504
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이재민
강인근
김영만
김인혁
김재균
이경철
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한온시스템 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to a thermal management system for a vehicle, and more specifically, in heat pump mode, movement of high pressure and high temperature in the refrigerant movement path from the compressor side to the chiller and from the compressor side to the heat exchanger for cooling the vehicle interior.
  • heat pump mode movement of high pressure and high temperature in the refrigerant movement path from the compressor side to the chiller and from the compressor side to the heat exchanger for cooling the vehicle interior.
  • eco-friendly vehicles examples include electric vehicles, hybrid vehicles, and fuel cell vehicles (hereinafter collectively referred to as “vehicles”).
  • These vehicles are equipped with a thermal management system that cools and heats the air conditioning area, and the thermal management system is equipped with an air conditioning device 10, as shown in FIG. 1.
  • the air conditioning device 10 is a heat pump type and includes a refrigerant circulation line 12.
  • the refrigerant circulation line 12 includes a compressor 14, a high pressure side heat exchanger 16, an outdoor heat exchanger 18, and a plurality of low pressure side heat exchangers 20 installed in parallel with each other, and the outdoor heat exchanger 16. It is provided with an expansion valve (18a) installed on the upstream side of the heat exchanger (18) and a plurality of expansion valves (22, 24) installed on the upstream side of each low-pressure side heat exchanger (20).
  • the plurality of low-pressure side heat exchangers 20 include a heat exchanger 20a for cooling the vehicle interior, which is used for cooling the interior of the vehicle, and electrical components used for cooling batteries and electrical component modules (hereinafter collectively referred to as “electrical components”). Includes a cooling chiller (20b) (hereinafter referred to as “chiller”).
  • the heat exchanger (20a) for cooling the vehicle interior is connected in series with the outdoor heat exchanger (18) by a three-way flow control valve (25) on the upstream side, and the expansion valve (18a) on the outdoor heat exchanger (18) side. ) is also connected in parallel with the outdoor heat exchanger (18) through a branch line (12a) branched from the upstream side.
  • the heat exchanger 20a for cooling the inside of the vehicle is operated from the compressor 14 through the high-pressure side heat exchanger 16 and the outdoor heat exchanger 18, and then connects to the expansion valve 22.
  • the reduced pressure and expanded refrigerant is introduced to generate cold air, and the generated cold air cools the vehicle interior.
  • the chiller (20b) is connected in series with the outdoor heat exchanger (18) by the three-way flow control valve (25) on the upstream side, and is connected to the upstream side of the expansion valve (18a) on the outdoor heat exchanger (18) side. It is also connected in parallel with the outdoor heat exchanger (18) through the line (12a).
  • this chiller (20b) introduces the decompressed and expanded refrigerant from the compressor (14) through the high-pressure side heat exchanger (16) and the outdoor heat exchanger (18) at the expansion valve (24) to produce cold air. generates and transfers the generated cold air to the coolant on the coolant circulation line (26) for cooling the electrical equipment to cool the electrical equipment.
  • the depressurized and expanded refrigerant is introduced through the expansion valve 24, and the introduced refrigerant,
  • the coolant on the coolant circulation line (26) for cooling electrical components exchanges heat with each other.
  • waste heat from electrical components absorbed into the coolant of the coolant circulation line 26 can be recovered to the refrigerant side of the branch line 12a.
  • the heat pump mode efficiency of the air conditioning device 10 is improved.
  • the outdoor heat exchanger 18 introduces the refrigerant from the compressor 14, exchanges heat with the introduced refrigerant and the surrounding air, and recovers the surrounding air heat source.
  • the heat pump mode efficiency is improved by increasing the waste heat recovery efficiency of the refrigerant returning to the compressor 14.
  • the high-temperature, high-pressure refrigerant on the compressor 14 side moves to the inlet expansion valve 22 of the interior cooling heat exchanger 20a, and then decompresses. Because it has an expanded structure, there is a disadvantage in that the movement path section of the high-pressure, high-temperature refrigerant among the refrigerant movement paths from the compressor 14 to the interior cooling heat exchanger 20a is relatively long.
  • the present invention was devised to solve the above-described conventional problems, and its purpose is to minimize the high-pressure, high-temperature movement path section of the refrigerant movement path from the compressor to the chiller in heat pump mode.
  • the goal is to provide a thermal management system for vehicles.
  • Another object of the present invention is to minimize the high-pressure, high-temperature movement path section of the refrigerant movement path from the compressor to the heat exchanger for cooling the vehicle interior during the vehicle interior dehumidification mode in the heat pump mode.
  • Another object of the present invention is that, in the heat pump mode or the vehicle interior dehumidification mode in the heat pump mode, among the refrigerant movement paths from the compressor side to the chiller and from the compressor side to the heat exchanger for interior cooling, high pressure, By configuring the high-temperature movement path section to be minimized, heat loss that occurs during the movement of refrigerant from the compressor side to the chiller and from the compressor side to the heat exchanger for interior cooling is prevented as much as possible.
  • Another object of the present invention is to improve heat pump efficiency and interior heating by configuring the structure to prevent as much as possible the heat loss that occurs during the refrigerant movement process from the compressor side to the chiller and from the compressor side to the heat exchanger for cooling the interior of the vehicle.
  • the goal is to improve performance and dehumidification performance.
  • the thermal management system for a vehicle includes a compressor, a high-pressure side heat exchanger, an outdoor heat exchanger, a chiller connected in series or parallel with the outdoor heat exchanger, and a chiller connected in series or parallel with the outdoor heat exchanger.
  • a vehicle thermal management system including a heat pump-type refrigerant circulation line having a connected heat exchanger for cooling the interior of the vehicle, in the heat pump mode, the refrigerant on the compressor side is decompressed and expanded, and then the refrigerant is pumped to the outside according to air conditioning conditions. It is characterized by including a refrigerant control unit that selectively flows the refrigerant to at least one of a heat exchanger, a chiller, and a heat exchanger for cooling the vehicle interior.
  • the outdoor heat exchanger in the heat pump mode, exchanges heat between the refrigerant in the refrigerant circulation line and the surrounding air, and recovers the surrounding air heat source as the refrigerant in the refrigerant circulation line;
  • the chiller exchanges heat with the refrigerant in the refrigerant circulation line and the coolant in the coolant circulation line for cooling electrical components, and recovers the waste heat of the electrical components absorbed in the coolant with the refrigerant in the refrigerant circulation line;
  • the heat exchanger for cooling the vehicle interior exchanges heat with the refrigerant in the refrigerant circulation line and the air inside the vehicle interior in a dehumidifying mode in the vehicle interior under heat pump mode conditions, thereby dehumidifying the interior of the vehicle;
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side, and selectively transfers the depressurized and expanded refrigerant to at least one of the outdoor heat exchanger, the chiller
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side, and then introduces all of the decompressed and expanded refrigerant into each of the outdoor heat exchanger and the chiller in parallel, It is characterized in that recovery of air heat source for refrigerant on the outdoor heat exchanger side and waste heat recovery of electrical equipment for refrigerant on the chiller side can be performed simultaneously.
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side when entering the vehicle interior dehumidification mode under the heat pump mode conditions and the maximum heating mode conditions, and then supplies the decompressed and expanded refrigerant to the outdoor heat exchanger and the chiller in series. At the same time, it is introduced into a heat exchanger for cooling the vehicle interior, so that air heat source recovery for the refrigerant from the outdoor heat exchanger side, recovery of waste heat from electrical components for the refrigerant from the chiller side, and dehumidification inside the vehicle interior by the heat exchanger for cooling the vehicle interior are performed. It is characterized by allowing it to be done simultaneously.
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side and then introduces the depressurized and expanded refrigerant only to the chiller, thereby introducing waste heat from electrical equipment to the refrigerant on the chiller side. It is characterized by allowing only recovery.
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side, and then exchanges heat with the chiller for cooling the interior of the vehicle. They are introduced in parallel to each other, so that waste heat recovery from electrical equipment for the refrigerant on the chiller side and dehumidification inside the vehicle interior by the heat exchanger for cooling the interior of the vehicle can be performed simultaneously.
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side when the coolant temperature in the coolant circulation line for cooling electrical components is lower than a preset amount, and then depressurizes the refrigerant on the compressor side.
  • the expanded refrigerant is introduced only into the outdoor heat exchanger, so that only the air heat source for the refrigerant can be recovered from the outdoor heat exchanger.
  • the refrigerant control unit depressurizes and expands the refrigerant on the compressor side when entering the dehumidifying mode in the vehicle interior under heat pump mode conditions, general heating mode conditions, and conditions below the set temperature of the coolant on the coolant circulation line side, and then depressurizes the refrigerant on the compressor side.
  • the expanded refrigerant is introduced in parallel into the outdoor heat exchanger and the vehicle interior cooling heat exchanger, so that air heat source recovery for the refrigerant from the outdoor heat exchanger and interior dehumidification by the vehicle interior cooling heat exchanger can be performed simultaneously. It is characterized by being able to exist.
  • the refrigerant control unit is installed in parallel in the common upstream refrigerant circulation line portion of the outdoor heat exchanger, the interior cooling heat exchanger, and the chiller, and is capable of depressurizing and expanding the refrigerant on the compressor side, respectively.
  • 2Expansion valve for heat pump a first three-way flow control valve that selectively flows the refrigerant decompressed and expanded in the first heat pump expansion valve to one of the outdoor heat exchanger and the chiller; a second three-way flow control valve that selectively flows the refrigerant depressurized and expanded in the second heat pump expansion valve to one of the outdoor heat exchanger and the interior cooling heat exchanger;
  • the expansion valves for the first and second heat pumps and the first and second three-way flow control valves are controlled to depressurize and expand the refrigerant on the compressor side, and to depressurize and expand the refrigerant on the compressor side. It is characterized by comprising a valve control unit that selectively flows the heat exchanger to at least one of the outdoor heat exchanger, the chiller, and the interior cooling heat exchanger according to air conditioning conditions.
  • the thermal management system for a vehicle in heat pump mode, the refrigerant on the compressor side is decompressed and expanded at the common upstream side of the outdoor heat exchanger, the chiller, and the heat exchanger for cooling the interior of the vehicle, and then is supplied to a necessary place.
  • the expansion valve for the heat pump mode can be placed as much as possible on the compressor side. It works.
  • the expansion valve for heat pump mode can be placed as close to the compressor as possible, there is an effect of minimizing the high-pressure, high-temperature refrigerant movement path section in the heat pump mode from the compressor to the chiller. there is.
  • the high-pressure, high-temperature refrigerant movement path section can be minimized among the refrigerant movement path from the compressor to the chiller, so in the heat pump mode, the refrigerant movement path section from the compressor to the chiller can be minimized. Heat loss can be prevented as much as possible, and this has the effect of improving heat pump efficiency and vehicle interior heating performance.
  • the refrigerant on the compressor side is decompressed and expanded at the common upstream side of the outdoor heat exchanger, chiller, and the vehicle interior cooling heat exchanger, and then supplied to the required place, so the vehicle under heat pump mode conditions is decompressed and expanded.
  • the expansion valve for interior dehumidification mode under heat pump mode conditions can be placed as close to the compressor as possible. There is a possible effect.
  • the expansion valve for in-vehicle dehumidification mode under heat pump mode conditions can be placed as much as possible on the compressor side, the refrigerant movement path from the compressor side to the in-vehicle cooling heat exchanger during in-vehicle dehumidification mode under heat pump mode conditions It has the effect of minimizing the refrigerant movement path section at medium, high pressure, and high temperature.
  • the high-pressure, high-temperature refrigerant movement path section from the compressor to the interior cooling heat exchanger can be minimized, so the vehicle interior under heat pump mode
  • dehumidifying mode heat loss occurring during the movement of refrigerant from the compressor to the heat exchanger for cooling the vehicle interior can be prevented as much as possible, and this has the effect of improving heat pump efficiency and interior dehumidification performance.
  • FIG. 1 is a diagram showing a thermal management system of a conventional vehicle
  • FIG. 2 is a diagram showing a thermal management system for a vehicle according to the present invention.
  • FIG. 3 is an operational diagram of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, showing an example of operation when entering the maximum heating mode under heat pump mode conditions;
  • FIG. 4 is an operational diagram of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, showing an example of operation when entering the dehumidification mode in the vehicle interior under heat pump mode conditions and maximum heating mode conditions;
  • FIG. 5 is a diagram illustrating the operation of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, showing an example of operation when entering the general heating mode under heat pump mode conditions;
  • Figure 6 is an operational diagram of the vehicle thermal management system according to the present invention, showing an example of operation when entering the vehicle interior dehumidification mode under heat pump mode conditions and general heating mode conditions;
  • Figure 7 is an operational diagram of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, showing an example of operation when entering the general heating mode under heat pump mode conditions and the coolant temperature in the coolant circulation line for cooling electrical components is lowered below a preset level. floor plan,
  • Figure 8 is an operation diagram of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, showing an example of operation when entering the dehumidification mode in the vehicle interior under heat pump mode conditions, general heating mode conditions, and conditions below the set temperature of the coolant on the coolant circulation line side.
  • Figure 9 is an operational diagram of the thermal management system of a vehicle according to the present invention, showing an example of operation in an air conditioner mode.
  • the vehicle's thermal management system is equipped with an air conditioning device (10) that cools and heats the air conditioning area.
  • the air conditioning device 10 is a heat pump type and includes a refrigerant circulation line 12.
  • the refrigerant circulation line (12) includes a compressor (14), a high-pressure side heat exchanger (16), an outdoor heat exchanger (18), and a plurality of low-pressure side heat exchangers (20) installed in parallel with each other. It is provided with a plurality of electronic variable expansion valves (22, 24) installed on the upstream side of the low-pressure side heat exchanger (20).
  • the plurality of low-pressure side heat exchangers 20 include a heat exchanger 20a for cooling the vehicle interior and a chiller 20b used for cooling electrical components.
  • the heat exchanger (20a) for cooling the vehicle interior is connected in series with the outdoor heat exchanger (18) by a three-way flow control valve (25) on the upstream side, and in some cases, the heat exchanger (20a) is connected to the upstream side of the outdoor heat exchanger (18). It is connected in parallel with the outdoor heat exchanger (18) through the side branch line (12a).
  • the chiller (20b) is connected in series with the outdoor heat exchanger (18) by a three-way flow control valve (25) on the upstream side, and in some cases, the expansion valve (18a) on the outdoor heat exchanger (18) side. It is connected in parallel with the outdoor heat exchanger (18) through the upstream branch line (12a).
  • the chiller 20b introduces the decompressed and expanded refrigerant from the compressor 14 through the high-pressure side heat exchanger 16 and the branch line 12a, and then through the expansion valve 24, The introduced refrigerant and the coolant on the side of the coolant circulation line 26 for cooling electrical components exchange heat with each other.
  • the waste heat of electrical components (hereinafter referred to as “water heat source”) absorbed in the coolant of the coolant circulation line 26 can be recovered to the refrigerant side of the branch line 12a.
  • the heat pump mode efficiency of the air conditioning device 10 can be increased.
  • the outdoor heat exchanger 18 introduces the refrigerant from the compressor 14, exchanges heat with the introduced refrigerant and the surrounding air, and recovers the surrounding air heat source.
  • the heat pump mode efficiency is improved by increasing the waste heat recovery efficiency of the refrigerant returning to the compressor 14.
  • the heat management system of the present invention depressurizes and expands the refrigerant on the compressor 14 side in heat pump mode, and then operates the outdoor heat exchanger 18 and the chiller 20b according to air conditioning conditions. ) and a refrigerant control unit 30 that selectively flows the refrigerant to at least one of the heat exchanger 20a for cooling the vehicle interior.
  • the refrigerant control unit 30 is a first heat exchanger installed in parallel in the common upstream refrigerant circulation line 12 of the outdoor heat exchanger 18, the interior cooling heat exchanger 20a, and the chiller 20b. And the expansion valves (32, 34) for the second heat pump, and the refrigerant decompressed and expanded in the expansion valves (32, 34) for the first and second heat pumps are transferred to the outdoor heat exchanger (18) and the chiller (20b). and first and second three-way flow control valves (36, 38) that selectively allow flow to at least one of the heat exchanger (20a) for cooling the vehicle interior, and controlling the valves (32, 34, 36, and 38). Includes a valve control unit (39).
  • the expansion valves 32 and 34 for the first and second heat pumps are electronic variable expansion valves, and in the refrigerant circulation line 12, the outdoor heat exchanger 18 and the vehicle interior cooling heat exchanger 20a are used. and the common upstream refrigerant circulation line 12 of the chiller 20b, for example, the refrigerant circulation line 12 between the high-pressure side heat exchanger 16 and the branch line 12a. .
  • the first heat pump expansion valve 32 is installed on the refrigerant circulation line 12 between the high pressure side heat exchanger 16 and the branch line 12a
  • the second heat pump expansion valve ( 34) is installed on the second branch line (12b) branched between the high pressure side heat exchanger (16) and the branch line (12a).
  • the expansion valves 32 and 34 for the first and second heat pumps are arranged in parallel with respect to the compressor 14 and the high-pressure side heat exchanger 16.
  • the first and second heat pump expansion valves 32 and 34 arranged in this way are used to compress the compressor 14 before being introduced into the outdoor heat exchanger 18, the chiller 20b, and the interior cooling heat exchanger 20a. Depressurizes and expands the side refrigerant.
  • the first and second three-way flow control valves (36, 38) are installed in a one-to-one correspondence on the downstream side of the first and second heat pump expansion valves (32, 34).
  • the first and second three-way flow control valves (36, 38) control the flow direction of the decompressed and expanded refrigerant on the side of the first and second heat pump expansion valves (32, 34), respectively. It flows to at least one of the outdoor heat exchanger (18), the chiller (20b), and the interior cooling heat exchanger (20a).
  • the first three-way flow control valve 36 is installed at a branch point of the branch line 12a on the downstream side of the first heat pump expansion valve 32, and is the first heat pump expansion valve 32.
  • the depressurized and expanded refrigerant at (32) is selectively flowed to either the outdoor heat exchanger (18) or the chiller (20b).
  • the second three-way flow control valve 38 is installed on the downstream side of the second heat pump expansion valve 34, and controls the refrigerant decompressed and expanded in the second heat pump expansion valve 34. It is selectively flowed to either the outdoor heat exchanger (18) or the interior cooling heat exchanger (20a).
  • the second three-way flow control valve 38 and the second heat pump expansion valve 34 have an expansion valve-integrated structure comprised of one body.
  • valve control unit 39 controls at least one of the first and second heat pump expansion valves 32 and 34 according to air conditioning conditions to depressurize the refrigerant on the compressor 14 side. , inflate.
  • At least one of the first and second heat pump expansion valves (32, 34) depressurizes and expands the refrigerant to the outside. It flows to at least one of the heat exchanger 18, the chiller 20b, and the interior cooling heat exchanger 20a.
  • valve control unit 39 when entering the maximum heating mode under heat pump mode conditions, the valve control unit 39 operates the expansion valves 32 and 34 for the first and second heat pumps. All are controlled to be ON, and the refrigerant on the compressor 14 side is depressurized and expanded in both first and second heat pump expansion valves 32 and 34.
  • the refrigerant depressurized and expanded in the first heat pump expansion valve 32 is directed to the chiller 20b and the second heat pump.
  • the refrigerant decompressed and expanded in the pump expansion valve (34) can be introduced into the outdoor heat exchanger (18).
  • the decompressed and expanded refrigerant on the upstream side of the outdoor heat exchanger 18 and the chiller 20b is parallel to the outdoor heat exchanger 18 and the chiller 20b. Each is allowed to move.
  • valve control unit 39 when entering the vehicle interior dehumidification mode under the heat pump mode conditions and the maximum heating mode conditions, the valve control unit 39 operates the expansion valves for the first and second heat pumps ( By controlling both 32 and 34 to ON, the refrigerant on the compressor 14 side is decompressed and expanded in both first and second heat pump expansion valves 32 and 34.
  • the refrigerant decompressed and expanded in the first heat pump expansion valve (32) is directed to the outdoor heat exchanger (18), 2.
  • the refrigerant depressurized and expanded in the expansion valve 34 for the heat pump can be introduced into the heat exchanger 20a for cooling the vehicle interior.
  • the refrigerant flowing toward the outdoor heat exchanger (18) can recover the surrounding air heat source, and the refrigerant flowing toward the interior cooling heat exchanger (20a) can dehumidify the interior of the vehicle.
  • the valve control unit 39 controls the three-way flow control valve 25 between the outdoor heat exchanger 18 and the chiller 20b, connecting the outdoor heat exchanger 18 and the chiller 20b in series. It is configured to do so.
  • the refrigerant flowing toward the outdoor heat exchanger (18) flows back toward the chiller (20b), thereby recovering the water heat source on the coolant circulation line (26) for cooling electrical components.
  • valve control unit 39 controls the expansion valve 32 for the first heat pump to be ON, and the first heat pump expansion valve 32 is controlled to ON.
  • the expansion valve 34 for the second heat pump is controlled to be OFF and the refrigerant on the compressor 14 side is decompressed and expanded only in the expansion valve 32 for the first heat pump.
  • first three-way flow control valve 36 is controlled to introduce the refrigerant decompressed and expanded in the first heat pump expansion valve 32 to the chiller 20b.
  • the refrigerant flowing in the chiller (20b) can recover the water heat source on the coolant circulation line (26) for cooling electrical components.
  • valve control unit 39 when entering the vehicle interior dehumidification mode under heat pump mode conditions and general heating mode conditions, the valve control unit 39 operates the expansion valves 32 and 34 for the first and second heat pumps. ) are all turned ON to depressurize and expand the refrigerant on the compressor 14 side in both the first and second heat pump expansion valves 32 and 34.
  • the refrigerant depressurized and expanded in the first heat pump expansion valve 32 is directed to the chiller 20b and the second heat pump.
  • the refrigerant decompressed and expanded in the pump expansion valve 34 can be introduced into the heat exchanger 20a for cooling the vehicle interior.
  • the refrigerant flowing toward the chiller (20b) can recover the water heat source on the coolant circulation line (26) for cooling electrical components, and the refrigerant flowing toward the heat exchanger (20a) for cooling the interior of the vehicle dehumidifies the interior of the vehicle.
  • the valve control unit 39 when entering the general heating mode under heat pump mode conditions, if the coolant temperature in the coolant circulation line 26 for cooling electrical components is lower than a preset level, the valve control unit 39 ), the expansion valve 32 for the first heat pump is controlled to be ON, and the expansion valve 34 for the second heat pump is controlled to be OFF, so that the refrigerant on the compressor 14 side is converted to the first heat. Depressurize and expand only at the pump expansion valve (32).
  • first three-way flow control valve (36) is controlled to introduce the refrigerant decompressed and expanded in the first heat pump expansion valve (32) into the outdoor heat exchanger (18).
  • the refrigerant flowing in the outdoor heat exchanger (18) can recover the surrounding air heat source.
  • valve control unit 39 Controls the expansion valves 32 and 34 for the first and second heat pumps to be ON, thereby allowing the refrigerant on the compressor 14 side to flow through the expansion valves 32 and 34 for the first and second heat pumps on both sides. ) are all decompressed and expanded.
  • the refrigerant decompressed and expanded in the first heat pump expansion valve (32) is directed to the outdoor heat exchanger (18), 2.
  • the refrigerant depressurized and expanded in the expansion valve 34 for the heat pump can be introduced into the heat exchanger 20a for cooling the vehicle interior.
  • the refrigerant flowing toward the outdoor heat exchanger (18) can recover the surrounding air heat source, and the refrigerant flowing toward the interior cooling heat exchanger (20a) can dehumidify the interior of the vehicle.
  • valve control unit 39 controls the expansion valve 32 for the first heat pump to be fully opened, and the expansion valve 34 for the second heat pump, as shown in FIG. 9. Control OFF.
  • first three-way flow control valve 36 is controlled to introduce the refrigerant that has passed through the first heat pump expansion valve 32 without decompression or expansion into the outdoor heat exchanger 18, and the outdoor heat exchanger 18
  • the three-way flow control valve 25 on the downstream side of (18)
  • the outdoor heat exchanger 18, the chiller 20b, and the interior cooling heat exchanger 20a are connected to each other.
  • the refrigerant that has passed through the outdoor heat exchanger (18) can be decompressed and expanded while passing through the expansion valve (24) on the chiller (20b) side and the expansion valve (22) on the inside cooling heat exchanger (20a) side, respectively. do.
  • the decompressed and expanded refrigerant is introduced into the chiller (20b) and the heat exchanger (20a) for cooling the vehicle interior, respectively, thereby cooling the electrical components and the interior of the vehicle.
  • the compressor 14 in the heat pump mode, is installed on the common upstream side of the outdoor heat exchanger 18, the chiller 20b, and the interior cooling heat exchanger 20a. After depressurizing and expanding the refrigerant on the side, it is delivered to where it is needed.
  • the prior art of decompressing and expanding the refrigerant using the corresponding expansion valves 18a and 24 respectively installed in the outdoor heat exchanger 18 and the chiller 20b, and Alternatively, the expansion valve for the heat pump mode can be placed as close to the compressor (14) as possible.
  • the expansion valve for the heat pump mode can be placed as much as possible on the compressor (14) side, in the heat pump mode, the high pressure and high temperature refrigerant moves in the refrigerant movement path from the compressor (14) to the chiller (20b).
  • the route section can be minimized.
  • the high-pressure, high-temperature refrigerant movement path section of the refrigerant movement path from the compressor 14 side to the chiller 20b can be minimized, so in the heat pump mode, the compressor 14 side Heat loss occurring during the refrigerant movement process from the chiller 20b can be prevented as much as possible, and through this, heat pump efficiency and vehicle interior heating performance can be improved.
  • the expansion valve for the vehicle interior dehumidification mode under heat pump mode conditions can be placed as close to the compressor (14) as possible.
  • the expansion valve for the vehicle interior dehumidification mode under heat pump mode conditions can be placed as much as possible on the compressor (14) side, heat exchange for interior cooling is performed on the compressor (14) side during the vehicle interior dehumidification mode under heat pump mode conditions.
  • the high-pressure, high-temperature refrigerant movement path section can be minimized.
  • the high-pressure, high-temperature refrigerant movement path section of the refrigerant movement path from the compressor 14 to the vehicle interior cooling heat exchanger 20a can be minimized.
  • heat loss occurring during the refrigerant movement process from the compressor (14) to the interior cooling heat exchanger (20a) can be prevented as much as possible, and through this, heat pump efficiency and It can improve the dehumidification performance inside the car.

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Abstract

본 발명은 히트펌프 모드 시에, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동 경로 중, 고압, 고온의 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있도록 구성함으로써, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있는 차량용 공조장치에 관한 것으로서, 압축기와, 고압측 열교환기와, 공냉식 실외열교환기와, 공냉식 실외열교환기와 직렬 또는 병렬로 연결되는 칠러와, 공냉식 실외열교환기와 직렬 또는 병렬로 연결되는 차실내 냉방용 열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 히트펌프 모드 시에, 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 공조 조건에 따라 상기 공냉식 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 냉매제어부를 구비한다.

Description

차량의 열관리 시스템
본 발명은 차량의 열관리 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 히트펌프 모드 시에, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동 경로 중, 고압, 고온의 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있도록 구성함으로써, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프 효율과 차실내 난방성능 및 제습성능을 향상시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템에 관한 것이다.
친환경 차량의 일례로서, 전기자동차, 하이브리드(Hybrid) 자동차, 연료전지 자동차(이하, "차량"이라 통칭함) 등이 있다.
이러한 차량은, 공조영역을 냉,난방하는 열관리 시스템을 구비하며, 상기 열관리 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 공조장치(10)를 갖추고 있다.
상기 공조장치(10)는, 히트펌프식(Heat Pump Type)으로서, 냉매순환라인(12)을 구비한다.
상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(14)와 고압측 열교환기(16)와 실외열교환기(18) 및, 서로 간에 병렬로 설치되는 복수의 저압측 열교환기(20)들과, 상기 실외열교환기(18)의 상류측에 설치되는 팽창밸브(18a)와, 각 저압측 열교환기(20)의 상류측에 설치되는 복수의 팽창밸브(22, 24)들을 구비한다.
상기 복수의 저압측 열교환기(20)들은, 차실내의 냉방에 사용되는 차실내 냉방용 열교환기(20a)와, 배터리 및 전장부품모듈(이하, "전장품"이라 통칭함) 냉방에 사용되는 전장품 냉방용 칠러(Chiller)(20b)(이하, "칠러"라 칭함)를 포함한다.
상기 차실내 냉방용 열교환기(20a)는, 상류측의 삼방향 흐름제어밸브(25)에 의해 상기 실외열교환기(18)와 직렬로 연결되고, 상기 실외열교환기(18)측 팽창밸브(18a)의 상류측에서 분지되는 분지라인(12a)을 통해 상기 실외열교환기(18)와 병렬로 연결되기도 한다.
이러한 차실내 냉방용 열교환기(20a)는, 차실내 냉방을 위한 에어컨 모드 시에, 압축기(14)로부터 고압측 열교환기(16)와 실외열교환기(18)를 거친 후, 팽창밸브(22)에서 감압,팽창된 냉매를 도입하여 냉기를 발생시키고, 발생된 냉기로 차실내를 냉방한다.
또한, 차실내의 난방을 위한 히트펌프 모드 상태에서 차실내 제습모드 시에, 압축기(14)로부터 고압측 열교환기(16)와 분지라인(12a)을 거친 후, 팽창밸브(22)에서 감압,팽창된 냉매를 도입하여 냉기를 발생시키고, 발생된 냉기와 차실내 공기를 열교환시켜 차실내를 제습한다.
상기 칠러(20b)는, 상류측의 삼방향 흐름제어밸브(25)에 의해 상기 실외열교환기(18)와 직렬로 연결되고, 상기 실외열교환기(18)측 팽창밸브(18a)의 상류측 분지라인(12a)을 통해 상기 실외열교환기(18)와 병렬로 연결되기도 한다.
이러한 칠러(20b)는, 에어컨 모드 시에, 압축기(14)로부터 고압측 열교환기(16)와 실외열교환기(18)를 거친 후, 팽창밸브(24)에서 감압,팽창된 냉매를 도입하여 냉기를 발생시키고, 발생된 냉기를 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측의 냉각수에 전달하여 전장품을 냉각시킨다.
또한, 히트펌프 모드 시에는, 압축기(14)로부터 고압측 열교환기(16)와 분지라인(12a)을 거친 후, 팽창밸브(24)에서 감압,팽창된 냉매를 도입하고, 도입된 냉매와, 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측의 냉각수를 상호 열교환시킨다.
따라서, 냉각수순환라인(26)의 냉각수에 흡수된 전장품의 폐열이, 분지라인(12a)의 냉매측으로 회수될 수 있게 한다. 이로써, 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율을 향상시킨다.
한편, 상기 실외열교환기(18)는, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측의 냉매를 도입하고, 도입된 냉매와 주변의 공기를 열교환시켜, 주변의 공기열원을 회수한다.
따라서, 상기 압축기(14)측으로 복귀하는 냉매의 폐열회수효율을 높여 히트펌프 모드 효율을 향상시킨다.
그런데, 이러한 종래의 공조장치(10)는, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측의 고온,고압 냉매가 칠러(20b)의 입구측 팽창밸브(24)까지 이동한 후, 감압,팽창되는 구조이므로, 압축기(14)측에서 칠러(20b)까지의 냉매 이동 경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간이 상대적으로 길다는 단점이 있다.
또한, 히트펌프 모드 상태에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기(14)측의 고온,고압 냉매가 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 입구측 팽창밸브(22)까지 이동한 후, 감압,팽창되는 구조이므로, 압축기(14)측에서 차실내 냉방용 열교환기(20a)까지의 냉매 이동 경로 중, 고압,고온 냉매의 이동경로 구간이 상대적으로 길다는 단점이 있다.
그리고 이러한 단점들 때문에 압축기(14)에서 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)까지의 냉매 이동과정에서 냉매의 열손실율이 매우 크다는 문제점이 있다.
이로써, 히트펌프 모드의 효율과 차실내 난방성능 및 제습성능 현저하게 저하된다는 결점이 지적되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 히트펌프 모드 시에, 압축기측에서 칠러까지의 냉매 이동경로 중, 고압, 고온의 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있는 차량의 열관리 시스템을 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 히트펌프 모드 상태에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동 경로 중, 고압, 고온의 이동경로 구간을 최소화시키는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 히트펌프 모드 또는 히트펌프 모드 상태에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동 경로 중, 고압, 고온의 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있도록 구성함으로써, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지하는데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 압축기측에서 칠러까지와, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있도록 구성함으로써, 히트펌프 효율과 차실내 난방성능 및 제습성능을 향상시키는데 있다.
이러한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템은, 압축기와, 고압측 열교환기와, 실외열교환기와, 상기 실외열교환기와 직렬 또는 병렬로 연결되는 칠러와, 상기 실외열교환기와 직렬 또는 병렬로 연결되는 차실내 냉방용 열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서, 히트펌프 모드 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 냉매제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 실외열교환기는, 히트펌프 모드 시에, 상기 냉매순환라인의 냉매와, 주변의 공기를 상호 열교환시켜, 주변의 공기열원을 상기 냉매순환라인의 냉매로 회수하고; 상기 칠러는, 히트펌프 모드 시에, 상기 냉매순환라인의 냉매와, 전장품 냉각용 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시켜, 상기 냉각수에 흡수된 상기 전장품 폐열을 상기 냉매순환라인의 냉매로 회수하며; 상기 차실내 냉방용 열교환기는, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드 시에, 상기 냉매순환라인의 냉매와, 차실내 공기를 상호 열교환시켜, 차실내를 제습하고; 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시키고, 감압,팽창된 냉매를 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시켜, 상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수와, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습 중 적어도 어느 하나가 선택될 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 조건하에서의 최대난방모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기와 칠러 각각에 병렬로 모두 도입시켜, 상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수가 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기와 칠러로 직렬로 도입시킴과 동시에, 차실내 냉방용 열교환기에 도입시켜, 상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수 및, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 칠러에만 도입시켜, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수만 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 칠러와 차실내 냉방용 열교환기에 각각 병렬로 도입시켜, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수와, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에, 상기 전장품 냉각용 냉각수순환라인의 냉각수 온도가 미리 설정된 크기 이하로 낮을 경우, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기에만 도입시켜, 상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수만 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건과 상기 냉각수순환라인측 냉각수의 설정 온도 이하 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기와 상기 차실내 냉방용 열교환기에 각각 병렬로 도입시켜, 상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 냉매제어부는, 상기 실외열교환기와 차실내 냉방용 열교환기와 칠러의 공통적인 상류측 냉매순환라인부분에 서로 병렬로 설치되어, 상기 압축기측의 냉매를 각각 감압,팽창시킬 수 있는 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브와; 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매를, 상기 실외열교환기와 칠러 중 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 제 1삼방향 흐름제어밸브와; 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매를, 상기 실외열교환기와 차실내 냉방용 열교환기 중 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 제 2삼방향 흐름제어밸브 및; 히트펌프 모드 시에, 상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브와, 상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브를 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시키고, 감압,팽창된 냉매를 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 밸브제어부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템에 의하면, 히트펌프 모드 시에, 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기의 공통적인 상류측에서 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 필요한 곳으로 제공한다.
이로써, 히트펌프 모드 시에, 상기 실외열교환기와 칠러에 각각 설치되는 해당 팽창밸브를 이용하여 냉매를 각각 감압,팽창시키는 종래기술과 달리, 히트펌프 모드를 위한 팽창밸브를 압축기측으로 최대한 배치시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트펌프 모드를 위한 팽창밸브를 압축기측으로 최대한 배치시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 시에, 압축기측에서 칠러까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트펌프 모드 시에, 압축기측에서 칠러까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 시에, 압축기측에서 칠러까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프 효율과 차실내 난방성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트펌프 모드 시에, 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기의 공통적인 상류측에서 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 필요한 곳으로 제공하는 구조이므로, 히트펌프 모드 조건하에서 차실내 제습모드 시에, 차실내 냉방용 열교환기의 입구측 팽창밸브를 이용하여 냉매를 감압,팽창시키는 종래기술과 달리, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드를 위한 팽창밸브를 압축기측으로 최대한 배치시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드를 위한 팽창밸브를 압축기측으로 최대한 배치시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 하에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기측에서 차실내 냉방용 열교환기까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프 효율과 차실내 제습성능을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량의 열관리 시스템을 나타내는 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템을 나타내는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 히트펌프 모드 조건하에서의 최대난방모드 진입 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 4는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 5는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 6은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 7은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에, 전장품 냉각용 냉각수순환라인의 냉각수 온도가 미리 설정된 크기 이하로 낮을 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 8은 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건과 냉각수순환라인측 냉각수의 설정 온도 이하 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시의 작동예를 나타내는 도면,
도 9는 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 작동도로서, 에어컨 모드 시의 작동예를 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세히 설명한다(종래와 동일한 구성요소는 동일한 부호를 사용하여 설명한다).
먼저, 본 발명에 따른 차량의 열관리 시스템의 특징부를 살펴보기에 앞서, 도 2를 참조하여 차량의 열관리 시스템에 대해 간략하게 설명한다.
차량의 열관리 시스템은, 공조영역을 냉,난방하는 공조장치(10)를 갖추고 있다. 상기 공조장치(10)는, 히트펌프식으로서, 냉매순환라인(12)을 구비한다.
상기 냉매순환라인(12)은, 압축기(14)와 고압측 열교환기(16)와 실외열교환기(18) 및, 서로 간에 병렬로 설치되는 복수의 저압측 열교환기(20)들과, 상기 각 저압측 열교환기(20)의 상류측에 설치되는 복수의 전자식 가변 팽창밸브(22, 24)들을 구비한다.
상기 복수의 저압측 열교환기(20)들은, 차실내의 냉방에 사용되는 차실내 냉방용 열교환기(20a)와, 전장품 냉방에 사용되는 칠러(20b)를 포함한다.
상기 차실내 냉방용 열교환기(20a)는, 상류측의 삼방향 흐름제어밸브(25)에 의해 상기 실외열교환기(18)와 직렬로 연결되고, 경우에 따라 상기 실외열교환기(18)의 상류측 분지라인(12a)을 통해 상기 실외열교환기(18)와 병렬로 연결된다.
상기 칠러(20b)는, 상류측의 삼방향 흐름제어밸브(25)에 의해 상기 실외열교환기(18)와 직렬로 연결되고, 경우에 따라 상기 실외열교환기(18)측 팽창밸브(18a)의 상류측 분지라인(12a)을 통해 상기 실외열교환기(18)와 병렬로 연결된다.
이러한 칠러(20b)는, 히트펌프 모드 시에는, 압축기(14)로부터 고압측 열교환기(16)와 분지라인(12a)을 거친 후, 팽창밸브(24)에서 감압,팽창된 냉매를 도입하고, 도입된 냉매와, 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측의 냉각수를 상호 열교환시킨다.
따라서, 냉각수순환라인(26)의 냉각수에 흡수된 전장품의 폐열(이하, "수열원"이라 칭함)이, 분지라인(12a)의 냉매측으로 회수될 수 있게 한다. 이로써, 공조장치(10)의 히트펌프 모드 효율이 높아질 수 있게 한다.
한편, 상기 실외열교환기(18)는, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측의 냉매를 도입하고, 도입된 냉매와 주변의 공기를 열교환시켜, 주변의 공기열원을 회수한다.
따라서, 상기 압축기(14)측으로 복귀하는 냉매의 폐열회수효율을 높여 히트펌프 모드 효율을 개선시킨다.
다음으로, 본 발명에 따른 차량 열관리 시스템의 특징부를 도 2 내지 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 본 발명의 열관리 시스템은, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a) 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 냉매제어부(30)를 포함한다.
상기 냉매제어부(30)는, 상기 실외열교환기(18)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)와 칠러(20b)의 공통적인 상류측 냉매순환라인(12)부분에 서로 병렬로 설치되는 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)와, 상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)에서 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a) 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38) 및, 상기 밸브(32, 34, 36, 38)들을 제어하는 밸브제어부(39)를 포함한다.
상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)는, 전자식 가변 팽창밸브로서, 냉매순환라인(12)부분 중, 상기 실외열교환기(18)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)와 칠러(20b)의 공통적인 상류측 냉매순환라인(12)부분, 예를 들면, 고압측 열교환기(16)와 분지라인(12a) 사이의 냉매순환라인(12)부분에 서로 병렬로 설치된다.
특히, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)는, 고압측 열교환기(16)와 분지라인(12a) 사이의 냉매순환라인(12) 상에 설치되고, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)는, 고압측 열교환기(16)와 분지라인(12a) 사이에서 분지되는 제 2의 분지라인(12b) 상에 설치된다.
이러한 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)는, 압축기(14)와 고압측 열교환기(16)에 대해 서로 병렬로 배열된다.
이렇게 배열된 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)는 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)로 도입되기 전의 상기 압축기(14)측 냉매를 감압,팽창시킨다.
상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)는, 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)의 하류측에 일대일로 대응되도록 설치된다.
이러한 상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)는, 상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)측에서 감압,팽창된 냉매의 흐름 방향을 각각 제어하여 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a) 중 적어도 어느 하나에 유동시킨다.
상기 제 1삼방향 흐름제어밸브(36)는, 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)의 하류측 중, 분지라인(12a)의 분지점부분에 설치되는 것으로, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b) 중 어느 하나에 선택적으로 유동시킨다.
그리고 상기 제 2삼방향 흐름제어밸브(38)는, 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)의 하류측에 설치되는 것으로, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)에서 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기(18)와 차실내 냉방용 열교환기(20a) 중 어느 하나에 선택적으로 유동시킨다.
상기 제 2삼방향 흐름제어밸브(38)는, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)와 하나의 몸체로 구성된 팽창밸브 일체형 구조인 것이 바람직하다.
상기 밸브제어부(39)는, 히트펌프 모드 시에, 공조 조건에 따라 상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34) 중 적어도 어느 하나를 제어하여, 압축기(14)측 냉매를 감압,팽창시킨다.
아울러, 상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)를 제어하여, 상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34) 중 적어도 어느 하나에서 감압,팽창된 냉매를 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a) 중 적어도 어느 하나에 유동시킨다.
예를 들면, 도 3에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건 하에서 최대난방모드로 진입할 시에, 상기 밸브제어부(39)는, 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)를 모두 온(ON) 제어하여, 압축기(14)측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)에서 모두 감압,팽창시킨다.
아울러, 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매는 칠러(20b)측으로, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)에서 감압,팽창된 냉매는 실외열교환기(18)측으로 각각 도입될 수 있게 한다.
따라서, 히트펌프 모드 조건 하에서 최대난방모드 진입 시에, 실외열교환기(18)와 칠러(20b)의 상류측에서 감압,팽창된 냉매가 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)에 병렬로 각각 유동할 수 있게 한다.
이로써, 상기 실외열교환기(18)측으로의 냉매 유동을 통한 공기열원 회수와, 칠러(20b)측으로의 냉매 유동을 통한 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측 수열원 회수가 동시에 이루어질 수 있게 한다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서, 차실내 제습모드로 진입할 시에, 상기 밸브제어부(39)는, 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)를 모두 온(ON) 제어하여, 압축기(14)측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)에서 모두 감압,팽창시킨다.
아울러, 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매는 실외열교환기(18)측으로, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)에서 감압,팽창된 냉매는 차실내 냉방용 열교환기(20a)측으로 각각 도입될 수 있게 한다.
따라서, 히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 상류측에서 감압,팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기(18)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)에 병렬로 각각 유동할 수 있게 한다.
이로써, 상기 실외열교환기(18)측으로 유동한 냉매가, 주변의 공기열원을 회수할 수 있게 하고, 차실내 냉방용 열교환기(20a)측으로 유동한 냉매가 차실내를 제습할 수 있게 한다.
상기 밸브제어부(39)는, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b) 사이의 삼방향 흐름제어밸브(25)를 제어하여, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)를 직렬로 연결하도록 구성된다.
따라서, 실외열교환기(18)측으로 유동한 냉매가, 다시 칠러(20b)측으로 유동하면서 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측의 수열원을 회수할 수 있게 한다.
이로써, 히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 실외열교환기(18)측에서의 공기열원 회수와, 칠러(20b)측에서의 수열원 회수가 순차적으로 이루어질 수 있게 한다.
그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드로 진입할 시에, 상기 밸브제어부(39)는, 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)는 온(ON) 제어하고, 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)는 오프(OFF) 차단 제어하여, 압축기(14)측의 냉매를 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서만 감압,팽창시킨다.
아울러, 제 1삼방향 흐름제어밸브(36)를 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매를 칠러(20b)측으로 도입시킨다.
따라서, 히트펌프 모드 조건 하에서 일반난방모드 진입 시에, 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 상류측에서 감압,팽창된 냉매가 상기 칠러(20b)에만 유동할 수 있게 한다.
이로써, 상기 칠러(20b)에 유동한 냉매가 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측 수열원을 회수할 수 있게 한다.
그리고 도 6에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 밸브제어부(39)는, 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)를 모두 온(ON) 제어하여, 압축기(14)측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)에서 모두 감압,팽창시킨다.
아울러, 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매는 칠러(20b)측으로, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)에서 감압,팽창된 냉매는 차실내 냉방용 열교환기(20a)측으로 각각 도입될 수 있게 한다.
따라서, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 상류측에서 감압,팽창된 냉매가, 상기 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)에 병렬로 각각 유동할 수 있게 한다.
이로써, 상기 칠러(20b)측으로 유동한 냉매가, 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)측 수열원을 회수할 수 있게 하고, 차실내 냉방용 열교환기(20a)측으로 유동한 냉매가 차실내를 제습할 수 있게 한다.
그리고 도 7에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드로 진입할 시에, 상기 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)의 냉각수 온도가 미리 설정된 크기 이하로 낮을 경우, 상기 밸브제어부(39)는, 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)는 온(ON) 제어하고, 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)는 오프(OFF) 제어하여, 압축기(14)측의 냉매를 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서만 감압,팽창시킨다.
아울러, 제 1삼방향 흐름제어밸브(36)를 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매를 실외열교환기(18)측으로 도입시킨다.
따라서, 히트펌프 모드 조건 하에서 일반난방모드 진입 시에, 전장품 냉각용 냉각수순환라인(26)의 냉각수 온도가 설정 크기 이하로 낮을 경우, 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 상류측에서 감압,팽창된 냉매가 상기 실외열교환기(18)에만 유동할 수 있게 한다.
이로써, 상기 실외열교환기(18)에 유동한 냉매가 주변 공기열원을 회수할 수 있게 한다.
그리고 도 8에 도시된 바와 같이, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건과 냉각수순환라인(26)측 냉각수의 설정 온도 이하 조건하에서, 차실내 제습모드로 진입할 시에, 상기 밸브제어부(39)는, 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)를 모두 온(ON) 제어하여, 압축기(14)측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브(32, 34)에서 모두 감압,팽창시킨다.
아울러, 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브(36, 38)를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)에서 감압,팽창된 냉매는 실외열교환기(18)측으로, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)에서 감압,팽창된 냉매는 차실내 냉방용 열교환기(20a)측으로 각각 도입될 수 있게 한다.
따라서, 히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건과 냉각수순환라인(26)측 냉각수의 설정 온도 이하 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 상류측에서 감압,팽창된 냉매가, 상기 실외열교환기(18)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)에 병렬로 각각 유동할 수 있게 한다.
이로써, 상기 실외열교환기(18)측으로 유동한 냉매가, 주변의 공기열원을 회수할 수 있게 하고, 차실내 냉방용 열교환기(20a)측으로 유동한 냉매가 차실내를 제습할 수 있게 한다.
한편, 상기 밸브제어부(39)는, 에어컨 모드 시에는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)는 완전히 개방 제어하고, 제 2히트펌프용 팽창밸브(34)는 오프(OFF) 제어한다.
아울러, 제 1삼방향 흐름제어밸브(36)를 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브(32)를 감압,팽창없이 통과한 냉매를 실외열교환기(18)측으로 도입시키고, 상기 실외열교환기(18)의 하류측 삼방향 흐름제어밸브(25)를 제어하여, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)를 서로 연결시킨다.
따라서, 실외열교환기(18)를 통과한 냉매가, 칠러(20b)측 팽창밸브(24)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)측 팽창밸브(22)를 각각 통과하면서 감압,팽창될 수 있게 한다.
그리고 감압,팽창된 냉매가 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)로 각각 도입되면서 전장품과 차실내를 냉방할 수 있게 한다.
이와 같은 구성을 갖는 본 발명의 열관리 시스템에 의하면, 히트펌프 모드 시에, 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 공통적인 상류측에서 압축기(14)측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 필요한 곳으로 제공한다.
따라서, 히트펌프 모드 시에, 상기 실외열교환기(18)와 칠러(20b)에 각각 설치되는 해당 팽창밸브(18a, 24)(도 1참조)를 이용하여 냉매를 각각 감압,팽창시키는 종래기술과 달리, 히트펌프 모드를 위한 팽창밸브를 압축기(14)측으로 최대한 배치시킬 수 있다.
또한, 히트펌프 모드를 위한 팽창밸브를 압축기(14)측으로 최대한 배치시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측에서 칠러(20b)까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있다.
또한, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측에서 칠러(20b)까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 시에, 압축기(14)측에서 칠러(20b)까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프 효율과 차실내 난방성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 히트펌프 모드 시에, 실외열교환기(18)와 칠러(20b)와 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 공통적인 상류측에서 압축기(14)측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 필요한 곳으로 제공하는 구조이므로, 히트펌프 모드 조건하에서 차실내 제습모드 시에, 차실내 냉방용 열교환기(20a)의 입구측 팽창밸브(24)를 이용하여 냉매를 감압,팽창시키는 종래기술과 달리, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드를 위한 팽창밸브를 압축기(14)측으로 최대한 배치시킬 수 있다.
또한, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드를 위한 팽창밸브를 압축기(14)측으로 최대한 배치시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기(14)측에서 차실내 냉방용 열교환기(20a)까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있다.
또한, 히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기(14)측에서 차실내 냉방용 열교환기(20a)까지의 냉매 이동경로 중, 고압,고온의 냉매 이동경로 구간을 최소화시킬 수 있으므로, 히트펌프 모드 하에서의 차실내 제습모드 시에, 압축기(14)측에서 차실내 냉방용 열교환기(20a)까지의 냉매 이동과정에서 발생되는 열손실을 최대한 방지할 수 있고, 이를 통해, 히트펌프 효율과 차실내 제습성능을 향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다.

Claims (16)

  1. 압축기와, 고압측 열교환기와, 실외열교환기와, 상기 실외열교환기와 직렬 또는 병렬로 연결되는 칠러와, 상기 실외열교환기와 직렬 또는 병렬로 연결되는 차실내 냉방용 열교환기를 구비하는 히트펌프식 냉매순환라인을 포함하는 차량의 열관리 시스템에 있어서,
    히트펌프 모드 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 냉매제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실외열교환기는,
    히트펌프 모드 시에, 상기 냉매순환라인의 냉매와, 주변의 공기를 상호 열교환시켜, 주변의 공기열원을 상기 냉매순환라인의 냉매로 회수하고;
    상기 칠러는,
    히트펌프 모드 시에, 상기 냉매순환라인의 냉매와, 전장품 냉각용 냉각수순환라인의 냉각수를 상호 열교환시켜, 상기 냉각수에 흡수된 상기 전장품 폐열을 상기 냉매순환라인의 냉매로 회수하며;
    상기 차실내 냉방용 열교환기는,
    히트펌프 모드 조건하에서의 차실내 제습모드 시에, 상기 냉매순환라인의 냉매와, 차실내 공기를 상호 열교환시켜, 차실내를 제습하고;
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시키고, 감압,팽창된 냉매를 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시켜,
    상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수와, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습 중 적어도 어느 하나가 선택될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 조건하에서의 최대난방모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기와 칠러 각각에 병렬로 모두 도입시켜,
    상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수가 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기와 칠러로 직렬로 도입시킴과 동시에, 차실내 냉방용 열교환기에 도입시켜,
    상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수 및, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 칠러에만 도입시켜,
    상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수만 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 칠러와 차실내 냉방용 열교환기에 각각 병렬로 도입시켜,
    상기 칠러측에서의 냉매에 대한 전장품 폐열회수와, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에, 상기 전장품 냉각용 냉각수순환라인의 냉각수 온도가 미리 설정된 크기 이하로 낮을 경우, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기에만 도입시켜,
    상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수만 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건과 상기 냉각수순환라인측 냉각수의 설정 온도 이하 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시킨 후, 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기와 상기 차실내 냉방용 열교환기에 각각 병렬로 도입시켜,
    상기 실외열교환기측에서의 냉매에 대한 공기열원 회수와, 상기 차실내 냉방용 열교환기에 의한 차실내 제습이 동시에 이루어질 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 냉매제어부는,
    상기 실외열교환기와 차실내 냉방용 열교환기와 칠러의 공통적인 상류측 냉매순환라인부분에 서로 병렬로 설치되어, 상기 압축기측의 냉매를 각각 감압,팽창시킬 수 있는 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브와;
    상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매를, 상기 실외열교환기와 칠러 중 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 제 1삼방향 흐름제어밸브와;
    상기 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매를, 상기 실외열교환기와 차실내 냉방용 열교환기 중 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 제 2삼방향 흐름제어밸브 및;
    히트펌프 모드 시에, 상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브와, 상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브를 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 감압,팽창시키고, 감압,팽창된 냉매를 공조 조건에 따라 상기 실외열교환기와 칠러와 차실내 냉방용 열교환기 중 적어도 어느 하나에 선택적으로 유동시키는 밸브제어부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    히트펌프 모드 조건하에서 최대난방모드 진입 시에,
    상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브를 모두 온(ON) 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 모두 감압,팽창시키고;
    상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 칠러측으로, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 실외열교환기측으로 각각 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    히트펌프 모드 조건과 최대난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시에,
    상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브를 모두 온(ON) 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 모두 감압,팽창시키고;
    상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브와, 상기 실외열교환기와 상기 칠러를 직렬로 연결하기 위한 삼방향 흐름제어밸브를 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 실외열교환기를 거쳐 상기 칠러측으로 도입시키고, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 차실내 냉방용 열교환기측으로 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에,
    상기 제 1히트펌프용 팽창밸브는 온(ON) 제어하고, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브는 오프(OFF) 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서만 감압,팽창시키고;
    상기 제 1삼방향 흐름제어밸브를 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매를 상기 칠러측으로 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건하에서 차실내 제습모드 진입 시에,
    상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브를 모두 온(ON) 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 모두 감압,팽창시키고,
    상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 칠러측으로 도입시키고, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 차실내 냉방용 열교환기측으로 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    히트펌프 모드 조건하에서 일반난방모드 진입 시에, 상기 전장품 냉각용 냉각수순환라인의 냉각수 온도가 미리 설정된 크기 이하로 낮을 경우,
    상기 제 1히트펌프용 팽창밸브는 온(ON) 제어하고, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브는 오프(OFF) 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서만 감압,팽창시키고,
    상기 제 1삼방향 흐름제어밸브를 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매를 상기 실외열교환기측에 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 밸브제어부는,
    히트펌프 모드 조건과 일반난방모드 조건과 상기 냉각수순환라인측 냉각수의 설정 온도 이하 조건하에서, 차실내 제습모드 진입 시에,
    상기 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브를 모두 온(ON) 제어하여, 상기 압축기측의 냉매를 양쪽의 제 1 및 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 모두 감압,팽창시키고;
    상기 제 1 및 제 2삼방향 흐름제어밸브를 각각 제어하여, 상기 제 1히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 실외열교환기측으로 도입시키고, 상기 제 2히트펌프용 팽창밸브에서 감압,팽창된 냉매는 상기 차실내 냉방용 열교환기측으로 도입시키는 것을 특징으로 하는 차량의 열관리 시스템.
  16. 제 9항에 있어서,
    상기 제 2히트펌프용 팽창밸브와 상기 제 2삼방향 흐름제어밸브는, 하나의 몸체로 구성된 일체형 구조인 것을 특징으로 차량의 열관리 시스템.
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