KR101566747B1

KR101566747B1 - 차량용 히트펌프 시스템

Info

Publication number: KR101566747B1
Application number: KR1020140044237A
Authority: KR
Inventors: 유진영; 이길우
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-04-14
Filing date: 2014-04-14
Publication date: 2015-11-13
Anticipated expiration: 2034-04-14
Also published as: CN104976814B; CN104976814A; US20150292781A1; KR20150118406A; US10254019B2

Abstract

차량용 히트펌프 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매라인을 통해 상호 연결되며, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 냉매를 응축하는 실외기와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 포함하여 구성되는 차량용 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 압축기와 상기 팽창밸브 사이에서 상기 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 내부가 구획되어 각각 별도의 유로를 형성하는 내부 열교환기; 및 상기 압축기, 상기 실외기, 및 상기 내부 열교환기와 상기 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 차량의 냉방, 난방, 및 제습 모드에 따라 냉매의 유동방향을 변경하여 상기 냉매배관을 따라 유동하는 냉매의 유동흐름을 제어하는 제1 밸브를 포함한다.

Description

차량용 히트펌프 시스템{HEAT PUMP SYSTEM FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 증발기의 기능을 함께 수행하는 하나의 내부 열교환기를 통하여 차량의 냉방, 난방, 및 제습 기능을 구현하도록 하는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 공기조화장치는 자동차의 실내를 냉난방하기 위한 에어컨 모듈을 포함한다.

이러한 에어컨모듈은 압축기의 구동에 의하여 토출되는 열교환매체가 응축기, 리시버 드라이어, 팽창밸브 및 증발기를 거쳐 다시 압축기로 순환하는 과정에서 증발기에 의한 열교환에 의하여 자동차의 실내를 냉방하거나 냉각수를 히터로 유입하여 열교환시킴으로써 실내를 난방하도록 구성된다.

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

이러한 친환경 차량 중, 전기자동차에는 일반 차량의 공기조화장치와는 달리 별도의 히터가 사용되지 않으며, 전기자동차에 적용되는 공기조화장치를 통상적으로 히트펌프 시스템이라 한다.

이러한 히트펌프 시스템은 여름철 냉방모드 시에는 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 기상냉매가 응축기를 통하여 응축된 후 리시버 드라이어 및 팽창밸브를 거쳐 증발기에서의 증발을 통하여 실내의 온도 및 습도를 낮추는 일반적인 원리와 동일하나, 겨울철 난방모드 시에는 고온, 고압의 기상냉매를 히터 매체로 이용한다는 특징을 가지고 있다.

즉, 전기자동차는 난방모드에서 고온, 고압의 기상냉매가 밸브를 통하여 실외응축기가 아닌 실내응축기로 유동하여 흡입된 외기와의 열교환이 이루어지며, 열교환된 외기가 PTC(Positive Temperature Coefficient) 히터를 통과하면서 차량의 실내로 유입됨에 따라, 차량 실내 온도를 높이게 된다.

그리고 실내응축기로 유입된 고온, 고압의 기상냉매는 흡입된 외기와의 열교환을 통하여 응축되어 다시 액냉매로 토출된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 히트펌프 시스템은 여름철의 냉방모드나 겨울철 난방모드 작동 중에 차량의 유리창에 습기를 제거하는 제습 모드를 포함해야만 하지만, 이 제습 모드의 작동을 위해서는 히트펌프 시스템에 추가로 별도의 열교환기를 구비해야만 하는 바, 구성요소가 증가되는 동시에, 배관 레이아웃이 복잡해져 전체적인 시스템 패키지 증가로 인해, 제작원가가 증가되는 문제점이 있다.

또한, 실내에 별도의 열교환기를 구비할 경우, 배관 상에 여러 개의 3 웨이 밸브를 설치해야만 하는 바, 밸브들의 빈번한 개폐작동으로 인해 소음 발생 및 내구성이 저하되며, 배관의 증가로 인해 압력 손실이 커져 차량의 전체적인 NVH 성능이 저하되는 문제점도 내포하고 있다.

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

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 증발기의 기능을 함께 수행하도록 내부가 구획된 하나의 열교환기를 적용하여 냉방, 난방, 및 제습 모드를 구현하도록 함으로써, 구성요소 간소화하여 제작원가를 절감하고, 배관 길이의 단축 및 레이아웃 간소화를 통해 압력손실을 줄여 차량의 전체적인 NVH 성능을 향상시키도록 하는 차량용 히트펌프 시스템을 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매라인을 통해 상호 연결되며, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 냉매를 응축하는 실외기와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 포함하여 구성되는 차량용 히트펌프 시스템에 있어서, 상기 압축기와 상기 팽창밸브 사이에서 상기 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 내부가 구획되어 각각 별도의 유로를 형성하는 내부 열교환기; 및 상기 압축기, 상기 실외기, 및 상기 내부 열교환기와 상기 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 차량의 냉방, 난방, 및 제습 모드에 따라 냉매의 유동방향을 변경하여 상기 냉매배관을 따라 유동하는 냉매의 유동흐름을 제어하는 제1 밸브를 포함하고, 상기 내부 열교환기는 상기 팽창밸브와 상기 냉매라인을 통해 연결되는 제1 헤더탱크; 상기 제1 밸브와 연결되는 제2 헤더탱크; 및 상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 구비되며, 내부가 길이방향으로 구비된 격벽에 의해 구획되어 제1, 제2 유로를 형성하는 열교환부를 포함하되, 상기 내부 열교환기는 차량의 냉방 모드 시, 상기 팽창밸브를 통과한 냉매가 상기 제1 헤더탱크로 유입되고, 상기 제1, 제2 유로를 통해 상기 열교환부를 통과한 상태로, 상기 제2 헤더탱크를 통해 각각 배출될 수 있다.

삭제

상기 제2 헤더탱크는 냉매의 유입 시, 상기 열교환부의 각 유로로 유입되도록 상기 격벽에 대응하는 위치에 구비되는 격막을 통해 내부가 구획될 수 있다.

상기 격벽은 상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 각각 통과하는 냉매가 상호간에 열전달 되는 것을 방지하는 재질로 이루어질 수 있다.

상기 제1 밸브는 4 웨이 밸브로 이루어질 수 있다.

상기 제1 밸브와 상기 제1 유로를 상호 연결하는 상기 냉매배관에는 제2 밸브가 더 구비될 수 있다.

상기 제2 밸브는 상기 압축기의 입구와 연결배관을 통해 상호 연결될 수 있다.

상기 제2 밸브는 차량의 난방, 냉방, 및 제습 모드에 따라 상기 제1 밸브로부터 유입되는 냉매를 상기 제1 유로로 공급하거나, 상기 제1 밸브와 상기 제1 유로로부터 유입되는 냉매를 상기 연결배관을 통해 상기 압축기로 공급하는 3 웨이 밸브로 이루어 질 수 있다.

상기 제2 밸브는 차량의 난방 모드 시, 상기 제1 유로와 연결되는 냉매배관을 폐쇄시킨 상태로, 상기 제1 밸브를 통해 유입되는 냉매를 상기 연결배관을 통해 상기 압축기로 공급할 수 있다.

상기 제2 밸브는 차량의 난방 모드 중, 제습이 요구될 경우, 상기 실외기로부터 배출되어 상기 제1 밸브를 통해 유입된 냉매가 상기 제1 유로로 유입되도록 상기 제1 유로와 연결되는 냉매배관을 개방할 수 있다.

상기 열교환부는 차량의 난방 모드 시, 상기 압축기를 통과하면서 압축된 고온 고압의 냉매를 상기 제2 유로로 통과시킬 수 있다.

삭제

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에 의하면, 내부가 구획된 하나의 열교환기에서 증발기의 기능을 함께 수행하도록 하여 냉방, 난방, 및 재습 모드를 구현함으로써, 종래에 비해 구성요소를 간소화하는 동시에, 배관에 장착되는 밸브의 개수를 최소화하여 제작원가를 절감하고, 패키지를 단순화시키는 효과가 있다.

또한, 배관 길이의 단축 및 레이아웃 간소화를 통해 압력손실을 줄여 차량의 전체적인 NVH 성능을 향상시켜 차량의 전체적인 상품성과, 히트펌프 시스템의 전체적인 효율을 향상시키는 효과도 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 블록 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 실내 냉방, 난방, 제습모드에 따른 작동표이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 냉방, 난방, 제습모드에 따른 작동 상태도이다.

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

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

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

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

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

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

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

도면을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 증발기의 기능을 함께 수행하도록 내부가 구획된 하나의 열교환기를 적용하여 냉방, 난방, 및 제습 모드를 구현하도록 함으로써, 구성요소 간소화하여 제작원가를 절감하고, 배관 길이의 단축 및 레이아웃 간소화를 통해 압력손실을 줄여 차량의 전체적인 NVH 성능을 향상시키도록 한다.

이를 위해, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은, 도 1에서 도시한 바와 같이, 차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매가 유동되는 냉매라인(3)을 통해 상호 연결되며, 냉매를 압축하는 압축기(10)와, 상기 압축기(10)로부터 압축된 고온, 고압의 냉매를 응축하는 실외기(20)와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브(30)를 포함하여 구성된다.

여기서, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 내부 열교환기(40)와 제1 밸브(50)를 더 포함한다.

먼저, 상기 내부 열교환기(40)는 상기 압축기(10)와 상기 팽창밸브(30) 사이에 배치되어 상기 냉매배관(3)을 통해 상호 연결되며, 내부가 구획되어 각각 별도의 유로(45, 47)를 형성하게 된다.

이러한 내부 열교환기(40)는 제1, 제2 헤더탱크(41, 43)와 열교환부(45)를 포함하여 구성된다.

상기 제1 헤더탱크(41)는 상기 팽창밸브(30)와 상기 냉매라인(3)을 통해 연결되고, 상기 제2 헤더탱크(43)는 제1 밸브를 통하여 상기 압축기(10) 또는 상기 실외기(20)와 선택적으로 연결된다.

그리고 상기 열교환부(45)는 상기 제1 헤더탱크(41)와 상기 제2 헤더탱크(43) 사이에 구비되어 제1 헤더탱크(41)와 제2 헤더탱크(43)를 상호 연결하며, 내부가 길이방향으로 구비된 격벽(49)에 의해 구획되어 제1, 제2 유로(46, 47)를 형성하게 된다.

여기서, 상기 격벽(49)은 제1 밸브(50)의 작동에 의해 냉매가 상기 제1 유로(46)와 상기 제2 유로(47)에 각각 선택적으로 유입되어 통과할 경우, 각 유로(46, 47)를 통과하는 냉매가 상호간에 열전달 되는 것이 방지되도록 열교환을 방지하는 재질로 이루어질 수 있다.

이러한 격벽(49)은 열전달을 방지하는 차열판으로 형성될 수 있으며, 이에 따라, 상기 내부 열교환기(40)는 차량의 냉방 모드에서 제1, 제2 유로(46, 47)가 모두 증발기의 기능을 수행하게 된다.

반면에, 난방 모드에서 상기 내부 열교환기(40)는 제2 유로(47)에 고온 고압의 냉매를 유입시켜 외기와의 열교환을 통해 차량의 실내로 고온의 외기를 유입시켜 히터의 기능을 하게 된다.

이러한 상태에서 실내 제습이 요구될 경우, 상기 내부 열교환기(40)는 상기 제1 유로(46)로 실외기(20)를 통과한 저온 저압의 냉매를 유입시켜 외기와 열교환을 통해 차량의 실내 유리창으로 저온의 외기를 유입시켜 유리창에 생성된 습기를 제거하게 된다.

즉, 상기와 같은 기능을 하는 상기 내부 열교환기(40)는 제1, 제2 유로(46, 47)를 통하여 두 개의 열교환기 기능을 수행하게 된다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제2 헤더탱크(43)는 상기 압축기(10)와 실외기(20)로부터 각각 냉매의 유입 시, 상기 열교환부(45)의 각 유로(46, 47)로 유입되도록 상기 격벽(49)에 대응하는 위치에 구비되는 격막(44)을 통해 내부가 구획될 수 있다.

그리고 상기 제1 밸브(50)는 상기 압축기(10), 상기 실외기(20), 및 상기 내부 열교환기(40)와 상기 냉매배관(3)을 통해 상호 연결되며, 차량의 냉방, 난방, 및 제습 모드에 따라 냉매의 유동방향을 변경하여 상기 냉매배관(3)을 따라 유동하는 냉매의 유동흐름을 제어하게 된다.

이러한 제1 밸브(50)는 4 웨이 밸브로 구성되며, 이에 따라, 상기 압축기(10)와, 상기 실외기(20)와, 상기 내부 열교환기(40)의 제1, 제2 유로(46, 47)로부터 냉매배관()을 통해 연결된 상태에서 차량의 실내 냉난방 모드 선택에 따라, 내부 유로의 제어를 통해 각 냉매배관의 연결 방향을 변경하게 된다.

한편, 본 실시예에서, 상기 제1 밸브(50)와 상기 제1 유로(46)를 상호 연결하는 상기 냉매배관(3)에는 제2 밸브(60)가 더 구비될 수 있다.

이러한 제2 밸브(60)는 상기 압축기(10)의 입구와 연결배관(61)을 통해 상호 연결된다.

여기서, 상기 제2 밸브(60)는 차량의 난방, 냉방, 및 제습 모드에 따라 상기 제1 밸브(50)로부터 유입되는 냉매를 상기 제1 유로(46)로 공급하거나, 상기 제1 밸브(50)와 상기 제1 유로(46)로부터 유입되는 냉매를 상기 연결배관(61)을 통해 상기 압축기(10)로 공급하는 3 웨이 밸브로 이루어질 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 작동 및 작용을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 실내 냉방, 난방, 제습모드에 따른 작동표이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템에서 차량의 냉방, 난방, 제습모드에 따른 작동 상태도이다.

먼저, 운전자가 차량 실내를 냉방 모드로 작동시킬 경우, 도 2와 도 3에서 도시한 바와 같이, 냉매는 상기 압축기(10)로부터 고온 고압의 상태로 배출되어 상기 제1 밸브(50)로 유입된다.

이 때, 상기 제1 밸브(50)는 내부에서 상기 압축기(10)와 실외기(20) 사이의 냉매배관(3)이 상호 연결되도록 하여 상기 압축기(10)로부터 유입된 냉매를 상기 실외기(20)로 유입시키게 된다.

그러면, 압축기(10)로부터 배출된 고온 고압의 냉매는 실외기(20)를 통과하면서 응축된 상태로, 상기 팽창밸브(30)를 통과하면서 팽창되어 상기 내부 열교환기(40)의 제1 헤더탱크(41)로 유입된다.

제1 헤더탱크(41)로 유입된 냉매는 제1, 제2 유로(46, 47)를 통과하면서 저온저압 상태로 증발되고, 차량의 외부에서 유입되는 외기는 상기 내부 열교환기(40)를 통과하면서 저온 저압의 냉매와 열교환을 통해 냉각된 상태로 차량의 실내로 유입되어 차량 실내를 냉방하게 된다.

즉, 상기 내부 열교환기(40)는 차량의 냉방 모드 시, 증발기의 기능을 수행하게 되며, 상기 팽창밸브(30)를 통과한 냉매가 상기 제1 헤더탱크(41)로 유입되고, 상기 제1, 제2 유로(46, 47)를 통해 상기 열교환부(45)를 통과한 상태로, 상기 제2 헤더탱크(43)를 통해 각각 제1 밸브(50)와 제2 밸브(60)로 배출된다.

여기서, 상기 제2 밸브(60)는 연결유로(61)를 개방시킨 상태를 유지하고, 상기 제1 유로(46)로부터 배출되는 냉매와, 상기 제2 유로(47)를 통해 배출되어 제1 밸브(50)를 통과한 냉매를 상기 압축기(10)로 유입시키게 된다.

반면, 운전자가 차량 실내를 난방 모드로 작동시킬 경우, 도 2와 도 4에서 도시한 바와 같이, 압축기(10)로부터 배출되는 고온 고압의 냉매는 상기 제1 밸브(50)로 유입된다.

여기서, 상기 제1 밸브(50)는 내부에서 상기 압축기(10)와 상기 내부 열교환기(40)의 제2 유로(47) 사이의 냉매배관(3)이 상호 연결되도록 하여 상기 압축기(10)로부터 유입된 냉매를 상기 내부 열교환기(40)의 제2 유로(47)로 유입시키게 된다.

그러면, 압축기(10)로부터 배출된 고온 고압의 냉매는 상기 내부 열교환기(40)의 제2 헤더탱크(43)를 통해 제2 유로(47)를 통과하면서 차량의 외부에서 유입되는 외기와 열교환되고, 외기는 고온 고압의 냉매와 열교환을 통해 온도가 상승된 상태로 차량의 실내로 유입되어 차량 실내를 난방하게 된다.

여기서, 상기 제2 밸브(60)는 차량의 난방 모드 시, 상기 제1 유로(46)와 연결되는 냉매배관(3)을 폐쇄시킨 상태로, 상기 제1 밸브(50)를 통해 유입되는 냉매를 상기 연결배관(61)을 통해 상기 압축기(10)로 공급하게 된다.

이에 따라, 냉매는 차량의 난방 모드 시, 상기 내부 열교환기(40)의 제2 유로(47)를 통과한 후, 팽창밸브(30)를 거쳐 실외기(20)로 유입되며, 실외기(20)를 통과하면서 응축된 상태로, 상기 제1 밸브(50)의 작동을 통해 제2 밸브(60)로 유입된 후, 연결유로(61)를 통해 다시 압축기(10)로 유입되면서 순환된다.

한편, 본 실시예에서, 차량의 난방 모드 작동 중, 실내 제습이 요구될 경우, 상기 제2 밸브(60)는, 도 2와 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 실외기(20)로부터 배출되어 상기 제1 밸브(50)를 통해 유입된 냉매가 상기 제1 유로(46)로 유입되도록 상기 제1 유로(46)와 연결되는 냉매배관(3)을 개방하게 된다.

즉, 차량의 난방 모드와 함께 제습 모드를 작동시키면, 상기 실외기(20)를 통과한 저온 저압의 냉매 중 일부가 상기 제2 밸브(60)의 작동을 통해 상기 제1 유로(46)로 유입 및 통과하게 된다.

그러면, 외기는 제1 유로(46)로 유입되는 저온 저압의 냉매와 열교환을 통해 냉각되어 저온 상태로 차량의 실내 유리창으로 유입되어 유리창에 생성된 습기를 제거하게 된다.

즉, 본 실시예에 따른 히트펌프 시스템은 난방 모드 작동 중, 제습 모드가 작동될 경우, 상기 내부 열교환기(40)의 제1 유로(46)가 외부에서 유입되는 외기를 냉각하는 별도의 열교환기 기능을 수행하도록 제2 밸브(60)를 작동시키게 된다.

이에 따라, 본 발명의 실시에에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 전술한 바와 같은 작동을 통하여 냉방 모드에서는 증발기의 기능을 수행하고, 난방 모드에서는 히터의 기능을 수행하는 하나의 내부 열교환기(40)를 두 개의 제1, 제2 밸브(50, 60)의 작동을 통해 차량 실내의 냉난방 모드와, 난방 모드 작동과 함께, 제습 모드를 동시에 수행할 수 있다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 적용하면, 내부가 구획된 하나의 열교환기에서 증발기의 기능을 함께 수행하도록 하여 냉방, 난방, 및 재습 모드를 구현함으로써, 종래에 비해 구성요소를 간소화하는 동시에, 배관에 장착되는 밸브의 개수를 최소화하여 제작원가를 절감하고, 패키지를 단순화시킬 수 있다.

또한, 배관 길이의 단축 및 레이아웃 간소화를 통해 압력손실을 줄여 차량의 전체적인 NVH 성능을 향상시켜 차량의 전체적인 상품성과, 히트펌프 시스템의 전체적인 효율을 향상시킬 수 있다.

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

3 : 냉매배관
10 : 압축기
20 : 실외기
30 : 팽창밸브
40 : 내부 열교환기
41 : 제1 헤더탱크
43 : 제2 헤더탱크
44 : 격막
45 : 열교환부
46 : 제1 유로
47 : 제2 유로
49 : 격벽
50 : 제1 밸브
60 : 제2 밸브
61 : 연결배관

Claims

차량 실내의 냉난방을 조절하도록 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 냉매를 압축하는 압축기와, 상기 압축기로부터 압축된 고온, 고압의 냉매를 응축하는 실외기와, 응축된 냉매를 팽창시키는 팽창밸브를 포함하여 구성되는 차량용 히트펌프 시스템에 있어서,
상기 압축기와 상기 팽창밸브 사이에서 상기 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 내부가 구획되어 각각 별도의 유로를 형성하는 내부 열교환기; 및
상기 압축기, 상기 실외기, 및 상기 내부 열교환기와 상기 냉매배관을 통해 상호 연결되며, 차량의 냉방, 난방, 및 제습 모드에 따라 냉매의 유동방향을 변경하여 상기 냉매배관을 따라 유동하는 냉매의 유동흐름을 제어하는 제1 밸브;포함하고,
상기 내부 열교환기는
상기 팽창밸브와 상기 냉매라인을 통해 연결되는 제1 헤더탱크;
상기 제1 밸브와 연결되는 제2 헤더탱크; 및
상기 제1 헤더탱크와 상기 제2 헤더탱크 사이에 구비되며, 내부가 길이방향으로 구비된 격벽에 의해 구획되어 제1, 제2 유로를 형성하는 열교환부;를 포함하되,
상기 내부 열교환기는 차량의 냉방 모드 시, 상기 팽창밸브를 통과한 냉매가 상기 제1 헤더탱크로 유입되고, 상기 제1, 제2 유로를 통해 상기 열교환부를 통과한 상태로, 상기 제2 헤더탱크를 통해 각각 배출되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
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제1항에 있어서,
상기 제2 헤더탱크는
냉매의 유입 시, 상기 열교환부의 각 유로로 유입되도록 상기 격벽에 대응하는 위치에 구비되는 격막을 통해 내부가 구획되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 격벽은
상기 제1 유로와 상기 제2 유로를 각각 통과하는 냉매가 상호간에 열전달 되는 것을 방지하는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밸브는
4 웨이 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제1 밸브와 상기 제1 유로를 상호 연결하는 상기 냉매배관에는
제2 밸브가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제2 밸브는
상기 압축기의 입구와 연결배관을 통해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제2 밸브는
차량의 난방, 냉방, 및 제습 모드에 따라 상기 제1 밸브로부터 유입되는 냉매를 상기 제1 유로로 공급하거나, 상기 제1 밸브와 상기 제1 유로로부터 유입되는 냉매를 상기 연결배관을 통해 상기 압축기로 공급하는 3 웨이 밸브로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제7항에 있어서,
상기 제2 밸브는
차량의 난방 모드 시, 상기 제1 유로와 연결되는 냉매배관을 폐쇄시킨 상태로, 상기 제1 밸브를 통해 유입되는 냉매를 상기 연결배관을 통해 상기 압축기로 공급하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제6항에 있어서,
상기 제2 밸브는
차량의 난방 모드 중, 제습이 요구될 경우, 상기 실외기로부터 배출되어 상기 제1 밸브를 통해 유입된 냉매가 상기 제1 유로로 유입되도록 상기 제1 유로와 연결되는 냉매배관을 개방하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
제1항에 있어서,
상기 열교환부는
차량의 난방 모드 시, 상기 압축기를 통과하면서 압축된 고온 고압의 냉매를 상기 제2 유로로 통과시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
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