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WO2018155886A1 - 차량용 히트펌프 시스템 - Google Patents

차량용 히트펌프 시스템 Download PDF

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WO2018155886A1
WO2018155886A1 PCT/KR2018/002089 KR2018002089W WO2018155886A1 WO 2018155886 A1 WO2018155886 A1 WO 2018155886A1 KR 2018002089 W KR2018002089 W KR 2018002089W WO 2018155886 A1 WO2018155886 A1 WO 2018155886A1
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WO
WIPO (PCT)
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refrigerant
line
cooling water
air
coolant
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/KR2018/002089
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English (en)
French (fr)
Inventor
김성훈
이해준
이성제
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hanon Systems Corp
Original Assignee
Hanon Systems Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Hanon Systems Corp filed Critical Hanon Systems Corp
Priority to US16/478,952 priority Critical patent/US11117444B2/en
Publication of WO2018155886A1 publication Critical patent/WO2018155886A1/ko
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    • F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B30/00—Heat pumps
    • F25B30/02—Heat pumps of the compression type

Definitions

  • the present invention relates to a vehicle heat pump system, and more particularly, to a vehicle heat pump system capable of selectively performing cooling and heating by changing the flow direction of the refrigerant using one refrigerant cycle.
  • a vehicle air conditioner in general, includes a cooling system for cooling the interior of a vehicle, and a heating system for heating the interior of the vehicle.
  • the cooling system heats the air passing through the outside of the evaporator on the evaporator side of the refrigerant cycle with the refrigerant flowing inside the evaporator to cool the vehicle to cool the interior of the vehicle.
  • the heating system is configured to heat the vehicle interior by converting the air passing through the outside of the heater core from the heater core side of the cooling water cycle with the coolant flowing inside the heater core to warmth.
  • the heat pump system includes an indoor heat exchanger installed inside the air conditioning case for heat exchange with air blown into the vehicle interior, an outdoor heat exchanger for exchanging heat outside the air conditioning case, and a direction control valve for changing the flow direction of the refrigerant. Equipped. Therefore, when the cooling mode is operated according to the flow direction of the refrigerant by the direction control valve, the indoor heat exchanger performs the function of the cooling heat exchanger, and when the heating mode is activated, the indoor heat exchanger performs the function of the heating heat exchanger. Done.
  • engine waste heat cooling water
  • the air conditioner can be used in the same manner as the existing vehicle when heated.
  • the electric motor driven condition in the low ambient temperature condition (about 0 °C or less), the remaining heat of the engine coolant is insufficient, so that the engine can be driven by the electric motor when the engine coolant reaches a certain temperature. The engine is forced to operate to reduce the fuel economy of the hybrid vehicle.
  • the coolant flowing through the coolant line 2 is heated as it passes through the engine 1, and is used as a heating heat source by exchanging heat with air discharged to the heater core 3 and discharged into a vehicle interior.
  • the water pump 5 circulates the cooling water.
  • the valve 7 is opened to radiate heat by flowing the cooled cooling water past the engine 1 to the radiator 6 and exchanging heat with the outside air.
  • the vehicle In the case of the plug-in hybrid vehicle (PHEV), the vehicle is normally driven in the electric driving mode. However, when the vehicle needs to be heated, the engine must be driven unnecessarily to increase the cooling water temperature required for heating. In this case, since the heat generation from the engine is not great even if the engine is driven, the heating performance is insufficient as compared with the internal combustion engine vehicle, and an auxiliary heating device such as the PTC heater 4 is required.
  • the present invention provides a vehicle heat pump system that can improve the heating performance of the plug-in hybrid vehicle by heating the engine coolant required for heating using a refrigerant cycle.
  • the vehicle heat pump system includes an evaporator provided inside the air conditioning case for exchanging air and refrigerant, a heater core provided inside the air conditioning case for exchanging air and cooling water, and connecting the heater core and the engine to coolant.
  • a first cooling water line is circulated, and in the cooling mode, a compressor for compressing and discharging the refrigerant, an air-cooled condenser for heat exchange between the refrigerant and air, a first expansion means for expanding the refrigerant and the first refrigerant circulation circulating the evaporator Loops;
  • a second refrigerant circulation loop configured to circulate the compressor, a water-cooled heat exchanger for exchanging refrigerant with coolant, a second expansion means for expanding the refrigerant, and an air-cooled condenser in the heating mode, wherein the water-cooled heat exchanger includes an engine and a heater core. It is provided in the first cooling water line between the high temperature and high pressure refrigerant passing through the compressor to heat exchange
  • the second cooling water line circulating the vehicle electrical equipment; And a low temperature radiator provided in the second cooling water line to exchange heat between the cooling water and the air, wherein the refrigerant is exchanged with the cooling water of the second cooling water line in the refrigerant line between the compressor and the air-cooled condenser of the first refrigerant circulation loop.
  • a water-cooled capacitor is provided.
  • the water-cooled condenser is disposed between the low-temperature radiator and the electrical equipment.
  • a first refrigerant branch line branched from a refrigerant line of the refrigerant discharged from the compressor and passing through the water-cooled capacitor; And a first valve for selectively flowing the refrigerant discharged from the compressor to the water-cooled heat exchanger and the water-cooled capacitor.
  • the first refrigerant branch line is connected between the second expansion means and the air-cooled capacitor.
  • a second refrigerant branch line branched from a downstream refrigerant line of the air-cooled capacitor to bypass the evaporator and join the compressor;
  • a chiller provided in the second refrigerant branch line and disposed between the electrical equipment and a low temperature radiator to heat exchange the refrigerant of the second refrigerant branch line and the cooling water of the second cooling water line;
  • a second valve for selectively flowing the refrigerant passing through the air-cooled condenser to the evaporator and the chiller.
  • the second refrigerant circulation loop is configured to circulate the compressor past the water-cooled capacitor through the inlet of the air-cooled capacitor of the first refrigerant circulation loop through the refrigerant flowing in the order of the compressor, the water-cooled heat exchanger, the second expansion means, and the air-cooled capacitor. It is composed.
  • the air-cooled condenser is connected to the refrigerant line, the first connection portion which is the inlet of the refrigerant in the cooling mode and the outlet of the refrigerant in the heating mode, the second connection portion which is the outlet of the refrigerant in the cooling mode, and in the heating mode And a third connecting portion which is an inlet of the refrigerant.
  • a second valve is provided in the refrigerant line between the air-cooled capacitor and the first expansion means to open the refrigerant line flow path in the cooling mode and close the flow path in the heating mode.
  • a first refrigerant branch line branched from a refrigerant line of the refrigerant discharged from the compressor and passing through the water-cooled capacitor;
  • a first valve for selectively flowing the refrigerant discharged from the compressor to the water-cooled heat exchanger and the water-cooled capacitor;
  • a third refrigerant branch line branched from the first refrigerant branch line between the first valve and the water-cooled capacitor and connected to an upstream side of the compressor;
  • a third valve provided in the third refrigerant branch line to close the flow path in the cooling mode and open the flow path in the heating mode.
  • Vehicle heat pump system comprises a compressor for compressing and discharging the refrigerant; An evaporator provided inside the air conditioning case to exchange heat between the air and the refrigerant; A heater core provided inside the air conditioning case to exchange heat between the air and the cooling water; A first cooling water line through which the cooling water is circulated by connecting the heater core and the engine; A second cooling water line circulating the vehicle electronics; A low temperature radiator provided in the second cooling water line to exchange heat with the cooling water; A water cooling condenser provided in a second cooling water line between the low temperature radiator and the electric equipment; And a water-cooled heat exchanger provided in a first cooling water line between the heater core and the engine, wherein the water-cooled heat exchanger and the water-cooled capacitor are integrally formed to form a module unit, and the refrigerant discharged from the compressor is the water-cooled heat exchanger and the water-cooled capacitor.
  • the first expansion means provided on the upstream side of the evaporator to expand the refrigerant; And a second expansion means provided between the water-cooled capacitor and the air-cooled capacitor to operate as a two-way valve in the cooling mode and to operate as an orifice in the heating mode.
  • a second refrigerant branch line branched from a downstream refrigerant line of the air-cooled capacitor to bypass the evaporator and join the compressor;
  • a chiller provided in the second refrigerant branch line and disposed between the electrical equipment and a low temperature radiator to heat exchange the refrigerant of the second refrigerant branch line and the cooling water of the second cooling water line;
  • a second valve for selectively flowing the refrigerant passing through the air-cooled condenser to the evaporator and the chiller.
  • the vehicle heat pump system according to the present invention is capable of heating without driving the engine by using a cooling heat pump system, by integrating the water-cooled heat exchanger and the water-cooled condenser and simplifying valves and circuits to reduce costs and reduce volume, Efficient waste heat recovery is possible even if the chiller is deleted.
  • Figure 1 shows a heating circuit of a conventional vehicle heat pump system
  • Figure 2 shows a vehicle heat pump system according to a first embodiment of the present invention
  • FIG 3 illustrates a cooling mode of a vehicle heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 illustrates a heating mode of a vehicle heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 illustrates a vehicle heat pump system according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 illustrates a cooling mode of a vehicle heat pump system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 illustrates a heating mode of a vehicle heat pump system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 illustrates a vehicle heat pump system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG 9 illustrates an air-cooled capacitor of a vehicle heat pump system according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 illustrates a cooling mode of a vehicle heat pump system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 illustrates a heating mode of a vehicle heat pump system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 shows a vehicle heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • the vehicle heat pump system includes a refrigerant circulation loop including an evaporator 108 provided inside the air conditioning case 180 and exchanging air and refrigerant, and a heater provided inside the air conditioning case 180 to heat exchange air and cooling water.
  • a first refrigerant coolant heat exchanger and a second refrigerant coolant heat exchanger are configured to exchange heat between the refrigerant and the cooling water of the second cooling water line 171.
  • the first refrigerant cooling water heat exchanger is composed of a water cooling heat exchanger (103)
  • the second refrigerant cooling water heat exchanger is composed of a water cooling condenser (110).
  • the vehicle heat pump system according to the first embodiment of the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle or another embodiment of an electric vehicle, and includes an evaporator 108, a heater core 116, and a first It comprises a cooling water line 172, a compressor 101, an air-cooled condenser 105, a first expansion means 107, a water-cooled heat exchanger 103, and a second expansion means (104).
  • the evaporator 108 is provided inside the air conditioning case 180 to heat exchange the air and the refrigerant flowing in the air conditioning case 180.
  • the heater core 116 is provided inside the air conditioning case 180 to heat exchange air and cooling water flowing in the air conditioning case 180.
  • the first coolant line 172 is a passage through which the coolant is circulated by connecting the heater core 116 and the engine 115.
  • the coolant flowing through the first coolant line 172 is recovered by heating the engine waste heat while passing through the engine 115, and used as a heating heat source by exchanging heat with the air flowing into the heater core 116 and discharged into the vehicle interior.
  • the first cooling water line 172 is provided with a water pump 117 for circulating the cooling water.
  • the valve 119 is opened to radiate heat by flowing the cooled coolant past the engine 115 to the engine radiator 118 and exchanging heat with the outside air.
  • the compressor 101 sucks the refrigerant, compresses the refrigerant, and discharges the gas in a high temperature and high pressure gas state.
  • a temperature control door 181 is provided between the evaporator 108 and the heater core 116 to adjust the amount of air bypassing the heater core 116 and the amount of air passing therethrough. do.
  • An accumulator 109 is provided at the inlet side of the compressor 101 to separate the liquid refrigerant and the gaseous refrigerant from the refrigerant flowing into the compressor 101 and to supply only the gaseous refrigerant.
  • the air-cooled condenser 105 may exchange heat between the refrigerant and the air, and may be provided in parallel with the engine radiator 118 in front of the vehicle.
  • a separate blower may be provided at the front or the rear of the air-cooled capacitor.
  • the first expansion means 107 expands the refrigerant passing through the air-cooled capacitor 105 in a state of low temperature and low pressure.
  • the second expansion means 104 is provided upstream of the air-cooled capacitor 105 to expand the refrigerant.
  • the first expansion means 107 is made of an expansion valve driven mechanically or electronically, and the second expansion means 104 is made of an orifice.
  • the water-cooled heat exchanger 103 exchanges the refrigerant with the cooling water.
  • the water-cooled heat exchanger 103 is provided in the first cooling water line 172 between the engine 115 and the heater core 116 to supply the high temperature and high pressure refrigerant passing through the compressor 101 to the first cooling water line 172. Heat exchange with coolant.
  • the cooling water of the first cooling water line 172 is heat-exchanged with the high temperature refrigerant through the water-cooled heat exchanger 103 and then heated to the heater core 116.
  • the vehicle heat pump system includes a first refrigerant circulation loop that is a circulation path of the refrigerant in the cooling mode, and a second refrigerant circulation loop that is a circulation path of the refrigerant in the heating mode.
  • first refrigerant circulation loop the refrigerant circulates through the compressor 101, the air-cooled capacitor 105, the first expansion means 107, and the evaporator 108.
  • second refrigerant circulation loop the refrigerant circulates through the compressor 101, the water-cooled heat exchanger 103, the second expansion means 104, and the air-cooled capacitor 105.
  • the vehicle heat pump system includes a second coolant line 171, a low temperature radiator 114, a first refrigerant branch line 192, a first valve 102, and a second refrigerant branch line. 193, a chiller 111, and a second valve 106.
  • the second coolant line 171 is a passage of coolant circulating in the vehicle electronics 112.
  • the low temperature radiator 114 is provided in the second cooling water line 171 to exchange heat between the cooling water and the air.
  • the low temperature radiator 114 may be disposed alongside the air cooled condenser and engine radiator in front of the vehicle.
  • the water-cooled capacitor 110 is provided in the refrigerant line between the compressor 101 of the first refrigerant circulation loop and the air-cooled capacitor 105.
  • the water-cooled capacitor 110 heats the refrigerant with the cooling water of the second cooling water line 171.
  • the water-cooled capacitor 110 is disposed between the low temperature radiator 114 and the electrical component 112.
  • the first refrigerant branch line 192 is branched from the refrigerant line 191 of the refrigerant discharged from the compressor 101 and passes through the water-cooled capacitor 110. More specifically, the first refrigerant branch line 192 is branched in the refrigerant line 191 between the compressor 101 and the water-cooled heat exchanger 103, and the second expansion means 104 and the air-cooled capacitor 105. Is connected between. As a result, the first refrigerant branch line 192 bypasses the water-cooled heat exchanger 103 and the second expansion means 104.
  • the first valve 102 selectively flows the refrigerant discharged from the compressor 101 to the water-cooled heat exchanger 103 and the water-cooled capacitor 110.
  • the first valve 102 is provided at a branch point of the refrigerant line 191 and the first refrigerant branch line 192.
  • the first valve 102 may be configured in the form of a three-way valve.
  • the second refrigerant branch line 193 is branched from the refrigerant line 191 downstream of the air cooled condenser 105 to bypass the evaporator 108 and join the compressor 101. More specifically, the second refrigerant branch line 193 is branched in the refrigerant line 191 between the air cooled condenser 105 and the first expansion means 107 and is connected to the accumulator 109. As a result, the second refrigerant branch line 193 bypasses the first expansion means 107 and the evaporator 108.
  • the chiller 111 is provided in the second refrigerant branch line 193 and is disposed between the electrical equipment 112 and the low temperature radiator 114.
  • the chiller 111 heat-exchanges the coolant of the second coolant branch line 193 and the coolant of the second coolant line 171.
  • the low temperature refrigerant passing through the second expansion means 104 and the air-cooled condenser 105 exchanges heat with the cooling water passing through the electric appliance 112 while passing through the chiller 111 to recover waste heat, and then passes through the accumulator 109. Circulated to 101.
  • the second valve 106 selectively flows the refrigerant passing through the air-cooled capacitor 105 to the evaporator 108 and the chiller 111.
  • the second valve 106 is provided at branch points of the refrigerant line 191 and the second refrigerant branch line 193.
  • the second valve 106 may be configured in the form of a three-way valve.
  • the vehicle heat pump system heat-exchanges the compressor discharge refrigerant and the coolant before the heater core inlet of the first cooling water line 172 in the heat pump mode, and injects the electric field wind of the compressor discharge refrigerant and the second cooling water line 171 in the cooling mode. Heat exchange all coolant.
  • FIG 3 illustrates a cooling mode of a vehicle heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 101 flows to the first refrigerant branch line 192 through the first valve 102 and passes through the water-cooled capacitor 110 to the air-cooled capacitor. Pass 105.
  • the high temperature and high pressure refrigerant is heat-condensed with the cooling water of the second cooling water line 171 in the water-cooled condenser 110, and condensed by heat-exchanging with the outside air in the air-cooled condenser 105 again.
  • the refrigerant passing through the air-cooled condenser 105 is expanded through the first expansion means 107 through the second valve 106 to low temperature and low pressure, and then heat exchanges with the air discharged into the vehicle interior while passing through the evaporator 108 to evaporate. The cooling of the room is thereby performed.
  • the temperature control door 181 closes the flow path of the heater core 116 side.
  • the refrigerant passing through the evaporator 108 is circulated repeatedly through the accumulator 109 to the compressor 101. In this case, the refrigerant passing through the air-cooled condenser 105 flows partially through the second valve 106 toward the evaporator 108 and the other flows through the chiller 111 through the second refrigerant branch line 193. It would be possible.
  • the cooling water circulating in the second cooling water line 171 is repeatedly circulated through the electric equipment 112, the chiller 111, the low temperature radiator 114, the water-cooled capacitor 110, and the electric equipment 112 by the water pump 113.
  • the coolant circulating in the first coolant line 172 is repeatedly circulated through the engine 115, the water-cooled heat exchanger 103, the heater core 116, and the engine 115 by the water pump 117. In the absence of operation or in other situations, the coolant may not circulate.
  • FIG. 4 illustrates a heating mode of a vehicle heat pump system according to a first embodiment of the present invention.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the water-cooled heat exchanger 103 through the first valve 102.
  • the high temperature and high pressure refrigerant condenses by heating the cooling water of the first cooling water line 172.
  • the refrigerant passing through the water-cooled heat exchanger 103 is expanded in the second expansion means 104 and then passed through the air-cooled condenser 105 to pass through the second valve 106 to the first expansion means 107 and the evaporator 108.
  • Bypass and pass through the chiller 111 While passing through the chiller 111, the refrigerant is cooled by the cooling water of the second cooling water line 171 and then circulated through the accumulator 109 to the compressor 101.
  • the cooling water circulating in the second cooling water line 171 is repeatedly circulated through the electric equipment 112, the chiller 111, the low temperature radiator 114, the water-cooled capacitor 110, and the electric equipment 112 by the water pump 113.
  • the coolant circulating in the first coolant line 172 circulates through the engine 115, the water-cooled heat exchanger 103, the heater core 116, and the engine 115 by the water pump 117.
  • FIG. 5 illustrates a vehicle heat pump system according to a second embodiment of the present invention.
  • detailed description of the same configuration as in the above-described first embodiment will be omitted.
  • the vehicle heat pump system according to the second embodiment of the present invention is applied to a plug-in hybrid vehicle, and includes an evaporator 108, a heater core 116, a first cooling water line 172, It comprises a compressor 101, an air-cooled capacitor 105, a first expansion means 107, and a second expansion means 104.
  • the vehicle heat pump system includes a second cooling water line 171, a low temperature radiator 114, a water cooling condenser 110, a water cooling heat exchanger 103, and a second refrigerant branch line ( 193, chiller 111, and second valve 106.
  • the water-cooled condenser 110 is provided in the second cooling water line 171 between the low temperature radiator 114 and the electrical component 112, and the water-cooled heat exchanger 103 is the first between the heater core 116 and the engine 116. Cooling water line 172 is provided.
  • the water-cooled heat exchanger 103 and the water-cooled capacitor 110 are integrally formed to constitute the module unit 140.
  • the refrigerant discharged from the compressor 101 passes through both the water-cooled heat exchanger 103 and the water-cooled capacitor 110 and exchanges heat with the cooling water of the first cooling water line 172 and the cooling water of the second cooling water line 171, respectively.
  • first expansion means 107 is provided upstream of the evaporator 108 to expand the refrigerant.
  • the first expansion means 107 is preferably made of an expansion valve (Expansion valve) driven mechanically or electronically.
  • the second expansion means 104 is provided between the water-cooled condenser 110 and the air-cooled condenser 105, and acts as a two-way valve in the cooling mode and an orifice in the heating mode.
  • FIG. 6 illustrates a cooling mode of a vehicle heat pump system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the module unit 140 in which the water-cooled heat exchanger 103 and the water-cooled capacitor 110 are integrally formed, and then the second expansion means. Pass 104 as it passes through the air-cooled capacitor 105.
  • the high temperature and high pressure refrigerant passes through the module unit 140 to be condensed by heat exchange with the cooling water of the second cooling water line 171, and is further condensed by being exchanged with the outside air in the air-cooled condenser 105.
  • the refrigerant passing through the air-cooled condenser 105 is expanded through the first expansion means 107 through the second valve 106 to low temperature and low pressure, and then heat exchanges with the air discharged into the vehicle interior while passing through the evaporator 108 to evaporate. The cooling of the room is thereby performed.
  • the temperature control door 181 closes the flow path of the heater core 116 side.
  • the refrigerant passing through the evaporator 108 is circulated repeatedly through the accumulator 109 to the compressor 101. In this case, the refrigerant passing through the air-cooled condenser 105 flows partially through the second valve 106 toward the evaporator 108 and the other flows through the chiller 111 through the second refrigerant branch line 193. It would be possible.
  • the cooling water circulating in the second cooling water line 171 is repeatedly circulated through the electric equipment 112, the chiller 111, the low temperature radiator 114, the water-cooled capacitor 110, and the electric equipment 112 by the water pump 113.
  • the coolant circulating in the first coolant line 172 is repeatedly circulated through the engine 115, the water-cooled heat exchanger 103, the heater core 116, and the engine 115 by the water pump 117. In the absence of operation or in other situations, the coolant may not circulate.
  • FIG. 7 illustrates a heating mode of a vehicle heat pump system according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the high-temperature high-pressure refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the module unit 140 in which the water-cooled heat exchanger 103 and the water-cooled capacitor 110 are integrally formed, and then the second expansion means. It expands past the orifice of 104 and then passes through an air cooled condenser 105. In this process, the high temperature and high pressure refrigerant is exchanged with the cooling water of the first cooling water line 172 while passing through the module unit 140 to condense by heating the cooling water.
  • the refrigerant passing through the module unit 140 is expanded in the second expansion means 104 and then passes through the air-cooled condenser 105 to pass the first expansion means 107 and the evaporator 108 through the second valve 106.
  • Bypass is passed through the chiller 111. While passing through the chiller 111, the refrigerant is cooled by the cooling water of the second cooling water line 171 and then circulated through the accumulator 109 to the compressor 101.
  • FIG. 8 illustrates a vehicle heat pump system according to a third embodiment of the present invention
  • FIG. 9 illustrates an air-cooled capacitor of a vehicle heat pump system according to a third embodiment of the present invention.
  • detailed description of the same configuration as in the above-described first embodiment will be omitted.
  • a vehicle heat pump system is applied to a plug-in hybrid vehicle, and includes an evaporator 108, a heater core 116, and a first cooling water line 172. ), A compressor (101), an air cooled condenser (105), a first expansion means (107), a water-cooled heat exchanger (103), and a second expansion means (104).
  • the vehicle heat pump system according to the third embodiment, the second cooling water line 171, the low temperature radiator 114, the first refrigerant branch line 192, the first valve 102, the third refrigerant Branch line 195, second valve 106 and third valve 196 are included.
  • the vehicle heat pump system includes a first refrigerant circulation loop that is a circulation path of the refrigerant in the cooling mode, and a second refrigerant circulation loop that is a circulation path of the refrigerant in the heating mode.
  • the refrigerant circulates through the compressor 101, the water-cooled capacitor 110, the air-cooled capacitor 105, the first expansion means 107, and the evaporator 108.
  • the refrigerant flowing in the order of the compressor (101), the water-cooled heat exchanger (103), the second expansion means (104), and the air-cooled capacitor (105) of the air-cooled capacitor (105) of the first refrigerant circulation loop is formed. It is configured to circulate the compressor 101 through the water-cooled capacitor 110 through the inlet.
  • the air-cooled capacitor 105 is connected to the refrigerant line.
  • the air-cooled capacitor 105 is the inlet of the refrigerant in the cooling mode, the first connection portion 1501 which is the outlet of the refrigerant in the heating mode, the second connection portion 1502 which is the outlet of the refrigerant in the cooling mode, and the refrigerant in the heating mode.
  • a third connecting portion 1503 that is an inlet.
  • the solid line arrow 1504 illustrates the flow of the refrigerant in the cooling mode
  • the dotted line arrow 1505 illustrates the flow of the refrigerant in the heating mode.
  • the inlet / outlet structure of the air-cooled condenser 105 may be optimally configured, and the refrigerant may be discharged to the refrigerant inlet side of the cooling mode in the heating mode so that the water-cooled condenser 110 may be used to recover the waste heat of the electrical equipment 112.
  • the second valve 106 is provided in the refrigerant line between the air cooled condenser 105 and the first expansion means 107.
  • the second valve 106 opens the refrigerant line flow path in the cooling mode and closes the flow path in the heating mode. Through the configuration of the second valve 106, it is possible to prevent the back flow of the refrigerant in the heating mode.
  • the third refrigerant branch line 195 is branched from the first refrigerant branch line 192 between the first valve 102 and the water-cooled capacitor 110 and connected to an upstream side of the compressor 101.
  • the third valve 196 is provided in the third refrigerant branch line 915 to close the flow path in the cooling mode and open the flow path in the heating mode. Through the configuration of the third valve 196, it is possible to prevent the back flow of the refrigerant in the cooling mode.
  • FIG. 10 illustrates a cooling mode of a vehicle heat pump system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 101 flows to the first refrigerant branch line 192 through the first valve 102 and passes through the water-cooled capacitor 110 to the air-cooled capacitor. Pass 105.
  • the refrigerant passing through the air-cooled condenser 105 is expanded to a low temperature and low pressure through the first expansion means 107 through the second valve 106 and then heat exchanged with the air discharged into the vehicle interior while passing through the evaporator 108. Cooling of the room is performed by evaporation.
  • FIG. 11 illustrates a heating mode of a vehicle heat pump system according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the high temperature and high pressure refrigerant discharged from the compressor 101 passes through the water-cooled heat exchanger 103 through the first valve 102.
  • the refrigerant After passing through the water-cooled heat exchanger (103), the refrigerant is expanded in the second expansion means (104), flows into the air-cooled condenser (105), is discharged into the first refrigerant branch line (192), and passes through the water-cooled condenser (110).
  • the waste heat of 112 is recovered, it is circulated repeatedly through the third valve 196 and through the accumulator 109 to the compressor 101.

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Abstract

냉매 사이클을 이용하여 난방에 필요한 엔진 냉각수를 가열함으로써 플러그인 하이브리드 차량의 난방 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템이 개시된다. 차량용 히트펌프 시스템은 공조케이스의 내부에 구비되어 공기와 냉매를 열교환시키는 증발기와, 공조케이스의 내부에 구비되어 공기와 냉각수를 열교환시키는 히터코어 및 상기 히터코어와 엔진을 연결하여 냉각수가 순환되는 제1 냉각수라인을 포함하고, 냉방 모드 시, 냉매를 압축하여 배출하는 압축기, 냉매와 공기를 열교환시키는 공랭식 컨덴서, 냉매를 팽창시키는 제1 팽창수단 및 상기 증발기를 순환하는 제1 냉매순환루프; 및 난방 모드 시, 상기 압축기, 냉매를 냉각수와 열교환시키는 수냉식 열교환기, 냉매를 팽창시키는 제2 팽창수단, 상기 공랭식 컨덴서를 순환하는 제2 냉매순환루프를 구성하며, 상기 수냉식 열교환기는 엔진과 히터코어 사이의 제1 냉각수라인에 구비되어 압축기를 통과한 고온 고압의 냉매를 제1 냉각수라인의 냉각수와 열교환시킨다.

Description

차량용 히트펌프 시스템
본 발명은 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 차량용 히트펌프 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 차량용 공조장치는 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 냉방시스템은 냉매사이클의 증발기 측에서 증발기의 외부를 거치는 공기를 증발기의 내부에서 유동되는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어 차량 실내를 냉방한다. 아울러, 난방시스템은 냉각수 사이클의 히터코어 측에서 히터코어 외부를 거치는 공기를 히터코어의 내부에서 유동되는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어 차량 실내를 난방하도록 구성된다.
한편, 전술한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있다. 이러한 히트펌프 시스템은 공조케이스 내부에 설치되어 차량 실내로 송풍되는 공기와 열교환하기 위한 실내 열교환기와, 공조케이스 외부에서 열교환하기 위한 실외 열교환기 및 냉매의 유동방향을 전환할 수 있는 방향조절밸브 등을 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방 모드가 가동될 경우에 실내 열교환기가 냉방용 열교환기의 기능을 수행하며, 난방 모드가 가동될 경우에는 실내 열교환기가 난방용 열교환기의 기능을 수행하게 된다.
한편, 엔진(내연기관)과 전기모터로 구동되는 하이브리드 차량에서는 실내 난방을 위해 엔진 폐열(냉각수)을 이용하여 난방열원으로 사용하고 있다. 즉, 엔진으로 구동시에는 엔진 폐열이 충분하여 난방시 기존 차량과 동일하게 공조장치를 사용할 수 있으나, 전기모터로 구동되는 조건에서는 엔진이 오프된 상태이더라도 엔진 냉각수에 남아있는 잔열을 이용하여 난방 열원으로 사용하게 된다. 전기모터로 구동되는 조건의 경우, 외기온도가 낮은 조건(약 0℃ 이하)에서는 엔진 냉각수의 잔열이 부족하여 엔진 냉각수가 일정온도 이하가 되면 전기모터로 구동할 수 있음에도 불구하고 난방 열원을 확보하기 위해 엔진이 강제로 작동하도록 되어 있어 하이브리드 차량의 연비가 저하된다.
도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 난방회로를 도시한 것이다. 도 1을 참조하면, 냉각수라인(2)을 흐르는 냉각수는 엔진(1)을 통과하면서 가열되고 히터코어(3)로 흘러 차량 실내로 토출되는 공기와 열교환함으로써 난방 열원으로 사용된다. 워터펌프(5)는 냉각수를 순환시킨다. 여름철 등의 환경에서는 밸브(7)를 개방하여 엔진(1)을 지나 가열된 냉각수를 라디에이터(6)로 흘려 외기와 열교환시킴으로써 방열한다.
플러그인 하이브리드 차량(PHEV)의 경우 통상 전기주행 모드로 주행이 이루어지지만, 차량의 난방이 필요한 경우 난방에 필요한 냉각수온을 높이기 위해 불필요하게 엔진을 구동시켜야 한다. 이 경우, 엔진을 구동시킨다 하더라도 엔진으로부터의 발열이 크지 않기 때문에, 난방성능이 내연기관 차량에 비해 부족하며 PTC히터(4)와 같은 보조적인 히팅장치가 요구된다.
이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에서는 냉매 사이클을 이용하여 난방에 필요한 엔진 냉각수를 가열함으로써 플러그인 하이브리드 차량의 난방 성능을 향상시킬 수 있는 차량용 히트펌프 시스템을 제공한다.
본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 공조케이스의 내부에 구비되어 공기와 냉매를 열교환시키는 증발기와, 공조케이스의 내부에 구비되어 공기와 냉각수를 열교환시키는 히터코어 및 상기 히터코어와 엔진을 연결하여 냉각수가 순환되는 제1 냉각수라인을 포함하고, 냉방 모드 시, 냉매를 압축하여 배출하는 압축기, 냉매와 공기를 열교환시키는 공랭식 컨덴서, 냉매를 팽창시키는 제1 팽창수단 및 상기 증발기를 순환하는 제1 냉매순환루프; 및 난방 모드 시, 상기 압축기, 냉매를 냉각수와 열교환시키는 수냉식 열교환기, 냉매를 팽창시키는 제2 팽창수단, 상기 공랭식 컨덴서를 순환하는 제2 냉매순환루프를 구성하며, 상기 수냉식 열교환기는 엔진과 히터코어 사이의 제1 냉각수라인에 구비되어 압축기를 통과한 고온 고압의 냉매를 제1 냉각수라인의 냉각수와 열교환시킨다.
상기에서, 차량 전장품을 순환하는 제2 냉각수라인; 및 상기 제2 냉각수라인에 구비되어 냉각수와 공기를 열교환시키는 저온 라디에이터를 포함하며, 상기 제1 냉매순환루프의 압축기와 공랭식 컨덴서 사이의 냉매라인에, 냉매를 상기 제2 냉각수라인의 냉각수와 열교환시키는 수냉식 컨덴서를 구비한다.
상기에서, 수냉식 컨덴서는 저온 라디에이터와 전장품의 사이에 배치된다.
상기에서, 압축기에서 배출된 냉매의 냉매라인에서 분지되어 상기 수냉식 컨덴서를 통과하는 제1 냉매분지라인; 및 압축기에서 배출된 냉매를 수냉식 열교환기와 수냉식 컨덴서로 선택적으로 유동시키는 제1 밸브를 구비한다.
상기에서, 제1 냉매분지라인은 제2 팽창수단과 공랭식 컨덴서의 사이에 연결된다.
상기에서, 공랭식 컨덴서의 하류측 냉매라인에서 분지되어 증발기를 바이패스하며 압축기로 합류하는 제2 냉매분지라인; 상기 제2 냉매분지라인에 구비되고 상기 전장품과 저온 라디에이터 사이에 배치되어, 제2 냉매분지라인의 냉매와 제2 냉각수라인의 냉각수를 열교환시키는 칠러; 및 공랭식 컨덴서를 통과한 냉매를 증발기와 칠러로 선택적으로 유동시키는 제2 밸브를 구비한다.
상기에서, 제2 냉매순환루프는 압축기, 수냉식 열교환기, 제2 팽창수단, 공랭식 컨덴서의 순서로 유동한 냉매가 제1 냉매순환루프의 공랭식 컨덴서의 입구를 통해 상기 수냉식 컨덴서를 지나 압축기를 순환하도록 구성된다.
상기에서, 공랭식 컨덴서는, 냉매라인과 연결되는 것으로서, 냉방 모드 시 냉매의 입구임과 아울러 난방 모드 시 냉매의 출구인 제1 연결부와, 냉방 모드 시 냉매의 출구인 제2 연결부와, 난방 모드 시 냉매의 입구인 제3 연결부를 구비한다.
상기에서, 공랭식 컨덴서와 제1 팽창수단 사이의 냉매라인에 냉방 모드 시 냉매라인 유로를 개방하고 난방 모드 시 유로를 폐쇄하는 제2 밸브를 구비한다.
상기에서, 압축기에서 배출된 냉매의 냉매라인에서 분지되어 상기 수냉식 컨덴서를 통과하는 제1 냉매분지라인; 압축기에서 배출된 냉매를 수냉식 열교환기와 수냉식 컨덴서로 선택적으로 유동시키는 제1 밸브; 상기 제1 밸브와 수냉식 컨덴서 사이의 제1 냉매분지라인에서 분지되어 압축기의 상류측에 연결되는 제3 냉매분지라인; 및 상기 제3 냉매분지라인에 구비되어 냉방 모드 시 유로를 폐쇄하고 난방 모드 시 유로를 개방하는 제3 밸브를 포함한다.
본 발명의 다른 양상에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 냉매를 압축하여 배출하는 압축기; 공조케이스의 내부에 구비되어 공기와 냉매를 열교환시키는 증발기; 공조케이스의 내부에 구비되어 공기와 냉각수를 열교환시키는 히터코어; 상기 히터코어와 엔진을 연결하여 냉각수가 순환되는 제1 냉각수라인; 차량 전장품을 순환하는 제2 냉각수라인; 상기 제2 냉각수라인에 구비되어 냉각수와 공기를 열교환시키는 저온 라디에이터; 상기 저온 라디에이터와 전장품 사이의 제2 냉각수라인에 구비되는 수냉식 컨덴서; 및 상기 히터코어와 엔진 사이의 제1 냉각수라인에 구비되는 수냉식 열교환기를 포함하며, 상기 수냉식 열교환기와 수냉식 컨덴서는 일체화 형성되어 모듈부를 구성하며, 상기 압축기에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 열교환기 및 수냉식 컨덴서를 모두 통과하여 각각 제1 냉각수라인의 냉각수와 제2 냉각수라인의 냉각수와 열교환된다.
상기에서, 증발기의 상류측에 구비되어, 냉매를 팽창시키는 제1 팽창수단; 및 상기 수냉식 컨덴서와 공랭식 컨덴서의 사이에 구비되어, 냉방 모드 시 투웨이 밸브(2Way valve)로 작동하고 난방 모드 시 오리피스(Orifice)로 작동하는 제2 팽창수단을 포함한다.
상기에서, 공랭식 컨덴서의 하류측 냉매라인에서 분지되어 증발기를 바이패스하며 압축기로 합류하는 제2 냉매분지라인; 상기 제2 냉매분지라인에 구비되고 상기 전장품과 저온 라디에이터 사이에 배치되어, 제2 냉매분지라인의 냉매와 제2 냉각수라인의 냉각수를 열교환시키는 칠러; 및 공랭식 컨덴서를 통과한 냉매를 증발기와 칠러로 선택적으로 유동시키는 제2 밸브를 구비한다.
본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 냉방 히트펌프 시스템을 이용하여 엔진을 구동하지 않고도 난방이 가능하고, 수냉식 열교환기와 수냉식 컨덴서를 일체화하고 밸브 및 회로를 단순화하여 원가를 절감하고 부피를 줄일 수 있으며, 칠러를 삭제하여도 효율적인 폐열회수가 가능한 효과가 있다.
도 1은 종래의 차량용 히트펌프 시스템의 난방회로를 도시한 것이고,
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이며,
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이고,
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이며,
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이고,
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이며,
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이고,
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이며,
도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 공랭식 컨덴서를 도시한 것이고,
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이며,
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면에 따라서 차량용 히트펌프 시스템의 기술적 구성을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이다.
차량용 히트펌프 시스템은 공조케이스(180)의 내부에 구비되어 공기와 냉매를 열교환시키는 증발기(108)를 포함하는 냉매순환루프와, 공조케이스(180)의 내부에 구비되어 공기와 냉각수를 열교환시키는 히터코어(116)를 순환하는 제1 냉각수라인(172)과, 차량 전장품(112)을 쿨링하기 위한 제2 냉각수라인(171)을 포함하고, 냉매와 제1 냉각수라인(172)의 냉각수가 열교환하는 제1 냉매냉각수 열교환기 및 냉매와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수가 열교환하는 제2 냉매냉각수 열교환기를 구비한다.
이하의 설명에서, 제1 냉매냉각수 열교환기는 수냉식 열교환기(103)로 구성되며, 제2 냉매냉각수 열교환기는 수냉식 컨덴서(110)로 구성된다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 플러그인 하이브리드 차량 또는 다른 실시 예로는 전기 차량에 적용되는 것으로서, 증발기(108)와, 히터코어(116)와, 제1 냉각수라인(172)과, 압축기(101)와, 공랭식 컨덴서(105)와, 제1 팽창수단(107)과, 수냉식 열교환기(103)와, 제2 팽창수단(104)을 포함하여 이루어진다.
증발기(108)는 공조케이스(180)의 내부에 구비되어, 공조케이스(180) 내를 유동하는 공기와 냉매를 열교환시킨다. 히터코어(116)는 공조케이스(180)의 내부에 구비되어, 공조케이스(180) 내를 유동하는 공기와 냉각수를 열교환시킨다. 제1 냉각수라인(172)은 히터코어(116)와 엔진(115)을 연결하여 냉각수가 순환되는 통로이다.
제1 냉각수라인(172)을 흐르는 냉각수는 엔진(115)을 통과하면서 엔진 폐열을 회수하여 가열되고, 히터코어(116)로 흘러 차량 실내로 토출되는 공기와 열교환함으로써 난방 열원으로 사용된다. 제1 냉각수라인(172)에는 냉각수를 순환시키는 워터펌프(117)가 구비된다. 여름철 등의 환경에서는 밸브(119)를 개방하여 엔진(115)을 지나 가열된 냉각수를 엔진 라디에이터(118)로 흘려 외기와 열교환시킴으로써 방열한다.
압축기(101)는 냉매를 흡입하여 압축한 후 고온 고압의 기체 상태로 배출한다. 공조케이스(180)의 내부에는 증발기(108)와 히터코어(116)의 사이에, 히터코어(116)를 바이패스하는 공기의 양과 통과하는 공기의 양을 조절하는 온도조절도어(181)가 구비된다. 압축기(101)의 입구측에는 압축기(101)로 유입되는 냉매 중에서 액상 냉매와 기상 냉매를 분리하여 기상 냉매만 공급하는 어큐뮬레이터(109)가 구비된다.
공랭식 컨덴서(105)는 냉매와 공기를 열교환시키는 것으로서, 차량의 전방에 엔진 라디에이터(118)와 나란하게 구비될 수 있다. 공랭식 컨덴서의 전방 또는 후방에는 별도의 블로워를 구비할 수 있다.
제1 팽창수단(107)은 공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매를 저온 저압의 상태로 팽창시킨다. 제2 팽창수단(104)은 공랭식 컨덴서(105)의 상류측에 구비되어 냉매를 팽창시킨다. 이 경우, 제1 팽창수단(107)은 기계식 또는 전자식으로 구동되는 팽창밸브(Expansion valve)로 이루어지고, 제2 팽창수단(104)은 오리피스(Orifice)로 이루어지는 것이 바람직하다.
수냉식 열교환기(103)는 냉매를 냉각수와 열교환시킨다. 수냉식 열교환기(103)는 엔진(115)과 히터코어(116) 사이의 제1 냉각수라인(172)에 구비되어, 압축기(101)를 통과한 고온 고압의 냉매를 제1 냉각수라인(172)의 냉각수와 열교환시킨다. 제1 냉각수라인(172)의 냉각수는 수냉식 열교환기(103)를 통해 고온의 냉매와 열교환되어 가열된 후 히터코어(116) 측으로 유동한다. 이러한 구성을 통해, 차량의 난방이 필요한 경우 불필요하게 엔진을 구동시키지 않고도 히트펌프 냉방 모드를 작동시켜 냉각수를 가열할 수 있다.
차량용 히트펌프 시스템은 냉방 모드 시 냉매의 순환경로인 제1 냉매순환루프와, 난방 모드 시 냉매의 순환경로인 제2 냉매순환루프를 구성한다. 제1 냉매순환루프는 냉매가 압축기(101), 공랭식 컨덴서(105), 제1 팽창수단(107) 및 증발기(108)를 순환한다. 제2 냉매순환루프는 냉매가 압축기(101), 수냉식 열교환기(103), 제2 팽창수단(104), 공랭식 컨덴서(105)를 순환한다. 각 냉매순환루프의 보다 상세한 작동 예는 이후에 도면을 참조하여 다시 설명한다.
제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 제2 냉각수라인(171)과, 저온 라디에이터(114)와, 제1 냉매분지라인(192)과, 제1 밸브(102)와, 제2 냉매분지라인(193)과, 칠러(111) 및 제2 밸브(106)를 포함한다.
제2 냉각수라인(171)은 차량 전장품(112)을 순환하는 냉각수의 통로이다. 저온 라디에이터(114)는 제2 냉각수라인(171)에 구비되어, 냉각수와 공기를 열교환시킨다. 저온 라디에이터(114)는 차량의 전방에 공랭식 컨덴서 및 엔진 라디에이터와 나란하게 배치될 수 있다.
수냉식 컨덴서(110)는 제1 냉매순환루프의 압축기(101)와 공랭식 컨덴서(105) 사이의 냉매라인에 구비된다. 수냉식 컨덴서(110)는 냉매를 제2 냉각수라인(171)의 냉각수와 열교환시킨다. 수냉식 컨덴서(110)는 저온 라디에이터(114)와 전장품(112)의 사이에 배치된다.
제1 냉매분지라인(192)은 압축기(101)에서 배출된 냉매의 냉매라인(191)에서 분지되어 수냉식 컨덴서(110)를 통과한다. 더욱 상세하게는, 제1 냉매분지라인(192)은 압축기(101)와 수냉식 열교환기(103)의 사이의 냉매라인(191)에서 분지되고, 제2 팽창수단(104)과 공랭식 컨덴서(105)의 사이에 연결된다. 이로 인해, 제1 냉매분지라인(192)은 수냉식 열교환기(103) 및 제2 팽창수단(104)을 바이패스한다.
제1 밸브(102)는 압축기(101)에서 배출된 냉매를 수냉식 열교환기(103)와 수냉식 컨덴서(110)로 선택적으로 유동시킨다. 제1 밸브(102)는 냉매라인(191)과 제1 냉매분지라인(192)의 분지 지점에 구비된다. 제1 밸브(102)는 삼방향 밸브(3Way valve)의 형태로 구성될 수 있다.
제2 냉매분지라인(193)은 공랭식 컨덴서(105)의 하류측 냉매라인(191)에서 분지되어, 증발기(108)를 바이패스하며 압축기(101)로 합류한다. 더욱 상세하게는, 제2 냉매분지라인(193)은 공랭식 컨덴서(105)와 제1 팽창수단(107)의 사이의 냉매라인(191)에서 분지되며, 어큐뮬레이터(109)에 연결된다. 이로 인해, 제2 냉매분지라인(193)은 제1 팽창수단(107) 및 증발기(108)를 바이패스한다.
칠러(111)는 제2 냉매분지라인(193)에 구비되며, 전장품(112)과 저온 라디에이터(114) 사이에 배치된다. 칠러(111)는 제2 냉매분지라인(193)의 냉매와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수를 열교환시킨다. 제2 팽창수단(104) 및 공랭식 컨덴서(105)를 통과한 저온의 냉매는 칠러(111)를 통과하면서 전장품(112)을 통과한 냉각수와 열교환되어 폐열을 회수한 후 어큐뮬레이터(109)를 지나 압축기(101)로 순환된다.
제2 밸브(106)는 공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매를 증발기(108)와 칠러(111)로 선택적으로 유동시킨다. 제2 밸브(106)는 냉매라인(191)과 제2 냉매분지라인(193)의 분지 지점에 구비된다. 제2 밸브(106)는 삼방향 밸브(3Way valve)의 형태로 구성될 수 있다.
한편, 차량용 히트펌프 시스템은 히트펌프 모드 시 압축기 토출 냉매와 제1 냉각수라인(172)의 히터코어 유입 전 냉각수를 열교환하고, 냉방모드 시 압축기 토출 냉매와 제2 냉각수라인(171)의 전장풍 유입 전 냉각수를 열교환한다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 냉방 모드 시, 압축기(101)에서 배출된 고온 고압의 냉매는 제1 밸브(102)를 통해 제1 냉매분지라인(192)으로 유동하고 수냉식 컨덴서(110)를 지나 공랭식 컨덴서(105)를 통과한다. 이 과정에서, 고온 고압의 냉매는 수냉식 컨덴서(110)에서 제2 냉각수라인(171)의 냉각수와 열교환되어 응축되고 다시 공랭식 컨덴서(105)에서 외기와 열교환되어 응축된다.
공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매는 제2 밸브(106)를 통해 제1 팽창수단(107)을 지나 저온 저압으로 팽창된 후 증발기(108)를 통과하면서 차량 실내로 토출되는 공기와 열교환되어 증발됨으로써 실내의 냉방을 수행한다. 온도조절도어(181)는 히터코어(116) 측 유로를 폐쇄하고 있다. 증발기(108)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(109)를 지나 압축기(101)로 반복 순환된다. 이 경우, 공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매는 제2 밸브(106)를 통해 일부가 증발기(108) 측으로 유동하고 다른 일부는 제2 냉매분지라인(193)으로 유동하여 칠러(111)를 통과하는 것도 가능할 것이다.
제2 냉각수라인(171)을 순환하는 냉각수는 워터펌프(113)에 의해 전장품(112), 칠러(111), 저온 라디에이터(114), 수냉식 컨덴서(110), 전장품(112)을 반복 순환한다. 아울러, 제1 냉각수라인(172)을 순환하는 냉각수는 워터펌프(117)에 의해 엔진(115), 수냉식 열교환기(103), 히터코어(116), 엔진(115)을 반복 순환하지만, 엔진의 구동이 없는 경우 또는 그 밖의 다른 상황에서 냉각수는 순환하지 않을 수 있다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 난방 모드 시, 압축기(101)에서 배출된 고온 고압의 냉매는 제1 밸브(102)를 통해 수냉식 열교환기(103)를 통과한다. 이 과정에서, 고온 고압의 냉매는 제1 냉각수라인(172)의 냉각수를 가열시켜 응축된다. 수냉식 열교환기(103)를 통과한 냉매는 제2 팽창수단(104)에서 팽창된 후 공랭식 컨덴서(105)를 통과하여 제2 밸브(106)를 통해 제1 팽창수단(107) 및 증발기(108)를 바이패스하고 칠러(111)를 통과한다. 칠러(111)를 통과하면서 냉매는 제2 냉각수라인(171)의 냉각수를 냉각시킨 후 어큐뮬레이터(109)를 지나 압축기(101)로 반복 순환된다.
제2 냉각수라인(171)을 순환하는 냉각수는 워터펌프(113)에 의해 전장품(112), 칠러(111), 저온 라디에이터(114), 수냉식 컨덴서(110), 전장품(112)을 반복 순환한다. 아울러, 제1 냉각수라인(172)을 순환하는 냉각수는 워터펌프(117)에 의해 엔진(115), 수냉식 열교환기(103), 히터코어(116), 엔진(115)을 반복 순환한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이다. 본 실시 예에서는 전술한 제1 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 플러그인 하이브리드 차량에 적용되는 것으로서, 증발기(108)와, 히터코어(116)와, 제1 냉각수라인(172)과, 압축기(101)와, 공랭식 컨덴서(105)와, 제1 팽창수단(107)과, 제2 팽창수단(104)을 포함하여 이루어진다.
또한, 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 제2 냉각수라인(171)과, 저온 라디에이터(114)와, 수냉식 컨덴서(110)와, 수냉식 열교환기(103)와, 제2 냉매분지라인(193)과, 칠러(111) 및 제2 밸브(106)를 포함한다.
수냉식 컨덴서(110)는 저온 라디에이터(114)와 전장품(112) 사이의 제2 냉각수라인(171)에 구비되며, 수냉식 열교환기(103)는 히터코어(116)와 엔진(116) 사이의 제1 냉각수라인(172)에 구비된다.
특히, 수냉식 열교환기(103)와 수냉식 컨덴서(110)는 일체화 형성되어 모듈부(140)를 구성한다. 압축기(101)에서 배출된 냉매는 수냉식 열교환기(103) 및 수냉식 컨덴서(110)를 모두 통과하여, 각각 제1 냉각수라인(172)의 냉각수와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수와 열교환된다.
아울러, 제1 팽창수단(107)은 증발기(108)의 상류측에 구비되어, 냉매를 팽창시킨다. 제1 팽창수단(107)은 기계식 또는 전자식으로 구동되는 팽창밸브(Expansion valve)로 이루어지는 것이 바람직하다.
제2 팽창수단(104)은 수냉식 컨덴서(110)와 공랭식 컨덴서(105)의 사이에 구비되어, 냉방 모드 시 투웨이 밸브(2Way valve)로 작동하고 난방 모드 시 오리피스(Orifice)로 작동한다.
도 6은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 6을 참조하면, 냉방 모드 시, 압축기(101)에서 배출된 고온 고압의 냉매는 수냉식 열교환기(103)와 수냉식 컨덴서(110)는 일체화 형성된 모듈부(140)를 통과한 후 제2 팽창수단(104)을 그대로 지나 공랭식 컨덴서(105)를 통과한다. 이 과정에서, 고온 고압의 냉매는 모듈부(140)를 통과하면서 제2 냉각수라인(171)의 냉각수와 열교환되어 응축되고 다시 공랭식 컨덴서(105)에서 외기와 열교환되어 응축된다.
공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매는 제2 밸브(106)를 통해 제1 팽창수단(107)을 지나 저온 저압으로 팽창된 후 증발기(108)를 통과하면서 차량 실내로 토출되는 공기와 열교환되어 증발됨으로써 실내의 냉방을 수행한다. 온도조절도어(181)는 히터코어(116) 측 유로를 폐쇄하고 있다. 증발기(108)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(109)를 지나 압축기(101)로 반복 순환된다. 이 경우, 공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매는 제2 밸브(106)를 통해 일부가 증발기(108) 측으로 유동하고 다른 일부는 제2 냉매분지라인(193)으로 유동하여 칠러(111)를 통과하는 것도 가능할 것이다.
제2 냉각수라인(171)을 순환하는 냉각수는 워터펌프(113)에 의해 전장품(112), 칠러(111), 저온 라디에이터(114), 수냉식 컨덴서(110), 전장품(112)을 반복 순환한다. 아울러, 제1 냉각수라인(172)을 순환하는 냉각수는 워터펌프(117)에 의해 엔진(115), 수냉식 열교환기(103), 히터코어(116), 엔진(115)을 반복 순환하지만, 엔진의 구동이 없는 경우 또는 그 밖의 다른 상황에서 냉각수는 순환하지 않을 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 난방 모드 시, 압축기(101)에서 배출된 고온 고압의 냉매는 수냉식 열교환기(103)와 수냉식 컨덴서(110)는 일체화 형성된 모듈부(140)를 통과한 후 제2 팽창수단(104)의 오리피스를 지나 팽창된 후 공랭식 컨덴서(105)를 통과한다. 이 과정에서, 고온 고압의 냉매는 모듈부(140)를 통과하면서 제1 냉각수라인(172)의 냉각수와 열교환되어 냉각수를 가열시켜 응축된다.
모듈부(140)를 통과한 냉매는 제2 팽창수단(104)에서 팽창된 후 공랭식 컨덴서(105)를 통과하여 제2 밸브(106)를 통해 제1 팽창수단(107) 및 증발기(108)를 바이패스하고 칠러(111)를 통과한다. 칠러(111)를 통과하면서 냉매는 제2 냉각수라인(171)의 냉각수를 냉각시킨 후 어큐뮬레이터(109)를 지나 압축기(101)로 반복 순환된다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템을 도시한 것이며, 도 9는 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 공랭식 컨덴서를 도시한 것이다. 본 실시 예에서는 전술한 제1 실시 예와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 플러그인 하이브리드 차량에 적용되는 것으로서, 증발기(108)와, 히터코어(116)와, 제1 냉각수라인(172)과, 압축기(101)와, 공랭식 컨덴서(105)와, 제1 팽창수단(107)과, 수냉식 열교환기(103)와, 제2 팽창수단(104)을 포함하여 이루어진다.
또한, 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 제2 냉각수라인(171)과, 저온 라디에이터(114)와, 제1 냉매분지라인(192)과, 제1 밸브(102)와, 제3 냉매분지라인(195)과, 제2 밸브(106) 및 제3 밸브(196)를 포함한다.
차량용 히트펌프 시스템은 냉방 모드 시 냉매의 순환경로인 제1 냉매순환루프와, 난방 모드 시 냉매의 순환경로인 제2 냉매순환루프를 구성한다. 제1 냉매순환루프는 냉매가 압축기(101), 수냉식 컨덴서(110), 공랭식 컨덴서(105), 제1 팽창수단(107) 및 증발기(108)를 순환한다.
제2 냉매순환루프는 압축기(101), 수냉식 열교환기(103), 제2 팽창수단(104), 공랭식 컨덴서(105)의 순서로 유동한 냉매가 제1 냉매순환루프의 공랭식 컨덴서(105)의 입구를 통해 상기 수냉식 컨덴서(110)를 지나 압축기(101)를 순환하도록 구성된다.
공랭식 컨덴서(105)는 냉매라인과 연결된다. 공랭식 컨덴서(105)는 냉방 모드 시 냉매의 입구임과 아울러 난방 모드 시 냉매의 출구인 제1 연결부(1501)와, 냉방 모드 시 냉매의 출구인 제2 연결부(1502)와, 난방 모드 시 냉매의 입구인 제3 연결부(1503)를 구비한다. 도 9에서 실선 화살표(1504)는 냉방 모드 시 냉매의 흐름을 도시한 것이며, 점선 화살표(1505)는 난방 모드 시 냉매의 흐름을 도시한 것이다.
이와 같이 공랭식 컨덴서(105)의 입출구 구조를 최적화 구성하여, 난방 모드에서 냉매가 냉방 모드의 냉매 입구 측으로 배출되도록 함으로써 수냉식 컨덴서(110)를 전장품(112)의 폐열 회수에 활용할 수 있다.
제2 밸브(106)는 공랭식 컨덴서(105)와 제1 팽창수단(107) 사이의 냉매라인에 구비된다. 제2 밸브(106)는 냉방 모드 시 냉매라인 유로를 개방하고, 난방 모드 시 유로를 폐쇄한다. 제2 밸브(106)의 구성을 통해, 난방 모드 시 냉매의 역류를 방지할 수 있다.
제3 냉매분지라인(195)은 제1 밸브(102)와 수냉식 컨덴서(110) 사이의 제1 냉매분지라인(192)에서 분지되어, 압축기(101)의 상류측에 연결된다. 제3 밸브(196)는 제3 냉매분지라인(915)에 구비되어, 냉방 모드 시 유로를 폐쇄하고 난방 모드 시 유로를 개방한다. 제3 밸브(196)의 구성을 통해, 냉방 모드 시 냉매의 역류를 방지할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 냉방 모드를 도시한 것이다.
도 10을 참조하면, 냉방 모드 시, 압축기(101)에서 배출된 고온 고압의 냉매는 제1 밸브(102)를 통해 제1 냉매분지라인(192)으로 유동하고 수냉식 컨덴서(110)를 지나 공랭식 컨덴서(105)를 통과한다. 공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매는 제2 밸브(106)를 지나 제1 팽창수단(107)을 통과하여 저온 저압으로 팽창된 후 증발기(108)를 통과하면서 차량 실내로 토출되는 공기와 열교환되어 증발됨으로써 실내의 냉방을 수행한다.
도 11은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 차량용 히트펌프 시스템의 난방 모드를 도시한 것이다.
도 11을 참조하면, 압축기(101)에서 배출된 고온 고압의 냉매는 제1 밸브(102)를 통해 수냉식 열교환기(103)를 통과한다. 수냉식 열교환기(103)를 통과한 냉매는 제2 팽창수단(104)에서 팽창된 후 공랭식 컨덴서(105)로 유입되고 제1 냉매분지라인(192)으로 배출되어 수냉식 컨덴서(110)를 통과하여 전장품(112)의 폐열을 회수한 후 제3 밸브(196)를 지나 어큐뮬레이터(109)를 지나 압축기(101)로 반복 순환된다.
지금까지 본 발명에 따른 차량용 히트펌프 시스템은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 공조케이스(180)의 내부에 구비되어 공기와 냉매를 열교환시키는 증발기(108)를 포함하는 냉매순환루프와, 공조케이스(180)의 내부에 구비되어 공기와 냉각수를 열교환시키는 히터코어(116)를 순환하는 제1 냉각수라인(172)과, 차량 전장품(112)을 쿨링하기 위한 제2 냉각수라인(171)을 포함하고,
    냉매와 제1 냉각수라인(172)의 냉각수가 열교환하는 제1 냉매냉각수 열교환기; 및
    냉매와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수가 열교환하는 제2 냉매냉각수 열교환기를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    냉방 모드 시, 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(101), 냉매와 공기를 열교환시키는 공랭식 컨덴서(105), 냉매를 팽창시키는 제1 팽창수단(107) 및 상기 증발기(108)를 순환하는 제1 냉매순환루프; 및
    난방 모드 시, 상기 압축기(101), 상기 제1 냉매냉각수 열교환기, 냉매를 팽창시키는 제2 팽창수단(104), 상기 공랭식 컨덴서(105)를 순환하는 제2 냉매순환루프를 구성하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 냉각수라인(172)은 상기 히터코어(116)와 엔진(115)을 연결하여 냉각수가 순환되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉매냉각수 열교환기는 엔진(115)과 히터코어(116) 사이의 제1 냉각수라인(172)에 구비되어 압축기(101)를 통과한 고온 고압의 냉매를 제1 냉각수라인(172)의 냉각수와 열교환시키는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 냉각수라인(171)에 구비되어 냉각수와 공기를 열교환시키는 저온 라디에이터(114)를 포함하며,
    상기 제2 냉매냉각수 열교환기는 상기 제1 냉매순환루프의 압축기(101)와 공랭식 컨덴서(105) 사이의 냉매라인에 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 냉매냉각수 열교환기는 저온 라디에이터(114)와 전장품(112)의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  7. 제5 항에 있어서,
    압축기(101)에서 배출된 냉매의 냉매라인(191)에서 분지되어 상기 제2 냉매냉각수 열교환기를 통과하는 제1 냉매분지라인(192); 및
    압축기(101)에서 배출된 냉매를 제1 냉매냉각수 열교환기와 제2 냉매냉각수 열교환기로 선택적으로 유동시키는 제1 밸브(102)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 냉매분지라인(192)은 제2 팽창수단(104)과 공랭식 컨덴서(105)의 사이에 연결되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  9. 제5 항에 있어서,
    공랭식 컨덴서(105)의 하류측 냉매라인(191)에서 분지되어 증발기(108)를 바이패스하며 압축기(101)로 합류하는 제2 냉매분지라인(193);
    상기 제2 냉매분지라인(193)에 구비되고 상기 전장품(112)과 저온 라디에이터(114) 사이에 배치되어, 제2 냉매분지라인(193)의 냉매와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수를 열교환시키는 칠러(111); 및
    공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매를 증발기(108)와 칠러(111)로 선택적으로 유동시키는 제2 밸브(106)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  10. 제5 항에 있어서,
    상기 제2 냉매순환루프는 압축기(101), 제1 냉매냉각수 열교환기, 제2 팽창수단(104), 공랭식 컨덴서(105)의 순서로 유동한 냉매가 제1 냉매순환루프의 공랭식 컨덴서(105)의 입구를 통해 상기 제2 냉매냉각수 열교환기를 지나 압축기(101)를 순환하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 공랭식 컨덴서(105)는, 냉매라인과 연결되는 것으로서, 냉방 모드 시 냉매의 입구임과 아울러 난방 모드 시 냉매의 출구인 제1 연결부(1501)와, 냉방 모드 시 냉매의 출구인 제2 연결부(1502)와, 난방 모드 시 냉매의 입구인 제3 연결부(1503)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  12. 제10 항에 있어서,
    상기 공랭식 컨덴서(105)와 제1 팽창수단(107) 사이의 냉매라인에 냉방 모드 시 냉매라인 유로를 개방하고 난방 모드 시 유로를 폐쇄하는 제2 밸브(106)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  13. 제10 항에 있어서,
    압축기(101)에서 배출된 냉매의 냉매라인(191)에서 분지되어 상기 제2 냉매냉각수 열교환기를 통과하는 제1 냉매분지라인(192);
    압축기(101)에서 배출된 냉매를 제1 냉매냉각수 열교환기와 제2 냉매냉각수 열교환기로 선택적으로 유동시키는 제1 밸브(102);
    상기 제1 밸브(102)와 제2 냉매냉각수 열교환기 사이의 제1 냉매분지라인(192)에서 분지되어 압축기(101)의 상류측에 연결되는 제3 냉매분지라인(195); 및
    상기 제3 냉매분지라인(915)에 구비되어 냉방 모드 시 유로를 폐쇄하고 난방 모드 시 유로를 개방하는 제3 밸브(196)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  14. 제1 항에 있어서,
    히트펌프 모드 시 압축기 토출 냉매와 제1 냉각수라인(172)의 히터코어 유입 전 냉각수를 열교환하고, 냉방모드 시 압축기 토출 냉매와 제2 냉각수라인(171)의 전장풍 유입 전 냉각수를 열교환하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  15. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 냉매냉각수 열교환기와 제2 냉매냉각수 열교환기는 하나의 열교환기로 일체화 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  16. 제15 항에 있어서,
    냉매는 상기 제1 냉매냉각수 열교환기와 제2 냉매냉각수 열교환기를 모두 통과하고, 냉각수 라인은 분리하여 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  17. 냉매를 압축하여 배출하는 압축기(101); 공조케이스(180)의 내부에 구비되어 공기와 냉매를 열교환시키는 증발기(108); 공조케이스(180)의 내부에 구비되어 공기와 냉각수를 열교환시키는 히터코어(116); 상기 히터코어(116)와 엔진(115)을 연결하여 냉각수가 순환되는 제1 냉각수라인(172); 차량 전장품(112)을 순환하는 제2 냉각수라인(171); 상기 제2 냉각수라인(171)에 구비되어 냉각수와 공기를 열교환시키는 저온 라디에이터(114); 상기 저온 라디에이터(114)와 전장품(112) 사이의 제2 냉각수라인(171)에 구비되는 수냉식 컨덴서(110); 및 상기 히터코어(116)와 엔진(116) 사이의 제1 냉각수라인(172)에 구비되는 수냉식 열교환기(103)를 포함하며,
    상기 수냉식 열교환기(103)와 수냉식 컨덴서(110)는 일체화 형성되어 모듈부(140)를 구성하며, 상기 압축기(101)에서 배출된 냉매가 상기 수냉식 열교환기(103) 및 수냉식 컨덴서(110)를 모두 통과하여 각각 제1 냉각수라인(172)의 냉각수와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수와 열교환되는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 증발기(108)의 상류측에 구비되어, 냉매를 팽창시키는 제1 팽창수단(107); 및
    상기 수냉식 컨덴서(110)와 공랭식 컨덴서(105)의 사이에 구비되어, 냉방 모드 시 투웨이 밸브(2Way valve)로 작동하고 난방 모드 시 오리피스(Orifice)로 작동하는 제2 팽창수단(104)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
  19. 제17 항에 있어서,
    공랭식 컨덴서(105)의 하류측 냉매라인(191)에서 분지되어 증발기(108)를 바이패스하며 압축기(101)로 합류하는 제2 냉매분지라인(193);
    상기 제2 냉매분지라인(193)에 구비되고 상기 전장품(112)과 저온 라디에이터(114) 사이에 배치되어, 제2 냉매분지라인(193)의 냉매와 제2 냉각수라인(171)의 냉각수를 열교환시키는 칠러(111); 및
    공랭식 컨덴서(105)를 통과한 냉매를 증발기(108)와 칠러(111)로 선택적으로 유동시키는 제2 밸브(106)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 히트펌프 시스템.
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