KR100484634B1 - Heat Pump System for Automobile - Google Patents
Heat Pump System for Automobile Download PDFInfo
- Publication number
- KR100484634B1 KR100484634B1 KR10-2003-0041686A KR20030041686A KR100484634B1 KR 100484634 B1 KR100484634 B1 KR 100484634B1 KR 20030041686 A KR20030041686 A KR 20030041686A KR 100484634 B1 KR100484634 B1 KR 100484634B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- heat exchanger
- flow path
- refrigerant
- valve
- cooling
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/32—Cooling devices
- B60H1/3204—Cooling devices using compression
- B60H1/3228—Cooling devices using compression characterised by refrigerant circuit configurations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00485—Valves for air-conditioning devices, e.g. thermostatic valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00821—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being ventilating, air admitting or air distributing devices
- B60H1/00835—Damper doors, e.g. position control
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H1/00899—Controlling the flow of liquid in a heat pump system
- B60H1/00907—Controlling the flow of liquid in a heat pump system where the flow direction of the refrigerant changes and an evaporator becomes condenser
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/20—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves
- F25B41/26—Disposition of valves, e.g. of on-off valves or flow control valves of fluid flow reversing valves
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F25—REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
- F25B—REFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
- F25B41/00—Fluid-circulation arrangements
- F25B41/30—Expansion means; Dispositions thereof
- F25B41/31—Expansion valves
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00935—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising four way valves for controlling the fluid direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60H—ARRANGEMENTS OF HEATING, COOLING, VENTILATING OR OTHER AIR-TREATING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR PASSENGER OR GOODS SPACES OF VEHICLES
- B60H1/00—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices
- B60H1/00642—Control systems or circuits; Control members or indication devices for heating, cooling or ventilating devices
- B60H1/00814—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation
- B60H1/00878—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices
- B60H2001/00949—Control systems or circuits characterised by their output, for controlling particular components of the heating, cooling or ventilating installation the components being temperature regulating devices comprising additional heating/cooling sources, e.g. second evaporator
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Air-Conditioning For Vehicles (AREA)
Abstract
본 발명은, 시스템의 성능 저하나 시스템 구조의 복잡화를 초래하지 않고 냉 ·난방과 제습 기능을 원활히 수행할 수 있는 차량용 히트 펌프 장치를 개시한다.The present invention discloses a heat pump apparatus for a vehicle capable of smoothly performing cooling, heating, and dehumidification functions without incurring deterioration of system performance or complexity of the system structure.
본 발명의 구성은, 운전 모드에 따라 응축기 및 증발기로 기능 변환이 가능한 제1열교환기 및 제2열교환기, 압축기, 팽창밸브를 포함한 차량용 히트 펌프 장치에 있어서, 상기 제1열교환기와 상기 팽창밸브의 사이에 운전 모드에 따라 상기 제1열교환기와 동일한 기능을 하는 보조 열교환기가 차량 실내 공기의 도입이 가능하도록 설치되고, 상기 팽창밸브는 냉방 및 난방의 운전 모드에 따라 냉방용 팽창밸브와 난방용 팽창밸브로 전환되는 복합형 팽창밸브인 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a vehicle heat pump apparatus including a first heat exchanger, a second heat exchanger, a compressor, and an expansion valve that can be converted into a condenser and an evaporator according to an operation mode. An auxiliary heat exchanger having the same function as the first heat exchanger is installed to enable the introduction of vehicle indoor air, and the expansion valve is a cooling expansion valve and a heating expansion valve according to the operation mode of cooling and heating. It is characterized in that the composite expansion valve is switched.
Description
본 발명은 공기조화장치에 관련된 것으로서, 보다 상세하게는 차량 실내에 대한 냉 ·난방과 제습을 수행하는 차량용 히트 펌프 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air conditioner, and more particularly, to a heat pump apparatus for a vehicle that performs cooling, heating, and dehumidification of a vehicle interior.
통상적으로 냉매 싸이클을 이용하여 실내에 대한 냉 ·난방을 비롯한 공기청정 및 가습을 수행하는 공기조화장치는, 차내의 쾌적한 운행 환경을 조성하기 위해 대다수의 현행 차량에도 적용되고 있는 실정이다.In general, an air conditioner that performs air cleaning and humidification including cooling and heating of a room using a refrigerant cycle has been applied to a large number of current vehicles to create a comfortable driving environment in a vehicle.
이러한 공기조화장치 가운데, 특히 냉 ·난방은 히트 펌프(heat pump)에 의해 수행되는데, 이 히트 펌프는 저온의 열원으로부터 열을 흡수하여 고온의 열원에 열을 가하는 장치로서, 냉매 계통의 절환을 통한 배열과 흡열에 의해 냉 ·난방을 하게 된다.Among these air conditioners, in particular, cooling and heating is performed by a heat pump, which is a device that absorbs heat from a low temperature heat source and heats the high temperature heat source. Cooling and heating are performed by arrangement and endotherm.
첨부도면 도 1에는 이와 같은 차량용 히트 펌프 장치에 대한 통상적인 예가 도시되어 있다. 도면에서와 같이, 히트 펌프 장치는, 냉매를 고온 고압으로 압축하는 압축기(110), 냉각팬(121)에 의해 냉매를 고압 액상의 상태로 강제 냉각하는 응축기(120), 응축기(120)에서 액화한 냉매를 일시 저장하는 냉방 및 난방용 수액기(130,130'), 고압 액상의 냉매를 저온 저압의 상태로 단열 팽창시키는 냉방 및 난방용 팽창밸브(140,140'), 블로어(151)에 의해 주위 공기의 열을 빼앗아 다시 압축기(110)로 냉매를 이송시키는 증발기(150), 그리고 엔진(200)을 순환하면서 가열된 냉각수에 의해 가열되어 그 열기를 차실내로 유입시키는 히터(160) 등으로 이루어져 있다.In the accompanying drawings, a typical example of such a vehicle heat pump apparatus is shown. As shown in the figure, the heat pump apparatus liquefies in the condenser 120 and the condenser 120 forcibly cooling the refrigerant in a high pressure liquid state by the compressor 110 and the cooling fan 121 for compressing the refrigerant at a high temperature and high pressure. Cooling and heating receivers for temporarily storing a refrigerant (130,130 '), cooling and heating expansion valves (140,140') and blower (151) for adiabatic expansion and expansion of the high-pressure liquid refrigerant in a state of low temperature and low pressure, blower 151 It takes the evaporator 150 to take the refrigerant back to the compressor 110, and the heater 160, which is heated by the cooling water heated while circulating the engine 200 to introduce the heat into the vehicle interior.
한편, 이러한 히트 펌프 장치의 가동에 의한 난방시, 차량 실내외의 온도차에 의해 차량 전면의 윈드실드글래스에 습기가 응결되어 운전자의 전방 시야를 가리게 된다. 이를 방지하기 위해 외부의 공기를 차창측으로 도입하여 제습을 하게 되는데, 외부의 차가운 공기를 도입하게 되면 히트 펌프 시스템의 성능이 저하되는 문제점이 있다.On the other hand, during heating by the operation of the heat pump device, moisture condenses on the windshield glass on the front of the vehicle due to a temperature difference between the inside and the outside of the vehicle, thereby obstructing the driver's forward view. In order to prevent this, the outside air is introduced to the windshield side to dehumidify, and when the external cold air is introduced, there is a problem in that the performance of the heat pump system is deteriorated.
이에 따라, 난방시 증발기의 역할을 하는 별도의 열교환기를 차량 실내에 추가로 설치함으로써, 차실내의 수분을 응축시키고 외부로 배출하여 운전자의 전방 시야를 확보하는 기술이 제시된 바 있다. 그러나, 이러한 열교환기의 추가는 시스템의 구조를 복잡하게 하는 문제점이 있다.Accordingly, by additionally installing a separate heat exchanger, which serves as an evaporator during heating, in the vehicle interior, a technology for condensing moisture in the interior of the vehicle and discharging it to the outside has been proposed to secure the driver's forward view. However, the addition of such heat exchangers has the problem of complicating the structure of the system.
본 발명은 전술한 바와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 그 목적은, 시스템의 성능 저하나 시스템 구조의 복잡화를 초래하지 않고 냉 ·난방과 제습 기능을 원활히 수행할 수 있는 차량용 히트 펌프 장치를 제공하는 데에 있다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a vehicle heat pump capable of smoothly performing cooling, heating and dehumidification functions without incurring deterioration of system performance or complexity of the system structure. It is to provide a device.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 장치는, 운전 모드에 따라 응축기 및 증발기로 기능 변환이 가능한 제1열교환기 및 제2열교환기, 압축기, 팽창밸브를 포함한 차량용 히트 펌프 장치에 있어서, 상기 제1열교환기와 상기 팽창밸브의 사이에 운전 모드에 따라 상기 제1열교환기와 동일한 기능을 하는 보조 열교환기가 차량 실내 공기의 도입이 가능하도록 설치되고, 상기 팽창밸브는 냉방 및 난방의 운전 모드에 따라 냉방용 팽창밸브와 난방용 팽창밸브로 전환되는 복합형 팽창밸브인 것을 기술적 요지로 한다.The vehicle heat pump apparatus according to the present invention for achieving the above object, in the vehicle heat pump apparatus including a first heat exchanger and a second heat exchanger, a compressor, an expansion valve capable of converting a function into a condenser and an evaporator according to a driving mode. The auxiliary heat exchanger is provided between the first heat exchanger and the expansion valve in such a manner that the auxiliary heat exchanger having the same function as the first heat exchanger is capable of introducing vehicle indoor air, and the expansion valve is a cooling and heating operation mode. According to the technical gist of the present invention is a composite expansion valve which is converted into an expansion valve for cooling and an expansion valve for heating.
여기서, 상기 보조 열교환기는, 보다 구체적으로 차량 실내의 공조 케이스에 설치되는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the auxiliary heat exchanger is more specifically installed in the air conditioning case of the vehicle interior.
또, 상기 보조 열교환기에는 보조 열교환기로부터 배출되는 공기의 양을 조절하는 댐퍼가 설치될 수도 있다.In addition, the auxiliary heat exchanger may be provided with a damper for adjusting the amount of air discharged from the auxiliary heat exchanger.
그리고, 상기 복합형 팽창밸브는, 냉방모드시 냉매가 흐르는 제1유로와, 난방모드시 냉매가 흐르는 제2유로가 각각 형성된 밸브 바디; 상기 제1유로와 상기 제2유로의 교차 부위에서 냉매의 유량을 조절하는 솔레노이드밸브; 냉방 모드시에는 냉매의 유입구가 되고, 난방 모드시에는 냉매의 유출구가 되는 제1출입구; 난방 모드시에는 냉매의 유입구가 되고, 냉방 모드시에는 냉매의 유출구가 되는 제2출입구; 상기 제1출입구와 상기 솔레노이드밸브 사이의 제1유로중에 설치되어, 냉방 모드시에만 개방되는 제1체크밸브; 상기 솔레노이드밸브와 상기 제2출입구 사이의 제1유로중에 설치되어, 냉방 모드시에만 개방되는 제2체크밸브; 상기 제2출입구와 상기 솔레노이드밸브 사이의 제2유로중에 설치되어, 난방 모드시에만 개방되는 제3체크밸브; 및 상기 솔레노이드밸브와 상기 제1출입구 사이의 제2유로중에 설치되어, 난방 모드시에만 개방되는 제4체크밸브를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.The complex expansion valve may further include: a valve body having a first flow path through which the refrigerant flows in the cooling mode and a second flow path through which the refrigerant flows in the heating mode; A solenoid valve controlling a flow rate of the refrigerant at an intersection of the first flow path and the second flow path; A first inlet that serves as an inlet for the refrigerant in the cooling mode and an outlet for the refrigerant in the heating mode; A second inlet which serves as an inlet of the refrigerant in the heating mode and an outlet of the refrigerant in the cooling mode; A first check valve installed in a first flow path between the first inlet and the solenoid valve and opened only in a cooling mode; A second check valve installed in the first flow path between the solenoid valve and the second inlet and opened only in the cooling mode; A third check valve installed in a second flow path between the second inlet and the solenoid valve and opened only in a heating mode; And a fourth check valve installed in the second flow path between the solenoid valve and the first entrance, and opened only in the heating mode.
여기서, 상기 밸브 바디는, 상기 솔레노이드밸브가 설치되는 어퍼 바디; 상기 제1 및 제2출입구와 상기 제1 및 제3체크밸브가 구비되는 로어 바디; 상기 어퍼 바디와 상기 로어 바디의 사이에 개재되어 상기 제2 및 제4체크밸브가 설치되는 씰링판으로 이루어질 수 있다.Here, the valve body, the upper body is the solenoid valve is installed; A lower body including the first and second inlets and the first and third check valves; Interposed between the upper body and the lower body may be formed of a sealing plate in which the second and fourth check valves are installed.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a∼2d는 각각 본 발명의 히트 펌프 장치를 나타낸 도면으로서, 운전 모드에 따른 냉매의 흐름 방향과 장치의 작동 상황이 표시되어 있다.2A to 2D are views showing the heat pump apparatus of the present invention, respectively, in which the flow direction of the refrigerant according to the operation mode and the operation status of the apparatus are displayed.
도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 히트 펌프 장치는, 압축기(1)와 제1열교환기(2) 및 제2열교환기(3), 그리고 팽창밸브(4)를 주요 구성 요소로 갖추고 있다. 아울러, 제1열교환기(2)와 팽창밸브(4)를 잇는 배관의 도중에는 수액기(5)가 설치되어 있고, 압축기(1)와 제1열교환기(2) 및 제2열교환기(3)를 각각 연결하는 배관에는 냉매의 유로를 변경하는 사방밸브(6)가 설치되어 있으며, 압축기(1)의 입구측에는 냉매중의 이물질과 습기를 제거하는 어큐뮬레이터(7)가 설치되어 있다.As shown in the figure, the heat pump apparatus of the present invention includes a compressor 1, a first heat exchanger 2 and a second heat exchanger 3, and an expansion valve 4 as main components. In addition, a receiver 5 is provided in the middle of the pipe connecting the first heat exchanger 2 and the expansion valve 4, and the compressor 1, the first heat exchanger 2, and the second heat exchanger 3 are provided. The four-way valve 6 is provided with four-way valves 6 for changing the flow path of the refrigerant, and an accumulator 7 for removing foreign matter and moisture in the refrigerant is provided at the inlet side of the compressor 1.
특히, 상기 제1열교환기(2)와 제2열교환기(3)는 냉방이나 난방 또는 제습 등의 운전 모드에 따라 각각 응축기 및 증발기로 기능 변환이 가능한 것이다.In particular, the first heat exchanger (2) and the second heat exchanger (3) is capable of function conversion to a condenser and an evaporator, respectively, depending on the operation mode, such as cooling, heating or dehumidification.
무엇보다도, 본 발명의 중요한 특징중 하나는, 제1열교환기(2)와 팽창밸브(4)의 사이에 운전 모드에 따라 제1열교환기(2)와 동일한 기능을 하는 보조 열교환기(8)가 구비된다는 점인데, 이 보조 열교환기(8)는, 제1열교환기(2)가 응축기로 기능할 때에는 보조 응축기로 기능하고, 제1열교환기(2)가 증발기로 기능할 때에는 보조 증발기로 기능하게 된다. 특히 이 보조 열교환기(8)는, 차량 전면의 윈드실드글래스측으로 제습용 공기를 배출할 수 있도록 차량 실내의 공조 케이스(9)에 설치되는 것이 바람직하며, 배출되는 공기의 양을 조절하는 댐퍼(8a)를 구비할 필요가 있다.Among other things, one of the important features of the present invention is that the auxiliary heat exchanger 8 functions the same as the first heat exchanger 2 depending on the mode of operation between the first heat exchanger 2 and the expansion valve 4. The auxiliary heat exchanger 8 functions as an auxiliary condenser when the first heat exchanger 2 functions as a condenser, and as an auxiliary evaporator when the first heat exchanger 2 functions as an evaporator. Function. In particular, the auxiliary heat exchanger (8) is preferably installed in the air conditioning case (9) inside the vehicle so as to discharge the dehumidifying air to the windshield glass side of the front of the vehicle, and a damper for adjusting the amount of air discharged ( It is necessary to provide 8a).
한편, 상기 팽창밸브(4)는, 냉방 및 난방의 운전 모드에 따라 냉방용 팽창밸브와 난방용 팽창밸브로 전환되는 복합형 팽창밸브로서, 그 구조는 도 3과 도 4a 및 4b에 나타나 있는 바와 같이, 상측의 어퍼 바디(11)와 하측의 로어 바디(12) 및 이들 사이에 개재된 씰링판(13)으로 구성된 단일체화된 구조의 밸브 바디(10)로 이루어져 있다. 특히, 밸브 바디(10) 즉, 어퍼 바디(11)와 로어 바디(12)의 내부에는 냉매가 흐르게 되는 유로가 형성되어 있는데, 이 유로는, 냉방 모드시에 냉매가 흐르는 제1유로(F1)와, 난방 모드시에 냉매가 흐르는 제2유로(F2)로 구분된다. 그리고, 이들 제1유로(F1)와 제2유로(F2)가 교차하는 부위, 예컨대 어퍼 바디(11)의 중앙부위에는, 제1유로(F1)와 제2유로(F2)를 통해 흐르는 냉매의 양을 조절하는 솔레노이드밸브(14)가 설치되어 있다. 또, 로어 바디(12)의 양측에는 각각 히트 펌프 장치의 응축기측과 증발기측에 대해 냉매가 유입 및 유출되는 출입구가 구비되어 있다. 특히, 이 출입구는, 냉방 모드시에는 냉매의 유입구로 기능하다가 난방 모드시에는 냉매의 유출구로 기능하는 제1출입구(12a)와, 난방 모드시에는 냉매의 유입구로 기능하다가 냉방 모드시에는 냉매의 유출구로 기능하는 제2출입구(12b)로 구분된다. 한편, 로어 바디(12)와 씰링판(13)에는 제1 및 제2출입구(12a,12b)를 통해 유입된 냉매가 제1유로(F1)와 제2유로(F2)중 어느 한쪽으로만 흐르도록 유도하는 체크밸브가 각각 설치되어 있다. 먼저, 도 4a에서와 같이, 냉방 모드시에는 제1출입구(12a)를 통해 냉매가 유입되어 제1유로(F1)를 거쳐 제2출입구(12b)로 배출되는데, 제1출입구(12a)로부터 솔레노이드밸브(14)에 이르는 로어 바디(12)내의 제1유로(F1)의 도중에 제1체크밸브(15)가 설치되어 있고, 다시 솔레노이드밸브(14)로부터 제2출입구(12b)에 이르는 제1유로(F1)의 도중 즉 씰링판(13)상에 제2체크밸브(16)가 설치되어 있다. 이에 따라, 이들 제1 및 제2체크밸브(15,16)에 의해 제1유로(F1)가 냉방 모드시에만 개방되고 난방 모드시에는 폐쇄된다. 다음으로, 도 4b에서와 같이, 난방 모드시에는 제2출입구(12b)를 통해 냉매가 유입되어 제2유로(F2)를 거쳐 제1출입구(12a)로 배출되는데, 제2출입구(12b)로부터 솔레노이드밸브(14)에 이르는 로어 바디(12)내의 제2유로(F2)의 도중에 제3체크밸브(17)가 설치되어 있고, 다시 솔레노이드밸브(14)로부터 제1출입구(12a)에 이르는 제2유로(F2)의 도중 즉 씰링판(13)상에 제4체크밸브(18)가 설치되어 있다. 이에 따라, 이들 제3 및 제4체크밸브(17,18)에 의해 제2유로(F2)가 난방 모드시에만 개방되고 냉방 모드시에는 폐쇄된다. 이와 같이, 본 발명에 개시된 복합형 팽창밸브는 제1∼제4체크밸브(15∼18)의 개폐에 의해 냉 ·난방 모드에 따라 유로가 자동적으로 변경된다.On the other hand, the expansion valve 4 is a composite expansion valve that is switched to the expansion expansion valve for cooling and the heating expansion valve in accordance with the operation mode of cooling and heating, the structure is shown in Figures 3 and 4a and 4b. The upper body 11 and the lower lower body 12 and the sealing body 13 interposed therebetween are composed of a valve body 10 having a unitary structure. In particular, a flow path through which the refrigerant flows is formed in the valve body 10, that is, the upper body 11 and the lower body 12, and the flow path includes a first flow path F1 through which the refrigerant flows in the cooling mode. And the second flow path F2 through which the coolant flows in the heating mode. The amount of the coolant flowing through the first flow path F1 and the second flow path F2 at a portion where the first flow path F1 and the second flow path F2 intersect, for example, the central portion of the upper body 11. The solenoid valve 14 for adjusting the pressure is provided. In addition, both sides of the lower body 12 are provided with entrances and exits through which refrigerant flows in and out of the condenser side and the evaporator side of the heat pump apparatus, respectively. In particular, the inlet / outlet functions as a first inlet 12a that functions as an inlet for the refrigerant in the cooling mode, and serves as an outlet for the refrigerant in the heating mode, and serves as an inlet for the refrigerant in the heating mode, and then serves as a refrigerant inlet during the cooling mode. It is divided into the 2nd entrance 12b which functions as an outlet. Meanwhile, the coolant introduced through the first and second inlets 12a and 12b flows into only one of the first flow path F1 and the second flow path F2 to the lower body 12 and the sealing plate 13. Check valves are provided to guide each other. First, as shown in FIG. 4A, in the cooling mode, the refrigerant flows in through the first entrance 12a and is discharged through the first passage F1 to the second entrance 12b, the solenoid from the first entrance 12a. The first check valve 15 is provided in the middle of the first flow path F1 in the lower body 12 leading to the valve 14, and the first flow path reaches the second inlet 12b from the solenoid valve 14 again. In the middle of F1, that is, on the sealing plate 13, the second check valve 16 is provided. As a result, the first flow path F1 is opened only in the cooling mode and closed in the heating mode by the first and second check valves 15 and 16. Next, as shown in FIG. 4B, in the heating mode, the refrigerant flows in through the second entrance 12b and is discharged through the second flow path F2 to the first entrance 12a, from the second entrance 12b. The third check valve 17 is provided in the middle of the second flow path F2 in the lower body 12 leading to the solenoid valve 14, and the second reaching the first inlet 12a from the solenoid valve 14 again. The fourth check valve 18 is provided in the middle of the flow path F2, that is, on the sealing plate 13. Accordingly, the second flow path F2 is opened only in the heating mode and closed in the cooling mode by the third and fourth check valves 17 and 18. As described above, in the composite expansion valve disclosed in the present invention, the flow path is automatically changed in accordance with the cooling / heating mode by opening and closing the first to fourth check valves 15 to 18.
이하에서는, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명에 따른 히트 펌프 장치의 작동에 대하여 각 운전 모드별로 설명한다.Hereinafter, the operation of the heat pump apparatus according to the present invention having the above configuration will be described for each operation mode.
먼저, 냉방 모드에서는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 압축기(1)에 의해 고온 고압으로 압축된 냉매가 제1열교환기(2)를 거치는데, 이 때의 제1열교환기(2)는 응축기(2)로 기능을 하게 된다. 이렇게 제1열교환기(2)에서 응축된 냉매는 수액기(5)로 들어가게 되고, 수액기(5)를 통과한 액상의 냉매는 공조 케이스(9)내의 보조 열교환기(8)를 지나게 되는데, 이 때 보조 열교환기(8)는 제1열교환기(2)와 마찬가지로 응축기로 기능하게 된다. 다만, 보조 열교환기(8)에 대한 공기의 유입은 이루어지지 않아 열교환 과정은 수반되지 않으며, 냉매는 팽창밸브(4)를 거쳐 제2열교환기(3)로 들어간다. 이 때 제2열교환기(3)는 증발기로 기능하게 됨으로써, 냉매는 저온 저압의 상태로 변환되어 어큐뮬레이터(7)에서 기액분리된 후, 압축기(1)로 다시 유입된다.First, in the cooling mode, as shown in FIG. 2A, a refrigerant compressed to high temperature and high pressure by the compressor 1 passes through the first heat exchanger 2, where the first heat exchanger 2 is a condenser. It functions as (2). The refrigerant condensed in the first heat exchanger 2 enters the receiver 5, and the liquid refrigerant passing through the receiver 5 passes through the auxiliary heat exchanger 8 in the air conditioning case 9. At this time, the auxiliary heat exchanger 8 functions as a condenser like the first heat exchanger 2. However, since the inflow of air to the auxiliary heat exchanger 8 is not made, no heat exchange process is involved, and the refrigerant enters the second heat exchanger 3 through the expansion valve 4. At this time, the second heat exchanger 3 functions as an evaporator, whereby the refrigerant is converted into a state of low temperature and low pressure, gas-liquid separated in the accumulator 7, and then flows back into the compressor 1.
한편, 봄이나 가을철의 운전 모드에서는 냉방 모드를 기본으로 하여 작동이 되는데, 도 2b에서와 같이, 제1열교환기(2)와 제2열교환기(3) 및 보조 열교환기(8)가 각각 냉방 모드에서와 같은 기능을 함과 아울러, 냉매의 흐름방향도 이와 동일하게 이루어진다. 다만, 공조 케이스(9)에 설치되어 있는 보조 열교환기(8)로 차실내의 공기가 유입되어, 증발기로 기능하는 제2열교환기(3)를 거쳐 수분이 제거된 공기가 응축기로 기능하는 보조 열교환기(8)를 통과함으로써, 차실내 온도가 과도하게 내려가지 않게 됨과 아울러 차창에 습기가 차지 않게 된다. 이 때, 보조 열교환기(8)를 통과하는 공기의 양은, 보조 열교환기(8)에 구비되어 있는 댐퍼(8a)의 작동에 의해 적절하게 조절될 수 있다.On the other hand, in the spring or autumn operation mode is operated based on the cooling mode, as shown in Figure 2b, the first heat exchanger (2), the second heat exchanger (3) and the auxiliary heat exchanger (8) are respectively cooled In addition to the same functions as in the mode, the flow direction of the refrigerant is made the same. However, the air inside the vehicle flows into the auxiliary heat exchanger 8 installed in the air conditioning case 9, and the air from which moisture is removed through the second heat exchanger 3 functioning as an evaporator functions as a condenser. By passing through the heat exchanger 8, the interior temperature of the vehicle is not excessively lowered and moisture is not absorbed in the vehicle window. At this time, the amount of air passing through the auxiliary heat exchanger 8 can be appropriately adjusted by the operation of the damper 8a provided in the auxiliary heat exchanger 8.
다음으로, 난방 모드에서는, 도 2c에 도시된 바와 같이, 압축기(1)에서 고온 고압으로 압축된 냉매는 공조 케이스(9)내의 제2열교환기(3)로 들어가는데, 이 때 제2열교환기(3)는 응축기로 기능하게 된다. 이에, 제2열교환기(3)에서 응축된 냉매는 팽창밸브(4)에서 팽창된 후, 보조 열교환기(8)로 들어가는데, 이 때 보조 열교환기(8)는 증발기로 기능하게 된다. 단, 보조 열교환기(8)에 대한 공기의 유입은 이루어지지 않아 열교환 과정은 수반되지 않으며, 냉매는 수액기(5)를 거쳐 제1열교환기(2)로 들어간다. 이 때 제1열교환기(2)는 증발기로 기능하게 됨으로써, 냉매는 저온 저압의 상태로 되어 어큐뮬레이터(7)를 거쳐 다시 압축기(1)로 유입된다.Next, in the heating mode, as shown in FIG. 2C, the refrigerant compressed at high temperature and high pressure in the compressor 1 enters the second heat exchanger 3 in the air conditioning case 9, where the second heat exchanger ( 3) will function as a condenser. Accordingly, the refrigerant condensed in the second heat exchanger 3 is expanded in the expansion valve 4 and then enters the auxiliary heat exchanger 8, at which time the auxiliary heat exchanger 8 functions as an evaporator. However, the inflow of air to the auxiliary heat exchanger (8) is not made, so no heat exchange process is involved, and the refrigerant enters the first heat exchanger (2) through the receiver (5). At this time, the first heat exchanger 2 functions as an evaporator, whereby the coolant is brought into the compressor 1 again through the accumulator 7 in a state of low temperature and low pressure.
다음으로, 동절기와 같이 추운 날씨에 차창의 제습을 위한 운전 모드는 난방 모드를 기본으로 하여 작동이 되는데, 도 2d에서와 같이, 제1열교환기(2)와 제2열교환기(3) 및 보조 열교환기(8)가 각각 난방 모드에서와 같은 기능을 함과 아울러, 냉매의 흐름방향도 이와 동일하게 이루어진다. 다만, 공조 케이스(9)에 설치되어 있는 보조 열교환기(8)로 차실내의 공기가 유입되어, 응축기로 기능하는 제2열교환기(3)를 거친 공기와 증발기로 기능하는 보조 열교환기(8)를 통과하여 수분이 제거된 공기가 서로 혼합됨으로써, 차창에 습기가 차지 않게 된다. 이 때도, 보조 열교환기(8)를 통과하는 공기의 양은, 댐퍼(8a)의 작동에 의해 적절하게 조절될 수 있다.Next, the operation mode for dehumidifying the windshield in cold weather, such as winter season is operated based on the heating mode, as shown in Figure 2d, the first heat exchanger (2) and the second heat exchanger (3) and auxiliary The heat exchanger 8 functions as in the heating mode, respectively, and the flow direction of the refrigerant is the same. However, the air inside the vehicle flows into the auxiliary heat exchanger 8 installed in the air conditioning case 9, and the auxiliary heat exchanger 8 functions as an air and an evaporator via the second heat exchanger 3 functioning as a condenser. The air from which moisture has been removed through () is mixed with each other, so that the window does not get moisture. At this time, the amount of air passing through the auxiliary heat exchanger 8 can be appropriately adjusted by the operation of the damper 8a.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 히트 펌프 장치는, 간단한 구조에 의해 냉 ·난방과 제습 기능을 구현하게 되며, 보조 열교환기의 채용으로 별도로 외기의 도입 없이 제습 기능의 수행이 가능하여 시스템의 성능을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the vehicle heat pump apparatus according to the present invention implements a cooling / heating and dehumidification function by a simple structure, and by adopting an auxiliary heat exchanger, the dehumidification function can be performed without the introduction of outside air. Has the effect of improving performance.
도 1은 종래의 차량용 히트 펌프 장치를 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing a conventional vehicle heat pump apparatus,
도 2a는 냉방 모드시 본 발명의 히트 펌프 장치를 나타낸 구성도,Figure 2a is a block diagram showing a heat pump apparatus of the present invention in the cooling mode,
도 2b는 냉방-제습 모드시 본 발명의 히트 펌프 장치를 나타낸 구성도,Figure 2b is a block diagram showing a heat pump apparatus of the present invention in the cooling-dehumidification mode,
도 2c는 난방 모드시 본 발명의 히트 펌프 장치를 나타낸 구성도,Figure 2c is a block diagram showing a heat pump device of the present invention in the heating mode,
도 2d는 난방-제습 모드시 본 발명의 히트 펌프 장치를 나타낸 구성도,Figure 2d is a schematic view showing a heat pump apparatus of the present invention in the heating-dehumidification mode,
도 3은 본 발명의 히트 펌프 장치에 적용되는 복합형 팽창밸브의 외관을 나타낸 사시도,Figure 3 is a perspective view showing the appearance of the composite expansion valve applied to the heat pump device of the present invention,
도 4a는 냉방 모드에서의 냉매 흐름을 나타낸 도 3의 팽창밸브에 대한 종단면도,Figure 4a is a longitudinal cross-sectional view of the expansion valve of Figure 3 showing the refrigerant flow in the cooling mode;
도 4b는 난방 모드에서의 냉매 흐름을 나타낸 도 3의 팽창밸브에 대한 종단면도.4B is a longitudinal sectional view of the expansion valve of FIG. 3 showing refrigerant flow in heating mode.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 압축기 2 : 제1열교환기1: compressor 2: first heat exchanger
3 : 제2열교환기 4 : 복합형 팽창밸브3: second heat exchanger 4: composite expansion valve
5 : 수액기 6 : 사방밸브5: receiver 6: four-way valve
7 : 어큐뮬레이터 8 : 보조 열교환기7: accumulator 8: auxiliary heat exchanger
8a : 댐퍼 9 : 공조 케이스8a: damper 9: air conditioning case
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0041686A KR100484634B1 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Heat Pump System for Automobile |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0041686A KR100484634B1 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Heat Pump System for Automobile |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20050001504A KR20050001504A (en) | 2005-01-07 |
| KR100484634B1 true KR100484634B1 (en) | 2005-04-22 |
Family
ID=37217156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR10-2003-0041686A KR100484634B1 (en) | 2003-06-25 | 2003-06-25 | Heat Pump System for Automobile |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR100484634B1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101435019B1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-08-29 | 갑을오토텍(주) | Air conditioner for cooling, warming and dehumidification |
| KR20160031939A (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-23 | 한온시스템 주식회사 | Heat pump and hvac system architecture for electric vehicles |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101703666B1 (en) * | 2011-02-15 | 2017-02-07 | 한온시스템 주식회사 | Heat pump system for vehicle |
-
2003
- 2003-06-25 KR KR10-2003-0041686A patent/KR100484634B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101435019B1 (en) * | 2012-12-31 | 2014-08-29 | 갑을오토텍(주) | Air conditioner for cooling, warming and dehumidification |
| KR20160031939A (en) * | 2014-09-15 | 2016-03-23 | 한온시스템 주식회사 | Heat pump and hvac system architecture for electric vehicles |
| KR101663406B1 (en) * | 2014-09-15 | 2016-10-14 | 한온시스템 주식회사 | Heat pump and hvac system architecture for electric vehicles |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20050001504A (en) | 2005-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9211778B2 (en) | Vehicle air conditioning device | |
| CN106608157B (en) | Air conditioning system and air conditioning control method | |
| JP3233771B2 (en) | Vehicle air conditioner | |
| JP5640485B2 (en) | Air conditioner for vehicles | |
| JP2003291635A (en) | Air-conditioner | |
| CN107139685B (en) | Automobile, heat pump air conditioning system, automobile heat pump air conditioning assembly and control method of automobile heat pump air conditioning assembly | |
| EP3786546B1 (en) | Heat pump system | |
| JP2000052757A (en) | Air-conditioning and heating equipment for automobile | |
| JP2004224107A (en) | Air conditioner for vehicle | |
| JPH05178068A (en) | Air conditioner for vehicle | |
| KR101712069B1 (en) | Heat pump type cooling and heating system for vehicle | |
| US11117447B2 (en) | Air conditioner for vehicle | |
| JP5510374B2 (en) | Heat exchange system | |
| US20210260955A1 (en) | Heat pump system | |
| KR100484634B1 (en) | Heat Pump System for Automobile | |
| CN110608541B (en) | Heat pump system | |
| KR101886077B1 (en) | Hvac module for vehicle | |
| JP5346528B2 (en) | Air conditioning system for vehicles | |
| JP3929606B2 (en) | Air conditioner for automobile | |
| JPH0891042A (en) | Heat pump type air-conditioning cooling and heating equipment | |
| KR100485433B1 (en) | Air conditioner capable of mixing and circulating room air and outside air, and defrosting function | |
| US20240092139A1 (en) | Heating, ventilation, and air conditioner for an electric vehicle | |
| JPH11334353A (en) | Air conditioner for vehicle | |
| CN218544870U (en) | Dual-mode dehumidification automobile air conditioning system | |
| CN212828368U (en) | Rail vehicle and air conditioning system thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120413 Year of fee payment: 8 |
|
| LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |