KR20220159613A

KR20220159613A - Automotive air conditioning system

Info

Publication number: KR20220159613A
Application number: KR1020210067411A
Authority: KR
Inventors: 김철민
Original assignee: 주식회사 두원공조
Priority date: 2021-05-26
Filing date: 2021-05-26
Publication date: 2022-12-05

Abstract

The present invention relates to a cooling and heating system for a vehicle, which can improve packaging properties. The cooling and heating system for a vehicle comprises: a compressor; a first heat exchanger connected to the compressor by a first flow path; a second heat exchanger; a third heat exchanger; a fourth heat exchanger; an expansion valve unit for expanding and depressurizing a refrigerant; an opening and closing valve unit; and a control unit connected to the expansion valve unit and the opening and closing valve unit.

Description

차량용 냉난방 시스템{Automotive air conditioning system}Vehicle air conditioning system {Automotive air conditioning system}

본 발명은 차량용 냉난방 시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 제2열교환기에서 냉각수와 열교환된 냉매를 이용하여 차량의 냉난방을 실시하는 차량용 냉난방 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a cooling and heating system for a vehicle, and more particularly, to a cooling and heating system for a vehicle that cools and heats a vehicle by using a refrigerant heat-exchanged with cooling water in a second heat exchanger.

한국 공개특허 제10-2020-0061457호(2020.06.03.)를 참조하면, 차량용 공조장치는 통상적으로 차량의 실내를 냉방하기 위한 냉방시스템과, 차량의 실내를 난방하기 위한 난방시스템을 포함하여 이루어진다. 상기 냉방 시스템은, 증발기의 외부를 통과하는 공기를 증발기 내부를 흐르는 냉매와 열교환시켜 냉기로 바꾸어, 차량 실내를 냉방하도록 구성되고, 상기 난방 시스템은 냉각수 사이클의 히터코어 측에서 히터코어 외부를 통과하는 공기를 히터코어 내부를 흐르는 냉각수와 열교환시켜 온기로 바꾸어 차량 실내를 난방하도록 구성된다.Referring to Korean Patent Publication No. 10-2020-0061457 (2020.06.03.), an air conditioner for a vehicle typically 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 is configured to cool the interior of the vehicle by exchanging heat with the refrigerant flowing inside the evaporator to exchange air passing through the outside of the evaporator with the refrigerant flowing inside the evaporator to cool the interior of the vehicle. The air is heated by exchanging heat with the coolant flowing inside the heater core to convert the air into warm air, thereby heating the interior of the vehicle.

한편, 상기한 차량용 공조장치와는 다른 것으로, 하나의 냉매사이클을 이용하여 냉매의 유동방향을 전환함으로써, 냉방과 난방을 선택적으로 수행할 수 있는 히트펌프 시스템이 적용되고 있는데, 예컨데 2개의 열교환기와, 냉매의 유동방향을 전활할 수 있는 3웨이밸브인 방향조절밸브를 구비한다. 따라서, 방향조절밸브에 의한 냉매의 유동방향에 따라 냉방과 난방이 가능하게 된다. 또한, 3웨이밸브가 아닌 2웨이밸브를 복수개 사용하여 2웨이밸브를 선택적으로 개폐하여 냉방과 난방을 가능하게 한다.On the other hand, different from the above-mentioned vehicle air conditioner, a heat pump system capable of selectively performing cooling and heating by changing the flow direction of the refrigerant using one refrigerant cycle is applied. For example, two heat exchangers and , It is provided with a directional control valve, which is a three-way valve that can switch the flow direction of the refrigerant. Therefore, cooling and heating are possible according to the flow direction of the refrigerant by the direction control valve. In addition, by using a plurality of 2-way valves instead of 3-way valves, the 2-way valves are selectively opened and closed to enable cooling and heating.

그러나, 기존의 3웨이밸브인 방향조절밸브를 사용할 경우 방향조절밸브는 선택적 모드 전환만 가능하고, 복수개의 2웨이밸브를 사용할 경우 양방향 냉매 분기가 필요할 경우 각각의 2웨이밸브로 냉매 분배기능이 필요함에 따라 부품수가 증대되는 문제점이 발생하였다.However, when using the existing 3-way directional control valve, the directional control valve can only selectively switch modes, and when using multiple 2-way valves, if bi-directional refrigerant branching is required, each 2-way valve needs a refrigerant distribution function. Accordingly, a problem occurred in which the number of parts increased.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 냉매의 흐름을 전환하는 지점에 구비되는 3웨이밸브인 제1개폐밸브를 이용하여 필요 시 양방향 흐름 형성이 가능하여 부품의 최적화 및 패키징성을 향상시킬 수 있는 차량용 냉난방 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention was created to solve the above problems, and by using the first on-off valve, which is a 3-way valve provided at the point where the flow of refrigerant is switched, it is possible to form a bi-directional flow when necessary, thereby optimizing parts and packaging properties. Its purpose is to provide a cooling and heating system for vehicles that can improve the performance.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 토출하는 압축기; 상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 시 실내를 난방시키는 제1열교환기; 상기 제1열교환기와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 제2열교환기; 상기 제2열교환기와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 제3열교환기; 상기 제3열교환기와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 압축기와 제5유로에 의해 연결되며, 상기 제3열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 제4열교환기; 상기 제2유로, 상기 제4유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 상기 제4유로로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 팽창밸브부; 상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제1바이패스유로가 상기 제3유로에서 분기되는 지점, 상기 제4유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제2바이패스유로 상에 구비되는 개폐밸브부; 및 상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브부와 연결되며, 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부의 동작, 상기 개폐밸브부의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 냉난방 시스템을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention compresses the introduced refrigerant and discharges it in a high-temperature, high-pressure gaseous state; A first heat exchanger connected to the compressor by a first flow path, in which the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows in and exchanges heat with the air flowing in the air conditioning case to heat the room in a heating mode; a second heat exchanger connected to the first heat exchanger by a second flow path and condensing the refrigerant through heat exchange with cooling water by introducing the refrigerant discharged from the first heat exchanger; a third heat exchanger connected to the second heat exchanger by a third flow path and condensing the refrigerant through heat exchange with external air by taking in the refrigerant discharged from the second heat exchanger; Connected to the third heat exchanger by a fourth flow path, connected to the compressor by a fifth flow path, and supplying the refrigerant discharged from the third heat exchanger to the interior of the vehicle through the air conditioning case while vaporizing the refrigerant a fourth heat exchanger that cools the interior of the vehicle through heat exchange; an expansion valve unit provided on the second and fourth flow passages to expand and depressurize the refrigerant moving into the second and fourth flow passages; On the point where the first bypass flow path diverged from the third flow path and connected to the fifth flow path diverges from the third flow path, and on the second bypass flow path diverged from the fourth flow path and connected to the fifth flow path An on-off valve unit provided; and a control unit connected to the expansion valve unit and the opening/closing valve unit, and controlling the operation of the expansion valve unit, the opening/closing direction of the opening/closing valve unit, and the opening/closing of the expansion valve unit in response to each mode.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템에 있어서, 상기 팽창밸브부는 상기 제2유로 상에서 상기 제2열교환기의 전단에 구비되며, 제1난방모드, 제2난방모드 시 상기 제1열교환기에서 상기 제2열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 전자식팽창밸브와, 상기 제4유로 상에서 상기 제4열교환기의 전단에 구비되며 냉방모드 시 상기 제4유로를 통해 상기 제4열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 솔레노이드팽창밸브를 포함할 수 있다.In the cooling and heating system for a vehicle according to the present invention, the expansion valve unit is provided at the front end of the second heat exchanger on the second flow path, and the second heat exchanger in the first heat exchanger in the first heating mode and the second heating mode. An electronic expansion valve that expands and reduces pressure of the refrigerant supplied to the machine, and is provided at the front end of the fourth heat exchanger on the fourth flow path, and expands and reduces the pressure by expanding the refrigerant supplied to the fourth heat exchanger through the fourth flow path in cooling mode. It may include a solenoid expansion valve that does.

상기 개폐밸브부는 상기 제3유로 상에서 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되어 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 제1개폐밸브와, 상기 제2바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2바이패스유로를 선택적으로 개폐하는 제2개폐밸브를 포함할 수 있으며, 상기 제1개폐밸브는 3웨이밸브가 사용될 수 있고, 상기 제2개폐밸브는 2웨이밸브가 사용될 수 있다. The on/off valve unit includes a first on/off valve provided at a point where the first bypass flow path diverges on the third flow path and controlling a flow direction of the refrigerant moving to the third flow path, and on the second bypass flow path It may include a second on-off valve that is provided and selectively opens and closes the second bypass flow path, the first on-off valve may be a 3-way valve, and the second on-off valve may be a 2-way valve. .

상기 제1개폐밸브는 유입된 냉매를 양방향으로 동시에 토출이 가능할 수 있으며, 냉매 회로별 차압에 따라 동시에 냉매가 흐를 수 있도록 부분적으로 개방 제어가 가능할 수 있다.The first opening/closing valve may discharge the introduced refrigerant in both directions at the same time, and may partially control opening so that the refrigerant flows simultaneously according to the differential pressure of each refrigerant circuit.

상기 제1개폐밸브의 내부에 구비되는 볼에는 냉방모드 시 상기 제3열교환기와 연결되고 제2난방모드 시 제1바이패스유로와 연결되는 제1토출구와, 제1난방모드 시 상기 제3열교환기와 연결되는 제2토출구와, 제1난방모드 시 상기 제1바이패스유로와 연결되는 제3토출구와, 상기 제2열교환기와 연결되는 제3유로와 연결되는 주입구가 서로 연통될 수 있으며, 상기 주입구를 중심으로 상기 볼이 회전 시 상기 제1토출구, 상기 제2토출구, 및 상기 제3토출구 중 하나 이상이 개방될 수 있다.A ball provided inside the first opening/closing valve includes a first discharge port connected to the third heat exchanger in the cooling mode and connected to the first bypass passage in the second heating mode, and the third heat exchanger in the first heating mode. A second outlet connected to the outlet, a third outlet connected to the first bypass passage in the first heating mode, and an inlet connected to the third passage connected to the second heat exchanger may be in communication with each other, and the inlet may When the ball rotates around the center, at least one of the first discharge port, the second discharge port, and the third discharge port may be opened.

상기 제1토출구와 상기 제2토출구는 상기 주입구를 기준으로 직각되게 배치될 수 있으며, 상기 제2토출구와 상기 제3토출구는 상기 주입구를 중심으로 대응되게 위치할 수 있고, 상기 제1토출구와 상기 제2토출구는 동일한 직경을 가질 수 있으며, 상기 제3토출구는 상기 제1토출구 및 제2토출구 보다 작은 직경을 가질 수 있다.The first outlet and the second outlet may be disposed at right angles with respect to the inlet, the second outlet and the third outlet may be positioned corresponding to the inlet, and the first outlet and the The second outlet may have the same diameter, and the third outlet may have a smaller diameter than the first and second outlets.

냉방모드 시, 상기 제3유로 상에 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 제1개폐밸브는 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기 측으로 공급되도록 상기 제1토출구는 상기 제3열교환기 측으로 개방될 수 있고, 상기 제2토출구 및 상기 제3토출구는 닫힐 수 있으며, 상기 제2바이패스유로 상에 구비되는 제2개폐밸브는 닫혀 상기 제2바이패스유로로 냉매를 이동시키지 않을 수 있고, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 전자식팽창밸브는 열릴 수 있으며, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 상기 제4유로를 통해 상기 제4열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the cooling mode, the first opening/closing valve provided on the third flow path at a branch point of the first bypass flow path supplies the refrigerant discharged from the second heat exchanger to the third heat exchanger. The discharge port may be opened toward the third heat exchanger, the second discharge port and the third discharge port may be closed, and the second on-off valve provided on the second bypass flow path may be closed to flow to the second bypass flow path. The refrigerant may not be moved, the electronic expansion valve of the expansion valve part provided on the second flow path may be opened, and the solenoid expansion valve of the expansion valve part provided on the fourth flow path may pass through the fourth flow path. 4The refrigerant supplied to the heat exchanger can be expanded.

제1난방모드 시, 상기 제3유로 상에 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 제1개폐밸브는 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기 및 상기 제1바이패스유로 측으로 공급되도록 제2토출구와 상기 제3토출구는 각각 상기 제3열교환기 측과 상기 제1바이패스유로 측으로 개방될 수 있고, 상기 제1토출구는 닫힐 수 있으며, 상기 제2바이패스유로 상에 구비되는 제2개폐밸브는 열려 상기 제2바이패스유로로 냉매를 이동시킬 수 있고, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 닫혀 상기 제4유로로 냉매를 이동시키지 않을 수 있으며, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 전자식팽창밸브는 상기 제2유로로 이동되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the first heating mode, the first on-off valve provided on the third flow path at a point where the first bypass flow path diverges allows the refrigerant discharged from the second heat exchanger to pass through the third heat exchanger and the first bypass flow path. The second discharge port and the third discharge port may be opened to the third heat exchanger side and the first bypass flow channel side, respectively, so as to be supplied to the bypass flow path side, the first discharge port may be closed, and the second bypass flow path side may be opened. The second opening/closing valve provided on the upper portion is opened to allow the refrigerant to move to the second bypass flow path, and the solenoid expansion valve of the expansion valve unit provided on the fourth flow path is closed so that the refrigerant does not move to the fourth flow path. The electronic expansion valve of the expansion valve unit provided on the second flow path can expand the refrigerant moving to the second flow path.

제2난방모드 시, 상기 제3유로 상에 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 제1개폐밸브는 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매가 상기 제1바이패스유로 측으로 공급되도록 상기 제1토출구는 상기 제1바이패스유로 측으로 개방될 수 있고, 상기 제2토출구 및 상기 제3토출구는 닫힐 수 있으며, 상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 전자식팽창밸브는 상기 제2유로로 이동되는 냉매를 팽창시킬 수 있다.In the second heating mode, the first on-off valve provided on the third flow path at a branch point of the first bypass flow path supplies the refrigerant discharged from the second heat exchanger to the first bypass flow path. The first discharge port may be open toward the first bypass flow path, the second discharge port and the third discharge port may be closed, and the electronic expansion valve of the expansion valve unit provided on the second flow path may be connected to the second flow path. It is possible to expand the refrigerant moved to.

본 발명에 따른 차량용 냉난방 시스템은 냉매의 흐름을 전환하는 지점인 제3유로에서 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 3웨이밸브인 제1개폐밸브를 이용하여 필요 시 냉매의 양방향 흐름이 가능하여 부품의 최적화 및 패키징성을 향상시킬 수 있다.The cooling and heating system for a vehicle according to the present invention uses a first on-off valve, which is a three-way valve, provided at a point where the first bypass flow path diverges from the third flow path, which is a point at which the flow of refrigerant is switched, so that the bi-directional flow of refrigerant is controlled when necessary. It is possible to optimize parts and improve packaging properties.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 냉난방 시스템을 나타내는 구성도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 냉방모드 시 냉매가 순환되는 흐름도, 제1개폐밸브의 개폐상태 및 제1개폐밸브를 통한 냉매의 흐름상태를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 제1난방모드 시 냉매가 순환되는 흐름도, 제1개폐밸브의 개폐상태 및 제1개폐밸브를 통한 냉매의 흐름상태를 도시한 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 차량용 냉난방 시스템의 제2난방모드 시 냉매가 순환되는 흐름도, 제1개폐밸브의 개폐상태 및 제1개폐밸브를 통한 냉매의 흐름상태를 도시한 도면이다.1 is a configuration diagram showing a cooling and heating system for a vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a flow diagram of a refrigerant circulation in a cooling mode of the cooling and heating system for a vehicle shown in FIG.
FIG. 3 is a flow chart showing the circulation of refrigerant in the first heating mode of the heating and cooling system for a vehicle shown in FIG.
FIG. 4 is a flow chart showing the circulation of refrigerant in the second heating mode of the heating and cooling system for a vehicle shown in FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Prior to this, the terms or words used in this specification and claims should not be construed as being limited to the usual or dictionary meaning, and the inventor appropriately uses the concept of the term in order to explain his/her invention in the best way. It should be interpreted as a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention based on the principle that it can be defined.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 냉난방 시스템(10)은 압축기(100)와, 제1열교환기(200)와, 제2열교환기(300)와, 제3열교환기(400)와, 제4열교환기(500)와, 팽창밸브부(600)와, 개폐밸브부(700)와, 제어부(800)를 포함한다.1 to 4, a vehicle heating and cooling system 10 according to an embodiment of the present invention includes a compressor 100, a first heat exchanger 200, a second heat exchanger 300, and a third heat exchanger. It includes a group 400, a fourth heat exchanger 500, an expansion valve unit 600, an on-off valve unit 700, and a control unit 800.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 차량용 냉난방 시스템(10)은 냉매가 순환하는 냉매순환라인 상에는 압축기(100), 제1열교환기(200), 제2열교환기(300), 제3열교환기(400), 제4열교환기(500)가 연결되며, 전기자동차 또는 하이브리드 자동차에 적용되는 것이 바람직하다.Referring to FIG. 1 , a vehicle cooling and heating system 10 according to an embodiment of the present invention includes a compressor 100, a first heat exchanger 200, a second heat exchanger 300, and a second heat exchanger 300 on a refrigerant circulation line in which a refrigerant circulates The third heat exchanger 400 and the fourth heat exchanger 500 are connected, and is preferably applied to an electric vehicle or a hybrid vehicle.

상기 압축기(100)는 냉매가 유동하는 유로와 연결된 입력단을 통해 냉매를 인입하여 압축한 후, 압축된 냉매를 출력단을 통해 유로로 토출하는데, 이때 토출되는 냉매는 고온고압의 냉매(냉매가스; 기체)로 토출된다.The compressor 100 takes in and compresses the refrigerant through an input end connected to a passage through which the refrigerant flows, and then discharges the compressed refrigerant to the passage through an output end. At this time, the discharged refrigerant is a high-temperature and high-pressure refrigerant (refrigerant gas; gas ) is discharged.

상기 압축기(100)의 출력단은 제1유로(R1)와 연결되고, 상기 제1유로(R1)를 통해 제1열교환기(200)의 입력단과 상기 압축기(100)의 출력단이 연결되어, 상기 압축기(100)에서 압축된 고온고압의 냉매(기체)를 상기 제1열교환기(200)로 출력한다.The output end of the compressor 100 is connected to the first flow path R1, and the input end of the first heat exchanger 200 and the output end of the compressor 100 are connected through the first flow path R1, so that the compressor The high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) compressed in (100) is output to the first heat exchanger (200).

상기 제1열교환기(200)는 공조케이스(미도시) 내에 구비되며, 상기 제1열교환기(200)는 상기 압축기(100)에서 토출되는 고온고압의 냉매(기체)를 제1유로(R1)를 통해 인입한다. 상기 제1열교환기(200)가 공조케이스(미도시)를 통해 차량 실내로 공급되는 공기와의 열교환을 통해 내부로 공급된 고온고압의 냉매(기체)를 응축시키면서 그 응축열로 공기를 가열하여, 차량 실내의 난방이 이루어지도록 한다. 상기 제1열교환기(200)로는 공조케이스(미도시)의 내부에 구비되는 실내콘덴서가 사용되는 것이 바람직하며, 싱기 공조케이스(미도시)의 내부에는 상기 제1열교환기(200)와 인접하게 PTC히터(미도시)가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 PTC히터(미도시)는 부족한 난방열원을 공급하는 역할을 한다.The first heat exchanger 200 is provided in an air conditioning case (not shown), and the first heat exchanger 200 transfers the high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) discharged from the compressor 100 to the first flow path R1. enter through The first heat exchanger 200 condenses the high-temperature and high-pressure refrigerant (gas) supplied to the inside through heat exchange with air supplied to the interior of the vehicle through an air conditioning case (not shown), and heats the air with the condensed heat, Heating of the vehicle interior is provided. It is preferable that an indoor condenser provided inside an air conditioning case (not shown) is used as the first heat exchanger 200, and an indoor condenser provided inside the air conditioning case (not shown) is adjacent to the first heat exchanger 200. Preferably, a PTC heater (not shown) is provided, and the PTC heater (not shown) serves to supply an insufficient heating heat source.

상기 공조케이스(미도시)의 구조 및 공조케이스(미도시)가 공기를 인입한 후 열교환된 공기를 차량의 실내로 공급하여 난방이 이루어지도록 하는 과정은 공지된 기술인 바, 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The structure of the air conditioning case (not shown) and the process of supplying the heat-exchanged air to the interior of the vehicle after the air conditioning case (not shown) draws in air to heat the vehicle are known technologies, and detailed descriptions thereof are omitted. I'm going to do it.

상기 제1열교환기(200)의 출력단은 제2유로(R2)와 연결되고, 상기 제2유로(R2)는 제2열교환기(300)와 연결된다. 상기 제2열교환기(300)는 상기 제2유로(R2)를 통해 상기 제1열교환기(200)에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉각수라인(미도시)으로 유동하는 냉각수와의 열교환으로 냉매를 응축 및 증발시키는 역할을 하며, 상기 제2유로(R2) 상에는 후술되는 팽창밸브부(600)의 전자식팽창밸브(610)가 구비되고, 상기 제2열교환기(300)로는 수냉식콘덴서가 사용되는 것이 바람직하다.The output end of the first heat exchanger 200 is connected to the second flow path R2, and the second flow path R2 is connected to the second heat exchanger 300. The second heat exchanger 300 takes in the refrigerant discharged from the first heat exchanger 200 through the second flow path R2 and condenses the refrigerant through heat exchange with the cooling water flowing in a cooling water line (not shown). And it serves to evaporate, and an electronic expansion valve 610 of an expansion valve unit 600 to be described later is provided on the second flow path R2, and a water-cooled condenser is preferably used as the second heat exchanger 300. do.

상기 제2열교환기(300)는 제3유로(R3)에 의해 제3열교환기(400)와 연결된다.상기 제3열교환기(400)는 상기 제3유로(R3)를 통해 인입되는 냉매를 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시킨 후 출력단을 통해 제4유로(R4)로 배출한다. 상기 제4유로(R4)는 제4열교환기(500)와 연결되어 상기 제3열교환기(400)에서 응축된 후 출력되는 냉매를 상기 제4열교환기(500)로 공급한다.The second heat exchanger 300 is connected to the third heat exchanger 400 by a third flow path R3. The third heat exchanger 400 receives the refrigerant introduced through the third flow path R3. The refrigerant is condensed by heat exchange with external air and then discharged to the fourth flow path R4 through the output stage. The fourth flow path R4 is connected to the fourth heat exchanger 500 and supplies the refrigerant that is output after being condensed in the third heat exchanger 400 to the fourth heat exchanger 500 .

상기 제3열교환기(400)는 상기 제2열교환기(300)로부터 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축하는데, 상기 제3열교환기(400)는 차량 구동부(구동모터, 미도시)에 구비된 라디에이터부(미도시)에 근접하게 배치되어, 입력측을 통해 인입된 냉매를 외부 공기와 열교환하여 응축한 후 제4유로(R4)로 배출하며, 상기 제3열교환기(400)로는 실외콘덴서가 사용되는 것이 바람직하다.The third heat exchanger 400 draws in the refrigerant from the second heat exchanger 300 and condenses the refrigerant through heat exchange with outside air. ), it is disposed close to the radiator unit (not shown) provided, the refrigerant introduced through the input side is condensed by heat exchange with the outside air, and then discharged to the fourth flow path R4, and the third heat exchanger 400 Outdoor capacitors are preferably used.

상기 제4유로(R4)는 제4열교환기(500)와 연결되어 상기 제3열교환기(400)에서 응축된 후 출력되는 냉매를 상기 제4열교환기(500)로 공급하며, 상기 제4열교환기(500)는 인입된 냉매를 기화시키면서 공조케이스(미도시)를 통해 차량의 실내로 공급되는 공기와 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 역할을 하고, 상기 제4열교환기(500)로는 증발기가 사용되는 것이 바람직하다. 상기 제4열교환기(500)는 제5유로(R5)에 의해 압축기(100)와 연결되며, 상기 제5유로(R5)에는 상기 제4열교환기(500)에서 공급되는 냉매, 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 제1바이패스유로(BR1)에서 공급되는 냉매, 상기 제4유로(R4)에서 분기되는 제2바이패스유로(BR2)에서 공급되는 냉매를 일시적으로 저장하면서 인입된 냉매를 액상 냉매와 기상 냉매로 분리하고 분리된 기상 냉매를 상기 압축기(100)로 공급하는 어큐뮬레이터(미도시)가 구비되는 것이 바람직하다. 상기 어큐뮬레이터(미도시)의 내부에는 공급된 액상의 냉매를 기화시키는 탄소발열복합소재의 히터봉(미도시)이 구비될 수 있으며, 상기 어큐뮬레이터(미도시)의 내부에 히터봉(미도시)이 구비됨에 따라 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매의 과열도를 증대시킬 수 있고, 그로 인해 난방 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The fourth flow path R4 is connected to the fourth heat exchanger 500 to supply the refrigerant that is output after being condensed in the third heat exchanger 400 to the fourth heat exchanger 500. The unit 500 serves to cool the interior of the vehicle by evaporating the introduced refrigerant and exchanging heat with air supplied to the interior of the vehicle through an air conditioning case (not shown), and an evaporator is used as the fourth heat exchanger 500. it is desirable to be The fourth heat exchanger 500 is connected to the compressor 100 by a fifth flow path R5, and the refrigerant supplied from the fourth heat exchanger 500 and the third flow path are connected to the fifth flow path R5. While temporarily storing the refrigerant supplied from the first bypass flow path BR1 branched from R3 and the refrigerant supplied from the second bypass flow path BR2 branched from the fourth flow path R4, the introduced refrigerant Preferably, an accumulator (not shown) is provided to separate the liquid refrigerant from the gaseous refrigerant and supply the separated gaseous refrigerant to the compressor 100 . A heater rod (not shown) made of a carbon heating composite material for vaporizing the supplied liquid refrigerant may be provided inside the accumulator (not shown), and a heater rod (not shown) is installed inside the accumulator (not shown). As provided, it is possible to increase the degree of superheat of the refrigerant supplied to the compressor 100, thereby improving heating efficiency.

상기 제2유로(R2), 상기 제4유로(R4) 상에는 팽창밸브(600)가 구비되며, 상기 팽창밸브부(600)는 상기 제2유로(R2), 제4유로(R4)를 선택적으로 개폐하면서 상기 제2유로(R2), 제4유로(R4)로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다. 상기 팽창밸브부(600)는 전자식팽창밸브(610)와, 솔레노이드팽창밸브(620)를 포함하며, 상기 전자식팽창밸브(610)는 상기 제2유로(R2) 상에 구비되어 제1난방모드, 제2난방모드 시 상기 제1열교환기(200)를 통과하여 상기 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다. 상기 솔레노이드팽창밸브(620)는 상기 제4열교환기(500)와 인접한 제4유로(R4) 상에 구비되며 냉방모드 시 상기 제3열교환기(400)를 통과하여 상기 제4열교환기(500)로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 역할을 한다.An expansion valve 600 is provided on the second flow path R2 and the fourth flow path R4, and the expansion valve unit 600 selectively operates the second flow path R2 and the fourth flow path R4. While opening and closing, it serves to expand and depressurize the refrigerant moving to the second and fourth flow passages R2 and R4. The expansion valve unit 600 includes an electronic expansion valve 610 and a solenoid expansion valve 620, and the electronic expansion valve 610 is provided on the second flow path R2 to provide a first heating mode, In the second heating mode, the refrigerant passing through the first heat exchanger 200 and moving to the second flow path R2 is expanded and reduced in pressure. The solenoid expansion valve 620 is provided on the fourth flow path R4 adjacent to the fourth heat exchanger 500 and passes through the third heat exchanger 400 in the cooling mode to reach the fourth heat exchanger 500. It expands and decompresses the refrigerant supplied to the refrigerant.

상기 제3유로(R3)에서 분기되어 상기 제5유로(R5)와 연결되는 제1바이패스유로(BR1)가 상기 제3유로(R3)에서 분기되는 지점, 상기 제4유로(R4)에서 분기되어 상기 제5유로(R5)와 연결되는 제2바이패스유로(BR2) 상에는 개폐밸브부(700)가 구비된다. 상기 개폐밸브부(700)는 제3유로(R3)로 이동되는 냉매의 흐름을 전환, 상기 제2바이패스유로(BR2)를 선택적으로 개폐하는 역할을 하며, 상기 제2바이패스유로(BR2)는 상기 어큐뮬레이터(미도시)의 전단에서 상기 제5유로(R5)와 연결되는 것이 바람직하다.The first bypass flow path BR1 branched from the third flow path R3 and connected to the fifth flow path R5 diverges from the third flow path R3 and diverges from the fourth flow path R4. An on-off valve unit 700 is provided on the second bypass flow path BR2 connected to the fifth flow path R5. The opening/closing valve unit 700 serves to switch the flow of refrigerant moving to the third flow path R3 and selectively opens and closes the second bypass flow path BR2. is preferably connected to the fifth flow path R5 at the front end of the accumulator (not shown).

상기 개폐밸브부(700)는 제1개폐밸브(710)와, 제2개폐밸브(720)를 포함한다. 상기 제1개폐밸브(710)는 상기 제3유로(R3)에서 분기되어 상기 어큐뮬레이터(미도시)의 전단에서 상기 제5유로(R5)와 연결되는 제1바이패스유로(BR1)가 구비되는 지점에 구비되며, 냉방모드 시에는 상기 제2열교환기(300)에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기(400)로 공급되도록 일방향인 상기 제3열교환기(400)측 방향으로 개방된다. 상기 제1개폐밸브(710)는 제1난방모드 시에는 상기 제2열교환기(300)에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기(400)와 상기 제1바이패스유로(BR1)로 공급되도록 양방향인 상기 제3열교환기(400)측 방향과 상기 제1바이패스유로(BR1)측 방향으로 개방되고, 제2난방모드 시에는 상기 제2열교환기(300)에서 토출되는 냉매가 일방향인 상기 제1바이패스유로(BR1)로 공급되도록 상기 제1바이패스유로(BR1)측 방향으로 개방된다.The on-off valve unit 700 includes a first on-off valve 710 and a second on-off valve 720 . The first on-off valve 710 is a point where a first bypass flow path BR1 branched from the third flow path R3 and connected to the fifth flow path R5 at the front end of the accumulator (not shown) is provided. In the cooling mode, the refrigerant discharged from the second heat exchanger 300 is opened in one direction toward the third heat exchanger 400 so that it is supplied to the third heat exchanger 400. The first on/off valve 710 is configured in both directions so that the refrigerant discharged from the second heat exchanger 300 is supplied to the third heat exchanger 400 and the first bypass passage BR1 in the first heating mode. is open in the direction of the third heat exchanger 400 and the direction of the first bypass flow path BR1, and in the second heating mode, the refrigerant discharged from the second heat exchanger 300 is unidirectional. It is opened toward the first bypass passage BR1 so as to be supplied to the first bypass passage BR1.

상기 제2개폐밸브(720)는 상기 제4유로(R4)에서 분기되어 상기 제5유로(R5)와 연결되는 제2바이패스유로(BR2) 상에 구비되어 상기 제2바이패스유로(BR2)를 선택적으로 개폐하는 역할을 하며, 상기 제2개폐밸브(720)로는 2웨이밸브가 사용되는 것이 바람직하다.The second on-off valve 720 is provided on a second bypass flow path BR2 branched off from the fourth flow path R4 and connected to the fifth flow path R5, and is connected to the second bypass flow path BR2. It serves to selectively open and close, and it is preferable that a 2-way valve is used as the second on-off valve 720.

상기 제1개폐밸브(710)는 내부에 유로가 가공된 볼이 내장된 3웨이밸브가 사용되는 것이 바람직하며, 상기 제1개폐밸브(710)가 유로가 형성된 볼이 내장된 3웨이밸브가 사용됨으로써 유입된 냉매를 양방향으로 동시에 토출이 가능하고, 후술되는 제어부(800)에 의해 냉매 회로별 차압에 따라 동시에 냉매가 흐를 수 있도록 개방이 제어되는 것이 바람직하다.It is preferable that the first on/off valve 710 is a 3-way valve having a built-in ball having a flow path therein, and a 3-way valve having a built-in ball having a flow path is used as the first on/off valve 710. Accordingly, the introduced refrigerant can be simultaneously discharged in both directions, and the opening is preferably controlled so that the refrigerant can flow simultaneously according to the differential pressure of each refrigerant circuit by the control unit 800 described later.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 상기 제1개폐밸브(710)의 내부에 구비되는 볼(711)에는 제1토출구(711a), 제2토출구(711b), 제3토출구(711c), 주입구(711d)가 형성되며, 상기 제1토출구(711a), 제2토출구(711b), 제3토출구(711c), 주입구(711d)는 서로 연통된다.2 to 4, the ball 711 provided inside the first on-off valve 710 includes a first discharge port 711a, a second discharge port 711b, a third discharge port 711c, and an inlet ( 711d) is formed, and the first discharge port 711a, the second discharge port 711b, the third discharge port 711c, and the injection port 711d communicate with each other.

상기 제1토출구(711a)는 냉방모드 시 상기 제3열교환기(400)와 연결되고, 제1난방모드 시에는 밀폐되며, 제2난방모드 시에는 제1바이패스유로(BR1)와 연결된다. 상기 제2토출구(711b)는 제1난방모드 시에는 상기 제3열교환기(400)와 연결되고, 냉방모드, 제2난방모드 시에는 밀폐된다. 상기 제3토출구(711c)는 제1난방모드 시에는 상기 제1바이패스유로(BR1)와 연결되고, 냉방모드, 제2난방모드 시에는 밀폐된다.The first outlet 711a is connected to the third heat exchanger 400 in the cooling mode, sealed in the first heating mode, and connected to the first bypass flow path BR1 in the second heating mode. The second outlet 711b is connected to the third heat exchanger 400 in the first heating mode and closed in the cooling mode and the second heating mode. The third outlet 711c is connected to the first bypass passage BR1 in the first heating mode, and closed in the cooling mode and the second heating mode.

상기 제1토출구(711a)와 상기 제2토출구(711b)는 상기 주입구(711d)를 기준으로 직각되게 배치되는 것이 바람직하며, 상기 제2토출구(711b)와 상기 제3토출구(711c)는 상기 주입구(711d)를 중심으로 대응되게 위치하는 것이 바람직하다. 상기 주입구(711d)를 중심으로 볼(711)이 회전 시 제1토출구(711a), 제2토출구(711b), 제3토출구(711c) 중 하나 이상이 개방되는 것이 바람직하다.The first outlet 711a and the second outlet 711b are preferably disposed perpendicular to the inlet 711d, and the second outlet 711b and the third outlet 711c are the inlet 711d. It is preferable to be located correspondingly with (711d) as the center. When the ball 711 rotates around the inlet 711d, it is preferable that at least one of the first discharge port 711a, the second discharge port 711b, and the third discharge port 711c be opened.

상기 제1토출구(711a)와 상기 제2토출구(711b)는 동일한 직경을 가지고, 상기 제3토출구(711c)는 상기 제1토출구(711a) 및 제2토출구(711b) 보다 작은 직경을 가지는 것이 바람직하다.Preferably, the first discharge port 711a and the second discharge port 711b have the same diameter, and the third discharge port 711c has a smaller diameter than the first discharge port 711a and the second discharge port 711b. do.

도 1을 참조하면, 상기 팽창밸브부(600) 및 상기 개폐밸브부(700)는 제어부(800)와 연결되며, 상기 제어부(800)는 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부(600)의 동작, 상기 개폐밸브부(700)의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 역할을 한다. 상기 제어부(800)는 센서부(미도시)와 연결되는 것이 바람직하며, 상기 센서부(미도시)는 상기 제3열교환기(800)와 인접하게 배치되어 외기의 온도를 측정하고, 상기 압축기(100)로 공급되는 냉매의 과열도를 측정하고, 이를 상기 제어부(800)로 전송하면 상기 제어부(800)는 전송된 외기의 온도 및 냉매의 과열도를 토대로 하여 상기 팽창밸브부(600) 및 상기 개폐밸브부(700)를 제어하여 각각의 모드로 전환하게 된다.Referring to FIG. 1 , the expansion valve unit 600 and the on-off valve unit 700 are connected to a control unit 800, and the control unit 800 controls the operation of the expansion valve unit 600 in correspondence with each mode. It serves to control the opening and closing direction and opening and closing of the opening and closing valve unit 700. The control unit 800 is preferably connected to a sensor unit (not shown), and the sensor unit (not shown) is disposed adjacent to the third heat exchanger 800 to measure the temperature of the outside air, and the compressor ( 100) measures the degree of superheat of the refrigerant supplied and transmits it to the control unit 800, the control unit 800 controls the expansion valve unit 600 and the Control the on-off valve unit 700 to switch to each mode.

도 2를 참조하면, 냉방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(100), 제1열교환기(200), 제2열교환기(300), 제3열교환기(400), 제4열교환기(500), 압축기(100)로 순환하면서 차량 실내의 냉방을 수행하게 된다.Referring to FIG. 2, the flow of refrigerant in the cooling mode is a compressor 100, a first heat exchanger 200, a second heat exchanger 300, a third heat exchanger 400, a fourth heat exchanger 500, While circulating through the compressor 100, cooling of the interior of the vehicle is performed.

상기 제3유로(R3) 상에서 상기 제1바이패스유로(BR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(710)는 상기 제3열교환기(400) 방향으로 개방되어 상기 제2열교환기(300)에서 토출되는 냉매를 상기 제3열교환기(400)로 공급하도록 상기 제1토출구(711a)는 상기 제3열교환기(400) 측으로 개방되고, 상기 제2토출구(711b) 및 상기 제3토출구(711c)는 닫히게 된다.The first on-off valve 710 provided on the third flow path R3 at the point where the first bypass flow path BR1 diverges is opened toward the third heat exchanger 400 to allow the second heat exchanger ( 300) to supply the refrigerant discharged to the third heat exchanger 400, the first discharge port 711a is opened toward the third heat exchanger 400, and the second discharge port 711b and the third discharge port 711c is closed.

상기 제4유로(R4)에서 분기되는 상기 제2바이패스유로(BR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(720)는 닫혀 상기 제2바이패스유로로 냉매를 이동시키지 않도록 하고, 상기 제4유로(R4)로 이동되는 냉매는 상기 제4열교환기(500)로 공급된다.The second on-off valve 720 provided on the second bypass flow path BR2 branched from the fourth flow path R4 is closed to prevent the refrigerant from moving to the second bypass flow path, and the fourth flow path The refrigerant moved to (R4) is supplied to the fourth heat exchanger (500).

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 전자식팽창밸브(610)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 상기 제2열교환기(300)로 공급하고, 상기 제4유로 상에 구비되는 솔레노이드팽창밸브(620)는 상기 제4유로(R4)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 제4열교환기(500)로 공급한다. 상기 제4열교환기(500)를 통과한 냉매는 어큐뮬레이터(미도시)를 거치면서 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(100)로 순환된다.The electronic expansion valve 610 provided on the second flow path R2 is open and supplies the refrigerant moving to the second flow path R2 to the second heat exchanger 300, and provided on the fourth flow path The solenoid expansion valve 620 expands the refrigerant moving to the fourth flow path R4 and then supplies the refrigerant to the fourth heat exchanger 500 . The refrigerant passing through the fourth heat exchanger 500 is separated into liquid refrigerant and gaseous refrigerant while passing through an accumulator (not shown), and the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 100 .

도 3을 참조하면, 제1난방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(100), 제1열교환기(200), 제2열교환기(300)를 거친 후 일부의 냉매는 제3열교환기(400), 제2바이패스유로(BR2)를 통해 압축기(100)로 순환하고, 상기 제2열교환기(300)를 거친 다른 일부의 냉매는 제1바이패스유로(BR1)를 통해 압축기(100)로 순환하면서 차량 실내의 난방을 수행하게 된다.Referring to FIG. 3, in the first heating mode, the flow of refrigerant passes through the compressor 100, the first heat exchanger 200, and the second heat exchanger 300, and then part of the refrigerant flows through the third heat exchanger 400, While circulating to the compressor 100 through the second bypass flow path BR2, the other part of the refrigerant that has passed through the second heat exchanger 300 circulates to the compressor 100 through the first bypass flow path BR1. Heats the interior of the vehicle.

상기 제3유로(R3) 상에서 상기 제1바이패스유로(BR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(710)는 상기 제2열교환기(300)에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기(400) 및 상기 제1바이패스유로(BR1)를 통해 상기 압축기(100)로 공급되도록 양방향인 상기 제3열교환기(400) 방향과 상기 제1바이패스유로(BR1) 방향으로 개방된다. 상기 제1개폐밸브(710)의 제2토출구(711b)는 상기 제3열교환기(400) 측으로 개방되고 제3토출구(711c)는 제1바이패스유로(BR1) 측으로 개방되며, 제1토출구(711a)는 닫혀 주입구(711d)를 통해 유입된 냉매가 제2토출구(711b)와 제3토출구(711c)를 통해 상기 제3열교환기(400)와 상기 제1바이패스유로(BR1)로 공급된다.The first on-off valve 710 provided on the third flow path R3 at the point where the first bypass flow path BR1 diverges allows the refrigerant discharged from the second heat exchanger 300 to pass through the third heat exchanger. 400 and the first bypass channel BR1 are opened in both directions to the third heat exchanger 400 and the first bypass channel BR1 so as to be supplied to the compressor 100 . The second outlet 711b of the first on/off valve 710 is open to the third heat exchanger 400 and the third outlet 711c is open to the first bypass channel BR1, and the first outlet ( 711a) is closed so that the refrigerant introduced through the inlet 711d is supplied to the third heat exchanger 400 and the first bypass passage BR1 through the second outlet 711b and the third outlet 711c. .

상기 제4유로(R4)에서 분기되는 상기 제2바이패스유로(BR2) 상에 구비되는 제2개폐밸브(720)는 열려 상기 제4유로(R4)로 이동되는 냉매를 상기 제2바이패스유로(BR2)로 이동시키며, 상기 제4유로(R4) 상에서 상기 제4열교환기(500)의 전단에 구비되는 솔레노이드팽창밸브(620)는 닫혀 상기 제4유로(R4)로 이동되는 냉매는 상기 제4열교환기(500)로 공급되지 않도록 한다.The second on-off valve 720 provided on the second bypass flow path BR2 branched from the fourth flow path R4 is opened and the refrigerant moving to the fourth flow path R4 is passed through the second bypass flow path. (BR2), and the solenoid expansion valve 620 provided at the front end of the fourth heat exchanger 500 on the fourth flow path R4 is closed, and the refrigerant moving to the fourth flow path R4 is 4Do not supply to the heat exchanger (500).

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 전자식팽창밸브(610)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 제2열교환기(300)로 공급하고, 상기 제2열교환기(300)를 거친 냉매 중 일부는 제3열교환기(400), 제2바이패스유로(BR2)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)로 공급되고, 상기 제2열교환기(300)를 거친 다른 일부의 냉매는 제1바이패스유로(BR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)로 공급된 후 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(100)로 순환된다.The electronic expansion valve 610 provided on the second flow path R2 is opened and the refrigerant moving to the second flow path R2 is expanded and then supplied to the second heat exchanger 300, and the second heat exchanger Some of the refrigerant that has passed through (300) is supplied to an accumulator (not shown) through the third heat exchanger (400) and the second bypass flow path (BR2), and the other part of the refrigerant that has passed through the second heat exchanger (300) is supplied to an accumulator (not shown) through the first bypass flow path BR1 and then separated into liquid refrigerant and gaseous refrigerant, and the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 100.

도 4를 참조하면, 제2난방모드 시 냉매의 흐름은 압축기(100), 제1열교환기(200), 제2열교환기(300), 제1바이패스유로(BR1)를 통해 압축기(100)로 순환하면서 차량 실내의 난방을 수행하게 된다.Referring to FIG. 4, in the second heating mode, the refrigerant flows through the compressor 100, the first heat exchanger 200, the second heat exchanger 300, and the first bypass passage BR1 to the compressor 100. circulates to heat the interior of the vehicle.

상기 제3유로(R3) 상에서 상기 제1바이패스유로(BR1)가 분기되는 지점에 구비되는 제1개폐밸브(710)는 상기 제2열교환기(300)에서 토출되는 냉매가 상기 제1바이패스유로(BR1) 측으로 공급되도록 개방된다. 상기 제1개폐밸브(710)의 제1토출구(711a)는 제1바이패스유로(BR1) 측으로 개방되고, 제2토출구(711b) 및 제3토출구(711c)는 닫혀 주입구(711d)를 통해 유입된 냉매가 제1토출구(711a)를 통해 상기 제1바이패스유로(BR1)로 공급된다.The first on-off valve 710 provided at the branch point of the first bypass flow path BR1 on the third flow path R3 allows the refrigerant discharged from the second heat exchanger 300 to pass through the first bypass flow path BR1. It is opened so as to be supplied to the flow path BR1. The first outlet 711a of the first on/off valve 710 is opened toward the first bypass flow path BR1, and the second outlet 711b and the third outlet 711c are closed, and the flow flows through the inlet 711d. The refrigerant is supplied to the first bypass passage BR1 through the first outlet 711a.

상기 제2유로(R2) 상에 구비되는 전자식팽창밸브(610)는 열려 제2유로(R2)로 이동되는 냉매를 팽창시킨 후 상기 제2열교환기(300)로 공급하고, 상기 제2열교환기(300)를 거친 냉매는 제1바이패스유로(BR1)를 거쳐 어큐뮬레이터(미도시)로 공급된 후 액상 냉매와 기상 냉매로 분리되고, 분리된 기상 냉매는 상기 압축기(100)로 순환된다.The electronic expansion valve 610 provided on the second flow path R2 is opened and the refrigerant moving to the second flow path R2 is expanded and then supplied to the second heat exchanger 300, and the second heat exchanger The refrigerant that has passed through 300 is supplied to an accumulator (not shown) through the first bypass flow path BR1 and then separated into liquid refrigerant and gaseous refrigerant, and the separated gaseous refrigerant is circulated to the compressor 100 .

따라서, 냉매의 흐름을 전환하는 지점인 제3유로(R3)에서 제1바이패스유로(BR1)가 분기되는 지점에 구비되는 3웨이밸브인 제1개폐밸브(710)를 이용하여 필요 시 냉매의 양방향 흐름이 가능하여 부품의 최적화 및 패키징성을 향상시킬 수 있게 된다.Therefore, by using the first on-off valve 710, which is a 3-way valve, provided at the point where the first bypass flow path BR1 diverges from the third flow path R3, which is the point at which the flow of the refrigerant is switched, Bi-directional flow is possible to improve part optimization and packaging.

본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the embodiments shown in the drawings, this is merely exemplary, and those skilled in the art will understand that various modifications and equivalent other embodiments are possible therefrom. Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.

10 : 차량용 냉난방 시스템 100 : 압축기
200 : 제1열교환기 300 : 제2열교환기
400 : 제3열교환기 500 : 제4열교환기
600 : 팽창밸브부 610 : 전자식팽창밸브
620 : 솔레노이드팽창밸브 700 : 개폐밸브부
710 : 제1개폐밸브 720 : 제2개폐밸브
800 : 제어부10: vehicle heating and cooling system 100: compressor
200: first heat exchanger 300: second heat exchanger
400: third heat exchanger 500: fourth heat exchanger
600: expansion valve unit 610: electronic expansion valve
620: solenoid expansion valve 700: on-off valve part
710: first on-off valve 720: second on-off valve
800: control unit

Claims

유입된 냉매를 압축하여 고온고압의 기체상태로 토출하는 압축기;
상기 압축기와 제1유로에 의해 연결되며, 상기 압축기에서 토출되는 고온고압의 냉매가 유입되고 유입된 냉매를 공조케이스 내를 유동하는 공기와 열교환하여 난방모드 시 실내를 난방시키는 제1열교환기;
상기 제1열교환기와 제2유로에 의해 연결되며, 상기 제1열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉각수와 열교환으로 냉매를 응축시키는 제2열교환기;
상기 제2열교환기와 제3유로에 의해 연결되며, 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 외부 공기와의 열교환으로 냉매를 응축시키는 제3열교환기;
상기 제3열교환기와 제4유로에 의해 연결되고, 상기 압축기와 제5유로에 의해 연결되며, 상기 제3열교환기에서 토출되는 냉매를 인입하여 냉매를 기화시키면서 공조케이스를 통해 차량의 실내로 공급되는 열교환으로 차량 실내를 냉방시키는 제4열교환기;
상기 제2유로, 상기 제4유로 상에 구비되어 상기 제2유로, 상기 제4유로로 이동되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 팽창밸브부;
상기 제3유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제1바이패스유로가 상기 제3유로에서 분기되는 지점, 상기 제4유로에서 분기되어 상기 제5유로와 연결되는 제2바이패스유로 상에 구비되는 개폐밸브부; 및
상기 팽창밸브부 및 상기 개폐밸브부와 연결되며, 각각의 모드에 대응하여 상기 팽창밸브부의 동작, 상기 개폐밸브부의 개폐방향 및 개폐를 제어하는 제어부를 포함하는 차량용 냉난방 시스템.
A compressor that compresses the introduced refrigerant and discharges it in a high-temperature, high-pressure gaseous state;
A first heat exchanger connected to the compressor by a first flow path, in which the high-temperature and high-pressure refrigerant discharged from the compressor flows in and exchanges heat with the air flowing in the air conditioning case to heat the room in a heating mode;
a second heat exchanger connected to the first heat exchanger by a second flow path and condensing the refrigerant through heat exchange with cooling water by introducing the refrigerant discharged from the first heat exchanger;
a third heat exchanger connected to the second heat exchanger by a third flow path and condensing the refrigerant through heat exchange with external air by taking in the refrigerant discharged from the second heat exchanger;
Connected to the third heat exchanger by a fourth flow path, connected to the compressor by a fifth flow path, and supplying the refrigerant discharged from the third heat exchanger to the interior of the vehicle through the air conditioning case while vaporizing the refrigerant a fourth heat exchanger that cools the interior of the vehicle through heat exchange;
an expansion valve unit provided on the second and fourth flow passages to expand and depressurize the refrigerant moving to the second and fourth flow passages;
On the point where the first bypass flow path diverged from the third flow path and connected to the fifth flow path diverges from the third flow path, and on the second bypass flow path diverged from the fourth flow path and connected to the fifth flow path An on-off valve unit provided; and
and a control unit connected to the expansion valve unit and the opening/closing valve unit and controlling the operation of the expansion valve unit and the opening/closing direction and opening/closing of the opening/closing valve unit in response to each mode.

청구항 1에 있어서,
상기 팽창밸브부는,
상기 제2유로 상에서 상기 제2열교환기의 전단에 구비되며, 제1난방모드, 제2난방모드 시 상기 제1열교환기에서 상기 제2열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 전자식팽창밸브와,
상기 제4유로 상에서 상기 제4열교환기의 전단에 구비되며 냉방모드 시 상기 제4유로를 통해 상기 제4열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시켜 감압하는 솔레노이드팽창밸브를 포함하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 1,
The expansion valve part,
An electronic expansion valve provided at a front end of the second heat exchanger on the second flow path and expanding and reducing the refrigerant supplied from the first heat exchanger to the second heat exchanger in a first heating mode and a second heating mode;
and a solenoid expansion valve disposed in front of the fourth heat exchanger on the fourth flow path and expanding and reducing the refrigerant supplied to the fourth heat exchanger through the fourth flow path in a cooling mode.

청구항 1에 있어서,
상기 개폐밸브부는,
상기 제3유로 상에서 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되어 상기 제3유로로 이동되는 냉매의 흐름방향을 조절하는 제1개폐밸브와,
상기 제2바이패스유로 상에 구비되어 상기 제2바이패스유로를 선택적으로 개폐하는 제2개폐밸브를 포함하며,
상기 제1개폐밸브는 3웨이밸브가 사용되고, 상기 제2개폐밸브는 2웨이밸브가 사용되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 1,
The on-off valve part,
a first opening/closing valve provided at a branching point of the first bypass passage on the third passage to control a flow direction of the refrigerant moving to the third passage;
A second on-off valve provided on the second bypass flow path to selectively open and close the second bypass flow path;
The cooling and heating system for a vehicle, characterized in that the first on-off valve is a 3-way valve and the second on-off valve is a 2-way valve.

청구항 3에 있어서,
상기 제1개폐밸브는 유입된 냉매를 양방향으로 동시에 토출이 가능하며, 냉매 회로별 차압에 따라 동시에 냉매가 흐를 수 있도록 부분적으로 개방 제어가 가능한 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 3,
The first opening/closing valve is capable of discharging the introduced refrigerant in both directions at the same time, and is partially open and controllable so that the refrigerant flows simultaneously according to the differential pressure of each refrigerant circuit.

청구항 4에 있어서,
상기 제1개폐밸브의 내부에 구비되는 볼에는 냉방모드 시 상기 제3열교환기와 연결되고 제2난방모드 시 제1바이패스유로와 연결되는 제1토출구와, 제1난방모드 시 상기 제3열교환기와 연결되는 제2토출구와, 제1난방모드 시 상기 제1바이패스유로와 연결되는 제3토출구와, 상기 제2열교환기와 연결되는 제3유로와 연결되는 주입구가 서로 연통되며,
상기 주입구를 중심으로 상기 볼이 회전 시 상기 제1토출구, 상기 제2토출구, 및 상기 제3토출구 중 하나 이상이 개방되는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 4,
A ball provided inside the first opening/closing valve includes a first discharge port connected to the third heat exchanger in the cooling mode and connected to the first bypass passage in the second heating mode, and the third heat exchanger in the first heating mode. A second outlet connected to the second outlet, a third outlet connected to the first bypass flow passage in a first heating mode, and an inlet connected to the third flow passage connected to the second heat exchanger communicate with each other,
and at least one of the first outlet, the second outlet, and the third outlet is opened when the ball rotates around the inlet.

청구항 5에 있어서,
상기 제1토출구와 상기 제2토출구는 상기 주입구를 기준으로 직각되게 배치되며, 상기 제2토출구와 상기 제3토출구는 상기 주입구를 중심으로 대응되게 위치하는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 5,
The first discharge port and the second discharge port are disposed perpendicularly with respect to the inlet, and the second discharge port and the third discharge port are positioned corresponding to each other with respect to the inlet.

청구항 6에 있어서,
상기 제1토출구와 상기 제2토출구는 동일한 직경을 가지고, 상기 제3토출구는 상기 제1토출구 및 제2토출구 보다 작은 직경을 가지는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 6,
The cooling and heating system for a vehicle, characterized in that the first outlet and the second outlet have the same diameter, and the third outlet has a smaller diameter than the first and second outlets.

청구항 7에 있어서,
냉방모드 시, 상기 제3유로 상에 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 제1개폐밸브는 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기 측으로 공급되도록 상기 제1토출구는 상기 제3열교환기 측으로 개방되고, 상기 제2토출구 및 상기 제3토출구는 닫히며,
상기 제2바이패스유로 상에 구비되는 제2개폐밸브는 닫혀 상기 제2바이패스유로로 냉매를 이동시키지 않고,
상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 전자식팽창밸브는 열리며, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 상기 제4유로를 통해 상기 제4열교환기로 공급되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 7,
In the cooling mode, the first opening/closing valve provided on the third flow path at a branch point of the first bypass flow path supplies the refrigerant discharged from the second heat exchanger to the third heat exchanger. The outlet is open toward the third heat exchanger, the second outlet and the third outlet are closed,
The second on-off valve provided on the second bypass passage is closed so that the refrigerant does not move to the second bypass passage,
The electronic expansion valve of the expansion valve part provided on the second flow path opens, and the solenoid expansion valve of the expansion valve part provided on the fourth flow path expands the refrigerant supplied to the fourth heat exchanger through the fourth flow path. A cooling and heating system for a vehicle, characterized in that.

청구항 7에 있어서,
제1난방모드 시, 상기 제3유로 상에 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 제1개폐밸브는 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매가 상기 제3열교환기 및 상기 제1바이패스유로 측으로 공급되도록 제2토출구와 상기 제3토출구는 각각 상기 제3열교환기 측과 상기 제1바이패스유로 측으로 개방되고, 상기 제1토출구는 닫히며,
상기 제2바이패스유로 상에 구비되는 제2개폐밸브는 열려 상기 제2바이패스유로로 냉매를 이동시키고, 상기 제4유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 솔레노이드팽창밸브는 닫혀 상기 제4유로로 냉매를 이동시키지 않으며,
상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 전자식팽창밸브는 상기 제2유로로 이동되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.
The method of claim 7,
In the first heating mode, the first on-off valve provided on the third flow path at a point where the first bypass flow path diverges allows the refrigerant discharged from the second heat exchanger to pass through the third heat exchanger and the first bypass flow path. The second discharge port and the third discharge port are opened to the third heat exchanger side and the first bypass flow channel side, respectively, so that the supply is supplied to the bypass flow path side, and the first discharge port is closed.
The second on-off valve provided on the second bypass flow path is opened to move the refrigerant to the second bypass flow path, and the solenoid expansion valve of the expansion valve unit provided on the fourth flow path is closed to allow the refrigerant to pass through the fourth flow path. does not move
An electronic expansion valve of the expansion valve unit provided on the second flow path expands the refrigerant moving to the second flow path.

청구항 7에 있어서,
제2난방모드 시, 상기 제3유로 상에 상기 제1바이패스유로가 분기되는 지점에 구비되는 상기 제1개폐밸브는 상기 제2열교환기에서 토출되는 냉매가 상기 제1바이패스유로 측으로 공급되도록 상기 제1토출구는 상기 제1바이패스유로 측으로 개방되고, 상기 제2토출구 및 상기 제3토출구는 닫히며,
상기 제2유로 상에 구비되는 팽창밸브부의 전자식팽창밸브는 상기 제2유로로 이동되는 냉매를 팽창시키는 것을 특징으로 하는 차량용 냉난방 시스템.The method of claim 7,
In the second heating mode, the first on-off valve provided on the third flow path at a branch point of the first bypass flow path supplies the refrigerant discharged from the second heat exchanger to the first bypass flow path. The first outlet is open to the first bypass flow path, the second outlet and the third outlet are closed,
An electronic expansion valve of the expansion valve unit provided on the second flow path expands the refrigerant moving to the second flow path.