[发明专利]用于车辆的热泵系统

说明书

相关申请的交叉引用 

本申请要求2011年6月20日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2011-0059768号的优先权，该申请的全部内容结合于此用于通过该引用的所有目的。 

技术领域

本发明涉及一种热泵系统及其控制方法。更具体地，本发明涉及这样一种热泵系统及其控制方法，该热泵系统使用电子设备产生的废热，提高加热性能和除湿性能，防止在低温下在外部冷凝器上的积霜，并在同时增加行驶距离。 

背景技术

通常，用于车辆的空调系统包括用于加热或冷却车辆舱室的空调模块。 

这种空调模块通过操作压缩机而使热交换介质循环经过冷凝器、贮液干燥器、膨胀阀和蒸发器。然后使热交换介质流回到压缩机。在此过程中，空调模块通过在蒸发器中的热交换而加热车辆舱室，或者通过在加热器中与冷却剂进行热交换而冷却车辆舱室。 

当下，能效和环境污染越来越受到关注，已经研究出环境友好的车辆以替代具有内燃机的车辆。这种环境友好的车辆包括使用燃料电池或电力作为动力源的电动车辆，以及由发动机和电池驱动的混合动力车辆。 

环境友好车辆中的电动车辆使用电加热器，因为电动车辆并不具有作为热源的内燃机。 

但是，电加热器过度地消耗电能，从而降低了电动车辆的行驶距离。引入加热效率改进的热泵送系统来取代电加热器，从而解决该问题。 

根据热泵系统，在夏季，在冷却模式中，在压缩机中压缩的高温/高压气态制冷剂在冷凝器中冷凝，然后经过贮液干燥器和膨胀阀供应到蒸发器。气态制冷剂在蒸发器中蒸发，并降低舱室的温度和湿度。然而，热泵系统具有如下特征：在冬季，在加热模式中，高温/高压气态制冷剂用作加热器介质。 

也就是说，在电动车辆中的加热模式中，高温/高压气态制冷剂并不供给外部冷凝器而是通过阀供给内部冷凝器，并且与空气进行热交换。经热交换的空气通过正温度系数（PTC）加热器。其后，空气流动到车辆舱室中并升高车辆舱室温度。 

流动到内部冷凝器中的高温/高压气态制冷剂经与空气进行热交换而冷凝并以液体制冷剂的状态流出。 

然而，如上所述的常规热泵系统是空气冷却型，其中制冷剂由外部空气冷却。 

并且，在冬季受到极低温或低温的外部空气冷却的制冷剂受到内部冷凝器的冷却，从而在极低温度条件下排放到外部冷凝器，因此在外部冷凝器的表面上形成冰，并且热交换介质的热交换效率以及加热性能和效率恶化，在冷却模式转换为加热模式的情况下，保留在蒸发器上的冷凝物增加了湿度，从而使得潮气形成在车辆玻璃的内部上。 

为解决这样的问题，在外部冷凝器的表面被除霜的除霜模式中，压缩机停止操作并且加热仅通过PTC加热器进行。因此，加热性能可能会严重恶化，加热负荷可能由于动力消耗的增加而增加，并且当在加热的同时行驶时可能会缩短里程。 

此外，由于当液态制冷剂流动到内部冷凝器中时用于将液态制冷剂转化为气态制冷剂的热量不足，因此压缩效率可能会恶化，当空气温度低时加热性能可能会严重恶化，当液态制冷剂流动到压缩机中时系统可能会不稳定并且压缩机的耐久性可能会恶化。 

此外，在从车辆舱室去除潮气的除湿模式中，由于二通阀的频繁开启/闭合操作，可能会出现噪音和振动。 

公开于该发明背景技术部分的信息仅仅旨在加深对本发明的一般背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。 

发明内容

本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统及其控制方法，所述用于车辆的热泵系统所具有的优势在于，利用电子设备中的废热源来加热冷却剂，并在冷却剂与制冷剂之间进行热交换，从而提高加热性能和除湿效率，并且防止在低温下在外部冷凝器上的积霜。 

而且，本发明的各个方面致力于提供一种用于车辆的热泵系统及其控制方法，所述用于车辆的热泵系统所具有的优势在于，降低在车辆的加热模式下的加热负荷，并增加使用相同的动力源的车辆的总行驶距离。