DE202018002599U1

DE202018002599U1 - Car air conditioning with automatic disinfection device

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Publication number: DE202018002599U1
Application number: DE202018002599.2U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2018-05-30
Filing date: 2018-05-30
Publication date: 2018-08-01
Anticipated expiration: 2028-05-31

Abstract

Autoklimaanlage mit Desinfektionsvorrichtung umfassend einen Klimaanlagenlüfter (2) sowie einen Verdampfer (5), gekennzeichnet durch- ein Zeitschaltrelais mit einer automatisierten Ausschaltverzögerung des Klimaanlagenlüfters (2) sowie- mindestens eine UV-C-LED (4, 6, 7, 11) derart positioniert am Verdampfer (5), dass der Verdampfer (5) bei angeschalteten UV-C-LEDs mit UV-C-Wellen zeitgeschaltet automatisiert bestrahlt wird.A car air conditioning system with a disinfection device comprising an air conditioning ventilator (2) and an evaporator (5), characterized by a time switch relay with an automatic switch-off delay of the air conditioning ventilator (2) and at least one UV-C LED (4, 6, 7, 11) positioned in such a way on the evaporator (5), that the evaporator (5) is irradiated automatically with activated UV-C LEDs with UV-C waves timed.

Description

Die Erfindung betrifft eine Autoklimaanlage mit Desinfektionsvorrichtung, die in ihrem Inneren so konstruiert ist, dass nach Abstellen des Motors eine automatisierte Desinfektion, insbesondere am Klimaverdampfer, durchgeführt wird gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a car air conditioning with disinfection device, which is constructed in its interior so that after stopping the engine, an automated disinfection, in particular on the air evaporator, is carried out according to the preamble of claim 1.

Beim Betreiben der Autoklimaanlage tritt als bekanntes Problem auf, dass die Luft, die aus der Autöklimaanlage strömt, mitunter unangenehm riecht. Der Geruch wird dabei durch Mikroorganismen vor allem im Verdampfer der Autoklimaanlage verursacht. Um die Anzahl der die Autoklimaanlage in ihrem Inneren besiedelnden Mikroorganismen zu verringern, sind u.a. Autoklimaanlagen-Reinigersprays bekannt, die jedoch gesundheitlich nicht unbedenklich und deshalb nur mit Vorsicht zu verwenden sind.When operating the car air conditioning occurs as a known problem that the air that flows from the car air conditioning, sometimes smells unpleasant. The smell is caused by microorganisms, especially in the evaporator of the car air conditioning system. In order to reduce the number of microorganisms colonizing the car air conditioning system in their interior, u.a. Autoklimaanlagen-Reinigersprays known, however, are not safe to health and therefore to use with caution.

Bekannt ist ebenfalls grundsätzlich eine Desinfektion von Oberflächen mit Hilfe von Lichtstrahlen, deren Wellenlänge im UV-C-Bereich liegen. Diese Technik beruht auf dem Einsatz von speziellen UV-C-Entkeimungslampen, die als Leuchtstoffröhren ausgebildet sind, so dass sie allerdings in schwer zugänglichen, kleinen Räumen nicht eingesetzt werden können. Beispielsweise sei hier auf ein Entkeimungssystem zum Entkeimen von medizinischem Gerät verwiesen, wie dies in der Veröffentlichung DE 195 44 392 A1 offenbart ist.Also known is basically a disinfection of surfaces by means of light rays whose wavelength is in the UV-C range. This technique relies on the use of special UV-C sterilization lamps, which are designed as fluorescent tubes, so that they can not be used in hard to reach, small spaces. For example, reference is made here to a sterilization system for sterilizing medical equipment, as described in the publication DE 195 44 392 A1 is disclosed.

Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Autoklimaanlage mit Desinfektionsvorrichtung zu schaffen, in deren Inneren durch die Anordnung verschiedener Bauteile eine unerwünschte Besiedelung mit Mikroorganismen durch eine automatisierte Desinfektion stark reduziert wird, so dass es zu keinem Austreten unangenehmer Gerüche beim Betrieb der Autoklimaanlage mehr kommt.It is the object of the invention to provide a car air conditioning with disinfection device, in the interior of the arrangement of various components unwanted colonization with microorganisms is greatly reduced by automated disinfection, so that there is no more unpleasant odors during operation of the car air conditioning more.

Erreicht wird dies durch eine Autoklimaanlage mit Desinfektionsvorrichtung, bei welcher durch die Anordnung spezieller Bauteile das Wachstum von Mikroorganismen insbesondere im Verdampfer der PKW-Klimaanlage auf zwei Methoden bekämpft wird:

- Entzug der Feuchtigkeit der Klimaanlage nach Abschalten der Klimaanlage.
- Vorbeugende Desinfektion des Verdampfers mit Hilfe von UV-C-Strahlung.

This is achieved by a car air conditioning system with disinfection device, in which by the arrangement of special components, the growth of microorganisms, in particular in the evaporator of the car air conditioner is combated in two ways:

- Removal of the humidity of the air conditioner after switching off the air conditioning.
- Preventive disinfection of the evaporator with the help of UV-C radiation.

Dazu wird der Lüfter nach dem Ausschalten der Klimaanlage weiter betrieben, um die Feuchtigkeit insbesondere an dem Verdampfer abzuführen und so zu verringern, dass ein Klima zur Ansiedlung der Mikroorganismen nicht entsteht. Gleichzeitig werden UV-C-LEDs angeschaltet, um die vorhandenen Mikroorganismen abzutöten. Durch die Wechselwirkung und gegenseitige Verstärkung dieser Effekte kann die Ansiedlung von Mikroorganismen unterbunden bzw. in einem Maße reduziert werden, dass eine Geruchsbildung vermieden wird.For this purpose, the fan is operated after switching off the air conditioning continue to dissipate the moisture in particular to the evaporator and reduce so that a climate for the settlement of microorganisms does not arise. At the same time UV-C LEDs are turned on to kill the existing microorganisms. Through the interaction and mutual reinforcement of these effects, the colonization of microorganisms can be prevented or reduced to such an extent that an odor formation is avoided.

Eine herkömmliche Autoklimaanlage funktioniert in der folgenden beschriebenen Weise:A conventional car air conditioner works in the following manner:

Nachdem der Kompressor eingeschaltet wird, gelangt nicht verdichtetes Kältemittel vom Verdampfer über das Expansionsventil zum Kompressor. Der Kompressor komprimiert das Kältemittel, danach wird es im Kondensator abgekühlt. Nun geht das Kältemittel in einen flüssigen Zustand über. Der Filtertrockner filtert vorhandenes Wasser aus dem Kühlmittel heraus, anschließend gelangt das Kühlmittel zum Expansionsventil. Dort wird es an den Verdampfer abgegeben. Da nun das Kühlmittel nicht mehr unter Druck steht, geht das Kühlmittel nun in den gasförmigen Zustand über. Bei diesem Vorgang wird der Luft am Verdampfer Wärme entzogen. Die kühle Luft kann jetzt über die Lüftungsdüsen zum Fahrzeuginnenraum gelangen.After the compressor is turned on, non-compressed refrigerant will pass from the evaporator to the compressor via the expansion valve. The compressor compresses the refrigerant, then it is cooled in the condenser. Now the refrigerant goes into a liquid state. The filter dryer filters existing water out of the coolant, then the coolant reaches the expansion valve. There it is delivered to the evaporator. Now that the coolant is no longer under pressure, the coolant is now in the gaseous state. In this process, the air is removed from the evaporator heat. The cool air can now reach the vehicle interior via the ventilation nozzles.

Im Bereich des Verdampfers wird dem Luftstrom Feuchtigkeit entzogen und es entsteht ein Kondensat. Über den Innenraumfilter gelangen aber kleinste Mikroorganismen sowie Staub zum Verdampfer. Diese Mikroorganismen finden aufgrund der Feuchtigkeit und der Staub/Partikelablagerungen ideale Bedingungen zur Vermehrung. Mit der Zeit entsteht eine gallertartige Schicht, die als „Biofilm“ bezeichnet wird. Der „Biofilm“ besteht überwiegend aus Viren, Bakterien, Pilzsporen und sonstigen Ablagerungen, die den Fäulnisgeruch entstehen lassen, der erfindungsgemäß vermieden werden soll.In the area of the evaporator moisture is removed from the air flow and a condensate is formed. About the cabin filter but get the smallest microorganisms and dust to the evaporator. These microorganisms find ideal conditions for propagation due to moisture and dust / particle deposits. Over time, a gelatinous layer is created called "biofilm". The "biofilm" consists predominantly of viruses, bacteria, fungal spores and other deposits that give rise to the putrefaction odor that is to be avoided according to the invention.

Über die Lüftungsdüsen gelangt der Fäulnisgeruch in den Fahrzeuginnenraum. Erst jetzt bemerkt der Autofahrer die erfolgte Verkeimung.About the air vents the putrefaction smell enters the vehicle interior. Only now does the driver notice the germ contamination.

Seitens der Hersteller wird nach dem Stand der Technik ein Innenraumfilter integriert. Der Filter soll verhindern, dass Nährstoffe (Staub, sonstige Partikel) in das System eingetragen werden. Es gilt der Grundsatz: Je besser der eingesetzte Filter ist, desto weniger Partikel können in das System gelangen und umso geringer ist die Gefahr, dass ein Biofilm entstehen kann.On the part of the manufacturer, a cabin filter is integrated according to the state of the art. The filter should prevent nutrients (dust, other particles) from entering the system. The principle is that the better the filter used, the fewer particles that can enter the system and the lower the risk of biofilm formation.

Der Ansatz im Stand der Technik behandelt insofern nur das Reduzieren von Staub und sonstigen Partikeln innerhalb der Klimaanlage.The approach in the prior art thus far only deals with the reduction of dust and other particles within the air conditioning system.

Zur Vermeidung der Entstehung des sog. „Biofilms“ werden nach der Erfindung folgende Maßnahmen ergriffen:

1. Reduktion der Feuchtigkeit am Verdampfer und
2. vorbeugendes Abtöten von Mikroorganismen mit Hilfe von UV-C-Strahlung.

To avoid the formation of the so-called "biofilm", the following measures are taken according to the invention:

1. reduction of moisture at the evaporator and
2. Preventive killing of microorganisms by means of UV-C radiation.

Zur Veranschaulichung der erfindungsgemäßen Autoklimaanlage mit automatisierter Desinfektionsvorrichtung wurde zunächst ein Modell verwendet basierend auf einem Verdampfer mit Lüfter und Lüfter-Kasten für eine Klimaanlage aus einer Corvette C4, welche in den Jahren 1985-1996 hergestellt wurde.To illustrate the autoclave with automatic disinfection device according to the invention, a model based on an evaporator with fan and fan box for an air conditioner of a Corvette C4 was first used, which was manufactured in the years 1985-1996.

Dieses Modell wurde während der Entwicklung dazu genutzt, die erfindungsgemäß vorgeschlagenen zusätzlichen Bauteile und Maßnahmen am Modell zu testen und das Modell mit den gewonnenen Erkenntnissen weiter zu verbessern.This model was used during the development to test the invention proposed additional components and measures on the model and to further improve the model with the findings.

Die Problematik bei den bekannten Autoklimaanlagen besteht darin, dass während der Zeit, in der der Klimakompressor angeschaltet ist und die Klimaanlage kühlt, Kondensat am Verdampfer entsteht. Das Kondensat wird über eine Ablaufleitung aus dem System geführt. Nach dem Ausschalten der Autoklimaanlage z.B. durch Ausschalten des Motors, verbleibt eine hohe Restfeuchtigkeit am Verdampfer und im Modellhaften Gehäuse der Klimaanlage. Die Restfeuchtigkeit bleibt über Stunden bestehen und mit zunehmender Temperatur entsteht eine ideale Umgebung für Mikroorganismen.The problem with the known car air conditioners is that during the time in which the air conditioning compressor is switched on and the air conditioning cools, condensate is formed on the evaporator. The condensate is led out of the system via a drain line. After turning off the car air conditioner, e.g. By switching off the engine, a high residual moisture remains on the evaporator and in the model housing of the air conditioner. The residual moisture remains for hours and with increasing temperature creates an ideal environment for microorganisms.

Die erfindungsgemäße Maßnahme zur Verringerung der Mikroorganismenpopulation besteht nun darin, eine Ausschaltverzögerung in die Autoklimaanlage so zu integrieren und über diese Ausschaltverzögerung den Klima-Lüfter so lange nachlaufen zu lassen, bis keine oder nur minimale Restfeuchtigkeit mehr vorhanden ist. Überraschenderweise ist nach etwa sechs Minuten Nachlauf in verschiedenen Versuchsreihen die Luftfeuchtigkeit im modellhaften Gehäuse der Klimaanlage von ca. 80% auf ca. 38% gesunken und erreichte somit annähernd den Wert der Raumluftfeuchtigkeit von 37%.The inventive measure for reducing the microorganism population is now to integrate a switch-off delay in the car air conditioning so and run on this off delay the air conditioning fan so long until no or only minimal residual moisture is present. Surprisingly, the air humidity in the exemplary housing of the air conditioning system has dropped from approx. 80% to approx. 38% after approx. Six minutes of follow-up in various test series and thus almost reached the value of room humidity of 37%.

Vor diesem Hintergrund wird von einer erforderlichen Nachlaufzeit des Lüfters von mindestens sechs Minuten ausgegangen.Against this background, it is assumed that the fan requires at least six minutes of fan overrun.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise von UV-Strahlung allgemein zusammengefasst:In the following, the mode of action of UV radiation is summarized in general:

Die Abkürzung UV steht für das Ultraviolette Licht, welches für das menschliche Auge nicht sichtbar ist. Bei der UV-Strahlung unterscheidet man zwischen drei unterschiedlichen Arten.The abbreviation UV stands for ultraviolet light, which is invisible to the human eye. There are three different types of UV radiation.

Der UV-C-Strahlung mit der Wellenlänge von 200-280nm, welche zur Entkeimung, Luft-/Wasserreinigung und zur Konservierung von Lebensmitteln genutzt wird.The UV-C radiation with the wavelength of 200-280nm, which is used for sterilization, air / water purification and food preservation.

Der UV-B-Strahlung mit der Wellenlänge von 280-315nm, welche zur Konservierung von Lebensmitteln, bei medizinischen und bei industriellen Anwendungen Verwendung findet.The UV-B radiation with the wavelength of 280-315nm, which is used for the preservation of food, medical and industrial applications.

und die UV-A -Strahlung mit der Wellenlänge von 315-400nm, welche bei Belichtungsmaschinen, Fotokatalyse und industriellen Anwendungen verwendet wird.and the UV-A radiation with the wavelength of 315-400nm, which is used in exposure machines, photo catalysis and industrial applications.

Für die vorliegende Erfindung ist nur die UV-C-Strahlung mit einer Wellenlänge von 200- 280nm von Bedeutung.For the present invention, only the UV-C radiation having a wavelength of 200-280 nm is important.

Die benötigte UV-C-Strahlung wird entweder mit Hilfe von UV-C-Quecksilberlampen oder mit UV-C LEDs erzeugt. Die Quecksilberlampen haben eine große Bauform, benötigen eine lange Aufwärmzeit und müssen mit anspruchsvollen Spannungsquellen betrieben werden. Die LEDs sind kleiner, können mit Gleichstrom betrieben werden und geben sofort UV-C-Strahlung nach Anlegen der Spannung ab. Aufgrund dieser Vorteile der LEDs wurden für die vorliegende Erfindung UV-C-LEDs gewählt, da diese auch innerhalb des Gehäuses einer Autoklimaanlage vorteilhaft und insbesondere in einer effektiven Verteilungsanordnung anzuordnen sind.The required UV-C radiation is generated either with the help of UV-C mercury lamps or with UV-C LEDs. The mercury lamps have a large design, require a long warm-up time and must be operated with sophisticated voltage sources. The LEDs are smaller, can be operated with direct current and immediately emit UV-C radiation after the voltage has been applied. Because of these advantages of the LEDs, UV-C LEDs have been selected for the present invention, since they are also advantageous to arrange within the housing of a car air conditioning system and in particular in an effective distribution arrangement.

Folgende Kriterien sollte die UV-C -LED erfüllen:

- kleine Abmessungen,
- möglichst großer vertikaler und horizontaler Abstrahlungswinkel bei entsprechender Bestrahlungsintensität,
- lange Standzeiten und
- einen günstigen Preis.

The following criteria should be fulfilled by the UV-C-LED:

- small dimensions,
- the largest possible vertical and horizontal angle of radiation at the corresponding irradiation intensity,
- long lifetimes and
- a low price.

Folgende UV-C-LED wurde in der erfindungsgemäßen Autoklimaanlage testweise verwendet:

- UV-C Type 6060
- Wellenlänge 275nm;
- Leistung 70mW;
- 120° Abstrahlwinkel.

The following UV-C LED was used as a test in the car air conditioning system according to the invention:

- UV-C Type 6060
- Wavelength 275nm;
- power 70mW;
- 120 ° beam angle.

Für Lebewesen (speziell Mikroorganismen) wirkt diese UV-C- Strahlung abtötend, da aufgrund der energiereichen UV-C- Strahlung eine photochemische Reaktion auslöst wird. Bei entsprechender Bestrahlungsdosis werden die Wellenlängen von den Zell-Nucleinsäuren absorbiert, was dann zur Abtötung führt.For living organisms (especially microorganisms), this UV-C radiation has a killing effect, since a photochemical reaction is triggered due to the high-energy UV-C radiation. With a corresponding dose of radiation, the wavelengths are absorbed by the cell nucleic acids, which then leads to killing.

Hierbei wird die DNS unbrauchbar, da sich zwei nebeneinanderliegende Informationsträger verketten. Eine solch geschädigte Zelle stirbt dann ab. Der Vorteil der UV-C-Technik liegt daher insbesondere darin, dass keine Resistenzbildung möglich ist. In this case, the DNS becomes useless because two adjacent information carriers are linked. Such a damaged cell then dies. The advantage of the UV-C technique therefore lies in the fact that no formation of resistance is possible.

Die UV-C-Strahlung ist jedoch schädlich für das menschliche Auge und unterliegt besonderen Sicherheitsvorkehrungen. Da die UV-C-Strahlung keine festen Stoffe durchdringen kann, geht von umschlossenen Gehäusen wie dies erfindungsgemäß vorliegt keine Gefahr aus. Dies wäre auch der Fall, wenn das Gehäuse aus Fensterglas oder klarsichtigen Kunststoff (Acrylglas) besteht.However, UV-C radiation is harmful to the human eye and is subject to special safety precautions. Since the UV-C radiation can not penetrate solid substances, there is no danger from enclosed housings, as is the case according to the invention. This would also be the case if the housing is made of window glass or clear plastic (acrylic glass).

Bisherige Versuchsreihen am Modell der erfindungsgemäßen Autoklimaanlage haben ergeben, dass eine Desinfektion von 100% der Verdampferoberfläche bei vertretbarem konstruktivem Aufwand nicht ohne weiteres möglich ist.Previous series of experiments on the model of the automotive air conditioning system according to the invention have shown that a disinfection of 100% of the evaporator surface with reasonable design effort is not readily possible.

Um eine bestmögliche Desinfektion zu gewährleisten, werden daher erfindungsgemäß zwei UV-C-LEDs an der Vorderseite und zwei UV-C-LEDs an der Rückseite des Verdampfers positioniert. Somit kann Strahlung von beiden Seiten auf den Verdampfer treffen und beidseitig in die Kammern des Verdampfers eindringen, wodurch der Entkeimungseffekt stark verbessert wird.In order to ensure the best possible disinfection, therefore, according to the invention two UV-C LEDs are positioned on the front and two UV-C LEDs on the back of the evaporator. Thus, radiation from both sides can hit the evaporator and penetrate both sides into the chambers of the evaporator, whereby the sterilization effect is greatly improved.

Die Positionen der UV-C-LEDs richten sich nach deren Abstrahlwinkeln. Die Positionen werden vorteilhafterweise nach der Erfindung so gewählt, dass der Verdampfer möglichst komplett bestrahlt wird. Zusätzlich wird eine Überlappungszone eingerichtet, dort addieren sich die Beleuchtungswerte und kompensieren somit den Intensitätsabfall.The positions of the UV-C LEDs depend on their emission angles. The positions are advantageously chosen according to the invention so that the evaporator is irradiated as completely as possible. In addition, an overlapping zone is set up, where the lighting values are added together, thus compensating for the intensity drop.

Einfach strukturierte Mikroorganismen sind sehr empfindlich gegenüber UV-C-Licht, hier reicht schon eine geringe Dosis aus (z.B. Darmbakterium E. coli 5mJ/cm²). Für Pilze und Sporen sind höhere Bestrahlungsenergien erforderlich.Simply structured microorganisms are very sensitive to UV-C light, even a small dose is sufficient (eg gut bacterium E. coli 5mJ / cm ² ). For fungi and spores higher irradiation energies are required.

Tests einer 2 mW UV-C-LED haben beispielsweise ergeben, dass Oberflächen schon nach nur 60s zu 99,9% sterilisiert sind. Der Abstand der UV-C-LED zur Oberfläche betrug hierbei etwa 4cm.For example, tests on a 2mW UV-C LED have shown that 99.9% of surfaces are sterilized after only 60 s. The distance between the UV-C-LED and the surface was about 4cm.

Im erfindungsgemäßen Modell sind UV-C-LEDs mit unter anderem 70mW zum Einsatz gekommen. Diese leistungsstarken LEDs mit 278nm,Typ 6060 LG Innotek, haben eine optische Leistung von 70mW bei einem Abstrahlwinkel von 120°.In the model according to the invention UV-C LEDs have been used with, inter alia, 70mW. These powerful 278nm LEDs, type 6060 LG Innotek, have an optical output of 70mW with a beam angle of 120 °.

Die maximale Bestrahlungsstärke (optische Leistung) in Abhängigkeit des Abstandes der UV-C-LED zur Verdampferoberfläche wurde hierbei aus dem Hersteller-Datenblatt entnommen. Zur Bestimmung der Zeit, um eine Dosis von 5mJ/cm² zu erhalten, werden die 5mJ/cm² durch die optische Leistung geteilt.The maximum irradiance (optical power) as a function of the distance of the UV-C LED to the evaporator surface was taken from the manufacturer's data sheet. To determine the time to receive a dose of 5mJ / cm ² , the 5mJ / cm ^{2 are divided} by the optical power.

Der Abstand LED zur Verdampferoberfläche beträgt vorteilhafterweise mindestens 6 cm, um die äußeren Abmessungen des Verdampfers gut bestrahlen zu können. Da die Strahlung noch in die Verdampferkammern eindringen soll, kommen nochmals 4cm hinzu. Damit beträgt der längste Weg der Strahlung 10cm.The distance LED to the evaporator surface is advantageously at least 6 cm, in order to irradiate the outer dimensions of the evaporator well. Since the radiation is still to penetrate into the evaporator chambers, add another 4cm. So the longest path of the radiation is 10cm.

Aufgrund des Abstrahlverhaltens ergeben sich geringere Bestrahlungsstärken zum Rand hin.Due to the radiation behavior, lower irradiance levels result towards the edge.

Die optische Leistung bei einem Abstand der LED zur Verdampferoberfläche von 10 cm in Abhängigkeit des Abstrahlwinkels zeigen, dass die UV-C-LEDs mindestens eine Minute an sein müssen, um am oberen und unteren Randbereich des Klima-Verdampfers eine Dosis von 5mJ/cm² zu erhalten. Da Überdosierungen keine negativen Auswirkungen haben und Resistenzbildungen nicht möglich sind, kann die Bestrahlungsdauer auch deutlich höher ausgelegt werden. Das hat den Vorteil, dass nicht so UV-C empfindliche Bakterien (wie z.B. Micrococcus sphaeroides 30mJ/cm²), Hefe (Saccharomyces sp.) und Schimmelpilze (Penicillium expansum 39mJ/cm²) auch eine tödliche Dosis erhalten.The optical power at a distance of the LED to the evaporator surface of 10 cm as a function of the radiation angle show that the UV-C LEDs must be on for at least one minute to at the top and bottom of the climatic evaporator a dose of 5mJ / cm ² to obtain. Since overdoses have no negative effects and resistance formation is not possible, the irradiation duration can also be designed significantly higher. This has the advantage that not so UV-C sensitive bacteria (such as Micrococcus sphaeroides 30mJ / cm ² ), yeast (Saccharomyces sp.) And molds (Penicillium expansum 39mJ / cm ² ) also receive a lethal dose.

Um auch diese Mikroorganismen abtöten zu können, wurde die UV-C-LED-Zeit auf sechs Minuten festgelegt. Die Dosisverteilung, bei einem Abstand von 10 cm, bewegt sich somit von 34mJ/cm² im Randbereich bis zu 80mJ/cm² im Zentrum der Strahlung.To be able to kill these microorganisms, the UV-C-LED time was set to six minutes. The dose distribution, at a distance of 10 cm, thus moves from 34mJ / cm ² in the edge region up to 80mJ / cm ² in the center of the radiation.

Noch höhere Dosiswerte, um resistentere Schimmelpilze abzutöten, sind nicht erforderlich, da Schimmelpilze eine Luftfeuchtigkeit von über 70% benötigen um auf Materialien wachsen zu können. Aufgrund der Reduzierung der Luftfeuchtigkeit innerhalb der Klimaanlage, liegt diese weit unter diesem Wert. Auch hier zeigt sich, dass sich die Maßnahmen der Feuchtigkeitsabfuhr und Bestrahlung positiv befördern, wodurch auch die Intensität der Bestrahlung aufgrund der Feuchtigkeitsreduzierung geringer sein kann.Even higher doses to kill more resistant molds are not required, as molds require more than 70% humidity to grow on materials. Due to the reduction in humidity inside the air conditioning, this is far below this value. Here, too, it can be seen that the moisture removal and irradiation measures have a positive effect, as a result of which the intensity of the irradiation due to the moisture reduction can also be lower.

Nachfolgend wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Autoklimaanlage mit Desinfektionsvorrichtung näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:

1 einen schematischen Schaltplan der erfindungsgemäßen Autoklimaanlage sowie
2 eine beispielhafte Skizze des Modellhaften Aufbaus der Klimaanlage mit Desinfektion.

The structure of the car air conditioning system according to the invention with disinfection device will be explained and described in more detail. Show it:

1 a schematic circuit diagram of the automotive air conditioning system according to the invention and
2 an exemplary sketch of the model construction of the air conditioning with disinfection.

In 2 ist der gesamte beispielhafte Gehäuseaufbau der Klimaanlage 3 in verkleinerter Form schematisch dargestellt. Im Gehäuse der Klimaanlage 3 sind die Bauteile Lufteinlass 1, Lüfter 2, Verdampfer 5 und Luftklappe 8 von den Luftauslässen 9 und 10 (Luftrichtung nach links oder nach rechts in das Fahrzeuginnere) dargestellt.In 2 is the entire exemplary housing construction of the air conditioner 3 shown schematically in reduced form. In the case of the air conditioner 3 the components are air intake 1 , Fan 2 . Evaporator 5 and air damper 8th from the air outlets 9 and 10 (Air direction to the left or to the right in the vehicle interior).

In der Zeichnung sind beispielhaft vier Einbaupositionen von UV-C-LEDs 4, 6, 7 und 11 abgebildet, wobei die jeweiligen Strahlungsbereiche der LED auf den Verdampfer 5 gestrichelt eingezeichnet sind.In the drawing, four mounting positions of UV-C LEDs 4, 6, 7 and 11 are shown by way of example, wherein the respective radiation ranges of the LED on the evaporator 5 dashed lines are shown.

Die automatisierte Desinfektion beginnt, wenn der PKW-Motor ausschaltet wird. Beim Ausschalten des Motors wird eine (zeichnerisch nicht dargestellte) Ausschaltverzögerung gestartet. Diese lässt den Lüfter 2 der Klimaanlage nachlaufen und schaltet die UV-C-LEDs 4, 6, 7, 11 an.The automated disinfection begins when the car engine is switched off. When the motor is switched off, a switch-off delay (not shown in the drawing) is started. This leaves the fan 2 run after the air conditioner and turns on the UV-C LEDs 4, 6, 7, 11 at.

Die Feuchtigkeit, die sich im Verdampfer 5 angesammelt hat, wird durch den vorhandenen Luftstrom des Lüfters 2 verringert. Gleichzeitig desinfizieren die UV-C- LEDs 4, 6, 7, 11 mit der Wellenlänge von 278nm den Verdampfer 5. Dadurch werden die Mikroorganismen abgetötet und es kann kein unangenehmer Geruch mehr entstehen.The moisture that is in the evaporator 5 has accumulated, is due to the existing airflow of the fan 2 reduced. At the same time, UV-C LEDs 4, 6, 7, 11 with a wavelength of 278nm disinfect the evaporator 5 , As a result, the microorganisms are killed and no unpleasant odor can occur.

Es besteht grundsätzlich auch die Option, beim Nachlauf des Lüfters die feuchte Luft über eine sensorgesteuerte elektrische Klappe am Luftauslass nach außen zu führen.In principle, there is also the option of guiding the moist air to the outside of the air outlet via a sensor-controlled electric flap when the fan is following.

Funktionsbeschreibung der beispielhaften Schaltung gemäß 1: Function description of the exemplary circuit according to 1 :

Wird der PKW-Motor über den Schlüsselschalter ausgeschaltet, so bekommt der Zeitschalter 13 einen Startimpuls. Der Zeitschalter 13 arbeitet nun als Ausschaltverzögerung.If the car engine is switched off via the key switch, the time switch gets 13 a start pulse. The timer 13 now works as a switch-off delay.

Über das Zeitschalterrelais 13 erhalten die 4 UV-C-LEDs 4, 6, 7, 11 die benötigte Spannung um die UVC Strahlung abgeben zu können. Abgesichert sind die LEDs 4, 6, 7, 11 über die Sicherung F3.About the timer relay 13 receive the 4 UV-C LEDs 4, 6, 7, 11, the voltage required to deliver the UVC radiation can. The LEDs are secured 4 . 6 . 7 . 11 about the fuse F3.

Der Lüfter-Motor 14 benötigt beispielsweise 17 Ampere. Das Zeitschaltrelais 13 kann nur 3 Ampere schalten, deshalb steuert das Zeitschaltrelais 13 ein Leistungsrelais 12 an. Das Leistungsrelais 12 kann bis zu 30 Ampere schalten. Das Leistungsrelais 12 schaltet nun den Lüfter-Motor 14 an. Abgesichert ist der Lüfter-Motor 14 über die Sicherung F2.The fan motor 14 For example, it takes 17 amps. The time relay 13 can only switch 3 amps, therefore the time relay controls 13 a power relay 12 at. The power relay 12 can switch up to 30 amps. The power relay 12 Now turn on the fan motor 14 at. The fan motor is protected 14 about the fuse F2.

Nach der eingestellten Zeit im Zeitschalter 13, schaltet das Zeitschaltrelais 13 ab und die LEDs 4, 6, 7, 11 sowie der Lüfter-Motor 14 gehen aus.After the set time in the timer 13 , switches the time relay 13 off and the LEDs 4 . 6 . 7 . 11 as well as the fan motor 14 go out.

Der Zeitschalter 13 ist mit einer Ausschaltverzögerung von 6 Minuten eingestellt worden. Diese Zeit wurde aus einer Versuchsreihe heraus ermittelt. Der Lüfter-Motor 14 hat nach 6 Minuten Nachlauf genügend Luftdurchsatz erzeugt um den Verdampfer sowie die Lüftungskanäle ausreichend zu entfeuchten.The timer 13 has been set with a switch-off delay of 6 minutes. This time was determined from a series of experiments out. The fan motor 14 after 6 minutes of overrun, has generated enough air flow to sufficiently dehumidify the evaporator and the ventilation ducts.

Die Zeit, in der die UV-C-LEDs angeschaltet sind, wurde auf eine Zeit von 6 Minuten festgelegt, somit können auch nicht so UV-C-empfindliche Mikroorganismen abgetötet werden. Somit werden die UV-C-LEDs und der Lüfter-Motor mit der gleichen Zeit von 6 Minuten gesteuert.The time in which the UV-C LEDs are turned on, was set to a time of 6 minutes, thus not so UV-C-sensitive microorganisms can be killed. Thus, the UV-C LEDs and the fan motor are controlled with the same time of 6 minutes.

Alternativ kann die Ausschaltverzögerung des Klimaanlagenlüfters 2 über zumindest einen Feuchtigkeitssensor gesteuert werden, der im Gehäuse der Klimaanlage angeordnet ist. Auf diese Weise kann der Nachlauf an die Notwendigkeit der Abfuhr einer sensorisch bestimmten Feuchtigkeit angepasst erfolgen, was zweckmäßig ist, da je nach klimatischen Verhältnissen die Feuchtigkeitsansammlung in der Klimaanlage stark variieren kann.Alternatively, the off delay of the air conditioning fan 2 be controlled via at least one humidity sensor, which is arranged in the housing of the air conditioner. In this way, the caster can be adapted to the need to dissipate a sensorially determined humidity, which is expedient because, depending on climatic conditions, the moisture accumulation in the air conditioning can vary greatly.

Der Ansatz der Autoindustrie besteht nur im Vermeiden von Staub und sonstigen Partikeln innerhalb der Klimaanlage. Haben sich Mikroorganismen in der Klimaanlage angesiedelt, so bieten Werkstätten eine Desinfektion mittels Chemikalien an. Diese Chemikalien stellen oftmals eine Gefahr für die Gesundheit dar.The approach of the auto industry exists only in the avoidance of dust and other particles within the air conditioning system. If microorganisms have settled in the air conditioning system, workshops offer a disinfection by means of chemicals. These chemicals are often hazardous to health.

Die erfindungsgemäße Autoklimaanlage mit automatisierter Desinfektionsvorrichtung führt nach dem Abschalten der Klimaanlage beispielsweise nach Verlassen des Fahrzeugs vollautomatisch eine Desinfektion der Klimaanlage durch. Die Desinfektion beginnt mit dem Abstellen des Motors. Die Desinfektion kommt hierbei vorteilhafterweise ohne Chemikalien aus. Zum Einsatz kommen der schon vorhandene Klimalüfter, der vorzugsweise mindestens sechs Minuten nachläuft und somit die Feuchtigkeit reduziert sowie die UV-C-LEDs, die UV-C-Strahlung erzeugen und vorhandene Mikroorganismen abtöten. Ein weiterer Vorteil der UV-C-Strahlung ist, dass keine Resistenzbildungen möglich sind.The automatic air conditioning system according to the invention with automatic disinfection device performs after deactivation of the air conditioner, for example after leaving the vehicle fully automatic disinfection of the air conditioner. The disinfection starts with the stopping of the engine. The disinfection comes here advantageously without chemicals. The existing air conditioning fan is used, which runs after at least six minutes and thus reduces the moisture as well as the UV-C LEDs, which generate UV-C radiation and kill existing microorganisms. Another advantage of UV-C radiation is that no resistance is possible.

Eine Weiterbildung der Erfindung kann darin liegen, die LEDs direkt innerhalb der Verdampfer zu integrieren, oder auch die LEDs mit in die Berechnung der Abmessungen sowie der Ausformung des Gehäuses zukünftiger Klimaanlagen so einzubeziehen, dass eine möglichst vollständige Abfuhr der Feuchtigkeit wie auch Bestrahlung der Innenflächen möglich ist. Alle diese Maßnahmen würden zu einer besseren, fast hundertprozentigen Desinfektion der Verdampferoberfläche führen.A development of the invention may be to integrate the LEDs directly within the evaporator, or to include the LEDs in the calculation of the dimensions and the shape of the housing of future air conditioning systems so that as complete as possible removal of moisture as well as irradiation of the inner surfaces possible is. All these measures would lead to a better, almost 100% disinfection of the evaporator surface.

Würde die Automobilindustrie diese Technologie einsetzen, könnte zudem die Umwelt entlastet werden, da keine Chemikalien mehr eingesetzt würden. PKW-Insassen müssten keiner mit Mikroorganismen belasteten Luft mehr ausgesetzt werden. Die „bessere“ Innenluft würde auch Menschen mit Asthma entlasten.If the automotive industry were to use this technology, it would also be possible to relieve the burden on the environment as chemicals would no longer be used. Passenger car occupants would no longer have to be exposed to air contaminated with microorganisms. The "Better" indoor air would also relieve people with asthma.

Die vorgestellte grundlegende erfinderische Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, zum einen eine für Mikroorganismen feindliche Umgebung herzustellen und zum anderen aktiv Keime abzutöten. Durch Feuchtigkeitsentzug und einer Desinfektion mit Hilfe von UV-C-Strahlung am Klima-Verdampfer einer Autoklimaanlage kann so einer Geruchsentwicklung effektiv vorgebeugt werden.The presented fundamental inventive solution of the problem is to make a hostile environment for microorganisms and to actively kill other germs. Moisture removal and disinfection using UV-C radiation on the climate evaporator of a car air conditioning system can effectively prevent odor development.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 19544392 A1 [0003]

Claims

A car air conditioning system with a disinfection device comprising an air conditioning ventilator (2) and an evaporator (5), characterized by - a time switch relay with an automatic switch-off delay of the air conditioning ventilator (2) and - at least one UV-C LED (4, 6, 7, 11) so positioned on the evaporator (5), that the evaporator (5) is irradiated automatically with activated UV-C LEDs with UV-C waves timed.

Car air conditioning with disinfection device after Claim 1 , characterized in that at least one UV-C LED (4) on the front and at least one UV-C LED (7) on the back of the evaporator (5) is arranged.

Car air conditioning with disinfection device after Claim 1 or 2 , characterized in that at least two UV-C LEDs (4, 11) on the front and at least two UV-C LEDs (6, 7) on the back of the evaporator (5) are arranged in the housing.

Autoklimaanlage with disinfection device according to one of the preceding claims, characterized in that - the timer relay with OFF delay on the air conditioning fan (2) is designed with variable adjustable time, - via the key switch of the car even after engine shutdown still power to the at least one UV-C LED (4, 6, 7, 11) is supplied.

Autoklimaanlage with disinfection device according to one of the preceding claims, characterized in that after the timer relay nor a power relay is arranged for switching on the fan motor on the air conditioning fan (2).

Autoklimaanlage with disinfection device according to one of the preceding claims, characterized in that the time switch relay after a set time has an automatic shutdown, so that the fan motor and the at least one UV-C LED (4, 6, 7, 11) automated switch off.

Autoklimaanlage with disinfection device according to one of the preceding claims, characterized in that - a switch-off delay is arranged directly on the air conditioning fan (2) and - the at least one UV-C LED is integrated within the evaporator for disinfection purposes.

Car air conditioning system with disinfection device according to one of the preceding claims, characterized in that an automatically switchable air guide flap (8) on an air guide switch the air outlet (9, 10) between an air outlet (9) in the vehicle cabin in the regular operation of the air conditioner and an air outlet (10) outside in the disinfection mode of the air conditioner switches.

Car air conditioning system with disinfection device according to one of the preceding claims, characterized in that the switch-off delay of the air conditioning fan (2) is controlled by at least one humidity sensor which is arranged in the housing of the air conditioning.

Car air conditioning with disinfection device according to one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the switch-off delay of the air conditioning fan (2) and the irradiation duration of the at least one UV-C LED (4, 6, 7, 11) is about 5 to 10 minutes.

Car air conditioning with disinfection device according to one of the preceding Claims 1 to 8th , characterized in that the switch-off delay of the air conditioning fan (2) and the irradiation duration of the at least one UV-C LED (4, 6, 7, 11) is at least 6 minutes.