KR101278530B1

KR101278530B1 - 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치

Info

Publication number: KR101278530B1
Application number: KR1020070040761A
Authority: KR
Inventors: 백영기; 박성일
Original assignee: 한라비스테온공조 주식회사
Priority date: 2007-04-26
Filing date: 2007-04-26
Publication date: 2013-06-25
Also published as: KR20080095998A

Abstract

본 발명은 현재 실내온도와 목표 실내온도의 차가 설정값과 비교하여 대소(大小) 이거나 현재 차량 주행 환경이 고저(高低)부하인 경우에 따라 강력하고 신속한 냉방을 요하는 최대 냉방성능 제어 또는 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록 압축기의 토출 용량 또는 교축수단의 개도를 조절 제어하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치를 제공한다.

최적, 성능, 최고, 이산화탄소, 냉매, 공기, 조화

Description

이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치{Air conditioner utilizing carbon dioxide refrigerant}

도 1 및 도 2는 이산화탄소의 냉동 P-h 선도를 나타낸 그래프.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화장치를 도시한 도면.

도 4는 본 발명에 따른 제어 흐름도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

11 : 압축기

13 : 가스쿨러

15 : 증발기

16 : 교축수단

18 : 내부 열교환기

22 : 제어수단

24 : 냉매온도 감지수단

25 : 냉매압력 감지수단

30 : 내기온도 센서

31 : 외기온도 센서

32 : 실내습도 센서

33: 엔진 회전수 감지센서

34 : 목표 실내 온도 입력수단

본 발명은 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현재 실내온도와 목표 실내온도의 차가 설정값과 비교하여 대소(大小) 이거나 현재 차량 주행 환경이 고저(高低)부하인 경우에 따라 강력하고 신속한 냉방을 요하는 최대 냉방성능 제어 또는 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록 압축기의 토출 용량 또는 교축수단의 개도를 조절 제어하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치에 관한 것이다.

지구 온난화 현상의 의거한 환경문제가 세계적인 관심사로 대두됨에 따라 세계 각국의 자동차 업체와 자동차 관련 기관에서는 공해 발생의 주범으로 지목받고 있는 가솔린 자동차를 대신할 수 있는 무공해 자동차를 개발하고 있다.

이러한 추세와 더불어 자동차용 공기조화장치에 있어서, 지구의 온난화 현상을 일으키는 프레온 계열의 열교환매체의 사용 규제가 확대되고 있는데, 이 프레온 계열의 열교환 매체를 대체할 수 있는 것으로 이산화탄소가 주목받고 있다.

이는 현재 자동차용 공기조화장치에 가장 많이 사용되고 있는 R134a의 경우 지구 온난화 지수(GWP)가 이산화탄소에 비해 약1300배에 달하기 때문이다.

공기조화장치의 열교환 매체로 이용되는 이산화탄소는 작동 압축비가 낮아 압축 효율이 좋고, 템퍼레쳐 어프로우치(temperature approach(이상 유체인 공기의 입구온도-냉매의 출구온도차)가 기존의 냉매에 비하여 매우 작아 가스쿨러의 경우 유입되는 공기의 온도까지 냉매의 온도를 내릴 수 있을 만큼 열전달 특성이 우수한 장점이 있다.

또한, 열역학적 물성치가 우수하여 이산화탄소의 체적 냉방율(kJ/m³;capacity volume ratio=증발잠열 ×기체밀도)이 R134a에 비하여 7 내지 8배에 달한다. 따라서 압축기의 용량을 줄일 수 있으며, 비열이 크고 액체 점도가 낮아 증발기내에서 우수한 증발특성을 나타낸다.

그러나, 이산화탄소는 기존의 냉매인 R134a에 비해 임계온도가 낮고 증발 압력이 높다. 그러므로 이산화탄소 냉동 사이클은 임계 압력을 넘나드는 초임계 압력 사이클이기 때문에 증발압력과 가스 쿨링 압력이 기존의 R134a의 냉동 사이클에 비하여 6 내지 8배 높아 고압에 견딜 수 있도록 각 부품을 재 설계하여야 한다.

도 1에는 이러한 열교환 매체인 이산화탄소의 냉동사이클을 나타내 보였다.

도시된 바와 같이, P1(90bar)의 가스 쿨링 압력에서 가스 쿨러(기존 공조시스템의 응축기에 해당)의 출구측에서 열교환 매체인 이산화탄소의 온도가 낮을수록 냉동 성능은 좋아진다. 즉, 가스쿨러의 출구측 냉매온도가 t1일 때에 냉동사이클은 1-2-3-4-1의 궤적을 이루게 되며 이때의 냉동 효과는 Q1이 된다. 그러나 가스쿨러의 출구측 냉매온도가 t1보다 낮은 t2인 경우 냉동 사이클은 1-2-3'-4'-1의 궤적을 그리게 되어 가스쿨러의 출구측 냉매온도가 감소될수록 냉동효과 Q1에 비해 큰 Q2로 커지게 되어 냉동효과가 상승한다.

이러한 이유로 가스쿨러의 출구측 냉매온도를 강제적으로 낮추기 위해 온도가 낮은 증발기 출구측 냉매와 열교환시키는 내부 열교환기를 설치하고 있다.

그리고, 이산화탄소의 냉동사이클에 있어서, 가스쿨러의 출구측 냉매온도가 t1으로 일정하고 가스 쿨러의 이산화탄소 쿨링 압력이 P1일 때 사이클은 1-2-3-4-1로 냉동 효과 Q1이 되지만 이산화탄소의 쿨링 압력이 P1보다 낮은 P2일 때의 사이클은 1-2"-3"-4"-1로 되어 냉동 효과는 Q3로 크게 감소하여 동일한 온도 조건에서 압력의 변화에 따라 성능의 차이가 커짐을 알 수 있다.

전술한 바와 같이, 이산화탄소의 냉동사이클로부터 알 수 있는 바와 같이 이산화탄소를 열교환 매체로 사용하는 공기조화장치에 있어서, 가스쿨러 출구측의 냉매온도와 이때의 이산화탄소의 쿨링 압력이 서로 교차하는 지점, 즉, 가스쿨러와 내부 열교환기를 거치는 냉매 사이클의 지점(3,3',3")을 서로 연결한 선도가 성능선도가 되는 바, 도 1에 도시된 바와 같이, 냉동 효과가 Q3->Q1->Q2로 상승함과 아울러 등엔트리피 곡선에서 멀어지는 부분이 최대 냉방 성능 라인(line1)이고, 등엔트로피 곡선으로 근접하는 부분이 최대 냉방효율(COP; Coefficient Of Performance)라인(line2)이다.

상술한 바와 같은 이산화탄소의 냉동사이클로부터 알 수 있듯이 이산화탄소를 열교환 매체로 사용하는 공기조화 장치에 있어서, 가스쿨러의 출구측 냉매온도는 가스쿨러로 유입되는 외기 온도에 따라 변화므로 온도 제어가 불가능하며, 공기 조화 시스템의 냉방 효율을 최적으로 제어하기 위해 가스쿨링 압력을 제어하여 냉방 효율을 최적화할 수 있다.

이를 더욱 상세하게 설명하면, 외기 온도에 따라 냉동 효율이 최적화되는 가스 쿨링 압력이 존재하므로 소정의 제어로직을 이용하여 이를 제어할 수 있다는 것이다. 대부분의 경우 외기 온도가 상승할수록 최적된 가스 쿨링 압력도 상승하지만 가스쿨링 압력의 과도한 상승은 오히려 시스템의 성능을 떨어뜨릴 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, P-h 선도의 임계점에서 멀어질수록 등엔트로피 라인의 증가량은 완만한 경사를 이루지만 등온도라인은 급격하게 증가하므로 가스 쿨링 압력을 과도하게 높였을 경우 사이클은 a-b-c-d-a의 궤적을 이루게 되어 냉동효과는 Q4에서 Q5로 증가하는 반면, 압축기의 소요 동력은 W1에서 W2로 과도하게 증가하여 전체의 냉동 효율이 급격하게 낮아진다. 따라서 이산화탄소를 이용한 공기조화시스템에 있어서는 외기온도 변화에 따라 최대의 냉방 효율을 발휘할 수 있게 이산화탄소의 쿨링 압력을 제어하여야 한다.

그런데, 차량 주행 여건중 부하가 크지 않는 경우에는 최대 냉방 성능 효율을 나타내도록 제어를 할 필요가 없고, 초기 가동 혹은 냉방 성능이 떨어지는 아이들(idle) 상태인 부하가 클 경우에는 냉방 효율이 가장 좋은 최대 냉방 효율 또는 강력하고 신속한 냉방을 요하는 최대 냉방성능을 나타내도록 냉동사이클을 운전할 수 있도록 하는 시스템 설계와 제어로직이 절실히 요청된다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 현재 실내온 도와 목표 실내온도의 차가 설정값과 비교하여 대소(大小) 이거나 현재 차량 주행 환경이 고저(高低)부하인 경우에 따라 강력하고 신속한 냉방을 요하는 최대 냉방성능 제어 또는 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록 압축기의 토출 용량 또는 교축수단의 개도를 조절 제어하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치에 관한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 냉매인 이산화탄소를 흡입하여 압축하는 압축기와; 상기 압축기의 토출구로부터 토출되는 냉매를 냉각시키는 가스쿨러(13)와; 상기 가스쿨러로부터 배출되는 냉매를 팽창시켜 감압하면서 냉매 유량을 조절하는 교축수단과; 상기 교축수단을 거친 냉매를 송풍 공기와의 열교환에 의해 증발시키는 증발기를 포함하여 이루어진 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치에 있어서, 실내의 온도를 감지하는 내기 온도 센서와; 목표 실내 온도를 입력할 수 있는 목표 실내 온도 입력수단과; 가스쿨러 출구측 냉매의 압력을 감지하는 냉매압력 감지수단과; 상기 내기 온도 센서에 의해 입력된 현재의 실내 온도가 상기 목표 실내 온도 입력수단에 의해 입력된 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt)보다 큰지를 판단하여, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 이상 또는 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단되면 최대 냉방성능 제어가 실시되도록, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 미만 또는 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태가 아닌 것으로 판단되면 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록, 상기 압축기의 토출 용량 또는 교축수단의 개도를 조 절 제어하는 제어수단을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3은 본 발명에 따른 공기조화장치를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 제어 흐름도이다.

본 발명에 의한 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 냉매인 이산화탄소를 흡입하여 압축하는 압축기(11)와; 상기 압축기(11)의 토출구로부터 토출되는 냉매를 냉각시키는 가스쿨러(13)와; 상기 가스쿨러(13)로부터 배출되는 냉매를 팽창시켜 감압하면서 냉매 유량을 조절하는 교축수단(16)과; 상기 교축수단(16)을 거친 냉매를 송풍 공기와의 열교환에 의해 증발시키는 증발기(15)와; 상기 증발기(15)로부터 압축기(11)로 유동하는 냉매와 상기 가스쿨러(13)로부터 교축수단(16)으로 유동하는 냉매를 열교환시키는 내부 열교환기(18)와, 제어수단(22)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 압축기(11)로는 토출 용량이 가변되는 가변용량 타입의 압축기를 사용함이 바람직하다.

그리고, 본 발명은, 가스쿨러(13) 출구측 냉매 온도를 감지하는 냉매온도 감지수단(24)과, 가스쿨러(13) 출구측 냉매 압력을 감지하는 냉매압력 감지수단(25)과, 실내의 온도를 감지하는 실내온도 센서(30)와, 실외 온도를 감지하는 실외온도 센서(31)와, 실내의 습도를 감지하는 실내습도 센서(32)와, 엔진 회전수를 감지하 는 엔진 회전수 감지센서(33)와, 목표 실내 온도를 입력할 수 있는 목표 실내 온도 입력수단(34)을 구비하고 있으며, 이들에 의해 검출된 데이터는 모두 상기 제어수단(22)에 입력되며, 이 제어수단(22)은 상기 압축기(11)의 토출 용량 또는 교축수단(16)의 개도량을 제어하게 된다.

상기 제어수단(22)은, 상기 내기 온도 센서(30)에 의해 입력된 현재의 실내 온도와 상기 목표 실내 온도 입력수단(34)에 의해 입력된 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt)보다 큰지를 판단하여, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 이상 또는 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단되면 최대 냉방성능 제어가 실시되도록, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 미만 또는 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태가 아닌 것으로 판단되면 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록, 상기 압축기(11)의 토출 용량 또는 교축수단(16)의 개도를 조절 제어하게 된다.

여기서, 그리고, 상기 설정값(Δt)은 일례로 10℃로 정할 수 있는데, 이 수치는 계절에 따라 변경될 수 있다.

한편, 본 발명은 상기 최대 냉방성능 제어시, 가스쿨러측 냉매의 최대 냉방성능 제어압력(P1)[bar] 및 엔탈피(H)(Enthapy[KJ/Kg])가 다음식, P1=(7.5±0.5)×e^{(0.0082±0.0005)×H}에 의해 산출되는 최대 냉방성능라인을 만족하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 최대 냉방성능 제어압력(P1) 수식은 본 출원인이 도 1에 도시된 P-h 선도에 나타나는 최대 냉방성능라인(line1) 및 최대 냉방효율라인(line2)에 근거하여 다양한 실험을 한 결과로 알아내었다.

그리고, 본 발명은 상기 최대 냉방효율(COP) 제어시, 가스쿨러측 냉매의 최대 냉방효율 제어압력(P2) 및 엔탈피(H)가 다음식, P2=(8±0.5)×e^{(0.0090±0.0005)×H} 에 의해 산출되는 최대 냉방효율 라인을 만족하도록 할 수 있다.

여기서, 상기 최대 냉방효율 제어압력(P2) 수식은 본 출원인이 도 1에 도시된 바와 같이 P-h 선도에 나타나는 최대 냉방성능라인(line1) 및 최대 냉방효율라인(line2)에 근거하여 다양한 실험을 한 결과로 알아내었다.

그리고, 본 발명은 상기 가스쿨러(13)의 출구측 냉매 압력을 감지하는 상기 냉매압력 감지수단(25)에 의해 감지된 냉매 압력(P)이 최대 냉방성능 제어압력(P1)보다 큰 것으로 판단되면, 최대 냉방성능라인(line1)에 위치하도록 압축기(11)의 토출 용량이 감소되게 하거나 교축수단(16)의 개도량이 증가되게 제어한다. 반면에 상기 가스쿨러(13)의 출구측 냉매 압력을 감지하는 상기 냉매 압력 감지수단(25)에 의해 감지된 냉매 압력(P)이 최대 냉방성능 제어압력(P1)보다 작은 것으로 판단되면, 최대 냉방성능라인(line1)에 위치하도록 압축기(11)의 토출 용량이 증가되게 하거나 교축수단(16)의 개도량이 감소되게 제어한다.

즉, 현재 냉매 압력(P)이 최대 냉방성능 제어압력(P1)보다 크기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이, 냉매 쿨링 압력을 더 이상 높이지 않고 최대 냉방성능 제어 압력(P1)보다는 낮지만 최대 냉방효율 압력(P2)보다는 높아지도록 제어하는 것이다.

그리고, 본 발명은 엔진 회전수 감지센서(33)에 의해 감지된 엔진 회전수가 일정값 이하인 경우, 상기 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단하게 된다.

여기서, 엔진 회전수가 일례로 800rpm 이하인 경우, 즉 아이들(idle) 상태일 때 현재 차량 주행 환경이 고(高)부하인 것으로 판단할 수 있다.

그리고, 본 발명은 외기온도 센서(31)와 실내습도 센서(32)에 의해 감지된 외기온도와 실내습도가 각각 일정값 이상인 경우에 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단한다.

여기서, 외기온도가 일례로 35℃ 이상이면서 실내 습도가 일례로 40% 이상인 경우에 차량 주행 환경이 고부하인 것으로 판단할 수 있다.

상기와 같이 차량 주행 환경이 고부하 상태라는 것은 탑승자가 강력하고 신속한 최대 냉방을 원하는 상태라는 것을 의미한다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

압축기(11)는 냉매인 저온저압 상태의 이산화탄소를 흡입하고 이 흡입된 냉매를 임계 압력보다 높고 고압의 압력을 가지도록 초임계 상태로 압축하여 토출하게 된다.

상기 압축기(11)로부터 토출되는 고온고압의 초임계 상태의 냉매는 가스쿨러(13)의 내부를 통과하면서 냉각팬(13a)에 의하여 가스쿨러(13)의 외부 표면을 거치도록 송풍도는 외부공기에 의해 냉각되어 저온으로 변화된다.

상기 내부열교환기(18)는 가스쿨러(13)로부터 배출되는 저온의 냉매를 증발기(15)의 내부를 거친후 배출되는 냉매와 열교환시킴으로써, 외부 공기보다 낮은 온도까지 낮추어 배출하게 된다.

여기서, 상기 내부 열교환기(18)는 그 내부를 가스쿨러(13)로부터 배출되는 냉매가 통과하여 교축수단(16)으로 공급되도록 하는 제1 열교환부와, 증발기(15)로부터 배출되는 냉매가 통과하여 압축기로 복귀되도록 하는 제2 열교환부로 이루어지며, 이 제1 열교환부와 제2 열교환부에서 냉매가 상호 열교환되는 것이다.

다음으로, 교축수단(16)은 가스쿨러(13)로부터 배출되어 내부 열교환기(18)를 거친 냉매를 팽창시켜 감압 및 감온함으로써 냉매가 임계 압력보다 낮은 저압의 상태로 변화되어 증발기(15)로 유입되도록 하는 한편 냉매 유량을 조절하는 기능을 하며, 여기에는 이러한 교축수단(16)으로서 가변식 팽창밸브가 사용되며, 이 가변식 팽창밸브로는 스텝핑 모터가 내장된 전자식 팽창밸브나 솔레노이드 방식의 전자식 팽창밸브가 있다.

마지막으로, 상기 증발기(15)는 상기 교축수단(16)인 전자식 팽창밸브로부터 공급되어 그 내부를 유동하는 냉매를 송풍기(15a)에 의하여 그 외부 표면을 거치도록 송풍되어 공기(실내 공기 또는 실외 공기)와 열교환시켜 냉매를 증발시킴과 동시에 송풍 공기의 온도를 떨어뜨려 냉기로 만드는 기능을 한다. 이 증발기(15)에 의하여 냉기로 바뀌는 송풍 공기는 공조모드에 따라 공조케이스(미도시)의 개방되는 벤트(미도시)를 통하여 자동차 실내로 공급됨으로써 자동차 실내를 냉방하게 된다.

또한, 증발기(15)로부터 배출되는 냉매는 내부 열교환기(18)의 제2 열교환기를 거치면서 제1 열교환부를 거치는 냉매와 열교환되면서 제1 열교환부를 거치는 냉매의 온도를 낮추고 그 자신의 온도는 상승된 채 압축기(11)로 복귀된다.

상기한 바와 같은 작용을 하는 본 발명의 초임계 냉동 사이클을 구성하는 공기조화장치에 있어서, 제어수단(22)의 제어 과정을 좀더 구체적으로 설명하기로 한다.

먼저, 내기온도 센서(30)에 의해 입력된 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도 입력수단(34)에 의해 입력된 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt)보다 큰지를 판단(S10)하여, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 이상인 경우에는 최대 냉방 성능 제어가 실시(S30)되도록 압축기(11)의 토출 용량 또는 교축수단(16)의 개도를 조절하는 제어를 실시한다.(S50)

그리고, 상기 단계(S10)에서 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 미만이더라도 현재 차량 주행 환경이 고부하인지를 판단(S20)하여, 고부하 상태인 경우에는 최대 냉방 성능 제어가 실시(S30)되도록, 압축기(11)의 토출 용량 또는 교축수단(16)의 개도를 조절하는 제어를 실시한다.(S50)

한편, 기 단계(S10)에서 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 미만인 경우에 현재 차량 주행 환경이 고부하인지를 판단(S20)하여, 고부하 상태가 아닌 경우에는 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시(S60)되도록 압축기(11)의 토출 용량 또는 교축수단(16)의 개도를 조절하는 제어를 실시한다.(S50)

여기서, 상기 최대 냉방효율(COP) 제어는, 최대 냉방 성능 제어와는 달리 강력하고 신속한 냉방을 필요로 하지 않는 경우로서, 상기 최대 냉방효율(COP) 제어압력(P2)을 구하는 식에 근거하여 현재 가스쿨러(13)의 출구측 냉매 압력을 감지하는 냉매 압력 감지수단(25)에 의해 감지된 냉매압력이 최대 냉방효율 제어압력(P2)와 비교하여 크거나 작거나할 때 최대 냉방효율라인(line2)에 근접 또는 일치하도록 압축기(11)의 토출 용량을 최소로 제어하거나 교축수단(16)의 개도를 최소로 제어하면 된다. 이로써, 이 최대 냉방효율(COP) 제어는 압축기(11)의 소요 동력을 최소가 되도록 제어할 수 있다.

이상 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따르면, 현재 실내온도와 목표 실내온도의 차가 설정값과 비교하여 대소(大小) 이거나 현재 차량 주행 환경이 고저(高低)부하인 경우에 따라 강력하고 신속한 냉방을 요하는 최대 냉방성능 제어 또는 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록 압축기의 토출 용량 또는 교축수단의 개도를 조절 제어할 수 있다.

Claims

냉매인 이산화탄소를 흡입하여 압축하는 압축기(11)와; 상기 압축기(11)의 토출구로부터 토출되는 냉매를 냉각시키는 가스쿨러(13)와; 상기 가스쿨러(13)로부터 배출되는 냉매를 팽창시켜 감압하면서 냉매 유량을 조절하는 교축수단(16)과; 상기 교축수단(16)을 거친 냉매를 송풍 공기와의 열교환에 의해 증발시키는 증발기(15)를 포함하여 이루어진 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치에 있어서,

실내의 온도를 감지하는 내기 온도 센서(30)와;

목표 실내 온도를 입력할 수 있는 목표 실내 온도 입력수단(34)과;

가스쿨러 출구측 냉매의 압력을 감지하는 냉매압력 감지수단(25)과;

상기 내기 온도 센서(30)에 의해 입력된 현재의 실내 온도와 상기 목표 실내 온도 입력수단(34)에 의해 입력된 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt)보다 큰지를 판단하여, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 이상 또는 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단되면 최대 냉방성능 제어가 실시되도록, 현재의 실내 온도와 목표 실내 온도의 차가 설정값(Δt) 미만 또는 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태가 아닌 것으로 판단되면 최대 냉방효율(COP) 제어가 실시되도록, 상기 압축기(11)의 토출 용량 또는 교축수단(16)의 개도를 조절 제어하는 제어수단(22)을 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최대 냉방성능 제어시, 가스쿨러측 냉매의 최대 냉방성능 제어압력(P1) 및 엔탈피(H)가 다음식, P1=(7.5±0.5)×e^{(0.0082±0.0005)×H}에 의해 산출되는 최대 냉방성능라인을 만족하도록 한 것을 특징으로 하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 최대 냉방효율(COP) 제어시, 가스쿨러측 냉매의 최대 냉방효율 제어압력(P2) 및 엔탈피(H)가 다음식, P2=(8±0.5)e^{(0.0090±0.0005)×H} 에 의해 산출되는 최대 냉방효율 라인을 만족하도록 한 것을 특징으로 하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,

상기 가스쿨러(13)의 출구측 냉매 압력을 감지하는 상기 냉매압력 감지수단(25)에 의해 감지된 냉매 압력(P)이 최대 냉방성능 제어압력(P1)보다 큰 것으로 판단되면, 최대 냉방성능라인에 위치하도록 압축기(11)의 토출 용량이 감소되게 하거나 교축수단(16)의 개도량이 증가되게 제어하고,

상기 가스쿨러(13)의 출구측 냉매 압력을 감지하는 상기 냉매 압력 감지수단(25)에 의해 감지된 냉매 압력(P)이 최대 냉방성능 제어압력(P1)보다 작은 것으 로 판단되면, 최대 냉방성능라인에 위치하도록 압축기(11)의 토출 용량이 증가되게 하거나 교축수단(16)의 개도량이 감소되게 제어하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,

엔진 회전수 감지센서(33)에 의해 감지된 엔진 회전수가 일정값 이하인 경우, 상기 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치.
제 1 항에 있어서,

외기온도 센서(31)와 실내습도 센서(32)에 의해 감지된 외기온도와 실내습도가 각각 일정값 이상인 경우에 현재 차량 주행 환경이 고부하 상태인 것으로 판단하는 특징으로 하는 이산화탄소 냉매를 이용한 공기조화장치.