KR102673301B1 - 차량용 공기조절장치 및 이에 사용되는 이산화탄소 포집 모듈 - Google Patents

차량용 공기조절장치 및 이에 사용되는 이산화탄소 포집 모듈 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 공기조절장치 및 이에 사용되는 이산화탄소 포집 모듈에 관한 것으로, 차량용 공기조절장치는, 내기 유로와 외기 유로가 연결되며 선택적으로 공기를 흡입 및 배출하는 블로어 유닛, 블로어 유닛을 통해 흡입된 공기를 차량의 실내로 안내하는 유로하우징, 유로하우징으로 유입되는 공기 중에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 포집하는 이산화탄소 포집 모듈, 및 유로하우징과 이산화탄소 포집 모듈의 사이에 마련되며 유로하우징을 선택적으로 개폐하는 개폐도어를 포함하는 것에 의하여, 차량내 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 이산화탄소 포집 모듈의 성능을 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.

Description

차량용 공기조절장치 및 이에 사용되는 이산화탄소 포집 모듈{APPARATUS FOR CONTROLLING AIR FOR VEHICLE AND CARBON CAPTURE MODULE USING THE SAME}
본 발명은 차량용 공기조절장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 차량내 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 이산화탄소 포집 모듈의 포집 성능을 유지할 수 있는 차량용 공기조절장치 및 이에 사용되는 이산화탄소 포집 모듈에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에는 실내의 공기를 환기시키고, 온도를 조절하기 위한 공기조절장치가 구비된다.
구체적으로, 공기조절장치의 난방장치는 블로워 유니트를 통해 유입된 차량 내외부의 공기를 히터코어를 거쳐 가열하여 차량의 실내로 유입시켜 실내온도를 높여 주고, 냉방장치는 유입된 차량 내외부의 공기를 증발기(evaporator)를 거쳐 냉각시켜 차량의 실내에 공급하여 실내온도를 낮추는 역할을 한다.
또한, 공기조절장치에는 차량의 내부로 유입되는 공기에 포함된 먼지, 수분 및 매연 등의 이물질을 걸러내기 위한 에어필터가 구비된다. 에어필터의 표면에는 먼지, 수분, 분진 등과 같은 각종 이물질은 물론 공기에 포함된 각종 바이러스, 세균 및 곰팡이가 필터링될 수 있다.
그러나, 공기조절장치의 에어필터는 먼지, 수분, 분진 등과 같은 이물질과, 공기에 포함된 각종 바이러스, 세균 및 곰팡이를 필터링할 수 있으나, 차량의 실내에 급격하게 증가된 이산화탄소를 저감시키는 기능을 수행하지 못하는 문제점이 있다.
특히, 자동차의 실내는 비교적 공간이 협소하고 밀폐되어 있기 때문에 여러 명이 탑승할 경우, 실내 공기가 빨리 혼탁해짐은 물론, 탑승자의 호흡으로 인한 이산화탄소의 급격한 증가로 인하여, 졸음운전, 두통, 집중력 저하 등이 유발되고 안전사고 발생 위험성이 증가하는 문제점이 있다.
따라서, 차량의 운행중에는 창문을 열거나 외기 모드로 전환하여 실내의 공기를 수시로 환기시킬 수 있어야 한다.
그러나, 자동차의 운행중 창문을 열거나 외기 모드로 전환하면, 차량내 이산화탄소의 농도는 낮출 수 있으나, 미세먼지 및 매연 등이 차량 내부로 유입되고, 냉난방 부하 증가로 인해 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.
이에 따라, 최근에는 에너지 효율 저하를 최소화하면서 미세먼지 및 매연의 유입없이 차량내 이산화탄소 농도를 저감시키기 위한 다양한 연구가 이루어지고 있으나, 아직 미흡하여 이에 대한 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 차량내 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 이산화탄소 포집 모듈의 성능을 유지할 수 있는 차량용 공기조절장치 및 이에 사용되는 이산화탄소 포집 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
특히, 본 발명은 차량의 내기 모드에서 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 차량의 실내 오염없이 이산화탄소 포집 모듈을 재생할 수 있도록 하는 것을 목적으로 한다.
상술한 본 발명의 목적들을 달성하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 차량용 공기조절장치는, 내기 유로와 외기 유로가 연결되며 선택적으로 공기를 흡입 및 배출하는 블로어 유닛, 블로어 유닛을 통해 흡입된 공기를 차량의 실내로 안내하는 유로하우징, 유로하우징으로 유입되는 공기 중에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 포집하는 이산화탄소 포집 모듈, 및 유로하우징과 이산화탄소 포집 모듈의 사이에 마련되며 유로하우징을 선택적으로 개폐하는 개폐도어를 포함한다.
이는, 차량내 이산화탄소 농도를 저감시키고, 이산화탄소 포집 모듈의 포집 성능을 유지하기 위함이다.
즉, 기존에는 차량의 운행중에 창문을 열거나 외기 모드로 전환하여 차량내 이산화탄소의 농도는 낮추어야 함에 따라, 미세먼지 및 매연 등이 차량 내부로 유입되고, 냉난방 부하(차가운 공기 또는 더운 공기 신규 유입) 증가로 인해 에너지 효율이 저하되는 문제점이 있다.
하지만, 본 발명은 차량의 실내 공기가 순환되는 순환 경로 상에 이산화탄소 포집 모듈을 마련하고, 차량의 실내로 유입되는 공기중에 포함된 이산화탄소가 포집되도록 하는 것에 의하여, 미세먼지 및 매연 등의 유입없이 차량내 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 냉난방 부하 증가에 의한 에너지 효율 저하를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
무엇보다도, 본 발명은 이산화탄소 포집 모듈의 사용 시간이 일정 이상 경과(또는 최대 포집량까지 이산화탄소가 포집)되면, 개폐도어로 유로하우징을 차단한 상태에서, 차량의 실내 오염없이 이산화탄소 포집 모듈을 재생(이산화탄소 포집 모듈에 포집된 이산화탄소를 탈리)할 수 있으므로, 이산화탄소 포집 모듈의 포집 성능을 일정하게 유지하고 수명을 연장할 수 있으며, 차량내 이산화탄소의 제거 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
보다 구체적으로, 개폐도어가 유로하우징을 개방하면 이산화탄소 포집 모듈에 이산화탄소가 포집되고, 개폐도어가 유로하우징을 차단하면 이산화탄소 포집 모듈에서 포집된 이산화탄소가 탈리된다.
일 예로, 블로어 유닛에 유입되는 공기 공급 모드를 내기 유로에 연통되는 내기 모드와 외기 유로에 연통되는 외기 모드 중 어느 하나로 전환하는 모드전환도어를 포함하되, 내기 모드에서 개폐도어는 유로하우징을 개방시키고, 이산화탄소 포집 모듈은 내기 유로에서부터 흡입된 공기중에 포함된 이산화탄소를 포집한다.
바람직하게, 모드전환도어가 외기 모드에 배치된 상태에서, 개폐도어가 유로하우징을 차단하면, 블로어 유닛은 이산화탄소 포집 모듈로부터 탈리된 이산화탄소를 외기 유로로 배출시킨다.
이산화탄소 포집 모듈은 유로하우징(차량의 실내)으로 유입되는 공기의 유입 경로의 다양한 지점에 배치될 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 포집 모듈은 블로어 유닛과 유로하우징의 사이에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 이산화탄소 포집 모듈은 유로하우징에 유입된 공기를 냉각시키는 증발기와 블로어 유닛의 사이에 구비될 수 있다.
다른 일 예로, 이산화탄소 포집 모듈은 내기 유로와 블로어 유닛의 사이에 구비될 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 포집 모듈은, 이산화탄소가 흡착되는 이산화탄소 흡수제와, 이산화탄소 흡수제를 가열하는 히터를 포함한다.
바람직하게, 이산화탄소 흡수제를 제1온도범위로 가열하면 이산화탄소 포집 모듈을 통과하는 공기중에 포함된 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제에 흡착되고, 이산화탄소 흡수제를 제1온도범위보다 높은 제2온도범위로 가열하면 이산화탄소 흡수제에 흡착된 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제로부터 탈리(abscission)된다. 바람직하게, 제1온도범위는 30~80℃이고, 제2온도범위는 90℃이상으로 정해질 수 있다.
또한, 이산화탄소 흡수제의 다른 일면에는 공기가 통과 가능한 보호층이 마련될 수 있다.
본 발명의 바람직한 다른 분야에 따르면, 이산화탄소 포집 모듈은, 차량의 실내로 유입되는 공기의 유입 경로 상에 마련되며 이산화탄소가 선택적으로 흡착되는 이산화탄소 흡수제, 및 이산화탄소 흡수제를 가열하는 히터를 포함한다.
바람직하게, 이산화탄소 흡수제를 제1온도범위로 가열하면 이산화탄소 흡수제에 이산화탄소가 흡착되고, 이산화탄소 흡수제를 제1온도범위보다 높은 제2온도범위로 가열하면 이산화탄소 흡수제에서 흡착된 이산화탄소가 탈리된다.
일 예로, 제1온도범위는 30~80℃이고, 제2온도범위는 90℃이상으로 정해질 수 있다.
바람직하게, 히터는 이산화탄소 흡수제의 일면에 적층되는 면상발열체를 포함하고, 이산화탄소 흡수제의 다른 일면에는 공기 투과 가능한 보호층이 적층될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따르면, 차량내 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 이산화탄소 포집 모듈의 성능을 유지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
특히, 본 발명에 따르면 차량의 내기 모드에서 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 차량의 실내 오염없이 이산화탄소 포집 모듈을 재생하는 유리한 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 이산화탄소 포집 누적에 따른 이산화탄소 포집 모듈의 포집 성능 저하를 최소화하고, 수명을 연장할 수 있으며, 차량내 이산화탄소의 제거 효율을 향상시키는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면 미세먼지 및 매연 등의 유입없이 차량내 이산화탄소 농도를 저감시킬 수 있으며, 냉난방 부하 증가에 의한 에너지 효율 저하를 방지하는 유리한 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 이산화탄소 포집 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 이산화탄소 배출 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치, 이산화탄소 포집 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 면상발열체를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 면상발열체의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 참고로, 본 설명에서 동일한 번호는 실질적으로 동일한 요소를 지칭하며, 이러한 규칙 하에서 다른 도면에 기재된 내용을 인용하여 설명할 수 있고, 당업자에게 자명하다고 판단되거나 반복되는 내용은 생략될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 이산화탄소 포집 과정을 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 이산화탄소 배출 과정을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 4는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치, 이산화탄소 포집 모듈을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 면상발열체를 설명하기 위한 도면이며, 도 6은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치로서, 면상발열체의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 7은 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치의 다른 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치는, 내기 유로(20)와 외기 유로(40)가 연결되며 선택적으로 공기를 흡입 및 배출하는 블로어 유닛(100), 블로어 유닛(100)을 통해 흡입된 공기를 차량의 실내로 안내하는 유로하우징(200), 유로하우징(200)으로 유입되는 공기 중에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 포집하는 이산화탄소 포집 모듈(300), 및 유로하우징(200)과 이산화탄소 포집 모듈(300)의 사이에 마련되며 유로하우징(200)을 선택적으로 개폐하는 개폐도어(400)를 포함한다.
블로어 유닛(100)은 차량의 일측에 설치되어 외기를 차량의 실내로 흡입되도록 하거나 차량 실내의 내기를 순환시키기 위해 마련된다.
일 예로, 블로어 유닛(100)은, 내기 유로(20)와 외기 유로(40)가 연결되며 내부를 따라 공기가 유동되는 블로어 하우징(110), 블로어 하우징(110)의 내부에 장착되며 공기를 강제적으로 유동시키는 블로어(120), 블로어(120)를 회전 구동시키는 모터(130)를 포함하며, 내기 또는 외기를 강제적으로 흡입 및 배출하도록 구성된다.
참고로, 본 발명에서 내기 유로(20)라 함은, 차량 실내의 공기를 순환시키기 위해 블로어 하우징(110)에 연결되는 유로로 정의된다. 또한, 외기 유로(40)함 함은, 차량 외부의 공기를 유입시키기 위해 블로어 하우징(110)에 연결되는 유로로 정의된다.
내기 유로(20) 및 외기 유로(40)의 형상 및 구조는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 내기 유로(20) 및 외기 유로(40)의 형상 및 구조에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
블로어 하우징(110)과 내기 유로(20) 및 외기 유로(40) 간의 연결 구조 및 연결 위치는 요구되는 조건 및 설계 사양에 다양하게 변경될 수 있다.
일 예로, 도 1을 기준으로 블로어 하우징(110)의 좌측 상단에는 내기 유로(20)가 연결되고, 블로어 하우징(110)의 우측 상단에는 외기 유로(40)가 연결될 수 있다.
또한, 블로어 유닛(100)의 입구측에는 블로어 유닛(100)에 유입되는 공기 공급 모드를 내기 유로(20)에 연통되는 내기 모드와 외기 유로(40)에 연통되는 외기 모드 중 어느 하나로 전환하는 모드전환도어(30)가 마련된다.
일 예로, 모드전환도어(30)는 일단에 마련되는 힌지(미도시)를 중심으로 회전하며 내기 유로(20) 또는 외기 유로(40)를 개방시키거나 차단할 수 있다.
보다 구체적으로, 모드전환도어(30)가 외기 유로(40)를 차단한 상태에서는 내기 유로(20)를 통해 공기가 블로어 유닛(100)으로 공급되고, 모드전환도어(30)가 내기 유로(20)를 차단한 상태에서는 외기 유로(40)를 통해 공기가 블로어 유닛(100)으로 공급된다.
유로하우징(200)은 블로어 유닛(100)을 통해 흡입된 공기를 차량의 실내로 안내하도록 마련된다.
일 예로, 유로하우징(200)에는 복수개의 덕트(미도시)가 연결되며, 유로하우징(200)으로 유입된 공기는 각 덕트를 통해 차량의 실내로 공급된다.
또한, 유로하우징(200)의 내부에는 유로하우징(200)으로 유입된 공기를 가열하기 위한 히터(320) 코어(220)와, 유로하우징(200)으로 유입된 공기를 냉각시키기 위한 증발기(evaporator)(210) 등이 구비되며, 유로하우징(200)의 내부에서의 공기 유동 경로는 사용자의 공조 설정 조작에 따라 제어될 수 있다.
이산화탄소 포집 모듈(300)은 유로하우징(200)으로 유입되는 공기 중에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 포집하도록 마련된다.
일 예로, 이산화탄소 포집 모듈(300)은, 이산화탄소가 흡착되는 이산화탄소 흡수제(310)와, 이산화탄소 흡수제(310)를 가열하는 히터(320)를 포함한다.
이산화탄소 흡수제(310)는 건식 포집 방식으로 이산화탄소를 포집하도록 구성된다.
보다 구체적으로, 이산화탄소 흡수제(310)는 흡수반응에서 이산화탄소(CO2)를 포집할 수 있고, 이산화탄소를 흡수한 이산화탄소 흡수제(310)는 재생반응에서 열로 재생하여 고농도의 이산화탄소로 분리하고 재생된 이산화탄소 흡수제(310)를 다시 흡수반응으로 순환시켜 재사용할 수 있다. 이와 같은 순환 과정(흡수→재생)을 통해 이산화탄소를 빠르게 많이 포집(흡수반응)하고, 고농도로 뱉어내는 과정(재생반응)을 반복하여 이산화탄소를 저비용으로 분리할 수 있다.
일 예로, 이산화탄소 흡수제(310)로서는 탄산칼륨, 탄산나트륨 등과 같은 구형 고체분말이 사용될 수 있으며, 이산화탄소 흡수제(310)의 종류 및 특성에 의해 본 발명이 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
참고로, 이산화탄소 흡수제(고체흡수제)(310)의 활성성분은 알카리 금속 또는 알카리 토금속 탄산염, 고체 아민 등이 있으며, 각 반응(흡수반응, 재생반응)에서 일어나는 대표적인 알카리 금속의 반응식은 다음과 같다.
흡수반응 : M2CO3(s)+H2O(g)+CO2(g)→2MHCO3(S) 발열반응
재생반응 : 2MHCO3(S)→M2CO3(s)+CO2(g)+H2O(g) 흡열반응
히터(320)는 이산화탄소 흡수제(310)의 흡수반응 및 재생반응을 위해 이산화탄소 흡수제(310)를 가열하도록 마련된다.
일 예로, 이산화탄소 흡수제(310)를 제1온도범위로 가열하면 이산화탄소 포집 모듈(300)을 통과하는 공기중에 포함된 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제(310)에 흡착(흡수반응)되고, 이산화탄소 흡수제(310)를 제1온도범위보다 높은 제2온도범위로 가열하면 이산화탄소 흡수제(310)에 흡착된 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제(310)로부터 탈리(abscission)(재생반응)된다.
바람직하게, 제1온도범위는 30~80℃이고, 제2온도범위는 90℃이상으로 정해질 수 있다. 더욱 바람직하게, 제1온도범위는 40~70℃이고, 제2온도범위는 100℃이상으로 정해진다.
히터(320)로서는 이산화탄소 흡수제(310)를 가열할 수 있는 다양한 가열 수단이 사용될 수 있다.
일 예로, 층상(판상)으로 배치되는 이산화탄소 흡수제(310)를 고르게 가열할 수 있도록, 이산화탄소 흡수제(310)에 대응되는 면적을 갖는 면상발열체를 히터(320)로 사용할 수 있다.
바람직하게, 면상발열체는 이산화탄소 흡수제(310)의 일면에 밀착되게 적층된다.
보다 구체적으로, 도 5와 같이, 히터(320)로서 공기가 통과 가능한 메쉬(mesh) 구조를 갖는 직조형(weaving) 면상발열체가 사용될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 도 6과 같이, 히터(320')로서 공기가 통과 가능한 통과홀(미도시)이 관통 형성된 인쇄형 면상발열체(또는 격자 인쇄형 면상발열체)가 사용되는 것도 가능하다. 경우에 따라서는 여타 다른 면상발열체를 히터로 사용하는 것이 가능하다.
또한, 이산화탄소 흡수제(310)의 다른 일면에는 이산화탄소 흡수제(310)를 보호하기 위한 보호층(330)이 마련될 수 있다.
보호층(330)은 공기가 통과 가능한 메쉬형 구조로 형성되며, 이산화탄소 흡수제(310)의 다른 일면에 적층되게 배치된다.
보호층(330)의 재질은 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
이산화탄소 포집 모듈(300)은 유로하우징(200)(차량의 실내)으로 유입되는 공기의 유입 경로의 다양한 지점에 배치될 수 있다.
일 예로, 도 2를 참조하면, 이산화탄소 포집 모듈(300)은 블로어 유닛(100)과 유로하우징(200)의 사이에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 이산화탄소 포집 모듈(300)은 유로하우징(200)에 유입된 공기를 냉각시키는 증발기(210)와 블로어 유닛(100)의 사이에 구비될 수 있다.
블로어 유닛(100)을 통과한 공기가 유로하우징(200)(증발기)에 진입되기 전에 이산화탄소 포집 모듈(300)을 통과하도록 하는 것에 의하여, 유로하우징(200)에 유입되는 공기중에 포함된 이산화탄소를 포집할 수 있다.
다른 일 예로, 도 7을 참조하면, 이산화탄소 포집 모듈(300')은 내기 유로(20)와 블로어 유닛(100)의 사이에 구비될 수 있다.
내기 유로(20)에서 유입되는 공기가 블로어 유닛(100)에 진입되기 전에 이산화탄소 포집 모듈(300')을 통과하도록 하는 것에 의하여, 블로어 유닛(100)에 유입되는 공기중에 포함된 이산화탄소를 포집할 수 있다.
개폐도어(400)는 유로하우징(200)과 이산화탄소 포집 모듈(300)의 사이에 마련되며, 유로하우징(200)을 선택적으로 개폐하도록 마련된다.
여기서, 유로하우징(200)을 개폐한다 함은, 블로어 유닛(100)에서 유로하우징(200)으로 유입되는 공기의 흐름을 개방하거나 차단하는 것으로 정의된다.
개폐도어(400)는 요구되는 조건 및 설계 사양에 따라 다양한 방식으로 유로하우징(200)을 개폐하도록 구성될 수 있다.
일 예로, 개폐도어(400)는 일단에 마련되는 힌지(미도시)를 중심으로 회전하며 유로하우징(200)을 개폐하도록 구성될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 개폐도어가 슬라이드 이동 방식 또는 폴딩 방식(접힘 방식)으로 동작하며 유로하우징을 개폐하도록 구성하는 것도 가능하다.
보다 구체적으로, 개폐도어(400)가 유로하우징(200)을 개방하면 이산화탄소 포집 모듈(300)에 이산화탄소가 포집되고, 개폐도어(400)가 유로하우징(200)을 차단하면 이산화탄소 포집 모듈(300)에서 포집된 이산화탄소가 탈리된다.
즉, 모드전환도어(30)가 외기 유로(40)를 차단하는 내기 모드에서 개폐도어(400)는 유로하우징(200)을 개방시키도록 배치되고, 이산화탄소 포집 모듈(300)은 내기 유로(20)에서부터 흡입된 공기중에 포함된 이산화탄소를 포집한다.
또한, 모드전환도어(30)가 외기 모드에 배치된 상태에서, 개폐도어(400)가 유로하우징(200)을 차단하면, 블로어 유닛(100)은 이산화탄소 포집 모듈(300)로부터 탈리된 이산화탄소를 외기 유로(40)로 배출시킨다.
이와 같이, 유로하우징(200)과 이산화탄소 포집 모듈(300)의 사이에 개폐도어(400)를 마련하고, 개폐도어(400)에 의해 유로하우징(200)이 선택적으로 개폐되도록 하는 것에 의하여, 이산화탄소 포집 모듈(300)을 통과한 공기(이산화탄소가 제거된 공기)가 유로하우징(200)으로 유입(개폐도어(400) 개방)될 수 있고, 이산화탄소 포집 모듈(300)의 재생중에는 이산화탄소 포집 모듈(300)에서 탈리된 이산화탄소가 유로하우징(200) 내부로 유입되는 것을 차단(개폐도어(400) 차단)할 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 차량용 공기조절장치의 운전 방법의 예를 들어 설명하기로 한다.
먼저, 내기 모드를 작동시키면, 모드전환도어(30)가 외기 유로(40)를 차단한다.
다음, 블로어(120)를 작동시키면, 캐빈(미도시) 내 공기가 내기 유로(20)를 따라 순환하게 된다.
다음, 이산화탄소 포집 모듈(300)에 전원을 인가하면, 히터(320)(면상발열체)의 온도가 제1온도범위(40~70℃)로 맞춰지고, 이산화탄소 흡수제(310)를 통과하는 공기중에 포함된 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제(310)의 표면에 흡착된다.
다음, 이산화탄소 포집 모듈(300)의 사용 시간이 일정 이상 경과(또는 최대 포집량까지 이산화탄소가 포집)되면, 개폐도어(400)가 유로하우징(200)을 차단하고, 모드전환도어(30)는 내기 유로(20)를 차단한다.
다음, 히터(320)의 온도가 제2온도범위(100℃)로 설정되면, 이산화탄소 흡수제(310)의 표면에 흡착된 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제(310)로부터 탈리된다. 이산화탄소가 이산화탄소 흡수제(310)로부터 탈리됨과 동시에, 블로어(120)가 작동함으로써, 이산화탄소 흡수제(310)로부터 탈리된 이산화탄소는 외기 유로(40)를 통해 외부로 배출된다.
다음, 이산화탄소 포집 모듈(300)(이산화탄소 흡수제)의 재생이 완료되면, 모드전환도어(30)가 내기 유로(20)를 개방함과 동시에 개폐도어(400)가 유로하우징(200)을 개방함으로써, 블로어 유닛(100)에 유입되는 공기 공급 모드가 내기 모드로 전환되고, 내기 모드에서는 다시 공기중에 포함된 이산화탄소가 이산화탄소 포집 모듈(300)에 포집된다.
참고로, 사용자는 내기 모드에서 외기 모드로의 전환(또는 외기 모드에서 내기 모드로의 전환)을 수동으로 조작할 수 있고, 이산화탄소 포집 모듈(300)의 작동은 내기 모드 및 외기 모드 설정시 자동으로 구현(예를 들어, 내기 모드 설정시 자동으로 동작)될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만 해당 기술분야의 숙련된 당업자라면 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
20 : 내기 유로
30 : 모드전환도어
40 : 외기 유로
100 : 블로어 유닛
110 : 블로어 하우징
120 : 블로어
130 : 모터
200 : 유로하우징
210 : 증발기
220 : 히터 코어
300,300' : 이산화탄소 포집 모듈
310 : 이산화탄소 흡수제
320,320' : 히터
400 : 개폐도어

Claims (17)

  1. 내기 유로와 외기 유로가 연결되며, 선택적으로 공기를 흡입 및 배출하는 블로어 유닛;
    상기 블로어 유닛을 통해 흡입된 공기를 차량의 실내로 안내하는 유로하우징;
    상기 유로하우징으로 유입되는 공기 중에 포함된 이산화탄소를 선택적으로 포집하는 이산화탄소 포집 모듈; 및
    상기 유로하우징과 상기 이산화탄소 포집 모듈의 사이에 마련되며, 상기 유로하우징을 선택적으로 개폐하는 개폐도어;를 포함하되,
    상기 이산화탄소 포집 모듈은,
    이산화탄소가 흡착되는 이산화탄소 흡수제; 및
    상기 이산화탄소 흡수제를 가열하기 위해 상기 이산화탄소 흡수제의 일면에 밀착되게 적층되되, 상기 이산화탄소 흡수제에 대응되는 면적을 갖도록 제공되며 공기가 통과 가능한 다공성 면상발열체;
    를 포함하는 차량용 공기조절장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 개폐도어가 상기 유로하우징을 개방하면, 상기 이산화탄소 포집 모듈에 이산화탄소가 포집되고,
    상기 개폐도어가 상기 유로하우징을 차단하면, 상기 이산화탄소 포집 모듈에서 포집된 이산화탄소가 탈리(abscission)되는 차량용 공기조절장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 블로어 유닛에 유입되는 공기 공급 모드를 상기 내기 유로에 연통되는 내기 모드와 상기 외기 유로에 연통되는 외기 모드 중 어느 하나로 전환하는 모드전환도어를 포함하되,
    상기 내기 모드에서 상기 개폐도어는 상기 유로하우징을 개방시키고,
    상기 이산화탄소 포집 모듈은 상기 내기 유로에서부터 흡입된 공기중에 포함된 이산화탄소를 포집하는 차량용 공기조절장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모드전환도어가 상기 외기 모드에 배치된 상태에서, 상기 개폐도어가 상기 유로하우징을 차단하면, 상기 블로어 유닛은 상기 이산화탄소 포집 모듈로부터 탈리된 이산화탄소를 상기 외기 유로로 배출시키는 차량용 공기조절장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 이산화탄소 포집 모듈은 상기 블로어 유닛과 상기 유로하우징의 사이에 구비되는 차량용 공기조절장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 이산화탄소 포집 모듈은 상기 유로하우징에 유입된 공기를 냉각시키는 증발기와 상기 블로어 유닛의 사이에 구비되는 차량용 공기조절장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 이산화탄소 포집 모듈은 상기 내기 유로와 상기 블로어 유닛의 사이에 구비되는 차량용 공기조절장치.
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소 흡수제를 제1온도범위로 가열하면, 상기 이산화탄소 흡수제에 이산화탄소가 흡착되고,
    상기 이산화탄소 흡수제를 상기 제1온도범위보다 높은 제2온도범위로 가열하면, 상기 이산화탄소 흡수제에서 흡착된 이산화탄소가 탈리되는 차량용 공기조절장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1온도범위는 30~80℃이고,
    상기 제2온도범위는 90℃이상인 차량용 공기조절장치.
  11. 삭제
  12. 제1항에 있어서,
    상기 이산화탄소 흡수제의 다른 일면에 적층되며, 공기 통과 가능한 보호층을 포함하는 차량용 공기조절장치.
  13. 차량의 실내로 유입되는 공기의 유입 경로 상에 마련되며, 이산화탄소가 선택적으로 흡착되는 이산화탄소 흡수제; 및
    상기 이산화탄소 흡수제를 가열하기 위해 상기 이산화탄소 흡수제의 일면에 밀착되게 적층되되, 상기 이산화탄소 흡수제에 대응되는 면적을 갖도록 제공되며 공기가 통과 가능한 다공성 면상발열체;
    를 포함하는 이산화탄소 포집 모듈.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 이산화탄소 흡수제를 제1온도범위로 가열하면, 상기 이산화탄소 흡수제에 이산화탄소가 흡착되고,
    상기 이산화탄소 흡수제를 상기 제1온도범위보다 높은 제2온도범위로 가열하면, 상기 이산화탄소 흡수제에서 흡착된 이산화탄소가 탈리되는 이산화탄소 포집 모듈.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1온도범위는 30~80℃이고,
    상기 제2온도범위는 90℃이상인 이산화탄소 포집 모듈.
  16. 삭제
  17. 제13항에 있어서,
    상기 이산화탄소 흡수제의 다른 일면에 적층되며, 공기 통과 가능한 보호층을 포함하는 이산화탄소 포집 모듈.
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