KR20050013963A - 에어컨 시스템 및 그 작동 방법 - Google Patents

에어컨 시스템 및 그 작동 방법

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KR20050013963A
KR20050013963A KR1020040059265A KR20040059265A KR20050013963A KR 20050013963 A KR20050013963 A KR 20050013963A KR 1020040059265 A KR1020040059265 A KR 1020040059265A KR 20040059265 A KR20040059265 A KR 20040059265A KR 20050013963 A KR20050013963 A KR 20050013963A
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호르스트만페터
로이트너슈테판
자츠거페터
말게르노트
칸터스페트라
케퍼올리버
겐틸-크라이엔캄프이자벨레
브란데스헨릭
Original Assignee
로베르트 보쉬 게엠베하
젝셀 발레오 콤프레서 오이로페 게엠베하
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Abstract

본 발명은 자동차, 특히 내연 기관에 의해서 구동되는 자동차용 에어컨 시스템에 관한 것이며, 상기 시스템은 적어도 하나의 증발기(16), 압축기(24), 응축기 또는 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관(30)을 구비하며, 이들은 냉각제가 압축기(24)로부터 응축기 또는 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관(30)를 거쳐 증발기(16)에 공급될 수 있도록, 에어컨 시스템(10)의 냉각제 순환계(13) 내에 배치된다.
본 발명에 따라 냉각제 순환계(13)에는 연결 라인(48)이 제공되며 상기 라인은 뜨거운 냉각제가 증발기(16)에 공급될 수 있게 한다.
본 발명은 마찬가지로, 냉각제 순환계(13)의 뜨거운 냉각제가 공급됨으로써 에어컨 시스템의 증발기(16)가 가열되는 에어컨 시스템 작동 방법에 관한 것이다.

Description

에어컨 시스템 및 그 작동 방법{Air conditioning system and method for operating the same}
본 발명은 제 1 항의 전제부에 따른 에어컨 시스템, 특히 내연 기관에 의해서 구동되는 자동차용 에어컨 시스템에 관한 것이다. 또한 본 발명은 제 8 항의 전제부에 따라 상기와 같은 에어컨 시스템을 작동하기 위한 방법에 관한 것이다.
고급 자동차와 점점 증가하고 있는 중형 자동차는 난방 장치 외에, 그 사이에 일반적으로 에어컨 시스템도 갖추고 있다. 상기와 같은 난방 및/또는 에어컨 시스템(이하에서는 에어컨 시스템만 언급하기로 한다)는 일반적으로 적어도 하나의 압축기, 즉 소위 에어컨 컴프레서, 적어도 하나의 응축기, 스로틀 지점 및 일반적으로 상기 스로틀 지점에 접속된 증발기를 포함한다. 또한 대부분의 에어컨 시스템은 부가적으로 가열 교환기 및 에어컨 팬을 갖는다.
에어컨디셔닝과 동시에 일어나는 공기의 냉각시, 공기는 매우 자주 제습(dehumidify)된다. 이 경우 공기에 있던 수분은 차가운 표면에서 응축된다. 액상의 응축물이 서서히 전체적으로 열방출되는 동안 소정의 액상막은 해당 표면에 남아 있는다. 이 막에는 공기 중에 존재하는, 예컨대 진균, 꽃가루 및 박테리아와 같은 불순물이 달라 붙게 된다. 따라서 자동차 에어컨 시스템의 증발기는 공급된 공기로부터 일정하게 습도가 침전됨으로 인해, 운반된 공기의 오염물로부터 생긴 진균으로 코팅되며 박테리아가 배양된다.
자동차가 정지해 있을 경우, 특히 여름 계절 동안 정지해 있을 경우, 높은 온도로 인해 박테리아가 급격히 증가할 수 있다. 박테리아 분해 산물은 악취를 풍기며, 자동차 사용자에게 알러지와 같은 건강상의 해를 입힌다.
따라서 에어컨 시스템 내에 불순물이 유입되는 것을 방지하기 위해 부가적 필터가 사용된다. 진균 또는 박테리아로 인한 피해는 필터 재료 또는 증발기 표면에 독성분이 코팅됨으로서 상당 부분 방지될 수 있다. 그러나 증발기에서 상기와 같은 독성 재료의 코팅은 증발기로의 열전달을 저해한다.
DE 199 62 382 A1에는 자동차 분야에서 사용되기 위한 "독특한 냄새를 포함하는, 자동화된 산소욕(automatische Sauerstoffdusche mit Duftnote)"이 공지되어 있으며, 여기서 산소와 냄새 물질(scent)은 상응하는 저장 탱크로부터 나와서 연결 라인을 거쳐 냉각 팬으로 전달되고 냉각 팬은 상기 물질들을 자동차 캐빈 내의 주변 공기들과 섞으므로, 높은 값의 오존 또는 스모그 또는 그 외의 공기 오염 물질로 오염된 호흡 공기는 표준 호흡 공기치로 내려간다.
DE 199 33 180 A1에는 실내 공기 필터 및 자동차 내에서 사용하기 위한, 공기의 악취를 제어하고 멸균 소독(sterilization)을 위한 시스템이 공지되어 있으며, 여기서 공기는 유동 방향으로 필터링 매체 앞에 배치된 이온화 장치에 의해서,활성화된 산소 이온 및 오존으로 농축된다. DE 199 33 180 A1에 공지된 장치의 이온화 부품들은 필터 매체에 고정 연결되므로, 필터 매체의 교환시 이온화 부품들까지도 교체되어야 한다.
본 발명의 과제는, 자동차 에어컨 시스템 내에서 악취를 발생시키는 층이 생물학적으로 효력을 갖지 못하게 함으로써 악취 형성을 확실하게 방지, 최소한 분명히 줄어들 수 있게 하는 방법 또는 시스템을 제공하는 것이다.
상기의 과제는 제 1 항의 특징을 갖는 시스템 및, 제 8 항의 특징을 갖는 방법에 의해 해결된다.
도 1은 종래 기술에 따른 CO2에어컨 시스템의 단순화된 개략도.
도 2는 냉각제 CO2를 포함한 본 발명에 따른 에어컨 시스템의 단순화된 개략도.
도 3은 냉각제 CO2에 대한 건조 프로세스를 도시하기 위한, 엔탈피(H)에 대한 압력(P)을 도시한 그래프.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1, 2, 3: 상태(mode) 10: 에어컨 시스템
12, 13: 냉각제 순환계 14: 에어컨 장치
16: 증발기 18: 공기(흐름)
20: 어큐뮬레이터 22: 열 교환기
24: 압축기 26: 응축기(가스 냉각기)
32:(차가운) 공기 34: 공기 채널
36:신선한 공기-순환 공기-밸브 38: 신선한 공기 채널
40: 순환 공기 채널 42: 팬
44: 가열 열 교환기 46: 가열 밸브
48: 연결 라인(바이패스 라인) 50: 제 1 밸브
52: 온도 센서 54: 제 2 밸브
56: 분기 지점 58: 배출 밸브
P: 압력 H: 엔탈피
본 발명에 따른 자동차용 에어컨 시스템은 최소한, 증발기(evaporator), 압축기(compressor), 응축기(condensor) 또는 가스 냉각기 및 팽창 기관(expansion organ)으로 구성되며 이들은 냉각제가 압축기로부터 응축기 또는 가스 냉각기 및 팽창 기관을 거쳐 증발기에 공급될 수 있도록, 에어컨 시스템의 냉각제 순환계 내에 배치된다. 본 발명에 따라 냉각제 순환계에는 연결 라인이 제공되며 상기 연결 라인은 뜨거운 냉각제가 증발기에 직접 공급될 수 있게 한다. 냉각제 순환계의 압축기로부터 나온 뜨거운 가스는 증발기에 직접 공급되며 이는 악취를 형성하는 생물학적 층이 열적으로 멸균되도록 심하게 가열된다. 상기와 같은 방법으로, 증발기는 에어컨 시스템의 제제(agent)에 의해 자체적으로 정화(purification)될 수 있다. 예컨대 생물학적 층을 불활성화시키기 위한 이온화 장치와 같은 복잡한 부가의 부품들은 본 발명에 따른 에어컨 시스템에서는 필요하지 않다. 따라서 바람직한 방법으로 악취로 인한 피해 및, 미생물로 인한 위험은 기존의 보오드 수단만으로도 방지될 수 있다.
종속항에 제시된 조처를 통해, 독립항에 기재된 에어컨 시스템 또는 그 작동 방법의 바람직한 또 다른 실시예 및 개선이 가능해진다.
바람직한 방법으로 냉각 순환계에는 바이패스 라인이 제공되며, 상기 라인은 바람직하게는 응축기 또는 가스 냉각기 및 팽창 기관을 바이패스하여 뜨거운 냉각제를 증발기에 직접 제공할 수 있다. 상기의 방식으로 냉각제는 생물학적 층이 열적으로 멸균되도록 할 수 있다.
바람직한 방법으로 상기와 같은 연결 라인은 제 1 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 증발기 쪽으로의 연결 라인의 유동량을 조정 및 조절할 수 있다.
동시에 상기 밸브에서는 뜨거운 냉각제가 팽창된다. 상기 방법을 통해 증발기의 온도는 100 ℃ 이상이 되며 상기 온도는 증발 표면을 소독하기에 충분하다.
또한 냉각제 순환계는 제 2 밸브를 포함하며, 상기 밸브는 뜨거운 냉각제 흐름이 증발기에 직접 제공되어야할 때 폐쇄된다. 상기의 방식으로 가능한 한 많은 뜨거운 냉각제가 증발기의 소독을 위해 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템의 바람직한 실시예에서, 바이패스 라인의 제 1 밸브 및 냉각제 순환계의 제 2 밸브는 하나의 구조 유닛으로 형성되며 전환 밸브를 형성하므로, 뜨거운 냉각제 부피 흐름은 에어컨 시스템을 작동하기 위해서, 또는 다른 한편으로는 증발기를 가열하기 위해서 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템의 바람직한 실시예에서 냉각제는 임계 압력 초과시에 열이 방출하는 냉각제이다. 특히 상기 냉각제는 이산화탄소일 수 있다.
본 발명에 따른 방법에 의해 제공된 매우 뜨거운 냉각제에 의해, 증발기 표면의 생물학적 층은 매우 간단하고 효율적으로 열적으로 멸균될 수 있다.
따라서 바람직한 방법으로 증발기의 "가열 온도"를 부가적으로, 에어컨 박스를 통해서 내부로 유입된 공기의 양과 온도에 의해서 제어 또는 조절할 수 있다. 이는 예컨대 신선한 공기-순환 공기 밸브 또는, 에어컨 시스템의 내부 팬에 의해 이뤄질 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 시스템에서는 신선한 공기-순환 공기 밸브 또는 팬이 제어 장치에 의해 구동될 수 있으며 상기 제어 장치는 증발기의 실제 온도에 대한 데이터를 갖고 있다. 공기량 및 공기 온도가 활성적으로 제어됨으로써, 증발기에서의 온도는 냉각제 순환계와는 무관하게 변할 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템을 작동하기 위한 방법을 실행하기 위해서, 자동차의 운전 중에는 예컨대 에어컨 시스템의 내부 팬이 스위치 오프되며 순환 공기-신선한 공기-밸브는 순환 공기로 조절된다. 따라서 바람직하게는, 발생된 열과 습도는 내부 공간 또는 자동차의 창유리에 전달되지 않고, 실질적으로 증발기의 가열을 위해서만 사용될 수 있다.
유사한 방식으로, 자동차의 정지시에 본 발명에 따른 방법을 시작할 경우 신선한 공기의 공급이 우선되어야만 한다. 또한 또 다른 조처로서 에어컨 팬이 스위치 온된다. 공기의 배분은 경우에 따라서, 습한 공기가 디스크에 직접 이르지 않도록 조정된다.
바람직한 방법으로 본 발명에 따른 방법은 증발기 정화의 필수 조건을 시험하기 위한 루틴을 포함한다.
정화를 위한 가열 프로세스는 예컨대 이하의 기준 또는 그 기준들의 통합에 따라 개시될 수 있다.
1. 마지막으로 에어컨 시스템이 작동된 후로부터의 시간이 모니터링된다. 임계 시간, 예컨대 1 주에 이르렀다면, 본 발명에 따른 방법, 이로써 정화 프로세스가 개시된다.
2. 에어컨 시스템의 마지막 정화 프로세스로부터의 시간이 모니터링된다. 임계 시간, 예컨대 3 개월에 이르렀다면, 본 발명에 따른 정화 방법이 개시된다.
3. 자동차가 정지하고 에어컨 시스템이 스위치 온 될 때에 항상 자동적으로 정화 또는 건조 프로세스가 개시된다. 이를 위해서는 특히 전기 구동되는 압축기가 에어컨 시스템에서 사용된다.
4. 에어컨 시스템의 작동 시간이 모니터링된다. 임계 시간, 예컨대 20 시간 후 본 발명에 따른 정화 방법이 개시된다.
5. 상기 건조 프로세스는 에어컨 시스템이 스위치 오프 된 후에 바로 개시된다. 이 경우 예컨대 취출(blowing out) 온도 및 내부 습기와 같은 허용 경계 조건이 고려된다.
언급한 기준, 또는 상기 기준들의 통합이 적합하면, 에어컨 시스템의 제어 장치에는 정화 표시(flag)가 세팅된다. 따라서 바람직한 방식으로, 작동 및 사용 조건은 본 발명에 따른 정화 방법을 실행할 수 있게 한다.
언제라도 정화를 할 수 있도록, 바람직한 방법으로 배출 공기 밸브는 에어컨 시스템에서 증발기 뒤에 삽입될 수 있다. 상기의 방식으로 뜨거운, 경우에 따라서는 습한 공기가 외부로 안내될 수 있다. 에어컨 시스템의 팬은 이 경우 활성화된다. 본 발명에 따른 에어컨 시스템의 상기 실시예에서 바람직한 방식으로 습기는 에어컨 박스 내의 다른 지점에 내려 앉지 않는다.
바람직한 방식으로 증발기에 의해서 공급된 공기는 자동차의 바닥으로 안내되며, 바이패스를 통해서 안내되는 공기는 자동차의 환기 및 성에 제거 평면을 위해서 사용된다. 상기의 방식으로 양 공기 흐름의 상이한 온도 레벨이 효과적으로 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템 또는 상기와 같은 에어컨 시스템을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법으로써, 간단하고 효율적인 방식으로 자동차 에어컨 시스템 내 증발기 상의 층을 생물학적으로 비활성화할 수 있으므로, 악취 형성 및 미생물로 인한 위험은 전체적으로 방지될 수 있다. 바람직한 방법으로 이는 부가적인 부품들 없이도 이미 언급한 에어컨 시스템에 의해서 구현된다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템 및, 상기 에어컨 시스템을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법의 또 다른 특징 및 장점들은 이하의 실시예의 상세한 설명에 제시된다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템의 실시예는 도면에 도시되며 상기 시스템은 이하의 상세한 설명에서 더 자세히 설명된다. 도면, 그 상세한 설명 및 청구항은 많은 특징들을 결합된 형태로 포함한다. 당업자는 상기 특징들을 개별적으로 파악하여 또 다른 의미있는 결합 형태로 통합할 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 에어컨 시스템을 도시한다. 도 1에 도시된 냉난방 시스템은 이하에서는 짧게 에어컨 시스템(10)으로 언급되며, 냉각제 순환계(12) 및 에어컨 장치(14)를 포함한다.
상기 에어컨 장치 내에 배치된 증발기(16)는 내부 공간으로 유입된 공기(18)로부터 열을 흡수하며 냉각제 순환계(12)의 냉각제는 증발된다. 냉각제는 그 후 어큐뮬레이터(20)에서 액체로 증착되며 내부 열 교환기(22)를 통해서 냉각제 순환계의 압축기(24)에 이른다. 압축기(24)에서 냉각제는 소정의 고압 레벨로 압축된다.
종래의 냉각 증발 프로세스와 반대로, CO2에어컨 시스템의 경우 열은 응축기 내에서 냉각 유체의 응축에 의해 배출되는 것이 아니라, 가스 냉각기(26) 내의 압력이 임계를 초과할 경우 배출된다. 이를 위해 가스 냉각기(26)에는 예컨대 신선한 공기(28)가 공급된다. 압축된 냉각제는 내부 열 교환기(22)를 통해서 팽창 기관(30)에 이르며, 상기 기관은 예컨대 스로틀될 수 있는 밸브로서 형성될 수 있다. 팽창 프로세스를 통해서 냉각된 냉각제는 이어서 에어컨 장치(14) 내의 증발기(16)로 공급되며, 여기서는 이미 설명한 방식대로 내부로 유입된 공기(18)로부터 열이 흡수되며 공기는 냉각되므로 에어컨 장치(14) 내에서의 차가운 공기(32)의 흐름은 조정된다.
신선한 공기 또는 순환 공기가 공기 채널(34)을 통해서 에어컨 장치(14) 내로 선택적으로 흡인된다. 공기 종류를 선택하기 위해서 신선한 공기-순환 공기-밸브는 자동차 점유자에 의해서 수동으로 조작되거나 상응하게 자동화된 제어부에 의해서 조정된다.
신선한 공기-순환 공기-밸브(36)에 의해서 신선한 공기 채널(38) 또는 순환 공기 채널(40)로부터 선택된 공기는 팬(42)을 통해서 흡인되며 뒤의 증발기(16)를 통해서 안내된다.
설명한 대로 냉각제 순환계에 연결된 증발기(16)는 팬(42)에 의해서 공급된 공기량을, 설정된 에어컨 시스템(10)의 출력치에 상응하게 냉각시킨다. 공기 채널(34)을 관류하는 공기는 가열 열 교환기(44)에 의해서 임의로 공급될 수 있다. 이를 위해서는 가열 열 교환기(44)를 통해 유동하는 공기량이 가열 밸브(46)에 의해 조정된다. 상기의 방식으로, 자동차의 내부로 들어오는 공기의 온도는 차가운 공기 및 따뜻한 공기 성분이 혼합됨으로써 변하게 된다.
에어컨디셔닝과 동시에 일어나는 공기의 냉각시, 공기의 제습도 같이 일어난다. 이 경우 공기에 있는 습기는 예컨대 증발기(16)의 하우징 표면과 같은 차가운 표면에서 응축된다. 액상의 응축물이 서서히 전체적으로 열방출되는 동안 소정의 액상막은 해당 표면에 남아 있는다.
상기 공기 채널(34)에 공급된 공기의 특정량이 증발기(16)의 차가운 표면에 응축됨으로써 앞서 설명한 바와 같이 증발기의 하우징 상에 습기가 내려 앉게 된다.
이와 같이 습기가 내려 앉게 되면, 공급된 공기로부터의 오염물이 증발기 하우징에 쌓인다. 이러한 오염물은 불쾌한 악취를 형성하며 경우에 따라서는 공기에 함유되어 있는 미생물로 인해서 건강상 해를 끼친다.
도 2는 본 발명에 따른 에어컨 시스템의 실시예를 도시한다. 본 발명에 따른 에어컨 시스템의 냉각제 순환계(13)는 도 1에 도시된 종래 기술에 따른 순환계(12)에 비해서 변형된다. 압축기(24)와 가스 냉각기(26) 사이에는 연결 라인(48)이 분기되고 상기 라인은 가스 냉각기(26), 내부 열 교환기(22) 및 팽창 기관(30)을 바이패스하면서, 증발기(16) 바로 앞에 있는 냉각제 라인으로 통한다. 상기의 방식으로 압축기(24)와 증발기(16) 사이는 직접 연결된다. 연결 라인(48)에는 팽창 기관으로서 작동할 수 있는 제 1 밸브(50)가 통합된다. 또한 본 발명에 따른 에어컨 시스템의 도 2의 실시예에는 냉각제 순환계 내의 온도 레벨을 모니터링하기 위한 온도 센서(52)가 증발기(16) 바로 앞에 제공된다.
분기 지점(56)과 가스 냉각기(26) 사이에 배치되고 바람직하게는 스톱 밸브로서 형성된 제 2 밸브(54)에 의해, 가스 냉각기(26)를 통하는 냉각제 라인이 폐쇄될 수 있으므로, 에어컨 시스템(10)의 냉각제는 오로지 연결 라인(48)을 통해서만 증발기(16)에 직접 제공된다. 에어컨 시스템(10) 내의 유체 흐름이 이와 같이 전환됨으로써, 뜨거운 가스는 압축기(24)로부터 증발기(16)로 직접 공급된다. 이 경우 밸브(50)는 냉각제의 소정의 팽창 및 냉각에 사용된다. 이와 같은 방법에 의해서, 증발기(16)의 온도는 100℃가 넘게 되며, 이는 증발기 표면을 열적으로 소독하기에 충분하다.
본 발명에 따른 방법 및, 상기 방법을 실행하기 위한 본 발명에 따른 장치에의해, 주로 증발기의 표면 상에 모이는 생물학적 물질들을 특히 뜨거운 냉각제를 이용해 열적으로 멸균할 수 있다. 특히 상기와 같은 방법은 "가열" 동안 증발기(16)가 자동차 내부로 유입된 공기(18)에 의해서 냉각되지 않을 때 효과가 있다.
따라서 바람직하게는 증발기(16)의 "가열 온도"를 내부로 유입된 공기(18)의 양 및 온도에 의해서 부가적으로 제어 또는 조절하는 것도 가능하다. 이는 예컨대 신선한 공기-순환 공기 밸브(36) 또는, 에어컨 장치(14)의 팬(42)에 의해서도 이뤄질 수 있다. 이를 위해 본 발명에 따른 장치의 실시예에는 예컨대 신선한 공기-순환 공기 밸브(36) 또는 팬(42)을 제어 장치에 의해 구동하는 수단이 제공될 수 있으며 상기 제어 장치는 증발기의 실제 온도에 대한 데이터를 갖고 있다. 이를 위해 선택적으로는 온도 센서(52)의 센서 신호도 사용될 수 있다.
발생된 열과 습기가 자동차 내부 공간 또는 창유리에 전달되지 않고, 증발기(16)의 가열에만 실질적으로 사용되는 것을 보장하기 위해, 또 다른 조치들이 취해져야 한다. 자동차의 주행 작동 중 팬(42)은 스위치 오프되어야 하며 순환 공기-신선한 공기-밸브(36)는 순환 공기로 조절되어야 한다. 상기의 방식으로 증발기(16)는 소독될 수 있다. 습기는 에어컨 장치(14)의 다른 차가운 지점에 내려 앉게 된다.
자동차의 정지시에 본 발명에 따른 방법을 개시할 경우, 신선한 공기 채널(38)을 통해서 신선한 공기가 공급되는 것이 바람직하며, 이때 팬(42)은 스위치 온된다. 차량 승객실로의 공기 배분은 경우에 따라서는 습한 공기가 창유리에 직접 닿지 않도록 조정된다.
항상 증발기(16)를 정화할 수 있도록, 에어컨 장치(14)의 공기 채널(34) 내의 증발기(16) 바로 뒤에는 배출 밸브(58)가 통합된다. 상기의 배출 밸브(58)에 의해서 뜨거운, 경우에 따라서는 습한 공기는 외부로 나갈 수 있다. 이 경우 팬(42)은 공기 전달을 돕는다. 상기 변형예에서 바람직하게 습기는 에어컨 장치(14) 내에서 다른 지점에 내려 앉게 된다.
동시에, 증발기(16)에 공기측 바이패스가 제공되면, 자동차는 정화 프로세스 동안 환기될 수 있다.
또 다른 가능성은, 증발기(16)를 통해 공급된 공기를 자동차 승객실의 바닥으로 공급할 수 있는 반면, 바이패스를 통해 가는 공기는 차량 승객실로 공기가 유입될 때 환기 및 성에 방지 평면에 사용할 수 있다는 점이다.
바람직한 방법으로 상기 밸브(50, 54)는 본 발명에 따른 에어컨 시스템의 분기 지점(56)을 형성하는 전환 밸브로 통합될 수 있다.
상기와 같은 에어컨 시스템을 작동하기 위한 본 발명에 따른 방법은 실질적으로 3 개의 기능적 단계로 구성된다:
a. 정화 프로세스의 필수 조건을 검사하기 위한 방법
b. 정화 프로세스의 가능성을 검사하기 위한 방법
c. 에어컨 시스템 자체에 의해 증발기가 가열됨으로써 정화 프로세스를 실행
본 발명에 따른 방법의 단계
정화 프로세스는 하기의 기준 또는 그 기준들의 임의의 통합에 따라, 정화 프로세스의 필수 조건들을 검출하기 위해 개시된다.
1. 마지막으로 에어컨 시스템이 작동된 후로부터의 시간이 모니터링된다. 임계 시간, 예컨대 1 주에 이르렀다면, 정화 프로세스가 개시된다.
2. 에어컨 시스템의 마지막 정화 프로세스로부터의 시간이 모니터링된다. 임계 시간, 예컨대 3 개월에 이르렀다면, 정화 방법이 개시된다.
3. 자동차가 정지하고 에어컨 시스템이 스위치 온될 때에 항상 자동적으로 정화 또는 건조 프로세스가 개시된다.
4. 에어컨 시스템의 작동 시간이 모니터링된다. 임계 시간, 예컨대 20 시간 후 본 발명에 따른 정화 방법이 개시된다.
5. 상기 건조 프로세스는 에어컨 시스템이 스위치 오프된 후에 바로 개시된다. 이 경우 예컨대 취출 온도 및 내부 습기와 같은 경계 조건이 고려된다. 경우에 따라서는 공기를 위한 증발기 바이패스가 제공된다.
상기의 기준이 적합하면, 해당 제어부에는 정화 표시가 세팅된다. 이로써 자동차의 작동 조건들이 허용되는 경우 증발기의 가열 및 이로써 정화도 실행될 수 있다.
방법 단계 b- 정화의 가능성을 검사하기 위한 방법-이 이어진다. 압축기가 구동됨에 따라, 정화 즉 증발기의 가열은 예컨대 하기의 방법에 따라 시작된다:
압축기가 기계적으로 작동할 경우, 정화 프로세스의 시간 동안 에어컨디셔닝및 자동차 승객실의 환기가 중지됨으로 인해서 승객들에게 쾌적한 상태가 더 이상 일어나지 않는지의 여부가 조사된다. 이를 위해 예컨대 온도 조건이 평가될 수 있다.
선택적인 방법으로 또는 이와 동시에, 시스템은 얼마간의 소정의 시간 동안 운전을 할 것인지를 운전자에게 질의한다. 상기의 방식으로 충분한 시간 동안 압축기가 구동될 수 있다. 선택적으로 정화는, 자동차 운전자에게 상기와 같은 질의를 하지 않고도 시작될 수 있으나, 이 경우 증발기의 정화 프로세스가 종료되지 않을 수 있는 위험이 있다. 정화 프로세스는 밸브(50 또는 54)가 스위칭됨으로써 시작된다. 전기적으로 작동될 수 있는 압축기가 제공되면, 정화 프로세스는 자동차가 정지했을 때 이뤄질 수 있으므로 주행중 에어컨디셔닝의 중단은 필요하지 않다.
전기적으로 작동 가능한 압축기는 배터리 충전 상태가 가열 프로세스를 위해서 충분한지에 대해 먼저 검사된다. 그 후에는, 짧은 정지가 있는지에 대해서만 검사되는데, 이는 예컨대 열려 있는 문으로 검출된다. 단지 짧은 정지가 있는 경우 정화는 시작되지 않는데, 이는 정화가 시작된다면 자동차가 계속 주행할 시에 에어컨 시스템의 정상 작동이 불가능해지거나 또는 정화 프로세스가 중단되어야 하기 때문이다. 자동차의 더 긴 정지가 문제시된다면, 정화는 정지 상태시에 실행될 수 있다. 이어서 정화 프로세스가 시작될 수 있다.
제 3 방법 단계 c로서 정화 프로세스가 이어진다. 이때 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관(30)의 바이패스(48)를 통해서, 압축기(24)로부터의 뜨거운 가스는 증발기(16)에 직접 제공되며 상기 증발기는, 그 표면의 생물학적 층들이 열적으로 멸균되도록 심하게 가열된다. 상기와 같은 방법으로 증발기는 자체적으로 정화될 수 있다. 예컨대 생물학적 층을 불활성화시키기 위한 이온화 장치와 같은 복잡한 부가의 부품들은 본 발명에 따른 에어컨 시스템에서는 필요하지 않다. 따라서 악취로 인한 피해 및, 미생물로 인한 자동차 운전자에 대한 위험은 전체적으로 방지될 수 있다.
선택적인 방법으로 정화 프로세스는 자동차의 서비스 단계시 전자식 요구에 의해서 개시될 수 있다.
도 3은 CO2에 대한 열역학적 상태 그래프를 도시하며, 이 그래프에서 압력(P)은 특수한(specific) 엔탈피(H)에 대해서 도시된다. 부가적으로 등온선이 그래프 상에 도시되며, 해당 온도는 그래프의 상단에 제시된다. CO2에 대한 임계 온도는 31.1℃이다.
도 3의 도면은 P(압력)-H(엔탈피)-그래프의 가열 함수를 개략적으로 도시할 수 있으며, 본 발명에 따른 에어컨 시스템 순환계를 위한 냉각제일 수 있는 유체 CO2를 이용해서 특성들을 설명하는데 사용된다.
도 3에서는 점 1, 2, 3으로써 냉각 순환계 내에서 가열 작동시 진행되는 상태 변화 또는 상태들이 도시된다..
압축기(24) 내에서 냉각제는 상태(1)와 (2) 사이에서 압축되며, 이 경우 100℃가 넘는 매우 높은 온도에 이를 수 있다. 상태(2)와 (3) 사이에서 냉각제는 밸브(50)에 의해서 다시 팽창되며 이 과정에서 온도는 다시 하강한다. 그럼에도 상태(3)와 (1) 사이에서 온도는- 증발기 내에서의 열방출에 상응하게- 밸브(50)의 제어 또는 조정에 의해서 작동시에도 100℃ 이상으로 유지될 수 있으며 이는 도 3에 제시된다.
본 발명에 따른 실시예의 상세한 설명은 본 발명을 설명하기 위한 목적으로만 사용되며 제한하기 위한 것은 아니다. 본 발명의 범주 내에서는 그 범위 및 동일성을 벗어나지 않으면서도 다양한 변형예들이 가능하다.
따라서 예컨대 본 발명은 냉각제로서 CO2의 사용에만 국한하지 않는다. 설명한 프로세스는 다른 냉각제로도 실행될 수 있다. 이런 의미에서 공지된 문서 내의 가스 냉각기(26)는 전형적인 응축기로서 간주된다.
본 발명에 따른 에어컨 시스템 및 이와 같은 에어컨 시스템을 작동시키기 위한 본 발명에 따른 방법은 도면과 상세한 설명에 설명된 실시예에 국한되지 않는다.
예컨대, 에어컨 시스템을 순환계 전환을 통해서 열 펌프로 사용하는 것도 고려할 수 있다. 이때 열 흡수는 가스 냉각기에 의해 이뤄진다. 열 방출- 즉 가열 효과-은 에어컨 시스템의 에어컨 장치 내에서 자동차 계기판 아래에 구성된 증발기에 의해서 이뤄진다.
본 발명을 통해, 자동차 에어컨 시스템 내에서 악취를 발생시키는 층이 생물학적으로 효력을 갖지 못하게 함으로써 악취 형성을 확실하게 방지, 최소한 분명히 줄어들 수 있게 하는 방법 또는 시스템이 제공될 수 있다.

Claims (15)

  1. 자동차, 특히 내연 기관에 의해서 구동되는 자동차용 에어컨 시스템으로서, 상기 시스템은 적어도 하나의 증발기(16), 압축기(24), 응축기 또는 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관(30)을 구비하며, 이들은 냉각제가 압축기(24)로부터 응축기 또는 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관(30)를 거쳐 증발기(16)에 공급될 수 있도록, 에어컨 시스템(10)의 냉각제 순환계(13) 내에 배치되는 에어컨 시스템에 있어서,
    상기 냉각제 순환계(13)에는 연결 라인(48)이 제공되며 상기 연결 라인은 뜨거운 냉각제가 증발기(16)에 공급될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 냉각제 순환계(13)에는 바이패스 라인(48)이 제공되며, 이는 뜨거운 냉각제가 응축기 또는 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관을 바이패스하여 증발기(16)에 직접 제공될 수 있게 하는 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 연결 라인(48)은 제 1 밸브(50), 특히 팽창 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 냉각제 순환계(13)에는 제 2 밸브(54), 특히 스톱 밸브가 제공되는 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  5. 제 3 항 및 제 4 항에 있어서, 상기 제 1 밸브(50)와 제 2 밸브(54)는 전환 밸브로서 하나의 구조 유닛으로 형성되는 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각제는 임계 압력 촉과시에 열을 방출하는 냉각제인 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각제는 이산화탄소인 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 증발기(16)를 스쳐 지나는 공기 흐름(18)에 의해서 증발기(16)의 온도를 제어 또는 조절할 수 있는 수단(36, 42)들이 제공되는 것을 특징으로 하는 에어컨 시스템.
  9. 에어컨 시스템, 특히 내연 기관에 의해서 구동되는 자동차용 에어컨 시스템 작동 방법으로서, 상기 시스템은 적어도 하나의 증발기(16), 압축기(24), 응축기 또는 가스 냉각기(26) 및 팽창 기관(30)을 구비하며, 이들이 에어컨 시스템의 냉각제 순환계(13) 내에 배치되는 에어컨 시스템 작동 방법에 있어서,
    상기 증발기(16)는 냉각제 순환계(13)에 뜨거운 냉각제가 공급됨으로써 가열되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 증발기(16)의 온도는 증발기를 스쳐 지나는 공기 흐름(18)에 의해서 제어 및/또는 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 방법을 실행하기 위해서 자동차의 주행 작동중 에어컨 시스템(10)의 팬(42)은 스위치 오프되며 순환 공기-신선한 공기-밸브(36)는 순환 공기로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서, 상기 방법을 실행하기 위해서 자동차의 정지중에 에어컨 시스템(10)의 팬(42)은 스위치 온되며 순환 공기-신선한 공기-밸브(36)는 신선한 공기로 조절되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제 9 항에 있어서, 상기 방법은 설정된 시간 후에 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제 9 항에 있어서, 상기 방법은 에어컨 시스템(10)이 마지막으로 작동된 뒤 설정된 시간 후에 개시 및/또는 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제 9 항에 있어서, 상기 방법은 상기 방법이 마지막으로 실행된 뒤 설정된 시간 후에 개시 및/또는 반복되는 것을 특징으로 하는 방법.
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