KR102160262B1 - 차량용 에어컨 - Google Patents

Abstract

차량용 에어컨이 개시된다. 차량용 에어컨은 상기 차량 내부와 외부를 구획하는 벽의 외부에 설치되며, 냉매를 압축하는 압축기와 상기 압축된 냉매를 응축하는 응축기를 가진 실외기와, 상기 벽에 형성된 배기구와 유입구 사이에 형성된 제1 및 제2 공기흐름경로, 상기 제1 및 제2 공기흐름경로 상에 각각 개폐 가능하도록 마련된 제1 및 제2게이트, 상기 유입구와 상기 제1게이트 사이의 상기 제1공기흐름경로 상에 마련되어 상기 응축된 냉매를 증발시키는 증발기, 및 상기 제2공기흐름경로 상에 마련되어 유입된 공기로부터 이산화탄소와 질소를 흡착하는 흡착부를 구비하고, 상기 벽의 외부에 상기 실외기에 인접하게 마련된 쿨링유니트를 포함한다.

Description

차량용 에어컨{A air conditioner for a vehicle}

본 발명은 차량용 에어컨에 관한 것이다.

일반적으로 자동차 제조회사는 차량에 에어컨을 자체적으로 장착하여 판매하고 있다. 그러나, 지게차, 카트, 트럭 등의 일부 산업용 차량은 별도로 출고 후에 에어컨을 장착하고 있다. 이와 같은 산업용 차량 에어컨은 압축기, 응축기 모듈, 팽창장치, 쿨링유니트가 차량 내 분산되어 설치된다. 에어컨의 가동은 시동을 켠 후 엔진이 가동되어 엔진과 연결된 압축기가 구동되고 응축, 팽창, 증발이 이루어 진다.

산업용 차량의 에어컨은 차량의 종류에 따라 각기 다른 구조를 가지고 있다. 이에 따라, 산업용 차량의 에어컨은 모듈 및 부품이 분산되어 있어 설치 시 많은 시간과 전문적 기술이 필요하고, 차량 종류별 에어컨 사양이 다르므로 관리가 어렵다. 특히, 에어컨의 배관 연결 길이가 길어 냉매가스, 압축기 오일 등의 배관 자재가 많이 소요되어 고비용을 초래하고, 차량의 구조에 적합하게 에어컨을 설치하는 것이 어렵다.

산업용 차량의 운전자는 불가피하게 장시간 동안 밀폐된 차량 내에서 운전을 수행하여야 한다. 따라서, 밀폐된 작은 공간은 급속하게 이산화탄소가 증가하여 수시로 창문을 열고 환기를 하여야 하는 불편함이 있다. 또한, 좁은 실내 공간은 짧은 시간의 환기에도 급속하게 열기 또는 냉기가 유입됨에 따라 운전자에게 불괘감을 주는 원인이 된다.

본 발명의 목적은 종래의 문제를 해결하기 위한 것으로, 소형화와 경량화가 가능하고, 설치가 간단하고, 저렴한 가격의 차량용 에어컨을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 좁은 공간 내에서 쾌적하게 장시간 운전을 수행하도록 하는 차량용 에어컨을 제공하는 데에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 다양한 위치에 자유롭게 설치할 수 있는 차량용 에어컨을 제공하는 데에 있다.

상술한 과제를 달성하기 위한 차량용 에어컨이 제공된다. 차량용 에어컨은, 상기 차량 내부와 외부를 구획하는 벽의 외부에 설치되며, 냉매를 압축하는 압축기와 상기 압축된 냉매를 응축하는 응축기를 가진 실외기와, 상기 벽에 형성된 배기구와 유입구 사이에 형성된 제1 및 제2 공기흐름경로, 상기 제1 및 제2 공기흐름경로 상에 각각 개폐 가능하도록 마련된 제1 및 제2게이트, 상기 유입구와 상기 제1게이트 사이의 상기 제1공기흐름경로 상에 마련되어 상기 응축된 냉매를 증발시키는 증발기, 및 상기 제2공기흐름경로 상에 마련되어 유입된 공기로부터 질소와 이산화탄소를 흡착하는 흡착부를 가지며, 상기 벽의 외부에 상기 실외기에 인접하게 마련된 쿨링유니트를 포함한다.

상기 제2공기흐름경로는 상기 제1공기흐름경로보다 단면적이 작을 수 있다.

상기 차량용 에어컨은 상기 제1게이트를 개방하고 상기 제2게이트를 차단하여 상기 배기구에서 흡입한 공기를 상기 제1공기흐름통로에서 냉각시켜 상기 유입구로 불어 넣는 냉방모드, 상기 제2게이트를 개방하고 상기 제1게이트를 차단하여 상기 제2공기흐름통로로 유입된 공기로부터 질소와 이산화탄소를 흡착 한 후 상기 유입구를 통해 불어 넣는 리프레시 모드로 동작하는 제어부를 더 포함할 수 있다.

상기 쿨링유니트는 공기를 차량의 내부로 불어 넣는 송풍기 및 상기 제2공기흐름경로와 상기 쿨링유니트의 외부 사이에 마련된 제3게이트를 포함하며, 상기 제어부는 상기 제1게이트 및 제2게이트를 차단하고 상기 제3게이트를 개방하며, 상기 송풍기를 역회전시켜 상기 흡착부에 흡착된 이산화탄소 및 질소를 탈락시켜 외부로 배출하는 퍼징모드로 동작할 수 있다.

상기 쿨링유니트는, 상기 제1게이트와 상기 제2게이트 사이를 회전하여 상기 제1게이트와 상기 제2게이트를 선택적으로 차단과 개방을 수행하는 제1개폐부재와, 상기 제2게이트와 상기 제3게이트 사이를 회전하여 상기 제2게이트와 상기 제3게이트를 선택적으로 차단과 개방을 수행하는 제2개폐부재를 포함할 수 있다.

상기 흡착부는, 실리카를 지지체로 하여 폴리에틸아민과 에폭사이드를 반응시킨 이산화탄소흡착부 상기 제2공기흐름경로 상에 상기 이산화탄소흡착부와 순차적으로 마련된, 제올라이트를 포함하는 질소흡착부 및 상기 이산화탄소흡착부와 상기 질소흡착부를 둘러싸는 히터를 포함할 수 있다.

본 발명에 의한 차량용 에어컨은 다음과 같은 장점을 가진다.

첫째, 하나의 플랫폼내에 에어컨 전체를 구성하므로써 소형화 및 경량화가 가능하다.

둘째, 분산되어 설치하는 부품을 한곳에 통합하여 설치하므로 원가를 저렴하게 할 수 있다. 즉, 배관비용, 설치비용, 유지보수비용, 냉매 가스비용의 절감이 가능하다.

셋째, 종래의 차량용 에어컨은 차량 종류, 용량 및 용도에 맞게 다양하게 부품을 제작하여 설치하나 본 발명은 하나의 플랫폼으로 통합하여 구성되고 차량에 부착된 배터리의 용량에 의하여 에어컨이 가동되므로 표준화, 공용화가 가능하다. 즉, 차량에 종류와 구조 관계없이 부착된 배터리 용량(12V, 24V, 48V, 55.5V)에 용이하게 적용할 수 있다.

넷째, 좁은 산업용 차량의 내부 공간에 급격히 증가하는 이산화탄소를 제거하고 부족한 산소량을 보충하여 운전자의 운전환경을 항상 쾌적한 상태로 유지할 수 있다.

도 1 및 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 에어컨의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 3은 도 1의 실외기를 경사면에 설치한 상태를 나타낸다.
도 4는 도 3에서 압축기 및 리시버드라이어를 지지하는 지지기구를 분해하여 나타낸 나타내는 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 에어컨의 구조를 나타내는 블록도이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨의 동작방법을 나타내는 순서도이다.
도 7 내지 9는 각각 에어컨의 동작모드에 따른 공기흐름 경로를 나타내는 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 흡착부의 구조를 나타내는 도이다.

이하 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨(1)을 상세하게 설명한다.

차량용 에어컨(1)은 트럭, 지게차, 카트 등의 산업량 차량에 설치된다. 차량용 에어컨(1)은 실내와 실외를 구획하는 벽(2)의 외부에 설치된다. 벽(2)은 실내에서 공기가 배출되는 배기구(3)와 냉각 또는 가열된 공기가 실내로 유입되는 유입구(4)를 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 에어컨(1)을 나타내는 블록도이다.

도시한 바와 같이, 차량용 에어컨(1)은 벽(2)의 외부면에 설치된 실외기(10), 실외기(10)에 인접하고 벽(2)의 배기구(3)와 유입구(4)가 위치한 영역에 설치된 쿨링유니트(20) 및 센서유니트(30)을 포함한다. 실외기(10)와 쿨링유니트(20)는 힌지(40)에 의해 결합되어 상대적으로 회전할 수 있다. 실외기(10)와 쿨링유니트(20)는 하나의 플랫폼 내에 설치될 수도 있다.

실외기(10)는 압축기(11), 응축기(12), 제1송풍팬(13), 리시버드라이어(14), 솔레노이드밸브(15) 및 이들 부품들을 수용하는 실외기박스(16)를 포함한다.

압축기(11)는 냉매, 예를 들면 프레온가스를 압축하여 고온고압 기체가스로 변환하여 응축기(12)로 전달한다.

응축기(12)는 고온고압 냉매가스를 냉각시켜 중온고압 액체가스로 응축한다.

제1송풍팬(13)은 응축(12)를 통과하는 고온고압 기체가스를 냉각시킨다.

리시버드라이어(14)는 응축기(12)에서 전달된 중온고압 액체가스에 포함된 수분을 걸러낸다.

솔레노이드밸브(15)는 리시버드라이어(13)로부터 후술하는 쿨링유니트(20)의 팽창밸브(21)로 전달되는 중온고압 액체가스의 양을 조절한다.

실외기박스(16)는 내부에 실외기(10)의 각 부품을 수용하여 장착한다. 실외기박스(16)는 제1송풍팬(13)의 공기를 외부로 배출하는 창(미도시)을 포함한다.

쿨링유니트(20)는 팽창밸브(21), 증발기(22), 제2송풍팬(23), 제어부(24), 배터리(25), 및 이들 부품들을 수용하는 쿨링유니트박스(26)를 포함한다.

팽창밸브(21)는 실내기(10)의 솔레노이드밸브(15)를 거쳐 유입되는 중온고압 액체가스를 모세관 현상을 이용하여 저온 저압 액체가스로 변환한다.

증발기(22)는 저온 저압 액체가스가 쿨링유니트(20) 내부를 통과하는 공기로부터 열을 흡수하여 중온 저압 기체가스로 변환한다. 증발기(22)에서 열을 흡수한 중온 저압 기체가스는 팽창밸브(21)를 거쳐 다시 실외기(10)의 압축기(11)로 전달된다.

제2송풍팬(23)은 증발기(22)에서 냉각된 공기를 유입구(4)를 통해 차량 내부로 불어 넣는다

제어부(24)는 실외기(10) 및 쿨링유니트(20)의 각 부품들을 제어한다. 제어부(24)는 센서유니트(30)으로부터 전달된 각종 상태정보 또는 사용자의 제어명령을 수신하는 예를 들면 IoT소자(미도시)와 같은 통신모듈을 포함할 수 있다. 제어부(24)는 수신한 각종 상태정보 또는 사용자의 제어명령에 따라 실외기(10) 및 쿨링유니트(20)를 제어할 수 있다.

제어부(24)는 센서유니트(30)로부터 전달된 차량 내부의 온도에 따라 압축기(11), 제1송풍팬(13), 제2송풍팬(23)의 구동을 자동으로 조절함으로써, 배터리(25) 전류의 소모량을 최소화할 수 있다.

제어부(24)는 차량에 부착되는 배터리(25)의 종류별 전압(12V, 24V, 48V...)이 다른 경우에 전압을 변환하는 자동 전압 변환 기능을 포함할 수 있다. 제어부(24)는 자동전압 변환기능을 포함함으로써 차량종류 변경 및 배터리(25) 전압변화에 따라 압축기(11), 솔레노이드밸브(15), 제1송풍팬(13), 제2송풍팬(23)를 변경할 필요가 없다.

제어부(24)는 제어프로그램이 설치된 비휘발성의 메모리로부터 제어프로그램의 적어도 일부를 휘발성의 메모리로 로드하고, 로드된 제어프로그램을 실행하는 적어도 하나의 범용 프로세서를 포함하며, 예를 들면 CPU(Central Processing Unit), AP(application processor), 또는 마이크로프로세서(microprocessor)로 구현될 수 있다.

제어부(24)는 싱글 코어, 듀얼 코어, 트리플 코어, 쿼드 코어 및 그 배수의 코어를 포함할 수 있다. 제어부(24)는 복수 개 마련될 수 있으며, 예를 들어, 메인 프로세서(main processor) 및 슬립 모드(sleep mode, 예를 들어, 대기 전원만 공급되고 제1전자장치로서 동작하지 않는)에서 동작하는 서브 프로세서(sub processor)를 포함할 수 있다. 또한, 프로세서, 롬 및 램은 내부 버스(bus)를 통해 상호 연결된다.

제어부(24)는 PCB 상에 실장되는 메인 SoC(Main SoC)에 포함되는 형태로서 구현 가능하다.

제어프로그램은, BIOS, 디바이스드라이버, 운영체계, 펌웨어, 플랫폼 및 응용프로그램(어플리케이션) 중 적어도 하나의 형태로 구현되는 프로그램(들)을 포함할 수 있다. 응용프로그램은, 제조 시에 미리 설치 또는 저장되거나, 혹은 추후 사용 시에 외부로부터 응용프로그램의 데이터를 수신하여 수신된 데이터에 기초하여 설치될 수 있다. 응용 프로그램의 데이터는, 예컨대, 어플리케이션 마켓과 같은 외부 서버로부터 다운로드될 수도 있다. 이와 같은 외부 서버는, 컴퓨터프로그램제품의 일례이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

배터리(25)는 실외기(10) 및 쿨링유니트(20)에 내장될 수 있다. 이와 같은 별도로 내장된 배터리(25)는 배선을 생략할 수 있어 설치가 편리하다. 물론, 배터리(25)는 차량 자체의 배터리일 수 있다.

쿨링유니트박스(26)는 단일 공간 또는 2이상의 공간을 포함할 수 있다. 쿨링유니트박스(26)가 2 이상의 공간을 가지는 경우, 쿨링유니트박스(26)는 내부에 밀폐된 냉각공간을 포함할 수 있다. 이때, 냉각공간은 벽(2)의 배기구(3)와 유입구(4)를 포함한 영역에 마련된다. 냉각공간은 팽창밸브(21), 증발기(22), 및 제2송풍팬(23)을 수용한다. 냉각공간 이외의 다른 공간에는 제어부(24) 및 배터리(25)가 마련될 수 있다.

센서유니트(30)는 차량 내에 설치될 수 있다. 센서유니트(30)는 차량 내의 온도, 이산화탄소량 등을 감지한 각종 센서를 포함할 수 있다. 센서유니트(30)는 예를 들면 IoT 소자(미도시)와 같은 통신모듈를 포함하여 제어부(24)와 통신할 수 있다. 센서유니트(30)는 온도센서, 속도센서, 인체감지센서 등을 통해 운전자의 운전 환경 정보를 알 수 있다. 산업용 차량의 실내 공간은 협소하여 빠르게 이산화탄소량이 채워질 수 있기 때문에 쾌적한 운전 환경을 위해서는 이산화탄소량을 수시로 제거하고 산소량을 항상 30% 이상으로 유지하여야 한다.

종래의 차량용 에어컨은 압축기(11), 응축기(12), 리시버드라이어(14), 증발기(22), 제2송풍팬(23), 제어부(24)가 차량내에 분산되어 설치되어 있다. 이에 반해, 본 발명의 차량용 에어컨(1)은 부품들을 하나의 플랫폼에 통합 설치하여 가동함으로써, 차량의 구조, 공간, 차량의 종류와 관계없이 쉽게 설치할 수 있다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 에어컨(1)의 다른 설치상태를 나타낸 블록도이다. 도시한 바와 같이, 차량의 설치 장소의 구조가 협소하거나 복잡할 경우, 실외기(10)와 쿨링유니트(20)을 힌지(40)를 이용하여 설치 장소에 맞게 조절하여 설치하는 것이 가능하다. 특히, 쿨링유니트(20)를 설치하기 위해서는 벽(2)에 배기구(3)와 유입구(4)를 마련해야 하는데, 설치 장소에 따라 배기구(3)와 유입구(4)를 마련하기 어려울 수도 있다. 따라서, 쿨링유니트(20)는 적합한 장소에 설치하고, 실외기(10)를 분리 이격시켜 설치할 수도 있다.

도 3은 실외기(10)를 경사면에 설치한 상태를 나타낸다. 압축기(11)와 리시버드라이어(14)는 지면으로부터 항상 수직상태를 유지할 수 있도록 설치되어야 한다.

도 4는 압축기(11)와 리시버드라이어(14)를 지지하는 지지기구(17)를 분해하여 나타낸 도이다. 도시한 바와 같이, 지지기구(17)는 설치 장소에 고정하는 지지브라켓(172), 지지브라켓(172)에 결합되고 압축기(11) 또는 리시버드라이어(14)를 고정하는 고정브라켓(174)을 포함한다.

지지브라켓(172)은 설치장소에 고정되는 수평판부(1722)와 수평판부(1722)의 중앙에 수직으로 돌출한 수직판부(1724)를 포함한다. 수직판부(1724)의 상부에는 2개의 볼트공(1726)을 포함하고 있다.

고정브라켓(174)은 상부에 압축기(11) 또는 리시버드라이어(14)를 수용하여 고정하는 원통형의 고정부(1742) 및 고정부(1742)의 바닥으로부터 하부로 연장하는 호형의 고정판부(1744)를 포함한다. 고정판부(1744)는 꼭지점 부근에 하나의 힌지공(1746)과 힌지공(1746)으로부터 각각 동일한 거리에 호형 모서리를 따라 배열된 다수의 고정공(1748)을 포함한다.

고정브라켓(174)은 수직판부(1724)의 하나의 볼트공(1726)과 힌지공(1746)을 볼트(18)로 고정하고, 다른 볼트공(1726)을 다수의 고정공(1748) 중 선택된 고정공(1748)에 볼트(18)로 고정함으로써 지지브라켓(172)에 대해 다양한 각도로 결합될 수 있다. 결과적으로, 압축기(11) 또는 리시버드라이어(14)는 설치면이 경사지더라도 경사지게 고정되는 고정브라켓(174)에 의해 항상 수직을 유지할 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 쿨링유니트(20)의 구조를 나타내는 블록도이다. 도시한 바와 같이, 쿨링유니트(20)는 벽(2)에 형성된 배기구(3)와 유입구(4) 사이에 형성된 제1 및 제2 공기흐름경로(201,202), 제1 및 제2 공기흐름경로(201,202) 상에 각각 개폐 가능하도록 마련된 제1 및 제2게이트(203,204), 유입구(4)와 제1게이트(203) 사이의 제1공기흐름경로(201) 상에 마련되어 실외기(10)에서 응축된 냉매를 증발시키는 증발기(22), 및 제2공기흐름경로(202) 상에 마련되어 유입된 공기로부터 이산화탄소와 질소를 흡착하는 흡착부(206)를 포함한다.

제2공기흐름경로(202)는 제1공기흐름경로(201)보다 단면적이 작다. 결과적으로, 동일한 능력으로 제2송풍팬(23)을 구동할 때, 제2공기흐름경로(202)를 흐르는 공기압은 제1공기흐름경로(201)를 흐르는 공기압보다 크다.

제1 및 제2게이트(203,204)는 각각 제1 및 제2 공기흐름경로(201,202)의 입구로서 서로 인접하게 배치되어 있다. 제1 및 제2게이트(203,204)는 배기구(3)와 연통하여 배기구(3)로부터 배출되는 공기가 유입될 수 있다.

한편, 제2공기흐름경로(202)는 제2게이트(204)에 인접하게 제3게이트(205)가 마련되어 있다. 제3게이트(205)는 쿨링유니트(20)의 외부와 제2공기흐름경로(202) 사이에 마련되어 있다.

쿨링유니트(20)는 제1게이트(203)와 제2게이트(204) 사이에서 회전하면서 제1게이트(203)와 제2게이트(204)를 선택적으로 차단과 개방을 수행하는 제1개폐부재(207)와, 제2게이트(204)와 제3게이트(205) 사이에서 회전하면서 제2게이트(204)와 제3게이트(205)를 선택적으로 차단과 개방을 수행하는 제2개폐부재(208)를 포함한다. 제1 및 제2개폐부재(207,208)는 제어부(24)의 제어하에 동작모드에 따라 제1 내지 제3게이트(203,204,205)를 선택적으로 차단할 수 있다.

도 6은 흡착부(206)의 구조를 나타내는 도이다. 도시한 바와 같이, 흡착부(206)는 이산화탄소를 흡착하는 이산화탄소흡착부(2062), 질소를 흡착하는 질소흡착부(2064) 및 이산화탄소흡착부(2062)와 질소흡착부(2064)를 가열하는 히터(2066)를 포함한다. 흡착부(206)는 단일의 구조로 이산화탄소와 질소를 모두 흡착할 수도 있다. 예를 들면, 제올라이트로 이루어진 질소흡착부(2064)는 동시에 이산화탄소를 흡착할 수도 있다.

이산화탄소흡착부(2062)는 실리카를 지지체로 하여 폴리에틸아민과 에폭사이드를 반응시킨 이산화탄소흡착제가 제2공흐름경로(202) 상에 채워진다. 이산화탄소흡착부(2062)는 소정의 압력하에 공기가 통과할 때 이산화탄소를 흡착할 수 있다.

질소흡착부(2064)는 제2공기흐름경로(202) 상에 나라하게 마련된다. 질소흠착부(2064)는 제올라이트가 제2공기흐름경로(202)에 채워진다. 질소흡착부(2064)는 다수의 미세공극을 가진 분자분리막으로의 기능을 한다. 질소흡착부(2064)는 높은 압력으로 공기가 통과할 때 순차적으로 질소가 흡착되어 공기중으로 부터 산소가 분리되어 통과한다.

히터(2066)는 후술하는 퍼징모드에서 이산화탄소흡착부(2062)와 질소흡착부(2064)를 가열하여 흡착된 이산화탄소와 질소를 탈락되기 쉬운 상태로 만든다.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 에어컨(1)의 동작을 설명하는 순서도이고, 도 5, 도 8 내지 10은 각종 동작모드에 따른 공기 흐름을 나타내는 블록도이다.

단계 S11에서, 제어부(24)는 사용자의 명령 또는 차량 내부의 설정 온도값에 따라 냉방모드를 수행한다. 여기서, 냉방모드는 난방모드일 수 있으며, 이하 냉방모드에 대해서만 설명한다. 냉방모드는 증발기(22)를 통해 냉각된 공기가 배기구(3)와 유입구(4) 사이의 제1공기흐름통로(201)를 흐르는 과정이다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 실외기(10)와 쿨링유니트(10)의 동작에 의해 차량 내부의 공기는 배기구(3)를 통해 흡입되고 이를 제1공기흐름통로(201)에서 냉각되어 유입구(4)를 통해 실내로 유입된다. 이와 같은 냉각 공기의 순환에 따라 차량 내부는 냉방이 수행될 수 있다. 제어부(24)는 냉방모드에서 제1개폐부재(207)를 회전시켜 제1게이트(203)를 개방하면서 제2게이트(204)를 차단한다. 또한 제2개폐부재(208)는 제3게이트(205)를 차단한 상태를 유지한다.

단계 S12에서, 제어부(24)는 리프레시모드의 진행여부를 판단한다. 리프레시모드의 진행여부는 사용자의 명령, 운전자의 운전시간, 센서유니트(30)의 센싱정보, 에를 들면 온도, 이산화탄소량 등을 기초로 결정할 수 있다. 예를 들면, 운전자가 예를 들면, 20분동안 차량 내에서 지속적으로 운전한 경우, 차량 내부에는 상당량의 이산화탄소가 포함되어 사용자에게 불쾌감을 제공할 것이다. 또한, 운전자는 별도로 창문을 열어 환기시키지 않으면 내부의 산소농도도 떨어져 있을 것이다. 이때, 차량의 내부는 공간이 좁아 이산화탄소 함유량이 빠르게 증가하고 산소 부족도 빠르게 진행되어 냉방 중 수시로 환기를 시켜야 한다. 그러나, 냉방 중에 환기를 수시로 하면 밖으로부터 뜨거운 열기가 유입되어 냉방의 효과를 떨어트릴 뿐만 아니라 냉방 효율이 급격히 떨어진다.

도 8을 참조하면, 단계 S13의 리프레시모드에서, 제어부(24)는 제1 및 제2개폐부재(207,208)를 통해 제1게이트(203) 및 제3게이트(205)를 차단하고 제2게이트(204)를 개방하여 배기구(3), 제2공기흐름통로(202), 유입구(4)로 실내의 공기가 순환한다. 이때, 제2공기흐름통로(202)는 단면적이 작아 제2송풍팬(23)에 의해 높은 압력으로 흡착부(206)를 통과한다. 이때, 흡착부(206)는 통과하는 실내의 공기로부터 이산화탄소와 질소를 흡착하여 공기로부터 이산화탄소와 질소를 제거하고 산소를 분리해낼 수 있다.

도 9를 참조하면, 리프레시(refresh)모드에서, 제어부(24)는 제1 및 제2개폐부재(207,208)를 통해 제1게이트(203) 및 제2게이트(204)를 차단하고 제3게이트(205)를 개방하여 쿨링유니트(20)의 외부로부터 제2공기흐름통로(202), 유입구(4)를 통해 공기가 유입된다. 이때, 유입되는 외부 공기는 제2공기흐름통로(202) 상의 흡착부(206)를 통과한다. 이때, 흡착부(206)는 통과하는 외부 공기로부터 이산화탄소와 질소를 흡착하여 공기로부터 이산화탄소와 질소를 제거하고 산소를 분리해 실내로 유입된다. 흡착부(206)는 미세먼지를 필터링하는 여과부(미도시)를 포함할 수도 있다. 제어부(24)는 미세먼지 농도에 따라, 리프레시 모드에서 외부공기를 여과하여 실내로 유입시킬 수 있다.

단계 S14에서, 제어부(24)는 퍼징(purging)모드의 진행여부를 판단한다. 퍼징모드는 흡착부(206)에 흡착된 이산화탄소와 질소등을 탈락시켜 외부로 배출하는 과정이다. 퍼징모드 진행여부의 판단은 사용자의 명령, 일정 시간의 리스프레시모드 진행 또는 제2송풍팬(23)의 부하 정도에 따라 판단할 수 있다.

도 10을 참조하면, 단계 S15의 퍼징모드에서, 제어부(24)는 제1 및 제2개폐부재(207,208)를 통해 제1게이트(203) 및 제2게이트(204)를 차단하고 제3게이트(205)를 개방하여 쿨링유니트(20)의 외부, 제2공기흐름통로(202), 유입구(4) 사이의 연통될 수 있다. 제어부(24)는 히터(2066)를 가열하고 제2송풍팬(23)을 역회전시켜 유입구(4)-제2공기흐름통로(202)-외부로 실내의 공기가 흐르게 한다. 히터(2066)에 의해 흡착부(206)에 흡착된 이산화탄소와 질소가 탈락되어 외부로 배출될 수 있다.

이상과 같이, 차량용 에어컨(1)은 간단한 구조로 냉방모드, 리프레시모드, 퍼징모드를 수행할 수 있다.

이상과 같이 본 발명은 한정된 예시적 실시예와 도면을 통해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 예시적 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로 본 발명의 범위는 설명된 예시적 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

1: 에어컨
2: 벽
3: 배기구
4: 유입구
10: 실외기
11: 압축기
12: 응축기
13: 제1송풍팬
14: 리시버드라이어
15: 솔레노이드밸브
20: 쿨링유니트
21: 팽창밸브
22: 증발기
23: 제2송풍팬
201,202: 제1 및 제2공기흐름경로
203, 204, 205: 제1 내지 제3게이트
206: 흡착부
207,208: 제1 및 제2개폐부재

Claims (6)

1. 차량용 에어컨에 있어서,
   상기 차량 내부와 외부를 구획하는 벽의 외부에 설치되며, 냉매를 압축하는 압축기와 상기 압축된 냉매를 응축하는 응축기를 가진 실외기와;
   상기 벽에 형성된 배기구와 유입구 사이에 형성된 제1 및 제2 공기흐름경로, 상기 제1 및 제2 공기흐름경로 상에 각각 개폐 가능하도록 마련된 제1 및 제2게이트, 상기 유입구와 상기 제1게이트 사이의 상기 제1공기흐름경로 상에 마련되어 상기 응축된 냉매를 증발시키는 증발기, 및 상기 제2공기흐름경로 상에 마련되어 유입된 공기로부터 이산화탄소와 질소를 흡착하는 흡착부를 구비하고, 상기 벽의 외부에 상기 실외기에 인접하게 마련된 쿨링유니트를 포함하며,
   상기 쿨링유니트는,
   공기를 차량의 내부로 불어 넣는 송풍기 및 상기 제2공기흐름경로와 상기 쿨링유니트의 외부 사이에 마련된 제3게이트; 및
   상기 제1게이트 및 상기 제2게이트를 차단하고 상기 제3게이트를 개방하며, 상기 송풍기를 역회전시켜 상기 흡착부에 흡착된 이산화탄소 및 질소를 탈락시켜 외부로 배출하는 퍼징모드로 동작하게 하는 제어부를 포함하는 차량용 에어컨.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제2공기흐름경로는 상기 제1공기흐름경로보다 단면적이 작은 것을 특징으로 하는 차량용 에어컨.
3. 제 2항에 있어서,
   상기 제1게이트를 개방하고 상기 제2게이트를 차단하여 상기 배기구에서 흡입한 공기를 상기 제1공기흐름통로에서 냉각시켜 상기 유입구로 불어 넣는 냉방모드, 상기 제2게이트를 개방하고 상기 제1게이트를 차단하여 상기 제2공기흐름통로에서 질소와 이산화탄소를 흡착한 후 상기 유입구를 통해 불어 넣는 리프레시 모드로 동작하는 제어부를 더 포함하는 차량용 에어컨.
4. 삭제
5. 제 1항에 있어서,
   상기 쿨링유니트는,
   상기 제1게이트와 상기 제2게이트 사이를 회전하여 상기 제1게이트와 상기 제2게이트를 선택적으로 차단과 개방을 수행하는 제1개폐부재와;
   상기 제2게이트와 상기 제3게이트 사이를 회전하여 상기 제2게이트와 상기 제3게이트를 선택적으로 차단과 개방을 수행하는 제2개폐부재를 포함하는 차량용 에어컨.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 흡착부는,
   실리카를 지지체로 하여 폴리에틸아민과 에폭사이드를 반응시킨 이산화탄소흡착부;
   상기 제2공기흐름경로 상에 상기 이산화탄소흡착부와 순차적으로 마련된, 제올라이트를 포함하는 질소흡착부; 및
   상기 이산화탄소흡착부 및 상기 질소흡착부를 둘러싸는 히터를 포함하는 차량용 에어컨.

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