DE19748256A1 - Verfahren und Verhinderung von modrigen Gerüchen in Klimaanlagen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhinderung von modrigen Gerüchen, insbesondere beim Einschalten von Klimaanlagen nach längeren Stillstandszeiten, sowie eine Klimaanlage, bei welcher keine modrigen Gerüche mehr auftreten, insbesondere nicht­ stationäre Klimaanlagen und besonders bevorzugt Klimaanlagen in Kraftfahrzeugen.

Wird eine Klimaanlage nach längerer Stillstandszeit wieder eingeschaltet, kann für kurze Zeit ein unangenehm modriger, muffiger Geruch wahrgenommen werden. Der Grund für eine derartige Geruchsbelästigung ist u. a. in der Ablagerung kleinster Teilchen unterschiedlicher Herkunft auf den Verdampferlamellen der Klimaanlage zu suchen. Insbesondere Mikroorganismen, das sind Bakterien und Pilze, siedeln sich unter feucht-warmen Bedingungen z. B. auf den Verdampferlamellen an, deren katabole Stoffwechselprodukte dann die unangenehmen Gerüche verursachen.

Im Stand der Technik wurde eine Vielzahl von Vorschlägen gemacht, damit die Betreiber einer solchen Anlage nicht mehr unmittelbar solchen unangenehmen Gerüchen ausgesetzt werden.

In der DE 195 17 336 wird vorgeschlagen, den auf Pilzbefall auf dem Verdampfer zurückzuführenden unangenehmen Geruch dadurch zu vermindern, daß der Verdichter der Klimaanlage auf eine bestimmte Temperatur abgekühlt wird, die dann ihrerseits die über den Verdampfer streichende Luft abkühlt, was die Geruchsbildung einschränkt.

Ein dem entgegengesetzter Lösungsvorschlag wird in der USP 5,385,028 gemacht, wo nach dem Abstellen der Klimaanlage die Flußrichtung des Kältemittels umgekehrt wird, wodurch erhitztes Kältemittel in den Verdampfer strömt, um dort die Lamellen des Verdampfers auftuheizen. Dadurch werden die Geruchsstoffe schnell vertrieben.

In der DE 41 05 724 wird vorgeschlagen, die im Luftstrom enthaltenen Geruchs- und Schadstoffe mittels eines Filters zu adsorbieren. Der Filter ist so ausgelegt, daß für ein möglichst breites Spektrum von Geruchs- bzw. Schadstoffen ein Filtereffekt entsteht, der auf der raschen Adsorption der Geruchs- bzw. Schadstoffe und ihrer allmählichen, stark verzögerten Desorption beruht. Dadurch wird bewirkt, daß eine kurzfristig hohe Konzentration an Geruchs- bzw. Schadstoffen in eine extrem niedrige, dafür aber lang anhaltende Emission umgewandelt wird, die bei genügend großer Verdünnung unterhalb einer vorgegebenen Geruchs- bzw. Belästigungsschwelle bleibt.

In der DE 32 22 983 wird die von Luft überstrichene Fläche der lamellenartigen Rippen eines Wärmetauschers zumindest bereichsweise mit einer Geruchs- bzw. Schadstoffe beseitigenden Substanz, vorzugsweise Aktivkohle, belegt. Damit soll eine Geruchsminderung erreicht werden.

Ein anderer Vorschlag wird in der EP 0 549 474 beschrieben, wo ein Geruchsfilter in den Ansaugkanal der Klimaanlage gesetzt wird. Dies soll verhindern, daß sich nach dem Abschalten der Klimaanlage Geruchsstoffe aus dem Luftstrom auf den Lamellen festsetzen.

In der deutschen Anmeldung 197 18 355.7 schließlich wird die über den Verdampfer geleitete, sonst in den Fahrgastraum geführte Luft kurzzeitig, während der Anlaufphase der Klimaanlage, am Fahrgastraum vorbei ins Freie geführt.

Ferner sind noch Klimaanlagen mit desodorierenden Mitteln und für Kraftfahrzeuge solche mit einer automatischen Düsenverschwenkung im Fahrgastraum bekannt.

Diese Ausführungsformen sind teils technisch sehr kompliziert und bei Verwendung von Adsorbentien nur bedingt wirksam. Darüber hinaus wird der Luftwiderstand in den Klimaanlagen erhöht. Die eigentliche Ursache der Geruchsbildung bleibt bestehen. Die Stoffe, welche den Geruch bewirken, werden nur bis unter die Geruchsempfindung verdünnt oder zeitweise umgeleitet.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches, kostengünstiges Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem die eigentliche Ursache der Geruchsbildung dauerhaft beseitigt wird, so daß diese Gerüche gar nicht erst entstehen können sowie eine dieses Verfahren umsetzende Klimaanlage.

Verfahrensgemäß wird die Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Anlage arbeitet mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung geht von dem folgenden Ablauf der Geruchsbildung aus, die für jede insbesondere nicht-stationäre Ausführungsform einer Klimaanlage mit einem Verdampfer für ein Kältemittel zu erwarten ist und an einer besonders bevorzugten Ausführungsform, einer Klimaanlage für Kraftfahrzeuge, beschrieben wird: während der Fahrt des Kraftfahrzeugs, bzw. bei eingeschalteter Lüftung, durchströmt von außen eingeführte Luft oder bei Umluftbetrieb die im Fahrzeuginnenraum umgewälzte Luft ständig den Verdampfer der Klimaanlage. Dies geschieht auch bei abgeschalteter Klimaanlage und unabhängig von der Einstellung der Heizung. Der Luftstrom trägt gewöhnlich geringe Mengen an Aerosolen unterschiedlicher anorganischer und organischer Stoffe - teilweise auch geruchsbildend - in allen drei Aggregatzuständen (fest, flüssig, gasförmig) mit sich, deren Konzentration meist so gering ist, daß die Insassen des Kraftfahrzeugs einen Geruch nicht mehr wahrnehmen können.

Infolge der Luftströmung findet an den Oberflächen des Verdampfers ständig ein Adsorptions- und Desorptionsvorgang statt, wobei die Adsorption zunächst überwiegt. Dies führt zu einer Belagbildung auf den luftumströmten Oberflächen des Verdampfers und auf der Innenseite des den Verdampfer beherbergenden Gehäuses. In diesem Belag sind gewöhnlich geruchsintensive Komponenten enthalten, deren Konzentration zwar allein noch nicht ausreicht, die Geruchsschwelle zu überschreiten, bei der eine deutliche unangenehme Geruchsempfindung hervorgerufen wird, sie ist aber doch so hoch, daß die Geruchsschwelle durch die verstärkende Wirkung von Mikroorganismen, die sich ebenfalls auf dem Belag ansiedeln, deutlich überschritten wird.

In aus- oder eingeschaltetem Zustand des Klimakompressors werden Adsorption und Desorption im wesentlichen in einem Gleichgewichtszustand gehalten, so daß keine vermehrte Geruchsstoffbildung erfolgt. In der Regel findet auch beim Ausschalten der Klimaanlage keine sprunghafte Desorption der Geruchsstoffe statt, so daß deren Konzentration im Luftstrom zu gering ist, um wahrgenommen werden zu können. Wird die Klimaanlage aber, insbesondere nach längerem Stillstand, wieder eingeschaltet, so wird der Verdampfer innerhalb sehr kurzer Zeit stark abgekühlt.

Gleichzeitig kondensiert der in der Luft enthaltene Wasserdampf in der über die Lamellen strömenden Luft und schlägt sich als Kondenswasser in einem dünnen Film auf der Oberfläche der Lamellen nieder. Der sich bildende Wasserfilm löst die an der Verdampferoberfläche anhaftenden geruchsintensiven Stoffe an und aktiviert den Stoffwechsel der ebenfalls anhaftenden Mikroorganismen, was eine verstärkte Bildung geruchsintensiver Stoffe zur Folge hat. Gleichzeitig unterliegt der Wasserfilm unter dem Einfluß des über die Lamellen streichenden Luftstroms einem ständigen Auf- und Abbau durch Verdunstung bzw. Aerosolbildung. Dadurch werden dann auch die geruchsintensiven Stoffe in verhältnismäßig hoher Konzentration an den Luftstrom abgegeben und gelangen mit diesem in den Fahrgastraum. Durch die Wirkung der Mikroorganismen wird der Transport von geruchsintensiven Stoffen im Luftstrom dann so erhöht, daß der für die Fahrzeuginsassen wahrnehmbare Schwellenwert für diese Stoffe erheblich überschritten wird, was über mehr oder weniger kurze Zeit zur Wahrnehmung des unangenehmen modrig­ muffigen Geruches führt.

Darüber hinaus können auch Mikroorganismen bzw. deren Keime und Sporen in den Verdampfer-Bereich gelange, sich dort ansiedeln und Kolonien bilden. Die finden bei sommerlichen Temperaturen und ausgestellter Klimaanlage ideale Lebens- und Vermehrungsbedingungen vor: Wärme, hohe Feuchtigkeit durch am Verdampfer verbleibende Reste des Kondenswassers, Dunkelheit und reiches Nahrungsangebot durch den Aerosolbelag auf den Innenflächen der Gehäusewandungen des Klimagerätes sowie der Verdampferoberflächen. Beim Wiedereinschalten der Lüftung oder des Klimabetriebs nach ca. 4 bis 5 Stunden wird dann das Gemisch der verschiedenen geruchsintensiven Stoffwechselprodukte - erzeugt durch die Mikroorganismen - z. B. in den Fahrzeuginnenraum eingespült und als sehr unangenehmer Geruch wahrgenommen.

Aus diesem Ablauf der Geruchsbildung erklärt sich, daß die bekannten Maßnahmen zur Geruchsverhinderung, wie z. B. ein Spülen und Erhitzen des Verdampfers, nur beschränkt wirksam sein können. Ebenso wird offensichtlich, daß aufgrund der Vielzahl der möglichen geruchsintensiven Stoffe Adsorbentien auch nur bedingt die Konzentration derselben unter das Wahrnehmungsniveau absenken können.

Die oben beschriebenen Probleme und Effekte treten in besonders eklatanter Weise bei Kraftfahrzeugklimaanlagen auf, deren Geruchsbildung teils für eine kurze Zeitspanne (10 s bis 2 min) fast unerträglich sein kann.

Die Erfindung macht sich die Tatsache zunutze, daß zum einen durch das Einsetzen eines oligodynamisch wirksamen Schwermetalls und/oder eines in Wasser schwer löslichen Schwermetallverbindung insbesondere in eine Trägerschicht auf der Verdampferoberfläche die dort anhaftenden Mikroorganismen abgetötet bzw. in ihrem Wachstum so gestört werden, daß sie (zusätzlich) keine geruchsintensiven Stoffe mehr bilden können und zum andern, daß die an der Verdampferoberfläche anhaftenden geruchsintensiven Stoffe beim Anlösen in Kondenswasser allein keine so hohe Konzentration erreichen, daß sie die Wahrnehmungsschwelle für modrig-muffigen Geruch überschreiten.

Verdampfer von Klimaanlagen sind überwiegend aus Aluminiumlegierungen gefertigt und weisen als Korrosionsschutzmaßnahme an ihren äußeren Oberflächen eine Chromatierung auf, welche üblicherweise noch durch eine Versiegelung auf Silikatbasis ergänzt wird. Der Verdampfer und meist auch das Expansionsventil sind in einem Gehäuse, üblicherweise aus Polypropylen untergebracht.

Auf die Verdampferoberfläche sowie auf die Innenfläche des den Verdampfer und das Expansionsventil enthaltenden Gehäuses wird eine sehr dünne geeignete, wasserdurchlässige (wobei eine Diffusionsdurchlässigkeit bereits ausreichend ist), polymere Trägerschicht, vorzugsweise aus einem Lack, aufgebracht, welche die oligodynamisch wirksamen Schwermetalle oder schwer wasserlöslichen Schwermetallverbindungen enthält. Als Lacke kommen beispielsweise Polyurethan oder Polyester in Frage. Als oligodynamisch wirksame Schwermetalle können bevorzugt metallisches Kupfer, insbesondere in Pulverform und schwerlösliche Silbersalze, wie beispielsweise Silberchlorid oder Silberoxid dienen. Alternativ kann das Schwermetall als Schicht aufgebracht sein oder die Lamellen des Verdampfers sind aus dem Schwermetall gebildet.

Aufgrund des Lösungsdruckes der auf der Verdampferoberfläche sowie der Gehäuseinnenfläche aufgetragenen Schwermetalle oder Schwermetallverbindungen in dem sich dort niederschlagenden Kondenswasser stellt sich im Kondenswasser eine geringe Konzentration an Schwermetallionen ein, die aber deutlich über der toxischen Grenzkonzentration der jeweiligen Schwermetallionen für die auf der Verdampferoberfläche und Gehäuseinnenfläche angesiedelte Mikroflora liegt, wodurch die bereits vorhandenen Mikroorganismen abgetötet werden und eine Weiterbesiedlung verhindert wird.

Klimaanlagen, in denen das erfindungsgemäße Verfahren zum Zuge kommt, bieten den Vorteil, daß die eigentliche Ursache der Geruchsbildung bereits in statu nascendi unterbunden wird, so daß keine nachgeschalteten Maßnahmen zur Verminderung bzw. Umleitung bereits aufgetretener Gerüche mehr nötig sind.

Claims (17)

1. Verfahren zur Verhinderung von modrigen Gerüchen von Klimaanlagen, insbesondere beim Einschalten und insbesondere nach längeren Stillstandszeiten, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Verdampfer der Klimaanlage und/oder auf der Innenfläche des den Verdampfer beherbergenden Gehäuses eine dünne Schicht aufgetragen wird, welche ein oligodynamisch wirksames Schwermetall und/oder eine in Wasser schwer lösliche Schwermetallverbindung enthält.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwermetall bzw. die Schwermetallverbindung in einer zumindest wasserdiffusionsdurchlässigen, insbesondere polymeren Trägerschicht eingebettet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trägerschicht insbesondere pulverförmiges Kupfer eingebettet wird oder daß die Schicht aus Kupfer ist.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trägerschicht ein in Wasser schwerlösliches Silbersalz eingebettet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trägerschicht Silberchlorid eingebettet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trägerschicht Silberoxid eingebettet wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht mit dem Schwermetall und/oder der Schwermetallverbindung auf den Verdampfer und/oder die Verdampfergehäuseinnenseite von nicht-stationären Klimaanlagen bzw. auf die Ausgangsmaterialien hierfür aufgetragen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-stationäre Klimaanlage die Klimaanlage eines Kraftfahrzeugs ist.

9. Klimaanlage mit einem Verdampfer für ein Kältemittel, dadurch gekennzeichnet, daß der Verdampfer und/oder die Innenseite des den Verdampfer beherbergenden Gehäuses mit einer dünnen Schicht überzogen ist, welche ein oligodynamisch wirksames Schwermetall und/oder eine in Wasser schwer löslichen Schwermetallverbindung enthält, oder daß der Verdampfer zumindest in seinem Oberflächenbereich ein oligodynamisch wirksames Schwermetall enthält.

10. Klimaanlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwermetall bzw.

die Schwermetallverbindung in einer zumindest wasserdiffusionsdurchlässigen, insbesondere polymeren Trägerschicht eingebettet ist.

11. Klimaanlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trägerschicht pulverförmiges Kupfer eingebettet ist oder daß die Schicht aus Kupfer ist.

12. Klimaanlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in die Trägerschicht ein in Wasser schwerlösliches Silbersalz eingebettet ist.

13. Klimaanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in Wasser schwerlösliche Silbersalz Silberchlorid ist.

14. Klimaanlage nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das in Wasser schwerlösliche Silbersalz Silberoxid ist.

15. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine nicht-stationäre Klimaanlage ist.

16. Klimaanlage nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Kraftfahrzeugen eingebaut ist.