공조장치

공조장치

공조장치(Heating Ventilating and Air Conditioning, HVAC)는 '공기 조화 장치'의 줄임말로 공기의 상태를 조절하는 장치이다. 공기의 상태를 조절한다는 의미는 적당한 온도, 적당한 습도, 적당한 송풍, 성애 방지 등 운전자에게 쾌적한 환경을 제공하여 다양한 기후 변화와 주행조건에서도 안전하게 운전할 수 있도록 도와준다.

개요

공조장치는 난방(Heating), 환기(Ventilation), 냉방(Air Conditioning system, 에어컨) 등을 통해 차량의 실내를 쾌적하게 유지해 주는 공기조절 시스템을 통틀어 부르는 말이며, 없어서는 안 될 중요한 편의장치이다. 공조장치는 차량의 실내 온도를 조절하기 위해 히터와 에어컨이 있으며 외부에서 유입되는 먼지를 걸러주기 위한 에어필터(air filter)가 있다. 공조장치는 먼저 내기/외기를 선택하는 장치가 있으며 내기 순환 모드는 실내의 공기가 반복적으로 순환되기 때문에 외부의 유해한 공기나 악취를 막을 수 있지만 환기가 잘되지 않고 외기순환 모드는 외부의 공기를 실내로 들여보내고 유리의 김 서림을 방지할 때 유용하다. 다음으로 블로어 모터는 실내로 바람을 불어 넣어주는 장치로 블로어 모터의 세기를 조절하여 바람의 세기를 조절할 수 있다. 증발기(evaporator)는 주변의 공기에서 열을 빼앗아 공기를 차갑게 만들고 제습 역할을 하며 히터 코어는 뜨거운 엔진 냉각수가 흐르는 장치로 난방을 하기 위해서는 증발기를 통과한 공기가 히터 코어를 통과하여 공기를 따뜻하게 만든다.

기능

• 차량 밖의 신선한 공기를 차량 안으로 유입
• 차량 안의 공기를 정화시켜 다시 차량 안으로 돌려보내는 재순환 기능
• 오염된 공기를 정화하거나 불쾌한 악취 제거
• 쾌적함을 느끼는데 걸리는 시간 단축
• 에너지 소비량의 절감 및 효율 향상
• 히터 코어 또는 다른 난방 장치로 공기 가열
• 증발기 및 냉매 버퍼로 공기 냉각
• 냉각을 통한 제습 효과 후 원하는 쾌적한 온도로 재가열 난방

구성

공조장치 구성

신형 투싼 공조장치 제어기

• 압축기 (Compressor)

냉매를 고온고압의 기체 상태로 압축하는 역할을 하며 압축된 냉매를 응축기(Condenser)로 보낸다. 스와쉬플레이트 타입(Swash plate type), 베인로타리타입(Vane rotary type) 그리고 와블플레이트 타입(Wobble plate type)등이 있다.

• 응축기 (Condenser)

압축기에서 보내진 고온고압의 냉매를 외부공기에 의해서 액체로 응축하는 역할을 하며 팽창밸브(Expansion Valve)로 보낸다.

• 증발기 (Evaporator)

팽창밸브를 통해 무상의 기체로 급격히 팽창된 냉매를 받아 저온저압의 기체로 증발시킴으로 증발시 주위의 열을 빼앗아 찬바람을 얻게 된다. 영어로 에바포레이터 줄여서 에바코어라고 한다.

• 히터 코어(Heater core)

히터 코어는 핀과 튜브타입의 열교환기이다. 엔진 냉각수를 끌어와 그 열을 이용해 공기를 덥힌다.

• 제어기 (Controller)

자동차의 센터패시아에 있는 제어기는 사용자가 원하는 상태로 공조 장치를 제어하는 장치를 말하며 컴퓨터가 내장된 전자동(Full Automatic)이 추세이다. 기존 제어기는 바람세기, 에어컨 작동 여부, 바람 방향 등을 모두 수동으로 조절해야 하는 데에 비해 전자동은 원하는 온도만 입력하면 시스템이 알아서 최적의 방식으로 컨트롤하여 실내환경을 유지시킨다.

작동방식

• A/C

A/C 버튼은 air conditioning의 약자로 공조장치의 증발기를 작동시키는 역할을 한다. 냉방 시, 난방 시 모두 사용할 수 있다. 증발기는 여름에 냉방용으로 온도를 낮춰주기도 하지만 습도를 낮춰주기도 한다. 따라서 겨울에 실내의 온도 상승과 습도 때문에 김이 서릴 때가 많은데 A/C를 켜고 난방을 하면 실내 습도를 낮출 수 있다.

• 바람 세기 조절

버튼으로 바람의 세기를 약하게 또는 강하게 조절하며 블로어 모터가 작동하면서 조절된다.

• 온조 조절

제어기에 위치한 온도 다이얼을 돌리면 실내 온도를 조절할 수 있다. 증발기가 동작하면 증발기를 통과하면 찬 공기가 생성되고 히터 코어를 얼마큼 통과시키느냐에 따라 공기를 따뜻하게 만들 수 있다. 낮은 온도로 설정하게 되면 히터 코어로 지나갈 수 있는 경로를 차단하여 찬 바람이 발생하게 된다. 히터 코어를 반쯤 열어두면 찬 공기와 히터 코어를 통과한 뜨거운 공기가 혼합되어 따뜻한 바람이 생성된다. 높은 온도로 설정하게 되면 증발기를 통과한 공기가 전부 히터 코어를 통과하여 뜨거운 바람이 생성된다.

• 내기/외기

내기(內氣)는 영어로 inside air mode 또는 recirculation mode라고 하며, 외기(外氣)는 outside air mode 또는 fresh air mode라고 한다. 내기 순환 모드는 실내의 공기가 반복적으로 순환되어 외부로부터 유입되는 외부의 유해한 공기나 악취를 막을 수 있지만 환기가 잘되지 않고 실내 이산화탄소 농도가 점점 올라간다. 외기순환 모드는 외부의 공기를 실내로 유입하지만 외부의 유해한 공기나 악취가 유입될 수 있다. 에어컨 필터는 블로어 모터 앞단에 설치되어 있어 실내로 유입되는 먼지 및 이물질을 제거한다. 최근 우리나라에 미세먼지 발생이 빈번해지면서 자동차에 미세먼지를 필터링할 수 있는 에어컨 필터가 많이 적용되고 있다.

• 풍향조절

풍향 조절 장치는 실내로 송출되는 바람을 운전자가 원하는 방향으로 나오도록 한다.

참고자료

• 엠에스리, 〈자동차 공조장치(자동차 에어컨)〉, 《네이버 블로그》, 2020-01-16
• 대 자유인, 〈자동차 공조 장치란〉, 《다음 블로그》, 2018-01-09
• 김종율, 〈자동차의 공조 시스템, 그 원리에 대하여〉, 《오토모티브리포트》, 2017-05-29
• 〈자동차 공조장치란 무엇입니까?〉, pyongsan.co.krArray, 2009-09-29

같이 보기

• 냉방기
• 에어컨
• 난방기
• 환기

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