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[아롱테크] 찬바람만 나왔던 자동차 에어컨의 진화

2017.05.22. 17:15:48
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날씨가 더워지면서 점점 자동차 에어컨을 사용하는 횟수가 늘어나고 있습니다. 이에 따라 캐빈필터를 비롯해 에어컨 탈취제 등 관련용품 판매가 증가하고 있는 추세입니다. 에어컨 가스보충 등 에어컨을 손봐야 하는 경우들도 생기고 있습니다.

자동차는 여름에는 실내공기를 시원하게 그리고 추운 겨울철에는 따뜻하게 유지시켜주는 냉난방시스템을 갖추고 있습니다. 이러한 장치를 HVAC(Heating, Ventilating, and Air Conditioning)라고 하는데 자동차 공조시스템(Climate Control System)이라고도 합니다. 

HVAC는 난방과 냉방을 위한 여러 가지 장치로 구성되어 있는데 이중 냉방과 관련된 시스템으로는 컴프레서, 콘덴서, 리시버드라이어, 팽창밸브, 에바포레이터, 블로어 모터 등이 있습니다. 일사량 센서나 실내 온도 감지센서, 공기질감지센서 등 다양한 센서와 전동모터들이 추가되기도 합니다.

액체 증발잠열을 이용한 에어컨의 작동원리

일반적으로 액체 상태의 물질이 기체 상태로 변화할 때 외부로부터 열을 흡수하는 현상(기화열 또는 증발잠열이라고 합니다)이 발생하는데 증발온도가 주위 온도보다 낮을 경우 주위로부터 열을 흡수하여 주위를 시원하게 만드는 원리입니다.

좀 더 쉽게 말하면 뜨거운 여름철 마당 주변에 물을 뿌리면 물이 증발하면서 시원함을 느끼는데 이것은 물이 증발할 때 주위공기로 부터 증발열을 빼앗아갑니다. 에어컨의 작동원리는 이러한 증발잠열을 이용한 것으로 저온저압의 액체상태인 냉매를 기체로 변환시키는 과정에서 차량 실내의 더운 공기로부터 열을 흡수해 시원한 공기로 바꿔 주는 것입니다. 

에바포레이터 코어라는 부품이 액체상태의 냉매를 기체상태로 변환시켜 주는 역할을 하는데, 이 때 에바포에이터 뒤에 있는 블로어 모터가 차가워진 공기를 실내로 내뿜어 주는 것입니다. 또한 에어컨 냉매를 순환시키는 역할을 하는 컴프레서가 저온 저압의 냉매기체를 압축, 고온 고압의 냉매가스로 변환시키고, 엔진룸의 라디에이터 앞쪽에 자리잡고 있는 콘덴서와 냉각 팬이 이를 냉각시켜 냉매를 다시 액체상태로 변화시킵니다.

   
 

점점 똑똑해지는 자동차 에어컨 시스템

이러한 자동차 에어컨 시스템은 예전에는 풍량이나 풍향, 온도조절 등을 기계식으로 조절했지만 요즘에는 자동으로 실내 온도를 적정 온도로 유지시켜 줌은 물론 외부공기가 실내로 유입될 때 신선한 공기만 유입되도록 해 해주는 전자동 온도 조절장치(Full Automatic Temperature Control)가 일반화되었을 뿐 아니라 소비자 선호도 역시 높은 편입니다. 

전자동 온도 조절장치(FATC)는 컨트롤러가 내기 및 외기 온도센서, 수온센서, 선(일사량)센서, 매연감지센서, 습도센서 및 컨트롤 스위치 등의 입력신호를 바탕으로 모드 모터, 에어믹스 도어 모터, 내/외기 모터, 블로어 모터 등을 제어함으로써 운전자가 설정한 실내 온도를 일정하게 유지시켜 주는 역할을 합니다. 

또한 에어필터 및 매연감지센서(AQS)가 외부공기가 실내로 유입될 때 신선한 공기만 유입되도록 외부공기를 정화시켜 주거나 내외기 순환모드를 자동으로 전환시켜 줍니다. 일부 고급 및 수입차의 경우 앞좌석과 뒷좌석의 온도조절은 물론 운전석과 조수석의 온도를 개인취향에 맞게 독립적으로 제어할 수 있는 듀얼 온도조절시스템이 적용되고 있기도 합니다. 

조수석 글러브 박스나 센터콘솔 박스에 냉기를 불어넣어 냉장고 대용으로 사용할 수도 있습니다. 자동차 에어컨 시스템은 과거와 달리 점점 더 똑똑해지고 있는데 만약 FATC 시스템에 결함이 발생할 경우 자체적으로 진단해 운전자 및 정비사에게 알려 주고 결함보정기능으로 시스템을 제어하기도 합니다.

한 발 더 나아가 적외선 센서가 운전자나 탑승자의 체온을 감지해 자동으로 탑승자에 알맞은 실내 온도를 제공하거나 이온을 발생시켜 에어컨 작동 때 발생하는 냄새 또는 차실 내 공기를 정화시켜 주는 시스템이 개발되기도 했습니다. 실내 공기가 오염되었을 경우 자동으로 창문을 내려 환기시켜 줌은 물론입니다.

이제는 같은 차 안에 앉아 있지만 더운 사람에게는 찬바람이 추운 사람에게는 더운 바람이 나오므로 춥다고 에어컨을 끄라거나 덥다고 히터를 끄라고 서로 다툴 일도 사라질 전망입니다. 

   
 

보다 쾌적한 에어컨 사용을 위한 관리 요령

한편 자동차 에어컨 및 난방 시스템은 조금만 신경쓰면 보다 편리하고 쾌적하게 사용할 수 있습니다. 외부공기 유입 때는 물론 에어컨 작동 때 각종 세균 등 해로운 물질을 걸러주는 캐빈필터는 오래되면 에어컨 작동 때나 외부공기 순환모드일 때 시큼한 냄새 또는 곰팡이 냄새가 나는데, 적어도 2만~4만km마다 또는 1년에 2회 이상 정기적으로 교환해 주는 것이 좋습니다.

운전중 에어컨을 사용하다 주차를 할 경우에는 미리 에어컨 스위치를 끈 후 1~2분 정도 블로어 모터만 작동시켜주면 (그냥 바람만 나오게 해) 에바포레이터에 수분이 발생하는 것을 막아 줘 다음 번 에어컨 작동 때 이러한 불쾌한 냄새가 나는 것을 어느 정도 막을 수 있습니다. 

메르세데스-벤츠 등 일부 고급차의 경우 스위치가 장착되어 있어 에어컨을 끄더라도 일정시간 송풍모드를 통해 쾌적한 실내를 유지시켜 주고 있기도 합니다. 또한 최근에는 자동차 내구성이 좋아지면서 에어컨 냉매가 새는 경우가 거의 없지만 에어컨이 시원하지 않거나 뜨거운 바람만 나올 경우는 에어컨 냉매가 부족한 경우가 대부분이므로, 1~2년에 한 두번 정도는 에어컨 냉매 충전량을 확인해 볼 필요가 있습니다. 

이외에도 에바포레이터를 청소해 주거나 정비업소를 방문해 실내 항균 및 탈취서비스를 받는 것도 자동차 실내를 쾌적하게 유지시켜 주는 비결이라 할수 있습니다. 



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