[[전기학]]에어컨컨트롤 / 에바포레이터

[뉘앙스]

에어컨컨트롤 / 에바포레이터

 

개요

에어컨시스템은 액상의 냉매가 기체화되는 과정에서 발생하는 잠열(주위에 열을 빼앗음)을 이용한 장치이다. 주위의 열을 빼앗는 과정에서 냉매를 기화시키는 핵심적인 부품이 바로 에바포레이터인 것이다. 증발기라고도 하는데 팽창과정을 거쳐 유입되는 습포화 증기상태의 저온저압의 냉매를 차실 내외의 공기와 열교환시켜 기체(과열증기)로 변화시킨다. 열을 빼앗긴 공기는 저온저습상태로 변화하고 이 공기는 송풍기(Blower)에 의해 차량의 실내로 토출되어 차실내 환경을 쾌적하게 유지시킬 수 있다. 차실내 앞좌석 바닥부분에는 에어컨과 히터가 작동될 수 있도록 관련된 많은구성품들이 벤틸레이션(에어컨유니트)이라고 하는 검정통(Box)내부에 장착되어 있다. 에바포레이터는 벤틸레이션의 많은 구성품 중 핵심적인 부품이다.

에바포레이터 코어도 컨덴서와 마찬가지로 동일한 특성이 요구되며 그외 에바포레이터 코어만의 독득한 특성이 있다.

그것은 에바포레이터 코어의 배수성능이다. 냉각작용에 의해서 공기중의 습도가 응축되어 수분이 발생되면 에바포레이터 코어의 외측표면에 응축수가 남게되어 공기가 통과할 수 있는 면적을 감소시키고 또한 표면이 얼게 되어 풍량감소를 초래하게 된다. 그래서 열관성률의 k값이 작게 되어 방열량이 저하되므로 배수성을 고려하는 것이 에바포레이터 코어만이 가지고 있는 독특한 설계 포인트가 된다.

분류

핀 & 튜브 방식 (Fin&Tube Type) 형상 자유도가 크다 개발이 비교적 용이하다. 세펜틴 방식 (Serpentine Type) 형상 자유도가 크다 개발이 비교적 용이하다. 양산성이 좋다. 라미네이트형 (Laminate Type) 소형 경량화를 꾀할 수 있다. 체적 효율이 향상된다. 양산성이 좋다. 강판모양의 알루미늄판 두 개를 한조로 하여 일렬로 적층하고 그 사이에 핀(fin)을 삽입한 형태로 적층형이라고도 불리운다. 알루미늄판의 상하에는 공간이 형성되어 있으며 이런 판들이 조합된 후에는 냉매를 위한 공간이 형성되어 저장고 및 유로의 역할을 한다. 최근에는 총용적을 축소시킨 한쪽에만 공간이 형성된 One-타입이 사용되고 있다.

구성

증발코어 외에도 몇 가지의 구성부품이 같이 장착된다. 냉방부하가 감소함에도 불구하고 컴프레셔가 계속 가동되는 경우에는 증발기 표면이 동결되어 공기의 흐름량을 감소시켜 결과적으로 냉방성능을 떨어뜨린다. 따라서 동결방지 기능을 하는 써모 스태트, 써모 콘트롤러, 에바포레이터센서(핀 써모 센서) 등은 표면온도(또는 공기온도)를 감지하여 냉동 싸이클을 일시 중단시켜 에바포레이터의 동결을 방지한다.

Thermostat(써모스태트)

감온통내에 봉입되어 있는 냉매가스의 변화에 따라 벨로우즈(Bellows)내의 압력과 스프링 힘에 의하여 에어컨 릴레이를 작동시켜 마그네틱 클러치를 ON/OFF한다. 따라서 에바포레이터의 온도가 심하게 내려가게 되면 빙결방지를 위하여 써모스태트가 동작하게 되고 컴프레셔는 자동으로 OFF 한다.

써모 컨트롤러

일반적으로 에바포레이터의 취출구 혹은 흡입구측에 부착된 센서에 의해 차실내의 온도를 감지하여 써모 콘트롤러에 입력된다. 써모 콘트롤러에서 비교된 결과를 엔진 ECU로 출력해서 컴프레셔 릴레이를 작동시켜 마그네틱 클러치를 ON/OFF한다. 에바포레이터 측면에 보통 장착된다.

에바포레이터 센서(핀써모센서)

에바포레이터 코어의 온도를 감지하여 에바포레이터의 결빙을 방지하기 위한 Auto컨트롤의 입력신호로 사용한다. 말하자면 에바포레이터에 장착된 온도계인 셈이다.

드레인 호스(DRAIN HOSE)

습한공기가 에바포레이터를 통과하면서 제거되는 수분을 실외로 배출하기 위한 통로이다.

에어 필터(AIR FILTER)

(1) 에어필터 종류 및 기능
에어필터는 차량외부로 부터 유입되는 먼지를 제거하는 파티클 필터(PARTICLE FILTER)와 냄새제거 기능이 추가된 컴비네이션 필터(COMBINATION FILTER)의 두 종류가 있다.
(2) 에어필터 교환주기
필터를 교환하지 않고 장시간 사용하게 되면 필터가 막혀 블로워 모터 풍량이 제대로 토출되지 않아 냉방성능이 감소하여 소비자 불만을 초래하므로 필터 교환주기는 5000~12000 KM 이나 대기오염이 심한 지역이나 도로조건이 나빠 매연 등이 많이 발생하는 지역 운행시는 수시점검 및 교환해 주어야 한다.

원리

에버포레이터가 하는 역할은 액체냉매를 기체화 시키는 것이다. 그 과정에서 열을 빼앗고 차가운 공기가 형성되는 것이다. 하나의 빈상자가 있고 안에는 진공이라고 가정하자. 그 상자의 한군데에 구멍을 뚫고 파이프를 꽂아둔다. 그 다음에 파이프로 그 냉매액을 보내면 냉매액은 진공상자 안에서 많은열을 흡수하는데 기화해 버린다. 냉매액이 기화하면서 흡수한 열은 상자주위를 둘러싸고 있는 공기중에서 구하기 때문에 상자에 바람을 부딪히게 하면 통과하는 공기의 온도는 저하한다. 이것이 증발기의 작동원리이다. 그러나 상자의 형태만으로는 열의 흡수효과가 좋지 않기 때문에 응축기와 라디에이터처럼 많은 방열핀이 필요하게 되었다. 증발기는 될 수 있는 대로 온도를 내려 다량의 열량을 흡수해야한다. 그렇지만 온도를 내린다고 해도 한계가 있어서 증발기의 온도가 0도 이하가 되면 핀주위를 통과하는 공기중의 수분이 얼어버리게 된다. 얼음은 핀 주위에 부착해서 바람의 흐름을 저해하기 때문에 온도 조절기구를 가질 필요성이 생긴다.
증발기의 온도조절에는 두 가지의 방법을 모두 사용하고 있다. 첫번째는 증발기 내에 유입되는 냉매의 양을 콘트롤하는 팽창밸브, 두번째는 온도가 지나치게 내려갈 경우 압축기의 움직임을 멈추기 때문에 마그네트 전류를 차단하는 써모스위치가 있다.