자동차 에어컨이 시원하게 유지되는 방법에 대해서

이제는 자동차 에어컨은 더운 여름날 또는 비 오는 날, 없어서는 안 되는 필수 기능인데요, 이렇게 자동차에 꼭 필요한 에어컨이 언제부터 설치가 시작되었고 기본 원리는 어떻게 되는지에 대해서 살펴봤습니다. 평소에 차량의 에어컨 관리는 어떻게 해야 되는지 자세하게 알아보고 소중한 가족들 건강까지 악영향을 미칠 수 있으니 꼭 체크해 보시기 바랍니다.

자동차 에어컨은 언제 설치됐을까? 

차량용 최초의 에어컨은 1930년대에 도입되었는데요, 1939년에 Packard Motor Car Company에서에어컨이 장착된 최초의 양산차를 개발했다고 합니다. 그렇지만 이 에어컨은 당시에 높은 비용과 냉매의 제한된 가용성으로 인해 많이 채택되지 않았다고 합니다. 그 이후에 자동차의 에어컨이 인기를 얻기 시작한 것은 1950년대와 1960년대가 되어서였는데요, 기술 및 제조 공정이 발전함에 따라 에어컨은 보다 저렴해졌고 그래서 많은 소비자가 찾게 되었던 것이었죠. 그래서 자동차 제조업체는 에어컨 설치 공장을 설치하기 시작하여 승용차에서 더 일반적으로 사용되었습니다. 그 이후로 에어컨 공조 시스템은 효율성과 성능 및 디자인 측면에서 계속 발전하고 개선되어서 오늘날 에어컨은 대부분의 차량의 표준 기능으로 장착하게 되었답니다.

 

자동차 에어컨의 기본원리는 

자동차 에어컨 시스템에는 냉매 가스가 들어가는데 냉매 가스는 에어컨 시스템의 냉각 기능에 사용되는 물질로, 응축기에서 열이 제거되어 액체 상태로 변환된 후, 팽창 밸브를 통과하여 증발기로 보내집니다. 증발기에서 냉매 액체는 수증기와 함께 증발되면서 열을 흡수하고, 그 결과 공기의 온도가 낮아져 시원한 공기가 생성됩니다. 이렇게 에어컨의 기본원리는 크게 4가지 냉동사이클로 작동하는데요, 압축기, 응축기, 팽창 밸브, 증발기입니다. 이 네 가지 주요 구성 요소가 어떻게 작동되는지 알아볼까요?

1.압축기(Compressor)-콤프레셔

압축기는 기계나 장치에서 사용되는 가스 또는 공기의 압력을 증가시켜 주는 중요한 구성 요소인데요, 자동차 에어컨 시스템의 경우, 압축기는 냉매 가스의 압력을 높여서 시스템에서 움직이게 하는 역할을 합니다. 압축기의 종류는 크게 두 가지로 나눌 수 있는데요, 첫 번째 정량압축기(Reciprocating compressors)는 피스톤과 실린더를 이용해 가스나 공기를 압축하는 압축기입니다. 정량 압축기는 작동 시 용량을 조절하기 쉽고, 높은 압력과 다양한 유량을 처리할 수 있지만, 진동과 소음이 발생할 수 있다는 단점이 있습니다. 두 번째는 회전 압축기인데요, 로터 또는 스크루를 이용하여 가스를 압축하는 압축기입니다. 정유량 압축기는 조용한 작동과 낮은 진동이 특징이며, 에너지 효율이 높고 유지보수가 쉽습니다.

2. 응축기(Condenser)-콘덴서

응축기는 주로 냉매 가스의 열을 배출하여 액체 상태로 변환시키는 역할을 담당합니다. 응축기는 냉매의 고온 고압가스를 냉각시켜 열을 배출하고 열이 배출됨에 따라 냉매 가스의 온도가 낮아져 압력도 감소하며, 최종적으로 액체 상태로 변화시켜 줍니다. 응축기의 종류는 크게 3가지로 나뉘는데 첫 번째는 공랭식입니다. 공랭식 응축기는 공기를 이용하여 냉매를 냉각시키는 방식으로, 주로 라디에이터와 유사한 형태의 핀(fin) 또는 튜브(tube)를 이용하고, 자동차 에어컨 시스템에서 주로 사용되며, 작동 온도에 따라 효율성이 달라집니다. 두 번째는 수랭식입니다. 수랭식 응축기는 물을 이용하여 냉매를 냉각시키는 방식으로, 관의 외부에 물이 흐르며 열이 대류를 통해 효과적으로 전달되는 방식이라서 온도 변화에 영향을 덜 받지만, 설치와 유지 관리에 높은 비용이 들 수 있습니다. 세 번째는 증발응축기(Evaporative condenser)입니다. 이 방식에서는 물 스프레이를 통해 물과 공기가 가열원과 접촉하며 열전달과 증발과정이 동시에 이루어지는데요, 높은 냉각 효율을 가질 뿐 아니라 에너지와 물 사용을 줄일 수 있으나, 복잡한 구조로 인해 설치 및 유지 보수 비용이 비쌉니다.

3. 팽창밸브(ExpansionValve)

팽창 밸브는 액체 냉매를 제어하여 증발기로 흘러가도록 하는 역할을 하는데요, 팽창 밸브는 고압 상태의 액체 냉매를 저압 상태로 변환시키면서 냉매를 증발기로 보냅니다. 이 과정에서 냉매의 온도가 급격하게 낮아지며, 증발기에서 공기의 온도를 낮추는 데 사용되고 냉매의 흐름을 안정적으로 제어합니다.

4. 증발기(Evaporator)-에바

증발기는 냉매가 열을 흡수하고 증발하는 과정을 통해 주변 공기를 냉각시키는 역할을 합니다. 팽창밸브에서 증발기로 공급된 냉매는 저압, 저온 상태로 유지되고 증발기 내부에서 수증기와 함께 증발하면서 열을 흡수하는데요, 이때 냉매는 코일모양 또는 관을 따라 흐르면서 액체 냉매의 열을 냉각시켜 줍니다. 증발기를 거쳐 흐르는 공기는 냉매가 흡수한 열에 의해 냉각되면서 시원한 공기로 바뀌게 되고 에어컨 공조 시스템을 통해 자동차 내부로 공급되고, 차 안에 시원한 공기가 나오게 되는 것입니다. 그리고, 증발기의 표면은 저온 상태라서 공기 중의 수분이 많이 존재하는데 증발기에서 공기의 수분을 제거하는 역할도 합니다.

자동차 에어컨 관리 

자동차 에어컨 시스템의 효율적인 관리를 위해서

1. 겨울에오랫동안 에어컨을 사용하지 않을 경우 가스 누설이나 성능이 저하될 수 있습니다. 그렇기 때문에 겨울에도 에어컨을 주기적으로 작동시켜 주세요.

2.에어컨 필터를 정기적으로 교체해 주세요. 먼지, 오염 물질 및 알레르기 원인 물질이 축적되어 성능 저하 및 냄새를 유발할 수 있습니다.

3. 정비센터에서 정기적으로 점검해 주세요. 에어컨 시스템의 구성 요소인 압축기, 응축기, 증발기, 팽창 밸브 및 호스가 정상 작동하는지 정기적인 점검이 필요합니다. 그리고 냉매 가스 누출이나 소모가 없는지 확인하고 필요한 경우 충전하세요.

 

지금까지 자동차의 에어컨 시스템에 대해서 알아봤는데요, 이렇게 자동차의 압축기, 응축기, 팽창 밸브 및 증발기와 같은 주요 구성 요소들의 냉동 사이클로, 실내에서 상쾌하고 시원한 공기를 느낄 수 있다는 것을 알게 되었습니다. 전문가의 도움이 필요로 하는 문제점들은 어쩔 수 없지만 운전자가 스스로 관리할 수 있는 부분들은 잘 관리해서 가족들 건강까지 잘 챙길 수 있었으면 좋겠습니다.