자동차 냉방장치(에어컨) 시스템

• 감열과 잠열

1. 감열

물체에 열을 가하거나 제거했을 때 물체의 온도는 변하지만 상태변화가 없는 경우에 가하거나 제거한 열

2. 잠열

물체에 열을 가하거나 제거 했을 때 물체의 상태는 변하지만 온도 변화가 없는 경우

• 자연법칙

1. 액체에서 기체로 바뀌기 위해서는 열이 필요하다.
2. 기체를 압축하면 기체의 온도와 압력이 상승한다.
3. 열은 항상 온도가 높은 물체에서 낮은 물체로 이동한다.

• 증발 잠열

액체는 기화하면 주위의 열을 빼앗아 간다.

• 냉매의 조건

1. 무색, 무미, 무취 이어야 한다.

2. 불 연소, 불 폭발성, 인체에 무해할 것

3. 증발은 저온과 대기 온 이상에서 발생하여야 하며 액화는 여름철에 꼭 더운 외기 속에서도
가능한 저압으로 이루어져야 한다.

4. 증발 잠열은 높고 체적은 적어야 한다.(기계기구 소형화)

5. 임계온도는 높고 빙점도 높아야 한다.(증기 및 액체의 점성 낮아야 한다.)
ㅡ낮은 임계온도에서 증발은 저온을 발생하지 못하므로 열기를 제어하지 못한다.
ㅡ정상적으로 빙점이 높을 지라도 냉매가 응고되면  증발이 안된다.

6. 화학적으로 안정되어 부금속을 부식시키지 않아야 한다.

냉방장치 개요

종류

1. TXV 방식(Thermal expansion valve)
ㅡTXV 방식은 최근 국내 대부분의 승용 차량에 적용된 냉방 사이클로서 '압축기→응축기→리시버 드라이어→팽창밸브      →증발기→압축기'를 기본 사이클로 구성되어있다.

냉방장치의 구성 및 기능

1. 압축기(compressor)

ㅡ 엔진블록에 장치되어 구동벨트에 의해 회전하는 압축기는 에어컨 시스템 내에 있는
   냉매를 순환시키기 위하여 냉매를 압축하고 응축기 쪽으로 토출 시킨다.

2. 응축기(condenser)

ㅡ 응축기는 라디에이터 앞에 나란히 설치되어 있으며 압축기로부터 들어온 고온고압의 기체 냉매를 냉각시켜 응축시키고 냉각된 냉매를 다시 건조기로 보내는데, 가정용 에어컨 실외기에서 뜨거운 바람이 나오는 것처럼 응축기도 동일한 역할을 수행한다.

3. 건조기(receiver drier)

ㅡ 냉매 속에 포함된 수분과 이물질을 스트레이너와 드라이어에 의해 제거하고 냉매를 저장하여 항상 액체 상태의 냉매가 팽창밸브에 공급될 수 있도록 하는 역할을 한다. 응축기와 일체형으로 장착되기도 하며, 듀얼 및 트리플 압력스위치가 장착되는 위치이기도 하다.

4. 팽창밸브(expansion valve)

ㅡ 고온고압의 액상 냉매를 저온저압의 습증기 냉매 상태로 만들며 냉방  부하에 따른 증발기의 출구 온도를 감온통이 감지하여 증발기로 유입되는 냉매량을 조절하는 기능을 수행한다.

5. 증발기(evaporator)

ㅡ 팽창밸브를 통과한 습증기 냉매는 증발기를 통과할 때 송풍기(블로워 모터)에서 들어온 바람에 의하여 기체로 변하게 된다. 이때 기화열에 의해 증발기 튜브 핀이 차갑게 되므로 실내의 냉방이 이루어진다.

• 냉방장치 입력 신호

1. 핀서모(pinthermo)

ㅡ 부특성 서미스터(ntc)를 사용하는 핀서모 센서는 계속되는 냉방으로 증발기가 빙결되는 것을 막는다.
증발기 코어의 온도를 감지, 약 0.5~1.0 ºC 이하일 경우 A/C릴레이 출력 전원을 차단하여 압축기의 작동을 정지시키며,
약 3~4 ºC 이상이 되면 다시 압축기의 구동을 위해 A/C 릴레이를 작동시킨다.

2. 실내 온도 센서

ㅡ 차량의 실내 온도를 감지하여 에어컨 ECU에 전달, 자동모드 시 블로워 모터 속도, 온도 조절 액추에이터 및 내·외기 전환 액추에이터의 위치를 보정

3. 외기 온도 센서(AMC sensor)

ㅡ 외부 공기 온도를 측정하는 부특성 서미스터(NTC)가 내장된 에어컨 ECU에 전달되면 ECU에는 토출 온도와 풍량이 운전자가 선택한 온도에 근접하도록 보정AMC버튼을 눌렀을 때 외기 온도를 컨트롤패널 디스플레이창에 표시
AQS센서와 일체형으로 장착되기도 한다.

4. 냉각수 온도 센서

ㅡ 히터코어에 장착되어 있으며, 히터코어에 흐르는 냉각수의 온도를 감지하여 냉 난방장치 ECU로 전송하면 설정 온도와 실내·외 온도 차이를 비교하여 난방 가동 제어가 되도록 제어하는 부특성(NTC)센서이다.

5. 일사향 센서(photo sensor)

ㅡ 광기전성 다이오드를 내장하고 있어 별도의 센서 전원이 필요치 한다. 발생되는 기전력에 따라 토출 온도와 풀량이 선택한 온도에 근접할 수 있도록 보정해 준다. 자기진단을 통해 고장이 검출되지 않는 센서이기 때문에 작업등을 비추었을 때 약 0.8v의 기전력이 발생되면 센서는 정상이라고 판정한다.

6. 트리플 압력 스위치(triple pressure switch)

ㅡ 트리플 스위치는 압축기와 팽창밸브 사이, 즉 고압라인에 설치되며 기존 듀얼압력 스위치(저압과 고압 스위치)에 미들 스위치를 포함한다.

7. APT(automotive pressure transduser)센서

ㅡ 기존의 트리플 압력스위치를 대체하는 센서로서, 연속적으로 냉매의 압력을 감지하여 연비 향상과 더불어 변속감을 향상시켰다. 냉매압력에 따라 최적의(압축기, 냉각팬)제어를 위하여 엔진ECU로 입력되며, 냉방장치가 정상적으로 작동 중 일때 약 2.5V 정도의 전압이 출력된다.

8. AQS(Air qulity system)센서

ㅡ NO(산화질소), NOx(질소산화물), SO2(이산화황), CxHy(하이드로카본), CO(일산화탄소) 등 인체에 유해한 가스가 실내로 유입되지 못하도록, AQS센서가 범퍼 안쪽 응축기 부근에 설치되어, 공기 오염시 내기모드로 전환되고 외부 공기가 청정하면 외기모드로 자동 전환되는 시스템이다. 오염 감지 시 약 5V, 오염 미감지 시 약 0V의 전압이 출력된다.

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