전기 21 > 환기와·난방장치

1. 환기 장치

차실 내의 공기는 승차원의 호흡 등으로 오염되므로, 차실 밖의 신선한 공기(외기)를 집어 넣어 차실 내의 공기와 교환할 필요가 있다. 이 때문에 창을 닫고 있어도 외기를 실내에 도입할 수 있는 장치를 설치하게 되는데, 이것을 환기 장치(ventilator)라 한다. 환기 장치에는 자연 환기 방식과 강제 환기 방식이 있다. 자연 환기 방식은, 그림과 같이 차량이 주행하여 생기는 풍압을 이용하여 차실 내에 외기를 집어넣는 방식이다. 강제 환기 방식은, 전동 팬 등을 사용하여 강제적으로 외기를 도입하는 방식이다. 차실 내의 도입된 공기는 그림과 같이 따뜻한 공기는 아래쪽으로, 차가운 공기는 위쪽으로, 또 창의 김서림을 방지하기 위해서는 토출구로부터 유리를 따라 흐르도록 여러 가지 대책을 마련하고 있다.

차체 외부의 풍압 분포

차실 내의 공기 흐름

2. 난방 장치

      난방 장치는 차실 내를 따뜻하게 하고, 동시에 앞 유리가 수분 등에 흐려지는 것을 방지하는 역할을 한다. 난방 장치에는 온수식, 배기열식, 연소식 등이 있으며 온수식이 가장 많이 사용된다. 온수식은 히터 유닛, 송풍기, 호스, 덕트 등으로 구성되어 있으며, 온수 경로는 그림과 같다. 히터 유닛은 열원을 공급하는 장치로서 기관의 물 재킷으로부터 온수가 공급되고, 송풍기가 히터 유닛으로부터 열을 받은 공기를 실내에 공급한다

난방장치 온수경로와 에어컨 구성도

1) 난방 장치의 종류

    난방 장치를 열원별로 나누면 온수식, 배기열식, 연소식의 세 종류가 있고, 구조나 용량으로 나누면 일반 승용차나 소형 트럭에 사용되는 것과 버스나 대형 트럭에 사용되는 것으로 구별된다.
① 온수식 : 기관 냉각용의 온수를 이용한다. 수랭식 기관 자동차용으로 구조가 간단하여 일반적으로 널리 사용되고 있다.
② 배기열식 : 배기 가스의 열을 이용한다. 공랭식 기관 자동차용으로 그림 Ⅸ-4와 같이 구조가 간단하나 열용량이 부족되기 쉽다.
③ 연소식 : 석유 연료의 연소열을 이용한다. 버스, 대형 트럭용이며, 구조는 약간 복잡하게 되나 열용량이 커서 차가운 지역에 적합하다.

 

 

 

배기식 히터의 구조

2) 온수식 난방 장치의 구성

▶ 히터 유닛 : 히터 유닛은 그림과 같이 물 재킷을 통과한 온수를 유닛 내의 가는 파이프를 통과하게 만든 것으로, 각 파이프에는 방열 핀이 부착되어 있다. 각 핀의 간격을 통과하면서 더워진 공기는 실내 및 디프로스터에 보내진다.

 

 

 

히터 유닛

▶ 송풍기  ; 송풍기에 사용되는 전동기는 직류 직권 모터이고, 연속으로 고속 운전하기 때문에 베어링부에는 특수한 오일리스 베어링을 사용하고 있다. 전기자축의 한 끝에는 팬이 부착되어 있어, 이 팬에 의해 유닛의 열을 강제적으로 방출시키고 있다.

 

파이프 및 덕트 ;  온수가 순환하는 파이프에는 수량을 조정하거나 사용을 정지하기 위한 밸브가 설치되어 있다. 덕트는 외기 도입용, 디프로스터용, 실내 공기 불어내기용 등이 있고, 이들을 통과하는 공기량을 조절하거나 전환하기 위한 밸브가 설치되어 있다.

 

 

 

 

분리식 온수 히터의 공기 흐름

3) 히터 회로

    송풍기의 회전은 대부분 고속, 저속의 전환이 가능하도록 되어 있다. 회전 속도의 조정은 그림과 같이 전동기에 직렬로 저항을 접속하면 저속으로 되고, 저항을 통과하지 않으면 고속으로 된다. 이 저항은 히터 스위치부 또는 송풍기 전동기부 옆에 부착되어 있다.

 

 

▶ 쾌적 조건 : 인간의 쾌적한 조건은 온도, 습도, 풍속에 따라 좌우되고 인종, 성별, 연령에 따라 다르므로 그 조건을 결정하기는 어렵다. 일반적으로 여름철에 햇빛을 쬘 때 시원하게 느끼는 것은 18~20[℃]이고, 햇빛을 쬐지 않을 때에는 20~22[℃]이며, 덥지도 춥지도 않은 안정된 때에는 온도 21~25[℃], 습도 45~50%, 풍속 0.5~l[m/s]이다.

히터 회로

 

3. 난방장치의 구성품

 1) 히터 유니트

  인스투루먼트 판넬 안쪽의 차량 중앙에 장착되어 있고, 외관은 플라스틱 케이스로 되어 있으며, 케이스 내에 엔진 냉각수가 흐르는 히터 코어(HEATER CORE)와 공기 방향 조절용 모드 도아(MODE DOOR), 온도 조절용 에어 믹스도아(AIR MIX DOOR) 등으로 구성되어 있다.

  또한, 도아 작동용 베큠 엑튜에이터(VACCUM ACTUATOR) 또는 전기식 액튜에이터(ELECTRIC ACTUATOR) 등이 부착되어 있으며, 히터 코아를 흐르는 냉각수온 측정용 냉각 수온센서가 부착되기도 한다.

 

 2   실물사진 

 

 3)  도어. 갬. 링크

  히터 내부에 조립되어, 조화된 공기를 얻고자 하는 방향으로 보내기도 하고, 또 풍량을 조절하는 기능을 가지고 있다. DOOR류의 작동은 CONTROL에 의하여 이루어진다.

도어류 작동기구 종류

1) CONTROL LEVER를 이동시켜 이에 연결된 CABLE로 DOOR를 작동시키는MANUAL식

2) 엔진으로부터 생성되는 VACCUM을 이용하는 방식

3) 전기식 모터의 힘을 이용한 전기식

                      

 

진공식 도어                                                   기계식(Manual) 도어

 

4) 진공식 액튜에이터(VACCUM ACTUATOR)

  베큠모터는 엔진으로부터 부수적으로 발생되는 진공의 흡인력과 베큠모터내의 스르링 힘을 이용한 DOOR 개폐도구이다. 베큠모터는 기능상 전기식 액튜에이터(RLRCTRIC ACTUATOR)와 동일한 기능을 가진다.

베큠모터는 구조가 간단하여 고장 발생률이 낮고, 가격이 싼 장점이 있는 반면에, 직선운동에 따른 설치 장소의 제약을 받으며 작동시간이 느리고, 작동중 진공 누설에 따른 소음 및 다이아프램 마찰음 등이 단점으로 지적되어 최근에는 점차적으로 선호도가 낮아지는 추세이다.

                                              (진공식 액튜에이터를 이용한 도어 작동원리)

 

 

5)  전기식 엑츄에이터(ELECTRIC ACTUATOR)

   전기식 엑츄에이터는 전기 구동모터의 회전을 이용한 것으로, 모터의 회전을 웜 기어로 감속시키고, 랙(RACK) 기구로 한번 더 감속시킨 후 직선 운동으로 변환시킨다. 이 랙이 연결기구를 통하여 도어(DOOR)의 개도를 조절한다. 전기식 전기배선은 울론 회전방향과 회전량을 조절하기 위한 전기장치 및 조절장치가 필요하며 진공식보다 가격이 비싼 점이 있으나 조절정도나 내구력, 소음측면에서 우수하다.

 

6) 수온센서(WATER SENSOR)

   heter core에 장착되어 있으며, Hheter core에 흐르는 냉각수 온도를 감지하여 Ccontrol로 전송하여, control이 setting 온도와 실내온도 & 외기온도와의 차를 비교하여 CELO 기능이 되도록 하는 센서이다.

 

 

7)  블로워 유니트(blower unit)

가. 기능  : BLOWER UNIT는 공기를 EVAPORATOR의 FIN 사이로 통과시켜 냉각한 후 차의 실내로 불어내는 기능을 한다.

나. 레지스터 & 블로워 스위치 : BLOWER S/W와 RESISTOR를 조합해서 BLOWER MOTOR의 회로를 제어하고 풍량을 3단 또는 4단으로 변환할 수 있다.

 

9)  레지스트(RESISTOR)

  자동차용 HEATER 또는 BLOWER UNIT에 장착되어, BLOWER MOTOR의 회전수를 조절하는데 사용한다. 레지스터는 몇 개의 저항으로 회로를 구성하며, 각 저항을 적절히 조합하여 각 속도 단별 저항을 형성한다. 또한 저항에 대한 안전장치로 FUSE 기능을 내장한다.

 

 10)   블로워 파워트랜지스터(POWER T/R)

   POWER T/R은 N형 반도체와 P형 반도체를 접합시켜서 이루어진 능동소자이다. 따라서 정해진 저항값에 따라 전류를 변화시켜 BLOWER MOTOR를 회전시키는 RESISTOR와 달리 FATC의 소신호 출력에 따라 입력되어지는 BASE전류로 BLOWER MOTOR에 흐르는 대전류를 제어함으로써 MOTOR의 SPEED를 조절할 수 있는 소자이다.