맨위로가기 타임라인 바로가기

자동차 에어컨

"오늘의AI위키"는 AI 기술로 일관성 있고 체계적인 최신 지식을 제공하는 혁신 플랫폼입니다.
"오늘의AI위키"의 AI를 통해 더욱 풍부하고 폭넓은 지식 경험을 누리세요.
타임라인 바로가기
목차

1. 개요

자동차 에어컨은 차량 실내의 온도 조절을 위한 장치로, 1930년대에 처음 개발되어 1940년 팩커드에서 옵션으로 제공되었다. 초기에는 트렁크 공간을 많이 차지하고 가격이 비싸 상업적으로 성공하지 못했지만, 1950년대 크라이슬러에서 현대적인 에어컨을 선보이며 발전했다. 자동차 에어컨은 압축기, 응축기, 증발기 등을 사용하여 작동하며, 냉매는 R-12에서 R-134a, HFO-1234yf로 변화해왔다. 에어컨은 엔진 부하를 증가시켜 연비에 영향을 미치지만, 김 서림 방지 등의 장점도 있다. 최근에는 지속 가능한 냉매 사용에 대한 논의가 진행 중이며, 모터스포츠와 슈퍼카에서도 드라이버의 안전과 편의를 위해 에어컨 장착이 일반화되었다.

더 읽어볼만한 페이지

  • 지속 가능한 환경 설계 - 환경 영향 평가
    환경 영향 평가는 개발 사업이 환경에 미치는 영향을 예측하고 평가하여 객관적인 의사 결정을 지원하는 기술적 평가이며, 1960년대에 시작되어 전 세계적으로 확산되었고, 한국에서는 1997년 환경영향평가법 제정을 통해 국가 차원의 제도를 확립했다.
  • 지속 가능한 환경 설계 - 환경 디자인
    환경 디자인은 지속 가능성, 기능성, 미학, 전체론적 접근을 바탕으로 환경에 미치는 영향을 최소화하고 사용자의 요구를 충족시키는 실용적인 공간을 조성하는 디자인 분야이다.
  • HVAC - 스크린도어
    스크린도어는 철도 승강장에서 승객의 안전을 위해 설치되는 설비로, 열차 사고 예방, 무인 운전 가능, 쾌적한 승강장 유지를 위해 다양한 종류로 설치되며, 설치 및 유지 보수 비용, 열차 지연 등의 문제점도 존재한다.
  • HVAC - 냉매
    냉매는 냉동 및 공조 시스템에서 열을 운반하는 물질로, 다양한 특성을 가지며 환경에 미치는 영향이 적어야 하고, 오존층 파괴 물질인 염화불화탄소 대체 냉매로 수소염화불화탄소, 수소불화탄소 등이 개발되었고 최근에는 지구온난화지수가 낮은 탄화수소 및 수소불화올레핀 냉매의 사용이 확대되고 있다.
  • 20세기 발명품 - 텔레비전
    텔레비전은 움직이는 영상과 소리를 전기 신호로 변환하여 전송하고 수신 측에서 다시 영상과 소리로 바꾸는 기술을 이용한 매체로, 닙코프 원판을 이용한 초기 기계식 방식에서 음극선관 발명을 통해 전자식으로 발전하여 디지털 기술과 다양한 디스플레이 기술 발전을 거쳐 현재에 이르렀으며 사회, 문화, 경제적으로 큰 영향을 미치지만 건강 문제 및 부정적 콘텐츠 노출 등의 부작용도 존재한다.
  • 20세기 발명품 - 태양 전지
    태양전지는 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로, 기술 발전을 거듭하여 발전 효율이 크게 향상되었고 다양한 분야에 응용되고 있으며, 고집광 태양전지와 페로브스카이트 태양전지 등의 새로운 기술 개발과 투자가 지속적으로 요구되는 지속 가능한 에너지원이다.
자동차 에어컨

2. 역사

자동차 에어컨의 역사는 미국 자동차나 독일 자동차에서 제2차 세계 대전 이전부터 시작되었다.

미국 초기 미스트식 카 쿨러. 물을 증발시켜 기화열을 빼앗아 냉기를 얻는 간이 장치로, 컴프레서식 카 쿨러가 발달하기 전에는 비교적 실용성이 높았다.


초기에는 미스트 살포 원리를 이용한 카 쿨러가 사용되었고, 이후 컴프레서를 사용한 냉방 장치가 개발되었지만, 온도 조절 기능은 미흡했다. 1939년 패커드가 최초로 에어컨 옵션을 제공했으나, 여러 문제점으로 인해 상업적으로 성공하지 못했다.

1954년, 내시는 온수식 히터와 컴프레서식 카 쿨러를 통합한 "올 웨더 아이" 시스템을 선보이며, 자동차 에어컨 기술 발전에 큰 영향을 미쳤다. 이는 최초의 전면 통합형 냉난방 시스템이었다.

1960년대까지 미국 자동차의 약 20%가 에어컨을 장착했으며, 특히 남서부 지역에서는 80%까지 증가했다. 이후 캐딜락은 자동 온도 조절 시스템을, 아메리칸 모터스(AMC)는 에어컨을 기본 장착하는 등 편의성이 향상되었다. 1969년에는 미국 자동차의 54%가 에어컨을 장착했으며, 1980년대부터 미국에서 널리 사용되기 시작했다.

독일차의 경우, 초기 포르쉐나 폭스바겐 비틀과 같은 공랭식 엔진 차량에는 머플러의 열을 이용하는 히트 익스체인저가 사용되었다.

일본에서는 1955년 토요타 크라운이 온수식 히터를 처음 탑재했고, 1958년 스바루 360에는 히트 익스체인저 형식의 히터가 장착되었다. 1970년대 이후 경차에도 수냉식 엔진과 함께 일반 승용차와 동일한 난방 시스템이 도입되었고, 동시에 카 쿨러 옵션도 보급되기 시작했다.

2. 1. 초기 발전

1933년 미국 뉴욕 시의 한 회사에서 리무진이나 고급차를 운행하는 사람들을 대상으로 자동차 에어컨 설치를 처음으로 제안했다.[1]

1935년 10월 7일, 뉴욕주 버팔로에 있는 하우데 엔지니어링의 랠프 피오(Ralph Peo)가 "자동차용 공기 냉각 장치"에 대한 특허를 신청했다. 이 특허는 1937년 11월 16일에 승인되었다.

1939년, 팩커드는 1940년형 자동차에 에어컨 장치를 선택 사양으로 제공한 최초의 자동차 제조사가 되었다.[2][3] 이 장치는 오하이오주 클리블랜드의 비숍 앤 배브콕(B&B)에서 제조되었으며, 약 2,000대의 차량에 주문되었다.[4] "비숍 앤 배브콕 웨더 컨디셔너"에는 히터도 포함되어 있었다. 이 옵션을 장착한 자동차는 팩커드의 이스트 그랜드 대로 시설에서 B&B 공장으로 배송되어 설치되었고, 이후 지역 딜러를 통해 고객에게 인도되었다.

팩커드는 이 개조를 보증하고 지원했지만, 다음과 같은 이유로 상업적인 성공을 거두지 못했다.

  • 주 증발기와 송풍기 시스템이 트렁크 공간의 절반을 차지했다. (제2차 세계 대전 이후 트렁크가 커지면서 문제는 완화되었다.)
  • 전후 더 효율적인 시스템으로 대체되었다.
  • 송풍기를 끄는 것 외에는 온도 조절 장치나 차단 장치가 없었다. (구동 벨트가 압축기에 계속 연결되어 있어 차량이 움직이면 찬 공기가 유입될 수 있었다. 이후 시스템에서는 전동 클러치를 사용하여 이를 방지했다.)
  • 엔진룸과 트렁크 사이를 오가는 몇 피트 길이의 배관은 서비스 시 신뢰성이 떨어지는 것으로 나타났다.
  • 274달러(1939년 달러로 환산하면 5764USD에 해당)의 가격은 대공황과 전쟁 전 미국의 대다수 사람들에게는 너무 비쌌다.


이 옵션은 1941년 이후 중단되었다.[4]

2. 2. 크라이슬러 에어템프 (Chrysler Airtemp)

1953년 크라이슬러 임페리얼은 1940년 팩커드와 1941년 캐딜락의 시도 이후 12년 만에 현대적인 자동차 에어컨을 옵션으로 제공한 최초의 양산차 중 하나였다.[5] 월터 크라이슬러는 1930년대에 크라이슬러 빌딩을 위해 에어템프 에어컨을 발명했으며, 1941-42년과 1951-52년에 자동차에 이를 제공했다.

에어템프는 1953년 경쟁 자동차 에어컨보다 더 발전했다. 대시보드에 "낮음", "중간", "높음" 위치로 표시된 단일 스위치로 작동했다. 당시 사용 가능한 최고 용량의 장치로서, 이 시스템은 승객 공간을 빠르게 냉각시키고 습도, 먼지, 꽃가루 및 담배 연기를 줄일 수 있었다. 이 시스템은 당시의 시스템보다 더 많은 외부 공기를 유입시켰다. 따라서 당시 자동차 에어컨과 관련된 답답함을 줄였다. GM 자동차와 같이 뒷 창문 선반에 장착된 플라스틱 튜브 대신, 작은 덕트가 차 천장으로 시원한 공기를 보내 승객에게 직접 불어오는 대신 주변으로 걸러지게 하는 기능을 갖추고 있었는데, 이는 현대 자동차에서는 사라진 기능이다.[5]

2. 3. 내시 통합 시스템 (Nash integrated system)

1954년, 내시 앰배서더(Nash Ambassador)는 전면 통합형 냉난방 및 통풍 시스템을 갖춘 최초의 미국 자동차였다.[10][11] 내시-캘빈네이터(Nash-Kelvinator)는 냉동 분야의 경험을 바탕으로 자동차 업계 최초의 소형화되고 저렴한 단일 유닛 난방 및 에어컨 시스템을 내시 모터스(Nash Motors) 모델의 옵션으로 도입했다.[12] 이는 대시보드에 컨트롤과 전기 클러치를 갖춘 최초의 대량 생산 시스템이었다.[13] 이 시스템은 또한 소형화되어 있으며 모든 구성 요소가 후드 또는 카울 영역에 설치되어 수리가 용이했다.[14]

난방, 냉방 및 환기를 결합한 내시 자동차의 새로운 에어컨 시스템은 "올 웨더 아이"(All-Weather Eye)라고 불렸다.[15] 이는 1938년에 처음 사용된 내시의 신선한 공기 자동차 난방 및 환기 시스템인 "웨더 아이(Weather Eye)"의 마케팅 이름에서 따온 것이다.[14] 단일 온도 조절 장치를 갖춘 내시의 실내 공기 냉각 옵션은 "훌륭하고 매우 저렴한" 시스템이었다.[16] 이 시스템은 대시보드에 장착된 통풍구를 통해 승객에게 차가운 공기를 공급했다.[17] 내시의 독점적인 "놀라운 진전"은 "세련된" 통합 시스템뿐만 아니라 다른 모든 시스템을 능가하는 345USD의 가격이었다.[18]

대부분의 경쟁 시스템은 별도의 난방 시스템과 엔진 크랭크축에 벨트로 연결된 엔진 장착형 압축기를 사용했으며, 차량 트렁크에 증발기를 두어 뒷 선반과 천장 통풍구를 통해 찬 공기를 공급했다. 제너럴 모터스(General Motors)는 1954년형 폰티악에 해리슨 라디에이터 주식회사(Harrison Radiator Corporation)에서 제작한 전면 장착형 에어컨 시스템을 제공했다.[19] 이 시스템은 매우 비쌌으며 공기 분배를 위한 별도의 제어 장치와 덕트가 없는 완전 통합형 시스템은 아니었다.[20][21] 히터 코어는 자체 컨트롤이 있는 별도의 "벤티 시트"(Venti-Seat) 또는 앞좌석 아래 시스템으로 유지되었다.[22] 내시가 개척한 통합형 레이아웃은 "관례로 자리 잡았으며 현대적이고 더욱 정교한 자동 기후 제어 시스템의 기초를 계속 형성하고 있다."[23]

AMC 공장에서 설치한 에어컨 시스템이 장착된 1957년형 자동차의 로고


1937년, 중급차 메이커인 내쉬 모터스는 가전 메이커인 켈비네이터와 합병하여 내쉬-켈비네이터가 되었는데, 1938년에 바로 켈비네이터의 열 교환 기술을 응용하여, 엔진 냉각수를 실내의 아주 작은 라디에이터에 도입하여 온풍을 내는 본격적인 카 히터를 세계 최초로 자사의 자동차에 탑재했다. 이 '''온수식 히터''' 시스템은 이듬해 서모스탯을 이용하여 자동식 난방 온도 조절 기능을 갖추게 되었고, "웨더 아이"(:en:Weather_Eye)의 상표를 받았다. 웨더 아이 시스템은 실용성이 높은 카 에어컨으로 발전하는 기초가 되었다.

1954년, 내쉬 사가 내쉬 앰배서더 (:en:Nash Ambassador)의 옵션으로 설정한 "올 웨더 아이"(All Weather Eye)는 온수식 히터와 트렁크 내장형 컴프레서식 카 쿨러를 하나로 통합한, 세계 최초의 통합 카 에어컨 시스템이 되었다. 이 All Weather Eye는 내쉬-켈비네이터의 후예인 아메리칸 모터스의 정규 옵션이 되었는데, 시스템으로서의 완성도가 높았을 뿐만 아니라, 당시로서는 비교적 저렴한 가격으로 옵션 제공되어, 경쟁하는 빅3 메이커가 급하게 대항 제품 개발을 강요받는 결과를 낳았고, 이후 미국 자동차에서 카 에어컨 시스템의 대명사적인 존재가 되었다.

2. 4. 발전과 보급

패커드는 1939년에 1940년형 자동차에 에어컨 장치 옵션을 제공한 최초의 자동차 제조업체가 되었다.[2][3] 이 장치는 오하이오주 클리블랜드의 B&B(Bishop and Babcock)에서 제조되었으며, 약 2,000대의 차량에 주문되었다.[4] "Bishop and Babcock Weather Conditioner"에는 히터도 포함되어 있었다. 이 옵션을 장착한 자동차는 패커드의 이스트 그랜드 블러버드(East Grand Boulevard) 시설에서 설치를 위해 B&B 공장으로 배송되었다. 완성된 차량은 고객에게 배송하기 위해 지역 딜러에게 배송되었다.

패커드는 이러한 개조를 보증하고 지원했지만, 다음과 같은 이유로 상업적으로 성공하지 못했다.

  • 주 증발기와 송풍기 시스템이 트렁크 공간의 절반을 차지했다(전후 트렁크가 커지면서 문제가 덜해졌음에도 불구).
  • 전후에는 보다 효율적인 시스템으로 대체되었다.
  • 송풍기를 끄는 것 외에는 온도 조절 장치나 차단 장치가 없었다. (구동 벨트가 압축기에 지속적으로 연결되어 있기 때문에 어떤 움직임에도 차가운 공기가 차량에 유입되는 경우가 있었다. 나중에 시스템에서는 이를 방지하기 위해 전기로 작동되는 클러치를 사용하게 되었다.)
  • 엔진룸과 트렁크 사이를 오가는 몇 피트 길이의 배관은 서비스를 신뢰할 수 없는 것으로 나타났다.
  • 274달러(2022년 기준 5764USD)의 가격은 대공황/전쟁 전 미국의 대부분의 사람들에게 감당할 수 없는 가격이었다.


이 옵션은 1941년 이후 중단되었다.[4]

1960년까지 미국의 모든 자동차의 약 20%가 에어컨을 장착했으며, 남서부의 따뜻한 지역에서는 이 비율이 80%까지 증가하면서 이 혁신은 빠르게 채택되었다.[24]

캐딜락은 1964년형 모델부터 다이얼 온도 조절 장치로 설정하는 완전 자동 난방 및 냉방 시스템인 업계 최초의 컴포트 컨트롤을 도입했다.[25]

아메리칸 모터스(AMC)는 1968년형 모델부터 모든 AMC 앰배서더(AMC Ambassador)에 에어컨을 기본 장착했는데, 이는 차량의 기본 가격이 2671USD부터 시작되는 대중 시장의 혁신이었다.[26][27] 당시 에어컨은 캐딜락 리무진과 롤스로이스(Rolls-Royce)에만 기본으로 장착되었다.[28]

1969년까지 국산 자동차의 54%가 에어컨을 장착했는데, 이는 승객의 편안함뿐만 아니라 자동차의 재판매 가치를 높이기 위해서도 필요한 기능이었다.[29]

자동차용 에어컨은 1980년대부터 미국에서 널리 사용되기 시작했다. 다른 지역에서는 채택 속도가 더 느렸는데, 1990년 유럽에서 판매된 자동차 중 8% 미만이 에어컨을 장착했다.[30]

초기 자동차 에어컨 장치는 자동차 히터나 자동차 에어컨과 같은 형태로 독립적으로 장착되었으며, 온도 조절 기능은 거의 없는 것이 일반적이었다. 이후, 히터 코어와 증발기를 통과하는 공기(온풍과 냉풍)를 혼합하는 방식이 고안되어, 양자의 분량을 변경함으로써 폭넓은 온도 영역에 대응할 수 있게 되었고, 우기나 동계에도 제습 난방이 가능하게 되었다.

난방은 전기 자동차(하이브리드 자동차)를 포함한 수냉식 엔진 탑재차라면, 냉각용 롱 라이프 냉각수를 히터 코어에 끌어들이는 것만으로 좋고, 공랭식 엔진이라면 배기 매니폴드에 설치된 히트 익스체인저나 연소식 히터로부터의 온풍을 실내에 도입한다. 연소식을 제외하고 엔진의 배열을 이용할 수 있기 때문에, 열대 지역용 이외의 자동차에 오랫동안 널리 보급되었다. 원동기의 폐열을 이용할 수 없는 전지식 전기 자동차(BEV)에서는, 일부 전열선으로 히터 코어 내의 물을 데우는 것이 있지만, 히트 펌프에 의한 냉난방[55]이 주이며, 혹한 시의 보조로, 몸이 닿는 곳에 전열선을 사용한 시트 히터나 스티어링 히터를 채용하고 있다.

냉방의 보급이 늦어진 이유에는, 증기 압축 냉동 사이클을 이용해야만 했던 것이 있었다. 초창기에는 암모니아, 그 후에는 대체 프레온을 포함한 프레온류가 냉매로 오랫동안 사용되어 왔다. 냉매의 압축에 필수적인 컴프레서의 구동은 기본적으로 주행용 엔진에 의해 이루어지지만, 버스에서는 전용 서브 엔진을 사용하는 것도 있다. 많은 전기 자동차(전지식 전기 자동차와 하이브리드 자동차)에서는, 엔진의 유무나 가동 상황에 좌우되지 않는 전동 인버터 컴프레서를 채용하고 있다.[56] [57]

자동차 에어컨의 역사는 미국 자동차나 독일 자동차에서 제2차 세계 대전 이전부터 시작되었다.

미국 자동차는 1930년대에 미스트 살포 원리를 이용한 카 쿨러가 도입되었고, 1939년 패커드 자동차에 컴프레서를 사용한 냉방 장치가 채용되었지만, 냉각 기능의 조절 면에서 과제를 남겼다. 이 시대의 컴프레서식 카 쿨러는 트렁크를 거의 통째로 차지할 정도로 거대하여, 전시에는 널리 보급되지 않았다.

1937년, 중급차 메이커인 내쉬 모터스는 가전 메이커인 켈비네이터와 합병하여 내쉬-켈비네이터가 되었는데, 1938년에 바로 켈비네이터의 열 교환 기술을 응용하여, 엔진 냉각수를 실내의 아주 작은 라디에이터에 도입하여 온풍을 내는 본격적인 카 히터를 세계 최초로 자사의 자동차에 탑재했다. 이 '''온수식 히터''' 시스템은 이듬해 서모스탯을 이용하여 자동식 난방 온도 조절 기능을 갖추게 되었고, "웨더 아이"(:en:Weather_Eye)의 상표를 받았다. 웨더 아이 시스템은 실용성이 높은 카 에어컨으로 발전하는 기초가 되었다.

제2차 세계 대전 이후인 1954년, 내쉬 사가 내쉬 앰배서더 (:en:Nash Ambassador)의 옵션으로 설정한 "올 웨더 아이"'''All Weather Eye'''는 온수식 히터와 트렁크 내장형 컴프레서식 카 쿨러를 하나로 통합한, 세계 최초의 통합 카 에어컨 시스템이 되었다. 이 All Weather Eye는 내쉬-켈비네이터의 후예인 아메리칸 모터스의 정규 옵션이 되었는데, 시스템으로서의 완성도가 높았을 뿐만 아니라, 당시로서는 비교적 저렴한 가격으로 옵션 제공되어, 경쟁하는 빅3 메이커가 급하게 대항 제품 개발을 강요받는 결과를 낳았고, 이후 미국 자동차에서 카 에어컨 시스템의 대명사적인 존재가 되었다.

미국 자동차는 1950년대부터 1960년대에 걸쳐 상당한 비율로 쿨러·히터를 포함한 카 에어컨이 도입되었다. 유럽 국가 및 일본의 자동차 메이커도 기본 시스템에서는 미국 자동차를 따랐으며, 대시보드에 컨트롤 시스템을 통합한 에어컨디셔닝 시스템 탑재가 세계적으로 표준화되었다.

독일차의 경우, 초창기 포르쉐나 폭스바겐 비틀과 같은 공랭식 엔진 차량에서 머플러의 열을 실내로 도입하는 '''히트 익스체인저'''가 도입되면서 자동차의 '''히터''' 장비가 시작되었다. 특히 자동차용 공랭식 엔진의 주류가 된 블로워 팬으로 엔진 블록 내부에 대량의 냉각풍을 흡입하는 '''강제 공랭식 엔진'''은 냉각풍의 일부를 차내로 도입하는 벤틸레이터를 장착하여 히터를 대신하는 경우도 있었다. 이러한 공랭식 엔진 차량의 히터는 엔진의 폐열을 효율적으로 이용할 수 있다는 장점이 있지만, 엔진의 회전수나 외기온에 따라 충분한 난방 효과를 얻기 어렵고, 실린더나 기화기 등의 접합 상태가 좋지 않은 경우에는 온풍에 연료나 엔진 오일, 또는 배기 가스 냄새가 섞이는 경우가 있다는 단점이 있었다.

독일의 공랭차에는 지역에 따라 초기의 미국차와 마찬가지로 미스트 살포식 카 쿨러가 장착되는 경우도 있었으며, 이후 1960년대부터 1970년대에 걸쳐 카 에어컨이 장착되었다.

1955년(쇼와 30년)에 출시된 초대 토요타 크라운은 양산형 일본차 중 외국차 수준의 온수식 히터를 처음 탑재했다. 1958년(쇼와 33년)에 등장한 스바루 360에는 히트 익스체인저 형식의 히터가 장착되었다. 이 시대까지는 냉방은 주행풍에 의한 단순한 외기 도입이나 삼각창의 이용, 난방은 수냉식 차량에서는 애프터 마켓(after market)식 모터 부착 온수 히터, 공랭식 차량에서는 히트 익스체인저 또는 단순한 엔진 냉각 열풍 흡입 구성이 주류였다. 이 시대의 히터는 발밑에서만 온풍이 나오는 '''세미 에어 믹스''' 타입의 히터가 주류였으며, 실용적인 필요에 따라 디프로스터 배관이 이루어지는 사례도 있었다.

동시대 야나세는 일본산으로는 최초로 '''카 쿨러'''를 개발했다. 형태는 매달아 설치하는 방식이었으며, '제네콘'이라는 상표로 1955년(쇼와 30년)부터 판매를 시작했다.[61]

산덴제 "로터리" 카 쿨러. 실내 측 대시보드 매달아 설치하는 유닛. 1970년대에 보급된 애프터 마켓 카 쿨러의 대표적인 형태이다.


1970년대에 들어서면서, 간이 설계가 많았던 경차도 배출가스 규제에 대한 대책으로 2행정 엔진에서 4행정 엔진으로 전환이 진행되었고, 동시에 냉각 방식도 공랭에서 수냉으로 바뀌었다. 이 때문에, 경차에서도 기술적으로는 일반 승용차와 동일한 난방 시스템으로 이행했다.

이 시기와 동시에 메이커(판매점) 옵션으로 카 쿨러의 도입이 진행되었다.[62]

이 카 쿨러는 구조 자체는 현재의 카 에어컨의 냉방 장치와 거의 다르지 않지만, 현재의 자동차에서는 대시보드 내부에 배치하는 에바포레이터나 블로워 모터 등 쿨러의 구성 부품이 일체화되어, 이것을 글로브 박스 위치에 끼워 넣거나 다른 케이스로 대시보드 아래에 매달아 설치하는 방식이었다. 이러한 타입의 '''매달아 설치하는 카 쿨러'''는 반드시 자동차 부품 메이커[63]에 의해 생산되는 것 외에도, 일반 가전 메이커[64]가 주체가 되어 개발된 애프터 마켓 제품도 다수 존재했다.

오늘날과 같은 히터와 쿨러 양쪽에서 나오는 바람을 혼합하여 온도 조절 기능을 갖춘 카 에어컨은, 1970년대 후반부터 1980년대에 일반화되었다. 1980년대의 대중차는 카 에어컨이 판매점 옵션으로 취급되는 경우가 대부분이었으며, 이 시대의 카 에어컨은 송풍 온도를 수동으로 미세 조정하는 '''매뉴얼 에어컨'''이었고, 이 시대의 일부 차종에는 실내 온도 센서나 일사 센서에 의해 실내 온도를 자동 조절하는 '''오토 에어컨'''은, 일부 스포츠카나 고급차에만 장착되었다.

2. 5. 증발 냉각 (Evaporative cooling)

자동차 냉각기는 자동차 증발 냉각기로, 늪지대 냉각기라고도 불린다.[31][32] 대부분 움직이는 부품이 없는 외부 창문에 장착되는 금속 원통 형태의 비교적 저렴한 애프터마켓 액세서리이지만, 대시보드 아래나 중앙 바닥에 전기 팬이 있는 내부 장치도 있다.[33][34] 이것은 초기 형태의 자동차 에어컨[35]이었으며, 내부를 냉각하기 위해 냉각 시스템에 의존하는 현대 자동차에서는 사용되지 않는다.

잠열을 사용하여 공기를 냉각했는데, 이는 물 증발에 의한 냉각을 의미한다.[36] 장치 내부의 물이 증발하면서 주변 공기로부터 열을 전달받는다. 이렇게 냉각되고 습한 공기는 자동차 내부로 유입된다.[36][37] 증발 냉각 효과는 공기가 이미 물로 포화되어 있기 때문에 습도에 따라 감소한다. 따라서 습도가 낮을수록, 예를 들어 건조한 사막 지역과 같이 시스템이 더 잘 작동한다. 자동차 냉각기는 특히 캘리포니아, 애리조나, 텍사스, 뉴멕시코, 네바다와 같은 미국 남서부 주를 방문하거나 통과하는 여름 관광객들 사이에서 인기가 있었다.[34]

3. 자동차 에어컨의 종류 (냉매)

자동차 에어컨에 사용되는 냉매는 시대와 환경 규제에 따라 변화해왔다.


  • R-12: 1928년 토머스 미즐리 주니어가 이끈 과학자 팀에 의해 발명된 최초의 자동차 에어컨 냉매이다. R-12는 불연성이며 안전한 냉매로 1970년대까지 업계 표준으로 사용되었다.[38] 그러나 R-12는 오존층을 파괴하는 염소를 포함하고 있어, 대기 중으로 방출될 경우 오존층 파괴의 원인이 되었다.[39] 1990년대 중반, 정부에 의해 생산이 금지되고 R-134a로 대체되었다.[40] R-12는 여전히 사고 팔 수는 있지만, 더 이상 생산되지 않아 매우 비싸고 구하기 어렵다.[40] 지구 온난화 지수(GWP)는 약 11,000으로 매우 높다.[41]
  • R-134a: R-12의 후속으로 개발된 냉매로, 오존층을 파괴하는 염소를 포함하지 않은 수소불화탄소(HFC) 냉매이다. 1990년대 초부터 생산된 신차에 사용되기 시작했으며, R-12 시스템을 사용하는 구형 차량은 R-134a로 변환하거나 R-12 시스템을 재충전해야 했다. R-134a는 거의 30년 동안 자동차에 사용되었으며, 지구 온난화 지수는 약 1,430이다.[41] 한국에서는 1990년대에 프레온에 의한 오존층 파괴가 환경 문제로 제기되면서 R-12에서 R-134a로의 전환이 이루어졌다.
  • R-1234yf: 듀폰/허니웰에서 개발한 수소불화올레핀(HFO) 냉매로, R-134a보다 가격이 비싸지만 지구 온난화 지수가 약 3으로 매우 낮아 환경에 가장 적합하다.[41] 최신 모델 자동차에서 사용되며, 구형 R-134a 또는 R-12 시스템과는 호환되지 않는다. 2013년부터 유럽 연합(EU)의 법률에 따라 HFO-1234yf로의 전환이 시작되었으나, 일부 제조사는 가연성 문제로 R-134a 사용을 계속하고 있다.


냉매 종류화학 조성특징지구 온난화 지수 (GWP)
R-12클로로플루오로카본 (CFC)오존층 파괴, 생산 금지약 11,000[41]
R-134a수소불화탄소 (HFC)오존층 파괴 없음, 온실 가스약 1,430[41]
R-1234yf수소불화올레핀 (HFO)낮은 GWP, 가연성약 3[41]


4. 작동 원리

자동차 에어컨은 냉동 사이클을 통해 작동하며, 냉장고와 같이 내부의 열을 외부로 이동시키는 원리를 이용한다.

수동식 자동차 에어컨 조작부(초대 혼다 피트)


그림은 수동식 자동차 에어컨 조작부의 한 예이다. (초대 혼다 피트)[60] 아래 3개의 다이얼 스위치는 왼쪽부터 "송풍구 전환 다이얼", "팬 속도 전환 다이얼", "온도 조절 다이얼"이며, 위쪽 중앙은 "내외기 전환 레버", 오른쪽은 "에어컨・컴프레서 스위치"(A/C)이다. 각 다이얼 및 레버의 기능은 다음과 같다.

  • 송풍구 전환: "송풍구 전환 다이얼"로 바람이 나오는 송풍구를 조절한다. 냉방 시에는 "상반신", 난방 시에는 "발밑"으로 설정한다. 창유리의 습기를 제거할 때는 "창유리", "외기", "A/C 켜짐"으로 설정하며, 서리 제거 시에는 "창유리", "내기", "고온"으로 설정 후 "외기"로 전환한다.
  • 팬 속도 전환: "팬 속도 전환 다이얼"의 숫자가 클수록 팬의 속도가 빨라져 바람의 양이 많아진다. "OFF"로 하면 팬이 정지한다.
  • 온도 조절: "온도 조절 다이얼"로 바람의 온도를 조절한다. 왼쪽(파란색)으로 돌리면 차가운 바람, 오른쪽(빨간색)으로 돌리면 뜨거운 바람이 나온다. "A/C 스위치"가 꺼진 상태에서는 냉방이 되지 않고 송풍 운전이 된다.
  • 내기/외기 전환: "내외기 전환 레버"로 "내기 순환"과 "외기 도입"을 선택한다. 급속하게 냉난방을 하거나 외부 공기가 오염된 경우에는 "내기 순환", 평상시에는 "외기 도입"을 선택하는 것이 좋다.
  • 에어컨・컴프레서 켜짐/꺼짐 전환: "A/C 스위치"로 에어컨 기능을 켜고 끌 수 있다. 스위치를 누르면 표시등이 켜지며, 에어컨이 작동된다. 냉방뿐만 아니라 장마철이나 난방 시에도 에어컨을 켜면 습기를 제거하는 효과가 있다.

4. 1. 냉동 사이클

냉동 사이클에서 열은 승객실에서 외부 환경으로 이동한다. 냉장고는 내부의 열을 외부 환경으로 이동시키는 시스템의 한 예이다.

냉동 사이클의 간단한 도식: 1) 응축 코일, 2) 팽창 밸브, 3) 증발기 코일, 4) 압축기


포드 포커스의 에어컨 재충전


증발기에서 순환하는 냉매 가스 증기(압축기 윤활 오일도 함께 운반됨)는 엔진룸의 가스 압축기로 들어가며, 일반적으로 축 피스톤 펌프 압축기이며, 더 높은 압력으로 압축되어 온도가 더 높아진다. 뜨겁고 압축된 냉매 증기는 이제 응축될 수 있는 온도와 압력에 도달하며, 일반적으로 차량의 라디에이터 앞에 있는 응축기를 통과한다. 여기서 냉매는 응축기 코일을 가로질러 흐르는 공기에 의해 냉각된다(차량의 움직임 또는 팬에서 발생하며, 응축기가 라디에이터에 장착된 경우 냉각 라디에이터의 동일한 팬인 경우가 많으며, 차량이 정지하거나 저속으로 이동할 때 자동으로 켜짐). 그리고 액체로 응축된다. 따라서 순환하는 냉매는 시스템에서 열을 방출하고 열은 공기에 의해 운반된다.

열팽창 밸브 에어컨 시스템에서 응축되고 가압된 액체 냉매는 다음으로 수신기-건조기를 통과한다. 즉, 냉매와 압축기 윤활 오일 혼합물을 탈수하여 충전 과정 전에 진공 상태에서 제거하지 못한 잔류 수분(팽창 밸브 내에서 얼음이 되어 막히게 됨)을 제거하고 혼합물에 의해 운반되는 고체 입자를 제거하기 위해 여과하며, 냉각 부하가 낮은 기간 동안 과도한 액체 냉매를 저장하는 용기 역할을 한다. 그런 다음 열팽창 밸브를 통과하여 압력이 급격히 감소한다. 이러한 압력 감소는 액체 냉매의 일부가 플래시 증발되어 온도가 낮아진다. 냉각된 냉매는 승객실의 증발기 코일을 통과한다.

팽창 장치가 오리피스 튜브로 알려진 단순한 고정 계량 오리피스인 경우, 수신기-건조기는 대신 증발기 출구와 압축기 사이에 위치하며, 이 경우 축압기라고 한다. 이러한 에어컨 시스템에서 축압기는 또한 냉각 부하가 낮은 기간 동안 액체 냉매가 압축기에 도달하는 것을 방지한다.

종종 실내 에어 필터로 여과된 공기는 조절 가능한 속도의 전동 원심 팬에 의해 증발기를 통과하여 불어지며, 냉각된 냉매 혼합물의 액체 부분이 증발하여 온도가 더욱 낮아진다. 따라서 따뜻한 공기는 냉각되고, 습도도 제거된다(증발기 코일에 응축되어 차량 외부로 배출됨). 그런 다음 엔진의 냉각수가 순환하는 히터 코어를 통과하여 사용자가 선택한 특정 온도까지 재가열된 다음 조절 가능한 통풍구 세트를 통해 차량의 실내로 전달된다. 원하는 공기 온도를 조절하는 또 다른 방법은 시스템의 냉각 용량을 조절하는 것으로, 원심 팬의 속도를 정확하게 조절하여 증발기에 의해 필요한 체적 유량의 공기만 냉각되도록 한다. 또한 사용자는 차량의 외부 공기 플랩을 닫아 실내의 이미 냉각된 공기를 증발기로 재순환시켜 더욱 빠르고 강력한 냉각을 달성할 수 있다. 마지막으로, 압축기가 감축된 변위로 작동하도록 명령할 수 있는 경우, 벤트 온도는 압축기의 변위에 따라 제어할 수도 있다.

공기가 증발기 핀을 통해 흐르는 것을 막는 증발기 동결을 다양한 방법으로 방지할 수 있다. 온도 스위치 또는 서미스터는 증발기 코일 표면 온도를 제어할 수 있으며, 압력 스위치 또는 감지 요소는 흡입 압력(냉매의 증발 온도와 관련됨)을 모니터링할 수 있다. 두 제어 수단은 압축기의 클러치 작동 상태, 또는 가변 변위 압축기의 경우 압축기의 변위에 대해 (데이터를 통해 제어 장치를 통해) 직접 또는 간접적으로 작용할 수 있다. 또한, 흡입구 측면에 위치한 보조 밸브는 시스템 작동 중 증발기 출구 압력이 정확한 값 이하로 떨어지지 않도록 냉매 흐름을 조절할 수 있다.

냉동 사이클을 완료하기 위해 냉매 증기는 다시 압축기로 라우팅된다.

증발기에 도달하는 공기가 따뜻할수록, 증발기에서 배출되는 증기 혼합물의 압력이 높아지고 따라서 압축기와 압축기를 통해 냉매를 계속 흐르게 하는 엔진에 가해지는 부하가 커진다. 압축기 부하는 또한 응축 온도에 비례한다.

압축기는 자동차 엔진(예: 벨트, 종종 세르펜틴 벨트, 및 전자석 구동 클러치를 통해; 전자적으로 작동되는 가변 변위 압축기는 클러치 및 자석 없이 벨트에 의해 항상 직접 구동될 수도 있음) 또는 전기 모터에 의해 구동될 수 있다.

냉동 사이클을 보장하는 튜브 연결의 수리 및 유지 보수를 위한 다양한 방법이 있다. 납땜 또는 용접과 같은 기존 방법은 시간 및 손상으로 인한 문제로 이어집니다. 압축 피팅을 기반으로 하는 Lokring 연결은 사용하기 쉽고 따라서 시간 효율적이다.[42]

4. 2. 구성 요소

자동차 에어컨은 냉동 사이클을 이용하여 승객실에서 외부로 열을 이동시킨다. 이 과정은 냉장고가 내부의 열을 외부로 배출하는 원리와 유사하다.

에어컨 시스템의 주요 구성 요소는 다음과 같다.

  • '''압축기''': 엔진룸에 위치하며, 일반적으로 축 피스톤 펌프 압축기가 사용된다. 증발기에서 나온 냉매 가스 증기(압축기 윤활 오일 포함)를 고압으로 압축하여 온도를 높인다.
  • '''응축기''': 차량 라디에이터 앞에 위치하며, 뜨겁고 압축된 냉매 증기를 냉각시켜 액체로 응축시킨다. 이때 냉각은 차량의 움직임이나 팬(응축기가 라디에이터에 장착된 경우 냉각 라디에이터 팬과 동일)에 의해 이루어진다.
  • '''수신기-건조기''': 응축되고 가압된 액체 냉매와 압축기 윤활 오일 혼합물을 탈수하고, 잔류 수분 및 고체 입자를 제거하며, 과도한 액체 냉매를 저장하는 역할을 한다.
  • '''팽창 밸브''': 수신기-건조기를 통과한 냉매의 압력을 급격히 감소시켜 플래시 증발을 일으키고 온도를 낮춘다.
  • '''증발기 코일''': 승객실에 위치하며, 냉각된 냉매가 증발하면서 주변 공기의 열을 흡수하여 실내 온도를 낮춘다.
  • '''축압기''': 팽창 장치가 오리피스 튜브(단순 고정 계량 오리피스)인 경우, 증발기 출구와 압축기 사이에 위치하여 액체 냉매가 압축기에 도달하는 것을 방지한다.
  • '''실내 에어 필터''': 증발기를 통과하는 공기를 여과하여 먼지 등의 이물질을 제거한다.
  • '''원심 팬''': 전동으로 작동하며, 조절 가능한 속도로 공기를 증발기를 통과시켜 냉각시킨다.
  • '''히터 코어''': 엔진 냉각수가 순환하며, 사용자가 선택한 온도로 공기를 재가열한다.


증발기 동결을 방지하기 위해 온도 스위치, 서미스터, 압력 스위치 등의 제어 장치가 사용될 수 있다. 이러한 장치는 압축기 클러치 작동 상태나 가변 변위 압축기의 변위를 조절하여 냉각 시스템을 제어한다.

압축기는 자동차 엔진(벨트, 세르펜틴 벨트, 전자석 구동 클러치 사용) 또는 전기 모터에 의해 구동된다.

냉동 사이클을 보장하는 튜브 연결의 수리 및 유지 보수를 위해 납땜, 용접 또는 압축 피팅을 기반으로 하는 Lokring 연결과 같은 다양한 방법이 사용된다.[42]

5. 유지 보수

자동차의 에어컨 시스템은 특별한 유지보수가 필요하다. 일반적으로 냉매의 수명 손실은 미미하며 아무런 영향을 미치지 않는다. 그러나 냉방 능력이 감소하는 경우를 포함하여 2~4년 주기로 시스템의 손실 여부를 점검해야 한다. 에어컨 시스템 내 생물 성장은 일시적으로만 감소될 수 있으며, 위생 조치는 정기적으로 적용되어야 한다.[43]

독일 엔지니어 협회 표준 6032(VDI)는 차량 에어컨 시스템의 위생 관리에 대한 개요를 제공한다. 정기적인 위생 점검에는 응축수 배수 라인 점검, 에어컨 시스템 증발기의 연간 세척, 실내 공기 필터(꽃가루 필터) 교체가 포함된다. 특히, 에어컨 시스템 증발기에서 응축수의 원활한 배수가 보장되어야 한다. 그렇지 않으면 습기가 시스템 내에 남아 생물학적 군집 형성을 위한 통제되지 않은 둥지가 생길 것이다.[43]

차량 에어컨 시스템 청소
차량 에어컨 청소


생물 성장을 피하려면 에어 필터를 정기적으로 교체해야 합니다.
생물 성장이 있는 매우 늦은 에어 필터 교체


생물 성장이 있는 청소 전 에어컨 증발기
생물 성장이 있는 청소 전 에어컨 증발기


에어컨 증발기를 정기적으로 세척하면 표면의 생물학적 군집 형성이 중단되고 세균의 독성 분해 산물(내독소) 또는 곰팡이 대사산물(마이코톡신)이 라멜라 시스템에서 안전하게 제거된다.[44]

차량 내 환기 시스템을 정기적으로 위생적으로 청소해야 할 필요성은 독일 엔지니어 협회(Verein Deutscher Ingenieure)의 기술 지침 및 표준 VDI 6032에 기술되어 있다. 먼지, (동물) 털, 곰팡이 성장, 비듬 등과 같은 입자가 꽃가루 필터 샤프트와 주변 벽에 남는다. HVAC 시스템의 에어 필터를 교체하는 것만으로는 충분하지 않으며, 꽃가루 필터 박스를 전문적으로 청소하고 에어컨 증발기를 향료(알레르기 유발 물질)가 없는 세정제로 최소 24개월마다 위생적이고 효과적으로 세척해야 한다.[44]

정기적으로(1년에 한두 번) 교체하지 않은 에어 필터는 곰팡이의 원인이 되어 세균 번식의 온상이 된다. 꽃가루는 필터 내에서 12주 이내에 분해되며, 이 과정에서 실제 알레르겐이 방출되어 차량 내부의 공기 질을 악화시킨다. 따라서 에어컨 증발기도 1년에 한 번 전문적으로 청소해야 한다. 에어컨 증발기 역시 정기적으로 전문적인 청소가 이루어지지 않으면 같은 문제가 발생한다. 세균은 표면에 서식하며, 부품의 지속적인 습기로 인해 생물학적 성장을 촉진한다.[44]

너무 강한 세척제는 핀 증발기 구조의 보호 코팅을 파괴하거나 손상시킨다. 이는 응축수의 낙하 각도를 변화시켜 증발기에서 배출되는 양을 증가시킬 수 있다. 그 결과, 세균에 오염된 응축수가 잘못된 방향으로 흘러 에어컨 시스템 내 예상치 못한 곳에 축적될 수 있다.[44]

차량 소유주는 정기 검사 또는 에어 필터 교환 시, VDI[46]가 권장하는 화학-기계적 과정을 사용하여 정비소에서 에어컨 시스템을 위생적으로 청소하도록 해야 한다.

6. 장점 및 단점

초기 자동차 에어컨은 자동차 히터나 자동차 에어컨과 같은 형태로 독립적으로 장착되었으며, 온도 조절 기능은 거의 없는 것이 일반적이었다. 이후 히터 코어와 증발기를 통과하는 공기(온풍과 냉풍)를 혼합하는 방식이 고안되어, 양자의 분량을 변경함으로써 폭넓은 온도 영역에 대응할 수 있게 되었고, 우기나 동계에도 제습 난방이 가능하게 되었다.

난방은 전기 자동차(하이브리드 자동차)를 포함한 수냉식 엔진 탑재차라면 냉각용 롱 라이프 냉각수를 히터 코어에 끌어들이는 것으로 충분하다. 공랭식 엔진이라면 배기 매니폴드에 설치된 히트 익스체인저나 연소식 히터로부터의 온풍을 실내에 도입한다. 연소식을 제외하고 엔진의 배열을 이용할 수 있기 때문에, 열대 지역용 이외의 자동차에 오랫동안 널리 보급되었다. 원동기의 폐열을 이용할 수 없는 전지식 전기 자동차(BEV)에서는 일부 전열선으로 히터 코어 내의 물을 데우는 것이 있지만, 히트 펌프에 의한 냉난방[55]이 주이며, 혹한 시의 보조로 몸이 닿는 곳에 전열선을 사용한 시트 히터나 스티어링 히터를 채용하고 있다.

냉방의 보급이 난방에 비해 늦어진 이유는 증기 압축 냉동 사이클을 이용해야만 했기 때문이다. 초창기에는 암모니아가, 그 후에는 대체 프레온을 포함한 프레온류가 냉매로 오랫동안 사용되어 왔다. 냉매 압축에 필수적인 컴프레서의 구동은 기본적으로 주행용 엔진에 의해 이루어지지만, 버스에서는 전용 서브 엔진을 사용하는 것도 있다. 많은 전기 자동차(전지식 전기 자동차와 하이브리드 자동차)에서는 엔진 유무나 가동 상황에 좌우되지 않는 전동 인버터 컴프레서를 채용하고 있다.[56] [57]

6. 1. 장점

자동차 에어컨의 냉방 사이클을 통해 공급되는 건조한 송풍은 앞 유리나 측면 유리의 김 서림 방지 및 성에 제거 기능을 수행한다.

6. 2. 단점

냉방의 경우, 엔진의 회전으로 압축기를 작동시키기 때문에 엔진 부하가 증가하여, 배기량이 작을수록 가속이 둔해지고 결과적으로 연비도 악화된다. 마력 환산으로는 수 마력에서 수십 마력의 손실이 발생한다.[55] 압축기를 작동시킬 때에는 아이들링 회전수를 몇 % 상승시키는 아이들 업이 이루어지므로, 유체 클러치나 토크 컨버터를 거친 변속기에서는 크리프 현상도 더 강하게 작용한다.

일반적인 자동차의 경우, 1 kW - 3 kW (1 - 4마력) 정도의 부하가 걸린다.

난방의 경우, 가솔린이나 디젤차는 엔진의 배기열을 이용하며, 냉방에 비해 소비 전력이 적어 연비가 눈에 띄게 악화되지는 않지만, 오토 에어컨 등, 경우에 따라서는 난방 시 창문의 김 서림을 방지하기 위해 제습 운전을 동시에 하는 경우도 있다. 이 경우, 압축기 작동으로 연비는 냉방 때처럼 악화된다. 이 제습 운전을 해제할 수 있는지는 해당 차종에 따라 다르다. 일부 전기 자동차에서는 난방에 전열을 사용하기 때문에, 전비는 냉방 이상으로 현저하게 악화된다.

7. 전력 소비

자동차 에어컨은 상당한 전력을 소비하지만, 닫힌 창문 상태의 자동차는 탑승자를 시원하게 하려고 창문을 열었을 때보다 항력이 적다. 자동차의 연비에 대한 에어컨의 영향에 대해 많은 논쟁이 있어왔다. 실제 연비를 추정할 때, 에어컨 시스템을 사용하는 것과 사용하지 않는 것의 진정한 차이를 찾기 위해서는 공기 저항, 공기역학, 엔진 출력 및 중량과 같은 요소를 고려해야 한다. 다른 요인들도 엔진에 영향을 미칠 수 있으며, 전반적인 엔진 열 증가는 차량의 냉각 시스템에 영향을 미칠 수 있다.

현대 자동차의 경우, 에어컨 시스템은 엔진 출력의 약 4hp를 사용하므로 차량의 연비가 증가한다.[47]

8. 지속 가능한 자동차 에어컨

지속 가능한 자동차 에어컨은 차세대 냉매에 대한 논쟁의 대상이며, 이는 "냉전"이라고도 불린다. "CO2 솔루션 연합"은 승용차에서 냉매로 이산화탄소(CO2)의 사용을 지지하며, 화학 산업은 새로운 화학 혼합물을 개발하고 있다.[48]

CO2 솔루션 연합은 자동차 산업이 더 지속 불가능한 화학 물질을 자동차 냉각 및 난방에 자연 냉매인 이산화탄소(CO2, R744/ R-744)로 대체할 것을 제안한다. 그들은 이것이 신차에서 배출량을 10% 줄여 전 세계 온실 가스 배출량을 잠재적으로 1% 줄일 수 있다고 주장한다.[49]

옹호 단체의 반대자들은 CO2 냉동 기술이 비용 효율적이지도 안전하지도 않다고 주장하며, 대신 새로운 화학 냉매 혼합물의 개발을 지지한다.

유럽 연합이 2011년 1월부터 자동차 에어컨에 사용되는 현재의 고 지구 온난화 냉매인 HFC-134a를 단계적으로 폐지하기로 한 결정에서 논쟁이 시작되었다.[50] 법규를 준수하기 위해 자동차 제조업체는 새로운 냉매를 결정해야 하는데, 일반적으로 새로운 에어컨 시스템을 포함한 새로운 자동차 플랫폼을 개발하고 도입하는 데 3~4년이 걸리기 때문이다.

CO₂ 솔루션 얼라이언스(Alliance for CO₂ Solutions)와 지지자들은 냉매인 CO₂가 다음과 같다는 데 동의한다.


  • 현재 사용되거나 제안된 모든 냉매 중에서 가장 낮은 지구 온난화 지수(GWP)를 가지고 있어 환경 친화적이다. CO₂는 오존층을 파괴하지 않는다. 자동차 에어컨에 사용되는 이산화탄소는 재활용된 산업 폐기물이므로 환경적으로 중립적인 솔루션이다.
  • 모든 기후 조건에서 CO₂ 모델이 개발되고 테스트를 거쳐 대량 생산 준비가 완료되었기 때문에 기술적으로 더 준비가 되어 있다. 자동차를 더 빨리 가열하고 냉각하며, 모든 주행 조건의 90% 이상에서 우수한 성능을 보여준다.
  • 냉매 자체로서 CO₂는 저렴하고 전 세계적으로 사용할 수 있기 때문에 비용 효율적이다. CO₂ 시스템의 서비스는 현재 시스템보다 비용이 적게 들고 복잡하지 않다. 소비자의 경우 CO₂가 에어컨 장치의 연료 소비를 크게 줄여주므로 총 소유 비용이 가장 낮다.
  • 히트 펌프에서 사용 가능하며, 개발 중인 최소 하나의 CO₂ 시스템은 히트 펌프로 작용하여 엔진이 예열되기 전에도 객실 난방 및 앞 유리를 성에를 제거할 수 있다.[51]
  • CO₂는 매우 저렴하고 환경에 비교적 무해하므로, 이러한 시스템의 저장소는 엔진(또는 압축기)이 작동하지 않을 때에도 차량을 시원하게 유지하기 위해 추가적인 액체 R744를 저장할 수 있다.
  • 기술은 오래 전에 이미 개발되었다. 1994년부터 1997년까지 EU에서 약 200만유로를 지원받은 RACE 프로젝트 동안, 주요 자동차 생산 업체들은 CO₂ 자동차 AC 시스템을 개발하는 데 동의했다.


CO2 기술은 완전히 새로운 고압 시스템 설계를 필요로 하는 반면, 소위 "드롭인 솔루션"(새로운 물질에 현재 시스템을 적응시키는 것)이 잠재적으로 비용 효율적일 수 있다.

그러나 CO2 솔루션 연합은 CO2 시스템의 초기 비용이 드롭인 솔루션보다 약 5EUR 더 높을 것이며 자동차의 수명 주기 동안 CO2 에어컨 시스템이 현재 사용되거나 제안된 새로운 화학 혼합물보다 더 비용 효율적일 것이라고 주장한다.

CO2영어는 미국 냉난방 공학회(ASHRAE)에 의해 안전 등급 A1(저독성, 불연성 냉매)로 분류되었다.[52] – 가능한 최고 안전 등급이다. 에어컨 시스템에 대한 CO2 충전량이 매우 작기(200-400g) 때문에, 우발적인 방출의 경우에도 승객에게는 실제 위험이 없다.

  • 그린피스가 개발한 '그린프리즈'와 같은 냉매는 정제된 부탄/프로판 혼합물을 기반으로 하며, 완전히 '자연적'이며, R134a와 같은 냉매보다 효율성이 높아 매우 적은 양의 냉매를 사용할 수 있다.
  • 순수 탄화수소 냉매를 사용하면 초기 프레온(R-12) 자동차 에어컨 시스템과도 '역 호환'이 가능하여, 이러한 시스템을 개조 없이 쉽게 변환하여 효율성을 높이고 유해한 R-134a 및 R-12가 대기 중으로 더 이상 배출되지 않도록 할 수 있다.


부탄과 프로판은 매우 가연성이 높은 석유 제품이며, 바비큐 그릴, 일회용 라이터 등의 연료로 사용된다. 화학적으로 밀접한 관련이 있는 휘발유와 마찬가지로 프로판은 밀폐된 용기에서 산소와 혼합되어 점화될 경우 폭발하는 경향이 있다.

부탄과 프로판과 같은 인화성이 높은 탄화수소 가스를 자동차 냉매로 사용하는 것은 심각한 안전 문제를 야기한다. 미국 환경 보호국(EPA)은 SNAP 프로그램을 통해 CFC-12(프레온 또는 R-12)의 대체 냉매를 평가하면서 "안전을 입증할 데이터 부족"을 이유로 다른 "가연성 탄화수소 혼합물"을 "허용할 수 없는 대체 물질"로 분류했다. EPA는 이 맥락에서 "허용할 수 없음"을 "자동차 에어컨에서 CFC-12 대체 물질로 사용하는 것이 불법"으로 정의한다. EPA가 CFC-12 대신 자동차용으로 승인한 모든 냉매(2006년 9월 28일 기준)는 총 가연성 탄화수소(부탄, 아이소부탄 및/또는 아이소펜탄)를 4% 이하로 함유하고 있다.[53] 따라서 안전상의 이유로 EPA가 '그린프리즈' 또는 이와 유사한 탄화수소 기반 냉매를 자동차용으로 승인할 가능성은 낮아 보인다.

2007년 9월, 독일 자동차 산업 협회(VDA)는 차세대 에어컨의 냉매로 이산화탄소(CO2)를 사용하기로 공식 발표했다. 유럽 자동차 제조 협회(ACEA)의 실무 그룹은 산업 전반의 공통 입장을 마련할 것을 제안했다. 이후 보고서에 따르면 VDA 회원사들은 법적 허점을 통해 EU 지침을 준수하지 않을 것이라고 주장했다.[54]

9. 모터스포츠와 슈퍼카에서의 에어컨

처음에는 에어컨 장비로 인한 무게 증가, 에어컨 가동으로 인한 출력 손실 및 연비 악화가 발생하기 때문에 "탑재하지 않는 것"이 당연했다.

현재도 에어컨을 탑재하지 않는 차량이 적지 않으며, 쿨 수트라고 불리는 특수한 장비로 공조를 하지 않고 드라이버 주변을 냉각하는 것으로 대체하는 경우도 많지만, 장시간 진행되는 내구 레이스 등에서 탑재하는 사례가 늘고 있다.

지붕이 있는 차량은 주행 시 차량 내부로 신선한 외부 공기를 유입해도 차내에 열이 갇히기 쉽다. 드라이버의 장비는 안전 대책으로 한여름에도 목부터 아래는 레이싱 수트 등으로 전신을 덮고, 게다가 머리 부분은 헬멧을 착용하고 있기 때문에 자연스럽게 열이 갇히기 쉽다. 더위로 인한 드라이버의 집중력 저하나 탈수 증상의 가능성이 높아지고, 리타이어 또는 자신이나 다른 차량을 휘말리게 하는 충돌 위험이 높아진다.

에어컨을 탑재함으로써 무게가 증가하거나 출력 손실은 피할 수 없지만, 그럼에도 불구하고 드라이버가 장시간 운전에 집중하기 쉽도록 탑재된다. WEC처럼 차내 실내 온도를 항상 일정 온도 이하로 유지하도록 규정하는 경우도 있으며, 이 경우에는 사실상 에어컨 또는 이에 준하는 장치를 탑재해야 한다.

과거 성능을 중시했던 슈퍼카는 에어컨이 없는 경우가 많았지만, 최근에는 쾌적성을 중시하여 극히 일부 모델을 제외하고는 표준 장비가 되었다.

람보르기니는 원래 에어컨을 제조하고 있었으며, 처음부터 자사제 카 에어컨을 표준 장비로 갖춘 것이 세일즈 포인트 중 하나였다.

참조

[1] 간행물 First Air Conditioned Auto https://books.google[...] 2015-04-16
[2] 웹사이트 Michigan Fast Facts and Trivia http://www.50states.[...] 2023-03-31
[3] 웹사이트 Weather Conditioning from Packard https://www.hemmings[...] 2023-03-31
[4] 서적 Packard https://books.google[...] MBI Publishing 2004
[5] 서적 Chrysler and Imperial: The Postwar Years Motorbooks International
[6] 웹사이트 1953 Cadillac Salesmens Data Book http://oldcarbrochur[...] 2023-03-31
[7] 웹사이트 1953 Cadillac Foldout http://oldcarbrochur[...] 2023-03-31
[8] 웹사이트 1953-Buick Heating and AC Folder http://oldcarbrochur[...] 2015-04-16
[9] 웹사이트 1953 Oldsmobile Brochure http://oldcarbrochur[...] 2015-04-16
[10] 간행물 Nash Low Cost Air Conditioner Cools or Heats by Turning Knob https://books.google[...] 2023-03-31
[11] 간행물 One Control Heating Cooling https://books.google[...] 2023-03-31
[12] 서적 The Standard Catalog of American Cars 1946–1975 Krause Publications
[13] 서적 Automotive Air-Conditioning and Climate Control Systems https://books.google[...] Elsevier Science & Technology Books 2015-04-16
[14] 웹사이트 HVAC Time Line http://www.rsestc.or[...] Refrigeration Service Engineers Society Twin Cities Chapter 2023-03-31
[15] 간행물 News of the Automotive World – Nash Air Conditioner Combines Heating, Cooling, and Ventilating https://books.google[...] 2023-03-31
[16] 서적 American Automobile Advertising, 1930–1980: An Illustrated History https://books.google[...] McFarland 2023-03-31
[17] 간행물 Rearview Mirror http://wardsautoworl[...] 2023-03-31
[18] 웹사이트 1953–1955 Nash and Hudson Ramblers https://auto.howstuf[...] 2023-03-31
[19] 웹사이트 Cold Comfort: History of Automotive Air Conditioning, Part 3 – Post-World War II http://www.curbsidec[...] 2023-03-31
[20] 웹사이트 Pontiac Master Parts Catalog – image of 1954 AC system http://www.pontiacsa[...] 2023-03-31
[21] 웹사이트 Room at the Top: The 1954 Pontiac Star Chief and Class Consciousness in America https://ateupwithmot[...] Ate Up With Motor 2023-03-31
[22] 웹사이트 1952–'54 Pontiac Chieftain https://www.hemmings[...] Hemmings Motor News 2023-03-31
[23] 서적 Light and Heavy Vehicle Technology Elsevier Science & Technology Books
[24] 서적 Federal Landscape: An Economic History of the Twentieth-Century West University of Arizona Press
[25] 웹사이트 1964 Cadillac information https://www.gmherita[...] 2016-11-22
[26] 서적 Complete guide to American cars, 1966–76 https://books.google[...] AutoMedia 2015-04-16
[27] 간행물 U.S. Business: Shuffle & Cut http://www.time.com/[...] 2015-04-16
[28] 웹사이트 1968 AMC Ambassador SST: The Kenosha Cadillac https://www.hagerty.[...] 2023-03-31
[29] 웹사이트 Air Conditioning and Refrigeration Timeline http://www.greatachi[...] National Academy of Engineering 2015-04-16
[30] 저널 A hot market for cool, clean air Ward's Communications 1990-04
[31] 문서
[32] 서적 The Automobile and American Life https://books.google[...] McFarland 2015-04-16
[33] 서적 Evaporative Air Conditioning https://books.google[...] Industrial Press 2017-08-13
[34] 서적 Evaporative Air Conditioning Handbook https://books.google[...] Springer 2017-08-13
[35] 문서
[36] 문서 Sibley
[37] 간행물 The Easy Way https://books.google[...] 2023-03-31
[38] 웹사이트 What Is Refrigerant 12{{!}} R12 https://refrigerantf[...] 2024-02-21
[39] 웹사이트 R-12 Refrigerant History - Refrigerant HQ https://refrigeranth[...] 2024-02-21
[40] 웹사이트 Enforcement Actions under Title VI of the Clean Air Act https://www.epa.gov/[...] US EPA 2024-02-21
[41] 웹사이트 What is 1234YF? The Pros & Cons And How To Service https://www.sundevil[...] 2024-02-21
[42] 웹사이트 Vulkan Lokring's Vehicle Airconditioning Repair System – Australian Defence Magazine https://www.australi[...] 2023-03-31
[43] 웹사이트 Hygieneanforderungen an die Lüftungstechnik in Fahrzeugen https://www.vdi.de/u[...] 2023-09-04
[44] 웹사이트 Richtlinienreihe VDI 6032 - Hygiene von Lüftungsanlagen in Fahrzeugen https://www.vdi.de/u[...] 2023-09-04
[45] 학술지 VDI 6032 - Part 1 Ventilation and indoor-air quality in vehicles - Hygiene requirements for ventilation and air-conditioning systems
[46] 웹사이트 Produktsuche - Beuth.de https://www.beuth.de[...] 2023-09-04
[47] 웹사이트 Impact of Vehicle Air-Conditioning on Fuel Economy http://www.nrel.gov/[...] National Renewable Energy Laboratory 2023-03-31
[48] 문서 The Choice Today - New Chemical Blends or CO2 http://www.alliance-[...]
[49] 문서 Car Air Conditioning & the Climate Change Challenge - Made Simple http://www.alliance-[...]
[50] 웹사이트 Directive 2006/40/EC of the European Parliament and of the Council https://eur-lex.euro[...] Official Journal of the European Union 2019-08-27
[51] 웹사이트 Visteon's R744 system http://www.visteon.c[...]
[52] 문서 ASHRAE Standard 34 http://www.alliance-[...]
[53] 웹사이트 Choosing and Using Alternative Refrigerants for Motor Vehicle Air Conditioning http://www.epa.gov/o[...] United States Environmental Protection Agency
[54] 문서 German TV explains car industry boycott of EU law http://www.r744.com/[...]
[55] 웹사이트 ヒートポンプ https://tocj.jp/dec/[...] テスラ・オーナーズクラブ・ジャパン 2024-08-21
[56] 웹사이트 ハイブリッド車向け電動コンプレッサ空調システムの製品開発 https://www.denso.co[...] 덴소 2024-08-21
[57] 웹사이트 ハイブリッド車用電動コンプレッサのEMI事例 https://www.denso.co[...] 덴소 2024-08-21
[58] 문서 Impact of Vehicle AirConditioning on Fuel Economy Tailpipe Emissions and Electric Vehicle Range http://www.nrel.gov/[...]
[59] 문서 電気自動車用エアコンシステム - デンソー https://www.denso.co[...]
[60] 문서 Fit 取扱説明書 http://www.honda.co.[...] 本田技研工業 2002
[61] 웹사이트 ヤナセとカークーラーの製造 1955～ https://www.yanase.c[...] ヤナセ
[62] 문서
[63] 문서
[64] 문서

관련 사건 타임라인

( 최근 20개의 뉴스만 표기 됩니다. )


본 사이트는 AI가 위키백과와 뉴스 기사,정부 간행물,학술 논문등을 바탕으로 정보를 가공하여 제공하는 백과사전형 서비스입니다.
모든 문서는 AI에 의해 자동 생성되며, CC BY-SA 4.0 라이선스에 따라 이용할 수 있습니다.
하지만, 위키백과나 뉴스 기사 자체에 오류, 부정확한 정보, 또는 가짜 뉴스가 포함될 수 있으며, AI는 이러한 내용을 완벽하게 걸러내지 못할 수 있습니다.
따라서 제공되는 정보에 일부 오류나 편향이 있을 수 있으므로, 중요한 정보는 반드시 다른 출처를 통해 교차 검증하시기 바랍니다.

문의하기 : help@durumis.com