ps. HVAC(공조장치)


신형화생방정찰차(차량형)에 탑재되는 화생방 탐지장비는 적절한 운용온도를 유지해야 정상기능을 수행할 수 있고 소형전술차량을 기반으로 일체형 밴바디를 구성하여 넓은 실내공간을 확보하고 있으며 작전중인 승무원은 화생방보호의를 착용하여 열피로도가 누적되기 때문에 적정 실내온도 유지가 필수적이다. 본 차량은 소형전술차량 샤시를 활용하여 개발하기 때문에 기 개발된 소형전술차량의 HVAC를 개조하여 실내온도를 유지하려 하였으나 엔진실내 핵심부품의 확장 공간이 부족하고 기동성능 영향 우려, 새로운 열부하에 따라 냉방용량이 추가 요구되면서 소형전술차량 HVAC 외에 별도의 냉방장치를 추가하여 2개의 냉방장치를 복합운용하는 시스템을 개발적용하였다.



냉방용량은 차량외부에서 받는 벽체열부하, 탑재되는 전기장치에 의한 열부하, 승무원 열부하, 환기열부하, 창문열부하를 합해 계산하였다. 냉방용량은 계산된 총 열부하에 통상 안전계수 0.2를 곱하여 가져가나 장비 특성을 고려한 운용자의 요구에 의해 계산된 열부하의 약 130%에 해당하는 8,500kcal로 설계하였다.




최근 개발되는 냉방장치의 경우 사용자가 설정한 실내온도를 감지하여 냉방장치 성능을 조절하는 방식을 많이 사용하거나 수동제어시 과냉에 따른 결빙 및 냉매 액압축을 방지하기 위해 안전장치가 설계되어 있다. 본 차량은 냉방장치 및 제어기가 별도 개발됨에 따라 능동적인 안전장치 설계가 곤란하여 각각의 냉방장치가 설정 온도값이 되면 압축기가 정지하도록 설계가 되어 있었으나 운용시험간 장시간 냉방장치 가동시 예상치 못한 결빙문제가 발생하였다.


원인분석결과 각각의 냉방장치 단독운용시에는 문제가 없었으나 복합운용시 온도 하강속도가 예측보다 빨라 압축기 정지를 위한 설정온도값을 센서가 인지하기 전에 결빙이 발생하여 냉방장치에 문제를 일으켰으며 이를 해결하기 위해 대류식 온도센서를 접촉식으로 변경하고 시험을 통해 설정온도값을 조정해 냉방장치 결빙문제를 해결하여 무사히 운용시험을 완료할 수 있었다.


기존 개발차량을 활용하는 한계를 가지고 시작하였지만 복합적으로 운용하는 독특한 방법의 냉방장치를 성공적으로 개발함으로서 복잡하고 다양한 군 운용요구사항을 만족할 수 있었으며 개발된 냉방장치를 탑재하여 운용시험평가를 마치고 개발사업 완료를 앞두고 있다. 기존 개발차량에서 확장성을 고려하여 설계하였다면 제어나 운용방식에서 더 발전된 형태의 냉방장치가 완성되었을 것이라는 아쉬움이 남으며 향후 실내 및 운용 장비 온도를 감지하는 능동적인 제어방식을 적용해 개발할 예정이다.


출처 : 특수차량 듀얼 냉방장치 설계 및 제작에 관한 연구(한국군사과학기술학회 2018년 종합학술대회)