알아두면 쓸데있는 열차 공조장치 상식

6월도 어느덧 반이 지나가면서 본격적인 초여름 더위가 찾아왔습니다. 한낮에는 강한 햇볓이 내리쬐며 낮 최고기온이 한 때 30도를 웃돌기도 하는데요. 무더운 여름철 전철을 이용하다 보면 객실 간 실내 온도에 차이를 둔 약냉방칸을 한 번쯤은 보셨으리라 생각됩니다. 약냉방 칸은 추위를 많이 타는 승객들을 위해 냉방을 약하게 가동하는 칸을 말하는데 이와 반대로 열차의 양 끝 칸은 강냉방 칸으로 더위를 많이 타는 승객들을 위해 평균온도보다 낮게 운영하는 칸을 말합니다.

이렇게 차실 내의 온도, 습도, 공기의 청정도, 흐름을 쾌적하게 유지하는 시스템의 총칭으로 ‘공조장치’라고 부르는데요. 공조장치라는 이름만으로는 아직 생소하게 느껴지시는 분들이 많으실 것 같습니다. 오늘 현대로템 블로그에서는 알쏭달쏭했던 철도차량 내 공조장치의 역할에 대해 소개합니다.

 

공조장치가 대체 뭐죠?

먼저 알아 둬야 할 사실은 공조장치가 공기조화장치의 줄임말로, 영어로는 ‘Air Conditioning and Ventilation unit’입니다. 공조장치는 이름 그대로 열차 실내의 온도, 습도, 공기의 흐름을 조절하는 장치입니다.

여름철 열차 실내를 시원하게 조절하는 장치면 그냥 에어컨 아니냐고요? 우리가 가정이나 회사에서 사용하는 일반 냉난방기와 철도차량의 공조장치에는 상당한 차이가 있습니다. 먼저 일반 냉난방기는 20평형에 8kW 정도의 용량이지만, 전동차용 냉방장치는 1량당 40kW에서 크게는 100kW(해외-인도) 수준으로 면적 대비 용량이 매우 큰 편입니다.

일반 가정용 냉방장치는 실외기를 별도로 설치해야 하지만 철도차량의 공조장치는 실외기와 실내기가 일체형입니다. 외부 공기를 차단하는 냉방장치와 달리 공조장치는 실외공기를 필터링해 지속적으로 실내에 공급하는 시스템인데요. 이 때문에 용량이 크고 필터를 자주 교체할 필요가 있다는 단점도 있지만 정비 시 모듈 단위로 교체하여 정비가 편리하다는 이점이 있습니다.

 

▲ 서울 1호선 전동차 공조장치

공조장치라는 개념이 아직 어렵다면 자동차의 냉난방장치를 떠올려 보세요. 자동차 역시 철도차량과 비슷한 공조장치를 사용해 온도와 실내 공기를 조절합니다. 다만 자동차용 공조장치는 대부분 일반 냉난방장치처럼 실내기와 실외기가 분리되고, 냉방 사이클도 하나뿐입니다.

철도차량용 공조장치의 경우는 냉방장치 하나당 2사이클 이상으로 구성되어 하나가 고장 나더라도 리던던시(Redundancy, 여분) 기능으로 냉방 능력을 일정 수준 유지합니다. 국내 도시철도 차량의 경우는 1량당 2사이클의 공조장치가 2대씩 설치된다는 사실!

 

상/하부 공조장치의 차이점은?

 

▲공조장치가 하부에 설치된 KTX-산천

이번에는 철도차량에 설치되는 공조장치를 조금 더 자세히 살펴볼까요? 철도차량용 공조장치는 차량에 따라 상부(Roof) 또는 하부에 설치됩니다. 현재 운행중인 KTX, KTX-산천은 공조장치가 하부에 설치되어 외부로 돌출되지 않아 공기저항을 최소화 할 수 있는 이점이 있습니다.

 

▲공조장치가 상부 루프에 설치되는 320km/h급 동력분산식 고속열차

한편, KTX-이음과 320km/h 급 동력분산식 고속열차, 일반 도시철도 차량의 공조장치는 대부분 상부 루프에 설치됩니다. 차가운 공기가 하부에 머무는 경향이 있어 냉방 공기 순환에 이점이 있기 때문이죠. 결과적으로 냉방 효율과 공기저항, 동력분산식과 동력집중식등 다양한 환경 차이에 따라서 상부형과 하부형을 적용한다고 볼 수 있습니다.

 

공기 질을 정화하는 최신 기술

앞서 언급했듯 공조장치의 역할은 실내 온도 조절만이 아닙니다. 더운 여름철 시민들의 쾌적함을 위해 시원한 온도를 유지하는 것도 중요하지만, 많은 사람이 이용하는 철도차량 내의 공기 질을 깨끗하게 정화할 필요가 있는데요. 현대로템은 2017년 수주해 2019년부터 납품한 서울 지하철 2호선 신규 전동차 214량부터 공기 질 개선장치를 적용해 왔습니다.

공기 질 개선장치는 차량의 미세먼지 농도 상승을 자동으로 감지하고 전동차 내부의 공기를 필터링 및 순환시켜 농도를 낮추는 역할을 합니다. 최근 전동차에는 대부분 공기 질 개선장치가 설치되는 추세이며, 앞으로의 전동차나 고속철도에서도 만나볼 수 있을 전망입니다.

*알아두면 쓸데있는 신기한 철도 상식 - 국내 도시철도 차량은 냉방장치가 차량 중앙에 2대 설치되어 양 끝으로 공기가 퍼지도록 덕트와 디퓨저가 설치되어 있음 - 열차에서 가장 시원한 자리는 차량 천장의 선풍기(line flow fan) 바로 아래!

날씨가 더워지면서 열차 실내를 시원하게 유지해주는 공조장치의 중요성을 실감하게 되는 요즘입니다. 오늘 소개해 드린 철도차량 공조장치는 친환경 수소전기열차와 같은 미래철도에도 동일하게 적용되며 철도 서비스의 품질을 높일 계획입니다. 더운 날 철도차량을 이용한다면 온도 조절과 공기 정화까지 담당하는 공조장치를 기억해 주세요!