에어컨은 어떻게 작동할까

[이데일리 강민구 기자] 여름철 무더위에 에어컨에 대한 관심이 높아지고 있다. 에어컨은 냉매의 압축과 팽창을 통해 주변 공기를 차갑게 만드는 원리를 이용한다. 냉매가 팽창할 때는 공기가 차가워지고, 압축하면 뜨거워지게 된다.

송영훈 한국기계연구원 환경시스템연구본부장은 “가령 고무줄을 잡아당겨 입술에 붙여보면 뜨겁고, 차가워지는 것을 느낄 수 있다. 에어컨은 모든 기체나 고체가 늘어나면 온도가 낮아지고, 좁아지면 온도가 올라가는 원리를 이용한다”며 “고대 이집트부터 영국의 과학자 패러데이, 미국의 에어컨회사 설립자 윌리스 캐리어 등을 거쳐 수천년 동안 실내 온도와 습도를 쾌적화하도록 연구해 상용화한 기술”이라고 설명했다.

에어컨은 큰 냉매를 활용해 압축시키고 팽창시킨다. 하지만 공짜는 없다. 팽창시킬때 온도가 낮아지지만 압축시킬때 그보다 더 온도가 올라가기 때문이다. 따라서 실외기를 바깥에 둬서 뜨거워진 열을 외부로 방출해야 한다.

에어컨의 유형 중 하나인 창문형 에어컨은 실외기를 설치하기 어려운 임대 거주자들을 중심으로 관심을 받고 있다. 원리는 일반 에어컨과 같고, 일체형으로 실외기를 달아 놓은 것으로 열을 창문을 통해 바깥으로 빠져나가게 한다.

이동형 에어컨도 에어컨의 한 유형이다. 주로 고속도로 휴게소, 공장 등에 설치돼 있다. 찬바람을 직접적으로 쐴 수 있지만, 마찬가지로 뜨거운 공기가 나오기 때문에 덕트 등을 이용해 위로 열을 방출해야 한다. 주로 넓은 공간에서 활용된다.

하지만 이동형 에어컨으로 불리며 사용되는 냉각장치중에 선풍기 바람이 불며 물을 증발시키는 원리로 차가운 바람을 만드는 원리를 이용하는 경우도 있다. 이러한 방식으로 작동하는 냉각 장치는 냉매의 압축과 팽창 원리를 이용하지 않는다는 점에서 에어컨으로 구분하기 어렵다.

에어컨은 오래 사용하면 차량과 같은 좁은 실내에서는 머리가 아프거나 곰팡이가 발생할 수도 있다. 송 본부장은 “좁은 방이나 차안에서 에어컨을 키고, 환기를 안하면 차량과 같은 좁은 실내에서 이산화탄소 농도가 올라가고, 산소 농도는 낮아질 수 있다”며 “자동차 열교환기에 습도가 높아지면서 곰팡이들이 발생할 수도 있다”고 말했다.

날씨가 더워지면서 한 상가 인근에서 작동하고 있는 실외기. 에어컨이 작동하는 내부에는 찬공기가 유입되고, 외부에는 더운 공기가 방출된다.<사진=강민구 기자>