더운 여름 필수품, 에어컨도 화학이다!

여름아, 부탁해! 적당히 더워질 수는 없겠니…? 그늘만 벗어나도 숨이 막히는 더위와 함께 여름이 찾아 왔습니다! 요즘 같은 날씨에는 그냥 실내에 누워서 에어컨 바람만 쐬는 것도 진정한 바캉스죠. 이제는 여름에 없어서는 안 될 ‘에어컨’! 그런데 이 에어컨에도 화학의 원리가 숨어있다고 하는데요! 함께 알아볼까요?

 

 

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점점 더워지는 여름

   

본격적인 장마와 불볕더위가 이어지며 여름의 절정인 8월이 코앞으로 다가왔는데요. 지난 7월은 첫째 주부터 낮 기온이 30도를 넘나들며 본격적인 더위가 시작되었죠. 여름철 비정상적인 이상 고온이 계속되는 ‘폭염주의보’의 기준이 ‘이틀 연속 33도’인 데요. 8월에도 폭염은 계속될 것으로 예상됩니다.  

게다가 지구온난화가 계속되면서 여름철 기온 상승과 폭염 일수는 꾸준히 증가하고 있는데요. 영국의 국제환경개발연구소의 조사에 따르면 전세계 20개 대도시의 누적 폭염 발생 일수는 1994년~2003년까지는 4775일, 2004년부터 2013년까지는 5343일, 2014년부터 2023년까지는 6488일로 꾸준히 상승하고 있습니다. 90년대의 평균 폭염 일수가 23.8일이었다면, 2010년대는 32.4일로 늘어난 것이죠.

그 중 서울은 더 심각한 폭염 일수 증가세를 보이고 있는데요. 지난 30년간 서울에서 폭염 일로 기록된 것은 총 84일, 이 중 50일이 최근 6년사이 발생했습니다. 특히 올해는 6월부터 30도가 넘는 기온이 관측되면서 7월의 무더위를 예고했습니다.

 

 

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에어컨의 찬 바람도 화학이다!

  

갈수록 더워지는 여름에 반드시 필요한 이것! 바로 ‘에어컨’인데요. 에어컨은 화학 원리를 활용한 대표적 기계입니다. 바로 ‘기화열’과 ‘응축열’을 이용하는 것이죠. 에어컨의 원리를 알기 위해서는 먼저, 액체의 상태 변화에 대해서 알아야 합니다. 액체는 기온이나 압력에 따라 기체 혹은 고체가 되는데요. 이때 열을 방출하거나 주변의 열을 흡수합니다. 

더 자세히 알아볼까요? 에어컨은 크게 실외기와 실내기로 나누어져 있는데요. 실외기에서 기체 상태의 냉매를 압축해 고온, 고압의 냉매로 만들고 응축기를 거쳐 액체로 변화시킵니다. 이때 ‘응축열’이 발생하죠. 우리가 실외기에서 따뜻한 바람을 느끼는 이유가 바로 이 때문입니다. 

응축열을 발생시킨 냉매는 실내기로 이동하며 넓은 공간으로 쏟아져 나오는데요. 이때 압축이 풀리면서 압력이 하락하고 증발기를 통해 기체로 변합니다. 냉매가 기화하면서 주변의 열을 흡수하면 에어컨에서는 시원한 바람이 나오게 됩니다. 기화열을 품은 냉매는 다시 실외기로 이동하며 순환을 이어 갑니다.

 

 

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바람없이 시원하게 하는 무풍 에어컨

   

요즘은 에어컨 바람에 추위를 느끼는 사람이 많아지면서 ‘무풍 에어컨’이 인기를 끌고 있습니다. 무풍 에어컨은 에어컨 외부에 아주 작은 ‘마이크로 홀’이 달려 풍속 0.15m/s 이하의 미세한 바람이 나오는 에어컨을 말하는데요. 바람이 불지 않기 때문에 냉방병에 걸릴 염려도 줄고 소음이나 진동도 적습니다. 

우리 조상들이 이용하던 석빙고의 원리에서 영감을 얻어 개발된 무풍 에어컨은 강한 바람 없이도 낮은 온도를 유지할 수 있는데요. 더운 공기와 차가운 공기가 만났을 때 차가운 공기는 가라앉고 더운 공기는 위로 상승하는 대류현상 때문입니다. 

무풍 에어컨은 냉방 초기에 급속 냉방을 시킨 후 수많은 미세 구멍으로 냉기를 아주 천천히 균일하게 내보내는 방식입니다. 찬 바람이 에어컨 주변에만 머물게 되면서 차가워진 주변 공기가 냉기를 서서히 고르게 전달하게 되고 결과적으로 방 전체가 시원해지는 복사냉방 방식이지요.

 

 

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에어컨, 에너지 아껴쓰는 법!

   

더위에 밤잠을 설치다 보면 에어컨을 안 틀 수가 없는데요. 한편으로는 전기요금 걱정에 에어컨을 껐다 켜기를 반복하기도 하죠. 에어컨을 시원하게 사용하면서도 전기요금을 줄이기 위해서는 몇가지 수칙을 기억해야 하는데요. 

먼저, 에어컨을 틀기 전에는 실내의 더운 공기를 순환하기 위해 환기를 하는 것이 좋습니다. 내부의 열기를 밖으로 빼 낸 후 에어컨을 틀어야 에어컨 가동 시간을 줄일 수 있습니다. 

또한 에어컨을 켤 때는 낮은 온도와 강풍으로 시작하면 전기요금을 절약할 수 있습니다. 센 바람과 낮은 온도를 통해 희망 온도에 빠르게 도달한 뒤 온도를 높이거나 약풍으로 줄이면 실외기가 적게 돌아가 전기요금도 덜고 에너지도 절약할 수 있답니다. 

이외에도 주기적으로 필터를 청소하고, 냉기를 멀리 전달하기 위해 선풍기와 함께 사용하면 에어컨과 함께 슬기로운 여름철 나기 성공입니다! 하지만 무엇보다도 샤워와 선풍기 사용이 지구에게도 쉼을 줄 수 있겠죠?


에어컨이 없었더라면 인류가 이만큼 발전할 수 있었을까요? 화학 원리를 사용한 기계 덕분에 인류의 삶은 180도 바뀌었습니다. 이제는 없어서는 안 될 여름철 필수품, 에어컨! 화학 원리도 알고 에너지 절약 방법도 배워서 똑똑하고 시원한 여름 나세요~ 

 

 

 

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종합 케미칼 & 에너지 리더,

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