에어컨의 어원과 작동원리

  에어컨 없는 세상을 생각해 보셨나요? 공기와 같이 건물 안과 이동 수단(자동차, 비행기 등)에 당연히 시원하다고 생각하고, 만약에 시원하지 않다면 절대 가지도 타지도 않을 것입니다.  지구가 아프면서 온도 상승으로 인해서 점점 더워지고 이제는 집의 방다 설치되고 있습니다.

Air Conditioner

1. 에어컨의 어원

  "Air Conditioner"라는 단어는 "Air"의 "공기"라는 단어와 "Conditioner"의 "조건을 만드는 것"이라는 단어가 결합하면서, 공기의 온도, 습도 등의 상태를 적절하게 만드는 장치를 의미합니다.

2. 최초의 에어컨  

   역사의 한 조각을 가지고 유추한 사항으로 현재의 에어컨 구조와 다르지만 개념이 비슷해서 고대 이집트와 로마에서 섰던 에피소드로 설명을 드립니다.

   1) 고대 이집트 문명

     물의 흐름과 증발을 이용하여 실내를 냉각할 수 있는 시스템을 만들었습니다. 바람을 통해 수영장으로 흐르는 물이 햇빛에 노출되면 증발하여 주변 공기를 냉각하는 방식이라 생각됩니다.

   2) 고대의 로마 제국

     장소마다 차가운 물이 흐르는 수도로 햇빛을 막기 위해 커버가 달린 물가 발견되었습니다. 이것이 온도를 낮추는 도구로 보입니다. 목욕탕이 발달하였던 시기라서 그 흔적이 있습니다.

3. 에어컨의 역사

   1) 1758년 거슬러 올라가면, 영국의 프랭클린과 케임브리지 대학의 화학 교수인 존 해들리가 알코올의 빠른 증발이 주변의 열을 흡수하여 물체를 냉각시키는 원리를 발견하였습니다. 다시 말해서, 알코올이 증발함에 따라 주변의 열이 흡수되어 물체의 온도가 떨어지는 것을 실험을 통해 인했고, 이 실험을 통해서 "증발 냉각" 입증하게 되었습니다. 아쉽게도 제품화하지 못하고 이론만을 남기게 되었습니다.

   2) 1902년 미국의 윌리스 캐리어(Willis Carrier)가 에어컨의 원리를 발명했습니다. 뉴욕주에서 태어나서, 코넬대학교에서 기계공학을 전공했고, 1902년에 인쇄소에서 일하던 중, 고온다습한 환경 때문에 인쇄물이 제대로 건조되지 않는 문제를 해결하기 위해서, 그는 공기의 온도와 습도를 조절하는 장치를 설계하여, 이를 통해 쾌적한 실내 환경을 만들었습니다.

이후 캐리어는 이 원리 더욱 발전시켰고, 1915년에 자신의 이름을 걸고 캐리어 공기조절 회사를 창립했습니다. 그는 회사를 통해 에어컨을 상업화하면서, "에어컨의 아버지"로 불렸으며, 오늘날에도 캐리어라는 브랜드 여전히 존속하고 있습니다.

   3) 1920년대부터 상업용 에어컨 출시되면서 근무 환경이 향상되었습니다.

       1930년대에는 일반 가정에서도 사용할 수 있는 제품이 출시되었습니다.

       1968년에 대한민국에서는 금성사(현재 LG)에서 창문형 에어컨을 최초로 생산했습니다.

4. 에어컨의 작동원리

    열역학의 기본 법칙에 근거하며, 특히 냉매라는 화학 물질의 상태 변화를 이용합니다.

    4가지의 주요 구성 요소를 통해 연속적인 냉매의 압축, 응축, 팽창, 증발 과정을 통해 실내 공기를 냉각시킵니다. 이런 원리는 냉장고와 냉동고 등 다른 냉각 장치에도 사용됩니다.

  1) 압축기

      에어의 심장에 해당하 부품으로, 냉매를 수신하고 이를 압축하여 온도와 압력을 높입니다.

      이 뜨거운 공압 냉매가 압축기를 떠나서 다음 단계로 갑니다.

  2) 응축기 

      압축기에서 나온 뜨거운 냉매를 콘덴서라는 열교환기로 이동합니다. 여기서 냉매는 외부 공기와 접촉하여 열을 방출하고, 냉매가 식으면서 액체 상태로 응축됩니다.

  3) 팽창기 

      액화된 냉매는 팽창 밸브를 통하고 냉매의 압력을 감소시키며, 이 과정에서 냉매의 온도가 급격히 떨어집니다.

  4) 증발기

      저온 저압의 냉매는 증발기라는 또 다른 열교환기로 이동합니다. 증발기 내부에서 냉매는 다시 기체 상태로 증발하면서 주변 공기의 열을 흡수합니다. 이렇게 냉매에 의해 냉각된 공기는 에어컨 팬에 의해서 실내로 방출하게 됩니다. 

5. 에어의 종류

     에어컨의 형태와 크기, 설치 공간에 따라 나누어 보겠습니다.

   1) 벽걸이형

      가정에서 가장 흔히 볼 수 있고, 방이나 공간이 좁은 곳에서 주로 설치해서 사용합니다.

   2) 천장형

      천장이 높은 사무실에서 설치되었으나 최근에 가정에서 많이 설치하고 있습니다.

       강력하고 넓은 공간을 커버할 수가 있고, 공간 활용도 가장 높습니다.

   3) 스탠드형

       일반적인 설치 방법이고, 강력한 냉방 성능을 발휘할 수가 있습니다.

   4) 창문형

       공간이 제한된 곳에서 사용하기 좋고, 저렴한 비용이지만, 냉방 범위가 제한적입니다.

   5) 휴대용

       개인이 사용하도록 최근에 많은 제품이 출시되고 있고, 가격은 천차만별입니다.

6. 에어컨 점유율 (2023년 기준)

     해당 자료는 2023년 기준으로 상위 업체이며, 제품 수준과는 별개입니다.

    1) Gree 그리 : 22.7%

    2) Midea 미데아 : 15.2%

    3) Aux : 10.4%

    4) Haier 하이얼 : 8.8%

    5) TCL 티씨엘 : 5.7%

    6) SAMSUNG 삼성 : 5.3%

    7) Daikin 다이킨 : 4.9%

    8) LG 엘지 : 4.6%

    9) Hisense 하이센스 : 3.2%

    10) Panasonic 파나소닉 : 2.9%

   

에어컨으로 쾌적한 실내