김형민 <뉴욕주 공인 홈인스펙터>

에어컨(Air Conditioner 약칭 AC)은 냉각 순환의 원리를 이용하여 만든 냉방장치(공기조화기)를 말한다. 오늘날 에어컨은 더운 여름에 실내공기를 시원하게 함으로서 쾌적한 실내 환경을 유지하게 하는 현대인의 생활 필수품 중 하나다.
에어컨은 1902년 미국의 한 인쇄공이 여름철이면 고온과 습기로 인해 인쇄용지가 변질되는 문제를 방지하기 위해 착안한 아이디어에서 유래한다고 알려진 가운데 1930년 미국 듀퐁(DuPont)사가 20세기 인류가 개발한 가장 완벽한 물질이라는 찬사를 받은 프레온(Freon) 가스를 생산함으로서 오늘날 없어서는 안 될 냉장고, 에어컨의 냉매체로 광범위하게 사용되어 왔다.

에어컨의 핵심원리는 액체가 기체로 변하는 증발현상을 이용한다는 것이다. 한 예로 얼음이 녹으면 물로 변하고 물은 서서히 기화되어 증발한다. 그 이유는 얼음주위의 열을 흡수하기 때문이다. 이는 어떤 물질이 고체에서 액체로, 액체에서 기체로 변할 때는 열을 흡수해야하고 역으로 기체가 액체로, 액체가 고체로 변하기 위해서는 물질이 가지고 있는 열을 방출한다는 논리에서 기인한다.

따라서 얼음을 둘러싸고 있는 공기는 주변의 열을 빼앗기 때문에 결과적으로 실내온도가 차가워지게 된다. 이러한 증발의 원리를 이해하기 쉽게 설명하면 땀으로 젖은 우리 인체에 선풍기를 틀면 선풍기 바람으로 인해 피부에 맺힌 땀이 기화되어 증발하면서 우리 몸의 열을 빼앗아 감으로 우리의 몸을 시원하게 하는 것과 같은 것이다.

에어컨은 기계적으로 팬(Fan)통해 더운 실내공기를 흡입한 다음 흡입된 공기가 프레온가스 즉 냉매체로 인해 냉각된 코일(Coil)을 지나면서 차가워진 공기를 송풍기로 실내에 다시 공급하는 한편, 열을 흡수한 냉매체는 이를 외부로 발산하는 과정을 되풀이하면서 차가운 공기를 지속적으로 실내에 공급한다.

에어컨의 구조와 기능을 살펴보자. 에어컨의 커버(Front Cover) 바로 뒤에는 흡입하는 공기 속에 포함하고 있는 먼지 등의 불순물을 걸러주는 필터(Filter:여과장치)가 있고 곧이어 자동차의 냉각시스템인 라디에이터 모양의 증발기(Evaporator Coil)가 있다. 실내에서 들어온 더운 바람이 냉매체인 프레온이 통과하는 증발기를 거치면서 차가워지는 한편 이 냉매 즉 프레온이 들어온 공기의 열을 흡수함으로 냉매는 액체상태에서 저온저압(화씨50도정도)상태의 기체 상태로 변한 후 압축기(Compressor)로 들어가게 된다.

압축기는 증발기에서 기체 상태로 변한 저온저압의 냉매가스를 빨아드린 후 압축하여 고온고압(화씨150도정도) 상태의 기체로 만든 다음, 에어컨의 가장 뒤에 있는 코일로 만들어진 라디에이터 모양의 응축기(Condenser Coil:열교환기)로 보낸다. 이렇게 냉매를 압축하는 이유는 기체를 액체로 바꾸기 위함이다.

응축기는 팬을 통해 대기에서 공기를 빨아드려 압축기에서 전달된 고온고압의 냉매를 냉각시켜 중온고압(화씨100도정도)의 액체상태의 냉매로 전환시키는 역할을 수행한다. 마지막으로 액체상태의 냉매는 팽창밸브(Expansion Valve)를 거치면서 저온저압(화씨20도정도)의 개스 상태로 바뀌어 다시 증발기로 보낸다. 이러한 순환과정을 거쳐 에어컨은 우리에게 시원한 바람을 지속적으로 공급하게 되는 것이다.
그러나 세기의 발명품으로 칭송받던 냉매체 프레온 가스도 지구의 온난화 형상의 주범인 오존층 파괴 물질로 알려 지면서 이제는 사용을 금지하고 있고 요즈음은 새로운 대체 냉매체를 개발하여 기존의 프레온 가스를 대체하여 사용하고 있다.

주의할 점이 있다. 외부 온도는 화씨 60도 이하의 차가운 날씨인데 실내는 덥다하여 에어컨을 켜는 경우가 있다. 대부분의 에어컨은 60도 이상에서 정상적인 냉방운전을 하기 때문에 만일 작동시킬 경우 증발기가 얼 수 있고 이로 인해 에어컨이 손상될 수 있기 때문이다.

따라서 홈인스펙션 중에 외부온도가 60도 미만인 경우 가장 중요한 부품중의 하나인 압축기(컴프레서)가 망가질 수 있어 테스트를 하지 않고 그 사유를 검사 리포트에 기술하여 놓는다. 그러나 예기치 않은 안전상의 이유와 측정 온도계의 오차로 인한 과실을 방지하기 위해 65도 이상인 경우에 검사 테스트를 실시하기도 한다.

에어컨이 실내에서 빨아드리는 더운 공기는 습기를 함유하고 있다. 이 습한 공기가 냉각된 응축기 코일을 지나는 동안 냉각 코일에 탈취된 습기로 인해 물방울이 맺히게 되고 이렇게 생긴 물방울을 모아 밖으로 내보내기 때문에 에어컨에서 물이 나오게 되는 것이다. 따라서 실내에 공급되는 찬바람은 건조한 바람이 된다. 이러한 에어컨의 원리를 응용한 것이 바로 지하실의 습기를 제거하는 제습기(Dehumidifier)이다.