에어컨은 어떤원리로 작동하나요?
여름철에는 에어컨이 없으면 살수가 없을정도로 이젠 당연한게 되었는데요 에어컨은 어떠한 원리로 작동하고 에어컨 작동시 물이 왜나오는건가요?
안녕하세요. 단아한사마귀17입니다.
에어컨의 기본 원리는 어떤 물질의 상(phase)이 변화할 때 열을 흡수하거나 방출하게 되는 물리 현상을 이용하는 것이다. 대부분의 에어컨은 액체 냉매가 기화될 때 주변에서 기화열을 흡수하는 현상을 이용한다.
예를 들면 더운 여름 날에 2리터짜리 생수병에 물을 꽁꽁 얼려서 방 안에 놔두면, 생수병 안의 얼음이 녹으면서 주변의 온도가 내려간다. 이는 생수병 안의 얼음이 고체에서 액체로 변화하면서 주변의 열을 흡수하기 때문이다.
에어컨의 원리도 이와 매우 비슷한데, 고체가 액체로 변하는 상태변화가 아니라 액체가 기체로 변하는 상태변화를 이용한다는 점이 다르다. 여기 사용하는 냉매는 기화점이 낮고 기화열이 큰 것이 사용된다. 추가로 금속을 부식시키지 않을 것이 요구된다. 에어컨의 냉매관은 보통 구리 도관이므로 구리를 부식시키지 않을 정도면 충분하다.[2] 그리고 냉매가 겨울에 얼어버리면 곤란하니까 저온에서도 액체 상태로 존재하는 냉매가 유리하다. 냉매의 선택지, 실외기의 분리 유무만 제외하면 냉장고의 원리와 거의 같다. 조금 더 자세한 설명은 열역학 제2법칙 참고. 에어컨의 경우 실외기가 영하 20도 정도로 내려가는 날에도 실외에 방치되게 되어 어는 점이 낮은 냉매의 사용이 강제되지만, 실내에서 쓰는 냉장고는 그런 경우가 거의 없어 냉매를 보다 더 폭넓게 사용할 수 있기 때문이다.
에어컨이 돌아갈 때는 덤으로 제습까지 되는데, 이것 또한 위에서 설명했듯 얼린 생수병 주변에 공기 중의 수증기가 차가운 물체를 만나 액화된 물방울이 맺히는 것과 같은 원리에 의한 것이다. 그렇기 때문에 에어컨을 돌리면 차갑고 건조한 공기가 만들어져 훨씬 쾌적하고, 에어컨에는 냉매관에 맺히는 물을 제거하는 호스나 펌프가 있어서 물을 배출하게 되어 있다.
