에어컨 원리, 전기세와 전기세 줄이는 법

에어컨의 작동 원리와 기술적 원리

에어컨은 우리의 생활에서 더운 여름철에 필수적인 가전 제품 중 하나로 자리잡았습니다. 쾌적한 실내 온도를 유지하고 더위로부터 우리를 보호하는데 중요한 역할을 수행합니다. 그러나 이러한 편리한 기능을 수행하기 위해서는 다양한 기술과 원리들이 연결되어 작동되고 있습니다. 

 

1. 에어컨의 개요

에어컨은 공기 중의 열을 제거하고 실내 온도를 낮추어 쾌적한 환경을 제공하는 기기입니다. 주로 건물 내부, 자동차, 사무실 등 다양한 장소에서 사용됩니다. 에어컨은 냉방과 냉동 두 가지 주요 기능으로 나뉘며, 여기서는 주로 냉방에 초점을 맞출 것입니다.

 

2. 냉방 기능의 작동 원리

냉방 기능을 제공하기 위해서는 열을 이동시키는 기술과 원리가 필요합니다. 에어컨은 기본적으로 열을 실내에서 실외로 옮기는 열 교환 과정을 통해 작동됩니다. 이 과정은 냉매라고 불리는 특수한 물질을 사용하여 이루어집니다.

 

3. 냉매의 역할

냉매는 에어컨의 핵심적인 구성 요소로서 열을 흡수하고 방출하는 역할을 수행합니다. 냉매는 액체와 기체 상태 변화를 반복하면서 열을 흡수하고 방출합니다. 일반적으로 냉매로는 하이드로플로로카보나(HFC) 또는 하이드로카보나(HCFC)가 사용되며, 환경 친화적인 냉매도 연구되고 있습니다.

 

 

4. 에어컨의 작동 원리

에어컨은 냉매의 주기적인 압축과 팽창에 의해 열을 이동시키는 사이클을 반복하는 원리로 작동됩니다. 이러한 사이클은 기본적으로 총 네 가지 단계로 이루어집니다.

 

아래에서 각 1,2,3,4 번의 순서대로 설명합니다.

4.1. 압축 단계

냉매는 압축기에 의해 가스 상태로 압축됩니다. 압축에 의해 냉매의 온도와 압력이 증가하게 되는데, 이때 발생한 열은 압축기의 냉각 팬에 의해 실외로 방출됩니다.

4.2. 방열 단계

가스 상태로 압축된 냉매는 외부 열교환기로 이동합니다. 외부 열교환기는 일반적으로 실외에 위치한 냉동기의 뒷면으로 배치되어 있으며, 냉매가 외부 열교환기를 지나가면서 열을 방출하여 기체 상태에서 액체 상태로 변합니다.

4.3. 팽창 단계

액체 상태로 변한 냉매는 팽창 장치(또는 확장 장치)를 통과하여 저압 및 저온의 상태로 변합니다. 팽창 장치를 통과하면서 냉매의 압력이 급격히 낮아지게 되는데, 이로 인해 냉매의 온도도 함께 낮아지게 됩니다.

4.4. 흡열 단계

저압 및 저온의 상태로 변한 냉매는 내부 열교환기를 통과하여 실내로 흡입됩니다. 내부 열교환기는 일반적으로 에어컨이 설치된 실내에 위치한 냉동기의 앞면에 배치되어 있으며, 냉매가 내부 열교환기를 지나가면서 실내의 열을 흡수하여 쾌적한 온도를 유지합니다.

5. 추가적인 기술적 원리

에어컨은 위에서 설명한 기본적인 사이클을 효과적으로 수행하기 위해 다양한 기술적 원리들을 포함하고 있습니다.

 

5.1. 열교환기

열교환기는 에어컨의 작동 원리에서 중요한 역할을 수행하는 장치로, 냉매의 열을 실외로 방출하거나 실내로 흡수하는 역할을 담당합니다. 에어컨 내부에서는 실내 열교환기와 실외 열교환기 두 가지 종류의 열교환기가 사용되며, 각각 냉매의 흡열과 방열 단계에서 활용됩니다.

1. 실내 열교환기:
실내 열교환기는 에어컨의 내부에 위치하며, 주로 실내 공기를 흡입하여 냉매와의 열 교환을 통해 실내를 냉방하는 역할을 수행합니다. 냉매는 실내 열교환기를 통과할 때, 열을 흡수하여 가스 상태에서 액체 상태로 변합니다. 이렇게 냉매가 열을 흡수하면, 실내의 공기는 냉각되고 쾌적한 온도를 유지하게 됩니다. 실내 열교환기는 에어컨의 내부에 배치되어 있기 때문에 외부에서는 보이지 않으며, 냉방 효과를 위해 팬이나 블로워와 함께 작동합니다.

2. 실외 열교환기:
실외 열교환기는 에어컨의 외부에 위치하며, 냉매의 방열 단계에서 사용됩니다. 이 열교환기는 일반적으로 에어컨의 실외 유닛에 함께 포함되어 있습니다. 실외 열교환기는 냉매가 압축 단계에서 가스 상태로 변한 후, 실내 열교환기에서 흡수한 열을 외부로 방출합니다. 냉매가 외부 열교환기를 지나면서 열을 방출하면, 냉매는 다시 액체 상태로 변하게 됩니다. 이러한 열 교환과정을 통해 냉매의 온도가 낮아지고, 다시 실내로 순환할 준비를 합니다.

열교환기는 에어컨의 효율성과 냉방 성능에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나입니다. 효율적인 열 전달과 냉매의 상태 변화를 원활하게 이루어지게 하기 위해 열교환기의 디자인과 기술적인 성능을 최적화하는 것이 중요합니다. 최근에는 더욱 효율적인 열 교환을 위해 플레이트 열교환기와 솔라 에어컨 등 다양한 혁신적인 열교환기 기술들이 연구되고 있으며, 에어컨의 성능과 환경 친화성을 높이는데 기여하고 있습니다.

5.2. 압축기

압축기는 에어컨의 작동 원리에서 핵심적인 역할을 수행하는 장치로, 냉매를 가스 상태로 압축하는 기술적인 장치입니다. 에어컨 내부에서 냉매의 압축 단계에서 주로 활용됩니다.

압축기의 역할은 주로 냉매를 저압에서 고압으로 압축하여 냉매의 압력과 온도를 증가시키는 것입니다. 이러한 압축 과정을 통해 냉매는 냉방 사이클에서 주기적으로 변하는 압력과 온도 상태로 이동하게 됩니다. 에어컨의 냉방 사이클에서 압축기는 냉매를 액체 상태에서 가스 상태로 변환시키는데, 이로 인해 냉매는 실내와 실외의 열 교환을 원활하게 이루어지도록 합니다.

일반적으로 압축기는 피스톤 압축기와 스크롤 압축기 두 가지 주요 형태로 사용됩니다.

1. 피스톤 압축기:
피스톤 압축기는 피스톤이 실린더 안에서 상하 움직임을 하면서 냉매를 압축하는 방식으로 작동합니다. 압축기가 회전하는 방식보다 직선 운동을 통해 압축을 수행하므로 효율적이고 작은 규모의 에어컨에 많이 사용됩니다. 그러나 진동과 소음이 발생할 수 있기 때문에 대형 에어컨에는 주로 스크롤 압축기를 사용하는 경향이 있습니다.

2. 스크롤 압축기:
스크롤 압축기는 고정된 스크롤과 회전하는 스크롤을 이용하여 냉매를 압축하는 방식입니다. 회전 스크롤이 고정 스크롤을 따라 움직이면서 냉매를 압축하게 되는데, 이로 인해 효율적인 압축이 이루어지고 진동과 소음이 감소됩니다. 스크롤 압축기는 대형 에어컨과 상업용 냉방 시스템에 주로 사용되며, 높은 효율성과 신뢰성을 가지고 있습니다.

압축기는 에어컨의 냉방 사이클에서 열을 움직이는 핵심적인 부품으로서, 냉매의 압축과정을 통해 실내 온도를 조절하고 쾌적한 환경을 제공하는데 결정적인 역할을 합니다. 압축기의 기술적인 발전과 향상을 통해 더욱 효율적이고 에너지 절약형의 에어컨이 개발될 것으로 기대됩니다.

 

 

에어컨 한달 전기세

에어컨은 에어컨 종류에 따라 다릅니다. 인버터 컴프레셔 유무와 벽걸이 혹은 스탠드형에 따라 다릅니다.

 

에어컨의 소비전력이 1800w라고 했을때 5시간 틀면 270kwh가 됩니다. 여기에 평균 가정 전기세 250kwh 정도를 더하면 총 520kwh로 예상 전기요금은 100360원이 됩니다. 이때 에어컨이 계속 컴프레셔가 돌아갔을때의 이야기이고, 인버터 기능이 있어서 꺼졌다 켜졌다가 반복되면 전기 요금은 더 줄어들 것입니다.

 

에어컨 전기세 아끼는 팁

1. 인버터를 사용 합니다. 에어컨 겉면에 Inverter라고 쓰여져 있거나, 인터넷으로 제품 모델명을 쳐봐서 알아볼 수 있습니다. 한편 에너지소비효율등급이 5등급이라면 정속형 제품이라고 합니다.

 

인버터 에어컨이라면, 에어컨을 계속 켜 놓는게 전기 요금을 아끼는 방법입니다. 

 

인버터 에어컨은 12시간 내내 에어컨을 틀어두는게 2시간 간격으로 껐다 켰다 하는것보다 예상 전기요금이 35% 더 적게 나간다고 합니다. 

 

정속형이라면, 에어컨을 강하게, 짧게, 자주 키는게 좋다고 합니다. 12시간 정속형 에어컨을 키는것과 2시간 마다 끄고 켜고 를 반복하면 예상 전기요금은 후자가 70% 절약 효과가 있었습니다.

 

 

2. 실외기 덮개 씌워주도록합시다. 대부분의 실외기는 외부에 노출되어 햇빛에 뜨거워질 수 있는데요. 그렇게 되면 전력 효율이 상당히 떨어질 수 있다고 합니다. 

 

3. 필터를 될 수 있는 한 자주 청소 해주도록 합니다. 2주의 한번정도도 괜찮은데요. 필터를 자주 청소해주면 좋은 이유는 필터가 먼지로 막혀있으면 공기 순환 효율이 떨어지기 때문이라고 합니다. 에어컨 필터는 물세척만으로도 괜찮기 때문에 2주에 한번 정도는 청소를 해주는 것이 좋습니다.

 

4. 에어써큘레이터, 선풍기와 함께 사용하도록 합니다. 선풍기와 에어컨을 같이 사용하면 에어컨 온도가 2~3도 높더라도 비슷한 냉방효과를 봐서 시원함을 느낄 수 있다고 합니다.