종이의 습기를 막기 위한 발상…‘에어컨’이라는 ‘과학’이 되다
종이의 습기를 막기 위한 발상…‘에어컨’이라는 ‘과학’이 되다
  • 최율리아나 기자
  • 승인 2019.06.24 08:30
  • 댓글 0
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[데일리포스트=최율리아나 기자] “만일 이 더운 여름, 에어컨이 없었다면…상상도 하기 힘든 고통의 여름나기 아닐까? 그렇다면 무더위를 식혀주는 에어컨은 어떻게 탄생 됐을까?”

살을 태울 듯 거센 폭염이 기승을 부렸던 지난해 여름을 떠오르면 올해 여름 역시 걱정이 태산이다. 가만히 앉아 있어도 등줄기에 흐르는 땀과 후끈한 열기에 이내 지쳐버린 사람들은 어느새 커버 씌운 에어컨을 만지작거리고 있다.

무더위를 식혀주는 이 고마운 에어컨은 이제 우리 삶 속에서 흔히 만날 수 있다. 거리의 화장품 로드샵을 비롯해 카페, 식당, 영화관, 자동차, 그리고 일상을 마치고 퇴근한 가족의 곁에서 더위를 식혀주는 역할을 톡톡히 하고 있다.

물론 국내 에어컨 생산이 전무하고 공급이 부족했던 과거의 에어컨은 자본의 논리에 따라 그 존재의 자치가 극명히 갈렸었다.

고가의 수입된 에어컨을 소장할 수 있었던 자본력이 보장된 사람들은 에어컨의 시원함을 누렸던 반면 그렇지 못한 일반 서민들은 말 그대로 뜨거운 바람이 고스란히 쏟아지는 선풍기, 그리고 팔이 떨어질 것 같은 고통을 수반한 부채질이 고작이었다.

하지만 이제 기술의 발전과 시대가 급변하면서 자본에 구애받지 않고 누구나 쉽게 에어컨 기술의 혜택을 누릴 있을 만큼 에어컨은 이제 고가의 가치가 아닌 일반화된 옵션이 되고 있다.

이제 우리는 대중화가 된 에어컨의 놀라운 기술, 그리고 그 탄생의 배경에 대해 설명하고자 한다. 세상을 녹일 듯 뿜어져 나오는 더위를 쉽게 식혀버리고 눅눅한 습기 역시 잡아내는 이 에어컨이라는 과학은 어떻게 탄생했고 냉각의 원리는 무엇인지 궁금하지 않을 수 없다.

인류가 아닌 ‘종이’ 습도조절 위해 탄생한 에어컨

1902년의 일이다. 미국 코넬대학을 졸업한 윌리스 캐리어(Willis H. Carrier)는 뉴욕의 기계설비회사에 입사하게 된다.

무더위가 기승을 부리던 어느 여름날 거래처인 뉴욕 브루클린의 한 출판사 사장은 캐리어에게 “더위 때문에 습기가 찬 종이가 수축 팽창되면서 깨끗한 인쇄를 할 수 없다.”고 토로했다.

실제로 날씨가 더워지면 책을 제작하기 위한 출판사의 책은 습도와 온도의 변화로 종이가 확장되거나 수축되는 현상이 빈번해 인쇄업자들의 골칫거리였다.

캐리어는 이 문제를 해결하기 위해 공기가 열부에 냉수를 통과시켜 그 주위를 통과하는 공기를 냉각시키는 방법으로 첫 번째 문제를 해결했다. 최초의 공기조화 시스템인 에어컨이 탄생하는 순간이다.

이 당시 윌리스 캐리어가 제안한 공기조화 시스템이 현재 에어컨의 최초 탄생으로 인정받는 이유는 습도조절 장치가 추가되면서 ▲온도조절 ▲습도조절 ▲공기 순환과 환기 ▲공기정화 등 4가지 기본기능을 갖췄기 때문이다.

뿐만 아니라 캐리어는 수년간에 걸친 개량과 현장실험을 바탕으로 세계 최초 분무형 공기조화 장치인 ‘공기 취급 장비(Apparatus for Treating Air)를 특허 등록했다. 이 기계는 물을 데우고 한순간 냉각시켜 공기중의 습기를 내고 없애도록 하는 장비다.

종이의 습도조절을 위해 발명된 최초의 에어컨이 사람들을 위해 사용된 것은 그로부터 20년이 지난 1924년 디트로이트 백화점에 에어컨이 설치되면서다.

과거 싱가포르 수상 이광요(李光耀)은 캐리어의 에어컨을 두고 “인류 최대의 발명품”이라고 극찬한 바 있을 만큼 에어컨은 인류의 문화와 혁신을 이끌어낸 기술이 집약된 과학으로 꼽히고 있다.

에어컨은 어떻게 작동할까?

더위가 기승을 부리면서 습도에 의해 종이의 팽창력이 변하고 종이의 원색마저 변질되는 것을 해결하기 위해 개발된 윌리스 캐리어의 최초의 에어컨(Air conditioner)은 발명 20년이 지나서야 인류를 위해 활용됐다.

앞서 언급한 것처럼 싱가포르 수상 이광요는 에어컨을 “인류 최대의 발명품”이라고 극찬한 것처럼 100년전 최초 발명된 에어컨은 세월이 흐르면서 그 기술이 한층 진화돼 이제 인공지능 기능까지 더해졌다.

100년 전 기초 과학이 이제 최첨단 과학 기술로 승화되고 있다. 그렇다면 인류의 최대 수혜 기술인 에어컨은 어떻게 작동되며 그 원리는 무엇일까?

이상태 화학공학과 교수는 “에어컨의 핵심은 액체가 기체로 변하는 증발 현상인데 예컨대 땀에 흠뻑 젖은 더운 여름, 그늘에서 쉬고 있는데 바람이 불어오면서 온 몸에 적혔던 땀이 증발하고 시원함을 느껴지는 것, 그것과 같은 원리”라고 말했다.

조금 더 구체적으로 해설하면 에어컨을 운전하면 실내에서는 찬바람이 나오지만 실외에서는 뜨거운 바람이 나온다. 에어컨은 실내의 열을 밖으로 내버리고 대신 차가운 공기를 실내에 불어 넣어 시원하게 해주는 방식이다.

이 교수는 “에어컨의 주요 구성은 압축기와 응축기, 팽창밸부, 증발기 등 4가지 기기를 동관으로 연결하게 되는데 그 내부에 프레온 가스를 충전하고 흐름을 원활히 통제하는 전자 제어기를 장착한 것”이라고 덧붙였다.



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