에어컨의 원리와 작동 방법 및 구성요소에 대해 알아봅시다

에어컨은 주로 실내 온도를 낮추고, 공기를 제어하여 편안한 환경을 조성하는 기기입니다.

에어컨의 작동 원리는 기본적으로 열 전달과 냉매 순환에 기반합니다.

 

아래에서 에어컨의 작동 원리를 자세히 설명하겠습니다.

에어컨의 구성요소

- 압축기 : 냉매를 압축하여 고온 고압의 가스로 만드는 장치

- 응축기 : 압축된 냉매가 열을 발출하면서 액체로 변화하는 장치

- 팽창 밸브 : 액체 냉매의 압력을 낮추어 저온 저압의 액체로 만드는 장치

- 증발기 : 저온 저압의 냉매가 증발하면서 열을 흡수하여 공기를 냉각시키는 장치

에어컨의 기본적인 원리는 기화열에 의한 냉각입니다.

기화할 때 흡수하는 열이 기화열인데, 에어컨은 압력을 크게 변화시켜 기체였던 냉각제를 액체로 웅축한 후에 압력을 낮추게 됩니다.

이 때 액채 상태의 냉각제가 다시 증기로 기화할 때 주위의 온도를 낮추게 되는것이 에어컨의 원리입니다.

에어컨에서 나오는 찬바람은 에어컨이 실내의 공기를 빨아들인 후 이를 차가운 냉각기 사이로 통과시켜 찬 공기로 만든 다음 다시 밖으로 배출하는 원리로 동작합니다(냉장고와 같은 원리입니다).

쉽게 생각해서 실내의 공기를 흡수해서 차갑게 만들고 다시 실내로 방출한다고 생각하시면 됩니다.

실외기는 실외의 공기를 빨아들인 후 이를 뜨거운 응축기에 통과시켜 뜨거운 공기로 만든 다음 다시 밖으로 배출하는 원리로 응축기를 식힙니다.

참고로 실외기는 실내의 공기는 흡입하지 않고, 오직 실외의 공기만 흡입하기에 에어컨을 가동한다고 해도, 환기 효과는 전혀 없습니다.

< 에어컨의 작동 과정 > 

 

1. 압축과 확장: 에어컨은 냉매라고 불리는 특수한 유체를 사용합니다. 작동 시작 시, 압축기라는 장치에서 냉매가 압축됩니다. 이로 인해 냉매 분자들 간의 운동이 증가하고, 그 결과 온도가 상승합니다. ​

 

2. 열 전달: 높은 압력과 온도의 냉매가 컴프레서(압축기)에서 생성되면, 이것은 콘덴서로 이동합니다. 콘덴서는 실외 유닛에 위치해 있으며, 여기서 열을 외부로 방출하기 위해 공기나 물 등을 통해 열을 전달합니다. ​

3. 확장 및 증발: 열이 외부로 방출되면, 낮은 압력으로 변환된 냉매는 화재 안전성이 있는 디바이스인 팽창 장치(연속적인 팽창 밸브나 쓰로틀 밸브)를 통해 지나갑니다. 이 과정에서 냉매의 액체 상태에서 기체 상태로 변화하며, 동시에 온도가 크게 하락합니다.

 

​4. 실내 유닛: 낮아진 온도와 액체에서 기체 상태로 변한 냉매는 실내 유닛으로 들어갑니다. 여기서 송풍 팬을 통해 실내 공기를 흡입하고 필터를 거친 후 차갑게 되었던 기체 상태의 냉매와 접촉시킵니다. ​

5. 제습과 순환: 냉매와 접촉하는 동안, 에어컨은 습도 조절을 위한 제습 작업을 수행합니다. 차갑게 되었던 공기 중의 수분이 응결되고 추출됩니다. ​

 

6. 반복 순환: 위 단계들이 계속 반복되면서 에어컨은 일정한 온도와 습도 조건을 유지하기 위해 계속해서 작동합니다. ​ 요약하자면, 에어컨은 압축과 확장 단계를 거치며 열 전달과 정화된 공기 제공 등 다양한 프로세스를 사용하여 실내 공간의 온도와 습도를 제어하는 것입니다.