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주중의 냉난방수배관전문가

공조시스템_에어콘의 역사

by 꼼꼼한 수수파파 2023. 6. 16.
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예전 회사에서 주니어급(주임/대리)시절 말레이시아로 출장은 간적이 있었습니다. 그때는 지금과 같은 공조관련업무를 하는 사람은 아니였으나, 너무 재미있는 일화가 있었습니다. 출장 중 숙박하던 호텔 1층에 말레이시아 전통복장을 한사람과 서양인이랑 악수를 하고있는 사진, 신문기사가 엄청 큰 벽에 전시되어 있었습니다. 호텔 1층 로비에 있을만한 사진은 아닌거 같아 직원에게 물어보니

 

말레이시아 전통복장을 한 사람은 예전 말레이시아 국왕이며, 서양인은 케리어씨입니다.
말레이시아 국왕은 케리어씨에게 당신의 발명품인 에어콘이 우리나라(말레이시아) 국민을 게으름과 나태함에서 구해주셨습니다.

---호텔직원의 영어를 나름 제생각을 섞어서 해석했음


정말 신기한 내용이였습니다. 지금이야 어디든 설치되어있는 에어콘, 제가 어릴적만해도 에어콘이 있는 집은 정말 부자집이였으며, 저희집은 저녁에 가족들과 모두 샤워를 하고 차에 내려가서 에어콘을 쏘이며 라디오를 듣다가 자러 올라곤 경험도 있습니다.

 

그럼 오늘은 에어콘이라 잘못 쓰고 에어컨디셔너(Air conditioner)의 역사에 대해 알아보겠습니다.

에어컨디셔너(air conditioner, AC)는 공기(air)의 상태를 조절(condition)하는 기계라는 뜻으로, 특히 실내 공기의 온도와 습도를 조절하는 장치를 말합니다. 본래 에어컨은 '냉난방기', 즉 냉방기와 난방기를 모두 가리키는 단어이나 한국에서는 냉방기만을 뜻하는 경우가 많고 표준국어대사전에서도 '여름에 실내 공기의 온도, 습도를 조절하는 장치'라고 등재되어 있을 정도이다.

  1. 에어컨디셔너(air conditioner)의 역사

18세기경 벤자민 프랭클린과 그의 동료이자 케임브리지 대학 화학 교수이던 '존 하들리' 교수가 수은 온도계를 통한 공기 냉각을 시도했고 몇 년 뒤인 1820년에 마이클패러데이가 압축-냉각된 암모니아의 기화를 통해 공기 냉각의 원리를 발견했다. 이 발견 자체는 당시에 선풍적인 인기를 끌지 못했지만 20년 뒤인 1840년에 인류가 최초로 인공적으로 얼음을 만들 수 있게 하는 데 큰 영향을 줬고 후술할 최초의 전기식 에어컨에도 큰 영향을 줬다.

최초의 전기식 에어컨은 1902년 7월경, 코넬대 전기공학 석사 출신의 엔지니어로, 당시 제철소에서 근무하고 있었던 윌리스 캐리어에 의해 개발되었다. 당시 캐리어는 높은 습도로 인쇄 품질 유지에 어려움을 겪고 있던 인쇄소의 문제를 해결하기 위해 이 장비를 개발했다. 즉, 최초의 현대식 에어컨은 인쇄 보조 설비의 일종이었던 것. 당시에는 냉방 장치라기보다는 항온항습 장치의 개념이었는데, 기술적인 원리나 효과 등은 현재와 동일하다. 캐리어는 이후 이 기술을 기반으로, 1915년에 캐리어 주식회사를 설립하고 생산과 판매에 돌입했다. 당시의 정식 명칭은 The Carrier Air Conditioning Company of America. 이 기업은 100년이 조금 넘어간 지금까지 존속하고 있으며, 한국에도 진출하여 자주 보이는 상표명이다.

특히 고온다습한 기후가 문제인 남아시아, 서아시아 지역은 에어컨이 아니었으면 현대국가다운 도시 발전은 아마 불가능했을지도 모른다. 한대 기후의 지방에선 에어컨의 발명이 은근히 저평가되는데, 열대 지역에선 에어컨이 없으면 현대적인 기업 업무는 물론 최첨단 사회의 기반을 갖춰놓고 돌리는 게 불가능하다 싶을만큼 에어컨의 역할은 지대했다고 봐도 된다. 게다가 남아시아나 아프리카 열대 우림의 고온다습한 환경은 전염병이 번지기 딱 좋은 환경이었으나 이도 에어컨이 어느 정도 막았다. 싱가포르 환경부 장관도 에어컨 냉방이야말로 싱가포르 경제의 결정적인 역할을 수행하고 있다며 “에어컨 냉방이 없었다면 아마도 많은 우리 근로자들이 최첨단 공장이 아니라, 열기와 습도를 피해 코코넛 나무 밑에 앉아 있었을 것”이라고 발언하기도 했다. 만약 에어컨이 없었다면 싱가포르는 지금의 업무, 관광지구가 아닌 단순한 무역항 정도로밖에 기능하지 못했을 것이다.

 

1970년대 중반까지는 대한민국 서울 도심의 최고급 백화점에조차 에어컨이 없었으며 천장에 매달린 여러 대의 대형 선풍기로 실내 온도를 관리했다. 소형 업장에서는 스탠드식 선풍기나 벽걸이 선풍기가 그 역할을 담당했다. 당시 에어컨을 마련한 업소들은 은행과 극장 정도였다.

1970년대 금성사의 가정용 에어콘, 별도의 실외기가 없으며, 소음과 진동이 매우 심했고 열교환기에서 응결된 물이 배수되는 장치가 없어 후면으로 물이 줄줄 흘러내렸다.

특히 극장은 창문을 열 수 없어 여름엔 에어컨이 필수품이었기에, 한국에서 대형 에어컨이 가장 먼저 널리 보급된 업종이 극장업이었다. 특히 당시 극장들은 신문에 영화 광고를 낼 때 반드시 자기네 극장에 에어컨이 설치되어 있음을 자랑하며(주로 "냉방 완비"라는 표현을 사용했다), 여름철에는 시원한 극장에서 에어컨으로 피서하며 영화를 관람할 것을 권유하곤 했다.

완전한 에어콘듸숀의 냉난방장치를 광고했던 대한극장

당시 은행이나 극장에 설치된 에어컨은 지금같은 중앙 냉방식이 아니라, 거대한 에어컨 한 대(대부분의 은행) 또는 두 대(대형 극장)가 실내 전체의 냉방을 담당하는 방식이었다. 그걸로는 어림도 없었겠다 싶겠지만 의외로 충분한 냉방이 가능했다. 우선 에어컨 자체가 덩치가 엄청나게 컸으며(킹사이즈 침대를 수직으로 세워둔 정도의 크기), 냉방 성능이 현대식 에어컨보다 오히려 더 강력했기 때문이다. 당시엔 냉방병이란 개념 자체가 없었으며 에어컨은 무조건 추울수록 좋다는 인식이 일반적이었다. 당시 에어컨의 냉기는 광고 문구 등에서 “북극의 찬바람”에 비교되곤 했는데, 실제로 당시의 에어컨은 오늘날의 에어컨보다 훨씬 추운 바람이 나왔으며 정면으로 맞으면 뼈가 시릴 정도였다. 당시 에어컨은 오늘날엔 금지된 물질인 프레온을 냉매로 사용해, 오늘날의 미적지근한 에어컨과는 냉방 능력의 차원이 달랐기 때문이다.하지만 이 프레온이 훗날 지구의 오존층파괴하고있다는 사실은 참 안타까운일이다.

냉매방식의 에어콘은 냉매를 직접전달하여 열을 운반하는 방식으로 배관이 물에의해 부식되거나 동파되는 일이 없고 오염에 취약한 덕트관리가 간편하다는 장점이 있습니다.

 

2. 창문형 에어콘

창문형 가정용 에어컨으로는 최초로 개발되고 보급도 가장 먼저 이루어진 종류이다. 한국에서도 마찬가지로 1960~70년대 에어컨 보급 태동기에는 가정용으로 널리 쓰였고, 북미나 동남아에서는 가정용 에어컨으로 매우 흔하게 볼 수 있는 형식이다. 한국에서는 2017년 이전까지는 거의 사장된 제품군이었지만 1인 가구가 늘어나고 2018년도 여름의 기록적인 더위 덕분인지 실내에 에어컨 설치를 하기 힘든 사람들의 수요가 많이 늘어나서 2019년 이후로는 한국에서도 창문형 에어컨 신제품이 출시되고 있다. 특히 기존 가로로 넓찍한 형태의 창문형 에어컨은 한국에서 대중화된 세로 미닫이형 창문에는 적합하지 않아 한국식 창문 샤시 규격에 맞춘 세로형 에어컨의 인기가 점점 높아지는 중이다.

우리나라보다 북미 등 다른지역에서 수요가 높은 창문형 에어콘

3. 스탠드형 에어컨

산업용 에어컨과 가정용 에어컨의 중간 형태로서 중소규모 점포나 소형 강의실에 사용되는 종류이다. 한국과 중국에서는 가정용으로도 많이 쓰인다. 대한민국에서는 1994년 폭염 이전까지는 주로 업소용으로 판매되었으며, 1994년 이후 현재까지 가정용 주력 제품으로 판매되고 있다.

대한민국에서는 이 유형의 에어컨이 가장 다채로운 기능, 디자인, 가격대를 가지고 있어 가정에서 가장 많이 사용된다. 또한 송풍기와 실외기가 분리되어 있어 내부 구조가 단순하며 분해가 쉽고 물청소를 할 수 있는 등 유지 관리에 용이하다. 크기가 워낙 큰 만큼 다른 에어컨보다 비싸다는 인식이 있지만 20~30만원대로 벽걸이급으로 저렴한 제품에 인버터형식인 제품도 많다.

그러나 실외기와 멀리 떨어져 설치될수록 냉방 효율이 떨어지는 단점이 있다. 펌프 돌리는 것도 있지만, 기껏 식혀놓은 냉매가 파이프 타고 오면서 실내온도로 데워지기 때문. 면적이 일정 이상 되는 건물에는 개별 에어컨을 설치하지 않고 중앙집중공조설비(냉동기와 에어컨 따로, 급수 펌프 및 난방용 보일러까지)를 두는 이유가 여기에 있다.

다양한 종류의 스탠트형 에어콘

4. 벽걸이형 에어콘

1968년 일본의 미쓰비시 전기에서 '키리가미네(霧ヶ峰)' 브랜드로 세계 최초로 출시하였다. 한국에서는 1980년대부터 발매되기 시작했고, 1994년 폭염 이전까지 가정용 주력 제품으로 판매되었다. 일본에서는 지금도 가정용 주력 제품이며, 한국에서도 2000년대 이후 가장 많이 쓰이고 보급이 활발한 종류이다. 원룸이나 고시원 등 1인 주거 문화가 발달하면서 더욱 더 시장이 확대될 여지가 많다. 실내기를 액자 모양으로 만든 액자형 에어컨도 있다.

창문형 에어컨과 스탠드형 에어컨의 장점만을 조합한 것이라 좁은 공간에도 설치하기도 쉽고 특히 실외기를 옥상이나 건물 외부로 떼어놓을 수 있어서 소음 문제에서도 강점을 가지고 있다. 그리고 결정적으로 바람의 흡입구와 냉풍의 배출구가 아래 위로 나 있고, 고장의 우려가 있는 전기회로가 바람의 방향과 관계 없는 좌측이나 우측에 위치하고 있기 때문에, 따로 분해하지 않고서도 바람 흡입구에 물을 비산시키는 것만으로도 물 청소가 가능하다. 따라서 에어컨 청소업자들이 스탠드형 에어컨과 함께 청소 작업에서 가장 선호하는 종류이다.

삼성전자 벽걸이 에어콘

5. 천장형 에어콘

천장 내부에 수납한 형태의 에어컨. 원래는 시스템 에어컨이라고 하면 아래 문단에 설명된 VRF방식이라는 뜻이었지만, 광고 등의 영향으로 천장형 에어컨을 시스템 에어컨이라고 부르기도 한다.

사무실이나 학교 교실에서 가장 많이 쓰인다. 가정용 에어컨 종류들 중에서는 가장 늦게 나온 종류로, 2015년 이후에 신축된 아파트에서는 옵션으로 선택을 할 수 있는 경우가 많으며 옵션 선택 시 거실과 각 방에 이 에어컨이 아예 붙박이로 설치가 된다. 천장에 수납되면서 지저분한 배관 등을 천장으로 밀어넣을 수 있으므로 미관이 뛰어나고, 실내 공간 활용성이 높으며, 냉풍이 실내에 넓게, 골고루 확산되는 데 가장 유리하다. 시스템 에어컨의 설치 가격은 최소 500만 원부터 시작하여 스탠드형 에어컨의 몇 배나 되지만 평당 1000만 원이 넘어가는 아파트에서 에어컨을 놓고 있는 공간 0.5평을 회수하는 장점이 있다. 그리고 아파트가 옛날과 달리 판상형 4베이 형태로 지어지면서 거실에 놓은 에어컨의 효과가 가장 멀리 있는 방에 전달이 안 되는 경우가 있어 이를 해결하기 위한 옵션으로도 고려된다.

천정형 에어콘

 

이밖에도 바닥상치형에어콘, 이동형에어콘 등이 있지만 가장 많이 사용되는 에어콘은 위에 소개한 제품 군입니다.

다음시간에는 에어콘의 원리와 구조에 대해 더 자세히 알아보도록 하겠습니다.

그럼 무더위속에 항상 고생하시는 여러분 잠시나마 이 글 속의 에어콘으로 시원한 여름 보내세요.

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