제습기
제습기(除濕機, dehumidifier)는 공기 중에 있는 수증기를 제습하는 기계이다. 실내의 습기를 제거하여 쾌적한 실내환경을 만들어 준다. 이것과 반대되는 기능을 하는 장치로는 가습기가 있다.
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목차
개요[편집]
제습기는 대기 수증기를 제습하는 기계이다. 습도에는 절대습도와 상대습도가 있는데, 불쾌지수를 따질 때의 습도는 상대습도(RH: relative humidity)를 말한다. 절대습도는 말 그대로 공기 중에 포함된 절대적인 수증기의 양을 말하고, 상대습도란 상대적인 습도, 즉, 현재 온도의 포화수증기량에 대한 대기 중의 수증기량을 말한다. 일기예보에서 말하는 습도는 상대습도를 말한다. 쾌적한 실내를 위해서 상대습도를 40~60%로 유지하는 것이 좋다. 포화수증기량이 많아지거나 대기 중 수증기량이 적어질수록 상대습도는 낮아진다. 포화수증기량은 온도에 따라 높아지게 마련이므로, 공기를 가열하면 포화수증기량을 늘일 수 있고, 이에 따라 상대습도를 줄일 수 있다. 또한 공기 중의 습기를 직접 제거해도 상대습도를 낮출 수 있다. 제습기는 이러한 방식으로 상대습도를 조절하여 쾌적한 공기를 만든다. 공기 외에도 각종 기체 속에 포함되어 있는 습기를 제거하여 건조하게 만드는 과정을 모두 제습이라고 할 수 있지만, 일반적으로 제습기라고 하면 공기 중의 수분 제거를 목적으로 하는 것을 말한다. 예전에는 공장 같은 곳에서나 제습기를 썼지만, 요즘은 가정에서도 습도를 조절하기 위해 제습기를 많이 사용하는 추세이다. 최근의 제습기는 필터를 이용한 공기 정화 기능, 물통이 꽉 차면 자동으로 운전을 정지하는 만수 정지 기능, 습기를 제거한 바람으로 의류 및 신발을 건조하는 기능을 갖추는 등 다양하게 변모하고 있다. 제습기의 용량은 국내 KS표준환경기준에 의거하여 온도 27℃, 상대습도 60%의 실내조건에서 24시간 연속 가동할 때 제거되는 습기(응축수)의 양으로 나타낸다. 가정용으로 사용되는 제습기의 용량은 보통 6L~10L이다.[1]
역사[편집]
제습기와 에어컨은 한 뿌리에서 태어났다. 에어컨의 아버지로 잘 알려진 윌리스 캐리어(Willis Haviland Carrier) 박사는 미국 뉴욕의 제철회사 버팔로 포지 컴퍼니(Buffalo Forge Company)에서 일하던 엔지니어였다. 그가 실험 개발팀장이 되고 처음으로 맡게 된 고객업체는 뉴욕 브룩클린의 새킷 윌럼즈(Sackett-Wihlems) 인쇄소였다. 그 인쇄소는 종이 변형 문제로 골머리를 앓고 있었다. 뉴욕이 원래 바다와 근접해서 공기 중에 수분이 많은 도시인 데다가, 특히 여름철마다 습도가 높아 종이가 축축해지거나 색깔이 번졌기 때문이다. 이에 그 인쇄소는 1902년, 캐리어 박사가 일하던 회사에 해결책을 의뢰했다. 캐리어 박사는 뜨거운 증기를 파이프로 보내 난방을 하는 기존 난방시스템을 뒤집어 찬물(냉매)을 파이프로 보내 건물의 온도를 낮추는 냉방 시스템을 고안해 냈다. 문제는 더운 여름에 찬물을 조달하는 방법이었다. 그는 피츠버그 기차역의 자욱하게 낀 안개에서 그 해답을 찾았다. 물이 안개로 변하면서 주변의 열을 흡수해 온도가 낮아진다는 사실을 파악하고, 이를 자신이 만든 냉방 시스템에 적용한 것이다. 습도를 조절할 수 있게 되면서 종이 변형 문제를 해결할 수 있었다. 당초 지금의 에어컨이 처음 태어나게 된 이유가 냉방이 아닌 제습이었던 것이다. 그는 건조해서 생긴 문제도 같은 방식으로 풀어냈다. 미국 남부지역의 한 직물 공장은 내부가 건조한 바람에 정전기가 심해 보풀이 일어 직물을 짜는 데 어려움을 겪고 있었다. 캐리어 박사는 공기를 조절해 공기 중의 습도를 안정시켜서 보풀을 방지했다. 이후 그는 '캐리어 공학 회사'를 세워 온도와 습도를 조절하는 제품을 만들어냈다. 그 덕분에 계절과 실내 온도에 상관없이 사람들은 자유롭게 활동할 수 있게 됐다.[2]
원리[편집]
제습기는 공기 중의 습기를 직접 제거함으로써 상대습도를 줄인다. 제습기가 공기 중의 습기를 제거하는 방식은 냉각식과 건조식으로 나눌 수 있다. 건조식은 화학물질인 흡습제를 이용하는 방식인데, 가정에서 사용하는 제습상품과 같이 공기 중의 습기를 직접 흡수하거나 흡착시킨다. 흡습제가 습기를 더 이상 흡수하지 못하면 흡습제를 다시 가열해서 이때 분리되는 습기를 제습기 바깥으로 내보내 다시 흡습제를 사용할 수 있다. 이러한 방식은 밀폐된 공간에서 소량의 수분을 제거하는 데 유용하다. 흡습제에는 수분을 흡착하는 능력이 뛰어난 다공성 물질인 실리카겔(silica gel), 알루미나겔(alumina gel), 몰레큘러시브(molecular sieves) 등이 있다. 냉각식 제습기는 공기 중의 수증기를 물로 응축시켜 습기를 조절한다. 수증기를 응축시키기 위해서는 이슬점 이하로 공기의 온도를 내려야 한다. 때문에 냉각식 제습기는 냉각을 위해 에어컨과 같이 냉매를 이용한다. 프레온 냉매는 여러 종류가 있는데, 제습기에는 R-22가 사용된다. 습한 공기를 팬을 이용해 빨아들인 뒤 냉매를 이용한 냉각장치(증발기)로 통과시킨다. 냉각장치를 통과하면 공기의 온도가 낮아지고, 공기가 이슬점에 도달해 공기 중의 수증기가 물로 변해 냉각관에 맺혀 물통에 떨어져 모인다. 찬물을 담은 컵의 표면에 물방울이 맺히는 것과 같은 원리인 셈이다. 습기가 제거된 건조한 공기는 응축기를 거쳐 다시 덥혀진 후에 실내로 방출된다. 상대습도가 높을수록 공기 중의 수증기가 물로 변하기 쉬워 제습에 효과적이다. 이러한 유형의 제습 외에 전자식으로 제습을 하는 기기들도 있다. 전자식 제습은 펠티에 효과(Peltier effect)를 이용한 열전냉각 방식으로 작동한다. 펠티에 효과는 다른 두 금속의 양 단면을 서로 연결하고 전기를 통하게 하면 그 양 단면에서 발열과 냉각이 동시에 일어나는 현상이다. 전자 제습기는 이 효과를 적용한 열전반도체 소자를 사용하며, 냉각되는 금속판 쪽에서 공기 중의 수증기가 응축되어 밖으로 배출된다. 이러한 전자 제습기는 소음이 없고 소형화가 가능해 카메라나 보청기와 같은 정밀기기의 보관을 위한 제습함에 이용된다.[1]
유형[편집]
컴프레서식[편집]
컴프레서 방식은 공기 중의 수증기를 물로 응축시켜 습기를 조절하는 냉각식 제습 방식이다. 기체를 압축시켜 열을 발생하게 하는 컴프레서와 냉각기가 한 세트로 이루어진 열교환 시스템을 이용해 습기를 잡아낸다. 습한 공기를 팬을 이용해 빨아들인 뒤 냉매를 이용한 냉각장치(증발기)로 통과시키면 공기의 온도가 낮아지고, 공기가 이슬점에 도달해 공기 중의 수증기가 물로 변해 냉각관에 맺혀 물통에 떨어져 모이는 원리이다. 하루 제습량이 10L~100L가 넘는 대용량 제습기까지 있을 만큼 다량의 습기를 잡아낼 수 있으나, 원리상 더운 바람이 발생할 수 있어 여름철에는 불편을 느낄 수 있다. 따라서 사람이 없는 시간에 제습기를 사용하면 효율적으로 사용할 수 있다.[3] 장점은 제습기 방식 중에 가장 제습 성능이 좋다는 점이다. 효율도 좋은 편이기에, 같은 제습량이면 펠티어식이나 데시칸트식보다 전기 소모량도 적고 구조나 제작법도 간단한 편이라 제습 능력 대비 가격도 제일 저렴한 편이다. 따라서 가정용 제습기 중에 90% 이상은 컴프레서식이다. 단점은 흡열 부위의 차가운 면에 응결하는 원리 특성상 주변의 기온이 낮을 경우 응결이 아닌 그대로 얼어붙어 제습이 제대로 안 된다는 것이다. 주로 18도 이하에서 이러한 현상이 나타나며, 이 때문에 하절기를 제외한 계절에는 실외 사용이 곤란해진다.[4]
펠티어식[편집]
펠티어 방식은 냉장고나 에어컨처럼 극저온용 전자제품보다는 화장품 냉장고, 자동차용 소형냉장고와 같은 소형가전의 일정 수준의 낮은 온도를 유지하는 데 사용되는 방식이다. 펠티어 방식에 사용되는 열전반도체는 전기와 열을 동시에 만드는 반도체로 한쪽에 전류를 흘려주면 한쪽끝은 차갑고 반대쪽은 뜨거워지게 된다. 이 교환 방식을 통해 양끝에 온도차가 발생하고 차가운 부분에 습한 공기가 닿아 물이 맺히게 되는 원리이다. 가격이 저렴하고 부피가 작다는 장점이 있지만, 컴프레서식에 비해 효율이 낮아 제습이 잘 되지 않는 단점이 있다.[3] 공기순환을 시켜주는 팬을 제외하면 소음이 거의 발생하지 않는다는 장점이 있다. 또, 크기가 작고 컴프레서식 제품보다 저렴해서 초기 비용이 낮은 것도 장점이다. 대부분의 저가의 미니제습기 제품들은 이 방식을 채택하고 있다. 따라서 작은 방, 드레스룸, 옷장 및 신발장 주변 등 국소적인 공간 제습에 적합하다.[4]
데시칸트식[편집]
데시칸트 방식은 제습제를 이용하여 공기 중의 수분을 흡수하는 화학적 제습 방식이다. 제습제로는 제올라이트를 가장 많이 사용한다. 이러한 제습제를 원형 로터 안에 채운 다음 이 로터를 천천히 회전시키면서 팬을 통해 공기를 통과시키면 공기 중의 수분을 로터 안의 제습제가 빨아들이게 되고, 이렇게 나오는 공기는 건조한 공기가 된다. 문제는 제습제가 무한정 수분을 빨아들일 수 있는 게 아니어서, 수분이 포화 상태가 되지 않도록 제습제를 건조시켜야 한다는 것이다. 따라서 로터에 일반 공기를 통과시키는 면은 반 정도를 차지시키고, 나머지 부분은 히터를 통하여 가열된 공기를 통과시켜서 로터의 제습제를 건조시킨다. 이때 제습제를 통과한 뜨거운 습한 공기를 그대로 밖으로 내보내면 기껏 모은 수분을 도로 내보내는 것이 되기 때문에 상대적으로 차가운 열교환기 구역을 통과시키고 여기서 열교환기 벽면에 수분을 결로시켜서 이 수분을 모아 물통에 받는 원리이다.[4]
에어컨과 차이[편집]
제습기의 원리는 에어컨과 비슷하다. 다만, 에어컨에는 응축기가 실외기의 형태로 외부에 분리되어 있는데, 제습기는 응축기가 본체에 같이 붙어 있는 점이 다르다. 에어컨은 증발기를 통과해 차가워진 공기를 그대로 방 안으로 배출하는데, 이때 습기가 제거된다. 응축된 물은 관을 통해 외부의 실외기에서 배출된다. 반면에 제습기는 증발기를 통과해 냉각된 공기가 응축기를 통과한 다음 건조하고 약간 온도가 올라간 상태로 실내로 배출된다. 제습기와 에어컨이 비슷한 원리로 작동하기 때문에 에어컨의 제습 기능을 이용하여 제습기 대용으로 사용할 수 있다. 에어컨은 작동 시 기본적으로 제습의 기능을 수행한다. 그러나 요즘의 에어컨을 보면 제습 운전이라는 기능을 따로 가지고 있는 경우가 많은데, 에어컨의 냉방 운전과 제습 운전은 냉각 사이클 상의 기본적인 점은 같다. 다만 제습 운전을 할 때는 실외기의 작동 시간을 조절하여 실내의 공기가 너무 차가워지는 것을 막는다. 실내 온도 조건에 따라 실외기가 작동할 때는 실내로 차가운 바람이 나오게 하고 실외기가 작동하지 않을 때는 실내로 선풍기 바람과 같은 바람만 나오게 하여 전체적으로 차가운 공기가 배출되는 시간을 줄이는 것이다. 제습기는 에어컨에 비해 전력을 적게 쓰기 때문에 유지비가 적게 드는 장점이 있다. 10평형 정도를 비교할 때 에어컨의 소비전력은 1,600~1,800W정도이고, 제습기는 200~600W 정도이다.[1]
에어컨에 제습 기능이 있는데 굳이 제습기를 따로 만들어야 하냐는 의문이 들 수 있지만, 제습기가 꼭 필요한 상황들이 있다. 먼저, 안방, 빨래실 등 좁은 공간만 제습해야 할 때는 제습기를 이용하는 게 더 빠른 시간에 더 적은 비용으로 효과를 볼 수 있다. 에어컨은 거실에 설치된 경우가 많아 각 방의 습기를 제거하려면 장시간 작동해야 하지만 제습기는 가볍기도 하고 이동식 바퀴가 달려 있어 필요한 곳에 옮겨가며 사용할 수 있기 때문이다. 햇빛이 잘 들지 않아 사시사철 실내 습도가 높은 지하층, 저층에도 제습기가 필요하다. 겨울철에 결로가 발생하거나 곰팡이가 생기기도 쉬운데 에어컨의 제습 기능은 냉방과 비슷한 효과를 내 겨울에 사용하기엔 춥게 느껴질 수 있다. 하지만 제습기는 실외기가 따로 없어 더운 공기도 함께 나와 겨울에 사용하기도 유용하다. 비 오는 여름날도 꿉꿉하지만 덥지는 않아서 제습기를 쓰는 게 나을 수 있다. 어린 아이가 있는 가정에서도 제습기는 중요한 역할을 한다. 아기들이 온도와 습도에 민감해서이기도 하지만 방대한 빨랫감을 감당하기 위해서라도 필요하다. 여전히 제습기가 필요한 곳이 있는 것이다.[2]
활용[편집]
자동차[편집]
제습기는 자동차 내 습도를 줄이는 역할을 한다. 이를 통해 차량 내부 유리창에 이슬이 생기지 않게 하고, 악취와 습기로 인한 불쾌감을 최소화한다.[5] 제습기의 필터는 적어도 2주에 한 번 청소하는 것이 좋다. 필터는 먼지를 걸러내는 역할을 하는 만큼 외부의 오염물질로 더럽혀져 있기 때문에, 주기적인 관리가 필요하다. 그런데 차량용 제습기의 필터는 세척이 가능한 필터와 그렇지 않은 필터가 있다. 세척이 가능한 필터는 진공청소기나 부드러운 솔을 이용해 먼지를 없애면 된다. 만약 먼지가 많을 경우, 중성세제를 푼 미지근한 물에 씻은 후 그늘에 완전히 말려야 한다. 다만, 물로 씻을 때는 필터가 망가질 수 있어 비벼 빨지 않도록 해야 한다. 또, 제습기 내 물통에 세균 및 곰팡이가 서식하지 않도록 관리하는 것도 중요하다. 물통을 너무 오래 방치하면 세균이나 곰팡이가 번식하기 쉬워 건강에 악영향을 줄 수 있다. 물통에 물이 차면 그때그때 비워 세균이나 곰팡이가 번식하지 못하도록 관리해야 한다.[6]
빨래[편집]
제습기는 습기를 제거하는 기계이다 보니 빨래 건조에도 사용한다. 빨래를 외부에 말리기 어렵고, 부피나 무게로 인해 건조기를 들여놓기 번거로운 가정에서 실내 건조 대체용품으로 사용하기에 적합하다. 여름에는 실외 건조가 아닌 이상 기본 70%를 넘기는 실내 습도로 인해 자연 건조 효율이 아주 좋지는 않다. 물론 직사광선의 어마어마한 열기 때문에 빠르게 마르긴 하지만, 제습기로 건조하는것 보단 효율이 낮다. 장마철은 더더욱 습해서 건조도 오래 걸리고 눅눅함이 더하다. 게다가 실외 건조는 햇살과 통풍에서 분명한 장점이 있지만, 미세먼지가 많은 요즈음은 기껏 세탁한 옷에 미세먼지를 묻히는 격이라 메리트가 떨어진다. 뿐만 아니라, 야외 건조를 하면 자외선 때문에 섬유 유연제 향이 날아가고, 변색이 될 수 있으며 오존 냄새가 날 수 있다. 제습기를 구동할 방에 접이식 빨래 건조대를 설치 후 세탁기로 세탁한 빨래를 널고 빨래 밑이나 지근거리에서 1시간 동안 구동하면 60% 이상 말라 있는 빨래를 볼 수 있고 2~3시간 동안 구동하면 90~100% 건조된다. 심지어 실내건조라면 부피가 커서 이불도 비교적 금방 마른다. 대신 그만큼 제습기의 물탱크에 물이 더 많아지는 원인이 된다.[4]
각주[편집]
- ↑ 1.0 1.1 1.2 이화정, 〈제습기의 원리〉, 《원리사전》
- ↑ 2.0 2.1 인터비즈, 〈에어컨이랑 제습기가 쌍둥이?.. 알고 보니 '118년 전통' 가전 | 인터비즈〉, 《네이버 블로그》, 2020-07-30
- ↑ 3.0 3.1 위닉스, 〈제습기획1. 저가 제습기 vs 일반 제습기, '제습의 원리' 뭐가 다르길래?〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-09
- ↑ 4.0 4.1 4.2 4.3 〈제습기〉, 《나무위키》
- ↑ 자율주행자동차, 〈자동차 에어컨: 냉방과 제습의 필수템〉, 《네이버 블로그》, 2023-07-05
- ↑ livetaptap, 〈에어컨, 제습기 관리방법 및 자동차 에어컨 관리방법〉, 《티스토리》, 2022-03-24
참고자료[편집]
- 〈제습기〉, 《나무위키》
- 이화정, 〈제습기의 원리〉, 《원리사전》
- 위닉스, 〈제습기획1. 저가 제습기 vs 일반 제습기, '제습의 원리' 뭐가 다르길래?〉, 《네이버 블로그》, 2019-04-09
- livetaptap, 〈에어컨, 제습기 관리방법 및 자동차 에어컨 관리방법〉, 《티스토리》, 2022-03-24
- 인터비즈, 〈에어컨이랑 제습기가 쌍둥이?.. 알고 보니 '118년 전통' 가전 | 인터비즈〉, 《네이버 블로그》, 2020-07-30
- 자율주행자동차, 〈자동차 에어컨: 냉방과 제습의 필수템〉, 《네이버 블로그》, 2023-07-05
같이 보기[편집]
