개발자들이 알려주는 에어컨 에너지 효율 극대화 꿀팁 (feat. 논문 검증)

삼성전자 연구원, 개발자 중 많은 수는 업무를 하면서 도출된 검증 데이터를 기반으로 논문을 발표하기도 한다. 논문 중에는 선행 연구를 기반으로 저명 학술지에 등재되는 건들도 있지만, 또 많은 부분은 실제 소비자들이 궁금해하는 부분과 사용하면서 활용할 수 있는 내용이 반영되기도 한다. 이 중에는 더워도 전기 요금 폭탄 맞을까 두려워 ‘그림의 떡’처럼 세워 놓은 에어컨을 200% 활용할 수 있는 꿀팁도 다수 포함돼 있다.

삼성전자 에어솔루션 전문기술랩 연구원들은 실제로 제습, 무풍, 에너지 절감 등, 실생활에 도움이 될 만한 연구 결과들을 논문으로 지속 발표해왔다. 실제 제품을 개발하는 개발자들이 연구개발 과정에서 나온 데이터로 논문을 작성했다면 신뢰도가 높아지게 마련. ‘엘니뇨’의 영향으로 전국적으로 폭염이 정점을 찍는 지금, 개발자들이 과학적 연구 결과를 토대로 찾아낸 최적의 에어컨 활용 꿀팁을 소개한다.

▲ (왼쪽부터) 삼성전자 에어솔루션 전문기술랩 임성진, 이상우, 황준, 조형규 프로.

▲ 삼성전자 에어솔루션 전문기술랩 연구원들이 최근 몇 년 간 발표한 논문 표지 발췌

저자 직강 에어컨 사용 꿀팁 ① 습도가 높으면 냉방 대신 제습 운전

여름철, 사람들에게 불쾌감을 유발하는 주요 원인은 높은 습도. 습한 실내를 가장 빠르고 효율적으로 쾌적하게 바꾸기 위해서는 에어컨을 어떻게 활용해야 할까? 에어 솔루션 전문기술Lab 황준 프로는 “상황에 따라 적절한 모드를 선택하는 것이 좋다. 에어컨의 기본 원리는 실내의 덥고 습한 공기를 흡입하고 실내기 내부에 있는 차가운 열 교환기를 거치면서 공기의 온도가 낮아지고 습기가 제거되는 것이다. 냉방 모드와 제습 모드는 기본 원리가 유사하나 이루고자 하는 목적에 따라 방식이 조금 달라진다” 고 말했다.

그렇다면 냉방 모드와 제습 모드는 어떤 점이 다를까? 결론부터 얘기하자면 실내 온도가 너무 높아 빠르게 온도를 내려야 하는 것이 우선이라면 냉방 모드를, 높은 습도를 낮춰 실내 쾌적도를 회복하는 게 더 급하다면 제습 모드를 하는 것이 효과적이다.

냉방과 제습 모드의 가장 큰 차이는 압축기와 풍량에 있다. 냉방 모드는 소비자가 설정한 온도를 맞추는 것이 목적이다. 실내 온도를 센싱해 설정한 온도로 빠르게 내린 뒤 온도 유지를 위한 최소한의 에너지만 소모되도록 실외기에 있는 압축기의 출력을 조절한다.

반면 제습 모드는 소비자가 설정한 온도를 기준으로 습도를 최대한 낮추는 것이 목적이다. 실내 온도와 상대 습도를 센싱해 실내 온도는 유지하되 습도가 제거되도록 풍량과 압축기의 출력을 조절한다. 예를 들어 실내 온도는 설정 온도에 맞춰졌지만 실내 습도는 아직 높다면 풍량은 줄이면서 압축기는 필요 수준으로 작동해 습기를 지속적으로 제거할 수 있도록 하는 것이다.

▲ 에어컨 연구동에 마련된 주택 환경 실험실. 삼성전자는 주거 환경과 유사한 실험실을 제작해 일반 가정에도 적용할 수 있는 효율적인 에어컨 사용 방법을 연구하고 있다.

▲각 모드로 120분 가동했을 때 습도와 정상화된 제습 효과 비교^[1]

제습 모드에 대한 개발자들의 연구 논문에 따르면 장마철을 모사한 습한 환경에서 동일 온도 설정 시 냉방 모드 대비 제습 모드의 습도 제거 효율이 약 2.7배 향상됨을 확인했다. 제습 효율이 향상됨에 따라 냉방 모드 시 75%로 유지되던 상대습도는 제습 모드 가동 시 55%로 낮아졌다. 불쾌지수로 환산 결과 냉방 모드 시 73에서 제습 모드 시 70으로 낮아졌다. 이는 불쾌감을 느끼는 재실자 비율이 50%에서 10%로 낮아지는 것을 의미한다.

다만, 온도와 습도를 일일이 파악해 냉방–제습 모드 중 어떤 것을 사용할지 선택하기가 번거로울 수가 있다. 만약 매번 모드를 변경하는 불편하게 느껴진다면, 실내 환경에 따라, 여러 모드를 오가는 ‘AI 쾌적 운전’ 활용을 추천한다.

황준 프로는 “’AI쾌적 모드’는 사용자들의 사용 패턴뿐 아니라 실내/실외의 다양한 외부 요인까지 고려해 각 가정에 맞는 작동법을 사용자의 사용 패턴에 맞게 스마트하게 제안한다”며 AI 쾌적 모드만의 특장점에 대해 강조했다.

에어컨 사용 패턴은 매일 AI 서버로 전송돼 학습된다. 하루하루 조금씩 사용자 패턴을 학습하면서, 변경된 사용 패턴에 대해 3~4일 주기로 업데이트를 하는데, 이를 잘 활용하면 ‘우리 집 맞춤 AI 쾌적 운전 모드’를 설정할 수 있다.   

저자 직강 에어컨 사용 꿀팁 ② 에너지 절감 – 인버터를 믿어라

“전기 요금 무서워서 에어컨 트는 것도 마음대로 못하겠어요…”

한 때 여름철 전기 요금 폭탄의 주범이 에어컨이라는 오명 때문에 아무리 더워도 에어컨을 켜지 않고 한 낮에만 잠깐 트는 경우도 많았다. 그렇다면 실제로 전기 요금 폭탄을 피하면서 지속적으로 시원하고 쾌적한 온도를 유지하는 방법은 없을까?

이상우 프로는 에어컨 ‘작동 시간’과 ‘구동 공간 제어’에서 답을 찾을 수 있다고 말했다. “전기 요금 걱정 때문에 짧은 시간 동안 에어컨을 켰다가, 시원해지면 끄고, 다시 더워지면 켜는 행동을 반복하는 경우가 있는데, 이는 오히려 전기 요금을 더욱 올리게 되는 요인이 될 수 있다” 며 올바른 에어컨 작동 시간에 대한 가이드를 소개했다.

개발자들은 에어컨을 껐다가 다시 구동 시켰을 때와 에어컨을 끄지 않고 계속 작동시켰을 때(연속 운전) 에너지가 얼마나 절감되는지 알아보기 위해 외출 시간대별로 실험값을 비교했다.

방의 크기나 내∙외부 온도 차에 따라 조금씩 달라질 수는 있겠지만, 대체로 ‘90분 이상 외출을 하게 되면 끄고, 90분 이하로 집을 비운다면 그대로 켜 두는’ 게 전기 요금을 절약할 수 있다”고 말했다.

임성진 프로는 “30분간 외출 후 에어컨을 다시 작동한 경우는 연속 운전과 대비해 전력 소비량이 5% 증가했으며, 60분간 외출 시에는 2% 증가했다. 외출 시간이 90분이 넘어서면 연속 운전보다는 에어컨을 끄고 다시 켜는 것이 전력 소비량 감소한 것으로 나타났다”고 말했다^[2]. 또 “최근 에어컨 제품들은 설정 온도에 도달하면 에어컨 작동을 자동으로 최소화하는 ‘인버터 방식’으로 출시되는데, 에어컨을 짧은 시간 껐다가 켜게 되면 높아진 실내 온도를 다시 낮추기 위해 더 많은 에너지를 소모하기 때문”이라고 그 이유를 설명했다.

추가로, 에어컨을 구동 시킬 때 사용하지 않는 공간의 문을 닫고, 필요한 공간만 냉방 하는 방법을 추천했다.  황 프로는 “공간의 면적이 넓을수록 에어컨이 냉방 처리해야 할 공간의 부피는 커지기 때문에 필요한 공간만 개방하면 에너지 소비를 줄일 수 있다”고 전했다. 에어컨 켤 때마다 ‘방문 닫으라’고 외치시던 어머니 말씀이 귀에 쟁쟁하게 울리는 대목이다.

저자 직강 에어컨 사용 꿀팁 ③ 무풍 운전

너무 강한 에어컨 바람을 싫어하는 소비자들에게 인기 많은 기능이 바로 ‘무풍 운전’이다. 에어컨의 냉방 기능으로 실내 온도를 빠르게 내릴 수 있는데, 이 무풍 모드를 잘 활용하면 에너지 효율을 최적화시키는 것은 물론, 쾌적하게 실내 온도를 관리할 수 있다. 그렇다면 무풍 기능을 어떻게 활용하면 최적화된 결과를 얻을 수 있을까? 개발자들은 상황 별, 시나리오 별 활용법을 추천했다.

▲ 주택 환경실험실에서 전력 소비량과 관련된 다양한 실험을 진행하는 모습.

황준 프로는 “무풍 운전은 ‘분무기 원리’와 비슷하다고 볼 수 있다.”며 “(직바람과 무풍을 합친) 복합 유로는 분무기의 노즐처럼 유풍과 무풍이 가능한 기능인데, 강력한 냉방이 필요한 경우에는 바람 문이 열리면서 전면으로 바람이 토출되고, 찬바람 없이 쾌적하게 실내를 냉방하고 싶은 경우, 바람 문이 닫히면서 전면 패널에 있는 무풍홀로 냉기가 토출 될 수 있도록 에어컨 내부에서 바람의 방향을 우회 시키는 원리”라고 설명했다.^[3]

저자 직강 에어컨 사용 꿀팁 별책부록 – 기름기 많은 요리할 때 주의

더운 여름, 요리를 시작하면 실내온도와 습도는 더욱 더 높아지고 음식 냄새가 강해지는데 창문을 꾹 닫아 두자니 실내 공기가 너무 탁해 질 것 같고, 창문을 열어 두자니 금세 올라갈 온습도가 부담스럽다. 다만, 주의사항이 있다.

조형규 프로는 “생선이나 삼겹살 구이와 같은 기름이 많은 요리를 하면,’ 유증기(오일 미스트)’가 발생하게 된다. 에어컨이나 공기청정기를 가동하면, 일부 유증기를 제거할 수는 있으나 열 교환기나 필터에 흡착될 경우 필터 막힘에 따른 성능 저하 및 불쾌한 냄새 발생의 원인이 되기 때문에 창문을 열어 환기하는 것을 권한다”고 말했다.

이럴 때, SmartThings 기능을 활용하면 요리할 때, 더욱 쾌적한 집안 환경을 만들 수 있다. SmartThings와 연동된 인덕션에서 요리를 시작하면, 에어컨이 잠시 동작을 멈추고 후드를 가동해 빠르게 연기를 제거한 후 다시 에어컨을 동작시키는 자동화 기능이 있기 때문에 유용하게 활용할 수 있다.

일하며, 논문까지? 삼성전자 개발자들이 말하는 ‘논문 작성 썰’!

사실 일하며 논문까지 쓰기는 쉽지 않다. 그럼에도 불구하고 많은 연구원, 개발자들이 업무 과정에서 도출된 데이터로 논문을 작성하는 이유는 무엇일까? 황준 프로는 직접 도출한 데이터를 전문가 집단으로부터 검증 받을 수 있다는 데에서 그 의미를 찾는다. “매장의 카탈로그는 소비자에게 제품 정보를 쉽고 간결하게 소개할 수 있는 수단이라면, 논문은 전문가들을 대상으로 제품의 신기술을 보다 자세히 학술적으로 설명하고 홍보할 수 있는 방법이라고 할 수 있다”며 운을 뗐다. 이어 “논문을 통해 제품의 특장점에 대한 공신력을 확보할 수 있는 것은 물론, 제품에 적용된 기술로 회사 이미지 제고에도 기여할 수 있다”며 논문의 중요성에 대해 강조했다.

▲ 연구결과와 논문 작성 과정에 대해 설명하는 황준 프로

황준 프로는 “한 때, 소비자들 사이에서 ‘제습 모드와 냉방 모드 사용 시 전기세 차이’ 등 잘못된 속설이 돌았을 때에도제습기에 관한 논문 데이터를 통해, 소비자들이 가지고 있던 잘못된 인식을 바로잡을 수 있었고, 나아가 에어컨을 더욱 효율적으로 사용하는 방법을 알리는 계기가 됐다”고 당시를 회상했다. 그리고 “’에어컨 작동 자체가 전기 요금 폭탄의 주요 원인’이라는 일부 속설에 대해서도 ‘인버터’ 방식을 다룬 논문을 통해 정정하기도 했다”며 논문이 가지는 의의에 대해 강조했다.

더운 여름은 물론 사계절 내내 걱정 없이 에어컨을 사용하고 싶은 소비자에게 객관적인 데이터를 기반으로 한 정확한 가이드를 제공하기 위한 개발자들의 노력은 오늘도 현재 진행형이다. 올 여름, 개발자들이 전하는 ‘조금 학술적 에어컨 사용 꿀팁’과 함께 더욱 쾌적한 날들을 보낼 수 있기를 바라본다.