여름밤, 창문형 에어컨을 설치할 수 없는 원룸에서 이동식 에어컨을 켜 놓고 자던 사람이 다음 달 전기요금 고지서를 보고 놀라는 일이 드물지 않다. 실외기가 따로 없는 이 기기는 설치가 간편하다는 장점 때문에 임대주택이나 오피스텔에서 빠르게 보급되었지만, 정작 에너지 효율 면에서는 벽걸이형 스플릿 에어컨에 크게 못 미친다는 사실이 소비자에게 잘 알려지지 않았다.
이동식 에어컨(portable air conditioner)은 압축기와 응축기, 증발기를 하나의 본체에 모두 담고, 실내 공기를 빨아들여 냉매로 열을 흡수한 뒤 더워진 공기를 배기 호스를 통해 창문 밖으로 배출하는 구조다. 문제는 이 배기 과정에서 발생한다. 실내 공기를 배출하면 그만큼의 외부 더운 공기가 문틈, 창틀, 벽체의 미세한 틈으로 다시 유입되는데, 이를 '음압 침기(negative pressure infiltration)'라 부른다. 미국 에너지부 산하 오크리지 국립연구소(ORNL)의 2020년 실측 연구에 따르면, 단일 호스형 이동식 에어컨은 이 침기 현상으로 인해 정격 냉방능력의 최대 25~30%가 실질적으로 손실된다. 즉 표시상 9,000BTU 제품이라도 실제 체감 냉방력은 6,500BTU 안팎에 그칠 수 있다는 뜻이다.
에너지 효율을 나타내는 지표로는 EER(Energy Efficiency Ratio)와 CEER(Combined Energy Efficiency Ratio)가 쓰인다. 미국 에너지스타(ENERGY STAR) 기준으로 벽걸이형 스플릿 에어컨의 평균 EER이 11~13 수준인 반면, 이동식 에어컨은 8~10 수준에 머무는 경우가 많다. 한국에서도 산업통상자원부의 에너지소비효율등급 표시 대상에 이동식 에어컨이 포함되어 있으나, 다습식(제습 겸용) 제품의 경우 등급 산정 방식 자체가 소비자에게 혼란을 준다는 지적이 한국소비자원의 2022년 비교시험 보고서에서 제기된 바 있다. 당시 시험 대상 8개 제품 중 정격 소비전력 대비 냉방능력 비율이 스플릿형의 60~70% 수준에 그친 제품이 다수였다.
그렇다고 이동식 냉난방기가 전면적으로 비효율적인 것은 아니다. 이중 호스(dual-hose) 방식은 실내 공기 대신 별도의 흡기 호스로 외부 공기를 끌어들여 응축기를 냉각한 뒤 배출하기 때문에 음압 침기 문제를 상당 부분 줄인다. 미국 에너지부 산하 로렌스버클리 국립연구소의 시뮬레이션에서는 이중 호스형이 단일 호스형 대비 최대 15%가량 실효 효율이 개선된 것으로 나타났다. 다만 제조 단가와 부피 문제로 국내 판매 제품 중 이중 호스형 비중은 여전히 낮다.
이동식 히트펌프(portable heat pump) 방식은 여름엔 냉방, 겨울엔 난방을 겸하는 제품으로 최근 주목받고 있다. 압축기 냉동 사이클을 역으로 구동해 외부의 열을 실내로 끌어오는 원리인데, 저항열을 이용하는 전기히터 대비 이론상 300% 이상의 성능계수(COP)를 낼 수 있다. 그러나 이는 실외기가 별도로 설치된 정통 히트펌프에 해당하는 수치이고, 실외기 없이 창문 배기 호스만으로 구동되는 '이동식' 히트펌프는 저온에서 성능계수가 급격히 떨어져 영하권 기후에서는 사실상 전기히터와 큰 차이가 없다는 것이 다수 소비자 단체의 공통된 평가다.
결국 이동식 냉난방기의 에너지 효율 문제는 기술 자체의 결함이라기보다 '설치의 편의성'이라는 태생적 조건과 물리적으로 얽혀 있다. 창문을 막지 않고는 배기할 방법이 없고, 배기하는 한 침기는 피할 수 없다. 이 구조적 한계를 이해하지 못한 채 표시 용량만 보고 구매하면 체감 냉방력 부족과 예상외의 전기요금 증가라는 이중의 실망을 겪기 쉽다.
이동식 냉난방 기술의 에너지 효율성
여름에 방 안에서 이동식 에어컨을 하루 종일 틀어놨는데도 시원하지 않고, 전기요금만 훌쩍 뛰었다는 이야기를 들어본 적 있을 것이다. 실제로 이동식 에어컨은 설치가 쉬운 대신 에너지 효율이 떨어진다는 약점이 있다.
이동식 에어컨은 실외기를 따로 설치하지 않고, 본체 하나로 냉방과 열 배출을 다 해결한다. 방 안 공기를 빨아들여 시원하게 만든 뒤, 뜨거워진 공기는 창문에 연결된 호스를 통해 밖으로 내보낸다. 그런데 여기서 문제가 생긴다. 실내 공기가 계속 밖으로 빠져나가면, 그 빈자리를 채우기 위해 밖의 더운 공기가 문틈이나 창틀 사이로 슬금슬금 들어온다. 전문가들은 이를 '역류 현상'이라고 부르는데, 이 때문에 표시된 냉방 능력의 약 25~30%가 그냥 날아가 버린다는 연구 결과도 있다.
그럼 이동식 에어컨의 진짜 성능을 어떻게 알 수 있을까? 에너지 효율을 숫자로 나타낸 지표 중 하나가 EER(에너지효율비)이다. 이 숫자가 높을수록 같은 전기로 더 많이 시원해진다는 뜻인데, 벽에 붙이는 일반 에어컨은 보통 11~13 정도인 반면 이동식 에어컨은 8~10 정도에 그치는 경우가 많다. 쉽게 말해 같은 돈을 내고도 이동식 에어컨이 덜 시원하다는 뜻이다.
그렇다고 이동식 에어컨이 전부 나쁜 건 아니다. 호스가 두 개 달린 '이중 호스형' 제품은 실내 공기 대신 바깥 공기를 따로 끌어와 열을 식히는 데 쓰기 때문에, 역류 현상을 많이 줄여준다. 연구에 따르면 이런 제품은 일반 단일 호스형보다 최대 15% 정도 더 효율적이라고 한다.
또 요즘은 여름엔 냉방, 겨울엔 난방까지 되는 '이동식 히트펌프'도 나오고 있다. 히트펌프는 전기히터처럼 열을 직접 만드는 게 아니라, 바깥의 열을 실내로 옮겨오는 방식이라 이론적으로는 훨씬 효율적이다. 하지만 실외기 없이 창문 호스만으로 작동하는 이동식 제품은 추운 겨울에는 그 장점이 크게 줄어든다는 한계가 있다.
결국 이동식 냉난방기는 '설치가 쉽다'는 장점과 '효율이 떨어진다'는 단점을 맞바꾼 기술이다. 이 원리를 알고 나면, 왜 같은 용량이라도 이동식 제품이 실제로는 덜 시원하고 전기요금이 더 나오는지 이해할 수 있다. 구매 전에 단일 호스형인지 이중 호스형인지, 에너지 효율 등급이 몇 등급인지 확인하는 습관이 필요하다.
이동식 냉난방 기술의 에너지 효율성
방 안에 바퀴 달린 에어컨을 두고 창문에 뱀처럼 생긴 호스를 연결해본 적 있나요? 이게 바로 이동식 에어컨이에요. 그런데 이 에어컨, 겉보기엔 시원해 보여도 사실은 전기를 좀 많이 먹는 편이에요.
왜 그럴까요? 이동식 에어컨은 방 안의 더운 공기를 빨아들여서 시원하게 만든 다음, 뜨거운 공기는 호스를 통해 창문 밖으로 내보내요. 그런데 방 안 공기가 자꾸 밖으로 나가면, 그 자리를 채우려고 바깥의 더운 공기가 문틈이나 창문 틈으로 몰래 들어와요. 마치 풍선에서 바람이 빠지면 다른 구멍으로 공기가 들어오는 것과 비슷해요. 그래서 열심히 냉방을 해도 자꾸 더운 공기가 새로 들어오니, 방이 잘 시원해지지 않는 거예요.
과학자들이 실제로 재보니, 이런 이동식 에어컨은 원래 낼 수 있는 냉방 힘의 4분의 1에서 3분의 1 정도를 그냥 잃어버린다고 해요. 그래서 벽에 딱 붙어 있는 일반 에어컨보다 같은 전기를 써도 덜 시원한 거랍니다.
그래도 요즘은 더 똑똑한 이동식 에어컨도 있어요. 호스가 두 개 달린 제품은 방 안 공기 대신 바깥 공기를 따로 끌어와 기계를 식히는 데 써요. 그러면 더운 공기가 다시 들어오는 문제가 줄어들어서 전보다 훨씬 효율적이에요.
또 여름엔 시원하게, 겨울엔 따뜻하게 둘 다 할 수 있는 '히트펌프'라는 기계도 있어요. 이건 전기로 열을 새로 만드는 게 아니라, 바깥에 있는 열을 실내로 옮겨오는 신기한 원리를 써요. 마치 숟가락으로 물을 이쪽 컵에서 저쪽 컵으로 퍼 나르듯, 열을 옮기기만 하니까 훨씬 전기를 아낄 수 있어요.
그래서 이동식 냉난방기는 설치하기는 아주 쉽지만, 전기를 아끼려면 어떤 종류를 고르는지가 중요해요. 부모님과 함께 에어컨을 살 때, 호스가 하나인지 두 개인지, 에너지 효율 등급이 몇 등급인지 한번 확인해 보는 것도 좋은 공부가 될 거예요.
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