창문 열어도 냉방 가능한 기술 미 프린스턴대 개발
복사열 이용한 장치.. 코로나 확산도 막을 수 있어

싱가포르드에 설치된 냉방 튜브. 공기는 여전히 온도가 높고 습하지만 사람이 냉방 튜브 사이를 지나가면 복사열이 냉각수가 흐르는 벽으로 뺏겨 시원함을 느낀다./미 프린스턴대

최근 커피숍에서 에어컨을 통해 코로나 바이러스가 퍼진 것으로 밝혀지면서 공기를 통한 실내 감염 우려가 커지고 있다. 이런 가운데 과학자들이 이 문제에 대한 해결책을 개발했다.

바로 문을 열고도 에어컨을 작동하는 것과 같은 냉방 효과를 내는 기술이다. 상용화되면 냉방을 하면서도 외부 공기가 계속 들어올 수 있어 실내 코로나 감염 가능성도 작아질 것으로 기대된다.
 

미국 프린스턴대의 포레스트 메거스 교수 연구진은 18일(현지 시각) 국제 학술지 ‘미국립과학원회보(PNAS)’에 “복사열을 이용해 문을 열고도 냉방 효과를 내는 데 성공했다”고 밝혔다.

메거스 교수 연구진은 지난해 싱가포르에 이른바 ‘냉방 튜브(Cold Tube)’라는 복사열 냉방 장치를 시범 설치했다. 원리는 이렇다. 벽 안으로 섭씨 13도의 냉각수를 흐르게 한다. 이런 벽 사이로 사람이 지나가면 열복사에 의해 온도가 높은 사람에서 벽으로 열이 전달된다. 자연 몸이 시원해진다. 실험 참가자 중 79%가 냉방 튜브 안에서 쾌적한 느낌을 받았다고 밝혔다.

복사열은 공기 같은 매개체 없이 열이 전자기파 형태로 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 전달되는 현상이다. 겨울에 난로 근처에 있으면 따듯해지는 것도 열복사 덕분이다.

에어컨은 차가운 냉매로 더운 공기의 열을 빼앗아 냉방 효과를 낸다. 즉 실내 공기 자체의 온도를 낮추는 방식이다. 하지만 에어컨의 공기 냉각 능력에는 한계가 있어 문을 열면 냉방 효과가 떨어진다.

문제는 밀폐된 실내에서 에어컨을 작동하면 코로나 바이러스가 공기 중으로 퍼질 수 있다는 점이다. 실제로 최근 국내 한 커피숍에서 코로나 확진자가 집단 발생한 것은 감염자가 에어컨 바로 앞에 있었기 때문으로 알려졌다.
 

냉방 튜브는 에어컨처럼 공기 자체를 냉각하는 방식이 아니다. 따라서 냉방 튜브 벽 사이 공기는 이전과 마찬가지로 온도가 높고 습하다고 연구진은 밝혔다. 냉방 튜브 안의 온도는 섭씨 약 30도였고 습도는 67% 정도였다. 사람이 그런 공기 안에 있어도 인체의 복사열이 냉각수가 흐르는 벽으로 뺏기면서 시원해지는 것이다.

메거스 교수는 “냉방 튜브를 이용하면 창문을 열어도 냉방 효과를 얻을 수 있다”며 “실내 공기를 외부 공기로 계속 희석하면 공기를 통한 바이러스 감염도 막을 수 있다”고 밝혔다.

연구진은 복사열 냉방 시스템은 같은 용량의 에어컨보다 에너지 소비도 50% 적다고 밝혔다.

이번 연구에는 캐나다 브리티시 컬럼비아대. 미국 UC버클리, 펜실베이니아대, 스위스 취리히연방공대 싱가포르 분원도 참여했다.

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