2010년 이전에 제조된 에어컨이면 CFC나 HCFC 개스(R12, R22, 보통 프레온 개스라고 부름)을 사용한다. 프레온 개스는 효율은 좋지만 오존층 파괴의 주범이기 때문에 현재는 사용을 금지하고 있다. 대체재(HFC가스. R410a 또는 R134a 등)로 나온 개스도 오존층 파괴 강도는  낮으나 지구 온난화의 요인이어서 점점 규제를 강화하고 있는 실정이다. 자동차에서는 R134a 대신에 R1234yf 라는 개스를 쓰기 시작했는데 주택용은 아직 R410a 주종이다.

 

에어컨이 정상 동작하는지 점검하려면 접촉식 온도계, 습도계, 매니폴드 게이지라는 것이 있어야 한다. 그런데, 집에 있는 에어컨에 매니폴드 게이지를 연결하려면 EPA Section 608 Type 2 Certificate라는 자격증이 있어야 한다 (R12, R22, R410a 공통).

 

• HFC(R134a)(자동차용) = EPA Section 609 Certificate 필요 (2021 model year 차량부터 사용 금지)

 

 

 

여러분들은 이런 자격증이 없을테니까, 이 글에서는 비접촉식 온도계만으로 점검할 수 있는 방법을 알아보겠다. 

 

집 밖으로 나가서 위 사진처럼 생긴 에어컨 실외기를 찾는다. 실외기로 들어가는 두개의 구리관이 있을 것이다. 얇은관(보통 3/8" 굵기)과 굵은관(보통 7/8"~1-1/8" 굵기)이 있다. 두 관의 온도를 측정하는데, 당연히 에어컨이 가동되고 있을때 측정한다.

 

얇은 관(액체관, High Side, High Pressure Line, Liquid Line 이라고 부른다)의 표면 온도를 측정한다. 실외기 케이스로부터 6인치 정도 떨어진 곳의 표면 온도를 측정한다. 주변 대기 온도보다 10~30F 정도 높으면 정상이고, 이 보다 온도가 더 높다면 냉매가 과충전 되었거나 컨덴서(Condenser, 실외기)에 먼지가 많이 끼어있을 수 있다.  예를들면, 실외 기온이 85F라면 리퀴드 라인의 온도는 95F ~ 115F 정도 되어야 한다.

 

온도가 너무 높다면 실외기 냉각핀을 물로 세척한 후 다시 측정해본다. 그래도 온도가 높을 경우 과충전 되었는지 점검해 본다. 반대로 실외 기온과 별 차이가 없을 경우, 충전량이 부족하거나 (= 개스 충전) 컴프레서의 기능이 떨어졌을 수(= 수명이 다함) 있다.

 

굵은 관(기체관, Low Side, Low Pressure Line, Vapor Line, Suction Line)의 표면 온도도 측정한다. 실외기 케이스로부터 6인치 정도 떨어진 곳의 표면 온도를 측정한다. 주변 대기 온도와의 차이가 10F 미만이면 냉매가 부족한 것일 수 있다. 온도계가 없다면, 이 관을 만져봤을때 차갑게 느껴져야 하고, 관 표면에 물방울이 맺혀 있어야 한다.

 

만약 굵은 관의 온도가 43F이하로 내려간다면, 과충전 되었거나 실내 에어필터가 막혔을 수도 있다. 실내 에어필터를 점검/교체하고 온도를 다시 측정해 본다. 그래도 43F 이하로 내려가면 과충전 되었는지 점검해 본다. 

 

주의할 점은, 극도로 건조한 날이거나 아주 습한날에는 정상인데도 온도가 벗어나는 것처럼 보일 수 있으므로, 맑거나 구름만 낀 정도의 일반적인 날씨(습도 50~70%)에 해보는 것이 좋다.

 

에어컨 냉매가 부족할 경우, 굵은관의 온도가 미지근하고 실내 냉방이 잘 안된다. 반대로 너무 많이 들어갔을 경우, 이베퍼레이터(Evaporator, 실내기)에 성에가 끼거나 실외 컴프레서의 소음이 커지면서 고장이 날수 있다. 냉매가 부족하면, 실내 이베퍼레이터가 얼면서 물이 넘쳐 흘러 천정으로 떨어질수도 있다. 얼었으니까 냉매가 많아서라고 생각할수 있지만, 거꾸로 냉매가 부족하면 언다. 에어컨 필터가 꽉 막혔어서 실내 이베퍼레이터가 얼수 있다.

 

 

 

점검을 해봤더니 에어컨 냉매가 부족한 것으로 결론이 나면, 무조건 충전할 것이 아니라 "반드시" 왜? (why?) 부족하게 되었는지를 원인부터 찾은 후, 원인을 완전히 고치고나서 충전해야 한다.  

 

정상적인 에어컨에서는 냉매가 절대로 줄어들지 않는다. 에어컨이 10년이 되었든 50년이 되었든 냉매는 줄어들지 않아야 정상이다. 만약 없어졌다면 어디론가 새나간 것이므로, 빠져나간 구멍을 찾아서 막은 다음에 충전해야 한다. UV Dye나 전자식 디텍터를 사용할수도 있지만, 없다면 비눗물을 발라서 찾을수도 있다. 

 

냉매가 새는 주된 이유는 코일 손상, 용접 불량, 밸브코어 불량이 대부분이다. 코일이 손상된 경우에는 기기를 교체할수밖에 없고, 용접불량이나 밸브코어불량은 간단하게 수리할 수 있다. 

 

HVAC 컨트랙터를 부르면 원인은 찾지 않고 냉매만 충전하고 떠나는 경우가 대부분이다. 반드시 "어디서 새는지"를 묻고,  수리를 했는지, 집 주인 스스로 직접 확인해야 한다. 물론, 수십년된 에어컨이라서 누가봐도 수명이 다한 경우에는, 시한부로 냉매만 충전할수는 있다. 이런 경우가 아니라면 원인을 찾아야 한다.

 

 

 

 

 

EPA 서티피케이트가 있어서 매니폴드 게이지를 연결할수 있으면, 정상 여부를 쉽게 판별할 수 있다. TXV 밸브가 없는 기종인 경우 superheat으로(저압라인 = 기체 라인쪽의 온도와 압력으로 판단), TXV 밸브가 있는 기종인 경우 subcooling으로(고압라인 = 액체 라인쪽의 온도와 압력으로 판단) 기기를 점검한다. 

 

실내온도, 실내습도, 야외온도, 액체/기체라인의 온도, 액체/기체라인의 압력을 측정하여, 냉매의 부족여부와 기기의 정상작동 여부를 판단한다. 모든 측정은 정상상태(steady state)에서 해야 한다. 에어컨을 켜고 온도와 압력이 안정될때까지 기다렸다 측정해야 한다는 말이다.

 

이해를 돕기 위해 TXV밸브가 없고 R22를 사용하는 에어컨을 예로 들어본다. 

 

실내온도가 75F이고 실내습도가 50%라고 가정해보자. 이때의 습식온도는 63F로 계산된다. 에어컨 효율은 습기가 물로 응결할때 흡수되는 액화열에 따라 크게 변하기 때문에 건식온도가 아닌 습식온도를 사용한다. 기온아 동일하더라도 그날의 습도에 따라 효율이 달라진다는 뜻이다.

 

야외 실외기가 놓인 곳의 온도가 80F라고 가정해보자. 그러면, 목표 superheat은 12F가 되어야 한다 (아래 도표(*)에서 찾음). 

 

그런 다음 야외 실외기의 기체라인(Suction Line) 압력과 온도를 측정한다. 예를들어, 압력이 64psi이고 온도가 61F로 측정되었다고 가정해보자. 그러면 현재 superheat은 24F이다. (해당 압력에서의 냉매의 기화점(물리적 특성) - 측정온도. 냉매가 기화점으로 부터 얼마나 더 가열되어 있는지를 뜻함. superheat이 0F가 되면 냉매는 액체상태를 유지하게 됨). 

 

목표 superheat이 12F인데 현재 superheat은 24F이므로 12F가 더 높은 상태이다. 즉, 이 에어컨은 냉매가 부족하다는 뜻이며 superheat이 12F가 될때까지 냉매를 추가로 주입해줘야 한다. 냉매를 주입하면서 이 수치를 다시 계산해봐서 12F가 되면 냉매 주입을 멈추면 된다. 만약 현재 superheat이 목표값보다 낮다면 냉매를 빼줘야 한다.

 

아래 도표(*)는 누가 만든 것인가 궁금해 하는 분도 있을수 있다. 연구소에서 이론과 실험을 통해 만든 것이다. 물론 본인 스스로 반복적인 실험과 열역학적 계산으로 새 도표를 만들어 써도 되지만, 일반인은 기존에 만들어 것을 그대로 사용하는 것만으로도 충분하다.     

 

 

 

 

조금 더 깊이 들어가보면, Superheat 이란 것은, 실내에서 냉매가 기화한 후 그 기화점보다 얼마나 더 데워진 상태로 실외기쪽으로 되돌아 가는지를 뜻하는 온도이다. 즉, "실외기로 돌아갈때 온도 - 실내에서의 기화점 온도"가 Superheat이다. Subcooling은, 실외기에서 냉매가 액화한 이후 그 액화점보다 얼마나 더 식혀졌는지를 뜻하는 온도이다. 즉, "실내로 들어올때의 온도 - 실외에서의 액화점 온도"가 Subcooling이다. Superheat은 실내기가 잘 동작하는지를, Subcooling은 실외기가 잘 동작하는지를 나타내는 지표라고 볼수 있다.

 

 

 

이런게 골치아프다면, "평판좋고" "라이센스"를 보유한 HVAC 컨트랙터를 불러 주기적으로 점검을 시키면 된다. 점검과 간단한 조절은 기본 호출비만 내면 되므로 큰 비용이 들지는 않는다. 물론 과잉수리를 유도하는 경우도 있는데, 집 주인 입장에서는 알기 힘들다. 기본 출장비는 $75인데, 오기만하면 뭘 해야한다면서 $150 ~ $200씩 받아가는 경우가 대부분이다.

 

따라서 스스로 고칠것이 아니더라도 집 주인도 어느 정도의 기본 지식은 있어야 한다. 한가지 다른 예를 들어보자. 

 

만약 출장나온 HVAC 컨트랙터가 냉매를 충전해야 한다고 가정해보자. 그 사람이 집 안으로 들어와서 온도와 습도를 측정하지 않고, 밖에서 냉매만 충전하고는 일이 끝났다고 말한다면, 이 사람이 일을 제대로 한 것일까? 왜 샜는지 원인파악도 안하고, 샌 부분을 수리한 것도 아니고, 냉매 충전량과 밀접한 실내 온도와 습도도 측정 안하고, 어떻게 제대로 충전할 수 있었을까. 

 

 

 

에어컨은 사실 알고보면 간단한 구조로 되어 있다. 고장나는 부분이라면, 컴프레서 고장(실외기 안쪽을 들여다보면 밥통 엎어놓은 것처럼 생긴 것이 보인다), 컨덴서 팬 모터 고장(실외기 팬), 컴프레서/팬모터용 커패시터 불량(실외기 전기 패널을 열어보면 알루미늄 캔이 보임), 컨택터(릴레이) 불량(실외기 전기 패널 안에 있음), 코일/파이프/밸브에서 냉매 누출, 실내 Furnace 팬 모터 고장, 에어컨 필터 교체 안함, 온도조절기 고장. 이것이 거의 전부이다. HVAC 컨트랙터가 하는 일이라고는 고치는 것이 아니라 고장난 것을 교체하는 것이 사실상 전부다. 이정도 고장은 집 주인도 어렵지 않게 찾아낼수 있다. 손재주만 있으면 DIY로 고칠수도 있다 (냉매 충전은 제외). 

 

(때로는 교체가 더 나을때가 있다)

 

 

 

에어컨을 새것으로 교체하는 것이 합리적일때도 있다. 수리를 하더라도 곧 다른 부분이 고장날 것 같거나 에너지 효율이 낮을 경우에는 고치는 것보다 교체하는 것이 낫다. 판단이 애매하다면 10년 이하 제품일 경우 금액에 상관없이 부분수리를, 15년 이상되었으면서 수리견적이 $500 이상 나온다면 전면 교체를 고려해 볼수 있다.

 

오래된 기기를 전면 교체할 경우에는, 예전에 쓰던 R22 냉매용 에어컨과 새로 나온 R410a 냉매용 에어컨이 호환되지 않기 때문에 실외기를 교체할때 실내기까지 같이 교체해야 한다. 과거 R22 용으로 제작된 실내기는 저압용인데, 새 에어컨은 고압에서 동작하기 때문에 안전에 문제가 될수 있다. 

 

또한 에어컨에는 윤활유도 들어가는데, 과거 R22 냉매는 일반 오일(광유)을 사용하고, 새 R410a는 합성유(Synthetic Oil)를 사용하기 때문에 에어컨 파이프내부를 완전히 세척해야 하고, 만약 세척이 힘들다면 파이프까지 모두 교체하는 것이 옳바른 방법이다. 에어컨이 Attic에 있을 경우에는 파이프가 벽 내부에 파뭍혀 있을수도 있다. 이런 경우라면 교체는 힘드니까 세척이라도 잘 해줘야 한다.

 

에어컨 파이프는 납땜(soldering)을 하지 않고 용접(brazing)을 하는데, 고온에서 하기 때문에 파이프 내부에 산화피막 부스러기가 생성된다. 생성되는 양이 의외로 많아서 에어컨 수명을 단축시키는 요인이 된다. 따라서 용접할때 파이프 내부로 질소 개스를 흘려 넣으면서 해야하는데, 이렇게 제대로 하는 컨트랙터는 그리 많지는 않다. 

 

심지어 질소개스를 왜 넣어야하는지도 모르는 컨트랙터도 많다. 설사 알고 있더라도, 집 주인은 신경도 안쓰고, 당분간은 문제가 없을 것이고, 설사 문제가 생겨도 이것 때문이라는 증거도 못찾을 것이고, 일찍 고장나면 나(컨트랙터)는 돈을 더 벌수 있어서 좋을 것인데, 비용 들여가면서 귀찮게 그렇게 할 필요가 있느냐...라면서 외면할수도 있다. 

 

견적 받을때 위 사항들을 꼼꼼히 챙기고 작업할때도 옆에서 확인해야 하는 이유다.

 

 

 

청소도 주기적으로 해줘야 한다. 먼지나 잔디 부스러기 등이 끼어들수 있어서, 주기적으로 청소를 안해주면 냉각핀이 막혀서 효율이 떨어지고 고장의 원인이 되거나 전기요금이 많이 나오게 된다. 외부 케이스를 벗겨내고 청소하고, 여의치 않다면 틈새로라도 몇년에 한번 정도는 청소해줘야 한다.

 

 

 

에어컨을 깔끔하게 잘 관리한 집에서 좋은 인상을 받게 된다. 그 만큼 주인이 집에 관심을 기울이고 아꼈다는 뜻으로 받아들여지기 때문이다.  바쁘다 보면 자꾸 미룰수 있는데, 에어컨 필터를 언제 교체했는지 지금 체크해 보자.

 

아래는 사용한 필터 사진이다. 먼지들이 필터 틈을 꽉 메우고 있다. 이런 상태로 에이컨을 틀면 컴프레서가 고장나거나 겨울에 히터를 틀면 Heat Exchanger에 크랙이 갈수도 있다. 공기가 막히면서, 냉매가 기화가 덜된 상태로 컴프레서로 리턴되는데, 그러면 컴프레서에 과부하가 걸려 고장날수 있고, 전기 요금도 많이 나온다.