커피 한 잔의 과학 이야기, 더위를 줄이는 장치

김석환 지음

주식회사 평산리서치 2025년 09월 01일 출간

작품소개

책소개

지구가 점점 더워지고 있어서 냉방의 중요성이 점점 커지고 있는데, 지금 우리가 사용할 수 있는 냉방 장치는 에어컨 정도밖에 없다. 지금 세계적으로 전기 자동차, 인공지능 때문에 전기 사용량이 급격히 늘어나고 있는 것을 생각해 보면, 전기 요금이 계속 올라갈 것을 예상할 수 있다. 전기 요금을 더 내면서 에어컨을 더 사용하는 것 이외에 다가올 뜨거운 환경에 대비할 수 있는 방법은 없는 것일까?
이 책이 그에 대한 해답을 제시하는 것은 아니다. 이 책은 더위를 줄이는 데 조금이라도 도움이 될 수 있는 방법을 찾기 위한 ‘냉방에 대한 기본 지식’을 제공하는 책이다.

목차

0. 들어가며
1. 우리가 느끼는 더위
2. 더위를 줄이는 장치들
2.1 선풍기
2.2 에어컨
2.3 제습기
2.4 안개 분무기 (쿨링 포그)
2.3. 복사열
3. 히트 펌프
4. 복사 냉방
5. 패시브 하우스
6. 시원하고 쾌적하게

책 속으로

우리가 느끼는 온도는 몸 밖에 있는 공기의 온도가 아니라 몸의 일부인 피부의 온도이다. 뜨거운 사우나에 있다가 차가운 곳으로 나온 경우, 바로 추워지지 않는다. 몸이 식으면서 점점 추워지는데, 그 이유는 우리 인체는 공기의 온도를 감지하는 것이 아니라 피부의 온도를 감지하기 때문이다. 기온이 높을 때 더위를 느끼는 이유는 더운 공기가 피부의 온도를 올리기 때문이다. 더위를 어떻게 느끼는지를 알려면 우리 몸의 온도에 대한 대응 체계를 이해할 필요가 있다.
“1. 우리가 느끼는 더위” 중에서

잠열을 설명하기 위해서 물을 끓이는 것을 예로 들었는데, 100도보다 낮은 온도에 표면에서 증발하는 경우에도 물 분자는 기화하면서 잠열을 흡수한다. 땀은 물이므로 잠열을 흡수하면서 기화하여 수증기가 된다. 이 때 피부의 에너지가 줄어들어 온도가 내려가게 되는데, 주변의 공기는 그만큼 에너지(숨어있는)가 많아질 것이다. 선풍기는 기온을 내리지 않지만 시원한 이유가 이것이다. 습도가 높은 날 선풍기 바람이 덜 시원하게 느껴지는 이유는 습도가 높으면 기화가 적게 일어나기 때문이다.
“2. 더위를 줄이는 장치들, 2.1 선풍기” 중에서

자연 상태에서 물은 높은 곳에서 낮은 곳으로 흐르고, 열 에너지는 고온인 곳에서 저온인 곳으로 흐른다. 낮은 곳의 물을 높은 곳으로 옮기려면 장치를 사용해야 하는데, 이 장치를 우리는 ‘펌프’라고 부른다. 마찬가지로 저온인 곳의 열 에너지를 고온인 곳으로 ‘퍼 올리는’ 동작을 하는 장치를 히트 펌프(heat pump = 열 펌프)라고 부른다.
“2. 더위를 줄이는 장치들, 2.5 히트 펌프” 중에서

패시브 하우스는 적은 에너지로 냉난방을 하는 것을 말하므로 복사 냉난방과 추구하는 방향이 같다고 할 수 있다. 하지만 이 두 방식은 문제를 해결하는 방법이 다르다.
● 패시브 하우스(passive house)는 단열, 밀봉 등을 잘 하여 열손실을 줄이는 기술로, 어떤 방식으로 냉난방을 하느냐는 부차적인 문제이다.
● 복사 냉난방은 공기 대신 벽, 바닥, 천장 등의 온도를 조절하여 우리 몸에 도달하는 복사열을 조절하겠다는 것이다.
“5. 패시브 하우스” 중에서

출판사 서평

지구는 점점 더워지고 있다고 한다. 어릴 적 시골에서는 선풍기 하나 없이 뛰어다니며 잘 지냈는데, 최근에는 에어컨 없는 세상은 상상하기도 싫을 정도의 여름이다. 돌아다닐 때에는 손에 든 선풍기는 필수이며, 요즘은 남녀노소 가리지 않고 양산을 쓰고 다닌다. 이 점에서 궁금한 생각이 든다. 바람으로 더위를 식히기도 하고, 해를 가려서 더위를 식히기도 한다. 에어컨은 찬바람을 일으켜서 집안을 시원하게 한다. 과연 덥다는 것이 무엇이기에 이렇게 다양한 방법으로 더위를 식힐 수 있는 것인가? 궁금증이 생겨나는 경우에 대한 대답을 작가는 하고 있다. 주변에서 가볍게 느끼고 지나갈 수 있는 것에도 과학의 진리가 숨어 있다. 더운 여름을 우리는 어떠한 과학의 원리로 이기고 지나가는지 알고 싶은 독자에게 권하고자 하는 책이다.

인물정보

저자(글) 김석환

현재 한국전기연구원의 책임연구원으로 근무 중이다. 서울대학교 전기공학과에서 학사, 석사, 박사학위를 받았고, 그 이후 일본의 고에너지물리학연구소에서 3년, 유럽의 CERN에서 3년, 미국의 Fermi 연구소에서 2년간 연구원으로 근무했다. 2001년 귀국하여 현재까지 한국전기연구원(창원 소재)에서 일하고 있다. 대학원 재학시절부터 어려운 공학적 지식을 쉽게 풀어쓰는 것에 관심을 가져 컴퓨터, 전기, 음악(기타) 등을 해설한 저서를 다수 출판했다. 대표작으로는 대영사에서 출판한 “열정과 야망의 전기 이야기”를 들 수 있다. 그 이외의 활동으로는 대학, 기업, 학술회의, 과학기술 위원회 등에서의 강의, 신문 잡지 기고 등이 있다. 대표적인 기고로는 경남도민일보에 약 8년 간 연재한 과학 칼럼을 들 수 있다.