절대습도는 공기중 습기의 양을 말합니다. (kgmoisture/kgdry air)
상대습도(%)는 공기가 머금을 수 있는 최대 습기 양에 대한 실제 습기 양의 비율이며, %로 나타냅니다. 공기가 머금을 수 있는 최대 습기 양은 온도에 따라 달라집니다. 온도가 올라갈수록 양은 늘어나고, 반대로 온도가 내려갈수록 그 양은 줄어듭니다.
우리가 일상적으로 말하는 습도는 상대습도를 의미합니다.
그림에서 절대습도가 일정하더라도 온도가 낮아지면 공기가 머금을 수 있는 습기의 최대량이 줄어들어 상대습도는 증가합니다. (1→2)공기가 머금을 수 있는 습기의 최대량을 초과한 습기는 결로가 되어 공기로부터 제거됩니다. (2→3)
습도 관리에서 중요한 개념인 '이슬점 온도'는 공기 온도를 낮출 때 결로가 발생하기 시작하는 온도를 의미합니다.
공기를 이슬점 온도까지 냉각하면 상대습도는 100%가 되며, 공기가 이슬점 온도 이하로 냉각될 경우 비로소 결로가 발생하여 물방울이 맺히게 됩니다.
에어컨의 제습 원리: 온도를 낮춰 습기 제거
습도 관리에서 중요한 개념인 '이슬점 온도'는 공기 온도를 낮출 때 결로가 발생하기 시작하는 온도를 의미합니다.
공기를 이슬점 온도까지 냉각하면 상대습도는 100%가 되며, 공기가 이슬점 온도 이하로 냉각될 경우 비로소 결로가 발생하여 물방울이 맺히게 됩니다.
에어컨을 틀었는데 곰팡이가 생긴다고요?
에어컨은 시원한 바람을 만들어 온도를 낮춰주지만, 이 과정에서 한 가지 놓치기 쉬운 점이 있습니다. 온도가 낮아지면서 결로가 발생할 수 있는데, 이는 공기 중의 수증기가 물방울로 변하는 현상입니다. 이때 공기 중의 실제 수증기량(절대습도)은 줄어들지만, 오히려 상대습도는 높아지는 역설적인 상황이 발생할 수 있습니다.
곰팡이는 온도가 낮더라도 상대습도가 70% 이상만 되면 언제든지 생겨날 수 있습니다. 따라서 에어컨 내부처럼 결로가 쉽게 발생하고 상대습도가 높아질 수 있는 환경은 곰팡이가 번식하기 아주 좋은 조건이 됩니다.
결국, 에어컨이 온도를 낮추면서 습기를 제거하는 것처럼 보여도, 오히려 내부 환경은 곰팡이가 생기기 쉬운 상태가 될 수 있어 곰팡이 방지가 어렵다는 점을 기억해야 합니다. 이는 마치 습한 곳에 결로가 생기면서 곰팡이가 피는 것과 같은 이치입니다.
일반적인 제습기는 에어컨의 실내기와 실외기를 하나로 합쳐 놓은 구조를 가지고 있습니다. 이 방식은 실내기에서 발생한 바람을 이용해 실외기를 냉각하는 원리로 작동합니다.
제습 원리 자체는 에어컨과 동일하게 차가운 표면에 공기 중의 수증기가 닿아 결로(이슬 맺힘)를 형성함으로써 습기를 제거합니다.
에어컨과의 가장 큰 차이점은 제습기가 제습 과정에서 더운 공기를배출한다는 점입니다.
일반적인 제습 방식에서 결로를 통해 습기를 제거하려면 온도를 낮춰야 합니다. 하지만 냉각 표면의 온도가 0°C 이하로 떨어지면 결로가 아닌 얼음이 생성되어 장비가 정상적으로 작동하기 어렵게 됩니다.
특히, 공기 온도가 15°C 이하로 낮아지는 경우에는 냉각 표면의 온도도 0°C 이하로 떨어질 수 있어, 제습 장치가 작동을 멈추게 됩니다.
또한, 공기 습도가 낮아 이슬점 온도가 10°C 이하인 경우에는 냉각 표면 온도를 이슬점보다 더 낮춰야 하는데, 0°C 이하로는 낮출 수 없으므로 제습 성능과 효율이 현저히 떨어지게 됩니다.
물 분자의 움직임은 액체 상태에서는 제한적이지만 기체 상태에서는 훨씬 자유롭게 움직입니다. 이처럼 액체와 기체 상태에서 물 분자의 운동 에너지는 크게 차이가 나며, 이러한 상태 변화를 위해서는 에너지를 더해주거나 빼주어야 합니다.
액체 상태의 물이 기체 상태인 습기로 변하는 것을 '증발'이라고 하며, 이는 가열 등으로 에너지를 가해주어야 일어납니다. 반대로 기체 상태의 습기가 물로 변하는 것을 '응축'이라고 하는데, 응축이 일어나기 위해서는 냉각 등으로 에너지를 빼주어야 합니다. 이러한 상태 변화에 따른 에너지 차이를 '잠열'이라고 부릅니다.
습기는 물보다 잠열만큼 많은 에너지를 가지고 있습니다. 공기의 절대 습도를 1g/kg 을 높이기 위해서는 공기 온도를 2.5°C 높이는 데 필요한 가열량만큼의 에너지를 더해 주어야 합니다.
금속 부식, 습도가 주범!
습도가 금속 제품의 수명에 큰 영향을 미친다는 사실을 알고 계셨나요?
특히 상대 습도가 60% 이상이 되면 금속 표면에 눈에 보이지 않는 얇은 물방울 막 (수분 흡착층)이 생기기 시작합니다.
이 수분 흡착층은 단순한 물방울이 아닙니다. 마치 전해액처럼 작용하여 금속
부식되는 과정을 가속화합니다. 이 층을 통해 산소와 다양한 이온들이 쉽게 이동하게 되고, 이로 인해 금속의 산화 반응이 촉진되어 부식 속도가 급격히 빨라지게 됩니다.
결국, 상대 습도가 높을수록 금속 제품의 부식은 더욱 심해진다는 것을 의미합니다.
증산 작용은 식물이 잎, 줄기, 꽃 등에서 수분을 수증기 형태로 공기 중으로 내보내는 현상입니다. 이 과정은 뿌리가 흙으로부터 물과 무기질을 흡수하는 주된 원동력이 되며, 식물이 흡수한 물의 대부분(95% 이상)은 증산 작용을 통해 외부로 배출됩니다.
증산 작용은 식물의 습기를 배출하고, 이로 인해 증발 냉각이 발생하여 식물 자체의 온도를 조절하는 역할도 합니다. 하지만 주변 습도가 너무 높으면 식물 표면에서 수분 증발이 줄어들어 증산 작용이 방해받게 되고, 이는 식물의 성장 저하로 이어질 수 있습니다.
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