KR101030791B1 - 습식 공기청정기의 성능시험방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건식 공기청정기의 청정화 성능시험 방법으로 습식공기청정기에 적용할 경우 습식 공기청정기에서 발생하는 물 액적와 시험용 입자가 공기 중에 혼재하여 입자계측기로 동시에 계측됨으로써 시험용 입자 감소 여부를 파악하기 어려운 단점을 보완한 것으로, 고온희석(hot diluter) 샘플링 장치를 이용한 습식공기청정기의 청정화능력 성능평가에 대한 새로운 시험방법을 개발하는 것이다.

이를 위해 본 발명은 고온희석장치를 이용하여 전기히터와 뜨거운 공기로 전단을 200^oC로 상승시켜 물 액적을 증발 시키고 후단의 clean air를 주입 및 희석하여 대상 공기를 상온으로 내리는 반면 증발된 액적은 여전히 증기상태로 존재하게 만듦으로써 최종적으로 시험용 입자만을 입자계측기로 측정할 수 있도록 한 습식공기청정기의 청정화 성능시험 방법이다.

습식공기청정기, 청정화능력, 고온희석

Description

습식 공기청정기의 성능시험방법{PERFORMANCE EVALUATION METHOD FOR WET TYPE AIR CLEANERS}

도 1은 종래 건식공기청정기의 청정화능력 성능시험방법을 설명하는 개략도이다.

도 2은 본 시험방법에서 사용한 고온희석 샘플링장치를 설명하는 개략도이다.

도 3은 본 발명에 따른 습식공기청정기의 청정화능력 성능시험방법을 설명하는 개략도이다.

현대사회에서 가정 및 직장 등 실내 공간에서의 거주 시간이 길어짐에 따라 실내 공기질의 오염 정도가 심각한 수준에 이르고 있고 이에 따른 호흡기 및 피부 질환 등 건강상의 문제점이 많이 도출되고 있으며 따라서 실내공기의 외기와의 환기에 대한 중요성이 매우 강조되고 있다. 하지만 환기시 발생하는 냉난방 열손실 문제와 함께 대도시의 경우 외부의 공기가 미세먼지, NOx 등으로 오염이 되어있어 일반적인 자연 환기 방식이 오히려 실내 공기를 더욱 악화시킬 수도 있다. 이렇게 실내 공기질에 대한 관심이 높아지고 있는 상황에서 환기없이 실내 공기를 고성능 집진 및 탈취 필터를 통해 청정화시키는 실내 공기청정기에 대한 수요가 증가하고 있다.

공기청정기는 종류에 따라 건식 공기청정기와 습식 공기청정기로 나눌 수 있는데 건식공기청정기는 다시 집진 방식에 따라 전기식, 필터식 및 복합식으로 나눌 수 있다. 건식 공기청정기는 필터나 전기집진 방식을 이용하여 먼지를 집진부(또는 필터)에 포집하는 장치이고 습식 공기청정기는 물을 분무시켜 물과 먼지의 충돌을 유도하여 물 속에 먼지가 포집되도록 하는 장치를 말한다.

도 1은 종래 건식공기청정기의 청정화능력 성능시험방법을 설명하는 개략도이다. 공기청정기의 청정화능력 성능시험을 위한 시험챔버는 40±10 m³ 체적의 밀폐된 직육면체 챔버이고 내부는 주입 입자가 빠른 시간내에 공간적으로 균일한 농도분포를 갖도록 천장 중앙에 교반팬이 설치되어 있고 입자농도측정을 위한 샘플링 프로브(probe)는 시험챔버 중앙 바닥위 120 cm의 위치에 보통 설치된다. 시험분진은 KCl 수용액을 분무시켜 입자를 발생시켜 사용한다. 시험은 시험챔버내 0.3 ㎛ 입자크기의 배경농도가 3×10⁵ 개/m³이하가 되도록 유지한 뒤 교반기로 충분히 교반을 시키면서 입자농도가 10⁸～10¹⁰ 개/m^3.에 도달 될 때까지 입자를 발생시키고 0.3 ㎛ 크기의 입자가 포함된 입자크기채널의 입자농도가 감소하기 시작하는 시점에서 교반기를 정지시킨 뒤 공기청정기를 운전시키면서 0.3 ㎛가 포함된 입자크기채널의 입자농도가 그 채널의 초기 입자농도의 1/3이 되는 시점까지 시험을 수행한다.

한편, 습식 공기청정기는 건식 공기청정기와는 달리 물을 분사시키기 때문에 실내 공기 중에 액적 상태의 수분이 공급되어 입자 계측기로 먼지와 구분을 할 수가 없기 때문에 건식 공기청정기에서 적용하는 청정화능력 시험으로는 시험입자가 줄어들지 않고 오히려 증가하는 경향이 주로 나타난다. 따라서 기존의 건식 공기청정기의 성능시험방법으로는 습식 공기청정기의 청정화 능력을 평가하기가 매우 어렵다.

본 발명은 기존의 청정화능력 성능시험방법으로는 습식공기청정기에서 발생되는 물 액적와 시험용 입자가 입자계측기로 동시에 계측되는 문제 때문에 측정할 수 없었던 청정화능력 시험을 고온희석장치를 이용하여 물 액적은 제거하고 시험용 입자만을 계측하는 방법을 통한 습식공기청정기의 청정화능력 성능시험 방법을 제안하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 기존의 건식공기청정기의 성능시험방법과 동일한 챔버, 입자 발생장치 및 입자 계측 장비를 사용하고 입자 포집부에 고온희석장치를 추가적으로 설치한다. 고온희석장치는 희석장치의 전단과 후단에 위치하여 정확한 청정공기의 유량을 공급할 수 있는 두 개의 질량유량 조절장치와, 일정한 유량의 공기를 주입하여 원하는 입자를 샘플링하고 희석하는 과정을 고온과 상온에서 두 단계로 이루어지도록 하는 이단 희석부로 구성되어 있다. 또한, 1차 희석부에는 전기히터가 설치되어 혼합실내의 공기가 고온으로 일정하게 유지가 될 수 있게 하고 1차 희석부로 들어가는 공기 또한 히터로 예열하여 고온의 공기가 희석장치로 유입될 수 있도록 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구성을 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명의 한 예의 희석장치인 이젝터(Ejector) 방식 고온희석기이다. 외부에서 공급되는 고온으로 예열된 1차 청정공기를 이젝터 방식의 노즐를 지나게 하면 샘플링 입구에서는 음압(negative pressure)이 발생하여 외부의 공기와 함께 샘플링 입자를 흡입하게 된다. 1차 희석부는 전기히터로 가열되어 혼합실내로 흡입된 공기를 고온으로 상승시켜 시험 입자와 함께 흡입된 물 액적을 증발시키도록 한다. 2차 희석부는 외부에서 공급되는 저온, 고압, 고속의 2차 청정공기를 고온 희석부와 같은 원리로 2차 희석부의 노즐로 공급하여 고온희석부의 일부 입자를 흡입하게 된다. 이렇게 상온에서 2차로 희석시키면 희석된 공기에 포함된 수분은 이미 포화수증기압이 낮아졌기 때문에 상온으로 된 이후에도 증기상태를 유지하게 된다.

도 3은 고온희석장치를 적용하여 습식공기청정기의 청정화능력 성능시험방법을 설명한 개략도이다. 기존의 건식공기청정기의 성능시험방법과 동일한 챔버, 입자 발생장치 및 입자 계측 장비를 사용하고 기존의 입자 샘플링 관에 고온희석장치를 추가적으로 설치한다. 이와 같이 입자 샘플링 시 고온희석방법을 사용함으로써 물 액적은 제거하고 시험용 입자만을 계측할 수 있고 따라서 습식공기청정기의 청정화능력 성능시험을 수행할 수가 있다.

본 발명의 시험방법을 적용함여 습식공기청정기에서 발생하는 수분 액적을 제거하고 시험 입자만을 계측함으로써 기존의 건식공기청정기에 적용하였던 청정화능력시험을 습식공기청정기에서도 적용할 수가 있다.

Claims (1)

1. 공기청정기의 청정화능력 성능시험 방법에 있어서,

   고온으로 예열된 1차 청정공기를 전기 히터로 가열된 1차 희석부에 주입하여 샘플링 입자를 흡입 및 희석 하는 단계;

   1차 희석부에서 전기히터로 가열되어 혼합실내로 흡입된 공기를 고온으로 상승시켜 시험 입자와 함께 흡입된 물 액적을 증발시키는 단계;

   상온의 2차 청정공기를 2차 희석부로 공급하여 고온 희석된 공기의 일부를 상온 희석 시키는 단계; 및

   상온에서 2차로 희석되어 수분이 상온으로 된 이후에도 증기상태를 유지하는 단계를 포함하는 습식공기청정기의 청정화능력 성능시험 방법.

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