KR101983600B1 - Experimental apparatus and experimental method for measuring indoor and outdoor penetration coefficient of airborne - Google Patents
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Abstract
본 발명은 대기 미립자 테스트 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치 및 실험 방법에 관한 것이다. 상기 장치는 큰 캐빈, 갭, 발연 장치, 기류 혼합 시스템, 압력차 제어 시스템, 미립자 테스트 장치, 온/습도 제어기, 필터를 포함한다. 큰 캐빈은 각각 실내외 환경을 시뮬레이션하는 데 사용되는데, 양자는 갭 기구를 통해 연결된다. 발연 장치는 에어로졸 발생기이며 미립자는 ISO 표준 먼지를 사용한다. 압력차 제어기는 진공 펌프, 제어 밸브, 미압계, 유량계로 구성되기 때문에 갭 양측 압력차를 정확하게 제어할 수 있다. 상기 장치는 실험실 환경 내에서 다양한 조건(온/습도, 압력차, 입경, 갭 조건) 하의 미립자 실내외 침투 계수를 시뮬레이션할 수 있도록 해 준다. 응용 과정에 있어서, 구체적인 요구에 따라 각종 계수를 설정하고 상응하는 조건 하의 침투 계수를 얻을 수 있으며, 제어가 쉽고 간단하며 다수 계수를 변경할 수 있고 인적, 물적 자산을 절감할 수 있는 장점 등을 가지고 있다.More particularly, the present invention relates to an experimental apparatus and an experimental method for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of airborne particulates. The apparatus includes a large cabin, a gap, a fuming device, an airflow mixing system, a pressure difference control system, a particulate test device, an on / humidity controller, and a filter. Large cabins are used to simulate indoor and outdoor environments, both connected through a gap mechanism. The fuming device is an aerosol generator and the particulates use ISO standard dust. Since the pressure difference controller is composed of a vacuum pump, control valve, micro-pressure gauge and flow meter, it is possible to precisely control the pressure difference on both sides of the gap. The device allows simulations of particulate indoor and outdoor penetration coefficients under various conditions (temperature / humidity, pressure difference, particle size, gap conditions) in a laboratory environment. In the application process, it is possible to set the various coefficients according to the specific requirements, to obtain the penetration coefficient under the corresponding conditions, to have easy and simple control, to change many coefficients, and to save human and physical assets .
Description
본 발명은 대기 미립자 테스트 기술 분야에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치 및 실험 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an experimental apparatus and an experimental method for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of airborne particulates.
최근 몇 년 동안 중국의 대기 미립자 오염이 심각해지면서, 미립자 오염이 중국의 수많은 중/대도시 대기질 환경에서 가장 중요한 영향을 미치는 오염물이 되었다. 현대사회에서 사람들은 대부분의 시간을 실내에서 보내는데 실내 미립자는 대부분이 실외 미립자로 인해 야기된다. 많은 실외 미립자의 오염원이 바로 교통, 공업 및 생활 등에서 발생하는 오염물인데, 이는 통풍 또는 포위 구조의 틈새를 통해 실내로 침투해 실내 환경을 오염시키고 실내 사람들의 건강에 영향을 미친다. 역학 연구에 따르면, 미립자에 노출되면 그 노출된 시간에 관계없이 모두 인체 다수 시스템에 부정적인 영향을 미친다. 실내외 오염물 관계에 대한 연구에 따르면, 실내 환경으로 침투한 미립자 질량 농도와 실외 대기 부유 미립자 농도가 동일한 수치 레벨에 있다. 대기 미립자는 실내 미립자의 중요한 공급원이라는 것을 알 수 있다. 따라서 대기 미립자의 실내외 침투 계수에 대한 연구는 현실적으로 상당한 의미를 가진다.In recent years, as China's airborne particulate contamination has become more severe, particulate contamination has become the most important contaminant in many China's metropolitan air quality environments. In modern society, people spend most of their time indoors, most of which are caused by outdoor particulates. Many pollutants of outdoor microparticles are pollutants that occur in traffic, industry, and life, which permeate the room through a gap in the ventilation or the surrounding structure, pollute the indoor environment and affect the health of indoor people. Epidemiological studies have shown that exposure to particulates, regardless of their exposure time, has a negative effect on many human systems. According to studies on indoor and outdoor pollutant relations, the concentrations of particulate mass penetrated into the indoor environment and the concentrations of suspended air particulates in outdoor are at the same level. It can be seen that atmospheric particulates are an important source of indoor particulate matter. Therefore, the study on the indoor and outdoor penetration coefficient of airborne particulate matter is very meaningful in reality.
침투 계수는 미립자가 건축 포위 구조를 관통하는 능력을 나타낸다. 현재 주요 연구 방법으로는 현장 테스트와 실험실 테스트가 있다. 현장 테스트는 구체적인 건축물이나 방을 대상으로 진행하기 때문에 테스트에 보편성이 없고 피시험물의 환경 계수 영향이 아주 크며 실험 결과의 편차가 커서 침투인자에 대한 특정 계수의 영향을 확보할 수가 없다. 실험실 테스트는 실험실 조건에서 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 것이다. 테스트 과정에서 사용되는 계수에는 주로 갭 양측 압력차, 갭 사이즈, 갭 조도, 미립자 입경, 온/습도 등이 있다. 실험 시작 전에 적당한 갭 사이즈 및 조도를 선택하고 구체적인 요구에 따라 온/습도, 갭 양측 압력차를 조절하며, 미립자를 완전히 방출한 후 결과를 측정한다. 현장 테스트와 비교할 때 실험실 테스트는 실험실 내에서 다양한 작업 조건 하의 침투 계수를 측정할 수 있고, 각종 조건은 제어 가능하며 실제 요구 사항에 따라 조합을 변환할 수 있을 뿐만 아니라 구체적인 특정 계수가 침투 계수에 미치는 영향을 고찰할 수 있다는 장점이 있다. 현재 국내에는 실험실을 사용해 침투 계수를 측정하는 연구자들이 있기는 하나, 실험 과정에는 여전히 이하의 단점이 있다. ① 미립자 공급원의 선택: 일부 실험자는 모기향, 담배에서 생성되는 미립자를 사용하는데 모기향, 담배에서 방출되는 미립자는 95%가 초미립자이며(d<100nm), 1㎛ 이상의 미립자 함량은 극히 적다(<5%). 이는 대기 미립자 입경 분포에 부합하지 않기 때문에 이러한 유형의 공급원은 정확한 대기 미립자 입경 분포를 시뮬레이션할 수 없다. ② 갭 양측의 압력차는 유량을 이용해 조절하는 방법만을 사용하는데 실시간으로 양측의 압력차를 모니터링할 수 없기 때문에 예측한 제어 효과를 나타낼지 미지수다. ③ 온/습도가 침투 계수에 미치는 영향을 무시하기 때문에 온/습도 조건을 제어할 수 없다. 본 실험 장치는 상기 문제를 해결할 수 있는 최적화된 설계를 채택하여 시험 계수에 대한 통제력과 정확성을 크게 개선할 수 있다.Penetration coefficients represent the ability of particulates to penetrate the structure envelope. Current research methods include field tests and laboratory tests. Since field tests are conducted on specific buildings or rooms, there is no universality in testing, the influence of environmental factors on the test subject is very large, and the variation of experimental results is large, so that the influence of specific factors on penetration factors can not be secured. Laboratory testing is to measure the indoor and outdoor penetration coefficient of particulates under laboratory conditions. The coefficients used in the test process mainly include the pressure difference on both sides of the gap, the gap size, the gap roughness, the particle size, and the temperature / humidity. Before starting the experiment, select appropriate gap size and roughness, adjust the pressure difference on both sides of the temperature / humidity, gap according to specific requirements, and measure the result after completely discharging the fine particles. Compared to field tests, laboratory tests can measure penetration coefficients under various working conditions in a laboratory, control various conditions, convert the combinations according to actual requirements, There is an advantage that the influence can be considered. Currently, there are researchers in Korea who use laboratory to measure penetration coefficient, but there are still following disadvantages in the experiment. 1) Particulate supply selection: Participants use mosquitoes and tobacco-generated microparticles, and 95% of microparticles emitted from cigarettes are ultrafine (d <100nm) ). This is not consistent with the airborne particle size distribution, so this type of source can not simulate an accurate airborne particle size distribution. (2) The pressure difference on both sides of the gap is only used to adjust the flow rate, but it is unknown whether the pressure difference on both sides can be monitored in real time and therefore predicted control effect. ③ The temperature / humidity condition can not be controlled because the effect of temperature / humidity on the penetration coefficient is ignored. The experimental apparatus can improve the controllability and accuracy of the test coefficients by adopting the optimized design to solve the above problem.
실험실 내에서 건축물 침투 계수의 정확한 측정을 편리하게 구현하기 위하여, 본 발명에서는 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치 및 실험 방법을 제안한다. 여기에는 침투 계수에 영향을 미치는 모든 계수(압력차, 갭 조건, 미립자 입경, 온/습도 등)가 결합되어 있으며, 모든 계수에 대한 정확한 제어를 기반으로 각종 작업 환경 하에서의 침투 계수를 측정할 수 있다. In order to facilitate the accurate measurement of the infiltration coefficient of the building in the laboratory, the present invention proposes an experimental apparatus and an experimental method for measuring the indoor and outdoor infiltration coefficient of airborne fine particles. It combines all the coefficients (pressure differential, gap conditions, particle size, temperature / humidity, etc.) that affect the penetration coefficient and allows the penetration coefficient to be measured under various working conditions based on precise control of all the coefficients .
본 발명은 이하의 기술방안을 채택하였다. 본 발명은 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치에 관한 것으로서, 큰 캐빈, 작은 캐빈 및 갭 기구를 포함하며, 다수의 긴 스크류로 작은 캐빈과 갭 기구를 큰 캐빈에 고정하고, 상기 갭 기구는 제1 판(7a), 제2 판 및 개스킷을 포함하고, 제1 판과 제2 판은 작은 캐빈에 접합 연결하고, 작은 캐빈과 완전체를 형성하고, 갭은 제2 판과 개스킷 사이에 위치하고; 상기 큰 캐빈 꼭대기 단부 중앙에 제1 개구를 설치하고, 제1 개구는 연성관을 통해 에어로졸 발생기와 연결하고, 꼭대기부 중앙에 미립자 혼합 기구를 매달고, 큰 캐빈 우측면 하방에 제2 개구를 설치하고, 제2 개구는 연성관을 통해 필터와 연결하고, 큰 캐빈 우측면, 갭 기구 높이 지점에 제3 개구를 설치하고, 연성관의 일단은 제3 개구를 통해 큰 캐빈에 진입하여 갭 전방측 중앙에 고정하고, 다른 일단은 제1 미립자 테스트 장치에 연결하고, 큰 캐빈 정면에 갭 기구와 연결되는 직사각형 제4 개구를 설치하고, 미립자는 제4 개구를 통해 갭 기구 내의 갭으로 유입되고, 온/습도 조절기는 큰 캐빈 바닥면 중간에 거치하고; 상기 작은 캐빈 정면에 제5 개구를 설치하고, 제5 개구는 연성관을 통해 압력차 조절기와 연결하고, 상기 압력차 조절기는 진공 펌프, 유량계, 제어 밸브 및 미압계를 포함하고, 여기에서 유량계, 제어 밸브 및 진공 펌프는 순서대로 연성관을 통해 연결하고, 조인트 부분은 실런트로 밀봉하고, 작은 캐빈 측면에 제6 개구를 설치하고, 연성관의 일단은 제6 개구를 통해 작은 캐빈으로 진입하여 갭 후방측 중앙에 고정하고, 다른 일단은 제2 미립자 테스트 장치와 연결하고, 작은 캐빈 내측에 갭 기구와 연결되는 직사각형 제7 개구를 설치하고, 미압계의 두 연성관은 제8 개구와 제9 개구를 통해 각각 갭 전방측, 후방측 중앙에 고정된다.The present invention adopts the following technique. The present invention relates to an experimental apparatus for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of airborne particulates, which comprises a large cabin, a small cabin and a gap mechanism, fixing a small cabin and a gap mechanism to a large cabin with a plurality of long screws, Comprises a first plate (7a), a second plate and a gasket, the first plate and the second plate being joined to a small cabin and forming a complete body with a small cabin, the gap being located between the second plate and the gasket ; The first opening is connected to the aerosol generator through a soft tube, the fine particle mixing mechanism is suspended at the center of the top, the second opening is provided below the right side of the large cabin, The second opening is connected to the filter through a soft tube and the third opening is provided at the right side of the large cabin and at the height of the gap mechanism. One end of the flexible tube enters the large cabin through the third opening, And the other end is connected to the first particulate test apparatus, and a fourth rectangular opening is connected to the gap mechanism at the front of the large cabin. The particulates are introduced into the gap in the gap mechanism through the fourth opening, Is mounted in the middle of the large cabin floor; A fifth opening in the front of the small cabin and a fifth opening in communication with the pressure differential regulator through a soft tube, the pressure differential regulator comprising a vacuum pump, a flow meter, a control valve and an immersion gage, The control valve and the vacuum pump are connected in order through a flexible tube, the joint portion is sealed with a sealant, the sixth opening is provided on the side of the small cabin, one end of the flexible tube enters the small cabin through the sixth opening, And the other end thereof is connected to the second particulate test apparatus, and a seventh rectangular opening which is connected to the gap mechanism is provided inside the small cabin, and the two soft pipes of the micrometer system are provided with the eighth opening and the ninth opening Respectively, to the front and rear sides of the gap.
상기 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 방법은 이하 단계를 포함한다. An experimental method for measuring the indoor and outdoor penetration coefficient of the atmospheric fine particles includes the following steps.
(a) 미립자 혼합 기구를 열고 큰 캐빈 내 기류 혼합을 강화한다. (a) Open the particulate mixing mechanism and strengthen the airflow mixing in the large cabin.
(b) 온/습도를 조절한다. 온/습도 조절기를 열고 실험 온도값을 설정하고, 큰 캐빈 내 공기 온도가 설정값보다 낮으면 가열 시스템을 가동해 승온시키고 반대의 경우에는 냉각 시스템을 가동해 강온시킨다. 조절기의 습도 조절 구간은 40 내지 100%RH이고, 기울기는 5%RH이므로 습도 설정 범위는 40~100%이다. 습도가 설정값에 도달하고 온도 파동값이 0.1℃보다 낮으며 상대습도 파동값이 2%RH보다 낮으면 온/습도 조절을 완료한다. (b) Adjust the temperature / humidity. Open the temperature / humidity controller and set the experimental temperature. If the air temperature in the large cabin is lower than the set value, the heating system is activated to raise the temperature. In the opposite case, the cooling system is operated to cool down. The humidity control range of the regulator is 40 to 100% RH, and the slope is 5% RH, so the humidity setting range is 40 to 100%. When the humidity reaches the set point and the temperature ripple value is less than 0.1 ℃ and the relative humidity ripple value is less than 2% RH, the temperature / humidity control is completed.
(c) 갭 양측 압력차를 조절한다. 압력차 제어는 유량을 통해 조절한 후 다시 미압계로 모니터링해 압력차를 미세하게 조절함으로써 설장값에 도달시킨다. 갭 양측의 압력차 구간은 4 내지 10Pa이고, 압력차를 선택한 후 진공 펌프 작업을 진행하고, 유량계로 추출한 기체 유량을 측정한다. 유량이 설정 유량보다 크면 제어 밸브의 개방도를 낮추고 유량이 설정한 유량보다 작으면 제어 밸브의 개방도를 높여 유량이 설정값과 동일하게 만든다. 미압계로 갭 양측 압력차를 모니터링하며, 갭 양측 유량이 설정값에 도달하면 갭 양측 압력차가 설정값에 도달하므로 미압계 도수를 관찰한다. 압력차가 설정값이 되면 압력차 조절 작업을 종료한다.(c) Adjust the pressure difference on both sides of the gap. The pressure difference control is regulated through the flow rate and then monitored again with the pressure meter to reach the preset value by finely adjusting the pressure difference. The pressure difference interval on both sides of the gap is 4 to 10 Pa. After selecting the pressure difference, proceed with the vacuum pump operation and measure the gas flow rate extracted by the flowmeter. If the flow rate is larger than the set flow rate, the opening degree of the control valve is lowered. If the flow rate is smaller than the set flow rate, the opening degree of the control valve is increased to make the flow rate equal to the set value. The pressure difference on both sides of the gap is monitored by the unipolar system. When the flow rate on both sides of the gap reaches the set value, the pressure difference on both sides of the gap reaches the set value. When the pressure difference reaches the set value, the pressure difference adjustment operation is terminated.
(d) 온/습도, 압력 제어를 마친 후, 에어로졸 발생기로 미립자를 발사하며, 미립자는 미립자 혼합 기구 작용 하에서 신속하게 확산시킨다. 갭 양측 압력차로 인해 미립자는 갭을 통해 큰 캐빈에서 작은 캐빈으로 관통하여 진입한다. (d) After the temperature / humidity and pressure control are completed, the fine particles are fired by the aerosol generator, and the fine particles rapidly spread under the action of the particulate mixing mechanism. Due to the pressure differential across the gap, the particulates enter the large cabin through the gap into the small cabin.
(e) 미립자을 일정 시간 방출한 후 큰 캐빈 내에서 균일하게 혼합할 때 제1 미립자 테스트 장치, 제2 미립자 테스트 장치가 동시에 열려 갭 양측 미립자 농도를 측정한다. 1분마다 샘플을 취하며, 매번 측정하는 결과는 1분 이내 미립자 농도의 평균값으로 취한다.(e) When the particulates are uniformly mixed in a large cabin after releasing the particulate matter for a certain period of time, the first particulate test apparatus and the second particulate test apparatus are simultaneously opened to measure the concentration of particulates on both sides of the gap. The sample is taken every minute, and the result of each measurement is taken as the average value of the concentration of the particles within 1 minute.
본 발명의 유익한 효과는 이하와 같다. Advantageous effects of the present invention are as follows.
1. 상기와 같은 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치는 큰 캐빈, 갭, 발연 장치, 기류 혼합 시스템, 압력차 제어 시스템, 미립자 테스트 장치, 온/습도 제어기, 필터를 포함하기 때문에 실험실 환경 내에서 다양한 조건(온/습도, 압력차, 입경, 갭 조건) 하의 미립자 실내외 침투 계수를 시뮬레이션할 수 있다.1. Experimental apparatuses for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of the above-mentioned airborne particulates include a large cabin, a gap, a fuming device, an air flow mixing system, a pressure difference control system, a particulate testing device, a temperature / humidity controller, It is possible to simulate the particulate indoor and outdoor penetration coefficient under various conditions (temperature / humidity, pressure difference, particle diameter, gap condition).
2. 큰 캐빈은 각각 실내외 환경을 시뮬레이션하는 데 사용되는데, 양자는 갭 기구를 통해 연결되며 미립자가 실외 환경에서 실내로 진입하는 침투 경로의 형상을 정확하게 시뮬레이션할 수 있다.2. Large cabins are used to simulate indoor and outdoor environments, both of which are connected through a gap mechanism and can accurately simulate the shape of the infiltration path where particulates enter the room from the outdoor environment.
3. 발연 장치는 에어로졸 발생기이며 미립자는 ISO 표준 먼지를 사용하기 때문에 대기에서 흡입 가능한 미립자 입경과의 적합도가 비교적 높다.3. Because the fuming device is an aerosol generator and the fine particles use ISO standard dust, the compatibility with the particulate particle size that can be absorbed in the atmosphere is relatively high.
4. 압력차 제어기는 진공 펌프, 제어 밸브, 미압계, 유량계로 구성되기 때문에 갭 양측 압력차를 정확하게 제어할 수 있다. 4. Since the pressure difference controller is composed of vacuum pump, control valve, pressure gauge and flow meter, it is possible to precisely control the pressure difference on both sides of the gap.
5. 응용 과정에 있어서, 구체적인 요구에 따라 각종 계수를 설정하고 상응하는 조건 하의 침투 계수를 얻을 수 있으며, 제어가 쉽고 간단하며 다수 계수를 변경할 수 있고 인적, 물적 자산을 절감할 수 있는 장점 등을 가지고 있다.5. In the application process, it is possible to set the various coefficients according to the specific requirements, to obtain the penetration coefficient under the corresponding condition, to control easily and easily, to change many coefficients, and to save human and physical assets Have.
도 1은 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치의 시스템 설명도이고; 및
도 2는 갭 기구의 구조도이다. 1 is a system explanatory view of an experimental apparatus for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of airborne fine particles; And
2 is a structural view of the gap mechanism.
이하에서는, 본 발명의 예시적인 실시형태들을 도면을 통해 보다 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the drawings.
도 1은 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치를 도시한 것이다. 도면에 있어서, 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 장치는 큰 캐빈(1), 작은 캐빈(2) 및 갭 기구(7)를 포함하며, 다수의 긴 스크류(10)로 작은 캐빈(2)과 갭 기구(7)를 큰 캐빈(1)에 고정한다. 갭 기구(7)는 제1 판(7a), 제2 판(7b) 및 개스킷(7c)을 포함하고, 제1 판(7a)과 제2 판(7b)은 작은 캐빈 상(2)에 접합 연결하고, 작은 캐빈(2)과 완전체를 형성하고, 갭(7d)은 제2 판(7b)과 개스킷(7c) 사이에 위치한다. 큰 캐빈(1) 꼭대기 단부 중앙에 제1 개구(1a)를 설치하고, 제1 개구(1a)는 연성관을 통해 에어로졸 발생기(3)와 연결하고, 꼭대기부 중앙에 미립자 혼합 기구(4)를 매달고, 큰 캐빈(1) 우측면 하방에 제2 개구(1b)를 설치하고, 제2 개구(1b)는 연성관을 통해 필터(5)와 연결하고, 큰 캐빈(1) 우측면, 갭 기구(7) 높이 지점에 제3 개구(1c)를 설치하고, 연성관의 일단은 제3 개구(1c)를 통해 큰 캐빈(1)에 진입하여 갭(7d) 전방측 중앙에 고정하고, 다른 일단은 제1 미립자 테스트 장치(6)에 연결하고, 큰 캐빈(1) 정면에 갭 기구(7)와 연결되는 직사각형 제4 개구(1d)를 설치하고, 미립자는 제4 개구(1d)를 통해 갭 기구(7) 내의 갭(7d)으로 유입되고, 온/습도 조절기(8)는 큰 캐빈(1) 바닥면 중간에 거치한다. 작은 캐빈(2) 정면에 제5 개구(2a)를 설치하고, 제5 개구(2a)는 연성관을 통해 압력차 조절기와 연결한다. 상기 압력차 조절기는 진공 펌프(9), 유량계(9a), 제어 밸브(9b) 및 미압계(11)를 포함하고, 여기에서 유량계(9a), 제어 밸브(9b) 및 진공 펌프(9)는 순서대로 연성관을 통해 연결하고, 조인트 부분은 실런트로 밀봉하고, 작은 캐빈(2) 측면에 제6 개구(2b)를 설치하고, 연성관의 일단은 제6 개구(2b)를 통해 작은 캐빈(2)으로 진입하여 갭(7d) 후방측 중앙에 고정하고, 다른 일단은 제2 미립자 테스트 장치(6a)와 연결하고, 작은 캐빈(2) 내측에 갭 기구(7)와 연결되는 직사각형 제7 개구(2c)를 설치하고, 미압계(11)의 두 연성관은 제8 개구(1e)와 제9 개구(2d)를 통해 각각 갭(7d) 전방측, 후방측 중앙에 고정된다.Fig. 1 shows an experimental apparatus for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of airborne fine particles. In the figure, an experimental apparatus for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of airborne particulates includes a
상기 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 방법은 이하 단계를 포함한다. An experimental method for measuring the indoor and outdoor penetration coefficient of the atmospheric fine particles includes the following steps.
(a) 미립자 혼합 기구(4)를 열고 큰 캐빈(1) 내 기류 혼합을 강화한다. (a) opening the particulate mixing mechanism 4 and enhancing the airflow mixing in the
(b) 온/습도를 조절한다. 온/습도 조절기(8)를 열고, 큰 캐빈(1) 내 공기 온도가 설정값보다 낮으면 가열 시스템을 가동해 승온시키고 반대의 경우에는 냉각 시스템을 가동해 강온시킨다. 습도 조절 구간은 40 내지 100%RH이고, 기울기는 5%RH이다. 습도가 설정값에 도달하고 온도 파동값이 0.1℃보다 낮으며 상대습도 파동값이 1%RH보다 낮으면 온/습도 조절을 완료한다. (b) Adjust the temperature / humidity. When the temperature of air in the
(c) 갭 양측 압력차를 조절한다. 압력차 제어는 먼저 유량을 통해 조절한 후 다시 미압계(11)로 모니터링해 압력차를 미세하게 조절함으로써 설정값에 도달시킨다. 진공 펌프(9) 작업을 진행하고, 유량계(9a)로 추출한 기체 유량을 측정한다. 유량이 설정 유량보다 크면 제어 밸브(9b)의 개방도를 낮추고 유량이 설정한 유량보다 작으면 제어 밸브(9b)의 개방도를 높여 유량이 설정값과 동일하게 만든다. 미압계(11)로 갭 양측 압력차를 모니터링하며, 갭 양측 유량이 설정값에 도달하면 갭 양측 압력차가 설정값에 도달하므로 미압계(11) 도수를 관찰한다. 압력차가 설정값이 되면 압력차 조절 작업을 종료한다.(c) Adjust the pressure difference on both sides of the gap. The pressure difference control is first adjusted through the flow rate and then monitored again by the micro-pressure gauge (11) to reach the set value by finely adjusting the pressure difference. The operation of the
(d) 온/습도, 압력 제어를 마친 후, 에어로졸 발생기로 미립자를 발사하며, 미립자는 미립자 혼합 기구 작용 하에서 신속하게 확산시킨다. 갭 양측 압력차로 인해 미립자는 갭을 통해 큰 캐빈에서 작은 캐빈(2)으로 관통하여 진입한다. (d) After the temperature / humidity and pressure control are completed, the fine particles are fired by the aerosol generator, and the fine particles rapidly spread under the action of the particulate mixing mechanism. Due to the pressure differentials on both sides of the gap, the particulates penetrate through the gap from the large cabin to the
(e) 미립자을 일정 시간 방출한 후 큰 캐빈 내에서 균일하게 혼합한 다음 제1 미립자 테스트 장치(6a) 제2 미립자 테스트 장치(6b)를 동시에 연다. 1분마다 샘플을 취하며, 매번 측정하는 결과는 1분 이내 미립자 농도의 평균값으로 취한다.(e) the particulates are discharged for a certain period of time and mixed uniformly in a large cabin, and then the first
상기 기술방안 채택에 있어서, 큰 캐빈은 발연 장치에 연결해 실외 대기 환경을 시뮬레이션하는 데 사용하고, 작은 캐빈은 실내 환경을 시뮬레이션하는 데 사용하며, 양자 사이는 갭 기구를 통해 연결된다. 기류 혼합 장치는 큰 캐빈 꼭대기부 중심에 설치해 캐빈 내 미립자를 혼합하는 데 사용한다. 압력차 제어기는 작은 캐빈 일측에 연결되며, 가동 후 공기 펌프를 통해 두 캐빈 내 기류를 유동시킨다. 온/습도 제어기는 큰 캐빈 중심에 위치한다. 일정한 온/습도, 갭 조건 하에서 발연 장치가 미립자를 발사하며 기류 혼합 후 미립자 테스트 장치에서 갭 양측 미립자의 질량 농도를 검출함으로써 침투 계수를 수득한다.In adopting the above technique, a large cabin is used to simulate an outdoor atmospheric environment in connection with a fuming device, and a small cabin is used to simulate an indoor environment, and the two are connected via a gap mechanism. An airflow mixing device is installed at the center of the large cabin top to be used for mixing particulates in the cabin. The pressure difference controller is connected to one side of the small cabin and flows air in both cabins through the air pump after operation. The on / humidity controller is located in the center of the large cabin. The penetration coefficient is obtained by detecting the mass concentration of both the fine particles in the gap in the particulate tester after the air streaming device fires the particulate matter under a constant temperature / humidity and gap condition.
큰 캐빈 사이즈는 길이 x 너비 x 높이가 50cm x 50cm x 40cm이며 부피는 0.1m3이다. 상기 사이즈 설계에는 주로 2가지 요소가 고려된다. 1. 실험 과정에서 큰 캐빈 내의 미립자는 일정 농도에 도달해야만 실험을 진행할 수 있기 때문에, 큰 공간보다 0.1m3 크기의 공간이 미립자를 신속하게 규정된 농도에 도달시킬 수 있다. 2. 실험을 상기 공간에서 조작할 수 있는 조건을 충족시킨다는 전제 하에, 부피가 0.1m3이면 실험결과의 계산을 간소화할 수 있다. 작은 캐빈의 사이즈는 길이 x 너비 x 높이가 25cm x 4cm x 10cm이며 부피는 0.001m3인데 이는 계산과 조작의 편의성을 높여준다. 캐빈 각 면의 조인트 부분은 전용 실런트로 밀봉해 공기가 누설되기 않도록 한다. The large cabin size is length x width x height 50cm x 50cm x 40cm and volume 0.1m3. There are mainly two factors considered in the size design. 1. Experiments can be carried out only when the concentration of fine particles in a large cabin reaches a certain level in the experiment. Therefore, a space of 0.1
큰 캐빈, 작은 캐빈은 갭 기구를 통해 연결하고, 갭 기구는 작은 캐빈에 삽입하고, 작은 캐빈과 결합한 후 긴 스크류를 통해 큰 캐빈과 연결하고, 긴 스크류를 해체해 갭을 교체한다. 갭은 분리해 교체할 수 있으며, 실험은 실제 수요에 따라 갭 사이즈를 결정할 수 있다. 갭 소재는 알루미늄 합금, 벽돌, 콘크리트, 합판, 홍삼목(red cedar), 소나무, 파티클 보드 등을 사용해 조도를 바꾼다. 갭은 상하 판 및 개스킷으로 구성되며, 일정 조도의 갭 소재를 선택하고 규정 사이즈로 길이와 너비를 전단한 후 두 판 사이에 밀어 넣고, 갭 높이는 개스킷 수로 조절한다. 개스킷 두께는 각각 0.1mm, 0.25mm, 0.5mm, 1mm 등이다. The large cabin and the small cabin are connected through a gap mechanism, the gap mechanism is inserted into a small cabin, the small cabin is connected to the large cabin through a long screw, and the long screw is disassembled to replace the gap. The gap can be separated and replaced, and the experiment can determine the gap size according to actual demand. Gap material changes its roughness using aluminum alloy, brick, concrete, plywood, red cedar, pine, particle board and so on. The gap is composed of upper and lower plates and gaskets. The gap material is selected to have a uniform roughness, and the length and width are sheared in a predetermined size. Then, the gap is pushed between the two plates, and the gap height is adjusted by the number of gaskets. The gasket thicknesses are 0.1mm, 0.25mm, 0.5mm, and 1mm, respectively.
발연 장치는 에어로졸 발생기 및 ISO 표준 먼지(A1)를 사용하는데, 상기 먼지는 PM10 이하의 미립자가 97% 이상을 차지하기 때문에 대기 중의 흡인 가능한 미립자를 상당히 우수하게 시뮬레이션할 수 있다. 큰 캐빈 꼭대기부에 발연 입구를 설치하고, 에어로졸과 연결하고, 표준 먼지는 에어로졸 발생기를 통해 큰 캐빈 내로 균일하게 이송된다. 미립자가 진입하기 전에 큰 캐빈 꼭대기부 중앙에 위치한 기류 혼합 장치가 열리고 기류 혼합이 가속화된다.The fuming device uses an aerosol generator and ISO standard dust (A1), which can simulate very good atmospheric adsorbable particulates because the particulate below 10 PM accounts for more than 97%. A fume inlet is installed at the top of the large cabin, connected with an aerosol, and the standard dust is uniformly transported through the aerosol generator into the large cabin. Before the particulate enters, the airflow mixing device located at the center of the large cabin top opens and airflow mixing is accelerated.
미립자 혼합 기구는 큰 캐빈 꼭대기부 중앙에 위치하며 주로 이하 2가지 역할을 한다. 1. 미립자가 진입하기 전에 열려 기류 혼합을 가속화한다. 2. 미립자가 발사되어 진입한 후 이것이 큰 캐빈 내에 신속하고 균일하게 분포하도록 만든다. The particulate mixing mechanism is located at the center of the top of the large cabin and mainly plays the following two roles. 1. The particulates open before entry to accelerate airflow mixing. 2. After the particulates have fired and entered, they are quickly and uniformly distributed within the large cabin.
압력차 제어기는 진공 펌프, 제어 밸브, 미압계, 유량계로 구성된다. ASHER 표준에 의거하여, 실내외 압력차 범위는 4 내지 10pa이므로 갭 양측의 압력차는 4 내지 10pa로 제어한다. 진공 펌프는 관을 통해 작은 캐빈과 연결되고, 공기 추출을 통해 기체를 캐빈 내에서 유동시키고, 유량계는 기류가 갭 양측을 통과하는 유량값을 표시할 수 있다. 미압계는 갭 양측의 압력차를 측정할 수 있으며, 압력차가 설정값과 격차가 있으면 제어 밸브를 통해 진공 펌프 유량을 바꿔 압력차를 설정값에 도달시킨다. The pressure difference controller consists of a vacuum pump, a control valve, a pressure gauge, and a flow meter. According to the ASHER standard, since the indoor and outdoor pressure difference ranges from 4 to 10 pa, the pressure difference on both sides of the gap is controlled to 4 to 10 pa. The vacuum pump is connected to the small cabin through a pipe and the gas is flowed through the air extraction in the cabin, and the flow meter can indicate the flow rate value through which the airflow passes on both sides of the gap. The pressure gauge can measure the pressure difference on both sides of the gap. If there is a gap between the pressure difference and the set value, the pressure difference reaches the set value by changing the vacuum pump flow rate through the control valve.
미립자 테스트 장치는 2대의 TSI 미립자 계수기를 채택하며, 각각 갭 양측의 미립자 농도를 테스트하는 데 사용한다. 온/습도 제어기는 실험 과정에서 온/습도를 제어하는 데 사용하며, 캐빈 내 온/습도를 설정값으로 조절한 후 시험을 진행할 수 있다. 한 그룹의 실험이 완료되면 온/습도를 바꾼 후 안정되면 다음 그룹 테스트를 진행할 수 있다.The particulate testing device employs two TSI particulate counters, each of which is used to test the concentration of particulates on both sides of the gap. The on / humidity controller is used to control the temperature / humidity in the experiment. The temperature / humidity of the cabin can be adjusted to the set value and then the test can proceed. Once a group of experiments is completed, the next group test can be performed if the temperature / humidity is changed and stabilized.
필터는 큰 캐빈의 공기 입구로 진입한 공기 내의 흡인 가능한 미립자를 여과하는 데 사용함으로써, 에어로졸 발생기가 유일한 미립자 공급원이 되도록 보장해 준다.The filter is used to filter the adsorbable particulate in the air entering the air inlet of the large cabin, ensuring that the aerosol generator is the only particulate source.
1: 큰캐빈 1a: 제1 개구
1b: 제2 개구 1c: 제3 개구
1d: 제4 개구 1e: 제8 개구
2: 작은 캐빈 2a: 제5 개구
2b: 제6 개구 2c: 제7 개구
2d: 제9 개구 3: 에어로졸 발생기
4: 미립자 혼합 기구 5: 필터
6: 제1 미립자 테스트 장치 6a: 제2 미립자 테스트 장치
7: 갭 기구 7a: 제1 판
7b: 제2 판 7c: 개스킷
7d: 갭 8: 온/습도 제어기
9: 진공 펌프 9a: 유량계
9b: 제어 밸브 10: 긴 스크류
11: 미압계1: large cabin 1a: first opening
1b: second opening 1c: third opening
1d: fourth aperture 1e: eighth aperture
2:
2b: sixth opening 2c: seventh opening
2d: ninth opening 3: aerosol generator
4: particulate mixing mechanism 5: filter
6: first
7:
7b:
7d: gap 8: temperature / humidity controller
9:
9b: Control valve 10: Long screw
11:
Claims (2)
상기 미립자 혼합 기구(4)를 열고 상기 큰 캐빈(1) 내 기류 혼합을 강화하는 단계 (a);
온/습도를 조절하고; 상기 온/습도 조절기(8)를 열고 실험 온도값을 설정하고, 상기 큰 캐빈(1) 내 공기 온도가 설정값보다 낮으면 가열 시스템을 가동해 승온시키고 반대의 경우에는 냉각 시스템을 가동해 강온시키고; 조절기의 습도 조절 구간은 40 내지 100%RH이고, 기울기는 5%RH이므로 습도 설정 범위는 40~100%이고, 습도가 설정값에 도달하고 온도 파동값이 0.1℃보다 낮으며 상대습도 파동값이 2%RH보다 낮으면 온/습도 조절을 완료하는 단계 (b);
갭 양측 압력차를 조절하고, 압력차 제어는 유량을 통해 조절한 후 다시 상기 미압계(11)로 모니터링해 압력차를 미세하게 조절함으로써 설장값에 도달시키고; 갭 양측의 압력차 구간은 4 내지 10Pa이고, 압력차를 선택한 후 진공 펌프(9) 작업을 진행하고, 유량계(9a)로 추출한 기체 유량을 측정하고; 유량이 설정 유량보다 크면 제어 밸브(9b)의 개방도를 낮추고 유량이 설정한 유량보다 작으면 상기 제어 밸브(9b)의 개방도를 높여 유량이 설정값과 동일하게 만들고; 상기 미압계(11)로 갭 양측 압력차를 모니터링하며, 갭 양측 유량이 설정값에 도달하면 갭 양측 압력차가 설정값에 도달하므로 미압계(11) 도수를 관찰하고, 압력차가 설정값이 되면 압력차 조절 작업을 종료하는 단계 (c);
온/습도, 압력 제어를 마친 후, 상기 에어로졸 발생기(3)로 미립자를 발사하며, 미립자는 상기 미립자 혼합 기구(4) 작용 하에서 신속하게 확산시키고, 갭 양측 압력차로 인해 미립자는 상기 갭(7d)을 통해 큰 캐빈(1)에서 상기 작은 캐빈(2)으로 관통하여 진입하는 단계 (d);
미립자를 일정 시간 방출한 후, 상기 큰 캐빈(1) 내에서 균일하게 혼합할 때 제1 미립자 테스트 장치(6a), 제2 미립자 테스트 장치(6b)가 동시에 열려 갭(7d) 양측 미립자 농도를 측정하고, 1분마다 샘플을 취하며, 매번 측정하는 결과는 1분 이내 미립자 농도의 평균값으로 취하는 단계 (e)를 포함하는 것을 특징으로 하는 대기 미립자의 실내외 침투 계수를 측정하는 실험 방법.An experimental method using an experimental apparatus for measuring indoor and outdoor penetration coefficients of the atmospheric fine particles of claim 1,
(A) opening the particulate mixing mechanism (4) and enhancing airflow mixing in the large cabin (1);
Adjust the temperature / humidity; If the air temperature in the large cabin 1 is lower than the predetermined value, the heating system is operated to raise the temperature. In the opposite case, the cooling system is operated to cool down ; The humidity control range of the regulator is 40 to 100% RH and the slope is 5% RH, so the humidity setting range is 40 to 100%. When the humidity reaches the set value, the temperature fluctuation value is lower than 0.1 캜 and the relative humidity fluctuation value (B) completing the temperature / humidity control when the temperature is lower than 2% RH;
Adjusting the pressure difference on both sides of the gap, adjusting the pressure difference through the flow rate, and then monitoring the pressure with the micro-pressure gauge (11) to finely adjust the pressure difference to reach the preset value; The pressure difference interval on both sides of the gap is 4 to 10 Pa, the vacuum pump 9 is operated after selecting the pressure difference, and the gas flow rate extracted by the flow meter 9a is measured; If the flow rate is larger than the set flow rate, the opening degree of the control valve 9b is lowered. If the flow rate is smaller than the set flow rate, the opening degree of the control valve 9b is increased to make the flow rate equal to the set value; The pressure difference on both sides of the gap is monitored by the micro-pressure gauge 11. When the flow rate of both sides of the gap reaches the set value, the pressure difference between both sides of the gap reaches the set value, (C) terminating the difference adjustment operation;
The particulates are rapidly diffused under the action of the particulate mixing mechanism 4 and the particulates are separated from the gap 7d due to the pressure difference on both sides of the gap, (D) through the large cabin (1) through the small cabin (2) through the second cabin (1);
The first particulate test apparatus 6a and the second particulate test apparatus 6b are simultaneously opened to measure the concentration of the particulates on both sides of the gap 7d when uniformly mixing the particulates in the large cabin 1 after releasing the particulates for a certain period of time (E) taking a sample every one minute, and taking a result of measurement as an average value of the concentration of particulate matter within one minute every minute.
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