KR102155995B1 - 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법 - Google Patents

공기청정기의 공기 정화능력 시험방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법에 관한 것으로서, 공기청정기(Q)를 챔버(10) 내부 중앙 바닥에 위치시키는 공기청정기 배치단계(S1)와; 에어핸들링유닛(40)의 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 작동시킴으로써, 챔버흡기부(30)를 통하여 흡기되는 공기를 23 ± 5℃ 의 기준온도(T0), 55 ± 15% 의 기준습도(H0) 조건의 기준공기(A0)로 변환시킨 후 상기 챔버배기부(60)를 통하여 챔버(10) 내부로 순환시키는 시험 준비단계(S2)와; 챔버(10) 내에 잔류하는 배경입자 농도를 측정하여, 배경입자가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경(R1)을 파악하는 하는 배경입자 농도측정단계(S3)와; 시험입자발생장치(7
0) 및 실링팬(90)을 작동하여 챔버(10) 내부로 시험입자(P0)를 투입함과 동시에 투입된 시험입자의 농도를 균일하게 하는 시험입자 투입단계(S5)와; 챔버(10) 내의 시험입자(P0) 농도를 측정하여, 시험입자(P0) 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되는 시험개시시점(R2)을 파악하는 시험입자 농도측정단계(S7)와; 시험개시시점(R2)이 되면, 공기청정기(Q)를 운전시키는 공기청정기 시험단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기청정기의 공기 정화능력 시험방법{Method for testing purify capacity of air purifier}
본 발명은 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기청정기가 공기 정화할 수 있는 실내 공간의 크기를 정밀하고 신속하게 시험할 수 있는, 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법에 관한 것이다.
공기청정기란 공기를 정화하기 위한 장치로서 최근 많은 주택은 물론 사무실등에 보급되어 사용되고 있다.
공기청정기는 기본적으로 공기를 흡기한 후 배기하는 팬과, 팬에 의하여 흡기 및 배기되는 공기중의 오염입자 및 미세먼지등을 집진하는 필터를 포함한다. 공기청정기는 주위의 공기를 흡기한 후 배기함에 따라 주위 공기를 점차적으로 정화시킨다.
이때 공기청정기의 공기 정화능력은, 공기양에 포함된 오염입자 및 미세먼지를 얼마나 효과적으로 집진하는가에 따라 정해지는데, 이를 위하여 업체에서는 집진 능력을 높이기 위한 필터 구조를 개선이나, 많은 양의 공기를 흡기 및 배기하기 위한 팬의 성능을 높이는 등의 노력을 기울이고 있다.
그런데 공기청정기는 눈에 보이지 않는 오염입자나 미세먼지를 집진하는 것이기 때문에 공기 정화능력을 눈으로 직접 확인할 수 없다. 따라서 업체에서는 개발하고자 하는 공기청정기의 공기 정화능력을 정밀하고 객관적으로 시험할 수 있는 방법의 필요성을 절감하고 있다
본 발명은 상기와 같은 필요성을 충족하기 위하여 창출된 것으로서, 공기청정기가 공기 정화할 수 있는 실내 공간의 크기를 정밀하고 객관적이면서 신속하게 시험할 수 있는, 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법은, 시험체인 공기청정기(Q)가 배치되는 챔버(10)와; 상기 챔버(10)의 측벽에 설치되어 공기를 흡기하기 위한 챔버흡기부(30)와; 상기 챔버흡기부(30)에서 흡기된 공기를 기준온도(T0) 및 기준습도(H0)를 가지는 기준공기(A0)로 변환하여 배기하는 에어핸들링유닛(40)과; 상기 에어핸들링유닛(40)에서 배기된 상기 기준공기(A0)를 안내하는 안내덕트(50)와; 상기 안내덕트(50)에서 안내되는 상기 기준공기(A0)를 상기 챔버(10)로 공급하는 챔버배기부(60)와; 상기 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 테스트하기 위한 시험입자(P0)를 발생하여 상기 챔버(10) 내부로 공급하는 시험입자발생장치(70)와; 상기 챔버(10)내에서 상기 공기청정기(Q)의 운전전과 운전후의 시험입자(P0) 농도의 변화값을 측정하는 시험입자농도측정부(80)와; 상기 챔버(10) 천정에 설치되어 상기 기준공기(A0)와 시험입자(P0)를 혼합시키기 위한 실링팬(90)을 포함하고; 상기 에어핸들링유닛(40)은, 상부측에 상기 안내덕트(50)와 연결되는 덕트배기단(41)이 설치된 케이싱(42)과; 상기 케이싱(42)의 하부측을 상기 챔버흡기부(30)의 제1,2챔버흡기부(32)(33)와 연결하는 제1,2에어댐퍼(43)(43')와; 상기 케이싱(42)의 내부에 설치되는 팬(44)과; 상기 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 상기 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기의 온도를 높이기 위한 히팅부(45)와; 상기 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 상기 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기의 온도를 낮추기 위한 냉각부(46)와; 상기 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 상기 덕트배기단(41)로 배기되는 공기의 습도를 높이기 위한 가습부(47)와; 상기 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기가 기준 온도(T0) 및 기준 습도(H0)가 되도록 상기 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 제어하기 위한 항온항습제어부(48)를 포함하고; 상기 챔버흡기부(30)는, 상기 챔버(10) 내부의 공기를 고른 분포로 흡기할 수 있도록 상기 챔버(10)의 측벽에 이격되게 설치되는 제1,2챔버흡기부(32)(33)와, 상기 제1,2챔버흡기부(32)(33)에 내장되어 상기 에어핸들링유닛(40)으로 공급되는 공기중에 포함된 오염입자 및 미세먼지를 거르기 위한 제1,2프리필터(34)(35)를 포함하고; 상기 챔버배기부(60)는, 상기 챔버(10)로 기준공기(A0)를 균일한 분포 및 유속으로 공급할 수 있도록 상기 챔버(10) 천정에 설치되는 동일한 구조의 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)로 구성되고; 상기 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)에는, 상기 에어핸들링유닛(40)에서 배기되는 기준공기(A0) 중에 잔류하는 배경입자(오염입자 및 미세먼지)를 집진하는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air Filter)(60a)가 내장된, 공기청정기의 공기 정화능력 시험장치를 이용하는 것으로서, 상기 공기청정기(Q)를 챔버(10) 내부 중앙 바닥에 위치시키는 공기청정기 배치단계(S1); 상기 에어핸들링유닛(40)의 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 작동시킴으로써, 상기 챔버흡기부(30)를 통하여 흡기되는 공기를 23 ± 5℃ 의 기준온도(T0), 55 ± 15% 의 기준습도(H0) 조건의 기준공기(A0)로 변환시킨 후 상기 챔버배기부(60)를 통하여 챔버(10) 내부로 순환시키는 시험 준비단계(S2); 상기 챔버(10) 내에 잔류하는 배경입자 농도를 측정하여, 배경입자가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경(R1)을 파악하는 하는 배경입자 농도측정단계(S3); 상기 시험배경환경(R1)이 되면, 상기 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 정지시키되, 상기 가습부(47), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 팬(44)을 순서대로 정지시킨 후 3 분 이상 유지하고, 이후 상기 제1,2에어댐퍼(43)(43') 및 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)를 폐쇄하는 챔버 안정화단계(S4); 상기 챔버 안전화단계(S4) 이후에 상기 시험입자발생장치(70) 및 실링팬(90)을 작동하여 상기 챔버(10) 내부로 시험입자(P0)를 투입함과 동시에 투입된 시험입자의 농도를 균일하게 하는 시험입자 투입단계(S5); 상기 챔버(10) 내의 시험입자(P0) 농도를 측정하여, 상기 시험입자(P0) 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되는 시험개시시점(R2)을 파악하는 시험입자 농도측정단계(S7); 및 상기 시험개시시점(R2)이 되면, 상기 공기청정기(Q)를 운전시키는 공기청정기 시험단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
삭제
본 발명에 있어서, 상기 챔버(10)가 기밀도를 유지하고 있는지 여부를 확인하는 기밀도 확인단계(S6)를 더 포함하고; 상기 기밀도 확인단계(S6)는, 챔버(10)로 투입된 시험입자(P0)의 농도가 20 분 경과후에 80% 이상 확보되는 것을 확인하는 단계이다.
본 발명에 있어서, 상기 시험입자 농도측정단계(S7)에 의하여 상기 시험개시시점(R2)이 확인되면, 상기 시험입자발생장치(70) 및 실링팬(90)의 작동을 정지시킨다.
본 발명에 있어서, 상기 챔버(10)의 내주면을 감싸게 설치되어 무정전 테스트 환경을 조성하기 위한 무정전벽체(20)를 더 포함한다.
본 발명에 따르면, 에어핸들링유닛(40)을 채용함으로서, 챔버(10)로부터 공기를 흡기한 후 챔버(10)로 배기하는 순환 과정에서 오염입자 및 미세먼지등의 배경입자를 제거함과 동시에 순환되는 공기가 기준온도(T0) 및 기준습도(H0)를 가지도록 함으로써, 공기청정기(Q)를 공기 정화능력을 시험하기 위한 시험 환경을 완벽하게 구현할 수 있고, 또한 시험입자발생장치(70)에 의하여 챔버(10) 내로 시험입자(P0)를 공급하고 시험입자농도측정부(80)가 공기청정기(Q)의 운전에 따라 감소되는 시험입자 농도를 측정함으로써, 공기청정기(Q)가 공기 정화할 수 있는 실내 공간의 크기를 객관적이면서 정밀하고 신속하게 시험할 수 있다. .
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법의 개략적 사시도,
도 2는 도 1의 공기청정기의 시험방법의 구성을 설명하기 위한 평면도,
도 3은 도 2의 공기청정기의 시험방법의 구성을 설명하기 위한 부분 측단면도,
도 4는 도 2 및 도 3의 에어핸들링유닛을 발췌하여 구성을 설명하기 위한 정면도,
도 5는 도 4의 에어핸들링유닛의 구성을 설명하기 위한 측면도,
도 6은 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법을 블록도로 설명하기 위한 도면.
이하, 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법을 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
이하에서, "상부" 나 "상"이라고 기재된 것은 접촉하여 바로 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉으로 위에 있는 것도 포함할 수 있다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정 되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...부", "모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법의 개략적 사시도이고, 도 2는 도 1의 공기청정기의 시험방법의 구성을 설명하기 위한 평면도이고, 도 3은 도 2의 공기청정기의 시험방법의 구성을 설명하기 위한 부분 측단면도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법은, 출입을 위한 도어(11)가 설치되고, 시험체인 공기청정기(Q)가 배치되는 챔버(10)와; 챔버(10)의 내측벽에 설치되어 무정전 시험 환경을 조성하기 위한 무정전벽체(20)와; 챔버(10)의 측벽에 설치되어 공기를 흡기하기 위한 챔버흡기부(30)와; 챔버흡기부(30)에서 흡기된 공기를 기준온도(T0) 및 기준습도(H0)를 가지는 기준공기(A0)로 변환하여 배기하는 에어핸들링유닛(40)과; 에어핸들링유닛(40)에서 배기된 기준공기(A0)를 안내하는 안내덕트(50)와; 안내덕트(50)에서 안내되는 기준공기(A0)를 챔버(10)로 공급하는 챔버배기부(60)와; 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 시험하기 위한 시험입자(P0)를 발생하여 상기 챔버(10) 내부로 공급하는 시험입자발생장치(70)와; 상기 챔버(10)내에서 공기청정기(Q)의 운전전과 운전후의 시험입자(P0) 농도의 변화값을 측정하는 시험입자농도측정부(80)와; 상기 챔버(10) 천정에 설치되어 상기 기준공기(A0)와 시험입자(P0)를 혼합시키기 위한 실링팬(90);을 포함하는 것을 특징으로 한다.
챔버(10) 내부에는 시험체인 공기청정기(Q)가 배치되며, 공기청정기(Q)의 완벽한 시험 환경을 구현하기 위하여 외부의 온도 및 습도 환경으로부터 완전히 차단되는 실링 구조를 가진다.
챔버(10) 전방에는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 공기청정기(Q)의 디스플레이(D)에서 표시하는 정보를 관측하기 위한 윈도우(12)가 설치된다.
본 발명의 공기 정화능력 시험방법은 다양한 업체에서 제작된 다양한 용량의 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 시험하는 것이며, 시험되는 공기청정기(Q)는 소비자에게 공급되는 완제품이다. 따라서 공기청정기(Q)는 주위 공기의 오염 농도를 측정하고 표시하는 센서 및 디스플레이(D)가 탑재되어 있고, 디스플레이(D)는 주위 공기를 정화시킴에 따라 변화되는 오염 농도값을 표시한다.
상기 윈도우(12)는, 시험관리자가 챔버(10) 내부에 배치된 공기청정기(Q)를 직접 관측할 수 있도록 하며, 본 발명의 공기 정화능력 시험방법에서 측정되는 시험입자 농도 변화에 따른 데이터값과, 공기청정기(Q)의 디스플레이(D)를 통하여 표시되는 공기 정화능력 데이터값을 비교할 수 있도록 하여, 공기청정기(Q)의 디스플레이(D)를 통하여 표시되는 정화능력 데이터가 정확한지 여부를 비교할 수 있다. 즉, 윈도우(12)를 채용함으로써, 공기청정기(Q)의 실질적인 공기 정화능력과, 공기 정화능력을 표시하는 공기 정화능력에 관련된 데이터값이 정확히 일치하는지 여부를 비교할 수 있는 것이다.
한편, 챔버(10) 내부에는, 도 1 및 도 2 에 도시된 바와 같이, 챔버(10) 내부 공간의 크기를 가변하기 위한 이동가벽(15) 및 이동가벽(15)에 설치되는 서브윈도우(16)가 설치된다.
이동가벽(15) 및 서브윈도우(16)는 전진 또는 후진됨에 따라, 챔버(10) 내부의 시험 공간의 크기를 가변할 수 있다. 이동가벽(15)의 이동에 의하여 시험 공간을 축소할 경우, 테스트 환경의 세팅 시간이 줄일 수 있고, 이에 따라 공기 정화능력 시험을 신속하게 진행할 수 있다.
무정전벽체(20)는, 도 1에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 내측면을 감싸게 설치되어 챔버(10) 내부를 무정전 환경이 되게 한다. 이에 따라, 시험입자발생장치(70)에서 공급되는 시험입자(P0)가 정전기에 의하여 챔버 내측벽에 부착되는 것이 방지되고, 챔버(10)로 공급되는 시험입자(P0) 모두가 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 시험하는데 사용되어 객관적이고 정확한 공기 정화능력 데이터를 얻을 수 있다.
챔버흡기부(30)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 측벽에 설치되어 챔버(10)로부터 흡기되는 공기를 에어핸들링유닛(40)으로 공급한다. 이때 챔버흡기부(30)는, 챔버(10) 내부의 공기를 고른 분포로 흡기할 수 있도록 다수개로 구성되며, 본 실시예에서는 이격되게 배치되는 제1,2챔버흡기부(32)(33)로 구성된 것으로 예시하고 있다.
제1,2챔버흡기부(32)(33)는, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 에어핸들링유닛(40)의 제1,2에어댐퍼(43)(43')와 연결된다. 제1,2에어댐퍼(43)(43') 내부에는 상호 겹쳐지거나 펼쳐짐으로써 통로를 개폐하는 다수의 개폐날개(43a)(43a')가 설치된다. 이에 따라, 다수의 개폐날개(43a)(43a')가 겹쳐질 때, 제1,2에어댐퍼(43)(43')에 형성되는 통로를 폐쇄하고, 펼쳐질 때 통로를 개방한다.
제1,2챔버흡기부(32)(33)의 내부에는 에어핸들링유닛(40)으로 공급되는 공기중에 포함된 오염입자 및 미세먼지(이하, 배경입자라 함)를 거르기 위한 제1,2프리필터(34)(35)가 설치된다.
챔버배기부(60)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 챔버(10)의 천정에 설치되어 안내덕트(50)를 통하여 에어핸들링유닛(40)으로부터 공급되는 기준 공기(A0)를 챔버(10) 내부로 공급한다. 챔버배기부(60)는 챔버(10) 내부로 기준공기(A0)를 균일한 분포 및 유속으로 공급되도록 다수개로 구성되며, 본 실시예에서는 4 개로 구획된 챔버(10) 천정에 설치되는 동일한 구조의 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)로 구성되는 것으로 예시하고 있다.
안내덕트(50)는 분기된 제1,2,3,4분기에어댐퍼(51)(52)(53)(54)를 포함하며, 제1,2,3,4분기에어댐퍼(51)(52)(53)(54)는 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)와 연결된다.
제1,2,3,4분기에어댐퍼(51)(52)(53)(54) 내부에는 상호 겹쳐지거나 펼쳐짐으로써 통로를 개폐하는 다수의 개폐날개(51a)(52a)(53a)(54a)가 설치된다. 이에 따라, 다수의 개폐날개(51a)(52a)(53a)(54a)가 겹쳐질 때, 제1,2,3,4분기에어댐퍼(51)(52)(53)(54)에 형성되는 통로를 폐쇄하고, 펼쳐질 때 통로를 개방한다.
한편, 챔버배기부(60)를 구성하는 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 에어핸들링유닛(40)에서 배기되는 기준공기(A0) 중에 잔류하는 배경입자(오염입자 및 미세먼지)를 집진하는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air Filter)(60a)가 내장된다.
헤파필터(60a)는 등급에 따라 0.3 마이크로미터 입자에 대해 85~99.975% 이상의 포집 능력을 가지며, 입자의 크기에 따른 섬유조직에 의한 차단 및 충돌, 중력에 의한 입자 침강, 입자의 브라운 운동, 정전기력에 의한 흡착등을 이용하여 입자를 포집한다.
이와 같이, 제1,2챔버흡기부(32)(33)의 내부에 설치되는 제1,2프리필터(34)(35) 및 챔버배기부(60)에 내장되는 헤파필터(60a)를 포함함으로써, 챔버(10)로 공급된 기준공기(A0) 내의 배경입자 농도가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경(R1)을 구현할 수 있다.
시험입자발생장치(70)는 챔버(10)로 공급되는 염화칼륨으로 된 시험입자(P0)를 발생하는 것으로서, 챔버(10) 내측으로 시험입자(P0)를 분무하는 정출력 분무기(constant out atomizer, 71)를 포함한다. 정출력 분무기(71)는 염화칼륨 수용액을 분무하여 초당 107 개 이상의 염화칼륨 시험입자(P0)를 발생한다.
또한 시험입자발생장치(70)는, 확산건조기(DIFFUSION DRYER), 에어로졸 중화기(AEROSOL NEUTRALIZER) 및 입자계수기(AEROSOL COUNTER)를 포함한다. 확산건조기는 시험입자(P0)들이 챔버(10)로 투입되기 전에 건조시키고, 에어로졸 중화기는 시험입자를 중화시키고, 입자계수기는 챔버(10)로 공급되는 시험입자(P0)를 계수한다.
시험입자농도측정부(80)는, 챔버(10)내에서 공기청정기(Q)의 운전전과 운전후의 시험입자(P0) 농도의 변화값을 측정하며, 챔버(10) 내측에 설치되어 시험입자(P0)를 샘플링하는 프로브(81)와 튜브로 연결된다.
실링팬(90)은, 도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 챔버(10) 내부의 천정에 설치되어, 시험입자발생장치(70)에서 공급된 시험입자와 챔버배기부(40)에서 공급되는 공기를 혼합시킨다.
도 4는 도 2 및 도 3의 에어핸들링유닛을 발췌하여 구성을 설명하기 위한 정면도이고, 도 5는 도 4의 에어핸들링유닛의 구성을 설명하기 위한 측면도이다.
에어핸들링유닛(40)은 챔버흡기부(30)에서 흡기된 공기를 기준온도(T0) 및 기준습도(H0)를 가지는 기준공기(A0)로 변환하여 안내덕트(50)로 배기한다. 이러한 에어핸들링유닛(40)은, 상부측에 안내덕트(50)와 연결되는 덕트배기단(41)이 설치된 케이싱(42)과; 케이싱(42)의 하부측을 상기 챔버흡기부(30)의 제1,2챔버흡기부(32)(33)와 연결하는 제1,2에어댐퍼(43)(43')와; 케이싱(42)의 내부에 설치되는 팬(44)과; 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기의 온도를 높이기 위한 히팅부(45)와; 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기의 온도를 낮추기 위한 냉각부(46)와; 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 덕트배기단(41)로 배기되는 공기의 습도를 높이기 위한 가습부(47)와; 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기가 기준 온도(T0) 및 기준 습도(H0)가 되도록 상기 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 제어하기 위한 항온항습제어부(48)와; 케이싱(42)의 하부측에 설치되어 공기를 기준 습도(H0) 조건으로 유지하는 과정에서 발생되는 물기를 수집하여 외부로 드레인하기 위한 드레인부(49);를 포함한다.
제1,2에어댐퍼(43)(43')는 케이싱(42)의 하부측에 설치되며, 챔버(10)에 설치되는 제1,2챔버흡기부(32)(33)와 연결된다.
제1,2에어댐퍼(43)(43') 내부에는 상호 겹쳐지거나 펼쳐짐으로써 통로를 개폐하는 다수의 개폐날개(43a)(43a')가 설치된다. 다수의 개폐날개(43a)(43a')가 겹쳐질 때, 제1,2에어댐퍼(43)(43')의 통로를 폐쇄하고, 펼쳐질 때 통로를 개방한다.
히팅부(45) 및 냉각부(46)는 제1,2에어댐퍼(43)(43')로 흡기되는 공기를 기준 온도(T0), 본 실시예에서 23℃ ± 5℃ 온도범위를 유지시킨다.
히팅부(45)는 인가되는 전기에 의하여 발열됨으로써 주위 공기의 온도를 높인다.
냉각부(46)는 코일 형태로 되며, 케이싱(42) 외측에 설치되는 압축기(미도시) 및 팽창변(미도시)을 경유하는 냉매가 유동됨에 따라 냉각되고, 이에 따라 주위 공기의 온도는 낮춘다. 이러한 히팅부(45) 및 냉각부(46)는 공기의 항온을 위한 일반적인 구성이므로 더 이상의 상세한 설명은 생략한다.
가습부(47)는 제1,2에어댐퍼(43)(43')에서 흡기되는 공기를 기준 습도(H0), 본 실시예에서는 55%ㅁ 15% 의 습도 범위를 유지시킨다. 이러한 가습부(47)는 케이싱(42)의 바닥에 설치되어 물을 기화시키는 기화부(47a)와, 기화부(47a)와 연결되어 케이싱(42)의 상부측으로 연장되는 연장가이드관(47b)과, 연장가이드관(47b)과 연결되어 덕트배기단(41)의 입구측으로 물입자를 분무하는 다수의 노즐이 형성된 노즐관(47c)과, 연장가이드관(47b)에 설치되어 경유하는 물입자를 가온시키는 가이드관히터(47d)를 포함한다.
기화부(47a)는 물입자를 발생시키는 것으로서 다양한 형태로 구현될 수 있다. 기화부(47a)는, 예를 들면, 물이 수용되는 물통과, 물통 내부에 설치되는 초음파 소자와, 초음파 소자에 의하여 발생된 미세한 물입자를 연장가이드관(47b) 측으로 이동시키는 팬이 내장된 구조를 가질 수 있다.
연장가이드관(47b)은 케이싱(42)의 하부측에 설치되는 기화부(47a)에서 발생되는 물입자를 케이싱(42) 상부측의 덕트배기단(41) 입구에 설치되는 노즐관(47c)으로 공급시킨다.
가이드관히터(47d)는 노즐관(47c)으로 분무되는 물입자의 온도를 상기 기준 온도(T0)가 되도록 가온시킨다.
기화부(47a)에는 저장되는 물의 온도가 낮을 경우, 발생되는 물입자의 온도가 히팅부(45)에 의하여 가온된 공기의 기준 온도(T0) 보다 낮을 수 있다. 이 경우, 물입자는 노즐관(47c)에서 분무될 때 기화되며, 이에 따라 주위의 열이 낮아짐으로서 히팅부(45)에 의하여 가온된 공기는 기준 온도(T0) 보다 낮아질 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 가이드관히터(47d)는 노즐관(46c)에서 분무되는 물입자의 온도를 상기 기준 온도(T0)와 일치하게 함으로써 기화에 따른 주위 공기의 온도 저하를 방지하는 것이다.
다음, 본 발명에 따른 공기청정기의 공기 정화능력 테스트 방법을 설명한다.
먼저, 도어(11)를 통하여 시험체인 공기청정기(Q)를 챔버(10) 내부 중앙 바닥에 위치시키는 공기청정기 배치단계(S1)를 수행한다. 이때 공기청정기(S1)는 챔버(10) 바닥에서 120cm 높이의 테이블(T)에 위치된다.
다음, 에어핸들링유닛(40)의 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 작동시킴으로써, 챔버흡기부(30)의 제1,2챔버흡기부(32)(33)를 통하여 흡기되는 공기를 23 ± 5℃ 의 기준온도(T0), 55 ± 15% 의 기준습도(H0) 조건의 기준공기(A0)로 변환시킨 후 챔버배기부(60)의 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)를 통하여 챔버(10) 내부로 순환시키는 시험 준비단계(S2)를 수행한다.
이러한 시험 준비단계(S2)에서, 제1,2챔버흡기부(32)(33)와 연결된 제1,2에어댐퍼(43)(43')는 개방되고, 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)와 연결된 제1,2,3,4분기에어댐퍼(51)(52)(53)(54)도 개방된다.
또한, 제1,2챔버흡기부(32)(33)를 통하여 흡기되는 공기중의 배경입자는 제1,2프리필터(34)(35)에 의하여 1차로 집진되고, 제1,2프리필터(34)(35)에 의하여 집진되지 않아 기준공기(A0)에 잔류하게 되는 배경입자는 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)의 헤파필터(60a)에 의하여 2차 집진된다. 즉, 시험 준비단계(S2)에 의하여, 챔버(10) 내부로 공급된 기준공기(A0)는 배경입자 농도가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경(R1)으로 서서히 접근한다.
다음, 챔버(10) 내에 잔류하는 배경입자 농도를 측정하여, 배경입자 농도가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경(R1)을 측정하는 하는 배경입자 농도측정단계(S3)를 수행한다.
배경입자 농도측정단계(S3)에 의하여, 챔버(10)내의 배경입자농도가, 입자크기가 0.3㎛인 입자에 대해 3 × 105개/㎥ 이하가 되었다라는 것으로 확인되면, 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 시험할 수 있는 시험배경환경(R1)이 되는 것이다.
다음, 시험배경환경(R1)이 되면, 상기 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 정지시키는 챔버 안정화단계(S4)를 수행한다.
챔버안정화단계(S4)를 수행함에 있어서, 상기 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 정지 순서는. 가습부(47), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 팬(44)의 순서로 한다. 이러한 챔버안정화단계(S4)는 3분 이상 수행하고, 바람직하게 5분 정도 수행한다.
챔버안정화단계(S4)가 이후에 상기 제1,2에어댐퍼(43)(43') 및 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)가 폐쇄된다.
다음, 시험입자발생장치(70) 및 실링팬(90)을 작동하여 챔버(10) 내부로 시험입자(P0)를 투입함과 동시에 투입된 시험입자의 농도를 균일하게 하는 시험입자 투입단계(S5)를 수행한다. 이러한 시험입자 투입단계(S5)에 있어서, 챔버(10) 내에 투입되는 시험입자(P0)는 초기 입자 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되도록 한다.
한편, 본 발명은 챔버(10)의 내측벽에 무정전벽체(20)가 설치되어 챔버(10) 내부를 무정전 시험 환경으로 조정할 수 있으며, 이에 따라 투입되는 시험입자(P0)가 챔버(10) 벽체에 정전기에 의하여 부착되는 것을 방지함으로써, 시험입자(P0) 모두를 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 시험하는데 사용할 수 있다.
다음, 챔버(10)가 기밀도를 유지하고 있는지 여부를 확인하는 기밀도 확인단계(S6)를 수행한다. 기밀도 확인단계(S6)는, 챔버(10)로 투입된 1~3 x 108 개/㎥ 의 시험입자(P0) 농도가 20 분 경과후에 80% 이상 확보되는 것을 확인하는 단계이다.
다음, 챔버(10) 내의 시험입자(P0) 농도를 측정하여, 시험입자(P) 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되는 시험개시시점(R2)을 파악하는 시험입자 농도측정단계(S7)를 수행한다. 시험입자 농도측정단계(S7)에 의하여, 챔버(10)내의 시험입자(P0) 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되었다라는 시험개시시점(R2)이 확인되면, 시험입자발생장치(70) 및 실링팬(90)의 작동을 정지시킨다.
다음, 시험개시시점(R2)이 되면, 공기청정기(Q)를 운전시키는 공기청정기 시험단계(S8)를 수행한다.
공기청정기 시험단계(S8)에서, 공기청정기(Q)를 20분 동안 운전시키나, 0.3㎛ 이상의 크기를 가지는 시험입자 농도가 초기 시험입자 농도의 1/10이 되는 시점까지 운전하여, 운전감소 입자 농도곡선을 구한다.
(a) 시험체인 공기청정기(Q)의 공기 정화능력의 산출
공기청정기(Q)의 공기 정화능력은 다음과 같은 식으로 산출한다.
Figure 112020053693710-pat00001
P : 공기 정화능력(m3/min)
V : 챔버체적(m3) : 운전감소시의 측정시간(min)
Ci1 : 자연감소시 측정개시점 t=0에서의 입자농도(개/cm3)
Ci2 : 운전감소시 측정개시점 t=0에서의 입자농도(개/cm3)
Ct1 : 자연감소시측정시간 t 분에서의 입자농도(개/cm3)
Ct2 : 운전감소시측정시간 t 분에서의 입자농도(개/cm3)
N : 시험체 대수
(b) 적용면적의 산출
시험체의 적용면적은 공기청정기가 사용되는 장소나 위치 등의 여러가지 환경요인과 변화에 따라 공기청정도가 크게 다르게 나타나기 때문에 명확하게 규정하기 어려운 항목이나, 제품구입 시 소비자의 혼란을 방지하기 위하여 국내의 사용 환경을 최대한 고려하여 다음과 같이 산출한다.
적용면적(A) = 7.7 × P (공기 정화능력)
이와 같이, 본 발명에 따르면, 에어핸들링유닛(40)을 채용함으로서 챔버(10)로부터 공기를 흡기한 후 챔버(10)로 배기하는 순환 과정에서 오염입자 및 미세먼지등의 배경입자를 제거하고, 챔버(10)로 순환되는 공기가 기준온도(T0) 및 기준습도(H0)를 가지는 기준공기(A0)가 되도록 함으로써, 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 시험하기 위한 시험 환경을 완벽하게 구현할 수 있고, 시험입자발생장치(70)에 의하여 챔버(10) 내로 시험입자(P0)를 공급하고 시험입자농도측정부(80)가 공기청정기(Q)의 운전에 따라 감소되는 시험입자 농도를 측정함으로써, 공기청정기(Q)가 공기 정화할 수 있는 실내 공간의 크기를 객관적이면서 정밀하고 신속하게 시험할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
10 ... 챔버 11 ... 도어
12 ... 윈도우 15 ... 이동가벽
16 ... 서브윈도우 20 ... 무정전벽체
30 ... 챔버흡기부 32, 33 ... 제1,2챔버흡기부
34, 35 ... 제1,2프리필터 40 ... 에어핸들링유닛
41 ... 덕트배기단 42 ... 케이싱
43, 43' ... 제1,2에어댐퍼 44 ... 팬
45 ... 히팅부 46 ... 냉각부
47 ... 가습부 47a ... 기화부
47b ... 연장가이드관 47c ... 노즐관
47d ... 가이드관히터 48 ... 항온항습제어부
49 ... 드레인부 50 ... 안내덕트
51, 52, 53, 54 ... 제1,2,3,4분기에어댐퍼
60 ... 챔버배기부 60a ... 헤파필터
61, 62, 63, 64 ... 제1,2,3,4챔버배기부
70 ... 시험입자발생장치 80 ... 시험입자농도측정부
90 ... 실링팬

Claims (5)

  1. 시험체인 공기청정기(Q)가 배치되는 챔버(10)와; 상기 챔버(10)의 측벽에 설치되어 공기를 흡기하기 위한 챔버흡기부(30)와; 상기 챔버흡기부(30)에서 흡기된 공기를 기준온도(T0) 및 기준습도(H0)를 가지는 기준공기(A0)로 변환하여 배기하는 에어핸들링유닛(40)과; 상기 에어핸들링유닛(40)에서 배기된 상기 기준공기(A0)를 안내하는 안내덕트(50)와; 상기 안내덕트(50)에서 안내되는 상기 기준공기(A0)를 상기 챔버(10)로 공급하는 챔버배기부(60)와; 상기 공기청정기(Q)의 공기 정화능력을 테스트하기 위한 시험입자(P0)를 발생하여 상기 챔버(10) 내부로 공급하는 시험입자발생장치(70)와; 상기 챔버(10)내에서 상기 공기청정기(Q)의 운전전과 운전후의 시험입자(P0) 농도의 변화값을 측정하는 시험입자농도측정부(80)와; 상기 챔버(10) 천정에 설치되어 상기 기준공기(A0)와 시험입자(P0)를 혼합시키기 위한 실링팬(90)을 포함하고; 상기 에어핸들링유닛(40)은, 상부측에 상기 안내덕트(50)와 연결되는 덕트배기단(41)이 설치된 케이싱(42)과; 상기 케이싱(42)의 하부측을 상기 챔버흡기부(30)의 제1,2챔버흡기부(32)(33)와 연결하는 제1,2에어댐퍼(43)(43')와; 상기 케이싱(42)의 내부에 설치되는 팬(44)과; 상기 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 상기 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기의 온도를 높이기 위한 히팅부(45)와; 상기 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 상기 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기의 온도를 낮추기 위한 냉각부(46)와; 상기 팬(44)과 제1,2에어댐퍼(43)(43') 사이에 설치되어 상기 덕트배기단(41)로 배기되는 공기의 습도를 높이기 위한 가습부(47)와; 상기 덕트배기단(41)으로 배기되는 공기가 기준 온도(T0) 및 기준 습도(H0)가 되도록 상기 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 제어하기 위한 항온항습제어부(48)를 포함하고; 상기 챔버흡기부(30)는, 상기 챔버(10) 내부의 공기를 고른 분포로 흡기할 수 있도록 상기 챔버(10)의 측벽에 이격되게 설치되는 제1,2챔버흡기부(32)(33)와, 상기 제1,2챔버흡기부(32)(33)에 내장되어 상기 에어핸들링유닛(40)으로 공급되는 공기중에 포함된 오염입자 및 미세먼지를 거르기 위한 제1,2프리필터(34)(35)를 포함하고; 상기 챔버배기부(60)는, 상기 챔버(10)로 기준공기(A0)를 균일한 분포 및 유속으로 공급할 수 있도록 상기 챔버(10) 천정에 설치되는 동일한 구조의 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)로 구성되고; 상기 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)에는, 상기 에어핸들링유닛(40)에서 배기되는 기준공기(A0) 중에 잔류하는 배경입자(오염입자 및 미세먼지)를 집진하는 헤파필터(High Efficiency Particulate Air Filter)(60a)가 내장된, 공기청정기의 공기 정화능력 시험장치를 이용하는 것으로서,
    상기 공기청정기(Q)를 챔버(10) 내부 중앙 바닥에 위치시키는 공기청정기 배치단계(S1);
    상기 에어핸들링유닛(40)의 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 작동시킴으로써, 상기 챔버흡기부(30)를 통하여 흡기되는 공기를 23 ± 5℃ 의 기준온도(T0), 55 ± 15% 의 기준습도(H0) 조건의 기준공기(A0)로 변환시킨 후 상기 챔버배기부(60)를 통하여 챔버(10) 내부로 순환시키는 시험 준비단계(S2);
    상기 챔버(10) 내에 잔류하는 배경입자 농도를 측정하여, 배경입자가 3 × 105개/㎥ 이하의 되는 시험배경환경(R1)을 파악하는 하는 배경입자 농도측정단계(S3);
    상기 시험배경환경(R1)이 되면, 상기 팬(44), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 가습부(47)를 정지시키되, 상기 가습부(47), 히팅부(45), 냉각부(46) 및 팬(44)을 순서대로 정지시킨 후 3 분 이상 유지하고, 이후 상기 제1,2에어댐퍼(43)(43') 및 제1,2,3,4챔버배기부(61)(62)(63)(64)를 폐쇄하는 챔버 안정화단계(S4);
    상기 챔버 안정화단계(S4) 이후에 상기 시험입자발생장치(70) 및 실링팬(90)을 작동하여 상기 챔버(10) 내부로 시험입자(P0)를 투입함과 동시에 투입된 시험입자의 농도를 균일하게 하는 시험입자 투입단계(S5);
    상기 챔버(10) 내의 시험입자(P0) 농도를 측정하여, 상기 시험입자(P0) 농도가 1~3 x 108 개/㎥ 가 되는 시험개시시점(R2)을 파악하는 시험입자 농도측정단계(S7); 및
    상기 시험개시시점(R2)이 되면, 상기 공기청정기(Q)를 운전시키는 공기청정기 시험단계(S8);를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 챔버(10)가 기밀도를 유지하고 있는지 여부를 확인하는 기밀도 확인단계(S6)를 더 포함하고;
    상기 기밀도 확인단계(S6)는, 챔버(10)로 투입된 시험입자(P0)의 농도가 20 분 경과후에 80% 이상 확보되는 것을 확인하는 단계인 것을 특징으로 하는, 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 시험입자 농도측정단계(S7)에 의하여 상기 시험개시시점(R2)이 확인되면, 상기 시험입자발생장치(70) 및 실링팬(90)의 작동을 정지시키는 것을 특징으로 하는, 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 챔버(10)의 내주면을 감싸게 설치되어 무정전 테스트 환경을 조성하기 위한 무정전벽체(20)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기의 공기 정화능력 시험방법.
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