KR20060064586A - Temperature and flow control system of mixed air for organic emissions from building materials - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자동 유량계로 보내지는 유량을 일정하게 하는 한편, 자동 유량계의 온도를 일정하게 유지하여 시험분석의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 따른 건축 자재의 유해 물질 방출량 측정 시스템은, 습도 제어 시스템에 의하여 일정 습도를 가지는 공기가 공급되며, 시험편이 위치되고 항온실에 설치되는 소형 챔버; 상기 습도 제어 시스템으로부터 공급된 건조 공기와 습한 공기를 혼합하는 혼합기; 혼합기로부터 공급되는 혼합 공기의 유량을 조절하고, 항온실에 설치되는 자동 유량계; 상기 항온실 내에서 설치되어 자동 유량계에서 결로의 발생을 방지하기 위하여 상기 자동 유량계를 통과하는 공기를 소정의 온도로 가열 및 냉각하는 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템 ; 상기 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템으로부터 소형 챔버로 공급되는 공기중의 온도 및 습도를 감지하여 모니터로 보내는 센서; 소형 챔버로부터 배출된 공기로부터 시료를 채취하기 위한 흡착관; 및 흡착관을 통과한 공기로부터 시료를 채취하기 위한 펌프를 포함한다.The present invention relates to a system for measuring the discharge amount of hazardous substances in building materials which can improve the reliability of test analysis while maintaining a constant flow rate to the automatic flowmeter. The harmful substance emission amount measurement system of a building material according to the present invention includes a small chamber in which air having a constant humidity is supplied by a humidity control system, and a test piece is located and installed in a constant temperature room; A mixer for mixing dry air and wet air supplied from the humidity control system; An automatic flow meter which adjusts the flow rate of the mixed air supplied from the mixer and is installed in the constant temperature room; A temperature and flow rate control system of the mixed air installed in the constant temperature chamber and heating and cooling the air passing through the automatic flow meter to a predetermined temperature in order to prevent the occurrence of condensation in the automatic flow meter; A sensor that senses the temperature and humidity in the air supplied to the small chamber from the temperature and flow control system of the mixed air and sends it to the monitor; An adsorption tube for collecting a sample from the air discharged from the small chamber; And a pump for collecting a sample from the air passing through the adsorption tube.
건축자재, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물, 방출량 채취 시스템 Building Materials, Formaldehyde, Volatile Organic Compounds, Emissions Collection System
Description
도 1은 종래의 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템을 개략적으로 도시한 도면.1 is a view schematically showing a system for measuring the emission amount of a hazardous substance of a conventional building material.
도 2는 본 발명에 따른 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템을 개략적으로 도시한 도면.2 is a view schematically showing a system for measuring the emission amount of hazardous substances in building materials according to the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
1 : 항온실 2 : 소형 챔버1: constant temperature chamber 2: small chamber
3 : 히터 4 : 쿨러3: heater 4: cooler
5 : 자동 유량계(MFC) 6 : 혼합기5: automatic flow meter (MFC) 6: mixer
7 : 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템7: mixed air temperature and flow control system
8 : 시험편 9 : 센서8: test piece 9: sensor
10 : MFC 펌프 11 : 공기 공급 장치10: MFC Pump 11: Air Supply
13 : 필터 14 : 건구 유량 조절기13: filter 14: dry bulb flow regulator
15 : 습구 유량 조절기 16 : 기포병15: wet bulb flow regulator 16: bubble bottle
17 : 흡착관 18, 107 : 모니터17:
본 발명은 건축자재의 유해물질 방출량 측정 시스템에 관한 것이고, 보다 상세하게는 소형 챔버를 이용하여 건축 구조물 내지 내장재 등과 같은 각종 건축 자재로부터 방출되는 유해 물질의 방출량을 채취하는 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to a system for measuring the amount of harmful substances released from building materials, and more particularly, to a system for collecting the amount of harmful substances emitted from various building materials such as building structures or interior materials using a small chamber.
일반적으로 새로 신축되는 건축 구조물 내지 내장재 등과 같은 각종 건축자재에는 유해물질이 포함되어 있다.In general, various building materials such as newly constructed building structures or interior materials include harmful substances.
즉, 콘크리트와 같은 골격구조물은 물론 벽지, 장판지, 접착제 등 자재에서 포름알데히드 및 휘발성 유기화합물(VOCs) 등과 같은 유해물질이 장시간에 걸쳐 서서히 방출되어 질병유발과 같이 인체에 심각한 피해를 주는 것으로 알려져 있다.That is, it is known that harmful substances such as formaldehyde and volatile organic compounds (VOCs) are gradually released over a long period of time from materials such as wallpaper, floorboards and adhesives as well as concrete, causing serious damage to the human body such as disease. .
따라서, 최근에는 각종 건재 및 시공재의 재료로부터 유해물질 방출 여부 및 방출되는 시간 등을 시험하기 위한 시험기가 제안되어 그 데이터를 활용하고 있다.Therefore, in recent years, a tester for testing the release and release time of harmful substances from various building materials and construction materials has been proposed and utilizes the data.
그 중의 하나의 방법이 소형 챔버법에 의한 건축자재로부터 방출되는 유해물질의 양을 측정하는 것으로서, 이 시험 방법은 소형 챔버 내의 공기 농도와 챔버를 통과하는 공기의 적산유량 및 시험편의 표면적을 구하여 시험대상인 건축 자재의 단위면적당 휘발성 유기화합물 및 포름알데히드 방출량을 측정하는 방법이다. 건축물의 내장재로 적용되는 판, 판넬 및 보드 등 판상 형태의 제품과 벽지 카페트, 바닥재 등 롤 형태의 제품 및 내장 마감을 위한 페인트, 내장재의 시공에 사용되는 액상 및 고체상 형태의 접착제와 같은 건축 재료에서 발생하는 휘발성 유기화합물 및 포르알데히드 측정에 적용한다.One method is to measure the amount of harmful substances emitted from the building materials by the small chamber method. This test method obtains the concentration of air in the small chamber, the accumulated flow of air through the chamber, and the surface area of the test piece. It is a method to measure volatile organic compounds and formaldehyde emission per unit area of target building materials. In building materials such as plates, panels and boards applied as building materials, roll-shaped products such as wallpaper carpets and flooring materials, paints for interior finishing, and liquid and solid forms of adhesives used in the construction of interior materials. Applicable to the measurement of volatile organic compounds and formaldehydes that occur.
소형 챔버법은 공급된 공기가 열린 출구를 가진 방출시험 챔버 내의 공기농도, 통과한 공기 유량 및 시험편의 표면적을 구하여, 시험대상이 된 건축 재료의 단위면적당 휘발성 유기화합물 및 알데하이드류의 방출강도를 결정하는 방법이다. 일정한 온도, 상대습도, 환기량 및 열린 배출구의 조건을 가진 방출 시험 챔버 내로 공기를 완전하게 혼합시켜, 주입하고 챔버출구에서 채취된 공기의 방출 시험 챔버 내부의 공기농도, 블랭크농도 및 환기량을 파악하여, 특정 시간(t)에 관한 표면적당의 VOCs 및 알데하이드류 방출강도를 계산한다The small chamber method determines the emission intensity of volatile organic compounds and aldehydes per unit area of the building material to be tested by calculating the air concentration in the discharge test chamber with the supplied air open and the air flow rate and the surface area of the test piece. That's how. Completely mix the air into the discharge test chamber with the conditions of constant temperature, relative humidity, ventilation volume and open outlet, inject and extract the air collected at the chamber outlet to determine the air concentration, blank concentration and ventilation volume inside the test chamber, Calculate VOCs and aldehyde emission intensity per surface area over a specific time (t)
도 1은 종래의 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.1 is a view schematically showing a conventional system for measuring the emission amount of hazardous substances in building materials.
도 1에서, 소형 챔버(101)는 온도 제어시스템을 갖춘 항온실(102) 내에 위치되며, 상기된 바와 같이 스테인리스강 또는 유리 등으로 제작되고, 그 용적은 20ℓ의 크기를 가진다. 소형 챔버(101)내에는 하부에 설치되는 에어노즐(101')과 상기 에어노즐 상부에 시험편(103)을 고정하기 위한 고정틀(100)이 설치되며, 고정틀에 설치되는 시험편(103)은 시험편(103)의 표면에서 방출되는 유해물질을 정확하게 측정하기 위하여 시험편의 절단면과 이면이 알루미늄 호일 등으로 밀봉되어 고정틀에 고정된다.In Fig. 1, the
이러한 시스템에서, 소형 챔버(101)의 온도 제어를 위해 소형 챔버(101)를 필요 온도, 예를 들어 25℃의 온도로 제어할 수 있도록 상기된 바와 같이 항온실(102)에 설치된다. 또한, 소형 챔버(101) 내에서의 상대습도 제어는 공기 공급 장치(104)에서 공급된 공급 공기를 필요 습도, 예를 들어 50%의 상대습도로 유지하도록 습도 제어 장치(105)에 의해 제어된다. 이와 같은 소형 챔버(101) 내에서의 온도와 상대 습도는 모니터(107)를 통하여 계속적으로 모니터링할 수 있다. 아울러, 소형 챔버(101) 내에서는 결로가 발생하지 않아야 하며, 습도 조절을 위한 물이 직접 분무되지 않아야 한다.In such a system, the
홉합기(108)는 습도 제어 장치(105)로부터 공급되는 건조 공기와 가습 공기를 혼합하고, 자동 유량계(106, MFC, mass flow controler)에 의하여 공기 공급 장치(104)로부터 소형 챔버(101)로 공급되는 공기량이 조절된다. 자동 유량계(106)는 소형 챔버(101)의 출구에 설치되어, 소형 챔버(101) 내의 정확한 환기 횟수를 측정한다. The
한편, 혼합기(108)에 설치된 센서(109)는 소형 챔버(101)로 공급되는 공기의 온도 및 습도를 감지하여 모니터(107)로 전송한다. 이러한 센서(109)의 감지 결과에 따라서 공기 공급 장치(104) 및 습도 제어 시스템(105)에 의하여 소형 챔버(101)로 공급되는 공기의 공급량 및 습도가 제어될 수 있다.On the other hand, the
상기된 바와 같은 시험은 대략 3일 혹은 7일 정도 수행되며, 소형 챔버(101)로부터 배출되는 공기는 소형 챔버(101)의 외부에 배치된 시료 채취관인 흡착관(110)을 통과하여 시료 채취 펌프인 MFC 펌프(111) 혹은 진공 펌프(112)에 의해 대기로 보내진다. The test as described above is performed for about 3 or 7 days, and the air discharged from the
흡착 튜뷰의 분석은 GC/MS를 이용하여 TVOCs를 스캔모드에서 분석한다. 알데하이드류의 분석은 DNPH Cartridge 내의 카르복실 화합물 DNPH수용체는 아세토니트 릴을 사용하여 용해하고 용출시킨다. 용출한 용액은 고속액체 크로마토크래프(HPLC)를 써서 정량한다.Analysis of adsorption tubing analyzes TVOCs in scan mode using GC / MS. Analysis of aldehydes shows that the carboxyl compound DNPH receptor in the DNPH Cartridge is dissolved and eluted using acetonitrile. The eluted solution is quantified using high performance liquid chromatography (HPLC).
그러나, 상기된 바와 같이 종래의 건축자재 유해 물질 방출량 시스템은 공급공기의 유량에 관계없이 소형챔버의 후단에서 MFC를 이용하여 진공 Pump로 유량을 조절하므로, 소형챔버 뿐만 아니라 시스템의 전체가 일정한 미압이 발생 할 수 있어 시편에서 방출하는 유해 물질의 방출을 억제 할 수가 있다. However, as described above, the conventional building materials hazardous substance discharge amount system regulates the flow rate by using a vacuum pump at the rear end of the small chamber regardless of the flow rate of the supply air. It can be generated and the release of harmful substances released from the specimen can be suppressed.
또한 공급공기량이 MFC에 의한 유량보다 작은 경우 전체 System에 진공이 걸리는 경우도 있기 때문에 시험편에서 방출되는 유해 물질(VOCs 및 포름알데히드) 방출이 촉진 될 수가 있다.In addition, when the supply air volume is lower than the flow rate by the MFC, the entire system may be vacuumed, thereby releasing harmful substances (VOCs and formaldehyde) released from the test specimen.
따라서, 본 발명의 목적은 종래의 방출 챔버 시스템에서 챔버의 후단에 설치된 자동 유량 조절기를 챔버 전단에 설치하여, 챔버 내의 미압이나 진동상태를 배제하고 챔버에서 방출되는 유해물질을 대기압 상태에서 일정 시간 후 채취할 수 있는 시스템을 제공하는데 있다.Therefore, an object of the present invention is to install an automatic flow regulator installed at the rear end of the chamber in the conventional discharge chamber system in the front of the chamber, to remove the harmful pressure or vibration state in the chamber and after a certain time at atmospheric pressure to release the harmful substances released from the chamber To provide a harvestable system.
상기된 바와 같은 목적은, 습도 제어 시스템에 의하여 일정 습도를 가지는 공기가 공급되며, 시험편이 위치되고 항온실에 설치되는 소형 챔버; 상기 습도 제어 시스템으로부터 공급된 건조 공기와 습한 공기를 혼합하는 혼합기; 혼합기로부터 공급되는 혼합 공기의 유량을 조절하고, 항온실에 설치되는 자동 유량계; 상기 항온실 내에서 설치되어 자동 유량계에서 결로의 발생을 방지하기 위하여 상기 자 동 유량계를 통과하는 공기를 소정의 온도로 가열 및 냉각하는 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템 ; 상기 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템으로부터 소형 챔버로 공급되는 공기중의 온도 및 습도를 감지하여 모니터로 보내는 센서; 소형 챔버로부터 배출된 공기로부터 시료를 채취하기 위한 흡착관; 및 상기 흡착관을 통과한 공기로부터 시료를 채취하기 위한 펌프를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템에 의하여 달성될 수 있다.An object as described above, the small chamber is supplied with air having a constant humidity by the humidity control system, the test piece is located and installed in the constant temperature room; A mixer for mixing dry air and wet air supplied from the humidity control system; An automatic flow meter which adjusts the flow rate of the mixed air supplied from the mixer and is installed in the constant temperature room; A temperature and flow rate control system of the mixed air installed in the constant temperature chamber and heating and cooling the air passing through the automatic flow meter to a predetermined temperature to prevent generation of condensation in the automatic flow meter; A sensor that senses the temperature and humidity in the air supplied to the small chamber from the temperature and flow control system of the mixed air and sends it to the monitor; An adsorption tube for collecting a sample from the air discharged from the small chamber; And it can be achieved by a system for measuring the emission amount of harmful substances of building materials according to the invention, characterized in that it comprises a pump for taking a sample from the air passing through the adsorption tube.
상기 온도 제어 시스템에서, 혼합된 공기가 자동 유량계를(40-45℃) 통과하므로 유량 조절기내의 결로를 방지하고, 유량계에 의해 가열된 공기는 냉각기에 의해 실험에 필요한 온도(25℃)로 다시 냉각 되어 사용된다. In the temperature control system, the mixed air passes through the automatic flow meter (40-45 ° C.) to prevent condensation in the flow controller, and the air heated by the flow meter is cooled back to the temperature required for the experiment (25 ° C.) by the cooler. It is used.
상기에서, 하나 이상의 자동 유량계가 제공되고, 각각의 자동 유량계는 히터에 의해 가열된다. In the above, one or more automatic flowmeters are provided, each automatic flowmeter being heated by a heater.
대안적으로, 상기된 바와 같은 목적은, 본 발명에 따라서, 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템의 항온실 내에서 설치된 소형 챔버로 공급되는 공기의 온도를 일정하게 유지하기 위하여 사용되는 것으로서, 하나 이상의 자동 유량계에서 결로의 발생을 방지하기 위하여 상기 자동 유량계를 통과하는 공기를 소정의 온도로 가열 및 냉각하는 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템에 의하여 달성될 수 있다.Alternatively, the object as described above is used in accordance with the present invention to maintain a constant temperature of the air supplied to a small chamber installed in a constant temperature chamber of a system for measuring the emission of toxic substances in building materials. In order to prevent the occurrence of condensation in the automatic flowmeter, it can be achieved by the temperature and flow control system of the mixed air heating and cooling the air passing through the automatic flowmeter to a predetermined temperature.
상기에서, 40-45℃로 유지된 자동 유량 조절기를 통과하는 혼합공기는 후단에 장착되어 있는 쿨러의 통과 과정 동안 25℃의 온도로 냉각된 후에, 소형 챔버로 공급된다.In the above, the mixed air passing through the automatic flow regulator maintained at 40-45 ° C. is cooled to a temperature of 25 ° C. during the passage of the cooler mounted at the rear end, and then supplied to the small chamber.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 명세서에 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명에 따른 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템을 개략적으로 도시한 도면이다.2 is a view schematically showing a system for measuring the emission amount of hazardous substances in building materials according to the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템은 공기 공급 장치(11)로부터 필터(13)에 의해 필터링된 후에, 50%의 습도를 가지도록 건구 유량계(14)와 습구 유량계(15) 및 기포병(16)을 통과하여, 서로 혼합되도록 혼합기(6)로 보내진다. 본 발명의 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템의 공기 유로는 건조공기와 습한공기가 혼합하는 혼합기(6)를 지나 유량을 조절하는 혼합 공기의 온도 및 유량제어 시스템을 흐르게 되고, 그 후단에 온도 및 습도를 감지하는 센서을 통과하여 유해물질 방출량을 측정하기 위한 소형챔버로 공급된다.As shown in FIG. 2, the system for measuring the emission amount of toxic substances in building materials according to the present invention is filtered by the
한편, 소형 챔버(2)가 배치된 항온실(1)에는 본 발명에 따라서 소형 챔버(2)로 일정 유량의 공기를 공급하기 위한 자동 유량계(5, MFC)를 40-45℃의 온도로 가열하기 위한 히터(3)와, 히터(3)에 의해 25℃이상의 온도로 혼합 공기가 가열되었을 때 25℃의 온도로 냉각시키기 위한 쿨러(4)를 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템(7) 후단에 제공된다. On the other hand, in the
상기된 바와 같은 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템(7)에 의하여, 혼합기(6)로부터 하나 이상의 자동 유량계(5)로 공급된 혼합 공기는 히터(3)에 의하여 40-45℃의 온도로 가열된 상태에서 코일로 만들어지는 쿨러(4)로 공급된다. 히 터(3)에 의하여 혼합 공기가 40-45℃의 온도로 가열되기 때문에, 결로가 방지될 수 있다. 이와 같이 결로를 방지하기 위하여, 40-45℃로 가열된 혼합 공기는 코일로 만들어지는 쿨러(4)를 통과하는 동안 항온실(1) 내의 공기와 열교환되는 것에 의하여 25℃의 온도로 냉각된다. 본 발명에 따라서, 상기된 바와 같이, 자동유량계가 항온실(1) 내에 설치되므로 외부 온도의 영향에 의한 순수 공기의 온도 유지가 일정하게 될 수 있다. By means of the temperature and
또한, 혼합공기가 혼합 공기의 온도 및 유량 제어 시스템(7)으로부터 시험편(8)이 설치된 소형 챔버(2)로 공급되는 동안 센서(9)에 의하여 혼합 공기의 온도와 습도가 감지되고, 센서(9)에 의해 감지된 혼합 공기의 온도 및 습도는 외부에 설치된 모니터(18)로 보내져 3일 혹은 7일 동안 모니터링된다.Further, the temperature and humidity of the mixed air are sensed by the
소형 챔버(2)에서 배출되는 혼합공기는 167㎖/min(100%)가 대기압 상태로 자연스럽게 방출되고, 챔버(2) 내부에는 방출되는 동안 항상 대기압 상태로 유지되어, 신축 건물의 실내에서 건축자재의 오염물질(VOCs, 및 포름알데히드)이 자연 방출되는 것과 같이, 실험에 있어서도 대기압과 동일한 실험을 할 수가 있다. 이는 국제규격(ISO)에 의한 규정을 만족시키는 것이다.The mixed air discharged from the
한편, 소형 챔버(2)는 시료를 채취하는 동안에도 방출되는 167㎖/min 중에 20%(33㎖/min)는 대기상태로 자연스럽게 방출되고, 그 중 80%(134㎖/min)는 MFC 펌프(10)에 의해서 흡착관으로 채취되므로 채취과정에서도 챔버(2)는 대기압상태로 유지된다.On the other hand, the
상기된 바와 같은 구조를 가지는 본 발명에 따른 건축 자재의 유해물질 방출량 측정 시스템에 의하면, 소형챔버로 보내지는 일정의 온도, 습도를 가지는 공기가 챔버 내로 유입 될 때 챔버 전단에서 유량을 조절하므로, 챔버 내에서 대기압을 유지하고 시편으로부터 방출되는 유해물질이 미압 혹은 진공에 의해 억제 및 촉진되는 것을 막고 시료 채취 과정에서 80% 미만을 채취하므로, 채취 중 시편으로부터 발생하는 유해물질을 대기압으로 유지하여 시험 결과의 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.According to the system for measuring emissions of toxic substances in building materials according to the present invention having the structure as described above, the chamber is controlled by adjusting the flow rate at the front end of the chamber when air having a predetermined temperature and humidity sent to the small chamber is introduced into the chamber. Maintains atmospheric pressure within the sample and prevents harmful substances emitted from the specimen from being suppressed and promoted by underpressure or vacuum and collects less than 80% during the sampling process. Can improve the reliability.
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