KR20210042615A - 실환경의 공기청정기의 성능평가방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법에 관한 것으로서, 실환경의 성능평가공간에 설치된 개구부위를 밀폐하는 밀폐단계와, 초기농도를 설정하는 초기농도 설정단계와, 오염농도를 설정하는 오염농도 설정단계와, 오염농도를 안정화하는 안정화단계와, 공기청정기를 가동하는 가동단계와, 공기청정기의 가동상태에서 입자농도를 가동시간 별로 측정하는 측정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서 본 발명은 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가함으로써, 미세먼지에 대한 적극적 대응방안으로 공동주택에 공기청정시스템을 도입하기 위한 공기청정시스템의 성능기준 수립 및 평가방법을 제시하고, 소형 공동주택에 적합한 공기청정시스템의 적용 방안을 제시할 수 있는 효과를 제공한다.
Description
본 발명은 실환경의 공기청정기의 성능평가방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법에 관한 것이다.
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.
최근의 국내외 발생원에 의한 대기 미세먼지 고농도 오염이 심각하게 되고, 2017년 초미세먼지(PM 2.5)가 35㎍/㎥이상인 일수가 64일로 빈번하게 발생되고, 실내에서도 다양한 미세먼지 오염이 발생하며, 조리 등 실내활동 중 발생하며 취사시 평소보다 최대 60배 이상 발생하는 문제가 있었다.
특히 입자가 작은 초미세먼지(PM2.5)가 더욱 치명적이며, 호흡기를 거쳐 폐에 침투하며, 혈관을 따라 체내로 이동하여 알레르기, 호흡기 및 폐질환, 심혈관질환, 뇌졸중 등을 일으키게 되므로, 미세먼지를 1군 발암물질로 지정하기에 이르렀다.
하지만 환기시 발생하는 냉난방 열손실 문제와 함께 대도시의 경우 외부의 공기가 미세먼지, NOx 등으로 오염이 되어있어 일반적인 자연 환기 방식이 오히려 실내공기를 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 집진방식에 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 장치이다.
이외에도, 소형 공동주택의 공기청정시스템으로는, 외부의 미세먼지관리패키지와, 세대환기시스템과, 주방후드-환기장비연동시스템과, 현관에어샤워시스템과, 자동배기시스템 등이 제안되거나, IoT(Internet of Things)기술을 이용한 미세먼지알림시스템과, 자동으로 실내환기시스템을 가동하는 시스템과, 조리시 자동으로 후드풍량을 조절해 미세먼지를 신속히 제거하고 환기시스템과 연동하여 배기효율화를 진행하는 먼지센싱렌지후드와, 출입구에 외부 오염물질을 제거하는 에어샤워룸을 설치하는 등과 같이 다양한 방안이 제안되고 있다.
종래의 공기청정기의 청정화능력 성능시험방법에서, 공기청정기의 청정화능력 성능시험을 위한 시험챔버는 40±10㎥ 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 120cm의 위치에 설치되어 있다.
이와 같이 종래의 시험챔버는 소형으로 미생물이나 유해가스와 같은 오염물질이 어느 정도 포함되어 있는지 확인할 수 있도록 일정하게 제한된 실험 공간을 제공한다.
이러한 반응챔버는 제한된 크기의 밀폐된 공간 내부에서 미생물이나 유해가스를 투입하고 이를 감지하는 방법으로 실험이 진행되며, 이럴 경우 매우 제한적인 공간에서 실험을 진행하기 때문에 실험 결과는 예측 가능한 상태로 결과를 얻을 수 있다.
하지만, 이러한 실험 결과는 실측 결과와 동일하다고 보기에는 오차 범위가 너무 크고, 실제 룸(Room)에서 오염정도를 비교하여 예측하는데 실험결과의 한계가 있을 수밖에 없다.
또한, 오염 저감성능 실험체인 반응챔버에 미생물이나 유해가스를 투입하는 방식, 반응챔버에서 미생물이나 유해가스를 회수하는 방식, 및 반응챔버를 환기하는 방식이 일정하지 않기 때문에 실험 결과를 신뢰하기 어렵다는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위해 안출한 것으로서, 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가함으로써, 미세먼지에 대한 적극적 대응방안으로 공동주택에 공기청정시스템을 도입하기 위한 공기청정시스템의 성능기준 수립 및 평가방법을 제시하고, 소형 공동주택에 적합한 공기청정시스템의 적용 방안을 제시할 수 있는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공기청정시스템을 적용한 실환경에서의 평가방법을 제안하기 위해 대기진과 유사한 입자분포를 갖는 입자발생시스템을 제작하여 실환경 평가방법에 적용함으로써, 발생입자 분포, 입자의 발생속도, 자연감쇠 검증, 배경 농도설정 등을 실환경에서 평가할 수 있는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공기청정시스템 도입을 위한 평가시 실내 오염농도 PM2.5 농도, 140㎍/㎥으로 설정하고, 공기청정기의 가동에 의한 30분이내 보통수준 PM2.5 농도, 35㎍/㎥의 공기질을 제공할 수 있는 공동주택 공기청정시스템의 성능평가를 목표로 수립할 수 있는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 공기청정기의 실내위치에 따른 입자 저감성능 차이를 판단하며, 향후 공기청정기 적용시 가구위치, 동선, 콘센트, 안전성 등을 고려하여 최적의 설치위치를 선정할 수 있는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 제공하는 것을 또다른 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법으로서, 실환경의 성능평가공간에 설치된 개구부위를 밀폐하는 밀폐단계; 상기 밀폐된 성능평가공간에서 공기청정기를 가동해서 초기농도를 설정하는 초기농도 설정단계; 상기 성능평가공간에서 입자발생기를 가동하여 오염농도를 설정하는 오염농도 설정단계; 상기 설정된 오염농도를 일정하게 유지하도록 오염농도를 안정화하는 안정화단계; 상기 오염농도가 안정화된 상태에서 공기청정기를 가동하는 가동단계; 및 상기 공기청정기의 가동상태에서 입자농도를 가동시간 별로 측정하는 측정단계;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 측정단계에서 측정된 입자농도의 측정결과를 표시하는 표시단계; 더 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 표시단계에서는, 상기 측정단계에서 측정된 입자농도의 측정조건을 함께 표시하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 초기농도 설정단계에서는, 입자농도를 10㎍/㎥ 이하로 설정하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 오염농도 설정단계에서는, PM2.5 농도가 120㎍/㎥ 이상으로 도달하도록 입자발생기를 가동하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 상기 안정화단계에서는, 성능평가공간에 서로 이격설치된 2대 이상의 PM2.5 측정기에 의해 PM2.5 농도가 일정하게 유지되는 경우에 성능평가공간의 중앙부위에 설치된 입자발생기의 가동을 중지하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 상기 측정단계에서는, 공기청정기의 가동에 의한 입자농도를 분당 1∼20회 측정하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가함으로써, 미세먼지에 대한 적극적 대응방안으로 공동주택에 공기청정시스템을 도입하기 위한 공기청정시스템의 성능기준 수립 및 평가방법을 제시하고, 소형 공동주택에 적합한 공기청정시스템의 적용 방안을 제시할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 공기청정시스템을 적용한 실환경에서의 평가방법을 제안하기 위해 대기진과 유사한 입자분포를 갖는 입자발생시스템을 제작하여 실환경 평가방법에 적용함으로써, 발생입자 분포, 입자의 발생속도, 자연감쇠 검증, 배경 농도설정 등을 실환경에서 평가할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 공기청정기의 실내위치에 따른 입자저감성능 차이를 판단하며, 향후 공기청정기 적용시 가구위치, 동선, 콘센트, 안전성 등을 고려하여 최적의 설치위치를 선정할 수 있는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 실환경의 공기청정기의 성능평가방법의 성능평가공간의 일예를 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 나타내는 흐름도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 나타내는 흐름도.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일 실시예를 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 실환경의 공기청정기의 성능평가방법의 성능평가공간의 일예를 나타내는 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 실환경의 공기청정기의 성능평가방법을 나타내는 흐름도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시예에 의한 실환경의 공기청정기의 성능평가방법은, 밀폐단계(S10), 초기농도 설정단계(S20), 오염농도 설정단계(S30), 안정화단계(S40), 가동단계(S50), 측정단계(S60) 및 표시단계(S70)를 포함하여 이루어져, 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법이다.
밀폐단계(S10)는, 실환경의 성능평가공간에 설치된 개구부위를 밀폐하는 단계로서, 실환경의 성능평가공간으로는 소형주택의 거실주거공간을 사용하는 것이 가능하면 소형주택의 출입구나 창문이나 환기구 등과 같은 개구부위를 밀폐하게 된다.
이러한 소형주택의 거실주거공간에는, 오염원으로서 미세입자를 투입하는 입자발생기(10)와, 투입된 입자를 분산시키도록 일방 및 타방에 각각 설치된 제1 교반팬(21) 및 제2 교반팬(22)과, 오염농도를 측정하도록 일방 및 타방에 각각 설치된 제1 농도측정기(31) 및 제2 농도측정기(32)와, 거실주거공간의 다양한 높이에 설치된 예시로서 제1 공기청정기(41), 제2 공기청정기(42) 및 제3 공기청정기(43) 등이 구비되어 있다.
초기농도 설정단계(S20)는, 밀폐단계(S10)에서 밀폐된 성능평가공간에서 공기청정기를 가동해서 초기농도를 설정하는 단계로서, 이러한 초기농도 설정단계(S20)에서는 공기청정기를 가동하거나 별도의 세척수단을 함께 가동하여 성능평가공간의 내부의 입자농도를 10㎍/㎥ 이하로 설정하는 것이 바람직하다.
오염농도 설정단계(S30)는, 초기농도 설정단계(S20)에서 초기농도가 10㎍/㎥ 이하로 설정설정된 성능평가공간에서 입자발생기(10)의 가동에 의해 미세입자를 투입하여 오염농도를 설정하는 단계이다.
이러한 오염농도 설정단계에서(S30)는 입자의 크기가 2.5㎛ 이하인 초미세 먼지의 농도로서 PM(Particulate Matter) 2.5 농도가 120㎍/㎥ 이상으로 도달하도록 입자발생기(10)를 가동하는 것이 바람직하다.
특히, 입자발생기(10)는, 오염원으로서 KCL 1~3% 용액을 사용하여 압축 청정공기와 함께 스프레이 형태 분사하여 미세입자를 생성하고, 사용자가 원하는 농도로 상승하고 유지하도록 유량제어가 가능한 운용 소프트웨어에 의해 실시간 모니터링하여, 입자의 발생 및 제어가 가능하며 각종 데이터 저장하게 된다.
안정화단계(S40)는, 오염농도 설정단계(S30)에서 설정된 오염농도를 일정하게 유지하도록 오염농도를 안정화하는 단계로서, PM 2.5 농도가 120㎍/㎥ 이상으로 안정적으로 유지될 때까지 교반팬(21, 22)과 입자발생기(10)를 가동시켜서 정지하게 된다.
이러한 안정화단계(S40)에서는 성능평가공간에 최대거리로 서로 이격설치된 2대 이상의 PM 2.5 측정기에 의해 PM2.5 농도가 3분이상 안정적으로 일정하게 유지되는 경우에 성능평가공간의 중앙부위에 1200㎜의 높이에 설치된 입자발생기(10)의 가동을 중지하여 오염농도를 일정하게 유지하는 것이 바람직하다.
가동단계(S50)는, 안정화단계(S40)에서 오염농도가 안정화된 상태에서 공기청정기를 가동하는 단계로서, 성능평가공간의 중간부위에서 공기청정기를 가동하여 오염농도를 저하시키게 된다.
특히, 소형 공동주택의 실내에서 최악의 대기미세먼지농도와 미세먼지 침입계수를 고려하여, 오염농도를 PM2.5농도 140㎍/㎥로 안정화하고, 예보등급 보통 수준인 PM2.5 농도 35㎍/㎥를 공기청정기 가동시 목표농도로 설정하는 것이 바람직하다.
측정단계(S60)는, 가동단계(S50)에서 공기청정기의 가동상태에서 입자농도를 가동시간 별로 측정하는 단계로서, 이러한 측정단계(S60)에서는 공기청정기의 가동에 의한 입자농도를 분당 1∼20회 측정하는 것이 바람직하다.
실환경의 성능평가공간인 공동주택의 거실주거공간에 설치되는 공기청정기의 설치예로서, 측정공간의 하층인 바닥의 높이, 중간층인 1000㎜의 높이 및 상층인 1200㎜의 높이에 각각 설치된 제1 공기청정기(41), 제2 공기청정기(42) 및 제3 공기청정기(43) 중 적어도 1개 이상을 사용하여 오염농도를 개별적으로 각각 측정하게 되는 것도 가능함은 물론이다.
표시단계(S70)는, 측정단계(S60)에서 측정된 입자농도의 측정결과를 표시하는 단계로서, 이러한 측정단계(S70)에서는 측정공간의 기밀도, 너비, 도면, 측정위치 등과 같은 입자농도의 측정조건을 입자농도의 측정결과와 함께 표시하는 것도 가능함은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가함으로써, 미세먼지에 대한 적극적 대응방안으로 공동주택에 공기청정시스템을 도입하기 위한 공기청정시스템의 성능기준 수립 및 평가방법을 제시하고, 소형 공동주택에 적합한 공기청정시스템의 적용 방안을 제시할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 공기청정시스템을 적용한 실환경에서의 평가방법을 제안하기 위해 대기진과 유사한 입자분포를 갖는 입자발생시스템을 제작하여 실환경 평가방법에 적용함으로써, 발생입자 분포, 입자의 발생속도, 자연감쇠 검증, 배경 농도설정 등을 실환경에서 평가할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 공기청정기의 실내위치에 따른 입자저감성능 차이를 판단하며, 향후 공기청정기 적용시 가구위치, 동선, 콘센트, 안전성 등을 고려하여 최적의 설치위치를 선정할 수 있는 효과를 제공한다.
이상 설명한 본 발명은 그 기술적 사상 또는 주요한 특징으로부터 벗어남이 없이 다른 여러 가지 형태로 실시될 수 있다. 따라서 상기 실시예는 모든 점에서 단순한 예시에 지나지 않으며 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
10: 입자발생기
21: 제1 교반팬
22: 제2 교반팬 31: 제1 농도측정기
32: 제2 농도측정기 41: 제1 공기청정기
42: 제2 공기청정기 43: 제3 공기청정기
22: 제2 교반팬 31: 제1 농도측정기
32: 제2 농도측정기 41: 제1 공기청정기
42: 제2 공기청정기 43: 제3 공기청정기
Claims (7)
- 실환경의 성능평가공간에 공기청정기를 설치하여 공기청정기의 성능을 평가하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법으로서,
실환경의 성능평가공간에 설치된 개구부위를 밀폐하는 밀폐단계;
상기 밀폐된 성능평가공간에서 공기청정기를 가동해서 초기농도를 설정하는 초기농도 설정단계;
상기 성능평가공간에서 입자발생기를 가동하여 오염농도를 설정하는 오염농도 설정단계;
상기 설정된 오염농도를 일정하게 유지하도록 오염농도를 안정화하는 안정화단계;
상기 오염농도가 안정화된 상태에서 공기청정기를 가동하는 가동단계; 및
상기 공기청정기의 가동상태에서 입자농도를 가동시간 별로 측정하는 측정단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정단계에서 측정된 입자농도의 측정결과를 표시하는 표시단계; 더 포함하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법. - 제 2 항에 있어서,
상기 표시단계에서는, 상기 측정단계에서 측정된 입자농도의 측정조건을 함께 표시하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 초기농도 설정단계에서는, 입자농도를 10㎍/㎥ 이하로 설정하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 오염농도 설정단계에서는, PM2.5 농도가 120㎍/㎥ 이상으로 도달하도록 입자발생기를 가동하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 안정화단계에서는, 성능평가공간에 서로 이격설치된 2대 이상의 PM2.5 측정기에 의해 PM2.5 농도가 일정하게 유지되는 경우에 성능평가공간의 중앙부위에 설치된 입자발생기의 가동을 중지하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정단계에서는, 공기청정기의 가동에 의한 입자농도를 분당 1∼20회 측정하는 것을 특징으로 하는 실환경의 공기청정기의 성능평가방법.
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Citations (3)
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|---|---|---|---|---|
| KR101030791B1 (ko) | 2005-11-17 | 2011-04-27 | 한국기계연구원 | 습식 공기청정기의 성능시험방법 |
| KR101327522B1 (ko) | 2011-03-31 | 2013-11-08 | 한국산업기술시험원 | 공기정화기에 대한 부유세균의 제거성능 평가방법 |
| KR101790889B1 (ko) | 2016-09-09 | 2017-10-27 | 한국기계연구원 | 습식 공기청정기의 가스제거 성능시험 장치 및 방법 |
-
2019
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Patent Citations (3)
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