| 논문명 |
공기정화 기능 강화를 위한 기존 에어컨 대상 고효율 필터 적용성에 관한 실험적 연구 / An Experimental Study on the Applicability of HEPA Filter to Existing Air Conditioners for Enhanced Air Purification |
| 저자명 |
장승민(Seungmin Jang) ; 조진균(Jinkyun Cho) ; 오원석(Wonseok Oh) ; 박정안(Jeongan Park) ; 신철웅(Cheolwoong Shin) ; 김진호(Jinho Kim) |
| 수록사항 |
설비공학논문집, Vol.36 No.10 (2024-10) |
| 주제어 |
에어컨; 공기정화; 공기청정능력; HEPA 필터; 실내공기질; 제거효율 ; Air conditioner; Air purification; CADR; clean air delivery rate; HEPA filter; Indoor air quality; Removal efficiency |
| 요약1 |
본 연구의 목적은 에어컨 시스템에 고효율(HEPA) 필터를 결합하여 미세먼지 제거 효율을 평가하는 것이다. 이는 미세먼지가 호흡기 및 심혈관 질환을 유발할 수 있는 주요 오염 물질로 인식되는 현대 사회에서 실내 공기질을 개선하기 위한 방안을 모색하기 위함이다. 특히, 국내에서는 겨울과 봄철에 미세먼지 농도가 높아져 실내 공기질 개선이 필수적이다.
에어컨은 가정 및 사무실 교육시설 등에서 일반적으로 사용되는 장치로, 여름철에는 그 사용 빈도가 특히 높다. 본 연구는 이러한 기존 공조 시스템을 활용하여 실내 공기질을 개선하고, 재실자의 만족도를 높이는 최적의 설비 시스템 구축을 목표로 한다. 따라서, 하절기 외에도 에어컨을 통해 실내 공기질을 개선할 수 있는 방안을 탐색하는 것이 중요하다. 연구 결과를 요약하면 다음과 같다.
?기밀 시험: 시험 챔버의 기밀도는 초기 입자 농도(105,800 N/cm3)와 20분 후 농도(107,445 N/cm3)를 비교하여 평가되었으며, 큰 변화가 없음을 확인함으로써 챔버의 높은 기밀도를 입증했다.
?필터 시험: 에어컨의 실내 공기 흡입구에 기존 제품을 설치하기 위한 변형 및 제단 과정에서의 효율 차이를 확인하고, 이를 통해 실제 효율을 정밀하게 측정하였다.
?풍량 시험: 필터 장착 전후의 에어컨 풍량 변화를 측정한 결과, 필터 장착 시 풍량이 약 22% 저하됨을 확인하였다.
?제거 효율 및 CADR: 결론적으로, 고효율 필터를 장착한 에어컨은 필터가 없는 상태에 비해 미세먼지 제거 효율이 상당히 높았다. 약풍 모드에서도 효과적인 보조 역할을 수행하였으며, 강풍 모드에서는 더욱 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과는 에어컨 시스템이 공기청정기의 보조 시스템으로서 유용하게 활용될 수 있음을 시사한다.
본 연구는 하절기 외에도 에어컨을 활용한 실내 공기질 개선의 가능성을 제시하며, 미세먼지 문제가 심각한 시기에 실내 환경을 보다 쾌적하게 유지할 수 있는 방안을 마련하였다. 향후에는 확대된 스케일의 실험을 통해 에어컨과 공기청정기의 통합 사용의 적정성을 더욱 심층적으로 평가할 예정이다. 그러나 에어컨의 용량, 풍량(풍속), 설치 위치 등에 따라 결과가 달라질 수 있는 한계점이 있으며, 외부에 필터를 장착하는 경우, 미사용 시 미세먼지가 실내로 재유입될 수 있는 우려가 있음을 분명히 밝힌다. |
| 요약2 |
This study investigated the integration of HEPA filters with air conditioning systems to improve indoor air quality, focusing on fine particulate matters (PM10 and PM2.5) recognized as carcinogens by the WHO. In South Korea, particulate matter levels increase from winter to spring due to domestic emissions and cross-border pollution. HEPA filters were attached to existing air conditioners. Their particulate removal efficiency and clean air delivery rate (CADR) were measured in a control chamber. Preliminary tests showed a 22% reduction in airflow with filters installed. Filters achieved a high efficiency of 93%. In a low airflow mode, the air conditioner with a HEPA filter achieved a CADR of 1.44 m³/min and a particulate removal efficiency of 61%. In a high airflow mode, the air conditioner with a HEPA filter achieved a CADR of 1.83 m³/min and a particulate removal efficiency of 70%. These results suggest that integrating HEPA filters with air conditioning systems can significantly enhance air purification, especially in high-occupancy areas such as classrooms, offices, and lecture halls. This approach not only optimizes the use of existing air conditioning infrastructure, but also offers a practical solution for improving indoor air quality during periods of high particulate matter levels. Future research needs to focus on large-scale implementation and effects on cooling efficiency and noise levels. |
