기계식 환기장치 개요

최근 미세먼지 및 초미세먼지 농도 증가와 코로나19 사태에 따른 실내 공기질 및 공기 중 바이러스 입자의 위험성이 대두되고 있다. 이에, 환기를 통한 바이러스 전염 위험도 감소의 중요성이  선택이 아닌 필수요소가 되고 있으며, 단순 환기가 아닌 고성능 필터를 통한 환기의 필요성이 증대되고 있다. 

또한, 정부가 에너지 고갈 및 기후변화에 대응하기 위해 패시브하우스를 기반으로 시행한 「제로 에너지 건축물 인증제」를 정부 정책으로 채택하며 주택의 기밀도 및 단열성능이 강화되고 있다. 

이러한 주택의 변화에 따라 틈새 자연환기가 부족한 문제점이 발생하며 재실자의 신진대사, 각종 가전기기 및 실내 마감재료 등에서 방출되는 열, 이산화탄소, 미세먼지, 휘발성 유기화합물 등의 제거를 위해 기계식 고성능 열회수 환기의 필요성이 증대되고 있고 환기장치 설치 의무화가 기존 100가구 이상에서 30가구 이상 및 어린이 놀이시설 등으로 기준이 강화되며 필수 요소로 자리 잡고 있다.

기계설비는 건축물의 깨끗한 물과 맑은 공기, 적절한 냉난방을 공급하여 안전하고 쾌적한 실내 공간을 유지하는 중요 시스템이다. 국토부에서는 기계설비법 제정과 시행('20.4)을 중심으로 통합된 국가기준을 제시하고 이를 바탕으로 기계설비 설계, 시공, 및 유지관리가 체계적으로 수행될 수 있는 관리체계를 마련하였다. 특히 세부 시행과제별 추진 계획에서 '21년도 전략과제로 기계설비 기술기준 정비, 시공품질 향상, 유지관리 제도 운영 기반 구축, 소규모 취약시설 유지보수 지원,  유지관리 기준 적용 대상 건축물 확대(재난대응형 기계설비기술 개발에서) 환기설비 고도화 및 환기 기준 개발 등, 제도적 지원 기반 구축과 기술혁신 기반 경쟁력 강화에 우선 '21년도 전략과제로 추진하고 있다. 

이에 환기기준 고도화 및 환기기준 개선 관련하여 관련 학회 및 협회의 활동이 요구되고 있다. 

열회수형 환기장치의 기술표준의 고도화와 개선과 관련하여 환기장치의 열교환기 관련 기술과 현 코로나19와 같은 팬데믹 상황에서 환기의 중요성이 강조되고 있으며 이에 환기 기술의 고도화 관련한 UV 살균기술의 제품화 개발 적용 및 현장 적용 사례에 대한 내용을 본고에서 소개한다.

UV광촉매살균 환기기술 

최근 코로나19가 전 세계적인 위기사태로 대두됨에 따라 공기 중 바이러스 입자의 위험성이 이슈가 되고 있다. 이에 공기청정기 및 환기장치 등에 대해 살균 기술을 적용하는 사례가 증가하고 있다. 살균 기술에는 UV 광촉매 살균 방식, 광 또는 저온 플라즈마 살균 방식, 나노이 살균 방식 등 여러 방식이 존재하지만 광 또는 저온 플라즈마, 그리고 나노이 살균 방식에서는 오존 발생  위험이 존재한다. 이에 대한 대책이 추가로 요구된다.

공조장치에 적용되고 있는 바이러스 제거에 효과적인 UV 광촉매 살균 방식을 선정 및 적용하여 실내 공기 중 바이러스 및 세균을 제거할 수 있는 환기장치용 고성능 필터 시스템를 개발하고  부유 세균 및 바이러스 제거 성능을 개발하였다.

살균 기술에는 UV 광촉매 살균 방식, 광플라즈마 살균 방식, 나노이 살균 방식 등 여러 방식이 있지만, 오존 발생 위험이 없는 UV 광촉매 살균 기술을 환기시스템에 접목하였다.

바이러스 제거에 효과적인 UV 광촉매 살균 방식으로 실내 공기 중 바이러스 및 세균을 제거할 수 있는 환기장치에 응용하여 제거 성능을 개발하고 평가하였다.

UV 광촉매 살균기술 원리

본 기술의 원리는 아래 그림과 같이 UV-A, UV-C LED 파장과 TiO2 광촉매의 작용으로 활성산소(OH-)를 발생시켜 바이러스 및 세균을 제거하는 것이며, UV 광촉매 살균 기술은 나노이 및 플라즈마 살균방식과는 다르게 인체에 무해할 정도의 오존 발생이 없는 안전한 기술이다.

UV 광촉매 살균기술 성능 평가

UV 광촉매 살균기술 환기시스템에 대해 공기정화장치 규격인 KOUVA AS 02 : 2019 시험규격 및 방법에 따른 시험을 진행하였다.

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전체 기사는 2021년 6월호 ‘월간 설비기술’에 게재되어 있습니다.(월간지 구입문의(02)2633-4995)

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