현대인들은 가정, 학교 혹은 직장, 병원, 쇼핑몰, 지하철역과 객실, 주차장 등 일상생활의 대부분을 실내에서 보내게 된다. 이렇듯 실내에 갇힌 현대인들은 갇힌 공기 속에서 살아갈 수밖에 없다. 이에 실내 공기질 향상을 위한 공기정화장치는 많이 개발되었으나 대다수의 공기정화장치는 필터에 의한 필터링과 유해세균 살균방식에 있어 자외선이라는 제한된 영역에서의 살균방식에 국한 할 수밖에 없었다. 여기서는 실내 공기질 향상은 물론 원천적으로 실내공기중의 부유 세균을 제거하고, 자외선뿐만 아니라 가시광선에서도 활동하는 광촉매를 적용한 미디어광촉매필터를 활용한 광대역대 활성광촉매를 활용한 융 복합 구조 공기살균정화장치 개발하고자 한다.
4차 산업혁명 시대로 들어서면서 인공지능, 로봇산업이 크게 떠오르고 활발해지기 시작했으며 특히 가정용 제품들이 많이 나오고 있다. 최근 들어 미세먼지, 황사 등 공기 중의 미세먼지나 세균 바이러스로 인해 호흡기 질병에 많이 걸리고 이러한 환경문제 때문에 많은 사람들이 집안 공기를 정화 시킬 수 있는 공기청정기를 많이 구매하고 있다. 대부분 집의 일반적인 공기청정기는 한 자리에서 한정된 공간의 공기만 정화 시키고 다른 공간에 필요하면 직접 옮기거나 추가로 구매해야 하는 문제가 있다. 이러한 문제를 해결 하기위해 비교적 가정에 많이 사용하고 있는 로봇청소기에 공기 청정기 기능을 접목시켜 청소를 하면서 생기는 먼지들을 걸러내는 동시에 공기청정기능 까지 접목시켜 로봇청소기가 움직이며 여러 공간을 청소도 하며 공기 청정 기능 까지 하고 로봇청소기가 작동 안 할 때는 공기청정기의 기능만 하여 따로 로봇청소기와 공기청정기를 구매할 필요가 없어 공간절약과 비용감소 효과를 기대할 수 있을 것이다.
공기청정기는 필터 크기에 따라 공기를 정화할 수 있는 표준 사용 면적이 존재하기 때문에 넓은 공간에서 사용할수록 부피가 큰 공기청정기를 사용해야 하는 불편함이 존재한다. 이 문제점을 해결하기 위해 스마트 자율주행 공기청정기를 개발하였다. 본 논문에서는 소형 공기청정기에 자율 주행 기능을 추가하여 간편한 조작만으로 여러 공간의 공기질 파악과 정화가 가능하도록 구현하였다.
실내 공기질 관리의 중요성이 대두되면서 쾌적한 실내 환경에 도움을 주는 공기청정 기능과 습도 조절 기능을 동시에 갖춘 제습기와 공기청정기가 각광받고 있다. 하지만 오랜 기간 동안 공기정화제품을 사용하게 될 시에는 필터가 오염되어 본연의 기능을 상실하게 되는 것으로 알려져 있지만 이에 대한 구체적인 연구나 보고는 드문 편이다. 이에 본 연구에서는 가정과 사무실 등에서 사용한 공기정화제품을 수거하여 주요 부위별 미생물 오염도 및 주요 오염 미생물들을 분석하였다. 그 결과, 4 종류의 공기정화제품에서 오염도가 높은 부위는 필터부위, 물이 직접 닿는 부위 및 공기가 외부로부터 직접적으로 들어오는 입구부위 등에서 미생물학적 오염도가 가장 높았다. 하지만 공기정화제품은 사용하는 환경과 조건에 따라서 미생물학적 오염도 및 오염 미생물의 성상은 각각 다르게 나타났다. 하지만 이들 공기정화제품들에는 공통적으로 Staphylococcus sp., Micrococcus sp. 그리고 Bacillus sp.의 세균과 Cladosporium sp. 및 Penicillium sp.의 진균이 공통적으로 오염되어 있는 우점종인 것으로 분석되었다.
빛이 부족하고 공기 순환이 원활하지 않은 실내에서 식물의 지상부와 지하부를 활용한 공기 정화 시스템을 제안한다. 제안된 시스템은 식물의 공기정화 효과를 극대화하고자 지상부는 청색과 녹색의 LED를 조합한 혼합광과 자연광에 가까운 고연색 LED를 각각 조사하고 지하부의 토양을 필터로 활용하고자 팬을 이용하여 강제 순환하였다. 광원과 팬이 결합된 실내공기정화 시스템이 식물만 배치된 경우보다 오염된 공기를 단시간에 가장 많이 제거하였다. 실내 공기정화 시스템의 혼합광과 고연색광 두 가지의 경우에서 식물만 배치된 경우보다 미세먼지는 각각 14%, 14.2%, TVOC는 7.5%, 9.4% 로 더 크게 감소하였다. 팬을 15분 동안만 가동한 실험에서도 TVOC가 97.8%로 크게 감소하였다. 식물의 광합성과 토양을 필터로 활용하는 것이 오염된 공기를 짧은 시간에 정화시킬 수 있었고 팬의 일시적인 가동으로도 지속적인 가동의 효과를 얻었다.
보이지 않지만 우리의 건강을 좀먹는 오염된 공기. 특히 환기가 어려운 실내의 오염된 공기는 건강한 삶의 적이다. 공기청정기가 등장하고, 공기 오염에 대한 규제도 생겼지만 여전히 실내 공기 오염 문제는 완벽하게 해결되지 않고 있다. 하지만 무슨 문제든 해결할 방법은 있는 법. 획기적인 시도로 새로운 실내공기 정화 기술을 개발한 벤처기업이 등장했다. 전북 진안의 마이산 자락에 자리를 잡은 (주)세인테크가 그 주인공. 기분 좋은 녹색 바람이 불어오는 그곳을 찾았다.
방사선관리구역 내에서 발생되는 많은 양(발전소별 연간 약$100{\sim}700$개 정도)의 사용 후 공기정화 필터는 고체 폐기물 드럼의 단면적 보다 넓어 별도로 필터를 압축하거나 분해 작업 없이는 폐기물로 직접 처리가 곤란하다. 처리 시 많은 양의 분진이 발생하여 작업자의 내부피폭 가능성 및 많은 양의 고체 폐기물이 발생할 수 있는 잠재성이 있어 시료분석 결과 오염된 필터 내지는 바로 드럼 처리하여 내부 피폭 가능성을 미연에 방지하고 필터 프레임은 재사용을 유도하여 폐기물 저감화, 작업환경 개선 및 경제적인 이익을 창출할 수 있다. 영광 3발전소와 울진 3발전소의 경우 타 발전소에 비해 방사선관리구역 내 공기정화 처리기의 설치수량이 많아(약 700개/년) 공기정화필터가 매년 다수 발생되고 있으며, 이를 전량 드럼 처리 시 고체폐기물 드럼이 더 발생하게 되어 영구처분비용의 증가를 초래하게 된다. 발전소 전체적으로는 약 3,500개/년의 폐필터가 발생되고 있다. 이렇게 발생되는 공기정화필터의 프레임을 재사용함으로써 그 효과는 1) 알루미늄을 포함한 유리섬유를 드럼처리 시 고체방사성 폐기물드럼 생성량 감소 2) 프레임 재사용으로 인한 예산절감 효과 3) 폐필터 분해작업 시 분진에 의한 작업자 체내${\cdot}$외 피폭방지와 작업장 오염 확산 방지 및 환경 개선 4) 작업시간 단축 및 소요인력 감소 효과를 볼 수 있다.
최근 미세먼지가 심각한 사회문제로 대두되며 이에 대한 대책으로 공기청정기가 각광을 받고 있다. 이에 따라 본 논문에서는 스마트 자율주행 공기청정기 시스템에 관한 연구 개발을 진행하였다. 개발된 스마트 자율주행 공기청정기는 기존 공기청정기의 표준사용면적의 한계를 개선하고 효율적으로 공기 정화 기능을 수행할 수 있다. 또한 스마트 자율주행 공기청정기 사용의 편의성을 위해 모바일 앱(App)과 웹(Web)기반 프로그램을 같이 개발하였다. 앱을 통해 3가지 공기 정화 모드를 간편하게 조작할 수 있고, 웹을 통해 어디서나 공기오염도에 대한 통계 수치를 모니터링할 수 있다. 그리고 시험을 통해 제안된 스마트 자율주행 공기청정기가 기존의 공기청정기보다 더 효율적임을 보였다.
현대사회의 도시화 및 산업화에 따라, 많은 현대인들은 대중 교통수단을 이용하여 출퇴근하고, 사무실 또는 생산현장에서 근무하며, 밀폐된 아파트에 거주하고 있다. 현대인들은 하루의 절반이상을 실내에서 생활하고 있고, 최근 과학자들의 보고에 의하면, 실내공기가 산업화된 대도시의 대기보다 훨씬 더 심각하게 오염될 수 있음을 지적하고 있다(오명도, 1990). 실내공기의 질을 개선시키는 방법으로는 오염원의 제거, 환기 그리고 공기 정화기의 사용으로 나눌 수 있다. (중략)
실내 공기질은 재실자의 건강과 쾌적성 뿐만 아니라, 생산성 및 작업능률에도 영향을 미치며, 산업화와 자동차의 증가로 인한 대기오염은, 실내 공기질에 악영향을 미치고 있다. 또한, 에너지 절약을 위한 건물의 밀폐화와 환기율의 감소로 실내공기오염에 대한 관심도 증가되고 있다. 이는 결국, 보다 체계적이고 실용적인 공기정화 시스템의 필요로 이어지며, 그런 의미에서 현재 많은 상용 공기청정기에 대한 보다 효과적인 평가가 필요하다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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