국립환경과학원 용역연구 최종보고서

공기청정기 성능 기준 마련 및적정관리 방안 연구

2006.3

연구기관 :한국기계연구원

연구책임자 :김 용 진(한국기계연구원 책임연구원)

제제제 출출출 문문문

국립환경과학원장 귀하

본 보고서를 「공기청정기 성능 기준 마련 및 적정관리 방안연구」용역과업의 최종보고서로 제출합니다.

222000000666...333

연구기관명:한국기계연구원

연구책임자:김 용 진연 구 원 :한 방 우연 구 원 :홍 원 석연 구 원 :김 학 준

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요요요 약약약 문문문

III...제제제목목목

공기청정기 성능 기준 마련 및 적정관리 방안 연구

IIIIII...연연연구구구의의의 목목목적적적 및및및 필필필요요요성성성

최근의 실내 생활공간에서의 미세먼지와 유해가스 등에 대한 인체 유해성에 대한 문제와 관심이 부각됨에 따라,이들의 처리장치인 실내 공기청정기의 사용과 시장이 매우 증가하고 있다. 향후 가정용 공기청정기에서 이러한 미세먼지,유해가스 및 냄새의 제거효율에 대한 관심이 특히 고조될 전망이며,공기청정기의 효율향상에 따른 국민생활 건강증진은 물론,공기청정기의 신뢰도 증가에 따른 관련 산업이 활성화 될 전망이다. 국내에서도 실내 공기청정화에 대하여 현재의 입경 10㎛ 이하의 먼지에 대한 규제인PM10규제법안으로부터,미국 및 유럽 등의 선진국에서와 같은 2.5㎛ 및 1.0㎛ 이하의 더욱 미세먼지의 규제인 PM2.5,PM1.0의 규제로의 추이가 예상되며,VOC,미생물,라돈 등의 새로운 실내 오염물질에 대한 정화성능과 기준이 요구되고 있다.

특히,최근의 공기청정기는 기존의 집진,탈취 및 가스제거의 공기청정기능에 음이온 발생 등의 부가기능의 제품이 일반화되고 있으며,이러한 전기식 및 이온식 등의 공기청정장치에서는 인체에 유해한 오존의 배출이 기준이상으로 발생되는 문제점이 있으므로 이에 대한 엄격한 관리가 매우 중요하다. 또한 출시된 공기청정기에서 적용면적,오염제거 성능 등의 표시기준의 불일치 등에 따른 소비자 국민들의 민원이 증가하여 궁극적으로 공기정화설비 관련 산업과 기술개발이 위축되는 결과를 초래하기도 한다.

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이에 본 연구에서는,현재 국내에서 시판되는 공기청정기의 중요 사항에 대하여 성능시험을 수행하여 현황과 문제점을 체계적으로 조사,분석하고이를 바탕으로 향후 공기청정기의 시험규격과 표시대상에 대한 관리와 규제방향을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이는 결국,공기청정기에 대한 소비자들의 신뢰성을 제고시켜 시장 증대는 물론 관련 산업의 활성화와 국민 보건 증진에 기여하게 될 것이다.

IIIIIIIII...연연연구구구 내내내용용용 및및및 범범범위위위

1)국내 공기청정기 현황 및 소비 성향 조사○ 생산업체,매출액 및 판매현황○ 소비성향 조사

*설문지 조사*한국소비자보호원 등 단체 협조 연구

2) 공기청정기 오염물질 제거 메커니즘 분석○ 기계식,전기식 및 복합식별○ 음이온,광촉매 및 플라즈마 방식 등

3)관련법규 및 인증현황 조사○ 관련 시험규격 조사

*국내 KS,KACA 및 미국 AHAM,ASHRAE,IEC,일본 JEM,JIS,JACA 등

○ 성능 인증 규격 조사*KS,KACA,환경마크 및 미국 AHAM 등

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4) 공기청정기 관련 기존 연구 및 외국의 사례조사○ 국내 연구사례○ 국외 연구사례

5) 시험대상 공기청정기 선정○ 시장조사 기준○ 기계식(습식포함),전기집진식,복합식 및 음이온식 등

*생산 업체별,형식별 및 가격별 분류,분석을 통하여 대표적인시험 대상체 선정

6) 공기청정기 성능시험 및 관리방안○ 풍량,먼지 집진효율,탈취효율,청정화능력(적용면적)시험

*계수법,AHAM 및 JEM 기준○ 공기청정기 요구성능 기준 및 관리,규제수단 연구

7) 오존 방출시험 및 규제방안○ 공기청정기별 방출오존 농도 시험○ 오존의 인체 위해성 조사 연구○ 오존기준 및 규제방안 수립

*UL및 환경마크 기준에 의한 시험*미국 EPA를 포함한 보고서,자료 연구

8) 최종 보고서 작성○ 시험,평가 보고서○ 최종 분석 보고서

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IIIVVV...연연연구구구 결결결과과과

1)국내 공기청기 현황 및 소비 성향 조사○ 2003년도 국내 공기청정기의 총 시장규모는 약 3,000억,2004년도에

는 약 4,000억 규모로 지속적인 증가 추세로 나타났으며,실내 환경에 대한관심 증가와 함께 가정용 공기청정기에서도 수천억원 규모의 새로운 국내의신산업으로 성장되고 있음.

○ 국내 소비자들의 공기청정기 구매시 가장 중요하게 고려하는 사항으로는 주기능인 집진성능과 가격,부가기능의 순으로 나타남.또한,국내 소비자들의 공기청정기 요구 성능에서 중요하게 여기는 것으로는 집진기능,탈취기능,유해물질 제거기능 순으로 나타남.공기청정기 구입 시 주기능인 집진성능을 우선적으로 고려하면서도 건강에 대한 높은 관심으로 유해가스 제거나 항균성능과 같은 부가성능도 중요한 고려사항으로 여김.

2)공기청정기 오염물질 제거 메커니즘 분석○ 공기청정기는 오염물질 제거방식에 따라 기계식과 전기식 및 복합

식으로 분류할 수 있음.○ 기계식은 여재를 사용하는 필터식(건식)과 물을 분무하여 집진하는

습식으로 분류할 수 있는데,입자의 관성과 확산을 이용하여 여재에 분진을포집하는 필터식은 HEPA급의 고성능 필터의 사용으로 직경 0.3㎛ 입자 기준 90% 이상의 높은 포집효율을 보이며,습식은 물과 분진과의 충돌 포집원리를 단순 이용하므로 상대적으로 포집효율이 낮은 실정임.

○ 전기식은 전기집진식과 음이온식 등으로 분류할 수 있는데,전기집진식은 코로나 등의 고전압을 이용 분진을 하전시켜 집진판에 집진시키고유해물질을 제거하는 방식으로,압력손실이 적고 반영구적 사용이 가능하나,오존 발생이 문제될 수 있음.

○ 음이온식은 고전압으로 음이온을 생성시켜 분진의 응집을 유도 및

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유해물질을 분해하는 장치로써 집진 및 유해가스 제거원리에 대한 세부적인규명이 필요하며,음이온과 함께 오존이 발생할 수도 있음.

○ 복합식은 기계식과 전기식의 기능을 복합한 것으로,높은 집진효율을 보이나 구조가 복잡하고 교체용과 세척용 집진부의 구분이 필요함.

3)관련법규 및 인증현황 조사○ 국내는 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법에서 실내공기질 권고

기준을 제시하고 있음.미국은 환경보호청(EPA)대기 방사선국의 실내공기질위원회와 산업안전보건청,국립산업안전보건연구원,산업위생전문가협의회,냉난방공조학회 Standard62등에서 실내공기환경의 기준을 제시하고 있고일본은 건축기준법,빌딩위생관리법,학교보건법,학교환경위생기준 및 주택품질확보촉진법 등에서 생활환경 기준을 제정하였으며,유럽에서는 북유럽국가연합회의 유럽공기질기준지침서에서 실내공기환경 관리기준을 제시하고있음.

○ 공기청정기 관련 국내 인증규격으로 한국산업규격 KSC9314,한국공기청정협회 단체규격 KACA 1998-01및 환경마크협회규격인 EL407규격등이 있고,해외규격으로는 미국 가전제품제조자협회 AHAM AC-1-2002규격,냉난방공조학회 ASHRAE52.1-1992및 52.2-1998,일본 전기공업회 규격JEM 1467,일본산업규격 JISC9615-1995등이 있음.

4) 공기청정기 관련 기존 연구 및 외국의 사례조사○ 국내 연구는 대기업을 중심으로 항균,살균,유해가스제거 및 비타

민 발생 등의 부가 기능의 연구가 지속적으로 진행되고 있으며,한양대 등의대학에서는 공기청정기 사용에 따른 주택 및 병원 등에서의 실내 오염물질변화 및 감소에 대한 연구를 주로 진행하였음.

○ 외국 연구는 대학을 중심으로 음이온 발생기의 실내 미세먼지와 박테리아 제거 성능에 관한 연구와 음이온 발생기의 오존 발생 및 위해성에

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관한 연구,공기청정기의 천식환자에 대한 임상 효과 등의 공기청정기의 의학적 기능에 대한 연구를 주로 진행하고 있음.

5)시험대상 공기청정기 선정○ 백화점과 대형 마트 등의 현장과 인터넷 쇼핑몰에서의 공기청정기

제품 및 시장 조사를 바탕으로 시중에 유통되는 공기청정기의 총 175대 중가격별,방식별 및 업체별 시장점유 비율을 조사한 결과,소비자들은 20~40만원대 가격을 가장 선호하였으며,집진방식의 경우 필터식과 복합식을 대등한 비율로 선호함. 이상의 유통제품 특성을 고려하여 최종적으로 필터식 17대,복합식 15대,전기집진식 1대,음이온식 9대 및 습식 3대의 대표적인 시험대상 공기청정기 45대를 표본으로 선정함.

6)공기청정기 성능시험 및 관리방안○ 필터식과 복합식은 시험 제품의 80% 이상에서 집진효율 70%,탈취

효율 60% 이상을 나타내었으나,음이온식은 풍량이 작아 집진효율 측정이불가능하였고 청정화 능력과 탈취 능력이 미약하였음. 습식 방식은 암모나아,초산 제거효율은 높았으나,청정화 능력은 필터식과 복합식에 비해 낮게나타남.

○ 필터식과 복합식만을 고려하였을 때 집진효율과 탈취효율은 가격에크게 영향을 받지 않았고,청정화능력은 가격에 비례하여 증가하는 경향을나타냄.

○ 시험대상 공기청정기 45대 중 과반수 이상의 제품에서 표기 면적이실제 측정 면적보다 크게 표기되어 있는 것으로 나타났으며,이에 대한 관리방안이 필요함.

○ 필터식과 복합식의 경우 90% 이상의 대부분의 공기청정기가 60%이상의 포름알데히드와 톨루엔의 제거효율을 보였지만,음이온식의 경우 포름알데히드와 톨루엔을 전혀 제거하지 못하는 것으로 나타남.습식의 경우는

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톨루엔,포름알데히드 제거효율이 필터식과 복합식에 비해 낮게 나타남.○ 소음은 필터식의 약 33%가 기준치를 초과하는 것으로 나타났고,복

합식과 음이온식 및 습식은 거의 대부분이 기준치 이하로 나타남.○ 국내에서 공기청정기의 품질에 대하여 시험하고 인증하는 개별규격

간의 시험방법 및 절차에 대한 부합화 및 통일화가 시급히 요구됨.○ 부가기능인 항균성능이나 새집증후군의 원인인 VOC제거성능에 대

하여 공기청정기로 실현가능한 한도 내에서 적절한 시험방법과 기준을 마련해야함.이를 위해서는 항균 및 VOC제거 성능에 대한 개념 확립과 함께 신뢰성 있는 기준 정립을 위한 심도 깊은 연구가 필요함.

○ 음이온식과 습식 제품의 경우 풍량이 매우 낮아 산업자원부의 KS

인증과 (사)한국공기청정협회의 CA인증에서 요구하고 있는 집진효율(70%)기준을 만족시킬 수 없으므로 이들 제품에 대한 관리를 위해서는 공기청정기를 방식별 또는 주요 기능별로 구분하여 인증기준을 차등 적용하는 방안을 검토할 필요가 있음.

○ UV광촉매,플라즈마 방식 등 이온이나,OH라디칼 등의 생성을 통

해 유해가스를 제거하는 방식의 신기술이 공기청정기에 도입되고 있으므로오존과 함께 이온 또는 OH라디칼 발생량에 대한 평가 및 인체 위해성을 평가할 수 있는 기준 마련을 위한 추가적인 연구가 필요함.

○ 공기청정기의 유지 관리와 관련하여 핵심 필터부의 교체 주기 등에관하여도 저비용의 신뢰성 있는 시험방법과 관리방안의 정립이 향후 필요함.

○ 현재 소음기준의 풍량의 범위에 따른 단계별 기준으로부터 풍량 또

는 적용면적에 비례되는 기준으로 보완하거나,소음을 감각적인 공해 관점에서 절대적인 단일 기준으로 확립하여 규제하도록 함.또한,저소음 품질 향상을 도모하기 위하여 소음표시 등급제를 고려할 수 있음.

○ 공기청정기 제품의 일반 성능과 관련해서는 국가 또는 단체의 통일된 규격에 의한 인증제를 통하여 관리하도록 하고 민간단체의 주도로 자율적인 감시기능을 강화하도록 하며 정부에서는 규제보다는 홍보를 통해 소비

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자가 올바른 구매를 할 수 있도록 유도함. 정부에서 직접 규제를 해야 할경우,유통되는 제품을 임의로 수거하여 공인시험기관에서 성능 시험을 수행한 후,과대광고로 실제 성능을 지나치게 초과하는 제품에 대하여 공시하거나,정부 차원의 경고 조치를 취하도록 함.

○ 실내 공기질과 공기청정기에 대한 홍보와 다양한 소비자정보의 제공이 궁극적으로 공기청정기 제품의 질 향상은 물론,관련 산업의 활성화에필수적이므로 관계기관에서는 소비자가 쉽게 접근하여 열람할 수 있는 공인된 정확한 정보를 제공하는 것이 매우 중요함.

7)오존 발생량 시험 및 규제방안○ 필터식과 복합식의 경우 모든 제품에서 오존발생량이 0.05ppm의

기준치를 만족하였으며,환경마크 기준인 0.01ppm을 적용하더라도 복합식 1대를 제외하고 모든 제품이 0.01ppm 이하로 오존이 거의 발생되지 않았음.음이온식은 9대 중 6대인 66.7%에서 기준치보다 1.4배~10배 이상 높게 방출되는 것으로 나타났으며,습식은 오존을 발생시키지 않았음.오존발생과 음이온발생은 상관관계를 갖지 않았고 오존 발생없이 음이온만을 발생하는 음이온 발생장치도 존재하였음. 따라서,제품별로 오존안전성 검증이 필요한것으로 판단됨.

○ 오존은 장시간 과다 노출시 기관지염,기침 및 호흡기질환염,천식악화,가슴통증 및 폐기종 등의 폐기능 악화의 주된 영향을 미칠 수 있으므로 오존 노출에 민감한 아이들이나 노인들은 특히 주의를 해야 함.오존은세계 각 기구에서 제공하는 기준 농도 이하의 농도에 노출되었을 경우에도인체에 피해를 줄 수 있으므로 기준치 이하라고 하더라도 주의가 매우 필요함.

○ 국민 건강에 직접적인 해를 줄 수 있는 오존 항목에 대하여는 강제

사항으로 규정하여 음이온 기능 없는 필터식,습식을 제외한 모든 공기청정기에 대해 공인시험기관을 통해 오존 시험을 의무적으로 수행하고 오존발생

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농도가 0.05ppm 이상 초과하는 제품에 대하여 정부차원에서 규제 또는 경고조치를 취함.한편,음이온 기능을 표시하는 제품은 음이온 성능시험 결과를제품에 의무적으로 표시하도록 하고 음이온과 함께 양이온의 발생량도 동시에 표기함.다만,음이온 기능 없는 필터식,습식의 경우는 오존이 전혀 발생하지 않으므로 의무사항에서 제외시킴.

○ ‘음이온 공기청정기’제품은 집진부가 없기 때문에 공기청정기의 정의에 부합하지 않고 풍량이 낮아 기존 집진효율 기준을 만족시킬 수 없으므로 이러한 제품은 ‘음이온발생기’로 명명하도록 하고 이러한 음이온발생기에대한 별도의 기준을 마련하도록 함.

○ 최근 들어 오존이 기준 농도인 0.05ppm 이하의 농도에 노출되었을경우에도 인체에 피해를 줄 수 있다고 보고되고 있으므로,제품의 오존발생농도에 대한 더욱 철저한 관리를 위하여는 0.01ppm 이하의 배출 성능을 가지는 우수한 제품에 대하여는 OzoneFree마크 제도를 도입하거나 오존발생농도의 규제치를 0.01ppm 등으로 강화시키도록 하는 방안을 제안함.

VVV...연연연구구구 활활활용용용계계계획획획

1)국내 공기청정기 제품의 제시 성능과 실제 성능의 차이를 포함하여 집진,가스제거 및 유해오존 발생 등에 관한 성능평가 기준정립,관리 및 규제 방안 설정에 활용○ 국가적인 관리 기준 정립○ 기준 및 관리 방안 확립으로 향후 개발 및 관리 방향 제시

2)국내 공기청정기 성능 실태 및 실내공기질 향상에 기여도 활용○ 공기청정기 방식별 미세먼지,냄새 및 VOC제거 성능 실태 및 적용별효과분석 활용

○ 환기 등의 제어기술과 병행하는 실내공기질 향상도 연계 분석 활용

3)공기청정기의 소비자 구매성향과 방식별 성능특성 수준의 현황 제시를 통하

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여 관련 산업체의 개발 방향 및 제품 표준화 유도○ 지배적인 성능인자○ 생산 업체의 요구 성능 한계 및 개발 표준 유도

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목목목 차차차

제제제 111장장장 서서서 론론론 ·······························································································································································································································································1제 1절 연구의 필요성 및 목적······································································1제 2절 연구내용 및 방법················································································6

제제제 222장장장 국국국내내내 공공공기기기청청청정정정기기기 현현현황황황 및및및 소소소비비비성성성향향향 조조조사사사 ······················································777제 1절 국내 공기청정기 생산 및 판매 현황··············································7제 2절 소비성향 조사····················································································101.조사배경 및 목적···················································································102.조사개요···································································································112.1조사기간·····························································································112.2조사방법·····························································································112.3조사내용·····························································································11

3.조사결과···································································································123.1응답자특성·························································································123.2공기청정기 구입시 우선 고려사항···············································143.3공기청정기에 요구되는 성능의 중요도·······································17

4.조사결과 분석·························································································244.1공기청정기 구입시 우선 고려사항···············································244.2공기청정기에 요구되는 성능의 중요도·······································24

제제제 333장장장 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 오오오염염염물물물질질질 제제제거거거 메메메커커커니니니즘즘즘 분분분석석석 ···························222777제 1절 필터식··································································································29제 2절 습식······································································································35제 3절 전기집진식··························································································36제 4절 음이온식······························································································39제 5절 플라즈마식··························································································40제 6절 광촉매식······························································································41

제제제 444장장장 공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련법법법규규규 및및및 인인인증증증현현현황황황 ····················································································444444제 1절 국내외 관련 법규··············································································44제 2절 국내외 관련 인증 규격····································································48제제제 555장장장 공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련 연연연구구구 사사사례례례 ···························································································································555222제 1절 국내의 관련 연구 사례····································································52제 2절 외국의 관련 연구 사례····································································68

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제제제 666장장장 시시시험험험대대대상상상 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 선선선정정정 ··················································································································777111제 1절 시장조사 및 분석··············································································71제 2절 시험대상 공기청정기 선정······························································80제 3절 시장변화 및 표본 재분석································································84

제제제 777장장장 시시시험험험대대대상상상 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 성성성능능능시시시험험험 및및및 관관관리리리방방방안안안 ···············888888제 1절 시험방법······························································································891.입자 집진효율 시험···············································································892.청정화 능력(또는 적용면적)시험·······················································923.풍량 시험·································································································964.탈취효율 시험·························································································985.소음 시험·······························································································100

제 2절 성능시험 결과··················································································1011.집진효율·································································································1022.청정화 능력(적용면적)·········································································1043.풍량 ·······································································································1094.탈취효율·································································································1115.포름알데히드 및 톨루엔 유해물질 제거효율·································1196.탈취필터별 탈취성능 시험·································································1357.소음·········································································································1478.필터 용량에 따른 청정화능력 변화 및 탈착효과·························149

제 3절 공기청정기 기준마련 및 관리방안··············································1521.공기청정기 관련 규격간 시험방법의 부합화·································1522.공기청정기 방식별 및 기능별 기준 보완·······································1533.소음 기준의 보완·················································································1554.품질인증제도 관리 강화·····································································1575.공기청정기 관련 소비자정보 제공 강화·········································1576.성능관리 기준안 변경에 대한 검토·················································159

제제제 888장장장 오오오존존존발발발생생생량량량 시시시험험험 및및및 규규규제제제방방방안안안 ······································································································111666222제 1절 시험방법····························································································1621.오존발생량 시험방법···········································································1622.음이온 발생량 시험방법·····································································162

제 2절 시험결과····························································································1641.오존발생량 시험결과···········································································164

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2.음이온발생량 시험결과·······································································169제 3절 오존의 인체 위해성 조사······························································172제 4절 국내외 오존 규제 기준··································································179제 5절 오존발생량 규제 방안····································································1801.오존발생량 강제사항 규정·································································1802.‘음이온 공기청정기’별도 기준 마련···············································1813.OzoneFree마크제 도입 또는 오존 규제농도 강화····················181

제제제 999장장장 결결결론론론 ······················································································································································································································································111888222제 1절 개 요······································································································182제 2절 공기청정기 조사 및 연구동향 결론············································1821.공기청정기 소비자 구매성향 조사···················································1822.공기청정기 연구동향···········································································182

제 3절 시험 공기청정기 선정 및 성능시험에 대한 결론····················1831.시험체 공기청정기 선정·····································································1832.성능시험항목 및 기준·········································································1833.성능시험 결과·······················································································1833.1집진,탈취 및 청정화능력 방식별 비교····································1833.2집진,탈취 및 청정화능력 가격별 비교····································1843.3표기면적과 실제면적 차이···························································1843.4VOC제거 효율 및 탈취효율과의 관계·····································1843.5소음···································································································184

제 4절 공기청정기 기준마련 및 관리방안 결론····································1851.공기청정기 관련 규격간 시험방법의 부합화·································1852.공기청정기 방식별 및 기능별 기준 보완·······································1853.소음 기준의 보완·················································································1854.품질인증제도 관리 강화·····································································1865.공기청정기 관련 소비자 정보제공 강화·········································186

제 5절 공기청정기 오존발생량 시험 및 규제방안 결론······················1861.오존발생량 시험결과···········································································1862.오존의 인체 위해성·············································································1873.오존발생량 규제 방안·········································································1873.1오존발생량 강제사항 규정···························································1873.2‘음이온 공기청정기’별도 기준 마련·········································1873.3OzoneFree마크제 도입 또는 오존 규제농도 강화··············187

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참참참고고고문문문헌헌헌 ··············································································································································································································································································111888999

부부부 록록록 ·····························································································································································································································································································111999555

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표표표 목목목차차차

표 1-1발생원에 따른 주요 실내공기오염물질·················································2표 1-2국내 건물의 평균 실내외 오염농도 측정예·········································3표 2-1응답자 특성·······························································································13표 2-2제1순위 고려사항·····················································································14표 2-3제2순위 고려사항·····················································································15표 2-4제3순위 고려사항·····················································································16표 2-5제1순위 중요성능·····················································································18표 2-6제2순위 중요성능·····················································································19표 2-7제3순위 중요성능·····················································································20표 2-8제4순위 중요성능·····················································································21표 2-9제5순위 중요성능·····················································································22표 2-10제6순위 중요성능···················································································23표 3-1공기청정기의 방식별 분류·····································································28표 3-2공기청정기 입자상/가스상 물질 제거원리·········································28표 3-3에어필터의 종류 및 특성·······································································31표 4-1국내외 실내공기질 관련 법규·······························································44표 4-2공기청정기 관련 인증 규격···································································49표 4-3국내외 규격별 비교·················································································50표 6-1시험대상 공기청정기 45대·····································································81표 7-1공기청정기 항목별 시험규격 및 방법·················································88표 7-2시험대상 공기청정기 45대 시험결과·················································101표 7-3방식별 대상가스 제거효율 평균값·····················································124표 7-4정격풍량에 따른 소음치·······································································155표 7-5성능관리 기준안에 따른 시험체 공기청정기 충족 개수 비율·····160표 8-1미국환경보호청(EPA)공기질지수(AQI)············································175표 8-2오존의 건강에 대한 영향 및 건강기준·············································176표 8-3오존의 농도 및 노출시간별 인체 영향·············································177표 8-4실내외 오존 안전 기준치·····································································179표 8-5공기청정기 오존방출 규격 및 기준치···············································180표 8-6오존발생량의 기준에 따른 시험체 공기청정기 충족 개수 비율·180

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그그그림림림 목목목차차차

그림 1-1대표적인 입자들의 물리적 크기범위와 특성 물성치·····················4그림 2-1공기청정기 업체별 연 매출액 (2004년도)········································8그림 2-2공기청정기 업체별 연 판매량 (2004년도)········································8그림 2-3국내 공기청정기의 시장 규모·····························································9그림 2-4소비성향 조사 응답자 특성·······························································12그림 2-5청정기 구입시 제1순위 고려사항·····················································14그림 2-6청정기 구입시 제2순위 고려사항·····················································15그림 2-7청정기 구입시 제3순위 고려사항·····················································16그림 2-8제1순위 중요성능·················································································17그림 2-9제2순위 중요성능·················································································19그림 2-10제3순위 중요성능···············································································20그림 2-11제4순위 중요성능···············································································21그림 2-12제5순위 중요성능···············································································22그림 2-13제6순위 중요성능···············································································23그림 2-14공기청정기의 기능 중 업체에서 중점적으로 고려하는 기능···25그림 3-1필터식 공기청정기 집진원리·····························································30그림 3-2HEPA필터의 구조··············································································32그림 3-3HEPA필터 여재의 SEM 사진(×500)················································33그림 3-4원리별 효율곡선과 포집효율·····························································33그림 3-5흡착필터 유해물질 제거원리·····························································34그림 3-6습식 공기청정기 집진원리·································································35그림 3-72단 전기집진식 공기청정기 집진원리·············································37그림 3-8음이온,OH에 의한 유해물질 분해원리··········································39그림 3-9플라즈마 가스분해 장치 구조도·······················································40그림 3-10UV광촉매 분해원리···········································································43그림 5-1계산 도메인과 격자형태·····································································55그림 5-2x-z면의 속도 벡터 (Vin=3.8m/s,150s)············································55그림 5-3x-z면에서의 속도 분포 (Vin=3.8m/s,150s)····································55그림 5-4x-z평면에서 CO2농도분포 (150s)····················································56그림 5-5필터 절곡 모델 개략도·······································································57그림 5-6필터 절곡 모델의 격자·······································································57그림 5-7필터 절곡 모델의 유동 해석 결과···················································58그림 5-8면속도에 대한 압력손실 변화 해석 결과 비교·····························59그림 5-9절곡 수에 대한 압력손실의 변화·····················································59그림 5-10토출구에서의 속도 분포···································································61

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그림 5-11공기청정기 내부 유동 계산 결과···················································61그림 5-12챔버내 유동 변화 해석을 위한 격자 생성···································62그림 5-13토출구의 방향에 따른 유동 변화···················································64그림 5-14챔버내 유동 계산 결과 (θoutlet=45%)···········································65그림 5-15입자 궤적 계산 (집진비율 계산)····················································65그림 5-16공기청정기 사용에 따른 입자 농도의 변화·································66그림 5-17공기청정기 사용에 따른 이산화탄소 변화···································67그림 5-18공기청정기 사용에 따른 1-Hydrooxypyrene변화·····················67그림 6-1인터넷 조사 공기청정기 모델의 가격별 분포·······························71그림 6-2인터넷 조사 공기청정기 모델의 방식별 분포·······························72그림 6-3인터넷 조사 공기청정기 모델의 주요업체별 분포·······················73그림 6-4현장 조사 공기청정기 모델의 가격별 분포···································74그림 6-5현장 조사 공기청정기 모델의 방식별 분포···································75그림 6-6현장 조사 공기청정기 모델의 주요업체별 분포···························76그림 6-7상위 60개 모델의 가격별 공기청정기 분포···································77그림 6-8상위 60개 모델의 방식별 공기청정기 분포···································78그림 6-9상위 60개 모델의 주요업체별 공기청정기 분포···························79그림 6-10시험대상 공기청정기의 가격별 분포·············································82그림 6-11시험대상 공기청정기의 방식별 분포·············································83그림 6-12시험대상 공기청정기의 주요업체별 분포·····································83그림 6-13인터넷 재조사 공기청정기 모델의 가격별 분포·························84그림 6-14인터넷 재조사 공기청정기 모델의 방식별 분포·························85그림 6-15인터넷 재조사 공기청정기 모델의 주요업체별 분포·················86그림 7-1집진시험장치용 입자발생 및 덕트구성···········································90그림 7-2공기청정기 청정화능력 시험챔버 사진···········································94그림 7-3시험체 공기청정기 설치 사진···························································94그림 7-4챔버 천정부에 설치된 혼합팬과 조명장치·····································95그림 7-5풍량,압력손실 시험장치용 덕트구성··············································96그림 7-6대풍량,압력손실 시험장치용 덕트구성··········································97그림 7-7압력손실 측정용 마노미터·································································97그림 7-8탈취효율 시험 챔버 및 가스발생장치·············································99그림 7-9검지관 측정 시스템·············································································99그림 7-10공기청정기 시험체의 방식별 집진효율 시험 결과···················102그림 7-11공기청정기 시험체의 가격별 집진효율 시험 결과···················103그림 7-12공기청정기 시험체의 방식별 청정화 능력 시험 결과·············104그림 7-13공기청정기 시험체의 가격별 청정화 능력 시험 결과·············105그림 7-14방식별 표기 적용면적과 측정 적용면적과의 차이 비교 (필터식,복합

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식,전기집진식)··················································································106그림 7-15방식별 표기 적용면적과 측정 적용면적과의 차이 비교 (음이온식,습

식) ·····································································································107그림 7-16가격별 표기 적용면적과 측정 적용면적과의 비교···················108그림 7-17공기청정기 시험체의 방식별 풍량 시험 결과···························109그림 7-18공기청정기 시험체의 가격별 풍량 시험 결과···························110그림 7-19공기청정기 시험체의 방식별 탈취효율 시험 결과···················111그림 7-20공기청정기 시험체의 가격별 탈취효율 시험 결과···················112그림 7-21공기청정기 시험체의 방식별 암모니아 제거효율 시험 결과·113그림 7-22공기청정기 시험체의 가격별 암모니아 제거효율 시험 결과·114그림 7-23공기청정기 시험체의 방식별 초산 제거효율 시험 결과·········115그림 7-24공기청정기 시험체의 가격별 초산 제거효율 시험 결과·········116그림 7-25 공기청정기 시험체의 방식별 아세트알데히드 제거효율 시험 결과

··············································································································117그림 7-26 공기청정기 시험체의 방식별 아세트알데히드 제거효율 시험 결과

··············································································································118

그림 7-27 공기청정기 시험체의 방식별 포름알데히드 제거효율 시험 결과··············································································································120

그림 7-28 공기청정기 시험체의 가격별 포름알데히드 제거효율 시험 결과··············································································································121

그림 7-29공기청정기 시험체의 방식별 톨루엔 제거효율 시험 결과·····122그림 7-30공기청정기 시험체의 가격별 톨루엔 제거효율 시험 결과·····123그림 7-31암모니아와 포름알데히드 제거효율 비교···································125그림 7-32암모니아와 톨루엔 제거효율 비교···············································126그림 7-33아세트알데히드와 포름알데히드 제거효율 비교·······················127그림 7-34아세트알데히드와 톨루엔 제거효율 비교···································128그림 7-35초산과 포름알데히드 제거효율 비교···········································129그림 7-36초산과 톨루엔 제거효율 비교·······················································130그림 7-37포름알데히드와 톨루엔 제거효율 비교·······································131그림 7-38탈취효율과 포름알데히드 제거효율 비교···································132그림 7-39탈취효율과 톨루엔 제거효율 비교···············································133그림 7-405가지 탈취필터 외형모습·······························································135그림 7-414가지 탈취필터의 전자현미경 사진 모습···································136그림 7-42탈취필터 #2의 EDS성분분석 결과·············································137그림 7-43탈취필터 #3의 EDS성분분석 결과·············································137그림 7-44탈취필터 #4의 EDS성분분석 결과·············································138

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그림 7-45탈취필터 #5의 EDS성분분석 결과·············································138그림 7-46탈취필터별 암모니아 제거효율 비교···········································139그림 7-47탈취필터별 아세트알데히드 제거효율 비교·······························140그림 7-48탈취필터별 초산 제거효율 비교···················································141그림 7-49탈취필터별 포름알데히드 제거효율 비교···································142그림 7-50탈취필터별 톨루엔 제거효율 비교···············································143그림 7-51풍속별 암모니아 제거효율 비교···················································144그림 7-52풍속별 아세트알데히드 제거효율 비교·······································145그림 7-53풍속별 초산 제거효율 비교···························································145그림 7-54풍속별 포름알데히드 제거효율 비교···········································146그림 7-55풍속별 톨루엔 제거효율 비교·······················································146그림 7-56공기청정기 시험체의 방식별 소음 시험 결과···························147그림 7-57공기청정기 시험체의 가격별 소음 시험 결과···························148그림 7-58분진유지용량에 따른 청정화능력 변화·······································149그림 7-59탈취필터의 탈착효과·······································································150그림 7-60적용면적 비례 기준에 따른 풍량-소음 관계······························156그림 8-1오존발생농도 측정 장치 설치전경·················································162그림 8-2음이온발생농도 측정 장치 설치전경·············································163그림 8-3‘가’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도···········164그림 8-4‘나’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도···········165그림 8-5‘다’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도···········165그림 8-6‘라’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도···········166그림 8-7공기청정기 시험체의 방식별 오존발생농도 시험결과···············167그림 8-8공기청정기 시험체의 가격별 오존발생농도 시험결과···············168그림 8-9음이온 발생 방법···············································································169그림 8-10방식별 음이온 발생량 시험결과···················································170그림 8-11음이온 발생 방법별 음이온발생량과 오존발생량과의 관계···171그림 8-1224시간 평균 오존 농도 0.01ppm 증가시 사망률 증가············178

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제제제 111장장장 서서서 론론론

제제제 111절절절 연연연구구구의의의 필필필요요요성성성 및및및 목목목적적적

실내 공간이라 함은 일반 가정이나 사무실뿐만 아니라 실내작업장,공공건물,학교,병원,상가,지하 공간,각종 교통수단(자동차,지하철,택시 등)등을 통칭한다. 실내 공기의 오염정도는 실내의 오염발생량,건물의 밀폐도,환기와 공기조화체계 뿐만 아니라 실외의 대기오염 농도와 오염원의 위치그리고 기상학적 인자와 지형학적인 인자 등에 의하여 영향을 받는다.

산업화 이후 에너지 소비량의 급증에 따른 대기오염물질 발생량의 증가와 각종 건축물에서 에너지 절약 및 효율을 높이기 위한 일환으로 단열화및 밀폐화를 시도한 결과 오염된 외기와 함께 실내의 온습도 및 한정된 공간에서 인공적인 설비를 통하여 발생된 오염공기가 계속적으로 순환되면서공기의 질을 악화시키고 있다.지금까지는 공기오염문제라고하면 건물 밖의대기오염을 떠올렸으나,도시생활에서는 사람이 하루시간의 80～90%를 실내에서 생활하고 있으며 외부에서 들어오는 오염물질 외에도 실내 건축물 또는 생활에서 배출되는 오염물질도 매우 많다.최근 실내 오염물질의 오염농도가 점차 증가하여 장시간 실내에서 활동을 하는 사람 중에 두통,현기증,안질,후두염 등 건물증후군(SBS;SickBuildingSyndrome)이라는 질병의 발생 사례가 보고 되고 있다.

일반 실내 환경의 질은 작업장에서와 달리 유해성 측면보다는 주로 쾌적성 측면에서 고려되는데,이는 직접적으로 인체에 유해하지는 않더라도 악취,텁텁함 등에 의한 불쾌감을 유발시키지 않도록 하여야 함을 말한다.그러나 밀폐된 실내 환경에서 주방기구나 난방기구 등의 사용으로 유해한 화학성분이 단기간 또는 장기간 환경기준 오염농도를 초과하는 경우도 종종발견되기도 한다.

이러한 실내공기악화의 주요인으로는 일산화탄소․이산화탄소․질소산화물 등 가스상 물질 및 부유분진,각종 미생물 등과 같은 오염물질들이 복합적으로 작용한다.표 1.1은 실내에서 발생하는 주요 오염물질을 발생원에 따

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라 나타낸 것으로,실내에서 발생하는 각종 오염물질은 순전히 인체에서 발생되는 것 이외에,사람의 보행 등의 활동에 의한 마루 및 의복에서의 발진도 있다.또한,실내에서 가스난로나 스토브 등의 연소기구를 사용함으로써일산화탄소(CO),질소산화물(NOx)와 탄화수소(HC)등의 유해가스가 발생할수도 있다.

표 1-1발생원에 따른 주요 실내공기오염물질1)

발 생 원 실 내 오 염 물 질

인체

호흡재채기,기침,대화피부의류화장품

CO2,수증기,냄새세균입자피부조각,비듬,암모니아,냄새섬유,먼지,세균,곰팡이,냄새각종 미량물질

사람의 활동

흡연보행등의 동작연소기기

나무기기

분진,타아르,니코틴,각종 발암물질먼지,섬유류,세균CO2,CO,NO2,SO2,탄화수소류(THC)매연,냄새암모니아,오존,용제류

건축자재 합판류,내화재단열재,시공 발생물

포름알데히드,석면,유리섬유라돈,접착제,용제,곰팡이,세균

유지관리 작업,재료 분진,섬유세제,용제곰팡이,세균

살충제류 직접재비산

분사제,살충제,소독제,방충제살충제,살균제

표 1-2는 서울시내 주요 공중이용시설 20개소(백화점,체육관,지하상가,사무실의 각 5개소 건물)에서의 주요 오염물질의 실내외 농도를 비교한 결과의 한 예이다.2)전체 측정치에서 측정항목별 기준치 초과율을 보면 호흡성분진(PM10)은 56%(150㎍/㎥, 24시간 평균), 이산화탄소는 33%(기준치:1,000ppm)가 기준치를 초과하였다.백화점에서는 포름알데히드,체육관에서는 이산화탄소,지하상가에서는 PM10과 이산화질소가 가장 높게 나타났는데이는 각각 장소의 오염원 및 환기의 특성 차이 때문으로 판단된다.포름알데히드의 경우에도 실내농도가 환경기준치 이내이기는 하나 실외농도보다 높1)제1회 실내환경 전문가 양성교육,한국공기청정협회,2003.10,101면.2)김윤신,국내실내공기오염 현황과 대책,첨단환경기술 1997.11.

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은 것을 알 수 있다.

표 1-2국내 건물의 평균 실내외 오염농도 측정예

또한,대기오염물질 중에 부유분진은 분진의 발생원과 입자크기,농도 및성분에 따라 직접적으로 인체에 미치는 영향과 직결되는 문제이기 때문에매우 중요한데,특히 부유분진 중에서 공기역학적 직경이 30㎛보다 큰 입자는 코나 구강을 통하여 흡입되는 양이 적으나,직경이 10㎛ 이하의 작은 입자들은 호흡성 분진으로서 호흡 시 폐 깊숙이 흡입되어 폐포나 기관지 등에침착하여 폐암 등을 유발시키는 것으로 알려져 있다.최근에는 중국에서 발생하는 황사의 영향으로 인한 바이러스의 감염이나 2차 질병에 대해 알려지면서 실내 부유분진의 제거에 대한 관심이 고조되고 있다.그림 1-1은 대표적인 부유입자들의 물리적 크기범위와 특성 물성치이다.

장 소PM10(㎍/㎥)

CO(ppm)

CO2(ppm)

NO2(ppb)

HCHO(ppb) Rn

(pCi/ℓ)실내 실외 실내 실외 실내 실외 실내 실외 실내 실외

백화점 154 189 2.3 1.8 970 580 31 31 89 54 0.9체육관 179 122 2.8 1.2 1085 500 34 35 48 40 0.7

지하상가 182 157 1.5 1.8 999 665 54 31 65 44 0.5오피스빌딩 182 119 1.7 1.4 727 483 18 32 70 45 1.1

평균 179 147 2.1 1.5 940 557 34 32 68 48 0.8

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그림 1-1대표적인 입자들의 물리적 크기범위와 특성 물성치

유해물질들로부터 실내 공기질을 개선하는 방법으로는 환기를 통하여 외부의 신선한 공기를 유입하고 오염공기를 실외로 배출하는 방법과 실내 공기 오염원인 건축자재,부자재 및 내장재 등의 적절한 선택을 통한 실내 오염물질 방출을 근본적으로 억제시키는 방법 및 생활공간에서의 미세먼지와악취의 농도를 희석,저감시키면서 오염 물질을 효과적으로 제어할 수 있는적절한 실내 공기청정기를 적용하는 방법 등이 있을 수 있다.실내 오염물질의 원인을 근본적으로 억제시키는 방법이 가장 이상적이겠지만 현실적으로아직 한계가 있고 또한 친환경 실내 건축자재를 사용하더라도 사람들의 호흡을 통해 방출되는 CO2를 근본적으로 제거하기는 어렵기 때문에 실내 오염물질을 제거하는 방법으로 신선한 외기 도입을 통한 환기 방법이 가장 일반적인 방법으로 알려져 있다.그러나 환기에 의한 과다한 에너지 사용량 증가로 인해 환기의 제약이 따르고 또한 대도시에서는 인구 과잉 밀집에 따른대기 오염 악화로 인해 실외 공기 유입이 오히려 실내 공기를 악화시킬 수있으므로 실내 공기청정기의 사용을 통한 실내 환경을 개선하려는 관심이증가하고 있다.

따라서 향후 공기청정기에서 미세먼지,유해가스 및 냄새의 제거효율에대한 관심이 더욱 고조될 전망이며,공기청정기의 효율향상에 따른 국민생활건강증진은 물론,공기청정기의 신뢰도 증가에 따른 산업의 활성화 등의 측

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면에서 매우 중요하다.국내에서도 실내 공기정화에 대하여 현재의 입경 10㎛ 이하의 먼지에 대한 규제인 PM10규제 법안으로부터,미국 및 유럽 등의선진국에서와 같은 2.5㎛ 및 1.0㎛ 이하의 더욱 미세먼지의 규제인 PM2.5,PM1.0의 규제로의 추이가 예상되며,VOC,미생물,라돈 등의 새로운 실내오염물질에 대한 정화성능과 기준이 요구되고 있다.특히,최근의 공기청정기는 기존의 집진,탈취 및 가스제거의 공기청정 기능에 음이온 발생 등의부가기능의 제품이 일반화되고 있으며,이러한 전기식 및 이온식 등의 공기청정장치에서는 인체에 유해한 오존의 배출이 기준 이상으로 발생되는 문제점이 있으므로 이에 대한 엄격한 관리가 매우 중요하다.또한 출시된 공기청정기에서 적용면적,오염제거 성능 등의 표시기준의 불일치 등에 따른 소비자 국민들의 민원이 증가하여 궁극적으로 공기정화설비 관련 산업과 기술개발이 위축되는 결과를 초래하기도 한다.

이에 본 연구에서는,현재 국내에서 시판되는 공기청정기의 중요 사항에대하여 성능시험을 수행하여 현황과 문제점을 체계적으로 조사,분석하고 이를 바탕으로 향후 공기청정기의 시험규격과 표시대상에 대한 관리와 규제방향을 제시하는 것을 목적으로 한다. 이는 결국,공기청정기에 대한 소비자들의 신뢰성을 제고시켜 시장 증대는 물론 관련 산업의 활성화와 국민 보건증진에 기여하게 될 것이다.

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제제제 222절절절 연연연구구구내내내용용용 및및및 방방방법법법

본 연구는 상술한 바와 같이 “공기청정기의 성능 기준 마련 및 적정관리방안”을 위한 것으로,공기정화설비 중 주로 실내공기의 정화를 목적으로 하는 공기청정기의 성능기준 및 효과적인 관리방안에 대한 연구를 수행하는것이다.

본 연구는 국내 공기청정기 현황 및 소비성향 조사,공기청정기 오염물질메커니즘 분석,공기청정기 관련법규 및 인증현황,공기청정기 관련 기존 연구 사례,시험대상 공기청정기의 선정,시험대상 공기청정기의 성능시험 및관리방안,오존 위해성 조사 및 오존 규제방안의 7개 분야에 대하여 수행하여 2장에서부터 8장까지의 연구로 구성된다.

먼저,제2장에서는 국내 공기청정기 현황 및 소비성향 조사를 통해 소비자가 요구하는 성능인자를 조사하였으며,제3장에서는 필터식,전기식 및 복합식 등의 오염물질 제거 메커니즘을 분석하였다.제4장에서는 공기청정기 관련 국내외 법규 및 인증 규격을 조사‧비교함으로써 공기청정기에 관한 현행규제동향을,그리고 제5장에서는 공기청정기의 국내외 선행 연구현황이나 제품동향을 파악하였으며,제6장에서는 인터넷 등의 시장조사의 결과로 시험대상 표본 공기청정기를 선정하고,제7장에서는 선정된 공기청정기에 대한 주요 성능시험을 수행하여 공기청정기의 성능 기준 및 관리 방안 등을 수립하였다.제8장에서는 오존 기준 및 규제방안을 마련하기 위하여,오존의 위해성과 국내외 오존 규제 기준을 조사하였다.제9장에서는 이를 종합 정리하여연구의 결론을 맺었다.

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제제제 222장장장 국국국내내내 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 현현현황황황 및및및 소소소비비비성성성향향향 조조조사사사

제제제 111절절절 국국국내내내 공공공기기기청청청정정정기기기 생생생산산산 및및및 판판판매매매 현현현황황황

현재 국내 공기청정기의 각 업체별 생산대수나 판매량에 대한 정확한 자료나 보도가 매우 부족하다. 그 이유 중 하나가 공기청정기 업체들이 마케팅 수법의 일환으로 그 효과가 높은 「판매 1위 마케팅」방법을 많이 동원하고 있기 때문이다. A사는 렌탈(Rental)을 제외한 판매대수 기준으로 자사가 시장점유율 1위임을 주장하고 있고 렌탈 판매에서 두각을 나타내는 B사는 렌탈까지 포함하여 자사가 시장 1위임을 강조하고 있다. 한편,C사는 한국공기청정협회의 CA인증을 획득한 공기청정기 기준으로 자사가 시장점유율 1위를 차지하고 있다고 주장하고 있다. 그만큼 아직 공기청정기 시장이성숙 단계에 도달하지 못하였고 이 시장과 관련된 객관적이고 신뢰할만한정보가 부족하여 각 업체마다 제시하는 수치가 다르고 또한 판매대수를 기준으로 하느냐 매출을 기준으로 하느냐에 따라 그 결과가 큰 차이가 나타나고 있다. 한국공기청정협회에서도 여러 가지 방법으로 시장 조사를 진행하고 있지만 아직까지는 업체들로부터 신뢰할만한 자료를 확보하고 있지 못하고 있다.

한국공기청정협회가 2005년 초에 조사한 보고서를 살펴보면 공기청정기연 매출액과 연 판매량의 정도를 대략 살펴볼 수 있다.3)그림 2-1과 2-2에동 보고서에서 제시한 연 매출액과 판매량에 따른 업체수를 보여주고 있다.20억원대의 매출액과 10,000대 이상을 판매하고 있는 업체 약 7～8업체정도가 되는 것을 확인할 수 있다. 본 조사에서는 30개의 중소 업체만이 설문에참여하였고 주요 대기업 공기청정기 업체들의 정보 제공이 부족하여 국내의모든 공기청정기 시장의 상황을 설명하지 못하고 있다. 조사 결과를 분석해보면 공기청정기 총 매출액이 300억을 넘지 못하고 있는데 이는 각종 언론매체 및 보도 자료에서 제공되고 있는 2004년도 매출액 3,000여억원의 1/10정도에 지나지 않아 각종 매체에서와의 시장 조사와 큰 차이를 보이고 있음을 알 수 있다.

3)한국공기청정협회 보고서,“국내 유통 공기청정기 제품의 기능 및 성능별 구분과 공기청정기 제조업체별 CA마크에 대한 인식도 조사”,2005년 5월

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0

2

4

6

8

10

1억 미만 1억~5억 5억~10억 10억~15억 15억~20억

연 매출액

업체

수

그림 2-1공기청정기 업체별 연 매출액 (2004년도)(한국공기청정협회,2005)

0

4

8

12

1000대 미만 1000~5000대 5000~10000대 10000대이상

연 판매량

업체

수

그림 2-2공기청정기 업체별 연 판매량 (2004년도)(한국공기청정협회,2005)

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각종 언론 및 보고서 자료를 살펴볼 경우,2005년 3월 헤럴드경제에서는공기청정기의 2004년도 총 매출액이 3,500억원 2005년도에는 4,500억원으로성장할 것으로 예측하였고,2005년 4월 연합뉴스에서는 2004년도 총 매출액이 3,000억원 2007년도에는 6,000억원으로 성장할 것으로 예측하는 보도를하였다. 또한,2005년 4월에 보도된 매일경제신문에서는 2004년 총매출액이3,000억원이고 A사 단독으로 1,300억원을 차지하고 있다고 하였고,2005년 5월 삼성경제연구소 보고서에 따르면 그림 2-3에서 보는 것과 같이 2000년1,070억원에서 2001년 1,250억원,2002년 2,400억원,2003년 3,200억원,2004년4,200억원으로 지속적으로 증가 추세에 있다고 분석하였다.4)2005년 6월에보도된 서울경제신문에서는 A사가 전체시장의 36.7%,B사가 21.0%를 차지하고 있다고 조사되었다.

0

1000

2000

3000

4000

5000

2000년 2001년 2002년 2003년 2004년

그림 2-3국내 공기청정기의 시장 규모4)

4)R&DBiZ정책 보고서,공기청정기 시장 및 제품분석,2005년 5월

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제제제 222절절절 소소소비비비성성성향향향 조조조사사사

111...조조조사사사배배배경경경 및및및 목목목적적적

웰빙(WellBeing)열풍과 함께 건강에 대한 소비자들의 인식과 욕구가 증대하면서,특히 가정 및 사무실 등 밀폐된 실내에서의 공기질에 대한 관심이높아지고 있다. 이러한 상황에서 실내의 오염된 공기를 정화시켜주는 공기정화설비 중의 하나인 공기청정기에 대한 소비자의 구매의욕도 증가하고 있는 실정이다.

나아가 정부는 다중이용시설 및 신축 공동주택을 이용․거주하는 국민의건강을 보호하고 환경상의 위해를 예방하기 위해서 2003년 5월 29일 법률제6911호로 “다중이용시설등의 실내공기질관리법”을 제정하고,2004년 5월30일부터 시행하고 있다. 특히 최근 사회적으로 이슈가 된 새집증후군(SHS;SickHouseSyndrome)5)이 증가하면서,실내공기의 정화 내지 청정화에 대한 요구가 공기청정기의 구매 욕구를 더욱 자극하고 있다.

한편 공기청정기에 대한 국내시장 현황을 살펴보면,최근의 정부 움직임과 소비자들의 관심을 반영하듯 다양한 기능과 성능을 가진 공기청정기가출시되어 있다. 국내에서 이들 공기청정기에 대한 품질을 한국산업규격(KS)및 한국공기청정협회 인증기준(CA)에 의해 검증하고 있으나 양 규격의 내용이 상이한 점이 있고,개별항목에 대한 보완 및 부합화에 대한 필요성이 대두되고 있다.

이러한 배경 하에 본 공기청정기 소비자 구매성향 조사는 공기청정기에요구되는 성능과 그 중요도를 파악함으로써 기존의 성능규격을 보완하여 보다 우수한 품질의 공기청정기를 공급할 수 있는 지침을 마련하는 것을 그목적으로 하고 있다.

따라서 본 구매성향 조사는 소비자들이 공기청정기를 구입할 때 우선적으로 고려하는 사항과 공기청정기에 요구되는 성능의 중요도를 파악하는 것을 주된 내용으로 하고,타기관에서 기 실시한 조사내용을 종합하여 결론을5)새집증후군이란 신축 또는 개축주택(건물)에 입주 후 뚜렷한 병명없이 따끔거리거나 목이나 코가 아프거나,두

통,구토 등의 증상이 나타나는 현상을 말한다.(한국소비자보호원,신축 공동주택의 실내공기 오염물질 실태조

사,2004.5.,1면)

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얻고자 한다.

222...조조조사사사 개개개요요요

222...111...조조조사사사기기기간간간2005년 7월 6일 -2005년 7월 15일(10일간)

222...222...조조조사사사방방방법법법한국소비자보호원 홈페이지 및 소비자뉴스레터회원을 통한 온라인

조사

222...333...조조조사사사내내내용용용․공기청정기 구입시 우선 고려사항․공기청정기에 요구되는 성능의 중요도*부록 13.설문지 참조

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333...조조조사사사결결결과과과

전술한 조사의 배경과 목적을 고려하여 조사내용은 필요 최소한으로 제한하고,응답자에 대한 특성도 성별 및 연령대로 한정하였다.조사결과의 분석은 SPSS12.06)을 이용한 빈도분석(FrequencyAnalysis)을 실시하였다.

333...111...응응응답답답자자자 특특특성성성

소비성향 조사의 응답자 특성을 그림 2-4와 표 2-1에 나타내었다.조사기간 중 총 응답자는 121명이었으며,이 중 남자가 60명(49.6%)여자가 61명(50.4%)을 차지하였다. 또한 응답자들의 연령대를 살펴보면,20대 17명(14.0%),30대 56명(46.3%),40대 38명(31.4%),그리고 50대 이상이 10명(8.3%)으로 나타났다.

남자49.6%

여자50.4%

40대

30대

20대50대

(a)성별 (b)연령별그림 2-4소비성향 조사 응답자 특성

6)SPSS:StatisticalPackagefortheSocialScience

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표 2-1.응답자 특성항목 구분 빈도(명) 비율(%)

성별남자 60 49.6여자 61 50.4계 121 100.0

연령

20대 17 14.030대 56 46.340대 38 31.450대 10 8.3

60대이상 0 0계 121 100.0

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333...222...공공공기기기청청청정정정기기기 구구구입입입시시시 우우우선선선 고고고려려려사사사항항항

공기청정기를 구입하였거나 혹은 구입하려고 할 경우,우선 고려사항에대한 질문에 대해서 그림 2-5와 표 2-2와 같은 결과를 나타내었다.가장 우선적으로 고려할 사항으로 주기능(집진성능)이 84명(69.4%),가격 30명(24.8%),그리고 부가기능 2명,디자인 2명,기타 2명의 순으로 나타났다.

주기능

가격

부가기능

디자인기타

그림 2-5청정기 구입시 제1순위 고려사항

표 2-2제1순위 고려사항

구분 빈도(명) 비율(%)가격 30 24.8주주주기기기능능능 888444 666999...444부가기능 3 2.5디자인 2 1.7기타 2 1.7계 121 100.0

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또한 2순위로 고려할 사항에는 그림 2-6및 표 2-3에서 알 수 있듯이 가격이 58명(47.9%),주기능(집진성능)이 31명(25.6%),부가기능 27명(22.3%),디자인 5명으로 나타났다.

디자인

부가기능

가격

주기능

그림 2-6청정기 구입시 제2순위 고려사항

표 2-3제2순위 고려사항

구분 빈도(명) 비율(%)가가가격격격 555888 444777...999주기능 31 25.6부가기능 27 22.3디자인 5 4.1기타 0 0계 121 100.0

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3순위 고려사항으로는 그림 2-7과 표 2-4에 나타내었고,그 결과 부가기능이 51명(42.1%)으로 가장 많았으며,가격이 31명(25.6%),디자인이 24명(19.8%),기타 12명으로 나타났다.

주기능

가격

부가기능

디자인

기타

그림 2-7청정기 구입시 제3순위 고려사항

표 2-4제3순위 고려사항구분 빈도(명) 비율(%)가격 31 25.6주기능 3 2.5부부부가가가기기기능능능 555111 444222...111디자인 24 19.8기타 12 9.9계 121 100.0

결론적으로 구입시 우선 고려사항으로는 주기능인 집진성능이 좋고 가격이 적정한 것을 선호하는 것으로 나타났으며,부가기능에 대한 고려도 상당한 것으로 사료된다.

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333...333...공공공기기기청청청정정정기기기에에에 요요요구구구되되되는는는 성성성능능능의의의 중중중요요요도도도

공기청정기에 요구되는 성능을 그 중요도에 따라 배열하라는 질문에 대해서 그림 2-8과 표 2-5의 결과를 얻을 수 있었다.제1순위에는 집진성능이 57명(47.1%)으로 가장 많았고,탈취성능이 34명(28.1%),유해물질제거성능이 14명(11.6%),항균기능이 13명(10.7%),소음 2명,유지보수의 편리성 1명으로 나타났다.

소음유해물질제거성능

향균성능

집진성능

탈취성능

유지보수

그림 2-8제1순위 중요성능

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표 2-5제1순위 중요성능

구분 빈도(명) 비율(%)집집집진진진성성성능능능 555777 444777...111탈취성능 34 28.1항균성능 13 10.7

유해물질 제거성능 14 11.6소음 2 1.7

유지․보수의 편리성 1 0.8기타 0 0계 121 100.0

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제2순위 성능으로는 그림 2-9 및 표 2-6에서와 같이 항균기능이 36명(29.8%),탈취성능이 34명(28.1%),유해물질 제거성능 31명(25.6%),집진성능10명(8.3%),소음 6명,유지보수의 편리성 4명 순으로 나타났다.

유지보수

탈취

성능

집진성능

향균성능

유해물질

제거성능

소음

그림 2-9제2순위 중요성능

표 2-6제2순위 중요성능구분 빈도(명) 비율(%)

집진성능 10 8.3탈취성능 34 28.1항항항균균균성성성능능능 333666 222999...888

유해물질 제거성능 31 25.6소음 6 5.0

유지․보수의 편리성 4 3.3기타 0 0계 121 100.0

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제3순위 성능으로는,그림 2-10및 표 2-7에서와 같이 항균기능이 32명(26.4%),탈취성능과 유해물질 제거성능이 27명(22.3%),소음이 14명(11.6%),집진성능 12명(9.9%),유지보수의 편리성 9명으로 나타났다.

소음

유해물질제거성능

향균성능

집진성능

탈취성능

유지보수

그림 2-10제3순위 중요성능

표 2-7제3순위 중요성능구분 빈도(명) 비율(%)

집진성능 12 9.9탈취성능 27 22.3항항항균균균성성성능능능 333222 222666...444

유해물질 제거성능 27 22.3소음 14 11.6

유지․보수의 편리성 9 7.4기타 0 0계 121 100.0

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제4순위 성능으로는,그림 2-11및 표 2-8에서와 같이 소음이 25명(20.75),항균기능이 24명(19.8%),집진성능 20명(16.5%),탈취성능 19명(15.7%),유해물질 제거성능 및 유지보수의 편리성이 16명(13.2%)으로 나타났다.

유지보수

탈취

성능

집진성능

향균성능유해물질

제거성능

소음

그림 2-11제4순위 중요성능

표 2-8제4순위 중요성능구분 빈도(명) 비율(%)

집진성능 20 16.5탈취성능 19 15.7항균성능 24 19.8

유해물질 제거성능 16 13.2소소소음음음 222555 222000...777

유지․보수의 편리성 16 13.2기타* 1 0.8계 121 100.0

*표기하지 않은 데이터(MissingData)를 기타로 처리

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제5순위 성능으로는,그림 2-12및 표 2-9에서와 같이 소음이 44명(36.4%),유지보수의 편리성이 38명(31.4%),유해물질 제거성능 16명(13.2%),항균기능8명,집진기능 7명,탈취성능 6명,기타 1명으로 나타났다.

소음

유해물질제거성능

향균성능

집진성능탈취성능

유지보수

그림 2-12제5순위 중요성능

표 2-9제5순위 중요성능구분 빈도(명) 비율(%)

집진성능 7 5.8탈취성능 6 5.0항균성능 8 6.6

유해물질 제거성능 16 13.2소소소음음음 444444 333666...444

유지․보수의 편리성 38 31.4기타* 2 1.6계 121 100.0

*표기하지 않은 데이터(MissingData)를 기타로 처리

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제6순위 성능으로는,그림 2-13및 표 2-10에서와 같이 유지보수의 편리성이 50명(41.3%),소음 29명(24.0%),유해물질 제거성능 17명(14.0%),집진성능15명(12.4%),항균기능 8명,탈취성능 2명 순으로 나타났다.

유지보수

탈취성능

집진성능

향균성능

유해물질

제거성능

소음

그림 2-13제6순위 중요성능

표 2-10제6순위 중요성능구분 빈도(명) 비율(%)

집진성능 15 12.4탈취성능 2 1.7항균성능 8 6.6

유해물질 제거성능 17 14.0소음 29 24.0

유유유지지지․․․보보보수수수의의의 편편편리리리성성성 555000 444111...333기타 0 0계 121 100.0

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결론적으로 공기청정기 성능의 중요도에 대해서는 주기능인 집진성능 이외에 부가기능으로는 항균기능에 대한 관심이 매우 높은 것으로 나타났으며,그밖에 소음에 대해서도 많은 관심을 가지고 있는 것으로 나타났다.

444...조조조사사사결결결과과과 분분분석석석

444...111...공공공기기기청청청정정정기기기 구구구입입입시시시 우우우선선선 고고고려려려사사사항항항분석결과를 통해 알 수 있는 바와 같이 공기청정기를 구입하였거나 구입

하고자 할 경우에 가장 우선적으로 고려하고 있는 사항은 공기청정기의 주기능 즉 집진성능(공기정화성능)으로 나타났다.또한 이와 함께 중요한 고려사항은 가격으로 나타나 공기정화성능이 우수하면서 가격이 저렴한 공기청정기를 선호하는 것으로 볼 수 있다. 뿐만 아니라 탈취성능이나 유해물질제거성능,항균성능 등 부가기능도 우선 고려사항으로 나타난 바,향후 공기청정기 성능기준에서 반드시 보완되어져야 할 것으로 판단된다.

이러한 결과는 2004년 5월 소비자단체가 실시한 조사결과7)와 일치하는것으로 나타났다.동 조사에 의하면,공기청정기 구입 시 우선 고려사항으로주기능(공기정화)907명(82.6%),가격 807명(73.5%)등으로 나타났다.

444...222...공공공기기기청청청정정정기기기에에에 요요요구구구되되되는는는 성성성능능능의의의 중중중요요요도도도공기청정기의 여러 가지 성능 중 그 중요도에 대한 응답을 보면,집진성

능,탈취성능,항균성능 등의 순으로 나타났는데,항균성능에 대해서는 아직세계적으로 공인된 시험방법이나 기준이 없는 실정이어서 보다 폭넓은 연구가 필요한 것으로 판단된다.현재 국내 대부분의 공기청정기 제조사들이 항균성능을 마케팅의 주요 인자로 삼고 있는 상황에서 관련기관 및 관련단체,관련업계 등이 공동으로 참여하는 기구를 마련하여 항균성능에 대한 개념정의,그 성능의 유효성 여부의 검증방법,그리고 소비자를 위한 올바른 정보제공방법 등을 조속히 확정할 필요가 있다고 판단된다.

7)(사)소비자문제를 연구하는 시민의 모임․한국공기청정협회,공기청정기에 대한 소비자의식 및 공기청정기 사용

실태 조사,2004.5.27.,5면.

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유해물질제거

20%

적용평수

2%

오존발생량

2%

향균기능

5%

탈취기능

12%

먼지 집진 효율

59%

그림 2-14.공기청정기의 기능 중 업체에서 중점적으로 고려하는 기능(한국공기청정협회,2005년)

한편,이러한 결과는 2005년 5월 한국공기청정협회에서 보고한 조사결과8)와도 일치하는 것으로 나타났다. 그림 2-14에서 보는 것과 같이,업체에서가장 중점적으로 고려하는 공기청정기의 기능으로는 먼지 집진효율(59%),유해물질 제거(20%),탈취성능(12%)순으로 조사되었으며,소음 정도와 필터청소 등 관리의 용이성에 관한 기능은 크게 고려하지 않는 것으로 조사되었다.

또한 2004년 5월 소비자단체가 실시한 조사결과9)에서도 유사한 결과를얻을 수 있었는데,동 조사에 의하면,공기청정기 성능의 중요도에 대해서,먼지 집진효율(1위),탈취 및 항균기능(2위),유해물질 제거(3위)등으로 나타났다.10)

8)한국공기청정협회,국내 유통 공기청정기 제품의 기능 및 성능별 구분과 공기청정기 제조업체별 CA마크에 대

한 인식도 조사,2005.5.9)(사)소비자문제를 연구하는 시민의 모임․한국공기청정협회,전게보고서,5면.10)(사)소비자문제를 연구하는 시민의 모임․한국공기청정협회,전게보고서,6면.

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최근 신축주택을 중심으로 사회 문제화 되기 시작한 새집증후군(SHS:SickHouseSyndrome)의 증가현상은 건축자재 등 유해가스를 방출할 수 있는 재료에 대한 행정적 규제11)로 강화 되었다. 동시에 본 구매성향조사에서도 이와 같은 유해가스 제거성능에 대한 소비자들의 관심이 높은 것으로 나타났다. 한편 시중에 유통되고 있는 공기청정기의 판매를 위한 광고나 선전물에는 다양한 유해가스를 제거할 수 있는 것처럼 홍보하고 있다.특히 휘발성유기화합물을 총칭하고 있는 VOCs에 대한 제거 기능의 우수성을 강조하는 제품들이 다수 존재하고 있다.그러나 다양한 유해가스의 제거성능과 관련한 적절한 시험방법과 가이드라인과 같은 방출허용기준이 아직은 완비되어 있지 않은 상황이다.

따라서,향후 공기청정기의 성능에서 유해가스 제거에 관한 기준과 신뢰성 있는 규격의 개발이 시급하다고 하겠다. 이에따라 공기청정기로 제거할수 있는 유해가스의 종류와 제거용량에 대한 신뢰 수준을 명확하게 하여,소비자나 사용자들이 공기청정기를 통하여 얻을 수 있는 기대효과에 대해서올바른 인식을 가질 수 있도록 할 필요가 있다.

11)우리나라는 2003년 「다중이용시설 등의 실내공기질관리법」을 개정하여 오염물질방출건축자재의 사용을 제

한 할 수 있도록 규정하고 있다.(동 법 제11조).

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제제제 333장장장 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 오오오염염염물물물질질질 제제제거거거메메메커커커니니니즘즘즘 분분분석석석

공기청정기는 오염물질 제거방식에 따라 크게 기계식과 전기식 및 복합식으로 구분된다. 기계식은 다시 건식의 필터식과 습식으로 구분할 수 있다. 여기서 필터식은 집진 필터와 활성탄 필터를 사용하여 집진과 탈취를하는 공기청정기이며 습식은 물을 분무하여 먼지와 유해물질을 제거하는 공기청정기를 말한다. 전기식은 코로나 등의 고전압을 이용 분진을 하전시켜집진판에 집진시키고 유해물질을 제거하는 전기집진식 공기청정기를 말하고기계식과 전기식의 기능을 복합한 것을 복합식 공기청정기라고 한다. 또한시중에 ‘음이온 공기청정기’로 불리는 제품이 있는데,이는 통상적으로 방전부와 접지부가 있으나 별도의 집진판이 없이,고전압으로 이온을 생성시킨뒤 공기 중으로 이온을 공급함으로써 분진의 응집을 유도하고 유해물질을분해하는 장치로 알려져 있다. 사실상 음이온식 공기청정기는 집진판이 존재하지 않기 때문에 공기청정기로 분류하기 어려우나 본 연구에서는 전기식공기청정기에 포함시키도록 하고 기존의 전기식은 전기집진식으로 표기하도록 한다. 밖에 최근 들어 신기술로 유해가스 분해를 위해 공기청정기에 부가적으로 적용되고 있는 방식으로서,플라즈마 전기방전으로 OH 라디칼 및음이온과 양이온을 동시에 생성시켜 유해물질을 제거하는 플라즈마 방식이있고,광촉매에 UV를 조사하여 유해물질을 분해하는 UV광촉매 방식 등도있다. 본 연구에서는 필터식,습식,전기집진식,음이온식 및 복합식으로 구분하여 공기청정기 방식별 성능을 비교하도록 한다. 표 3-1에 공기청정기의방식별로 분류한 내용을 보여주고 있다. 또한 표 3-2에는 입자상/가스상 물질의 제거원리 및 장단점에 대해 정리해 놓았다.

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표 3-1공기청정기의 방식별 분류

표 3-2공기청정기 입자상/가스상 물질 제거원리구구구 분분분 원원원 리리리 장장장 점점점 단단단 점점점

집진필터식 -전처리 및 헤파필터 이용,입자의관성 및 확산 원리로 분진 제거 -높은 집진효율 -압력손실 높음

-필터 관리 필요

흡착필터식 -활성탄 이용 악취 및 유해가스흡착

-높은 기공율-유기화합물 흡착

-가스 탈착가능-필터 관리 필요

습식 -물의 흡착 효과 이용분진 및 유해가스 제거

-반영구적 사용-가습효과

-세균 번식-주기적 관리 필요

전기집진식 -코로나 하전 및 정전기력 이용집진판에 분진 부착 제거

-낮은 압력손실-반영구적 사용

-주기적 청소 필요-오존 발생가능

음이온식 -음이온 하전 분진의 벽/바닥 부착 및 유해물질 포획 분해 -가격 저렴 -제거효율 낮음

-오존 발생가능플라즈마식 -OH 라디칼 이용 유해가스 분해 -오염물질 분해 -오존 발생가능

UV광촉매 -OH 라디칼 및 활성산소의산화/환원 작용 유해가스 분해 -오염물질 분해 -분해효율 낮음

복합식 -필터식과 전기집진식 결합 -높은 집진효율-필터 수명연장

-제품 내부 복잡-필터 관리 필요

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제제제 111절절절 필필필터터터식식식

현재 공기청정기에 가장 적용이 많이 되고 있고 집진 성능 또한 매우 우수한 필터식 공기청정기는 큰 먼지 제거용 전단 필터와 미세먼지 제거용 고성능필터를 동시에 사용하여 입자상 물질을 포집한다. 큰 먼지 제거용 전단필터는 폴리프로필렌(PP)이나 폴리에틸렌(PE)으로 그물망 형상의 필터를 만들어 통상 사용하고 있으며,일정 시간 사용 후 물로 세척하여 반영구적으로사용할 수 있다. 미세먼지 제거용 필터로는 압력손실이 적은 정전부직포 필터나 단순 전기집진필터를 사용하기도 하고 고효율의 HEPA(HighEfficiencyParticulateAir)필터를 사용한다.그러나 장시간 방치할 때 압력손실이 커지고 주기적으로 필터를 교환해주어야 하는 단점이 있다.

필터 여재를 이용하는 집진을 여과식 집진이라고 하며 유리섬유,합성섬유 등의 섬유 충전층 또는 직포,부직포 등에 의해 기류 중의 분진을 포집하는 방법을 의미하고 수 ㎛ 이하의 미세분진까지 고성능으로 포집 가능하여널리 사용되고 있는 제진법이다. 통상 저농도의 분진을 포집하는 충전층식여과 집진을 에어필터(AirFilter)라고 하며,그 종류와 특성을 표 3-3에 나타내었다. 반면에 일반 공급장치로부터 발생하는 고농도의 분진을 포집하는것을 백필터(BagFilter)라고 한다.

에어필터와 백필터는 대표적인 여과 집진장치이나 사용목적,여재구조,입자포집 메카니즘에 있어서 전혀 다르다. 백필터는 여재로 섬유를 사용하고 고농도의 분진을 여과함으로 입자는 시간이 흐르면서 여재표면에 축척된다. 따라서 여과초기의 분진분리는 섬유실 등에 의해 형성된 여과포 표면에서 분리되리라 생각되며 이때의 포집원리는 필터의 표면효과라고 할 수 있을 것이다. 하지만 여과의 진행에 따라 여재표면에 포집된 분진층에 의한체가름효과(SievingEffect)가 지배적인 포집원리가 되고 필터의 제진효율은여과 개시 후 비교적 빠르게 100%에 가깝게 된다. 한편 압력손실은 여과시간과 함께 증가하여 처리공기유량이 저하함으로 부착 분진층을 주기적으로박리 처리하는 것이 무엇보다도 중요한 요소가 된다. 이러한 백필터는 주로생산 공정에 있어서 유용물질의 회수 또는 배기 계통에 설치된다. 이에 반하여 에어필터는 환기용 또는 국소공간의 공기청정을 목적으로 사용됨으로입자 농도는 일반적으로 상당히 낮고 필터에 포집되는 분진은 퇴적층을 형성하지 않고 장시간에 걸쳐 청정여재 그 자체에 침착 포집되는 상태로 지속

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된다.따라서 에어필터의 집진성능은 필터의 구조에 의해 크게 좌우된다.

그림 3-1은 필터내의 1개의 섬유(원통)에 에어로졸 입자가 공기의 흐름을타고 접근하여 공기의 유선으로부터 벗어나 원통에 포집되는 과정을 포집메카니즘별로 나타낸 것이다.실선은 원통에 포집되는 가장 바깥쪽의 입자궤적으로 한계입자궤적이라고 한다.즉 이 궤적보다 내측의 입자는 이미 원통에 포집되었다고 생각할 수 있다.포집메카니즘은 (a)관성 충돌(Impaction),(b)브라운 확산(BrownianDiffusion),(c)차단(Interception)이 있다.이중에서 ‘차단’은 입자의 크기에 기인하는 효과로서 독립된 원리로서보다는 다른원리를 바탕으로 효율을 상승시키는 역할을 한다.

그림 3-1필터식 공기청정기 집진원리

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특 성종 류 형 식 사용

여재분진입경

압력손실(mmAq) 분진포집효율(%) 분진유지용량초 기 최 종 중량법1) 비색법2) 계수법

조 진 용 롤형 필터판넬형 필터

부직포직물스폰지유리매트

5㎛이상 1～10 5～20 30

～98 5～20 -300～800g/m2

중 성 능 여재절곡형취류형 필터

부직포스폰지유리여지유리매트

1㎛이상 5～10 10

～2098이상

50～70

20～40

100～500g/unit

고 성 능 여재절곡형취류형 필터

부직포스폰지유리여지유리매트

1㎛이하

10～15

20～30

98이상

85～98

50～90

100～500g/unit

초고성능 여재절곡형필터 유리여지 1㎛

이하12～25

25～50 - - 99.973)

200～800g/unit

정 전 식

일단하전+여재이단하전

이단하전+여재유진형

부직포유리매트

1㎛이하 3～7 3～15 80

～9080～90

60～90

500～8004)

g/m2

1)ASHRAESTANDARD 52-76에 따른 측정2)0.3㎛ 단분산 DOP입자에 따른 측정3)일반적인 HEPA 필터4)여재부의 분진유지용량

표 3-3에어필터의 종류 및 특성

실내용 공기청정기에 가장 적합하다고 판단되는 집진 방식은 여과식 집진 방식이라 할 수 있을 것이다.이것은 실내 환경의 청정화를 목적으로 함에 따라,담배연기,먼지,세균 등과 같은 저농도의 미세 입자 포집이 주 목적이 되기 때문이며,앞 절에서 열거한 다양한 방식 중에서 여재식 집진법,특히 HEPA 필터가 저농도의 서브미크론(Sub-micron)입자를 상당히 높은포집효율(99.97% 이상)로 포집할 수 있는 신뢰성 높고 경제적인 방식으로서,이러한 목적에 가장 충실한 방식으로 판단되고 있다. HEPA 필터의 용도는이러한 유해물질의 제거와 청정 공기의 공급 외에도 고가 물질의 회수에도사용되고 있다.

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그림 3-2HEPA 필터의 구조

HEPA 필터는 여과재,세퍼레이터(Separator),공간유지재(Spacing),접착제 또는 밀폐제,틀(Frame)및 가스킷(Gasket)등으로 구성되어 있다. 그림3-2는 대표적인 HEPA필터의 구조를 나타내고 있다. 여과재는 아코디언 식으로 여러 겹으로 접히고,여과재 사이에는 파형의 세퍼레이터가 조합되어있다. 여과재 및 세퍼레이터와 틀은 접착제에 의하여 완전히 밀폐되어 있다.

HEPA필터는 대표적인 유리섬유 여재에 의한 여과식 집진 방식으로서 유사한 집진 메카니즘을 따르게 된다. 필터 여재의 고배율 SEM 측정 사진이그림 3-3에 나타나 있다. 여과식 집진 방식의 메카니즘은 복합적인 입자의운동 메카니즘에 의해 지배를 받게 된다. 그림 3-4는 여재필터의 집진 메카니즘(그림 3-1)에 따른 각각의 효율곡선과 전 포집효율의 경향을 나타낸 것이다. 그림 3-4에서와 같이 여과속도의 증가에 따라 관성효율이 크게 증가하는 경향을 보이는 반면에,확산효율은 급격히 감소하고 차단효율은 거의변화가 없어,전 포집효율은 약 10cm/s에서 가장 작아졌다가 다시 커지는경향을 보이게 된다.

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90 % 95 % 98 %

전면전면전면전면

후면후면후면후면

그림 3-3HEPA필터 여재의 SEM 사진 (×500)

그림 3-4원리별 효율곡선과 포집효율

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한편,악취와 유해물질을 제거하기 위해 그림 3-5와 같이 활성탄과 같은흡착필터를 사용하는데 여기에서 흡착(Adsorption)이란 가스 혹은 액체상의용질(Solute)이 고체상 물질(흡착제,Adsorbent)과 물리적 힘에 의하여 결합하는 현상을 말한다.흡착제는 보다 많은 용질이 흡착할 수 있도록 다공성의큰 표면적을 갖는 것이 특징이다.흡착은 실내공기 중의 냄새와 저농도의 기체나 증기를 제거하는데 이용되고 있다.

물리적 흡착(PhysicalAdsorption)은 고체의 표면과 기체나 증기 분자 사이의 정전기적 상호작용에 기인된다.물리적 과정이므로 완전히 가역적이다.예를 들면,공기의 흡착에서 질소 N2는 물리적으로 흡착되었다가 흡착제에아무런 영향을 주지 않고 쉽게 흡착이 해제(Desorb)된다.활성탄(ActivatedCharcoal),실리카 겔(SilicaGel),활성알루미나(ActivatedAlumina),제올라이트(Zeolites)와 분자체(MolecularSieve,Kodak사에서 개발한 흡착제로 필름의 수명 연장제)와 같은 물질은 내부의 표면적이 크고 안정적이며 가격이싸기 때문에 유용한 흡착제로 알려져 있다.

흡착필터는 물리적인 흡착을 통해 유해물질을 포집하는 것이기 때문에흡착필터가 포화되었을 경우에는 오히려 흡착되었던 유해가스가 다시 탈착되어 주위를 오염시킬 수 있기 때문에 주기적으로 필터를 환기가 잘되는 곳에 노출시켜 흡착되었던 유해물질을 제거하는 필터 관리가 필요하다.

유해물질 흡착필터 깨끗한 공기

그림 3-5흡착필터 유해물질 제거원리

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제제제 222절절절 습습습식식식

습식 공기청정기는 그림 3-6과 같이 분무장치를 이용하여 물을 분무시킨뒤 미분화된 액적 사이로 건조하고 오염된 공기 유동을 팬을 이용하여 불어주어 분진이 액적과 섞여 액적 속으로 분진이 흡착되도록 유도한 뒤 흡착되어진 액적은 다시 중력에 의해 물을 담아둔 수조로 떨어지도록 하는 방식인에어워셔(AirWasher)방식을 하고 있다. 습식은 물을 이용하여 먼지를 흡착하여 잡아주기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있고 물 분무를 통한 가습기능이 있다. 그러나 미세먼지는 물 액적에 쉽게 포획되지 않기 때문에 근본적으로 집진효율이 필터식이나 복합식에 비해 크게 떨어지고 또한 물을자주 갈아주지 않으면 세균이 번식할 수 있기 때문에 주기적인 관리가 매우필요하다.

그림 3-6습식 공기청정기 집진원리

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제제제 333절절절 전전전기기기집집집진진진식식식

전기집진방식은 분진을 하전시키는 하전 이온화부와 분진을 포집하는 집진부로 나눌 수 있는데 이온화부와 집진부가 일체로 구성된 것을 1단식이라하고 이온화부와 집진부가 별개로 구성된 것을 2단식이라 칭한다. 1단식은주로 산업용 대형에 많이 적용되고 있고,2단식은 소형 실내용 공기청정기에많이 적용되고 있다. 방전선과 평행평판 또는 침상전극과 평행평판으로 이루어진 이온화부에 고전압이 인가되면 방전부와 평행전극 사이에 절연이 파괴되면서 코로나 방전이 생성되고 이 때 발생하는 이온들이 이온화부를 지나가는 미세먼지들과 결합하여 미세먼지를 하전시키게 된다. 방전부에 인가하는 전압의 극성이 양(+)극성이면 먼지는 양극으로 하전되고 인가 전압이음(-)극성이면 먼지는 음극으로 하전 된다.

집진부는 일반적으로 평행 평판형을 적용하나 포집면적을 확대하여 효율을 높이기 위하여 띠전극을 권선형 구조로 하거나,도전성도료를 절연성이우수한 수지물 필름의 한쪽 면에 코팅하여 코팅되어진 면과 코팅되지 않은면이 다량으로 적층되어진 구조로 사용되기도 한다. 집진부에 고전압을 인가하면 이온화부에서 하전된 입자가 집진부를 통과하면서 쿨롱힘에 의해 반대 극성을 지닌 평행판 쪽으로 이동하다가 포집된다.

전기집진의 원리는 코로나(Corona)방전에 의해 기류 중의 분진에 하전을 시키고,이 하전입자를 쿨롱력에 의해 집진극판 상으로 이동시켜 제진하는 것이다. 입자의 하전과 집진을 동일공간에서 행하는 전기집진장치를 1단형이라 하며 집진극판 형태에는 평판형과 원통형이 있다.그리고 공기정화등 분진농도가 낮은 기류의 경우에는 그림 3-7와 같이 분진을 하전시키는 방전부와 집진극과를 별도로 한 2단형 전기집진장치를 이용하는 경우가 일반적이다.

코로나 방전에 의한 입자의 하전은 이온의 충돌에 의한 것과 이온 농도차에 따른 확산에 의해 주어지나 하전 개시 t초 후의 입자 하전량 ne(C)는다음 식으로부터 구해진다.

ne=πε0( 3εsεs+2)d2pEc( t/τ

1+t/τ)

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그림 3-72단 전기집진식 공기청정기 집진원리

여기서 ε0는 진공상태의 유전율(1/36π×109)(C/V․m),εs는 입자의 비유전율, Ec는 하전공간의 전계강도(V/m),τ는 하전시정수(s)로 다음식과같은 관계가 있다.

τ= 4ε0keρi=

4ε0Eci

여기서 ke는 이온이동도(m2/V․s), ρi는 이온 공간전하수(C/m3), i는 이온 전류(A/m2)이다.통산 전기집진장치 운전시의 조건을 이용하여 하전 시정수를 산출하면 τ≒0.09(s)로 1초 이내의 시간에 하전평형에 도달하리라 생각됨으로 시간항을 생략할 수 있다.다음으로 쿨롱력에 의해 집진극판 상에 침강하는 하전입자의 이동속도 we는 Stokes영역에서 다음 식으로주어진다.

we= neEp3πμdpkm

여기서 Ep는 집진실 내의 전계강도로 입자의 이온화와 제진을 동일전계에서 행하는 1단형에서는 Ec=Ep이다. 설계 장치에서는 전극표면에 생기는 이온풍 때문에 we치는 위 식의 값과 반드시 일치하지는 않는다.또km 은 커닝햄(Cummingham)보정계수로 상온,상압의 공기 중에서는

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km=(1+ 2.48lmdp )가 된다.여기서 lm 은 기체분자의 평균 자유행정이다. 전기집진장치의 전제진효율은 다음의 식으로 구한다.

ηT=1-exp(-k⋅ welUsh)

여기서 l은 집진극 길이,h는 양극간 거리, Us는 극판간의 기류평균속도이다. 또 계수는 평판극에서 k=1,원통극에서는 k=2가 된다.전기집진장치에서 사용되는 유속은 통상 1m/s정도이고 압력손실도 200~500Pa(약20~50mmH2O)로 낮다.

전기집진식 공기청정기는 필터 사용 없이 집진판에 먼지를 부착시키기때문에 반영구적으로 사용 가능하고 압력손실이 적어 유지비가 적게 드는장점이 있지만 필터식에 비해 집진효율이 떨어지고 또한 고전압으로 공기층의 절연을 파괴하여 이온을 생성시킬 때 오존이 동시에 발생할 수 있기 때문에 구매시 오존 발생 여부를 꼭 확인해야 한다.

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제제제 444절절절 음음음이이이온온온식식식

코로나방전(CoronaDischang)등과 같이 공기를 전기적으로 분해하여발생시킨 음이온을 다량 방출하여 오염된 주변 공기를 깨끗하게 정화시킨다고 알려져 있으며,일례로 코로나방전을 살펴보면 음(-)극의 뾰족한 침(SharpNeedle)에 코로나 방전을 일으킬 수 있을 정도로 고전압의 부전압(NegativeVoltage)을 인가하면 침 끝에서 고속으로 방출되는 전자가 공기 중의 분자와충돌하여 다량의 음이온을 생성하여 준다. 음이온식 공기청정기의 제조업체의견에 의하면 그림 3-8과 같이 다수의 음이온은 악취제거,세균번식억제,유해가스 분해 등의 효과가 있고 공기 중의 유해,원인물질과 결합해 실내의공기오염을 줄인다고 강조하고 있다. 그러나 아직까지 음이온의 집진 기능이나 유해물질 제거 기능에 대하여 정량적이고 체계적인 공기청정 효과가보고되어 있지 않은 실정이다. 또한 공기를 분해하여 음이온을 발생시킬 때부가적으로 오존이 발생할 수 있기 때문에 음이온 방식의 경우는 오존 발생여부를 꼭 확인할 필요가 있다.

그림 3-8음이온,OH에 의한 유해물질 분해원리

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제제제 555절절절 플플플라라라즈즈즈마마마식식식

플라즈마 방전은 많은 환경분야에서 응용 개발되고 있다.플라즈마 방식의 기본 원리는 그림 3-9와 같이 유해가스 중에서 고압의 전기방전을 행하면방전에 의해 발생된 전자가 유해가스의 분자와 충돌하여 가스분자의 외곽전자상태를 변화시킨다. 비록 생성된 전자는 수명이 대기압 조건에서 짧고,유해가스의 분자와 거의 충돌이 없다 할지라도 유해가스를 지배하고 있는배경가스와 많은 충돌이 일어나 활성종을 생성시킨다.이에 따라 반응성이풍부한 화학적 활성종인 라디칼(둘 이상의 원자단으로서 전기를 띤 것으로예로 OH,COOH,CHO 등),여기분자,이온 등은 양 또는 음으로 하전되어전기적으로 중성상태의 가스가 생성되는데 여기에서 생성된 활성종들은 유해물질 분자의 분해를 촉진시키는 역할을 한다.

그림 3-9플라즈마 가스분해 장치 구조도

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제제제 555절절절 광광광촉촉촉매매매식식식

최근 들어,휘발성 유기화합물을 비롯하여 여러 유기화합물들에 의하여오염된 환경오염물질을 광촉매를 이용하여 분해하여 무해화시키는 연구가각광을 받고 있다.이러한 UV광촉매 공정은 자외선 영역 중 250~265nm영역의 UV-C와 390nm 근처의 UV-A의 광에너지에 의해 여기(excited)되는 광반도체인 이산화티타늄을 이용하여 유해물질을 산화분해하는 공정으로서,분해/산화율이 기존 방식에 비해 높고 CO2,H2O 등으로 완전 분해시켜 유해한 2차 부산물을 최대한 억제함으로써 환경오염을 최소화하고 유기물들의광분해 뿐만 아니라 대기오염물질의 광산화 환원,살균,항균,탈취작용 등장점을 지니고 있어 여러 분야에서 응용이 시도되고 있다.

이산화티타늄은 그 구조에 따라 아나타제(Anatase)형과 루타일(Rutile)형으로 크게 나뉘어지고 일반적으로 아나타제형이 광촉매로서의 활성이 더 큰것으로 알려져 있다.이러한 이산화티타늄과 UV와의 반응에 의한 유해물질의 제거원리는 다음과 같다.

먼저,반도체인 이산화티타늄은 전자가 채워있는 가전자대(ValanceBand)와 비어있는 전도대(ConductionBand)의 특징을 갖는 전자적인 구조를 갖는다. 그림 3-10에서 보는 바와 같이 두 밴드 사이의 밴드갭(BandGap)에너지와 같거나 그 이상의 에너지를 갖는 빛을 조사하면 가전자대에서 전도대로 전자가 여기되고 가전자대에는 정공(h+)이 남게 된다. 이 때 가전자대에서 생긴 정공은 유기물 등을 산화시키는 산화력을 갖게 되고 전도대로 옮겨간 전자(e-)는 유기물 등을 환원시키는 환원력을 갖게 된다. 그러나 정공(h+)과 여기전자(e-)는 유기화합물과 산화/환원반응을 하기 전에 재결합하여 소멸되기도 한다. 이 때 정공은 유기물과의 반응을,전도대로 올라간 전자는산소와 반응하여 산화력이 높은 과산소 라디칼을 생성하여 유기물과의 반응에 기여한다. 대부분의 유기물의 광분해반응에 있어서 유기물이 직접 정공과 반응하는 것뿐만 아니라 정공의 산화 반응에 의해서 생성된 표면에 붙어있는 OH 라디칼에 의하여 유기물들이 산화되는 것으로 학술적으로 연구되고 있다. 이러한 유기화합물의 광촉매 산화반응의 양론적인 식은 다음과 같다.

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위에서 언급되어진 바와 같이 톨루엔(Toluene,C7H8)의 UV/광촉매에 의해 제거되는 메커니즘은 다음과 같다.

∅ → ∅

∅ →

그리고 황산화물 SO2및 질소산화물 NOx오염가스 분해 및 입자생성 반응도 플라즈마 반응에서와 같이 아래의 3가지 반응에 의하여 액체상의 미스트 또는 고체상의 입자화 반응을 통하여 분해된다.

→ (활성화 래디칼 생성)

→ (황산가스화 반응) → (질산가스화 반응) → (황산암모늄 미스트화 반응)

앞에서 살펴본 것과 같이,광에너지를 산화티타늄에 조사하면 태양 전지에 사용되고 있는 실리콘 등과 같이 음전하를 지닌 전자와 양전하를 지닌정공이 형성되어지고 이 전자와 정공은 공기 중의 수분이나 산소 분자와 반응하여 OH 라디칼이나 O2-활성산소를 발생시키며 이렇게 발생된 활성종은산화 전위가 3.2[eV]로 오존[2.07],과산화수소[1.776],염소[1.36]보다 훨씬 강한 산화력을 지니게 된다. 이렇게 강력한 산화력을 지닌 OH 라디칼이나O2-활성산소는 주변의 유해가스와 반응하여 유해물질의 결합고리를 분해하고 물과 이산화산소로 변환시킨다. 광촉매 방식은 유해물질을 분해하여 인체에 무해한 물질로 변환시키기 때문에 반영구적으로 사용이 가능한 장점이

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있지만 분해속도가 느리고 정화력도 아직까지는 미비하기 때문에 실내 공기청정기로 적용하기에는 현재까지는 기술적인 한계가 있는 것으로 알려져 있다.

그림 3-10UV광촉매 분해원리

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제제제 444장장장 공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련법법법규규규 및및및 인인인증증증현현현황황황현재 시행 중인 다중이용시설 등의 공기질 관리법 등 공기청정기의 성능

과 대기환경 관련 규제 기준을 제시하고 있는 국내외 관련 법규와 공기청정기 관련 인증규격의 현황을 조사하고,규제기준에 대한 비교와 고찰을 통하여 국내 기준의 선진화를 유도할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

제제제 111절절절 국국국내내내외외외 관관관련련련 법법법규규규

표 4-1에 국내외의 실내공기질과 관련된 법규들을 정리하였다.국내의 실내공기질과 관련된 법규로는 2004년 5월 제정된 다중이용시설 등의 실내공기질 관리법이 있다.이는 실내 공기 문제가 국민 건강에 미치는 영향의 중대함을 인식히고 실내 공기의 국가 차원에서 관리하기 위한 일환으로 지하생활공간 공기질 관리법으로부터 개정하여 지하역사,지하상가 등의 대상 시설물에 대한 관리 및 규제를 수행하고 있다.

표 4-1국내외 실내공기질 관련 법규구구구분분분 단단단체체체 또또또는는는 법법법규규규

한국환경부 다중이용시설등의 실내공기질 관리법보건복지부 공중위생관리법노동부 산업안전보건법교육부 학교보건법

미국환경보호청(EPA)의 대기 및 방사선국 산하 실내환경과 기준산업안전보건청(OSHA),국립산업안전보건연구원(NIOSH)및산업위생전문가협의회(ACGIH)의 환경기준냉난방공조학회(ASHIRAE)의 Standard62

일본건축기준법,빌딩위생관리법,학교보건법,학교환경위생기준,주택품질확보촉진법의 기준후생노동성,경제산업성 및 농림수산성의 관리기준

캐나다 캐나다 보건성의 권고기준유렵 북유럽국가연합회(SCANVAC)의 관리기준호주 보건후생성의 실내공기질 기준

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다중이용시설 등의 실내공기질 관리법은 그 동안 신축 공동주택의 ‘새집증후군’등 실내공기 오염문제를 관리하기 위하여 시공자가 실내공기질을 측정 공고토록 하고 있었으나,이들 실내공기질이 적정한지 여부에 대하여 판단할 수 있는 준거기준이 없어 발생하는 시공사 및 입주자들의 혼란을 예방하기 위해 개정되었고 신축 공동주택 시공자의 자발적인 친환경건축자재 사용을 유도하고 실내공기질의 적정 여부에 대한 판단근거를 제공하기 위하여신축 공동주택에 대한 실내공기질 권고기준을 설정하는 법적 근거를 마련하였고,종전까지 실내공기질이 관리되지 않았던 기숙사를 공동주택의 범위에포함하여 관리하도록 하였다.

또한 다중이용시설의 범위에 지상건물에 딸린 지하도상가를 동법에 의하여 관리되도록 하였으며,기존의 다중이용시설중 실내공기질 유지기준에 적합한 시설에 대하여 공기정화설비 및 환기설비의 설치의무를 면제함으로써건물주의 시설설치비용 부담을 완화시켜주었다.

선진국의 실내공기환경 기준은 미국을 비롯하여 유럽 국가들을 중심으로잘 정리되어 있다. 현재 국제적으로 단일화된 기준이 없어 각 나라별로 그기준이 다소 차이가 있지만 규제 오염물질에는 큰 차이를 보이지 않는다.그러나 국제적으로 측정방법 및 분석방법에 대한 통일된 기준이 없어서 각종사례를 비교할 때 연구마다 측정 방법과 분석방법이 달라서 각 나라별로 측정 결과와 기준을 절대적으로 비교하기에는 한계가 있다.

미국은 환경보호청 EPA (EnvironmentalProtectionAgency)에서 대기환경 관련 기준을 관리하고 있으며 실내공기환경에 영향을 미치는 몇 가지 제품에 대하여 법적 규제를 가하고 있다. EPA의 대기 및 방사선국(OAR :OfficeofAirandRadiation)산하의 실내환경과(IED :IndoorEnvironmentsDivision)에서 실질적인 업무를 담당하고 있는데,IED는 국가적인 공기질 관련 정책 및 프로그램을 개발하고 ‘실내공기질위원회’(CIAQ :CommitteeforIndoorAirQuality)의 활동을 주도하고 있고 안전하고 쾌적한 실내 환경유지를 위해 부유분진(PM10),이산화질소(NO),라돈 등에 대한 가이드라인을제시하고 있다.12) 한편,산업안전보건청 (OSHA;OccupationalSafetyandHealth Administration)과 국립산업안전보건연구원 (NIOSH; National12)부유분진(PM10)은 50㎍/㎥(연평균)이하,이산화질소(NO)는 0.05ppm(연간)이하,라돈은 4pCi/L이하

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Institute for Occupational Safety and Health), 산업위생전문가협의회(ACGIH;AmericanConferenceofGovernmentalIndustrialHygienists)에서는 작업장에서의 환경에 대한 환경기준이 재정되어 있다. 그리고 냉난방공조학회인 ASHIRAE (American Society of Heating Refrigeration andAir-conditioningEngineers)는 Standard62를 통해 저층 주거용 건축물을 대상으로 한 실내공기환경 기준을 제시하고 있다.13)

일본은 건축기준법,빌딩위생관리법,학교보건법,학교환경위생기준,주택품질확보촉진법 등에서 기준치를 제정하여 일반 생활환경을 관리하고 있고후생노동성에서는 실내공기 중의 화학물질 농도(권장치)를 제안하여 실내 공기질을 관리하고 있다.14)이밖에 경제산업성 및 농림수산성에서도 부분적으로 실내공기질에 대해서 관리하고 있다.

캐나다는 작업장 및 주거지의 실내공기질 관리지침에 따라 관리하고 있는데,발암물질과 비발암물질로 구분 관리하고 있으며,생물학적인 오염원과기타 먼지,담배연기 등을 포함한 권고기준을 설정하고 있다. 특히 캐나다보건부에서 임상실험,동물실험 연구결과에 기초하여 (권장)기준치를 설정하고 있다.15) 또한 신축 및 기존사무실 건물의 실내공기질 인증제도(BEPAC:BuildingEnvironmentalPerformanceAssessmentCriteriaSystem)를 시행하고 있다.

유럽에서도 북유럽국가연합회(SCANVAC;스웨덴,노르웨이,핀란드,덴마크 등)에서 WHO에서 1987년에 제정한 '유럽공기질기준지침서(AirQualityGuidelineforEurope)'에 근거하여 실내공기환경을 3단계로 구분하여 제시하고 관리 기준을 설정하고 있고 건축자재로부터의 오염물질 방출 강도를 3단계로 구분하여 권장치를 제시 실내공기환경의 개선에 노력하고 있다. 실13)이 안은 2000년 8월에 작성되었으며, 2003년 12월 최종판에서는 전항목을 삭제하고 추후 검토하기로 하였

다.(국무조정실 등,앞의 실내공기질 관리 기본계획(안),28면).14)후생노동성의 실내공기 중 화학물질 농도 가이드라인에 의하면,포름알데히드 100㎍/㎥(0.08ppm),아세트알데

히드 48㎍/㎥(0.03ppm),톨루엔 260㎍/㎥(0.07ppm),자일렌(크실렌)870㎍/㎥(0.20ppm),에틸벤젠 3800㎍/㎥

(0.88ppm), 스틸렌 220㎍/㎥(0.05ppm),p-디클로로벤젠(P-DCB)240㎍/㎥(0.04ppm), 테트라데칸 220㎍/㎥

(0.04ppm),클로피리포스 1.0㎍/㎥(0.07ppb),0.1㎍/㎥(0.007ppb)-소아대상,페놉캡 33㎍/㎥(3.8ppb),디아지논

0.29㎍/㎥(0.02ppb), 디부틸프탈레이트 220㎍/㎥(0.02ppm), 프탈릭 에스테르-2-에틸헥실(DEHP) 120㎍/㎥

(7.6ppb)이다.15)동 기준은 1987년 제정하고 1989년 개정하였다.동 기준에 의하면 포름알데히드 60㎍/㎥이하(목표수준),120120㎍/㎥이하(실행수준),이산화탄소 3500ppm이하,일산화탄소 1시간평균 25ppm이하,8시간평균 11ppm이

하,이산화질소 1시간평균 0.25ppm이하,오존 1시간평균 0.15ppm이하,미세먼지(PM2,5)1시간평균 100㎍/㎥

이하,이산화황 5분 평균 0.38ppm이하,라돈 연평균 800Bq/㎥,습도 여름철 30-80%,겨울철 30-55%이다.

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내공기질에 영향을 미치는 실내오염원의 제어를 위하여 건축자재와 설비에대한 기준을 관리하고 있는데,건물내부에서 발생하는 각종 오염물질의 방출특성에 대한 정보를 건축가나 전문관리자에게 제공하고 있다.

호주는 보건후생성에서 실내공기질 관리프로그램을 운영하면서 실내공기질의 인체영향 및 관리방향에 대한 지침서를 발간하고 있으며,건축물 설계시 실내공기질 관리를 위한 ‘환경규정‘을 정하였고,환기기준 및 측정방법을 명시하고 있다.16)

16)호주의 실내공기질 가이드라인에 의하면,라돈 연평균 200Bq/㎥이하,부유분진 연평균 90㎍/㎥이하,포름알데

히드 12ppb이하,VOCs1시간평균 TVOC 500㎍/㎥이하,1시간평균 250㎍/㎥이하,일산화탄소 8시간평균

9ppm이하,오존 240ppb이하,이산화황 1시간평균 700ppb이하,납 3개월 평균 1.5㎍/㎥이하이다.

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제제제 222절절절 국국국내내내외외외 관관관련련련 인인인증증증 규규규격격격

우리나라에서는 2002년도 한국산업규격인 KSC9314가 개정되어 일반가정및 사무실 등 유사한 장소에 설치되어 공기 중에 포함된 분진포집,가스제거,냄새제거 등의 기능을 수행하는 송풍기가 내장된 공기청정기의 안전성및 성능에 대한 기준을 제시하였고17)한편,민간단체인 한국공기청정협회에서는 CA(CleanAir)인증 기준인 단체규격 KACA 1998-01을 제정하여 실내용 공기청정기의 풍량,소음,집진,탈취,오존발생 등의 공기청정기 성능시험에 대한 규격을 제시하였다.18) 이러한 공기청정기 규격과 관련된 인증마크로는 KS마크와 CA마크 그리고 환경마크협회에서 인증하는 환경마크19)가있다.

미국에서는 가전제품제조자협회에서 AHAM AC-1-2002을 제정하여 먼지(Dust),담배연기(Tobacco Smoke),화분(Pollen)에 대한 CADR(Clean AirDeliveryRate)을 지정해주는 가정용 공기청정기의 적용면적 성능시험방법에대한 기준을 마련하였고 공기청정기의 집진효율과 관련한 규격으로는 냉난방공조학회에서 만든 ANSI/ASHRAESTANDARD 52.1-1992의 비색법 측정시험방법과 ANSI/ASHRAESTANDARD 52.2-1998의 계수법 측정 시험방법이 있다. 일본에서도 1995년도에 공기청정기의 풍량,소음,분진포집율,분진유지용량,가스제거율 및 가스제거용량과 관련하여 일본산업규격인 JISC9615-1995를 제정하였고 사단법인 일본전기공업회(JEMA)에서도 같은해에 가정용 공기청정기의 풍량,적용면적,탈취효율 및 소음의 성능시험에 대한JEM 1467규격을 제정하였다. 표 4-2에 국내외 공기청정기 관련 규격이 정리되어 있다.또한,표 4-2에는 국내외 공기청정기 시험 항목별의 규격 비교를 해놓았다.

17)제10조(한국산업규격)(KSC9314공기청정기)18) 제28조(단체표준의 제정 등) 및 동법 시행규칙 제23조(단체표준의 제정), 제24조(단체표준인증표시)(KACA-1998-01실내공기청정기 규격).

19)제20조 3항(환경표지의 인증),동법 시행령 제24조3항(환경표지대상제품의 선정)및 환경부고시 제2005-107호(환경표지대상제품 및 인증기준)제2조(대상제품)별표1.환경표지대상제품 4.가정용기기․가구 가.전기기기류

EL407.공기청정기.

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표 4-2공기청정기 관련 인증 규격구구구분분분 단단단체체체 및및및 규규규격격격 (((인인인증증증마마마크크크)))

한국한국산업규격 KSC9314-2002(KS마크)한국공기청정협회 KACA1998-01(CA마크)환경마크협회 EL407-2003/2/2005-68(환경마크)

미국

가전제품제조자협회 ANSI/AHAM AC-1-2002냉난방공조학회 ANSI/ASHRAESTANDARD52.1-1992비색법냉난방공조학회 ANSI/ASHRAESTANDARD52.2-1998계수법미국보험자협회 UL867-1997

일본일본산업규격 JISC9615-1995(JIS마크)일본공기청정협회 JACA No.36-2000일본전기공업회 JEM 1467-1995

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표 4-3국내외 규격별 비교

규규규격격격 분분분진진진포포포집집집률률률///집집집진진진효효효율율율

유유유해해해가가가스스스제제제거거거효효효율율율 적적적용용용 면면면적적적 탈탈탈취취취효효효율율율

KKKSSSCCC999333111444:::222000000222

공공공기기기청청청정정정기기기

분체 11종1.5±0.5mg/m3주입비색법측정

(기계식:70%이상복합식:85%이상)

SO2또는 NO20.5~1.5ppm 주입(60%이상)

이론값(평)으로 제시=2.4×분진포집률×풍량※ 실험 예 제시 -

KKKAAACCCAAA---111999888888---000111

실실실내내내공공공기기기청청청정정정기기기

KCl입자 0.3㎛ 기준상하류측 농도측정

계수법(70%이상)

-

40±10m3챔버KCl입자 0.3㎛기준초기농도 :108~1010개/m3

초기농도 1/3까지 측정

챔버 :4.0±0.1m3암모니아,초산,아세트알데히드10~13ppm,30분(60%이상)

EEELLL444000777---222000000333공공공기기기청청청정정정기기기 - - - -

JJJAAACCCAAANNNooo...333666---222000000000업업업무무무용용용분분분연연연기기기기기기

프탈산디옥틸 0.3㎛ 기준상하류측 농도측정

계수법-

30-50m3챔버담배연기 0.3㎛기준

초기농도 :0.5~1.5mg/m3

초기농도의 1/e(≒0.37)까지 측정

-

JJJEEEMMM 111444666777---111999999555가가가정정정용용용공공공기기기청청청정정정기기기 - -

20-30m3챔버담배연기 0.3㎛기준

초기농도 :7.07×1010

~3.54×1011개/m3초기농도 1/3까지 측정

챔버 :1.0±0.1m3담배 5개피 (암모니아,초산,아세트알데히드)

30분

JJJIIISSSBBB999999000111가가가스스스제제제거거거 필필필터터터 - SO2,HCl,NH3외

10가지 - -

AAAHHHAAAMMM AAACCC---111---222000000000

공공공기기기청청청정정정기기기- -

1,008ft3(28.9m3)챔버3종류시험입자TobaccoSmoke,

Arizonadust,Pollen초기농도 :2.4×1010~3.5×1010개/m31분 간격,15분 측정

-

AAANNNSSSIII///AAASSSHHHRRRAAAEEE555222...111---111999999222공공공기기기청청청정정정기기기

ASHRAE분체비색법,중량법 - - -

AAANNNSSSIII///AAASSSHHHRRRAAAEEE555222...222---111999999999공공공기기기청청청정정정기기기

KCl입자 0.3㎛기준계수법 - - -

UUULLL888666777전전전기기기식식식 공공공기기기청청청정정정기기기 - - - -

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표 4-3국내외 규격별 비교(계속)

규규규 격격격 분분분진진진유유유지지지용용용량량량 오오오 존존존 소소소 음음음 가가가스스스제제제거거거용용용량량량///탈탈탈취취취용용용량량량

KKKSSSCCC999333111444:::222000000222

공공공기기기청청청정정정기기기

분체15종100±10mg/m3주입

초기정격풍량의 80%까지(풍량 1CMM당 6g이상)

개정중

무향실4곳 (전,상,좌,우)

(5CMM이하:45dB이하5-10CMM:50dB이하10-20CMM:55dB이하20CMM초과:60dB이하)

가가가스스스제제제거거거용용용량량량:::SO2또는 NO2,5~20ppm 주입

초기제거율의 85%까지(1CMM당 500mL이상)

KKKAAACCCAAA---111999888888---000111

실실실내내내공공공기기기청청청정정정기기기

KSC9314의 시험방법과동일

(풍량 1CMM당 6g이상)※기계식만 해당

40±10m3챔버24시간측정(0.05ppm이하)

무향실5곳 (전,후,상,좌,우)(KS규격과 같음)

암모니아,초산,아세트알데히드

초기 가스제거율의 85%이하 까지

(1CMM당 500mL이상)

EEELLL444000777---222000000333공공공기기기청청청정정정기기기 -

40±10m3챔버24시간측정(0.05ppm이하)

- -

JJJAAACCCAAANNNooo...333666---222000000000업업업무무무용용용분분분연연연기기기기기기 -

시험체 전후의오존농도 측정,흡입구 1개 지점,취출구 3개 지점이상

기기형태별로 규정집에 제시한1~4점의 소음레벨 측정 -

JJJEEEMMM 111444666777---111999999555가가가정정정용용용공공공기기기청청청정정정기기기 - -

무향실4곳 (전,상,좌,우)

(5CMM이하:50dB이하5CMM초과:55dB이하)

-

JJJIIISSSBBB999999000111가가가스스스제제제거거거 필필필터터터 - - -

가가가스스스제제제거거거용용용량량량:::SO2,HCl,NH3외 10가지초기제거율의 85%까지

AAAHHHAAAMMM AAACCC---111---222000000000

공공공기기기청청청정정정기기기- - - -

AAANNNSSSIII///AAASSSHHHRRRAAAEEE555222...111---111999999222공공공기기기청청청정정정기기기

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AAANNNSSSIII///AAASSSHHHRRRAAAEEE555222...222---111999999999공공공기기기청청청정정정기기기

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UUULLL888666777전전전기기기식식식 공공공기기기청청청정정정기기기 -

26.9~31.1m3챔버24시간측정(0.05ppm이하)

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제제제 555장장장 공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련 연연연구구구 사사사례례례국내외의 공기청정기 관련 기술동향 및 성능관련 선행 연구를 조사 및

분석하여 현재 문제가 되고 있는 오존이나 탈취성능 등에 있어서 기존의 성능관련기준을 보완할 수 있는 방안을 제시하고자 한다.

제제제 111절절절 국국국내내내의의의 관관관련련련 연연연구구구 사사사례례례

국내에서는 1999년 한국기계연구원에서 정전 하전 집진 및 광촉매 기술을 이용한 지하공기정화용 공기정화기개발 연구를 수행하여 ASHRAE52-76풍동을 이용한 비색법 집진효율을 측정하였고,그 결과 2.5m/s의 유속에서90%이상의 집진성능을 확보하였고 또한 8m3의 챔버에서 톨루엔,아세트알데히드,포름알데히드 및 암모니아 가스 제거율을 측정하여 50% 이상의 탈취성능을 보였다.20) LG전자에서는 공기청정기술을 이용한 실내부유 미생물제거 기술에 대한 보고를 하였으며21),연세대는 저온 플라즈마 반응을 이용하여 실내공간의 나노입자 및 가스의 동시 저감 기술에 대한 연구를 수행하였다.22) 한양대에서는 공기청정기용 전기 집진필터 개발 연구를 수행하여우레탄,부직포 및 HAF필터의 집진성능을 비교하였다.23) 또한,한양대 산업의학과에서는 2002년 12월부터 12개월 동안 서울 및 경기지역의 주택과 병원들을 무작위로 선정하여 2주 동안의 공기청정기 가동 전후의 이산화질소와 PAH 등의 변화를 살펴보는 공기청정기 사용에 따른 실내 오염물질 제거효과에 관한 연구24)를 통하여 공기청정기를 사용할 때 이산화질소가 약15%,발암성 물질인 PAH가 약 27% 감소하는 것을 보였고 또한 2003년 4월부터 6개월 동안 34곳 주택에서 공기청정기의 사용에 따른 PM10과 이산화질소의 제거효율에 관한 연구25)에서는 PM10을 평균 61% 감소시키고 이산화

20)한국기계연구원 보고서,UV 광전자/촉매 공기정화기 개발,1999년 5월21)이성화 외,공기청정기술을 이용한 실내부유 미생물 제거 기술,공기청정기술,200122)황정호,저온플라즈마를 이용한 공기청정기술,공기청정기술,200223)전기수 외,공기 청정기용 전기 집진필터의 개발 및 성능평가,에어로졸입자 학술대회 논문집,pp.103-104,2003

24)김윤신 외,공기청정기 사용에 따른 실내 오염물질 제거효과에 관한 연구,한국대기환경학회 학술대회지,pp.503-504,2004

25)이철민 외,확률론적 모의실험을 이용한 공기청정기의 실내공기중 PM10과 NO2 제거효율에 관한 연구,한국

환경보건학회지,pp.221-229,2004

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질소를 평균 49% 제거하는 연구결과를 보였다. 2003년 4월부터 11개월 동안 35개의 주택과 20개의 병원에 대하여 조사한 연구결과26)에서는 PM1028.5%,이산화질소 27.4% 및 PAH 42.1%의 제거성능을 나타내었다.LG전자에서는 JEM 1467시험방법으로 나노 은과 나노 구리를 적용한 나노 카본 볼의 탈취필터 성능시험을 수행하여 암모니아의 경우 30분 후 99% 이상의 제거성능을 보였고 또한 나노 구리를 철망에 코팅하여 항곰팡이 성능을 측정한 결과 1시간 경과 후 99.9% 이상의 곰팡이 제거율을 보인 결과를 발표하였으며27)최근에는 단백질 내 살균효소와 나노실버 입자를 이용 NBF(NanoBioFusion)액을 제조 및 메쉬 필터에 코팅 제작하여 InfluenzaA,E.coli등에 대한 항균력 시험을 통해 24시간 동안 ShakingFlask방법으로 99%이상의 항균 성능을 보이는 살균효소 및 나노실버 항균 공기정화 필터를 개발하는 연구를 수행하였다.28) 삼성전자에서는 ShakingFlask방법과 공기 샘플링법을 이용하여 나노실버 코팅 기술을 응용한 공기청정기 및 에어컨의 미생물,바이러스의 항균,살균 특성을 연구하여 박테리아 및 바이러스에 대하여 99.9% 이상의 살균능력을 보여주었고29),또한 비타민 필터의 비타민 방출성능 평가와 비타민 공기에 의한 피부 미백 및 보습 시험을 수행하여 비타민 방출 수명을 예측하는 연구를 수행하였으며30),VOC,포름알데히드 제거용 활성탄 필터와 금속 촉매 필터를 비교하고 챔버 탈취 효율 계산식과 시뮬레이션 결과로부터 탈취필터의 1패스효율을 예측하는 연구 결과를 발표하였다.31) 이외에도 제주대에서는 DBD(DielectricBarrierDischarge)플라즈마 방전과 전기집진기를 이용한 공기청정장치를 사용하여 0.5-5㎛ 크기의큰 입자 뿐 아니라 0.3㎛ 크기의 미세입자의 집진효율을 크게 향상시킨 결과를 발표하였다.32)

최근 연구 동향을 살펴보면 기본적인 집진,탈취 성능의 개선과 함께 항26)이태형 외,공기청정기의 일부 실내공기 오염물질 제거효율에 관한 연구,한국환경과학회지,pp.491-497,2005

27)홍영기 외,나노 기술 적용 공기청정기 개발 및 성능,에어로졸 및 입자 학술대회,pp.75-76,200428)이성환 외,TheDevelopmentofSterilizationModulebyNanoBioTechnologyApplications,에어로졸 및

입자 학술대회,pp.107-108,200529)박찬정 외,Silvernano입자를 이용한 공기청정기 및 에어컨의 항균 및 살균 특성,에어로졸 및 입자 학술대

회,pp.81-82,200430)박찬정 외,공기청정기용 비타민 필터 효과에 대한 연구,에어로졸 및 입자 학술대회,pp.385-386,200531)박찬정 외,공기청정기 적용 친 건강 필터 시스템의 개발 및 성능 평가,에어로졸 및 입자 학술대회,pp.109-110,2005

32)목영선 외,전기집진기형 공기청정기의 미세먼지 저감 특성에 관한 연구,한국산업응용학회논문집,pp.115-120,2004

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균,살균,비타민 발생 및 유해물질 제거와 같은 부가 기능에 대한 연구들이대기업 연구진을 중심으로 집중적으로 수행되어지고 있음을 알 수 있는데이는 앞에서 소비자 성향조사에서 부가기능에 대한 관심 증가와 관련된 것으로 보인다. 그러나 이와 같은 항균성능이나 VOC 제거성능 등에 대해서는 아직 세계적으로 공인된 시험방법이나 규격이 없어 공기청정기 제조사들이 자체 기준으로 시험한 결과를 사용하여 홍보하기 때문에 타사 제품과의성능 비교가 어렵고 또한 업체에서 제공하는 결과 또한 그 성능의 유효성을검증하는 객관적인 방법이나 절차가 없기 때문에 앞으로 관련 기준의 규격화가 매우 시급히 요구되고 있다.

구체적으로 몇 가지 국내의 연구 사례를 조사해보았다. 인하대학교 기계공학과의 2001년 아파트주택에 있어서 실내공기청정기에 의한 환기의 수치해석 연구에서는 벽면에 설치된 급배기 일체형 공기청정기의 실내 오염공기환기효과를 검토하기 위해서 급배기구의 위치 및 속도변화가 미치는 영향에대해 연구를 수행하였다.실내 오염공기농도를 무차원화 하여 환기효과를 정량화 할 수 있었다.33)

유동 및 열전달 특성을 수치해석함에 있어 유체는 2차원 비압축성 정상및 비정상 유동이고 복사 열전달 및 중력에 의한 영향,유동방향의 체적력은무시하였고 화학적 반응에 의한 생성이나 소멸은 없으며 유체는 이상기체의상태방정식을 따른다고 가정하였다. 유입되는 공기는 면적 변화량이 큰 충돌지역에서 대규모의 와류가 생성되고,다양한 벽면에서의 유동특성과 열전달 특성이 복잡하기 때문에 이와 같은 복잡한 열유동장에 대한 정확한 해석과 오류확산을 최소화하기 위하여 가능한 최적의 알고리즘과 격차체계를 고려하였다. 수치해석으로는 유한체적법(FVM)을 사용하였고 유한차분방정식의 해를 구하기 위하여 SIMPLEC알고리즘을 사용하였으며 설계를 위한 해석을 위하여 FLUENT를 사용하였다. 그림 5-1은 실험과 동일한 조건에서해석하기 위한 격자체계를 보여주고 있다. 아파트의 거실 및 주방을 포함한형상으로 격자구조는 삼각형이며 Mesh개수는 2,532개이다. 그림 5-2는 급배기구의 위치가 각각 (a)하부 및 (b)상부에 있을 때의 유동의 속도 벡터를 나타낸다.그림 5-2(a)에서와 같이 급기구를 시작으로 전체실의 약 2/3에 미치는 큰 와류를 형성하고 있으며 나머지 1/3부분의 공간에서도 와류 형태가

33) 고재윤 외, 아파트주택에 있어서 실내공기청정기에 의한 환기의 수치해석, 설비공학 논문집, 제13권

pp.217-223, 2001

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유지되고 있어 이와 같은 공간의 중앙부에 급배기구를 위치하는 것이 환기작업에 있어 매우 양호한 결과를 얻을 수 있음을 예상할 수 있다. 그림5-2(b)는 급기구를 시작으로 초기부분에서만 입구속도 3.8m/s에 해당하는 속도벡터를 보유할 뿐 진행 초기에 벽면을 따른 전단응력의 영향으로 급격히벡터성분이 감소하여 실 전반적으로 완만한 운동의 형태를 띠고 있다.

그림 5-1계산 도메인과 격자형태

그림 5-2x-z면의 속도 벡터 (Vin=3.8m/s,150s)

그림 5-3x-z면에서의 속도 분포 (Vin=3.8m/s,150s)

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그림 5-3(a)는 급배기구 위치가 하부에 있을 때의 유동의 속도분포를 보여주고 있다. 정지상태의 실내공간에 급기구를 통하여 3.8m/s의 O2가스가공급되었을 경우 실내 기류는 1-2.5m/s의 속도분포를 나타낸다. 그림 5-3(b)는 급배기구를 상부에 위치했을 때의 유동의 속도분포를 보여주고 있다.정지상태의 실내공간에 급기구를 통하여 3.8m/s의 O2가스가 공급되었을 경우실내기류는 0～2.0m/s의 속도분포를 나타내며 그 유동의 영향은 소공간 약1/3부분에 거의 미치지 못한다. 그림 5-4(a)급배기구 위치가 하부일 때의시간에 따른 CO2의 농도감소분포를 보여주고 있다. 실 전체에 0~4.35x10-4범위에서 잔류 CO2농도분포를 유지하여 실내공간 대부분이 0에 가까워진것을 볼 수 있다. 그림 5-4(b)는 급배기구 위치가 상부에 있을 때 CO2의 농도분포를 보여주고 있다. 그림 5-4(c)는 유속을 2.0m/s로 유지하면서 급배기구 위치를 하부에 위치한 결과 0~4.57x10-4범위에서 잔류 농도를 보여 유속 3.8m/s의 급배기구 상부에 위치시킨 경우의 농도분포 0~1.96x10-1의 결과보다 더 양호한 환기효과를 얻을 수 있었다. 그림 5-4(d)는 3.8x10-1∼1.9x10-1의 잔류 CO2농도를 보여 상당량 잔존해 있음을 알 수 있다.실내공간의 벽면을 통하여 신선외기의 공급과 실내 오염공기의 배출을 동시에 수행하는 혼합형 실내공기정화기를 적용한 단순 2차원 실내공간의 유동현상과오염물질의 농도분포 해석을 통해 급배기구 위치에 따른 환기 방법의 제어에 효과적임을 확인 할 수 있었다.

그림 5-4x-z평면에서 CO2농도분포 (150s)

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한국기계연구원에서는 2003년 공기청정기 내부의 HEPA 필터 유동 계산과 관련하여 다음과 같은 연구를 수행하였다.34) HEPA 필터의 구조는 그림5-5에서와 같이 여재가 절곡되어있는 형태로서,절곡(Pleat)수,형태 및 길이등이 고효율 저소음 HEPA필터의 설계를 위한 주요한 변수가 된다. 따라서최적의 필터 설계를 위한 여재의 절곡형태에 따른 유동 및 압력분포 해석을수행하였다. 해석을 위한 수치해석 프로그램은 FLUENT를 사용하였다. 여재에 대한 주요 경계조건은 다공성 매질(PorousMedia)로 하였다. 다공성매질 경계조건은 필터 여재,다공성 판,유동 디스트리뷰터 등 다양한 문제에 사용 가능하다.

단순화된 절곡 모델에 대한 수치해석을 수행하기 위해 그림 5-5과 같이필터 설계변수를 정하였으며,그림 5-6는 계산 격자를 나타낸 것이다.

W

h

t

L

Filter Media

W

h

t

L

Filter Media

그림 5-5필터 절곡 모델 개략도

그림 5-6필터 절곡 모델의 격자

34)한국기계연구원 보고서,고효율 저소음 공기청정필터 시스템 개발 연구,2003년 11월

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그림 5-7필터 절곡 모델의 유동 해석 결과

조건에 따라 절곡수와 면속도(모델의 입구속도)를 변화시켜가면서 해석을수행하였으며,그 결과를 그림 5-7과 같이 얻을 수 있었다.그림 5-8은Lydall필터 여재(GradeNo.221)에 대한 선행연구의 실험결과와 본 실험을통해 구한 결과를 비교한 그림으로서,상당히 유사한 결과를 얻을 수 있음을확인하였다. 그림 5-9는 동일한 면속도와 필터여재(GradeNo.221)에 대하여 절곡높이(L)와 단위길이당 절곡수를 변화시켜가면서 압력손실의 변화를구한 그래프이다. 절곡 높이에 관계없이 절곡수가 많아질수록 압력손실은줄어들다가 일정 절곡수 이상에서부터 다시 높아지는 경향을 보이는 것을확인할 수 있다. 이러한 현상은 절곡수가 일정 절곡수 이하로 작아지면서절곡수가 증가함에 따라 여재면적이 커지게 되는 효과를 보이게 되고,관성저항이 줄어들어 압력손실이 줄어들게 된다. 하지만 일정값 이상의 절곡수가 되면서,여재 면적과 여재간 거리가 작아지게 되고,점성 저항이 늘어나게 되고 다시 압력손실이 증가하게 되는 것이다. 동일한 절곡수에 대해 절곡 높이에 따른 변화를 살펴보면,적은 절곡수에 대해서는 절곡높이가 증가할수록 압력손실이 줄어드는 것을 확인할 수 있다.이것도 역시 절곡 높이가커짐에 따라 여재 면적이 넓어지는 효과를 가지기 때문이라고 볼 수 있다.

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0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

0 0.5 1 1.5

Experimental

This study

Inlet velocity (m/s)

Pressure drop (mmH2O)

Lydall Filter Medium

(Grade No. 221)

For 22.225 mm Pleat Height

4 Pleat # / cm

그림 5-8면속도에 대한 압력손실 변화 해석 결과 비교

0

5

10

15

20

25

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Pleat Height22.225 mm

Pleat Height44.45mm

Pleat Height88.90mmn.

Pleat count / cm

Pressure drop (mmH2O)

Lydall Filter Medium

(Grade No. 221)(Approach Vel. 0.5 m/s)

그림 5-9절곡 수에 대한 압력손실의 변화

또한,한국기계연구원에서는 고효율,저소음 공기청정 시스템의 개발을위한 연구 과정으로 벽걸이형 공기청정기의 내부 유동 시뮬레이션을 수행하였다. 사용한 수치해석 프로그램은 FLUENT를 사용하였으며,MRF(MultipleReferenceFrame)모델을 사용하여 내부의 팬의 회전수가 변화함에 따라 내부의 유동 분포 변화를 비교해 볼 수 있도록 하였다.

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그림 5-10은 토출구에서 나오는 유속을 초음파 3차원 유속계를 사용하여각 위치별로 측정하여 정리한 것이다. 그림에서처럼 토출구에서의 속도는일정한 패턴을 가지면서 변화폭을 분명하게 가지고 있었으며,내부의 유로의차이로 인해 토출 방향에 따라서도 조금씩의 차이를 가지고 있었다.

그림 5-11는 유동 시뮬레이션을 통해 구한 내부 유동에서의 속도 분포를나타낸 것이다. 먼저 그림 5-11의 토출구에서의 속도분포를 살펴보면,실험적으로 구한 출구에서의 속도분포와 매우 유사하게 나타나고 있는 것을 확인할 수 있었다. 그리고 실험적으로는 구할 수 없는 내부 유동 속도 분포도원하는 부분에 대하여 상세하게 확인할 수 있었다. 그림에서는 좌상단 토출구 근처의 모서리 부분에서 강한 와류가 생성되고 있는 것을 보여주고 있다.따라서 이러한 수치해석을 통한 접근이 상당한 타당성을 가지고 있으며,효과적임을 알 수 있다.

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여재필터 비장착시 여재필터 비장착시 여재필터 비장착시 여재필터 비장착시 (Q=6.7CMM)(Q=6.7CMM)(Q=6.7CMM)(Q=6.7CMM)

048

풍속(m/s)

0 4 8

풍속(m/s)

0

4

8

풍속

(m/s

)

그림 5-10토출구에서의 속도 분포

그림 5-11공기청정기 내부 유동 계산 결과

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또한,실내 챔버내 청정화 효과 컴퓨터 시뮬레이션 예측을 위한 유동 제어 해석을 수행하였다. 공기청정기의 청정화 능력을 최대화하기 위해서는청정기 자체의 집진효율과 풍량을 최적화하면서 및 기밀성과 같은 시스템완성도를 높여야 할뿐만 아니라,시스템의 동작 모우드도 중요하다. 즉,실내에 있는 사람이 불쾌한 느낌을 최소화 할 수 있도록 토출 방향을 움직여주는 것에서부터,특정 지점의 오염된 공기를 가장 빠르고 효율적으로 제거해 내기 위한 유동 변화까지도 고려하여 설계할 수 있어야 할 것이다. 특히일반적인 스탠드형 공기청정기의 토출구가 한 면에만 있는데 반해 액자형및 천정 고정형 공기청정 시스템은 토출구가 3～4면에 걸쳐 있으며,토출구를 여닫을 수 있거나 방향을 조절할 수 있도록 설계되어 있어,이를 이용한실내 공기 유동의 제어가 가능하다는 장점이 있다. 따라서,이러한 특성을극대화하기 위해 챔버 내부의 유동 제어에 관한 시뮬레이션을 수행해 보았다. 본 시뮬레이션을 위해 30m3크기의 (3(D)×4(W)×2.5(H))챔버 형태로그림 5-12과 같이 격자를 생성하였다.

그림 5-12챔버내 유동 변화 해석을 위한 격자 생성

챔버내 유동제어 계산을 수행하였을 때,각 토출구의 각도 변화에 따른챔버내 유동의 변화 결과가 그림 5-13에 나타나 있다.그림 5-13의 실선은 청정기의 토출구에서부터의 유선을 나타낸다.그림에서와 같이 청정기의 토출각도를 변화시킴으로서 챔버내의 유동 형태가 크게 변화하고 있는 것을 알

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수 있다.

그림 5-14은 유동의 속도 벡터를 나타낸 계산 결과로서 토출각도는 45°이다.입자 계산을 간단히 하기 위하여,청정기에서 나오는 공기에는 입자가없으며,들어가는 공기에 있는 입자는 모두 집진된다고 단순화한 다음,챔버내에 일정한 간격으로 입자를 분포시키고 입자 운동 궤적을 계산한다. 일정한 입자 궤적 계산 스텝 수(NumberofStep)에서의 입자 위치를 찾아서,청정기로 들어간(Escaped)입자의 개수(Ce)를 구한 다음 초기 입자수 (C0)에대한 집진비율(Ce/Co)를 구하였다. 그림 5-15는 챔버 내에 벽걸이형 공기청정기와 한쪽 벽면에 패키지형 공기청정기(PAC)를 두고 같이 동작 시킬 경우의 입자궤적을 보여주고 있다.

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(a) υ= 6º

(c) υ= 45º (d) υ= 84º

(b) υ= 27º

그림 5-13토출구의 방향에 따른 유동 변화

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그림 5-14챔버내 유동 계산 결과 (θoutlet=45%)

그림 5-15입자 궤적 계산 (집진비율 계산)

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한양대학교 환경 및 산업의학 연구소에서는 2003년 공기청정기 사용에따른 실내 공기질 및 건강영향평가에 관한 연구에서 서울,경기 지역에 위치한 57개(가구 37,병원 20)를 무작위로 선정하여 2003년 4월 30일부터 7월 21일 까지 공기청정기 사용 전/중의 실내 공기질 및 인체 내 대사산물을 조사하였다.35) 조사대상물질은 입자상물질로 미세먼지(PM-1, PM-2.5, PM-7,PM-10)및 가스상 물질로 NO2와 휘발성 유기화합물질(VOCs)를 조사하였으며 또한 인체 대사산물로 조사대상시설 거주자들의 소변으로부터 생체지표로 알려진 1-Hydroxypyrene및 Hydroxyproline농도를 조사하였다.

그림 5-16과 그림 5-17은 각각 공기청정기 사용 전/중의 실내 미세입자오염물질(PM)과 가스상 오염물질(NO2)의 농도분포를 비교하여 나타낸 것이다. 그림 5-16및 5-17에서 알 수 있듯이 대부분의 측정 장소에서 공기청정기 사용 중의 오염물질 농도가 사용 전보다 낮음을 알 수 있다. 그림 5-18은 공기청정기 사용 전/중의 조사대상시설의 거주자들의 소변에서 인체대사산물이며,PAHs의 생체지표로 알려진 1-Hydroxypyrene농도로 이 또한 사용 중의 농도가 사용전의 농도에 비해 낮은 농도값을 나타내고 있음을 알수 있다.따라서 실내 공기청정기가 실내 공기질 개선 및 거주자의 건강 유지에 있어 어느 정도 효과가 있는 것으로 보여진다.

그림 5-16공기청정기 사용에 따른 입자 농도의 변화

35)김윤신 외,공기청정기 사용에 따른 실내 공기질 및 건강영향평가에 관한 연구,한국대기환경학회 학술대회

지,pp.491-497,2003

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그림 5-17공기청정기 사용에 따른 이산화탄소 변화

그림 5-18공기청정기 사용에 따른 1-Hydrooxypyrene변화

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제제제 222절절절 외외외국국국의의의 관관관련련련 연연연구구구 사사사례례례

해외에서는 1980대말에 캘리포니아 대학에서는 네 가지 휴대용 공기청정기에 대하여 6가지 대표적인 VOC와 이산화질소의 제거 성능시험을 수행한결과 상대습도,온도,집진 필터 수명에 따른 가스 제거 성능 영향이 적은것을 확인하였고 150시간 가동 후에 최대효율이 50% 정도에 지나지 않고 필터의 수명 또한 추천 수명의 15% 밖에 되지 않는다고 보고하였다.36) 1990년대 초 일본에서는 5가지의 휴대용 공기청정기에 대하여 담배입자에서 발생하는 오염물질에 대한 제거성능을 비교하였고 사람이 감지하는 오염물질감소량과 실제 입자상 물질 제거량이 매우 상이하다는 내용을 보고하였다.37)Masudaetal.(1993)은 코로나 하전장치,정전필터,오존필터 및 반도체 오존센서를 이용한 에어로졸,박테리아 및 악취를 제거하는 복합형 공기청정기를개발하여 0.1-1.0㎛에서 85%의 집진효율 성능을 보여주었고 악취 제거 및박테리아,바이러스 제거에도 효율적임을 보여주었다.38) Hanleyetal.(1994)는 환기용 공기정화기의 입자 계수에 의한 표준화된 측정방법과 관련된 연구에서 풍량,입경 및 투하 먼지량에 따라 집진효율 변화가 매우 크다고 보고하였다. Dorsey과 Davidson(1994)은 코로나 하전방식의 전기식 공기청정기는 전극이 오염되었을 때 백 코로나(BackCorona)가 발생하여 전극 오염전보다 4배 이상 오존이 더 발생한다고 하였고 전극 재질에 따라서도 오존발생량이 10배 가까이 차이가 날수 있다고 보고하였다.39) Cheng etal.(1998)은 화분과 곰팡이 제거를 위한 상업용 공기청정기의 성능시험을 통해서 높은 환기량에서는 초기 농도의 10~20%로 유지시켜주는데 도움을 주고낮은 환기량에서는 초기농도의 20% 수준으로 제거시켜주는데 도움을 주는것을 보임으로써 공기청정기가 짧은 시간에 화분과 곰팡이를 제거하는데 효과적임을 보이는 연구를 수행하였다.40) Foarde etal.(1999)는 임펙터(Impactor)샘플러를 사용하는 공기청정기의 바이오 에어로졸의 제거성능 시

36)Daisey& Hodgson,Initialefficienciesofaircleanersfortheremovalofnitrogendioxideandvolatileorganiccompounds,Atmosphericenvironment,v.23,pp.1885-1892,2003

37)Iwashitaetal.,MethodforEvaluatingEfficiencyinRemovingPerceivedAirPollutantsbyAirCleaners,IndoorAir,v.3,1993

38)Masudaetal.,Theperformanceofanintegratedairpurifierforcontrolofaerosol,microbial,andodor,IEEEtransactionsonindustryapplications,v.29,pp.774-780,1993

39)Dorsey& Davidson,Ozoneproductioninelectrostaticaircleanerswithcontaminatedelectrodes,IEEEtransactionsonindustryapplications,v.30,pp.370-376,1994

40)Chengetal.,EfficiencyofaPortableIndoorAirCleanerinRemovingPollensandFungalSpores,AerosolScienceandTechnology,pp.92-101,1998

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험 방법을 제안하였고 일반(Nonbiological)에어로졸 비교시험을 통해서 우수한 재현성을 나타내었다고 보고하였다.41) Phillipsetal.(1999)는 공기정화용음이온 발생기에서의 오존발생량 측정 연구를 통해서 6인치 거리에서 65~71ppb,1인치 거리에서는 268~389ppb의 오존이 발생하는 결과를 보고하였다.42) 홍콩 응용과학대학에서는 27대의 가정용 공기청정기(6가지 이온식,7가지 필터식 및 14가지 복합식 공기청정기)의 담배 입자 포집과 오존 발생에관한 연구를 수행하였고 여기에서 오존 발생량은 CADR제거성능과는 상관관계가 없음을 보였으며 또한 UL시험을 통과한 제품들도 사용자에게 오존노출의 위험이 있음을 경고하였다.43) 일본 오사카 대학에서는 상온 플라즈마반응과 전기집진기를 이용한 전기식 공기청정기를 개발하여 미세입자 제거와 아세트알데히드의 분해성능 시험을 수행하였고 그 결과 99% 이상의 집진효율과 90% 이상의 아세트알데히드 분해효율을 얻었다고 보고하였다.44)미국 NIST에서는 85m3의 시험용 하우스에서 이동식과 고정식 두 종류 공기청정기의 톨루엔 제거 성능 시험과 그 결과를 IndoorAirQualityModel(CONTAMW)을 이용하여 예측하는 보고를 하였다.45) Zhangetal.(2003)은VOC를 제거하는 광촉매 공기청정기의 성능을 분석하는 간단한 PCO 반응모델을 개발하여 실험적 결과와 유사한 경향을 얻을 수 있었다.46) Francisetal.(2003)은 애완동물 알러지에 민감한 성인 천식환자들에 대한 공기청정기의 효과와 관련된 연구를 통해 공기청정기가 복합적인 천식 상태를 개선하는데 효과가 있음을 보고하였다.47)최근에는 신시내티 대학에서 휴대용 2가지 고정형 3가지 총 5가지의 이온발생기로부터의 실내 미세먼지와 박테리아의 제거 성능에 관한 연구를 수행하기 위해 2.6m3의 챔버에서 NaCl,PSL및 PseudomonasFluorescens박테리아를 이용해서 제거효율을 측정하였고41)Foardeetal.,DevelopmentofaMethodforMeasuringSingle-PassBioaerosolRemovalEfficienciesofaRoom AirCleaner,AerosolScienceandTechnology,v.30,pp.223-234,1999

42)Phillipsetal.,Ozone emissionsfrom a personalairpurifier,Journalofexposure analysisandenvironmentalepidemiology,v.9,pp.594-601,1999

43)Niu,etal.,Quantificationofdustremovalandozoneemissionofionizerair-cleanersbychambertesting,J.ofElectrostatics,pp.21-24,2001

44)Okuboetal.,Electricaircleanercomposedofnonthermalplasmareactorandelectrostaticprecipitator,IEEE,pp.1505-1511.2001

45)Okuboetal.,Electricaircleanercomposedofnonthermalplasmareactorandelectrostaticprecipitator,IEEE,pp.1505-1511.2001

46)Emmerich& Nabinger,MeasurementandSimulationoftheIAQ ImpactofParticleAirCleanersinaSingle-Zone Building,American Society of Heating,Refrigerating and Air-Conditioning Engineers,pp.340-351,2002

47)Francisetal.,Clinicaleffectsofairfiltersinhomesofasthmaticadultssensitizedandexposedtopetallergens,Clinicalandexperimentalallergy,v.33,pp.101-105,2003

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그 결과 휴대용의 경우는 15분 후 50%,90분 후에는 100%,고정형은 5~6분후 90%,10~12분 후에는 100%의 제거성능을 보인다고 보고하였다.48) 한편,텍사스 대학에서는 오존발생기를 아파트에 설치하고 입자농도,오존농도 및환기량을 측정한 결과 테르핀과 오존 농도가 증가하면서 입자 수농도와 질량농도가 증가함을 확인함으로써 오존발생기가 인체에 크게 유해할 수 있음을 경고하였다.49) 홍콩응용과학대학는 2.4m3 스테인리스 스틸 챔버에서TiO2를 도포한 활성 카본필터 및 광촉매를 사용하여 일산화질소(0.2ppm)와톨루엔(2.2ppm)을 제거하는 연구를 수행하였고 광촉매에 의해 생성되는 이산화 질소를 활성 카본 필터로 제거함으로써 일산화질소의 제거성능을 높이는 결과를 보고하였다.50)

48)Grinshpunetal.,Evaluationofionicairpurifiersforreducingaerosolexposureinconfinedindoorspaces,Indoorair,v.15,pp.235-245,2005

49)Hubbard etal.,Effectsofan ozone-generating airpurifieron indoorsecondary particlesin threeresidentialdwellings,Indoorair,v.15,pp.432-444,2005

50)Ao& Lee,Indoorairpurification byphotocatalystTiO2 immobilized on an activated carbon filterinstalledinanaircleaner,ChemicalEngineeringScience,v.60,pp.103-109,2005

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제제제 666장장장 시시시험험험대대대상상상 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 선선선정정정제제제 111절절절 시시시장장장조조조사사사 및및및 분분분석석석

국내 유통되는 공기청정기를 대표할 수 있는 시험 대상체를 선정하기 위하여 인터넷 홈쇼핑 3개사와 백화점,대형 할인마트 등의 현장 5곳에서 유통되는 제품들에 대하여 가격별,집진방식별,제조업체별 및 적용면적별로 분류하여 비교해 보았다. 먼저 2005년 6월 인터넷 홈쇼핑 3개사의 공기청정기를 판매순위별로 분류해 보았고,그 가운데에서 선호도가 높은 상위 60개의청정기를 다시 분류하여 그 분포를 분석해 보았다. 또한,2005년 11월에는백화점 및 대형할인마트 등의 5곳에 대한 현장에서의 판매현황을 조사하여인터넷 조사와의 비교를 통해 선정의 타당성을 분석,평가하였다.

그림 6-1은 인터넷 홈쇼핑에서 판매되고 있는 121대 전체 공기청정기 모델에 대하여 가격별로 분류한 결과를 보여주고 있다.10만원대부터 100만원대까지 골고루 판매되고 있음을 알 수 있었고,특히 10～30만원대의 공기청정기가 시중에 많이 출시되고 있음을 알 수 있었다.

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10 이하 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~100 100이상

청정기 가격 (만원)

비율

(%

)

그림 6-1인터넷 조사 공기청정기 모델의 가격별 분포

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그림 6-2는 인터넷 조사 공기청정기의 집진방식에 따른 분석 결과를 보여주고 있다.필터식과 복합식이 공기청정기 시장의 대부분을 차지하고 있으며습식과 음이온식도 8～15% 정도의 비율을 차지하고 있다. 복합식은 필터식에 전기식 및 기타 부가기능을 추가하여 가격이 필터식보다 상대적으로 높기 때문에 시장의 유통되는 모델은 저가의 필터식이 복합식보다 더 많은 비중을 차지하고 있는 것으로 보인다.

0

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필터식 전기집진식 음이온식 복합식 습식

집진방식

비율

(%

)

그림 6-2인터넷 조사 공기청정기 모델의 방식별 분포

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그림 6-3은 인터넷 조사 공기청정기의 주요업체별 분석 결과를 나타내고있다. 5개의 주요업체 A～E는 국내에서 시장 점유율이 높은 5대 기업을 나타내고 있다. 40여개의 중소업체에서 여러 가지 제품 모델을 출시하고 있었기 때문에 5대 기업의 모델 비율은 30% 미만으로 상대적으로 낮았다.

0

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A B C D E 기타업체

주요업체

비율

(%

)

그림 6-3인터넷 조사 공기청정기 모델의 주요업체별 분포

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그림 6-4는 2005년 11월 기준,백화점 및 대형 할인마트 5곳에서 판매되고 있는 54대 공기청정기 모델에 대하여 가격별로 분류한 결과를 보여주고있다. 인터넷 판매에서와 마찬가지로 20～40만원대의 공기청정기가 시중에많이 유통되고 있음을 알 수 있다.

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청정기 가격 (만원)

비율

(%

)

그림 6-4현장 조사 공기청정기 모델의 가격별 분포

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그림 6-5은 현장 조사 공기청정기 모델의 집진방식에 따른 분석 결과를보여주고 있다. 필터식과 복합식이 90%이상으로 대부분을 차지하고 있고습식과 전기집진식,음이온식은 인터넷 쇼핑몰과는 달리 10% 이내의 낮은비율을 차지하고 있다. 이것은 필터식과 복합식이 백화점 및 대형마트의 현장에서 많이 판매되고 있으며,음이온식 공기청정기는 주로 인터넷 시장에서유통되고 있는 것으로 사료된다.

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필터식 전기집진식 음이온식 복합식 습식

집진방식

비율

(%

)

그림 6-5현장 조사 공기청정기 모델의 방식별 분포

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그림 6-6은 현장 조사 공기청정기 모델의 주요업체별 공기청정기 모델 분석 결과를 나타내고 있다. 백화점과 대형 할인 마트의 경우 인터넷 쇼핑몰과는 달리 기타업체는 15여개의 중소업체에 불과 했다. 특히 백화점과 대형할인 마트에서는 판매를 하지 않는 한개 업체를 제외한 주요 4대 업체의 모델 비율은 약 45%로 인터넷 쇼핑몰보다 높은 비중을 차지하고 있었다.

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A B C D E 기타업체

주요업체

비율

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그림 6-6현장 조사 공기청정기 모델의 주요업체별 분포

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이상의 시장에서 조사된 유통 공기청정기 모델들에 대한 제조업체나 가격 등의 정보는 실제로 소비자가 선호하여 가정에서 사용하는 공기청정기제품들을 대표한다고 확신하기가 어렵다. 따라서,이를 보완하는 다른 접근방법으로,각 인터넷 쇼핑몰에서 가장 인기가 높은 모델들에 대하여 중복 제품을 제외하고 20대씩 선정하여,가격별,집진방식별,업체별로 분류하여 보았다. 이와 같은 분류는 인터넷 쇼핑몰사에서 제공하는 인기순위의 정렬 기능을 통해 쉽게 처리할 수 있었다.

그림 6-7은 이상과 같이 선정된 상위 60개 모델의 가격별 공기청정기 분포를 보여주고 있다.앞에서 분석했던 결과와 유사하게 20～30만원대의 공기청정기가 가장 많이 구매되고 있음을 확인할 수 있다. 즉,업체에서 주력으로 생산하는 공기청정기의 가격 기준과 실제로 판매도가 높은 제품에서 큰차이가 없음을 알 수 있다.

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10 이하 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70 이상

청정기 가격 (만원)

비율

(%

)

그림 6-7상위 60개 모델의 가격별 공기청정기 분포

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그림 6-8은 상위 60개 모델의 집진방식별 공기청정기 분포를 보여주고 있다. 전체제품에 대하여 분석했을 때와는 조금 다르게 필터식과 복합식이 거의 같은 비율로 높은 비중을 차지하고 있었고,음이온식이 상대적으로 많이판매되고 있는 것을 알 수 있다.이는 필터식 보다는 복합식 제품이 고가임에도 불구하고 여러 가지 부가기능 효과로 소비자들에게 더욱 선호되기 때문이라 사료되며,음이온식이 판매 상위권을 차지하고 있는 것은 가격이 10만원대 또는 그 이하로 매우 저렴한 이유로도 유추된다.

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필터식 전기집진식 음이온식 복합식 습식

집진방식

비율

(%

)

그림 6-8상위 60개 모델의 방식별 공기청정기 분포

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그림 6-9는 상위 60개 모델의 업체별 공기청정기 분포를 보여주고 있다.인기가 높은 모델로 분류를 했기 때문에 시장 점유율이 높은 5개 주요 업체의 제품 비율이 급격히 상승하는 것을 알 수 있다. 그림에서 보는 것과 같이 5개 업체에서 약 70%를 점유하고 있다. 상위 판매 모델에 대하여 분석수를 줄일수록 5개 주요 업체의 점유율은 더욱 더 증가할 것으로 예상된다.

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A B C D E 기타업체

주요업체

비율

(%)

그림 6-9상위 60개 모델의 주요업체별 공기청정기 분포

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제제제 222절절절 시시시험험험대대대상상상 공공공기기기청청청정정정기기기 선선선정정정

앞 절의 상위 60개의 모델로 가격별,집진방식별,업체별 분포를 정리해보면 그 비율은 다음과 같다.가격별로 분류할 때 20만원 이하가 15대(25%),20～40만원 24대(40%),40～60만원 12대(20%),60만원 이상이 9대(15%)였으며,집진방식별로 분류하면 필터식 21대(35%),전기집진식 2대(3%),음이온식10대(17%),복합식 22대(37.5%)및 습식 5대(4.5%)로 나타났다.그리고 업체별로 분류하면 5대 주요 기업이 41대(67.5%),나머지 업체가 19대(32.5%)로나누어진다.

본 연구의 과업계획서에 따라 40대의 공기청정기를 앞의 상위 60대 분류비율을 고려하여 선정할 때,가격별로 분류하여 20만원 이하 10대 (25%),20～40만원 16대 (40%),40～60만원 8대 (20%),60만원 이상 6대 (15%)이었으며,집진방식별로 분류하면,필터식 14대 (35%),전기집진식 1대(3%),음이온식 7대(17%),복합식 15대 (37.5%)및 습식 3대 (7.5%)로 되었다.그리고 업체별로 분류하여 5대 기업이 27대 (67.5%),나머지 업체가 13대 (32.5%)로선정할 수 있다.

위의 40대 시험체 선정은 모두 2005년 6월 인터넷 시장 조사만을 참고로반영하였다. 2005년 11월 실제 시중의 백화점이나 대형 마트에서의 시장조사를 해본 결과,음이온식이나 습식의 비중이 인터넷 시장에 비해 상당히 낮았다. 따라서,추가로 필터식과 복합식 등의 5대를 백화점 및 대형 할인마트의 공기청정기를 판매순위별로 나열하여 인터넷 쇼핑몰과 중복되지 않는제품으로 추가 선정하였다.

최종적으로 선정된 총 21개사 45대의 공기청정기 모델을 표 6-1에 나타내었다.선정된 공기청정기는 대부분이 상위 60개 모델에 포함되는 공기청정기를 선정하였고 그렇지 않은 모델에 대해서도 가격별,업체별,방식별 비율을고려하여 선정하였다. 표 6-1에서 보는바와 같이 집진과 가스제거 방식을필터,전기집진,흡착필터 및 플라즈마식 등으로 세분화하였으며,음이온 기능에 대해서도 탄소섬유 등을 이용하는 매체형과 전기 방전을 이용하는 방전형 등으로 세분화 분류하였다.

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표 6-1.시험대상 공기청정기 45대번번번호호호 업업업체체체 방방방 식식식 번번번호호호 업업업체체체 방방방 식식식1 A사 필터식(집진필터+흡착필터) 24 E사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+

전기집진+음이온(방전형))2 A사 필터식(집진필터+흡착필터) 25 E사 필터식(집진필터+흡착필터)3 A사 필터식(집진필터+흡착필터) 26 E사 필터식(집진필터+흡착필터)

4 A사 복합식(집진필터+흡착필터+플라즈마+음이온(방전형)) 27 E사 복합식(집진필터+흡착필터+

플라즈마+음이온(방전형))5 B사 필터식(집진필터+흡착필터) 28 F사 복합식(집진필터+광촉매)6 B사 필터식(집진필터+흡착필터) 29 G사 필터식(집진필터+흡착필터)7 B사 필터식(집진필터+흡착필터) 30 H사 필터식(집진필터+흡착필터)8 B사 필터식(집진필터+흡착필터) 31 H사 복합식(집진필터+흡착필터

+음이온(매체형)9 B사 필터식(집진필터+흡착필터) 32 I사 필터식(집진필터+흡착필터)10 B사 필터식(집진필터+흡착필터) 33 J사 전기집진식(전기집진+흡착필터)11 C사 필터식(집진필터+흡착필터) 34 K사 음이온식(방전형)12 C사 필터식(집진필터+흡착필터) 35 L사 음이온식(방전형)13 C사 필터식(집진필터+흡착필터) 36 M사 음이온식(방전형)14 C사 복합식(집진필터+흡착필터+

광촉매+음이온(매체형)) 37 N사 음이온식(방전형)

15 C사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+음이온(매체형)) 38 O사 음이온식(방전형)

16 C사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+음이온(매체형)) 39 P사 음이온식(매체형)

17 D사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+전기집진+음이온(방전형)) 40 Q사 음이온식(방전형)

18 D사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+전기집진+음이온(방전형)) 41 R사 음이온식(방전형)

19 D사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+전기집진+음이온(방전형)) 42 S사 음이온식(방전형)

20 D사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+전기집진+음이온(방전형)) 43 T사 습식

21 D사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+전기집진+음이온(방전형)) 44 T사 습식

22 D사 복합식(전처리필터+전기집진) 45 U사 습식23 E사 복합식(집진필터+흡착필터+광촉매+

전기집진+음이온(방전형))

※※※집집집진진진필필필터터터===고고고성성성능능능집집집진진진필필필터터터,,,흡흡흡착착착필필필터터터===가가가스스스흡흡흡착착착필필필터터터,,,매매매체체체형형형===탄탄탄소소소,,,철철철섬섬섬유유유 등등등과과과 같같같은은은매매매체체체이이이용용용 음음음이이이온온온 발발발생생생,,,방방방전전전형형형===코코코로로로나나나,,,플플플라라라즈즈즈마마마 등등등의의의 전전전기기기방방방전전전이이이용용용 음음음이이이온온온 발발발생생생

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선정된 45대의 가격별,집진방식별,업체별 비율을 그림 6-10부터 그림6-12까지 나타내었다.40대를 인터넷 상위 60개 모델의 가격별,방식별 업체별 비율을 고려하여 선정했기 때문에 선정된 결과의 비율 분포가 인터넷 상위 60개 모델로 분류한 것과 매우 유사함을 확인할 수 있다.

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10 이하 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~70 70이상

청정기 가격 (만원)

비율

(%

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그림 6-10시험대상 공기청정기의 가격별 분포

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필터식 전기집진식 음이온식 복합식 습식

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비율

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그림 6-11시험대상 공기청정기의 방식별 분포

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업체

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6-12시험대상 공기청정기의 주요업체별 분포

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제제제 333절절절 시시시장장장변변변화화화 및및및 표표표본본본 재재재분분분석석석

본 연구에서 2005년 6월 인터넷 시장조사와 2005년 11월 현장 시장조사를 통하여 45대의 공기청정기 표본을 선정하였다. 본 연구를 수행하는 동안국내 공기청정기 시장의 판매현황의 변화 여부를 확인하고 표본과의 재분석및 비교를 위하여,기존의 조사된 인터넷 홈쇼핑에서의 공기청정기 판매 현황을 2006년 2월에 재조사 하였다. 2005년 6월 조사에서는 121대였던 전체공기청정기 판매 모델수가 2006년 2월에는 205대로 약 1.7배나 증가하였다.이는 공기청정기에 대한 관심과 시장 유통제품 규모가 약 8개월 동안에도상당히 증가하고 있다는 것을 보여준다.

2006년 2월에도 종래와 같이 가격별,집진방식별 및 업체별로 공기청정기비율을 분류해 보았다. 그림 6-13은 인터넷 홈쇼핑에서 2006년 2월 판매되고 있는 205대 전체 공기청정기 모델에 대하여 가격별로 분류한 결과를 보여주고 있다. 2005년도 조사 결과와 유사하게 10～30만원대의 중저가 모델이 여전히 판매 점유율이 높았으며,60～100만원대의 고급 모델의 비율이 상대적으로 상승하고 있는 추세로 나타났다.

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15

20

10 이하 10~20 20~30 30~40 40~50 50~60 60~100 100이상

청정기 가격 (만원)

비율

(%

)

그림 6-13인터넷 재조사 공기청정기 모델의 가격별 분포

- 85 -

그림 6-14는 2006년도 인터넷 조사 공기청정기에 대한 방식에 따른 분석결과를 보여주고 있다.그림 6-2의 2005년도 판매 현황과 비교할 때,필터식과 복합식의 비율은 비슷한 경향을 나타냈으나,음이온식 공기청정기 모델의비율이 상승하였고,습식 공기청정기의 비율은 상대적으로 감소하였다.이때의 음이온식과 습식의 비율은 최종 선정된 시험체 45대를 선정할 때 고려한그림 6-10의 인터넷 상위 60개 모델의 비율과 유사한 경향을 나타냈다.

0

10

20

30

40

50

60

필터식 전기집진식 음이온식 복합식 습식

집진방식

비율

(%

)

그림 6-14인터넷 재조사 공기청정기 모델의 방식별 분포

- 86 -

그림 6-15는 주요업체별 공기청정기 모델 분석 결과를 나타내고 있다.2005년과 비교하여 40여개였던 기타업체가 60여 업체로 큰 폭으로 증가하였지만 업체별 분포는 종전과 거의 유사한 경향을 보이고 있었다.

0

20

40

60

80

100

A B C D E 기타업체

주요업체

비율

(%

)

그림 6-15인터넷 재조사 공기청정기 모델의 주요업체별 분포

- 87 -

이상에서 2005년 6월의 조사결과와 2006년 2월의 조사결과를 비교해 볼때,전체적인 공기청정기 판매 대수는 크게 증가하였지만 시장의 대부분을차지하는 주요 5대기업의 업체별 비율이 거의 차이가 없었으며,또한 5대 업체에서 주로 취급하는 필터식과 복합식의 상대비율에서 거의 동일한 경향을나타냈기 때문에 전체적으로의 경향에서는 큰 차이를 나타내지 않는 것으로사료된다. 다만,2005년 6월 조사와 2006년 2월 조사에서의 차이는 그동안에 고급화 대형 모델의 증가가 부분적으로 나타났으며,습식에 비하여 음이온식 비율이 상대적으로 증가한 것을 볼 수 있었다. 그러나 최종적으로 선정된 시험체의 분포 비율은 60대의 인기도 상위 판매 비율이 이미 고려되었기 때문에,2006년 2월에 조사한 전기집진식,음이온식 및 습식의 비율에 오히려 유사한 경향을 나타내었다.따라서,본 연구에서 선정된 45대의 시험대상 표본은 그동안의 시장 변화

에도 불구하고 시험체로서의 대표성을 지니고 있다고 판단된다.

- 88 -

제제제 777장장장 시시시험험험대대대상상상 공공공기기기청청청정정정기기기의의의 성성성능능능시시시험험험및및및 관관관리리리방방방안안안

최종 선정된 45대의 시험대상 공기청정기에 대하여 집진효율,청정화능력,풍량,탈취효율,VOC제거효율 및 소음 등의 시험을 수행하였다. 본 연구에서 적용된 시험규격은 전문가 회의와 소비자 구매성향 조사 내용 등을반영하여 정하였다. 즉,국내의 소비자들에서 가장 중요하게 고려되는 집진효율과 적용면적 시험은 최근의 첨단 규격 추이에 따라 KCl입자의 지름0.3㎛에 대한 계수법을 적용하였으며,유해가스에 대한 제거효율 시험은 국내 가정의 실내에서 중요한 냄새와 VOC에 대한 챔버 기준을 적용하였다.항목별로 적용된 시험규격 및 시험방법은 표 7-1과 같다.여기에서,청정화능력은 30～50m3챔버에서의 미세먼지 제거율로부터 적

용면적을 산출하는 시험으로,악취 또는 유해가스에 대한 정화능력을 의미하지는 않는다.

표 7-1공기청정기 항목별 시험규격 및 방법항항항목목목 시시시험험험 규규규격격격 및및및 방방방법법법집진효율 KACA-1998-01,KCl0.3㎛ 입자 계수법 측정

청정화능력(적용면적) KACA-1998-01,챔버법,KCl입자,초기농도 1/3까지풍량 KSC9314,오리피스 또는 표준노즐 이용

탈취효율 KACA-1998-01,암모니아,초산,아세트알데히드3종류,초기농도 10~13ppm,30분 측정

VOC(톨루엔,포름알데히드)제거효율 KACA-1998-01의 탈취시험방법과 동일

소음 KACA-1998-01,전,후,상,좌,우 5곳 측정

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제제제 111절절절 시시시험험험방방방법법법

111...입입입자자자 집집집진진진효효효율율율 시시시험험험

공기청정기의 집진효율 시험을 위한 실험장치는 크게 표준규격의 풍동시스템,실험분진 입자를 발생시키는 미세입자 발생장치 및 압축공기라인,공기청정기 시험체,공기청정기의 전/후단의 입경별 입자 수 농도를 측정할 수있는 입자계수기 등의 계측시스템으로 구성되어져 있다.풍동장치는 팬-인버터(Fan-Inverter)시스템에 의하여 임의의 유량으로 조절이 가능하도록 되어있으며,전단에는 분진입자 발생장치를 설치할 수 있도록 설계,제작하였다.시험에서 사용된 전형적인 표준 풍동 시험장치의 사진은 그림 7-1에 나타나있으며,그림에서 보는바와 같이 시험장치 풍동은 풍량시험 장치 본체를 사용하였으며,단지 전단부 청정공기 공급 및 입자공급을 위한 장치와 계측시스템의 연결부를 추가로 부가시켜 사용하였다.

입자 발생장치는 ConstantOutputAtomizer(TSI,Model3076)를 사용하여 KCl입자를 생성시켰는데 용액의 농도와 노즐공기압 및 유량을 조절하여KCl입자의 크기와 농도를 조절할 수 있다.주로 1%의 KCl수용액을 압축공기 3.7lpm으로 분사시켜 집진효율 시험에 적당한 농도를 공급시킬 수 있다.공급되는 압축공기는 필터와 레귤레이터로 이루어진 청정공기시스템을이용하여 불순물이 혼입되지 않도록 하였으며 발생된 액적은 확산건조장치(DiffusionDryer)를 통과하면서 건조되고 Kr85분진중성화 장치를 통과하면서 전기적으로 중성화된다.

분진공급 튜브(Tube)는 덕트의 중심부에 위치해 있으며,시험덕트는 송풍기 등의 진동발생 장치로부터 고립되어 있다.본 제작 장치는 610mm×610mm의 정격 정면크기를 가지는 시험체를 시험하는데 사용되어졌으며,정규 덕트 횡단면의 60%에서 150% 까지의 단면적을 가지는 시험체에 변환되어 적용시켰다.시험공기의 온도,절대압력,상대습도는 (되도록이면 유량측정 오리피스의 인접 상류의)덕트 유동내에서 측정하였다.

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그림 7-1집진시험장치용 입자발생 및 덕트구성

집진효율의 측정은 시험부의 전후의 입자농도 계수를 측정하는 계수법을사용한다.시험풍동을 정격 풍량으로 가동시키고 시험분진 공급장치를 이용하여 공기 유입측 시험 유로 내에 KCl입자를 연속적으로 공급하고 공기청정기의 상류측과 하류측에 설치된 샘플러를 미립자측정 장비에 연결하여 입경별 분진계수 농도를 측정하여 분진포집 효율을 구한다.

성능시험의 덕트 구성은 KSB6141환기용 에어필터 유니트의 형식 1에상당하는 것으로 상류측은 에어로졸 농도편차 ±10% 이내의 균일 농도의 에어로졸이 공급될 수 있는 것이라면,벤튜리 형상에 한정되지 않고 혼합 오리피스/혼합 엘보우를 사용해도 좋으며,또한 풍량측정 장치를 이용해도 좋다.상류측 샘플링 위치는 시험체 흡입부 바로 앞으로 한다.시험체 설치부의 상류측은 돔(Dome)등 흡입부 보다 커다란 단면을 가진 것으로 한다.하류측은 시험체로부터의 모든 배출입자를 에어로졸 혼합하여 대표 샘플링을 할수 있는 충분히 긴 교축 형상을 가진 것으로 한다.단,하류측에 충분히 긴교축형상 덕트를 붙이는 것이 곤란하여 농도편차를 해소할 수 없는 경우에는,하류측 전면에 걸쳐 주사해 최대 값을 포함하는 다수 점(5점 이상)의 샘플링을 행해 평균농도를 구하는 것으로 한다.그리고 시험용 입자농도에서상류측 입자농도는 광산란식 자동입자계수기의 동시계수오차가 5%를 넘지

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않고,하류측 계수 값이 백그라운드 값에 비해 충분히 큰 범위에서 행하며,상류측의 시험용 입자 농도가 안정화된 것을 확인한 후 상류측 및 하류측의입자를 등속 흡인하고 이것을 동시 또는 서로 교환해서 3회 이상 측정한다.상류측 입자농도가 광산란식 자동입자계수가 가지는 최대 농도범위를 초과하는 경우에는 입자농도 희석기를 이용해도 무방한 것으로 한다.교대로 측정하는 경우에는 상류측 농도의 변동에 유의하고,동시에 측정하는 경우에는광산란식 자동입자계수기 입자직경 구분마다 상관계수를 구해서 차이가 있는 경우에는 보정해야만 한다.집진효율은 다음 식으로 산출한다.

×

여기서, :포집효율 또는 집진효율 (%) :하류측 입자개수농도 (개/cm3) :상류측 입자개수농도 (개/cm3)

- 92 -

222...청청청정정정화화화 능능능력력력(((또또또는는는 적적적용용용면면면적적적)))시시시험험험

청정화 능력 시험장치는 시험 챔버,시험대상 입자를 발생시키기 위한 발생기 및 KCl입자발생기,청정 압축공기를 공급하는 청정공기 공급시스템,그리고 입경별 농도를 측정하는 입자계수기로 구성되었다.본 시험에 사용된시험 챔버는 가로 4m,세로 3m,높이 2.5m의 직육면체로 용적이 30m3이고,챔버 내의 일정한 배경농도를 만족시키기 위한 청정공기를 공급할 수 있는고성능의 HEPA 필터가 설치되어 있으며,실내 과잉공기를 자동으로 배출할수 있는 댐퍼와 습도조절을 위하여 가습할 수 있는 덕트가 설치되어 있다.또 챔버 내부를 급속 혼합할 수 있는 교반 팬이 챔버 상부에 설치되어 있으며 이 외에 자동전압조절장치(AVR)와 제어반이 설치되어 있다.

그림 7-2는 본 연구에서 사용한 시험 챔버의 사진을 보여주며,시험체인공기청정기의 설치 위치는 제품의 취급설명서에 기재된 위치로 하였다.단,기재되지 않은 경우는 다음의 조건을 따르는데,먼저,탁상형과 탁상/벽걸이겸용형은 벽면에 인접하고,바닥에서 약 70cm 높이의 탁자 위에 설치하며,바닥설치 전용형은 벽면에 면한 바닥위에 설치하였다.그리고,벽걸이 전용형은 제품의 아래면이 바닥면에서 180cm가 되도록 설치하며,또한 시험체를2대 이상 설치할 경우에는 챔버 중심에 대해 각 시험체가 대칭이 되도록 설치하였다.그림 7-3은 바닥형 및 탁상형에 대하여 챔버내에 설치된 모습을보여주고 있으며,그림 7-4는 천정에 설치된 혼합팬과 조명장치를 보여주고있다.

청정화 능력 시험은 한국공기청정협회 KACA-1998-01규격의 절차에 따라 운전감소 입자농도와 자연감소 입자농도를 측정하여 산출한다.운전감소입자농도측정은 시험 챔버내 0.3㎛ 입자크기의 배경농도가 3×105개/m3이하가 되도록 유지한 이후 교반기로 충분히 교반을 시키면서 입자농도가108~1010개/m3에 도달 될 때까지 입자발생을 시킨 뒤 입자발생을 종료하고,종료 후 0.3㎛ 크기의 입자가 포함된 입자크기채널의 입자농도(그렇지 않은경우 인접한 입자크기채널들의 산술평균된 입자농도)가 최대농도점을 통과하고 감소하기 시작하는 시점에서 교반기를 정지하고 입자농도가 감소하기 시작하는 시점의 입자의 초기입자 농도를 구하고 난 뒤 공기청정기를 운전시키면서 이 시점을 t=0으로 한다.이 때의 공기청정기를 운전시키면서 입자크기 0.3㎛가 포함된 입자크기채널의 입자농도가 그 채널의 초기 농도의 1/3이

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되는 시점까지 시험을 수행하고 그 시점까지의 운전감소 입자농도곡선을 입자계수기의 모든 입자크기채널에 대하여 각각 구한다.이 때 운전감소 입자농도 곡선상에는 적어도 10개 이상의 측정점이 표시될 수 있도록 한다.단,운전감소 입자농도측정 총 시험시간이 30분 미만인 경우는 측정점이 5개 이상이면 된다.

자연감소 입자농도측정은 앞에서와 같은 방법으로 입자농도측정 직전에시험챔버내의 공기를 동일하게 처리한 후,절차에 따라 시험입자를 발생시키면서,입자농도가 감소하기 시작하는 시점을 t=0으로 하고 이 시점에서의 입자농도를 초기농도로 한다.이 때도 초기 입자농도는 규정된 입자농도범위에있어야 한다.자연감소측정에서는 공기청정기를 운전시키지 않고 30분간의자연감소 입자농도곡선을 입자계수기의 모든 입자크기 채널에 대해 각각 산출한다.단,앞의 운전감소 입자농도 측정시간이 30분을 초과했을 경우에는운전감소 입자농도측정 시험시간 동안의 자연감소 입자농도곡선을 산출하며,샘플링은 앞에서 수행한 절차와 동일하게 수행하여 측정값을 구한다.시험체의 분진 청정화 능력은 다음의 공식으로 산출한다.

여기서, :분진청정화능력 (m3/min) :시험챔버 체적 (m3) :운전감소시의 측정시간 (min)

:자연감소시 측정개시점 t=0에서의 입자농도 (개/cm3) :운전감소시 측정개시점 t=0에서의 입자농도 (개/cm3) :자연감소시 측정시간 t분에서의 입자농도 (개/cm3) :운전감소시 측정시간 t분에서의 입자농도 (개/cm3) :시험체 대수

한편,적용면적은 다음 식으로 산출한다.

×

여기서, :적용면적(평)

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그림 7-2공기청정기 청정화능력 시험챔버 사진

그림 7-3시험체 공기청정기 설치 사진

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그림 7-4 챔버 천정부에 설치된 혼합팬과 조명장치

- 96 -

333...풍풍풍량량량 시시시험험험

풍량 시험은 공기청정기를 정격주파수,정격전압으로 운전하여 한국산업규격 KSC 9314에 따라 수행하였으며,시험장치는 그림 7-5와 7-6과 같다.10CMM 이하의 중소형 풍량의 경우 그림 7-5와 같으며,10CMM 이상의 대용량일 경우 그림 7-6과 같은 풍동장치를 사용하였다.이는 공기누설이 없도록 적당한 접속을 하며,KSB6311에 규정되어 있는 개구비가 0.64이하의오리피스 유량 측정 시스템을 이용하여 유량을 측정하였다.그림 7-7은 공기청정기의 압력손실을 측정하기 위한 마노미터(Manometer)의 사진을 보여주고 있다.

그림 7-5 풍량,압력손실 시험장치용 덕트구성

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그림 7-6 대풍량,압력손실 시험장치용 덕트구성

그림 7-7 압력손실 측정용 마노미터

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444...탈탈탈취취취효효효율율율 시시시험험험

본 시험에 사용된 탈취효율 시험 챔버는 가로 1.4m,세로 1.4m,높이2.0m의 직육면체로 용적이 4.0m3이고,시험챔버와 검지관식 가스측정 시스템의 사진이 사진 7-8과 7-9에 각각 나타나 있다.

탈취효율 시험은 한국공기청정협회 KACA-1998-01규격의 절차에 따라챔버 내에 암모니아(NH3),아세트알데히드(CH3CHO),초산(CH3COOH)을 각각 10～13ppm 범위내의 농도를 공급한 후의 초기가스농도를 측정하고 시험체를 정격풍량으로 30분간 운전시킨 후의 잔류가스농도를 측정하는 순서로계측하였다.

각 오염성분의 제거율 (%)의 산출은 다음 식에 의한다.

×

여기서, :운전 30분 후 가스의 농도 (ppm) :운전 전 초기 가스의 농도 (ppm)

평균 탈취효율은 다음의 식에 의한다.

여기서, :평균 탈취효율 (%) :암모니아 제거율 (%) :아세트알데히드 제거율 (%) :초산 제거율 (%)

포름알데히드와 톨루엔의 저감 성능을 알아보기 위해서는 KACA-1998-01 규격의 절차와 동일한 절차로 진행하였다.아직까지 포름알데히드나VOC제거 성능에 대한 규격이 정해져 있지 않기 때문에 본 실험 결과를 객관적으로 파악하기는 어렵지만 공기청정기의 유해물질 제거성능의 기존의탈취성능과의 상대적 비교 및 표준화의 가능 여부 등을 살펴보는 좋은 기회

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가 될 것으로 판단된다.

그림 7-8탈취효율 시험 챔버 및 가스발생장치

그림 7-9검지관 측정 시스템

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555...소소소음음음 시시시험험험

소음 측정 시험은 한국산업규격 KSC 9314의 절차에 따라 무향실에서시험체를 공진 및 반향이 없는 받침대에 설치하고 정격풍량으로 운전하여공기청정기의 전,후,상,좌,우의 측정점(취출측을 포함하는 5곳으로 시험체의 외곽 표면에서 1.0m 떨어진 위치)에서 소음을 측정하는 순서로 진행하였다.

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제제제 222절절절 성성성능능능시시시험험험 결결결과과과

선정된 45대의 공기청정기에 대하여 풍량,집진효율,탈취효율,청정화능력,소음 시험 등을 수행하였고,종합적인 결과를 표 7-2에 나타내었다. 각항목별에 대한 분석은 다음과 같다.

표 7-2시험대상 공기청정기 45대 시험결과순번순번순번순번 업체명업체명업체명업체명 방식방식방식방식 풍량풍량풍량풍량

(m(m(m(m3333/min)/min)/min)/min)

집진집진집진집진(%)(%)(%)(%)

탈취탈취탈취탈취(%)(%)(%)(%)

암모니아암모니아암모니아암모니아(%)(%)(%)(%)

아세트아세트아세트아세트알데히드알데히드알데히드알데히드

(%)(%)(%)(%)

초산초산초산초산(%)(%)(%)(%)

톨루엔톨루엔톨루엔톨루엔(%)(%)(%)(%)

포름포름포름포름알데히드알데히드알데히드알데히드

(%)(%)(%)(%)

소음소음소음소음(dB)(dB)(dB)(dB)

정화정화정화정화능력능력능력능력

(m(m(m(m3333/hr)/hr)/hr)/hr)

적용적용적용적용면적면적면적면적((((평평평평))))

오존오존오존오존(ppm)(ppm)(ppm)(ppm)

1 A사 필터식 2.6 87.7 73 100 60 100 100 100 41.8 1.83 4.4 <0.001

2 A사 필터식 5.4 91.1 70 90 50 100 90 100 48.3 3.91 9.4 <0.001

3 A사 필터식 5.4 90.9 80 81 55 90 80 80 49.9 4.2 10.1 <0.001

4 A사 복합식 7.1 89.5 79 100 60 95 100 70 53.6 5.69 13.7 0.005

5 B사a

필터식 4.8 92.1 88 90 80 100 100 80 45.9 3.73 9.0 <0.001

6 B사a

필터식 6.1 94.5 89 90 83 100 80 100 50.2 5.17 12.4 <0.001

7 B사a

필터식 3.1 96.3 79 100 58 100 100 78 45.9 2.36 5.7 <0.001

8 B사a

필터식 2.8 96.7 57 80 55 100 80 100 49.0 2.27 5.5 <0.001

9 B사a

필터식 6.9 93.0 74 80 60 95 100 80 51.8 5.67 13.6 <0.001

10 B사a

필터식 2.4 95.7 44 30 33 30 87 100 44.3 1.87 4.5 <0.001

11 C사 필터식 4.2 80.1 79 90 60 95 100 60 43.3 2.86 6.9 <0.001

12 C사 필터식 6.1 87.3 69 71 54 95 100 100 46.9 4.59 11.0 <0.001

13 C사 필터식 6.4 88.2 80 100 60 99 100 80 46.5 4.78 11.5 <0.001

14 C사 복합식 5.8 87.1 83 100 67 99 100 60 45.8 4.45 10.6 <0.001

15 C사 복합식 6.1 84.6 76 90 60 95 100 80 45.3 4.52 11.8 <0.001

16 C사 복합식 6.4 84.7 90 100 80 99 80 100 46.7 4.89 11.7 0.008

17 D사 복합식 2.5 68.8 55 90 20 90 50 80 39.2 1.54 3.7 0.008

18 D사 복합식 5.7 90.5 87 100 82 85 70 0 43.3 4.24 10.2 0.002

19 D사 복합식 5.4 94.3 95 100 85 95 100 100 47.2 4.31 10.3 <0.001

20 D사 복합식 6.5 93.7 99.8 100 100 99 100 100 48.3 5.03 12.1 <0.001

21 D사 복합식 7.0 77.4 74 100 50 95 82 100 45.9 4.60 11.0 <0.001

22 D사 복합식 4.4 27.8 0 0 0 0 0 0 45.5 1.25 3.0 0.019

23 E사 복합식 2.9 67.7 66 90 40 95 60 100 42.7 1.78 4.3 0.009

24 E사 복합식 2.3 85.0 61 99 25 95 70 60 43.5 1.44 3.5 <0.001

25 E사 필터식 1.8 76.1 56 65 30 100 80 100 43.2 1.21 2.9 <0.001

26 E사 필터식 3.6 83.6 74 80 60 95 100 100 44.1 2.66 6.4 0.002

27 E사 복합식 2.0 50.3 49 50 23 99 100 75 41.4 0.89 2.1 <0.001

28 F사 복합식 3.6 87.7 30 60 0 58 0 0 44.8 2.55 6.1 <0.001

29 G사 필터식 1.3 81.0 72 80 55 99 80 80 44.1 1.06 2.6 <0.001

30 H사 필터식 3.7 78.8 75 60 100 80 100 60 47.4 2.34 5.6 <0.001

31 H사 복합식 4.6 82.5 14 0 55 0 0 20 48.3 2.46 5.9 <0.001

32 I사 필터식 3.5 84.3 58 25 100 80 100 80 42.2 3.35 8.0 <0.001

33 J사a

전기집진 7.5 84.2 64 86.4 40 90 - - 49.8 5.62 13.5 0.022

34 K사 음이온식 - - 0 0 0 0 0 0 34.1 0.21 0.5 0.27

35 L사 음이온식 - - 0 0 0 0 0 0 33.5 0.02 0.1 0.007

36 M사 음이온식 - - 0 0 0 0 0 0 <26.0 0.02 0.1 0.015

37 N사 음이온식 - - 0 0 0 0 0 0 37.8 0.08 0.2 >0.400

38 O사 음이온식 - - 7 10 0 18 0 0 <26.0 0.01 0.0 0.083

39 P사 음이온식 - - 3 0 0 10 0 0 28.8 0.00 0.0 <0.001

40 Q사 음이온식 - - 3 10 0 0 0 0 34.4 0.00 0.0 >0.580

41 R사 음이온식 - - 0 0 0 0 0 0 28.7 0.07 0.2 0.305

42 S사a

음이온식 - - 40 20 20 100 0 9 32.9 0.00 0.0 >0.500

43 T사a

습식 - - 56 84 20 100 0 27 34.6 0.12 0.3 <0.001

44 T사a

습식 - - 43 80 0 90 0 60 34.0 0.05 0.1 <0.001

45 U사a

습식 - - 49 80 10 95 0 67 43.0 0.15 0.4 <0.001

a. 수입제품

- 102 -

111...집집집진진진효효효율율율

그림 7-10은 집진효율 성능에 대한 방식별 결과 분포를 보여주고 있다.음이온식 및 습식은 풍량이 매우 낮아 집진효율 측정이 불가능하여 그림에서 제외시켰다.그림에서 보면,필터식은 모두 70% 이상의 높은 집진효율을보였고,복합식의 경우도 약 80% 제품에서 70% 이상의 집진효율을 보였다.그러나,복합식에서 집진효율 저하 제품이 일부 존재하였는데,이는 고성능집진필터의 미사용으로 인한 것으로 나타났다(표 6-1의 시험체(이하 “시험체”라 함.)번호 22번,27번).

0

20

40

60

80

100

0 40시험체수

집진

효율

(%)

필터식

복합식

전기집진식

그림 7-10공기청정기 시험체의 방식별 집진효율 시험 결과(음이온식,습식 제외)

- 103 -

그림 7-11은 시험체 공기청정기의 가격별 집진효율 결과를 나타내고 있다. 10만원대(시험체 22번)와 20만원대(시험체 27번)의 낮은 가격의 각각 한제품씩을 제외하고 가격에 관계없이 높은 집진효율을 나타내었다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

집진

효율

(%)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원 이상

그림 7-11공기청정기 시험체의 가격별 집진효율 시험 결과(음이온식,습식 제외)

- 104 -

222...청청청정정정화화화 능능능력력력(((적적적용용용면면면적적적)))

그림 7-12는 입자상 물질의 청정화 능력시험에 대하여 방식별 결과 분포를 보여주고 있다. 필터식과 복합식은 4～13평까지의 다양한 적용면적의제품군을 형성하고 있었으나,음이온식 및 습식은 모두 1평 미만으로 입자상물질에 대한 청정화 능력이 매우 미약한 것으로 나타났다.

0

5

10

15

20

0 45시험체수

적용

면적

(평)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

그림 7-12공기청정기 시험체의 방식별 청정화 능력 시험 결과

- 105 -

그림 7-13은 청정화 능력시험에 대하여 가격별 결과 분포를 보여주고 있다. 전반적으로 적용면적은 가격에 비례해서 증가하는 경향을 나타내었다.단,50만원대의 복합식 한 제품(시험체 23번)은 동일 가격대의 타 제품에 비하여 적용면적이 크게 저하되었는데,이는 필터식,전기집진식 및 광촉매식의 복합 적용에도 불구하고 풍량이 매우 낮아 청정화능력이 매우 낮게 나타났다.

0

5

10

15

20

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

적용

면적

(평)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-13공기청정기 시험체의 가격별 청정화 능력 시험 결과

- 106 -

그림 7-14와 그림 7-15는 시험체 공기청정기에 표기된 표기 적용면적과시험,측정된 실제 측정면적을 방식별과 가격별로 비교하여 나타내었다. 먼저,그림 7-14은 필터식과 복합식 그리고 전기집진식의 시험체 공기청정기에표기된 표기 적용면적과 시험,측정된 실제 측정면적을 방식별로 비교하여나타낸 것이다.필터식과 복합식 및 전기집진식의 경우,전체 33대 공기청정기의 약 60% 이상의 제품은 측정 적용면적과 광고 표기면적이 10% 이내에서 일치하는 것으로 나타났으나,그 이외의 제품들은 표기면적을 초과하여표시하는 것으로 나타났다.

0

10

20

0 5 10 15 20

표기 적용면적(평)

측정

적용

면적

(평)

필터식

복합식

전기집진식

기준선

10%

그림 7-14방식별 표기 적용면적과 측정 적용면적과의 차이 비교(필터식,복합식,전기집진식)

- 107 -

그림 7-15는 음이온식과 습식 공기청정기에 표기된 표기 적용면적과 시험,측정된 실제 측정면적을 방식별로 비교하여 나타낸 것이다.음이온식 및습식의 경우는 약 20평~50평으로 적용면적을 매우 크게 표기하고 있었지만,실제 청정화능력은 매우 낮은 것으로 나타났다.이상에서,전체 45대의 시험체 공기청정기의 약 50%의 제품이 측정면적

을 초과하여 표시하는 것으로 나타났는데 음이온식과 습식의 청정화 능력저하가 전체 성능 저하에 크게 영향을 주었다.

0

10

20

30

40

50

60

0 10 20 30 40 50 60

표기 적용면적(평)

측정

적용

면적

(평)

음이온식

습식

10%

기준선

그림 7-15방식별 표기 적용면적과 측정 적용면적과의 차이 비교(음이온식,습식)

- 108 -

그림 7-16은 청정화능력에 대한 가격별 표기적용면적과 측정적용면적의차이를 보여주고 있다. 적용면적 표기 차이에 있어 가격에 따른 영향은 거의 나타나지 않았다. 한편,적용면적 표기방식에 있어서 제품포장과 사용설명서 및 제조사 홈페이지 등에서 각각 다르게 표기되거나,거실면적이 아니라 아파트 전체면적으로 표시되는 경우가 있어 소비자가 혼란을 일으킬 소지가 있으므로,적용면적에 대한 기준 정립과 표시방법을 통일화시킬 필요가있다.

0

10

20

0 5 10 15 20

표기 적용면적(평)

측정

적용

면적

(평)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

기준선

10%

그림 7-16가격별 표기 적용면적과 측정 적용면적과의 차이 비교(음이온식,습식 제외)

- 109 -

333...풍풍풍량량량

그림 7-17은 시험대상 공기청정기의 풍량에 대한 방식별 시험 결과 분포를 보여주고 있다. 앞에서도 언급한 바와 같이,여기서도 음이온식 및 습식은 풍량이 너무 낮아 측정이 불가능하여 제외시켰다. 필터식과 복합식의 경우에는 방식에 무관하게 2～7CMM의 풍량을 가지는 것으로 나타났다.

0

2

4

6

8

10

0 45시험체수

풍량

(CM

M)

필터식

복합식

전기집진식

그림 7-17공기청정기 시험체의 방식별 풍량 시험 결과(음이온식,습식 제외)

- 110 -

그림 7-18은 시험대상 공기청정기의 풍량에 대한 가격별 실험 결과를 보여주고 있다. 음이온식 및 습식은 앞에서와 마찬가지로 풍량이 너무 낮아그림에서 제외시켰다. 대부분의 청정기는 가격에 비례하여 풍량이 증가하는경향을 볼 수 있었지만,50만원대의 한 제품(시험체 23번)은 동일 가격대의다른 제품이 5～7CMM임에 반하여 약 3CMM 정도로 풍량 저하가 크게 나타났다. 복합식인 이 제품은 풍량 저하로 인해 동일 가격대의 다른 제품에비해 청정화능력 또한 크게 저하되는 결과를 보였다.

0

2

4

6

8

10

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

풍량

(CM

M)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-18공기청정기 시험체의 가격별 풍량 시험 결과(음이온식,습식 제외)

- 111 -

444...탈탈탈취취취효효효율율율

그림 7-19는 탈취효율에 대한 방식별 결과 분포를 보여주고 있다. 필터식과 복합식의 경우 70% 이상의 제품이 기준치를 상회하는 높은 탈취효율을보였으며,습식의 경우는 모두 약 50%의 효율을 나타냈다.그러나,음이온식은 90% 이상 제품에서 탈취능력이 매우 낮게 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45

시험체수

탈취

효율

(%)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

그림 7-19공기청정기 시험체의 방식별 탈취효율 시험 결과

- 112 -

그림 7-20은 공기청정기의 가격별 탈취효율 결과를 나타내고 있다. 10만원대와 30만원대의 일부 제품에서 탈취효율 저하가 두드러지게 나타난 것을제외한 대부분 공기청정기들은 가격에 따른 영향은 크지 않았다. 탈취 효율이 낮은 10만원대 필터식 한 제품(시험체 22번)은 전처리용 집진필터 이외의탈취용 필터를 추가로 사용하지 않았고,30만원대 복합식 한 제품(시험체 28번)은 활성탄 필터 대신 광촉매 필터를 적용한 것으로 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

탈취

효율

(%)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-20공기청정기 시험체의 가격별 탈취효율 시험 결과(음이온식 제외)

- 113 -

그림 7-21은 방식별 공기청정기의 암모니아 제거효율을 나타낸 결과이다.필터식의 경우 3대의 공기청정기를 제외하고 모두 60% 이상의 제거효율을보였으며,복합식의 경우는 약 80%의 시험체가 90% 이상의 높은 제거효율을나타내었다.습식에서도 약 80% 정도의 높은 제거효율을 나타내었다.음이온식은 암모니아 제거효과가 매우 미약한 것으로 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45

시험체 수

암모

니아

제거

효율

(%)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

그림 7-21공기청정기 시험체의 방식별 암모니아 제거효율 시험 결과

- 114 -

그림 7-22는 공기청정기의 가격별 암모니아 제거효율을 나타낸 결과이다.10만원대부터 40만원대까지에서의 몇 대를 제외하고는 대부분이 가격에 관계없이 60% 이상의 암모니아 제거효율을 나타내었다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

암모

니아

제거

효율

(%)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-22공기청정기 시험체의 가격별 암모니아 제거효율 시험 결과(음이온식 제외)

- 115 -

그림 7-23은 공기청정기의 방식별 초산 제거효율을 나타낸 결과이다. 필터식과 복합식은 각각 2대의 공기청정기를 제외하고 모두 80% 이상의 높은제거효율을 보였다.음이온식은 1대(시험체 42번)를 제외하고는 초산 제거성능이 매우 낮게 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45

시험체 수

초산

제거

효율

(%)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

그림 7-23공기청정기 시험체의 방식별 초산 제거효율 시험 결과

- 116 -

그림 7-24는 공기청정기의 가격별 초산 제거효율을 나타낸 결과이다. 10만원대 1대(시험체 22번)와 30만원대 3대(시험체 10번,28번,31번)를 제외하고는 모두 80% 이상의 높은 초산 제거효율을 보였다.한편,초산 제거효율이높았던 음이온식 1대는 오존이 과도하게 방출되는 것을 확인할 수 있었다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

초산

제거

효율

(%)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-24공기청정기 시험체의 가격별 초산 제거효율 시험 결과

- 117 -

그림 7-25는 공기청정기의 방식별 아세트알데히드 제거효율을 나타낸 결과이다.필터식과 복합식은 모두 0%에서 100%까지 다양한 제거효율을 나타내었으나,음이온식 및 습식은 아세트알데히드 제거효과가 거의 없는 것으로나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45

시험체 수

아세

트알

데히

드 제

거효

율(%

)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

그림 7-25공기청정기 시험체의 방식별 아세트알데히드 제거효율 시험 결과

- 118 -

그림 7-26은 공기청정기의 가격별 아세트알데히드 제거효율을 나타낸 결과이다. 동일 가격대에서도 다양한 성능차이를 보였고,가격에 의한 영향도나타나지 않았다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

아세

트알

데히

드 제

거효

율(%

)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-26공기청정기 시험체의 가격별 아세트알데히드 제거효율 시험 결과(음이온식,습식 제외)

- 119 -

555...포포포름름름알알알데데데히히히드드드 및및및 톨톨톨루루루엔엔엔 유유유해해해물물물질질질 제제제거거거효효효율율율

앞에서 언급한 바와 같이,최근의 공기청정기 연구 사례에서,새집의 건축 자재나 단열재 등에서 방출되는 휘발성 유기화합물(VOC)이나 포름알데히드(HCHO)의 제거와 관련된 연구가 다수 진행되고 있었다.벤젠이나 톨루엔,크로로포름 등의 VOC나 포름알데히드는 불쾌감,재채기,구토,호흡 곤란등의 증상을 일으키고 발암물질로까지 알려져 있어 공기청정기의 VOC와 포름알데히드의 제거 기능 여부가 소비자들의 구매 성향을 결정하는 중요한요소로 작용하고 있다.

KACA 1998-01과 JEM 1467등의 공기청정기의 탈취성능 시험규격들은흔히 3대 생활취로 불리는 암모니아,초산,아세트알데히드의 제거 기능에그 중점을 두고 있다.VOC나 포름알데히드 등의 유해물질 제거성능에 대하여는 전 세계적으로 현재까지도 객관적이고 표준화된 규격이 존재하고 있지않다.특히 VOC는 600여종이 넘고 그 위해성이나 기준농도에 대한 각각의개별적 파악이 어려울 뿐만 아니라 그 측정,분석 및 평가도 쉽지 않은 상황이므로 공기청정기의 VOC나 포름알데히드의 제거효율을 측정하고 평가하는데는,방법에 따라 상이한 결과를 얻을 수 있기 때문에 일관성 확보에 어려움이 많다.그럼에도 불구하고,이러한 유해물질의 제거 기능에 대한 객관적인 기준 제시가 매우 요구되고 있는 상황이므로 본 연구에서는 포름알데히드와 VOC 중 가장 대표적인 톨루엔의 제거성능시험을 3대 생활취의 제거시험과 동일한 규격으로 시험하여,시험방법의 타당성을 평가해 보고자 한다.

- 120 -

그림 7-27은 방식별 공기청정기의 포름알데히드 제거효율을 나타낸 결과이다. 필터식과 복합식은 각각 약 85%의 제품에서 60% 이상의 포름알데히드 제거효율을 나타내었다. 습식에서 2대는 60% 이상을 나타내었지만 1대(시험체 45번)는 약 30% 정도를 나타내었다.여기서도 음이온식은 포름알데히드 제거 성능이 매우 낮게 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45시험체수

포름

알데

히드

제거

효율

(%)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-27공기청정기 시험체의 방식별 포름알데히드 제거효율 시험 결과

- 121 -

그림 7-28은 공기청정기의 가격별 포름알데히드 제거효율을 나타낸 것이다. 10만원대 1대와 30만원대의 일부 공기청정기들을 제외하고는 대부분60% 이상의 포름알데히드 제거효율을 보여 가격에 따른 영향은 거의 없는것으로 나타났다.포름알데히드 제거효율 저하는 10만원대(시험체 22번)및30만원대(시험체 28번,31번)의 탈취효율이 저하된 것과 동일한 제품에서 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

포름

알데

히드

제거

효율

(%)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-28공기청정기 시험체의 가격별 포름알데히드 제거효율 시험 결과(음이온식 제외)

- 122 -

그림 7-29는 공기청정기의 방식별 톨루엔 제거효율을 나타낸 결과이다.필터식의 경우 톨루엔 제거성능이 거의 없는 2대의 공기청정기를 제외하고모두 80% 이상의 높은 제거효율을 보였으며,복합식의 경우도 약 85%의 청정기들이 60% 이상의 효율을 보였다. 그러나,음이온식 및 습식은 톨루엔제거효과가 거의 없는 것으로 나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45시험체수

제거

효율

(%)

필터식복합식전기집진식음이온식습식

그림 7-29공기청정기 시험체의 방식별 톨루엔 제거효율 시험 결과

- 123 -

그림 7-30은 가격에 따른 공기청정기의 톨루엔 제거효율을 나타낸 것이다. 10만원대 1대와 30만원대 2대의 공기청정기를 제외하고는 대부분이50% 이상의 톨루엔 제거효율을 보여 가격에 따른 영향은 거의 없는 것으로나타났다.

0

20

40

60

80

100

0 45

시험체 수

제거

효율

(%)

30만원이하

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-30공기청정기 시험체의 가격별 톨루엔 제거효율 시험 결과(음이온식,습식 제외)

- 124 -

표 7-3은 공기청정기 방식에 따른 암모니아,초산,아세트알데히드,톨루엔 및 포름알데히드의 대상가스 제거효율의 평균값을 보여주고 있다. 필터식과 복합식이 탈취효율이나 VOC제거효율이 우수하였고,음이온식은 탈취성능이나 VOC 제거성능이 매우 낮은 것으로 나타났다. 한편,습식의 경우는 암모니아와 초산의 제거효율은 높았으나,아세트알데히드와 톨루엔의 제거성능이 저조하였으며,포름알데히드의 제거율을 약 50%의 수준으로 나타났다.

표 7-3방식별 대상가스 제거효율 평균값대대대상상상 가가가스스스 필필필터터터식식식 복복복합합합식식식 습습습식식식 전전전기기기집집집진진진식식식 음음음이이이온온온식식식암모니아 72.9% 79.9% 81.3% 86.4% 4.4%초산 89.8% 81.6% 95.2% 90.0% 14.2%

아세트알데히드 58.5% 53.3% 10.0% 40.0% 2.2%탈취효율

{(암모니아+초산+2*아세트알데히드)/4}

69.3% 66.3% 49.3% 64.2% 5.9%

톨루엔 87.6% 72.3% 0.0% - 0.0%

포름알데히드 82.1% 67.5% 51.3% - 1.0%

- 125 -

그림 7-31은 암모니아와 포름알데히드의 제거효율을 비교한 결과이다.필터식은 암모니아 제거율보다 포름알데히드 제거율이 높은 경우가 많았고반면에 복합식은 포름알데히드 제거율보다 암모니아 제거율이 높은 경우가많았다.습식은 암모니아 효율은 80%정도였지만 포름알데히드는 30∼70%까지 변화가 많았다.음이온식은 암모니아,포름알데히드 모두 제거율이 낮았다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

포름알데히드 제거효율(%)

암모

니아

제거

효율

(%)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-31암모니아와 포름알데히드 제거효율 비교

- 126 -

그림 7-32는 암모니아와 톨루엔의 제거효율을 비교한 결과이다. 포름알데히드의 경우와 마찬가지로 필터식은 암모니아 제거율보다 톨루엔 제거율이 높은 경우가 많았고 복합식은 톨루엔 제거율보다 암모니아 제거율이 높은 경우가 훨씬 많았다. 습식은 톨루엔 제거성능이 거의 없는 것으로 나타났다.음이온식은 암모니아,포름알데히드 모두 제거율이 낮았다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

톨루엔 제거효율(%)

암모

니아

제거

효율

(%)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-32암모니아와 톨루엔 제거효율 비교

- 127 -

그림 7-33은 아세트알데히드와 포름알데히드의 제거효율을 비교한 결과이다. 필터식과 복합식 모두 대부분 아세트알데히드 제거율보다 포름알데히드제거율이 높았고 습식 또한 포름알데히드 제거율이 아세트알데히드에 비해쉽게 제거되는 것을 볼 수 있다. 음이온식은 아세트알데히드,포름알데히드모두 제거율이 낮았다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

포름알데히드 제거효율(%)

아세

트알

데히

드 제

거효

율(%

)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-33아세트알데히드와 포름알데히드 제거효율 비교

- 128 -

그림 7-34는 아세트알데히드와 톨루엔의 제거효율을 비교한 결과이다.포름알데히드와 마찬가지로 필터식과 복합식 모두 대부분 아세트알데히드제거율보다 톨루엔 제거율이 높았으나 습식의 경우는 반대로 아세트알데히드는 일부 제거하였지만 톨루엔은 전혀 제거하지 못하였다. 음이온식은 아세트알데히드,톨루엔 모두 제거율이 낮았다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

톨루엔 제거효율(%)

아세

트알

데히

드 제

거효

율(%

)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-34아세트알데히드와 톨루엔 제거효율 비교

- 129 -

그림 7-35는 초산과 포름알데히드의 제거효율을 비교한 결과이다. 필터식과 복합식의 한 제품씩만을 제외하고는 필터식,복합식 및 습식 모두 초산제거율이 포름알데히드 제거율보다 훨씬 우수한 것을 볼 수 있다. 음이온식도 1대가 초산 제거율이 높았지만 대부분 제거율이 낮았고 포름알데히드는거의 제거하지 못하였다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

포름알데히드 제거효율(%)

초산

제거

효율

(%)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-35초산과 포름알데히드 제거효율 비교

- 130 -

그림 7-36은 초산과 톨루엔의 제거효율을 비교한 결과이다. 필터식 두제품만을 제외하고는 필터식,복합식 및 습식 모두 초산 제거율이 톨루엔 제거율보다 훨씬 우수한 것으로 나타났다. 음이온식은 톨루엔을 거의 제거하지 못하였다.

0

20

40

60

80

100

0 20 40 60 80 100

톨루엔 제거효율(%)

초산

제거

효율

(%)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-36초산과 톨루엔 제거효율 비교

- 131 -

그림 7-37은 포름알데히드와 톨루엔의 제거효율을 비교한 결과이다.필터식과 복합식의 경우는 포름알데히드 제거율이 높은 경우도 있고 톨루엔 제거율이 높은 경우도 있어서 특별한 관계를 찾기가 어려웠다. 습식은 포름알데히드의 경우 조금 제거하였지만 톨루엔은 거의 제거하지 못하였고 음이온식은 포름알데히드와 톨루엔 모두 거의 제거하지 못하였다.

0

20

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60

80

100

0 20 40 60 80 100

톨루엔 제거효율(%)

포름

알데

히드

제거

효율

(%)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-37포름알데히드와 톨루엔 제거효율 비교

- 132 -

그림 7-38은 평균 탈취효율과 포름알데히드의 제거효율을 비교한 결과이다. 필터식과 복합식의 약 60% 경우에서 평균 탈취효율보다 포름알데히드제거효율이 우수한 것으로 나타났다. 그렇지만 약 25%는 탈취효율보다 포름알데히드 제거효율이 낮게 나타났다. 습식은 두 제품의 경우 탈취효율보다 포름알데히드의 제거 성능이 약간 우수하였으나 한 제품은 평균 탈취효율이 약간 높게 나타났다. 음이온식은 평균 탈취효율이나 포름알데히드 모두 제거성능이 낮았다.

0

20

40

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80

100

0 20 40 60 80 100

포름알데히드 제거효율(%)

탈취

효율

(%

)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-38탈취효율과 포름알데히드 제거효율 비교

- 133 -

그림 7-39는 평균 탈취효율과 톨루엔의 제거효율을 비교한 결과이다.포름알데히드와 마찬가지로 필터식과 복합식 약 70% 경우에서 평균 탈취효율보다 톨루엔 제거효율이 우수한 것으로 나타났고 약 25%는 평균 탈취효율보다 톨루엔 제거효율이 낮게 나타났다. 습식은 평균 탈취효율 기준으로 약간의 탈취 성능이 있으나 톨루엔은 거의 제거하지 못하였다. 음이온식은 평균탈취효율나 톨루엔 제거성능이 모두 낮았다.

0

20

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100

0 20 40 60 80 100

톨루엔 제거효율(%)

탈취

효율

(%

)

필터식

복합식

음이온식

습식

그림 7-39탈취효율과 톨루엔 제거효율 비교

이상의 탈취 항목별 성능과 톨루엔 및 포름알데히드 제거 성능을 비교한결과를 분석하면,초산이 제거하기가 가장 용이하였고,암모니아와 톨루엔,포름알데히드는 각각의 경우에 따라 달랐으나,그 다음으로 용이하였으며,아세트알데히드가 가장 제거하기 어려운 물질로 나타났다.아세트알데히드의영향이 높게 고려되는 탈취효율과 비교해 보았을 때,약 60～70% 제품이 톨루엔과 포름알데히드 모두 평균 탈취효율보다 제거효율이 높게 나타났다.즉,일반적인 공기청정기의 경우 가스 제거율의 순서는 다음과 같이 정리될수 있다.

- 134 -

아세트알데히드 <평균 탈취효율 <암모니아,톨루엔,포름알데히드 <초산

그러나,25% 이상의 다수 제품의 경우에는 톨루엔과 포름알데히드 제거성능이 평균 탈취효율보다 낮게 나타났고,습식의 경우도 평균 탈취효율로는약간의 탈취 성능이 있었으나,톨루엔은 전혀 제거하지 못하였다.또한 톨루엔과 포름알데이드 사이에서도 특별한 상관관계를 찾을 수 없었다. 따라서,VOC 제거율 시험은 탈취효율의 시험과는 다른 별도의 접근이 필요할 것으로 사료된다. 그리고 톨루엔,포름알데히드 이외에도 벤젠,에틸벤젠,자일렌 및 스티렌 등의 다양한 실내 VOC들의 경우,인체 위해성이나 기준농도설정 기준과 이들의 측정,분석 및 제거효율도 시험조건에서 다양하게 나타날 수가 있다. 따라서,톨루엔,포름알데히드,벤젠,에틸벤젠,자일렌 및 스티렌 등의 현재 법률에서 규정하고 있는 기본적인 6종류의 VOC와 TVOC물질의 공기청정기의 제거율 평가를 위하여는,별도의 시험방법에 대한 규격및 공인성능 평가 기법의 확립을 위한 체계적인 연구가 필요할 것이다.

- 135 -

666...탈탈탈취취취필필필터터터별별별 탈탈탈취취취성성성능능능 시시시험험험

최근의 공기청정기를 살펴보면 악취를 제거하기 위한 방법으로 물리적흡착을 이용한 탈취 흡착필터의 사용이 대부분인데 본 연구에서는 시중에판매되고 있는 다양한 탈취 흡착필터를 형식별로 그림 7-40과 같이 다섯 가지로 분류하여 그 성능을 각각 비교해 보았다.

(a)탈취필터 #1(항균필터) (b)탈취필터 #2 (c)탈취필터 #3

(d)탈취필터 #4 (e)탈취필터 #5

그림 7-405가지 탈취필터 외형모습

- 136 -

그림 7-41은 탈취필터 #2∼#5의 주사형 전자현미경(SEM)사진을 보여주고 있다.전자현미경 사진으로는 탈취 필터의 형상에 대한 구별을 하기 어려웠다.

(a)탈취필터 #2 (b)탈취필터 #3

(d)탈취필터 #4 (e)탈취필터 #5

그림 7-414가지 탈취필터의 전자현미경 사진 모습

- 137 -

그림 7-42～45는 탈취필터 #2～#5의 EDS(Energy Dispersive X-raySpectrometer)성분분석 결과를 보여주고 있다.탈취필터 #2는 카본(C)이 대부분을 이루고 여기에 Si,Ti및 Zn성분이 일부 포함되어 있음을 알 수 있었다. 탈취필터 #3은 카본이 거의 대부분을 차지하고 있었고 기타 성분은상대적으로 거의 검출되지 않았다. 탈취필터 #4는 카본이 대부분이고 여기에 Si,Al및 Na성분이 조금씩 검출되었다. 탈취필터 #5는 카본이 대부분이고 P,K및 Mg의 성분들이 조금씩 검출되었다.

그림 7-42탈취필터 #2의 EDS성분분석 결과

그림 7-43탈취필터 #3의 EDS성분분석 결과

- 138 -

그림 7-44탈취필터 #4의 EDS성분분석 결과

그림 7-45탈취필터 #5의 EDS성분분석 결과

- 139 -

그림 7-46은 탈취필터별 암모니아 제거효율을 보여주고 있다. 필터 #2,#3,#5,#4및 #1순으로 제거성능이 나타났다. 제거성능이 우수한 필터의경우는 20분 정도면 최종 제거성능에 도달하는 것을 알 수 있다.필터 #1과필터 #4는 암모니아 제거 성능이 거의 없는 것으로 나타났다. 필터 #5와필터 #5-2는 같은 종류의 필터로 시험했을 때 발생하는 차이를 알아보기 위해 시험한 경우를 나타내고 있다. 같은 종류 필터를 사용할 경우 약 10%정도의 차이가 발생하였지만 시간에 따른 경향은 대체로 비슷하였다.

0

20

40

60

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100

0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

필터 #2

필터 #3

필터 #4

필터 #5

필터 #5-2

필터 #1

그림 7-46탈취필터별 암모니아 제거효율 비교 (면속도 1.5m/s)

- 140 -

그림 7-47은 탈취필터별 아세트알데히드 제거효율을 보여주고 있다. 필터 #5,#3,#2,#4및 #1순으로 제거성능이 나타났다. 필터 #5를 제외하고는 대부분 아세트알데히드 제거성능이 매우 낮았고 필터 #1과 필터 #4는 아세트데히드 제거 성능이 거의 없는 것으로 나타났다.

0

20

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60

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0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

필터 #2

필터 #3

필터 #4

필터 #5

필터 #5-2

필터 #1

그림 7-47탈취필터별 아세트알데히드 제거효율 비교 (면속도 1.5m/s)

- 141 -

그림 7-48은 탈취필터별 초산 제거효율을 보여주고 있다.필터 #3,#5,#2,#4및 #1순으로 제거성능이 나타났다.필터 #1은 초산 제거 성능이 거의 없는 것으로 나타났다.

0

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0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

필터 #2

필터 #3

필터 #4

필터 #5

필터 #5-2

필터 #1

그림 7-48탈취필터별 초산 제거효율 비교 (면속도 1.5m/s)

- 142 -

그림 7-49는 탈취필터별 포름알데히드 제거효율을 보여주고 있다. 필터#5,#3,#2,및 #4순으로 제거성능이 나타났다. 필터 #1은 암모니아,초산,아세트알데히드 제거성능이 전혀 없는 것으로 나타나서 다음 실험부터는 시험항목에서 제외시켰다.

0

20

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0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

필터 #2

필터 #3

필터 #4

필터 #5

그림 7-49탈취필터별 포름알데히드 제거효율 비교 (면속도 1.5m/s)

- 143 -

그림 7-50은 탈취필터별 톨루엔 제거효율을 보여주고 있다. 필터 #3,#5,#2,및 #4순으로 제거성능이 나타났다.필터 #4는 톨루엔 제거성능이 거의없었다.

0

20

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0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

필터 #2

필터 #3

필터 #4

필터 #5

그림 7-50탈취필터별 톨루엔 제거효율 비교 (면속도 1.5m/s)

- 144 -

그림 7-51～55는 풍속에 따른 암모니아,아세트알데히드,초산,포름알데히드 및 톨루엔의 제거성능을 보여주고 있다. 실험 결과 풍속은 탈취성능에거의 영향을 주지 않는 것으로 나타났다.그 이유는 풍속이 빠르면 단일 패스 시의 탈취 효율은 떨어지지만 탈취필터를 통과하는 순환 회수는 증가하기 때문에 전체적으로는 성능에 차이가 없는 것으로 판단된다.

0

20

40

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100

0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

1m/s

1.5m/s

2.0m/s

그림 7-51풍속별 암모니아 제거효율 비교 (필터 #2)

- 145 -

0

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40

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0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

1m/s

1.5m/s

2.0m/s

그림 7-52풍속별 아세트알데히드 제거효율 비교 (필터 #5)

0

20

40

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100

0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

1m/s

1.5m/s

2.0m/s

그림 7-53풍속별 초산 제거효율 비교 (필터 #3)

- 146 -

0

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40

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100

0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

1m/s

1.5m/s

2.0m/s

그림 7-54풍속별 포름알데히드 제거효율 비교 (필터 #5)

0

20

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80

100

0 5 10 15 20 25 30 35

시간(min)

제거

효율

(%)

1m/s

1.5m/s

2.0m/s

그림 7-55풍속별 톨루엔 제거효율 비교 (필터 #2)

- 147 -

777...소소소음음음

그림 7-56과 그림 7-57은 풍량에 따른 소음 측정결과를 보여주고 있다.그래프상의 실선은 소음 기준치 45dB(풍량:5CMM 이하)과 50dB(풍량:5CMM 초과～10CMM 이하)을 나타낸 것이다. 필터식의 약 33%가 기준치이상의 소음을 발생하는 것으로 나타났고,복합식과 음이온식 및 습식은 거의 모든 제품이 기준치 이하로 나타났다.특히,음이온식 및 습식의 경우는필터식과 복합식에 비하여 소음이 매우 낮게 나타났는데,이에 대한 이유로는 이들의 방식은 풍량이 상대적으로 미약하기 때문으로 사료된다.

20

30

40

50

60

0.0 2.0 4.0 6.0 8.0

풍량(CMM)

소음

(dB)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

그림 7-56공기청정기 시험체의 방식별 소음 시험 결과

- 148 -

그림 7-57은 풍량에 따른 공기청정기의 가격별 소음값을 나타낸 것이다.가격과 소음기준 만족여부는 특별한 상관성이 없는 것으로 나타났다.

20

30

40

50

60

0 1 2 3 4 5 6 7 8

풍량(CMM)

소음

(dB)

30만원이하

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

그림 7-57공기청정기 시험체의 가격별 소음 시험 결과

- 149 -

888...필필필터터터 용용용량량량에에에 따따따른른른 청청청정정정화화화능능능력력력 변변변화화화 및및및 탈탈탈착착착효효효과과과

필터 주기 및 유지용량에 대한 기준 보완의 필요성을 나타내기위한 시험으로 분진 누적에 따른 청정화능력 변화에 대한 시험 및 탈취필터의 탈착시험을 수행하였다.풍량이 2.8CMM인 공기청정기에 기준유지용량인 16.8g(1CMM당 6g)까지의 분진 누적 후 청정화 능력 변화를 살펴본 결과 그림7-58과 같이 초기 5.7평의 청정화능력이 8.4g분진 누적시 5.0평,16.8g의 분진 누적시 2.4평까지 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 수도권 지역의 실내평균 오염농도를 50mg/m3으로 가정하고51)공기청정기를 하루 평균 12시간씩 가동시켰다고 했을 때 약 167일 후면 기준유지용량의 분진이 누적될 수있다.

0.00

0.20

0.40

0.60

0.80

1.00

1.20

0 5 10 15 20 25 30 35 40

time(min)

Ci/Co

0g - 5.7평

8.4g-5평

16.8g - 2.4평

그림 7-58분진유지용량에 따른 청정화능력 변화

51)김윤신 외,공기청정기 사용에 의한 일반가정의 실내오염물질 감소율에 관한 조사,한국실내환경학회 학술대회지,pp.271-273,2004

- 150 -

또한,5.8CMM의 공기청정기를 4m3의 챔버에서 암모니아,초산,아세트알데히드를 100ppm씩 공급(최대 1.2L의 흡착유지량 조건)하고 1시간 가동하여 가스를 탈취필터에 흡착시키고 환기시켜 챔버 내의 가스를 제거한 뒤공기청정기를 가동시킨 결과 그림 7-59와 같이 아세트알데히드 11ppm,암모니아 2ppm,초산 0.5ppm이 탈취필터에서 탈착되어 방출되는 것을 확인할 수 있었다.이는 탈취 유지용량인 2.9L(1CMM당 0.5L)의 40% 정도의 악취용량을 흡착한 탈취필터에서도 상당량의 악취물질이 다시 탈착되어 방출될 수 있음을 보여주고 있다. 실내 악취 평균오염 농도가 암모니아0.05ppm,초산 0.0005ppm,아세트알데히드 0.01ppm라고 하고 탈취 필터의1pass탈취효율이 5%라고 가정하면(5.8CMM 공기청정기의 탈취효율 89%에해당)공기청정기를 하루 평균 12시간씩 가동시켰다고 했을 때 약 95일만 지나도 탈취필터가 탈취유지용량에 도달할 수 있다.

0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200

시간(min)

농도

(ppm

)

암모니아

아세트알데히드

초산

환기후 재가동 환기후 재가동

그림 7-59탈취필터의 탈착효과

- 151 -

본 실험은 본 연구계획의 범위 밖의 내용으로 유지용량 규격 기준에 대한 체계적인 실태조사와 기준 보완 연구의 필요성을 제시하기 위한 예비 실험으로 수행된 것이다. 본 실험은 유지용량 규격에 따른 시험방법이 아니라임의로 설정한 실험 조건에 따라 수행하였으며 실험 내용 및 그 결과가 불충분하여 필터 수명을 체계적으로 예측하기에는 한계가 있고 따라서 예측한결과도 실제값과 다를 수 있다. 필터 수명을 보다 정확히 예측하기 위해서는 분진과 악취의 실내 오염농도와 함께 집진,탈취필터의 초기 효율 및 시간에 따른 효율 변화율 그리고 공기청정기의 실제 회수율 등에 대한 정확한정보가 필요하다. 따라서 실내 오염농도에 대한 실태조사와 함께 필터의 장기 성능시험을 통해 현재의 유지용량 기준의 적합성 여부 및 필터 수명을제시할 수 있는 보완 연구가 매우 필요하다고 할 수 있다.

- 152 -

제제제 333절절절 공공공기기기청청청정정정기기기 기기기준준준마마마련련련 및및및 관관관리리리방방방안안안

111...공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련 규규규격격격간간간 시시시험험험방방방법법법의의의 부부부합합합화화화

현재 국내 공기청정기의 품질을 규정하고 있는 제품규격으로는 전기용품안전인증기준,한국산업규격,환경표지제품 인증기준,한국공기청정협회 인증기준 등이 있는데,그 중 전기용품 안전인증기준은 제품의 안전성을 규정하고 있으며,환경표지제품 인증기준은 성능에 관하여 한국산업규격을 따르도록 되어 있어 결과적으로 기본적인 성능에 관해서는 한국산업규격(KS C9314)“이하 산업규격”과 한국공기청정협회 인증기준(KACA-1998)“이하 협회규격”으로 대별된다고 할 수 있다.

그런데,상기 두 규격 및 기준에서 규정하고 있는 기본성능인 집진효율과적용면적 등의 시험방법이 상이하여 제품에 표시하는 경우 오히려 소비자에게 혼란을 줄 우려가 있으므로,이에 대한 부합화와 통일화가 소비자와 제조업체 모두 효율적일 것으로 사료된다.

먼저,대표적인 차이를 보이는 것 가운데,소비자 구매 성향에서 가장 중요한 집진효율에서 산업규격에서는 분진포집율로 정의되며,“분진포집율은비색법에 따라 시험하였을 때 그 값이 기계식은 70%이상,전기식 및 복합식은 85% 이상이어야 한다.”고 규정하고 있으며,협회규격에 따르면,“집진효율(분진포집율)은 계수법에 의하여 시험하였을 때 70% 이상이어야 한다.”로규정하고 있다. 통상적으로 비색법과 계수법의 관계에서 계수법 70%는 비색법 95%이상의 높은 집진효율을 가진다. 본 연구에서는 협회규격의 계수법에 의하여 45대를 시험한 결과 대부분이 계수법 80% 이상의 높은 집진효율을 가지는 것으로 조사되었으며,이 경우 산업규격의 비색법으로 할 경우변별도가 불가능할 정도의 높은 수준의 범위이다.따라서,국내 공기청정기의 현황 실태와 향후 지속적인 개발과 발전을 감안 할 때,한국공기청정협회기준인 계수법으로 시험방법을 통일시키는 것이 타당할 것으로 사료된다.

또한 산업규격에서 표준사용면적은 다음 식으로 산출하도록 규정하고 있다.

A=2.38×ηQ/100

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여기에서 η :분진포집율(%)Q:정격 풍량(㎥/min)A :사용면적(평)

그리고 협회규격에서 공기청정화 능력시험은 30～50㎥ 체적의 시험용 챔버에 공기청정기를 가동시키면서 청정화 능력을 측정하고 이 결과를 기초로표준사용면적을 다음 계산식에 따라 구한다.

A=2.4×P여기에서 P:분진청정화능력 (㎥/min)

A :사용면적(평)

여기서,협회규격에서는 실제적인 챔버에서 집진효율에서 측정한 기준입자에 대한 감소율의 측정에 의하여 산출하는 방식으로 최근의 미국 및 일본의 관련 규격과 부합하고 있으며,2002년도 산업규격에서도 이를 반영하고있으므로,이에 대한 통일화가 바람직한 것으로 본다.

따라서,현재 국내에서 공기청정기의 품질에 대하여 시험하고 인증하는개별규격 간의 시험방법 및 절차에 대한 부합화 및 통일화가 매우 중요하며시급한 실정이다.특히,공기청정기의 주기능인 집진효율을 평가하는 방법과이를 근거로 한 적용면적의 표시는 공기청정기를 구입할 때 소비자가 가장우선 고려해야 하는 사항이므로 규격의 보완을 통한 부합화 및 통일화가 필요하다.또한,탈취 및 유해가스제거 성능의 경우에서도 대상 가스의 종류,초기농도 및 시험용 챔버의 체적 등에 따라 많은 영향을 미치는 바,이에 대한 부합화와 함께 적절한 보완이 필요하다.

222...공공공기기기청청청정정정기기기 방방방식식식별별별 및및및 기기기능능능별별별 기기기준준준 보보보완완완

공기청정기의 주기능인 집진성능과 함께 소비자구매성향조사를 통해서도나타난 바와 같이 최근 소비자의 관심이 탈취,VOC 등의 유해가스제거,항균성능 및 필터 교환주기 등 부가기능에 집중되고 있다. 특히,최근의 새집증후군과 관련하여 휘발성유기화합물(VOCs)을 포함한 유해가스제거성능이사회적으로 이슈가 되고 있다.공기청정기 제조사들은 대부분 VOCs가 제거된다고 표시 내지 광고하고 있으나,주지하는 바와 같이 VOCs는 다양한 종

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류가 존재하며,공기청정기가 제거할 수 없는 종류도 존재한다. 또한,VOC는 톨루엔 이외에도 벤젠,에틸벤젠,자일렌 및 스티렌 등의 600여종이 넘고그 위해성이나 기준농도에 대한 각각의 개별적 파악이 어려울 뿐만 아니라그 측정,분석 및 평가도 쉽지 않은 상황이므로 공기청정기로 실현가능한 한도 내에서 적절한 시험방법과 기준을 시급히 마련해야 할 것이다. 특히,앞으로 공해물질로 규정하고 있는 벤젠,톨루엔,자일렌 등의 기본적인 6가지VOC와 TVOC물질에 대한 제거효율 및 제거용량에 대한 규격과 기준의 확립이 필요하다고 할 수 있다.

한편,최근의 항균과 살균 등에 관한 소비자의 관심이 증대하는 상황에서각 제조사들이 자사의 시험결과를 기초로 항균성능을 강조하며 마케팅에 이용하고 있는 실정이다.그러나 현재 항균 및 살균 등 각종 미생물에 관한 제거능력을 검증할 수 있는 공인된 시험방법이 없는 실정인 바,향후 항균 부분에 대한 적절한 시험방법 및 기준의 설정이 필요할 것으로 판단된다.

그리고 공기청정기의 방식에서 특히 습식과 음이온식은 풍량이 낮아 집진효율 측정이 어렵기 때문에 이들 제품의 관리를 위해서는 공기청정기를형식별 또는 주요 기능별로 구분하여 인증기준을 차등 적용하는 방안을 검토할 필요가 있다.

또한,최근의 공기청정기 기술의 급속한 발전에 따라,UV 광촉매 또는플라즈마 방식 등의 이온이나,OH 라디칼 등의 생성을 통해 유해가스를 제거하는 방식의 신기술이 공기청정기에 도입되고 있으므로,여기서의 이온 또는 OH 라디칼 발생량에 대한 평가 및 인체 위해성을 평가할 수 있는 기준마련을 위한 추가적인 연구가 요구되고 있다.

그리고,공기청정기의 유지 관리와 관련하여 가장 중요한 핵심 필터부의교체 주기 등에 관하여도,체계적인 실태조사와 함께 기존의 유지용량 중심의 기준에 대한 개정보완 및 관리방안의 정립이 매우 중요한 향후 연구과제이다. 현재의 규격에 따른 분진 및 탈취유지용량 성능시험은 고가의 시험비용이 요구되기 때문에 저비용의 신뢰성 있는 유지용량 시험방법에 대한연구 또한 시급히 요구되고 있다.

끝으로,집진시험,탈취시험 및 청정화능력 시험 등의 현재의 공기청정기

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성능시험방법들에 대한 타당성 검토 및 보완도 지속적으로 요구되고 있다.한예로,현재의 시험 입자 및 가스 농도가 국내의 실내 환경과 유사한 환경조건인지에 대한 검토와 함께 시험방법 및 절차에 따른 성능 비교를 통해실제 실내 환경에 부합하는 시험 조건을 확립해야 할 것이고,이를 위한 보완 연구가 지속적으로 요망된다.

333...소소소음음음 기기기준준준의의의 보보보완완완

현재 국내의 KS산업규격과 한국공기청정협회규격 모두 소음 규제를 표7-4와 같이 풍량에 대하여 단계별로 규제토록 규정하고 있다. 그러나,공기청정기에서 소음 영향은 단계적인 풍량에 의존하기 보다는 풍량과 연속적인상관관계를 가지며,설치되는 적용면적과 직접적인 관계를 가진다고 볼 수있다. 본 연구에서 시험한 공기청정기 45대에 대하여 소음기준선을 집진효율의 기준인 70%를 기준으로 할 때,연속적으로 도시한 결과를 그림 7-60에나타내었으며,이 경우 총 불합격 대수는 1대의 차이를 보이지만 불연속선이없게 된다. 따라서 공기청정기의 실제적인 적용면적과의 관련성 강화를 위하여 현재 소음기준의 풍량의 범위에 따른 단계별 기준으로부터 풍량 또는적용면적에 비례되는 기준으로 보완할 필요성이 있다.한편,소음을 감각적인 공해 관점에서 절대적인 단일 기준으로 확립하여 규제하거나 저소음 품질 향상을 도모하기 위하여 소음표시 등급제 등도 고려할 수 있다.

정격 풍량 (m3/min) 소음치 (dB)5이하 45

5초과 10이하 5010초과 20이하 55

20이상 60

표 7-4정격풍량에 따른 소음치

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0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12 14

풍량(CMM)

소음

(dB)

필터식

복합식

전기집진식

음이온식

습식

적용면적(η=70%기준) 기준선

※불합격 제품수: 10개

그림 7-60적용면적 비례 기준에 따른 풍량-소음 관계

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444...품품품질질질인인인증증증제제제도도도 관관관리리리 강강강화화화

현재 공기청정기의 품질에 대한 인증은 한국산업규격의 KS인증과,환경협회의 환경마크인증 및 민간단체인 한국공기청정협회에서 인증하고 있는CA 마크가 있다. 여기서,공기청정기의 품질에 대한 소비자의 신뢰를 높이기 위해서는 인증기관의 인증 시험대상 업체에 대한 적절한 관리․감독이필요할 것으로 판단된다. 특히,본 연구에서 수행된 45대의 제품 중 과반수이상의 공기청정기가 측정된 실제 적용면적보다 제품의 표기적용면적이 10%이상을 초과하여 표기되어 있었다.적용면적 표기가 제품포장과 사용설명서및 제조사 홈페이지 등에서 각각 다르게 표시되거나 거실면적이 아니라 아파트 적용기준면적52)으로 표시되는 경우가 있어 소비자 혼란을 야기시킬수가 있으므로 적용면적의 산정기준이나 표시방법을 통일화할 필요가 있다.향후,적용면적과 같은 공기청정기 제품의 일반 성능과 관련해서는 국가 또는 단체의 통일된 규격에 의한 인증제를 통하여 관리하도록 하고 한국공기청정협회나 소비자시민모임과 같은 민간단체의 주도로 자율적인 감시기능을강화하도록 하며 정부에서는 규제보다는 홍보를 통해 소비자가 올바른 구매를 할 수 있도록 유도하도록 한다.

정부에서 직접 규제를 해야 할 경우,유통되는 제품을 임의로 수거하여공인시험기관에서 성능 시험을 수행한 후,과대광고로 실제 성능을 지나치게초과하는 제품에 대하여 공시하거나,정부 차원의 경고 조치를 취하도록 한다. 단,좁은 공간에서 사용 목적을 지닌 자동차,기차 등의 운송 수단용 공기청정기나,대형 업소용의 경우에는 시험 방법과 기준이 별도로 정립될 필요가 있다.

555...공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련 소소소비비비자자자정정정보보보 제제제공공공 강강강화화화

실내공기오염의 심각성에 대한 인식이 높아지면서 쾌적한 실내환경을 유지하기 위하여 오염물질 제거에 대한 소비자의 관심이 증대하고 있다.쾌적한 실내환경은 특히 건강과 밀접한 관련이 있어 소비자에게 있어서는 이에관한 다양한 정보가 요구된다.각 가정이나 소형사무실에서 가장 손쉽게 실내공기를 정화시킬 수 있는 방법으로 공기청정기를 선호하고 있으며,이러한

52)아파트 적용기준은 실제 측정적용면적에 대응하는 아파트 평형을 나타내는 것으로,아파트 거실(주방 포함)에

사용할 때의 아파트 평형을 의미한다.

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수요에 부응하기 위하여 다양한 특성을 강조하는 많은 공기청정기가 시판되고 있다. 그러나 다양한 공기청정기가 시판되고 있음에도 불구하고 여전히공기청정기에 관한 객관적인 정보는 여전히 미흡한 실정이다. 따라서 공기청정기 관련기관은 실내공기오염에 대한 일반적인 과정이나 이를 해소하는다양한 방법 등 실내공기질을 관리하는 데 필요한 기본적인 지식이나 정보를 종합하여 제공하는 것이 매우 중요하다.

미국의 경우 환경보호청(EPA :EnvironmentalProtectionAgency)이 홈페이지를 통해서 실내공기에 관한 다양한 정보를 제공하고 있다53).제공되고있는 주요 내용에는 실내공기질에 관한 기본정보(BasicInformationAboutIndoorAirQuality),실내공기오염원 및 실내공기질 개선정보(SourcesofIndoorAirPollution-ImprovingIndoorAirQuality),실내공기질 문제 확인(IdentifyingIndoorAirQualityProblems),VOCs,공기청정기로 팔리고 있는 오존발생기의 효과 및 건강영향에 대한 평가,주거용 공기청정기기(ResidentialAirCleaningDevices:A SummaryofAvailableInformation)등을 포함하여 다양한 정보가 게시되어 있다.

한편 우리나라의 경우 환경부에서 인터넷 홈페이지를 통해 환경과 관련한 다양한 정보를 제공하고 있다.54)그러나 우리나라에서 실내공기질에 대한관리의 필요성을 인식하기 시작한 때가 오래되지 않아 실내공기에 관한 정보가 부족한 실정이다. 실내공기질 관리에 대한 연구보고서나 관리법령에대한 해설 내지 정책설명자료 등이 대종을 이루고 있으며,일반 대중을 대상으로 실내공기에 대한 유용한 정보는 미흡하다고 할 수 있다.특히 미국의EPA와 비교해 볼 때,일반 가정에서 실내공기오염을 효과적으로 줄이거나오염물질을 효과적으로 제거하는 데 필요한 유용한 정보가 매우 요구되고있다.뿐만 아니라 실내공기오염물질에 대한 기본적인 정보나 오염과정 등에관한 정보도 보완될 필요가 있다.

따라서 일반 대중이 신뢰할 수 있는 공인 기관을 통해서 실내공기질에관한 보다 객관적이며,기본적인 정보뿐만 아니라 오염된 실내공기가 건강에미치는 영향이라든가 오염물질의 효과적인 제거방법,또는 오염물질 발생 저감대책 등에 관한 정보를 소비자들이 쉽게 알 수 있도록 다양한 방법으로

53) 미국 환경보호청의 실내공기에 관한 정보를 제공하고 있는 사이트(www.epa.gov/iaq) 참조.

54) 환경부 홈페이지(www.me.go.kr) 참조.

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제공할 필요가 있다.

또한 공기청정기 제조업체는 자사의 제품 성능에 대하여 신뢰할 수 있는공인 시험 기관의 검증을 근거로 정확하게 표시함과 동시에 초기성능을 최대한 유지할 수 있도록 충실한 내용의 유지관리와 사용에 대한 설명을 제공하여야 할 것이다.

666...성성성능능능관관관리리리 기기기준준준안안안 변변변경경경에에에 대대대한한한 검검검토토토

표 7-5는 집진효율,탈취효율,적용면적 및 소음의 기준안에 따른 시험체공기청정기의 충족 비율을 보여주고 있다.계수법 70% 기준으로 했을 때 필터식과 복합식의 공기청정기는 각각 100%와 73.3%가 충족하는 것으로 나타났다.습식 및 음이온식의 경우는 풍량이 너무 작아서 집진효율 측정이 불가능하였다.탈취효율은 기준치를 60%에서 70%로 강화할 경우 필터식 및 복합식은 각각 76.5%와 66.7%에서 70.6%와 53.3%로 감소하는 것을 확인할 수 있고 습식 및 음이온식은 60% 기준조차 거의 만족시키지 못하는 것으로 나타났다.적용면적을 그림 7-3에 제시한 10% 오차 기준으로 하였을 때 필터식및 복합식에서 각각 64.7%와 46.7% 정도가 충족하는 것으로 나타났으나,습식 및 음이온식은 적용면적 기준을 충족시키지 못하였다.소음을 기존의 풍량별 기준에 적용할 경우 필터식 및 복합식은 각각 64.7%와 86.7% 충족하였으며,적용면적을 보정한 소음기준을 적용할 경우 각각 58.8%와 86.7%를 충족하는 것으로 나타났다.습식,음이온식의 경우는 풍량별 기준과 적용면적보정 기준에 관계없이 모두 소음기준치를 만족하는 것으로 나타났다.

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표 7-5성능관리 기준안에 따른 시험체 공기청정기 충족 개수 비율

평평평가가가항항항목목목 기기기준준준안안안 필필필터터터식식식(((111777대대대)))

복복복합합합식식식(((111555대대대)))

습습습식식식(((333대대대)))

음음음이이이온온온식식식(((999대대대)))

집진효율 계수법 70% 기준 100%(17대)

73.3%(11대) 측정불가 측정불가

탈취효율60% 기준 76.5%

(13대)66.7%(10대)

0%(0대)

0%(0대)

70% 기준 70.6%(12대)

53.3%(8대)

0%(0대)

0%(0대)

적용면적 10% 오차 기준 64.7%(11대)

46.7%(7대)

0%(0대)

0%(0대)

소음기존 풍량에 따른 기준 64.7%

(11대)86.7%(12대)

100%(3대)

100%(9대)

적용면적 보정 소음기준 58.8%(10대)

86.7%(12대)

100%(3대)

100%(9대)

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제제제 888장장장...공공공기기기청청청정정정기기기 오오오존존존발발발생생생량량량 시시시험험험및및및 규규규제제제방방방안안안

제제제 111절절절 시시시험험험방방방법법법

111...오오오존존존발발발생생생량량량 시시시험험험방방방법법법

오존발생량 측정은 미국의 UL867-1997(ElectrostaticAirCleaner)규격의 절차에 따라 시험실은 공기청정화 능력 시험 챔버 또는 공간체적 30m3이상의 실내공간으로 한다.시험체를 가동하기 전 시험실내의 초기오존농도를 측정한다.시험체의 정격풍량과 방전/집진부의 정격전압의 운전에서 시험체의 공기 토출구 50mm 지점의 공기를 약 1l/min으로 흡입하면서 24시간동안 농도를 측정함으로써 진행한다.시험실내의 초기오존농도가 0.01ppm이상인 경우에는 위에서 측정한 평균농도에서 초기농도를 뺀 값을 오존발생농도로 한다.시험 챔버는 청정화능력 시험 챔버의 실내공간에서 하였으며,시험체는 시험실의 가운데에 설치하였다.테이블 상치형의 경우에는 바닥에서부터 75cm 정도 위에 설치하였다.시험체에서 발생하는 오존농도의 측정기는 화학발광법 등의 KSM 9410에 규정된 분석법에 준하거나 그 이상의정도를 가지는 오존농도 분석기를 사용하여 측정한다.그림 8-1은 오존발생농도 측정 장치 설치 전경을 나타내고 있다.오존발생농도 시험조건으로는일반적인 공기청정기 시험조건인 온도 23±5℃,상대습도 55±15%의 범위에서진행하였다.

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그림 8-1오존발생농도 측정 장치 설치전경

222...음음음이이이온온온 발발발생생생량량량 시시시험험험방방방법법법

음이온 발생농도 시험은 한국공기청정협회 규격안(공기이온 발생기용 농도 측정법)에 따라 실시하였다.시험실은 오존시험용 챔버 또는 실내공간으로 하며 시험체는 시험실의 가운데에 설치하며,테이블 상치형의 경우에는바닥에서부터 75cm정도 위에 설치한다.시험체에서 발생되는 음이온 농도의측정기는 이온농도계수기 등의 분석법에 준하거나 그 이상의 정도를 가지는음이온 농도 분석기를 사용하여 측정한다.시험체를 가동하기 전 시험실내의초기 음이온 농도를 측정한다.시험체의 정격풍량과 정격전압의 운전에서 시험체의 배출구와 측정기 흡입구와의 거리는 먼저,시험체의 배출구 평균풍속이 1.5m/s이하의 경우는 0.5m 이하로 하였고,시험체의 배출구 평균풍속이1.5m/s를 초과 5m/s까지의 경우는 0.5m로 하였으며,시험체의 배출구 평균풍속이 5m/s이상의 경우는 1m로 하였다.측정횟수는 분당 1회로 총 5회 또는 5분간 측정치의 평균값을 음이온 발

생농도로 하였다.여기서,시험실내의 초기 음이온 농도가 10/cm3이상인 경우에는 위에서 측정한 평균농도에서 초기농도를 뺀 값을 음이온 발생농도로한다.공기청정기의 시험체에 대한 음이온 발생농도 측정장치 및 설치사진이그림 8-2에 나타나 있다.

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그림 8-2음이온발생농도 측정 장치 설치전경

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제제제 222절절절 시시시험험험결결결과과과

111...오오오존존존발발발생생생량량량 시시시험험험결결결과과과

그림 8-3부터 그림 8-6은 기준치를 초과하는 음이온식 제품의 시간별 오존 발생 특성을 보여주고 있다.‘가’제품은 3시간 30분 경과 시 이미 기준치의 8배가 넘는 수치를 보이고 계속 증가하는 추세를 보였다.한편,‘나’제품은 13시간 정도에서 최대값을 나타내다가 조금씩 감소하는 경향을 나타냈지만 이 제품 역시 최대값이 기준치의 6배를 초과하였다.‘다’제품은 24시간동안 조금씩 증가추세를 보이며 최대값 0.08ppm로 기준치의 약 1.6배 정도 방출되었다.‘라’제품은 계속 증가하면서 15시간 후에 0.250ppm이 넘게 오존을 방출하였다.

그림 8-3‘가’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도

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그림 8-4‘나’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도

그림 8-5‘다’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도

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그림 8-6‘라’제품 음이온식 공기청정기의 시간별 오존발생농도

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그림 8-7과 그림 8-8은 오존발생량 측정결과를 보여주고 있다.그림 8-7은공기청정기 방식별 오존발생량을 나타낸 것이다.필터식,복합식 및 습식의경우 오존은 거의 발생하지 않았으나,음이온식은 약 66.7%의 제품에서 오존이 기준치(0.05ppm)보다 약 1.4배~10배 이상 발생하였다.

그림 8-7공기청정기 시험체의 방식별 오존발생량 시험결과

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그림 8-8은 가격별 시험체 공기청정기의 오존발생농도를 나타낸 것이다.음이온식을 제외할 경우 오존발생량은 가격에 관계없이 기준치 이하로 낮게나타났다.

0.00

0.01

0.10

1.00

0 20 40 60 80 100 120

가격 (만원)

오존

농도

(ppm

)

20만원이하

20만원대

30만원대

40만원대

50만원대

60만원이상

오존기준치: 0.05ppm

그림 8-8공기청정기 시험체의 가격별 오존발생농도 시험결과(음이온식 제외)

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222...음음음이이이온온온 발발발생생생량량량 시시시험험험결결결과과과

음이온발생량 시험은 시험대상 공기청정기에서 음이온 발생기능을 표시한 복합식 공기청정기 제품에서 제조사별로 추출된 5대와 음이온식 공기청정기 9대의 총 14대를 대상으로 수행하였다.음이온 발생 방법은 코로나와플라즈마 방전 등을 이용하는 방전형과 탄소섬유나 금속섬유 등의 매체전극을 이용하는 매체형으로 구분하였다. 음이온 발생 방법에 대한 예를 그림8-9에 나타내었다.

(a)방전형(코로나) (b)방전형(플라즈마)

(c)매체형(탄소섬유) (d)매체형(탄소천)

그림 8-9음이온 발생 방법

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그림 8-10은 14개 시험체에 대한 방식별 음이온발생 농도을 나타낸 결과이다. 음이온 기능의 복합식 모델은 1대를 제외한 모든 제품에서 단위 입방센티미터 당 10만개 이상 수준의 음이온이 발생되었으나,음이온식 제품의경우 2대의 제품을 제외한 대부분의 제품에서 수천개 이하 수준이거나 음이온을 발생시키지 못하는 제품도 다수 존재하였다.

1

10

100

1,000

10,000

100,000

1,000,000

0 15

시험체 수

음이

온 농

도 (

Ions/c

c)

복합식(음이온기능)

음이온식

그림 8-10방식별 음이온 발생량 시험결과

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그림 8-11은 음이온 발생 방법에 따른 음이온발생량과 오존발생량의 관계를 나타내고 있다.그림에서 보면 오존발생과 음이온발생은 특별한 상관관계를 보이지 않는 것으로 나타났다.탄소섬유 등을 이용하는 매체형 음이온 발생 방식은 오존발생이 없이 단위 입방 센티미터 당 수십만개부터 백만개 이상의 고농도 음이온을 발생시켰다.방전형의 경우에는 오존이 방출되지 않고음이온만을 발생시키는 제품도 있었지만 오존 방출 제품도 많았으며,매체형과 동일 수준의 백만개 정도의 음이온을 발생시키기 위하여는 오존 발생 기준치를 매우 초과하는 것으로 나타났다.

1

10

100

1,000

10,000

100,000

1,000,000

0.001 0.01 0.1 1

오존농도(ppm)

음이

온농

도(ions/c

c)

매체형(복합식)

매체형(음이온식)

방전형(복합식)

방전형(음이온식)

기준치: 0.05ppm

그림 8-11음이온 발생 방법별 음이온발생량과 오존발생량과의 관계

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제제제 333절절절 오오오존존존의의의 인인인체체체 위위위해해해성성성 조조조사사사

오존은 성층권에 대부분이 존재하는데 이는 자외선이 지구 표면까지 도달하지 못하도록 막아주는 중요한 역할을 한다.반면에,지표면으로부터 10km 이내의 대류권에 존재하는 오존은 인체 건강에 해로운 존재가 될 수 있다.즉,우리가 직접적으로 접하는 오존은 호흡을 통해 흡입할 경우 신체에이상 반응과 손상을 일으킬 수 있다.오존의 건강에 대한 유해성 연구는1950년대부터 시작되었고 그 당시부터 이미 오존은 강력한 살균제로 사용되었기 때문에 공기 중에 존재할 때 인체 위해성과 관련하여 상당한 의문이발생하기 시작하였다고 한다.특히,작업장에서 고농도의 오존에 노출된 노동자가 호흡기와 관련된 통증을 자주 느낀다는 보고가 증가함에 따라 오존의 위해성에 대한 관심이 더욱더 증가하였다.

오존은 무색이고 자극적인 냄새가 나는 반응성이 매우 높은 기체로서 3개의 산소 원자(O3)로 구성되어 있다.오존은 분해가 될 때 산소 원자가 하나떨어져 나가면서 산소 분자인 O2가 되고 이 때 생긴 산소 원자가 다른 물질의 분자에 부착되면서 그 물질의 화학적인 성분을 변화시킨다.오존은 대기중에 직접적으로 방출되지 않기 때문에 이차 오염물질로 분류되기도 한다.인체에 유해한 오존은 도심 지역의 자동차 배기가스로부터 발생하는 스모그의 주된 성분으로서 지구 표면으로부터 10km 위에 위치한 성층권 오존층의오존과는 달리 지표면에 존재하고 주로 자동차 배기가스에서 나오는 질소산화물 (NOx)이나 휘발성 유기화합물 (VOCs)이 자외선을 조사 받아 광화학반응을 일으키면서 생성된다.

대류권에서 자연적으로 발생하는 오존의 농도는 대략 0.02～0.04ppm 정도로 계절적,지리적 영향에 따라 달라질 수 있다.이산화황이나 이산화질소와 같이 자연 발생 농도의 약 100～1,000배 정도가 되어서야 인체에 독성을띠는 것과는 매우 대조적으로 오존은 자연 발생 농도의 3배 정도의 농도에서도 인체에 상당한 피해를 줄 수가 있다.고농도의 오존 발생은 주로 바람이 적은 날씨에 휘발성 유기화합물이나 질소산화물이 축적되어 있는 곳에서강력한 태양광이 조사되는 맑은 고기압 날씨에 주로 일어난다.따라서 오존은 주로 5월부터 9월까지의 여름철에 최고조에 이르고 12월부터 2월 사이에최저로 낮아진다.고기압 조건에서 1～5시간 동안 0.1ppm 이상의 오존이 매일 연속적으로 발생할 수도 있고 때에 따라 0.2ppm 이상의 고농도 오존이

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발생할 수도 있다고 보고 되고 있다.오존 농도는 자동차 발생량,기타 오염물질량,지역의 기후 조건 및 태양광의 세기 등의 여러 가지 요인에 의해 크게 좌우된다.일반적으로 오존은 시골지역 보다는 일차오염물질이 많고 공기가 정체되기 쉬운 공업화된 도시에서 주로 많이 발생한다.

실내의 오존은 주로 사무실에서 사용하는 복사기,레이져프린터,FAX등높은 전압의 전기를 사용하는 사무용 기구에서 많이 발생한다.최근 들어서는 일부 전기식 또는 음이온식 실내용 공기청정기에서 오존이 다량 발생하여 사회적으로 큰 문제가 되고 있다.이러한 방식의 공기청정기는 전기적으로 공기를 분해하여 이온을 생성시킴으로써 미세한 먼지와 악취를 제거하는데 고전압의 전기를 사용하여 공기를 분해하고 이온을 생성시키는 과정에서일부 산소가 분해되면서 오존이 발생할 수가 있다.공기청정기는 실내 공기정화를 위해 창문을 차폐하고 설치해두는 경우가 많으므로 오존이 다량 발생하는 공기청정기를 장시간 사용할 경우 사용자가 고농도의 오존에 노출될수 있기 때문에 더욱 문제시 될 수 있다.

오존에 노출될 경우 몇 가지 병리학적인 폐 질환을 일으킬 수 있다.오존은 강력한 산화작용을 하기 때문에 호흡 기관에 매우 강한 자극을 주고 세포 안팎에 존재하는 다양한 생체 분자에 반응하여 폐 기능에 변화와 손상을줄 수가 있다.특히,오존은 다른 자극성 가스보다 쉽게 분해가 되지 않기때문에 호흡기를 지나 폐 부위까지 쉽게 침투할 수 있어 폐 세포에 손상을초래하거나 염증을 일으킬 수 있다.또한 0.08ppm 이하의 오존 노출에도효소 활동에 변화를 주고 폐에 염증성 반응을 일으킬 수 있고 Neutrophils,단백질, 프로스타글란딘 E2, Interleukin-6, 젖산염, Dehydrogenase 및Antitrypsin등의 증가와 같은 작용을 일으키기도 한다.이러한 효소는 세포부종을 일으킬 수 있고 과도한 오존 농도에서는 직접 세포를 파괴할 수도있다.

오존의 인체에 대한 영향에 대한 연구는 30년 이상 계속되었다.오존은특히 호흡기 부위에 큰 손상을 주고 눈과 목 등에 통증과 함께 기도를 수축시켜 호흡을 곤란하게 하며 두통,기침 등의 증세를 일으키기도 한다.오존노출에 의해 발생하는 호흡 기관의 변화로는 폐 기능의 감퇴,천식과 같은호흡기 질환 악화,호흡 문제로 인한 응급실 방문이나 입원 회수의 증가 그리고 사망률의 증가를 들 수 있다.오존에 의해 발생하는 호흡기 질환의 정

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도는 오존 농도,노출 시간,기후 특성,개인 민감도,기존 호흡기 질환 여부및 사회경제적 환경 등의 여러 가지 요인에 따라 달라질 수 있다.

신체 기능 수준과 개인의 민감도는 오존의 유해성을 결정하는 중요한 요인이 된다.아이들과 천식 환자들 그리고 나이 많은 노인들의 집단은 특히오존 노출에 민감할 수 있다.특히,아이들은 육체적인 활동량이 많기 때문에 호흡량이 많아 오존이 폐 속 깊이 흡입될 수 있기 때문에 오존 노출에더욱 조심하여야 한다.한편,일부 연구에 따르면 오존 농도의 증가는 일시적인 사망률 증가의 원인이 되는 것으로 추정하고 있다.또한 오존 농도가증가할수록 천식으로 응급실을 찾는 환자가 증가한다는 보고 결과가 종종나타나고 있다.

미국 환경보호청에서는 표 8-1과 같이 오존 및 기타 오염물질의 정도에 따른 인체의 효과를 보고하기 위해 대기질지표 (AQI)를 개발하였다.AQI범위는 수치로 0에서 300까지 나타내고 다섯 개의 범주로 나눌 수 있는데 각 범주는 각기 다른 인체 효과를 나타내고 있다.1시간에 0.08에서 0.404ppm의오존 농도에 노출되면 오존에 과민한 사람의 경우 폐 기능 감소,천식의 악화,입원 증가 및 조기 사망을 일으킬 수 있다.또한 호흡을 할 때 기도가수축되어 호흡이 어려우며 두통,기침 등의 증세를 일으킬 수도 있다.오존농도가 증가할수록 이러한 증상은 더욱 악화된다.건강한 개인의 경우에는폐 기능의 감소 및 운동 기능의 저하와 같은 현상이 나타난다.대기질 지표에서는 0.065ppm 이하의 농도에서는 인체 유해한 효과가 나타나지 않는다고되어 있지만 많은 연구에 따르면 이 보다 낮은 농도에서도 오존에 의한 인체 유해 결과가 많이 관측되고 있다.특히 오존 노출에 민감한 아이들은 오존 유해성이 좀 더 클 수 있다.또한 다른 오염물질이 동시에 존재할 경우에는 저농도의 오존 노출에서도 인체 유해한 효과가 나타날 수 있다고 전문가들은 주장하고 있다.

미국 환경보호청의 인터넷 홈페이지에는 오존발생기(이온공기청정기)의위해성에 대해 자세한 설명이 제시되어 있다.(http://www.epa.gov/iaq/pubs/ozonegen.html)그 결과를 요약하면 오존은 단독이든 다른 화학물질과섞여있든 인체에 해롭다는 것과 오존발생기는 제조자의 지시사항을 따르더라도 건강기준을 초과할 수 있다는 것 그리고 건강기준을 초과하지 않는 농도조건에서 오존은 실내 공기오염물을 제거하는데 효과가 거의 없다는 것을

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강조하고 있다.표 8-2는 오존의 건강에 대한 위해성과 건강기준을 보여주고있다.

오존의 인체 유해성의 가장 중요한 요인 두 가지는 오존농도와 노출시간이다.수많은 연구에서 특정한 오존 범위에 따른 인체 유해성 정도를 보여주고 있다.표 8-3은 오존의 농도 및 노출시간이 인체에 미치는 영향을 나타내고 있다.또한 그림8-12는오존농도가평균0.01ppm증가시사망률증가에대한연구보고서요약결과를보여주고있다.55)

표 8-1미국환경보호청(EPA)공기질지수(AQI)8시간 평균 오존 농도

(ppm) 공기질 지수 공기질 상태 건강 효과

0.0-0.064 0to50 Good(양호) 건강상의 위해성이 없음0.065-0.084 51to100 Moderate

(적당)오존에 매우 민감한 사람이장시간 노출되었을 때 호흡기 이상을 경험할 수 있음

0.085-0.104 101to150 UnhealthyforSensitiveGroups(민감군에게 위험)

오존에 민감한 집단은 깊은호흡시 기침이나 통증을 일으킬 수 있음

0.105-0.124 151to200 Unhealthy(위험)

오존에 민감한 집단은 기침과 통증이 심해지고 폐기능이 저하될 가능성이 매우높음

0.125(8-hr)-0.404(1-hr) 201to300 VeryUnhealthy(매우 위험)

오존에 민감한 집단은 심각한 호흡장애 증상을 일으킴

55)Jonathan I.Levy et.al.,Assessing the PublicHealth BenefitsofReduced Ozone Concentrations,EnvironmentalHealthPerspectives,V109,N12,2001

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표 8-2오존의 건강에 대한 영향 및 건강기준 (참조:www.epa.gov)

건강에 대한 영향 위험요소 건강기준-폐기능약화-천식악화-기관지염및기침-가슴통증,폐기종-호흡기질환전염

-오존농도의증가-오존노출시간의증가-호흡빈도증가활동(운동)-폐질환환자(천식)

-미국 식품의약국(FDA):0.05ppm 이하-미국 산업안전보건청(OSHA)::8시간동안 평균0.1ppm 이하-미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH):0.1ppm 이하-미국 EPA 오존의대기공기질기준:8시간동안 평균0.08ppm

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표 8-3오존의 농도 및 노출시간별 인체 영향농도(ppm) 노출시간 인체 및 실험동물에 미치는 영향0.02 5분 냄새 감지

0.03～0.3 1시간 달리기 선수의 기록저하0.05～0.1 30분 불안감을 느낌0.05～0.2 - 코 및 인후의 자극0.05～0.6 1시간 천식 환자의 발작빈도 증가0.08 3시간 동물(쥐)의 세균감염,감수성 증가

0.1

30분 두통,눈에 자극1시간 시각장애,폐포 내의 산소 확산력 저하2시간 폐동맥 산소 분압 증가24시간 눈자극 증상 증가

0.1～0.25 30분 호흡수의 증가

0.21시간 동물(쥐)의 적혈구 변형6시간 동물(쥐)의 자율운동 감소

0.2～0.8 - 눈에 자극

0.3- 호흡기 자극,가슴압박5분 호흡량의 증가

0.34 2시간 동물의 호흡량 증가0.35 3～6시간 시력감소

0.37～0.75 2시간 호흡량 현저히 감소0.4 2～4시간 기도저항증가,호흡량 감소

0.52시간 폐기능 저하6시간 기도저항의 증가와 폐기능 현저한 감소2～6시간 동물(쥐)의 폐세포 팽창

0.6～0.8 2시간 기관지 자극,폐기능저하,폐확산력 현저한 감소0.8～1.5 - 폐충혈0.9 5분 기도저항의 심각한 감소1.0 6시간 동물(쥐)의 사망률 증가

1.5～2.0 2시간 심한 피로,가슴통증,기침9.0 - 급성 폐부종

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그림8-1224시간평균오존농도0.01ppm증가시사망률증가

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제제제 444절절절 국국국내내내외외외 오오오존존존 규규규제제제 기기기준준준

실내외 오존 안전 기준치를 표 8-4에 나타내었다.미국 환경 보호청(EPA)은 오존을 표준 오염 물질로 분류하여 관리하고 있다.EPA는 1시간 평균 0.12ppm 및 8시간 평균 0.08ppm 이하를 국가 대기질 기준(NAAQS)으로 규정하였다.캐나다의 보건성은 1시간 평균 0.082ppm을 대기질 기준으로하고 있고 세계보건기구(WHO)는 8시간 평균 0.06ppm 이하를 권고하고 있다.우리나라의 대기 오존 기준은 8시간 평균 0.06ppm 및 1시간 평균0.1ppm 이다.한편,실내공기질 기준으로는 미국 식품의약국(FDA)에서 실내의 오존 규제치를 0.05ppm 이하로 두고 있고,미국 산업안전보건청(OSHA)에서는 8시간동안 평균 0.1ppm 이하로 하고 있으며,미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH)에서는 규제치를 순간 최대값 0.1ppm 이하로 나타내고 있다.우리나라에서는 다중이용시설등의 실내공기질 관리법에 따르면 오존의건강기준치가 평균 0.06ppm 이하로 규정하고 있다.

표 8-4실내외 오존 안전 기준치구구구분분분 기기기관관관 기기기준준준 (((ppppppmmm)))

대기기준

미국환경보호청(EPA) 0.12(1시간 평균)0.08(8시간 평균)

캐나다 보건성 0.082(1시간 평균)세계보건기구(WHO) 0.06(8시간 평균)

우리나라 환경부 0.1(1시간 평균)0.06(8시간 평균)

실내기준미국 식품의약국(FDA) 0.05미국 산업안전보건청(OSHA) 0.1(8시간 평균)미국 국립산업안전보건연구원(NIOSH) 0.1우리나라 환경부 0.06

표 8-5는 국내 공기청정기 관련 규격의 오존 기준치를 나타내고 있다.한국산업표준규격인 KS C 9314와 한국공기청정협회 단체규격인KACA-1998-01규격에서는 24시간동안 최대값 0.05ppm 이하를 기준으로 하고 있고 환경마크협회의 EL407-2003/1/2003-114공기청정기 규격에서는 24시간동안 최대값 0.01ppm 이하로 하고 있다.

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표 8-5공기청정기 오존방출 규격 및 기준치규규규격격격 기기기준준준 (((ppppppmmm)))

한국산업표준규격 KSC9314 0.05한국공기청정협회 KACA-1998-01 0.05환경마크협회 EL407 0.01

그러나 최근 보고에 따르면 이러한 기준 농도 이하의 오존에 노출되었을경우에도 인체에 상당한 피해를 줄 수 있다고 보고되고 있고 따라서 세계보건기구나 캐나다 보건성은 오존의 권고기준과 경보발령기준을 재검토 중에있고 일부 전문가들은 오존 기준을 더욱 강화시킬 필요성이 있다고 주장하고 있다.

표 8-6은 오존 기준치를 0.05ppm과 0.01ppm으로 설정했을 때의 45대 시험체 공기청정기의 충족 비율을 보여주고 있다.기준안이 0.01ppm으로 강화되더라도 필터식과 복합식 및 습식의 공기청정기는 96% 이상 기준안을 만족시키는 것을 확인할 수 있다.한편 음이온식의 경우는 기준안 강화에 따라충족률이 30%대에서 20%대로 감소하는 것을 알 수 있다.

표 8-6.오존발생량의 기준에 따른 시험체 공기청정기 충족 개수 비율

제제제 555절절절 오오오존존존발발발생생생량량량 규규규제제제 방방방안안안

111...오오오존존존발발발생생생량량량 강강강제제제사사사항항항 규규규정정정

국민 건강에 직접적인 해를 줄 수 있는 오존 항목에 대하여는 강제사항으로 규정하여 음이온 기능 없는 필터식,습식을 제외한 모든 공기청정기에대해 공인시험기관을 통해 오존 시험을 의무적으로 수행하고 오존발생농도가 0.05ppm 이상 초과하는 제품에 대하여 정부차원에서 규제 또는 경고조치

평평평가가가항항항목목목 기기기준준준안안안 필필필터터터식식식 복복복합합합식식식 습습습식식식 음음음이이이온온온식식식

오존방출량0.05ppm 기준 100% 100% 100% 33.3%0.01ppm 기준 100% 92.9% 100% 22.2%

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를 취하도록 한다.한편,음이온 기능을 표시하는 제품은 음이온 성능시험결과를 제품에 의무적으로 표시하도록 하고 음이온과 함께 양이온의 발생량도 동시에 표기토록 한다.다만,음이온 기능 없는 필터식과 습식의 경우는오존이 전혀 발생하지 않으므로 의무사항에서 제외시키도록 할 수 있다.

222...‘‘‘음음음이이이온온온 공공공기기기청청청정정정기기기’’’별별별도도도 기기기준준준 마마마련련련

‘음이온 공기청정기’제품은 집진부가 없기 때문에 공기청정기의 정의에부합하지 않고 음이온의 집진 및 청정기능에 대한 원리와 성능이 명확하지않으므로 이러한 제품은 ‘음이온발생기’로 명명하도록 한다.그리고 이러한음이온발생기에 대한 별도의 기준을 마련할 필요가 있다.

333...OOOzzzooonnneeeFFFrrreeeeee마마마크크크제제제 도도도입입입 또또또는는는 오오오존존존 규규규제제제농농농도도도 강강강화화화

최근 들어 오존이 기준 농도인 0.05ppm 이하의 농도에 노출되었을 경우에도 인체에 피해를 줄 수 있다고 보고되고 있으므로,제품의 오존발생농도에 대한 더욱 철저한 관리를 위하여는 0.01ppm 이하의 배출 성능을 가지는우수한 제품에 대하여는 OzoneFree마크 제도를 도입하거나 오존발생농도의 규제치를 0.01ppm 등으로 강화시키도록 하는 방안을 제안한다.

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제제제 999장장장...결결결 론론론

제제제 111절절절 개개개 요요요

실내공기질에 관한 국가적인 관심이 고조되면서 현재 실내 환경관련 법률의 제․개정이 이루어지고 환경부에서는 그 동안의 대기를 중심으로 관리하던 환경정책을 실내공기를 포함하여 종합적인 공기질 관리를 통하여 국민의 삶의 질을 개선하고자 노력하고 있다.이와 같은 배경에서 실내 공기질개선의 하나의 중요한 수단인 실내 공기청정기에 대한 성능 기준 마련과 적정한 관리방안의 마련이 매우 중요하다. 본 연구에서는 국내 유통되는 공기청정기의 시장현황,작동원리 및 관련법규 등의 제반사항을 조사하고,시장조사를 통한 업체별,가격별,방식별 분석을 바탕으로 대표적인 45대의 공기청정기를 표본을 선정하여 풍량,먼지집진효율,탈취효율 및 적용면적 등의주요 성능시험을 수행하였다. 아울러,오존의 인체위해성 조사와 공기청정기의 오존발생량 시험을 수행하여 공기청정기의 성능기준과 적절한 관리방안을 도출하였다.본 연구를 통하여 얻은 중요한 결론은 다음과 같다.

제제제 222절절절 공공공기기기청청청정정정기기기 조조조사사사 및및및 연연연구구구동동동향향향 결결결론론론

111...공공공기기기청청청정정정기기기 소소소비비비자자자 구구구매매매성성성향향향 조조조사사사

국내 소비자들의 공기청정기 구매시 가장 중요하게 고려하는 사항으로는주기능인 집진성능과 가격,부가기능의 순으로 나타났다.또한,국내 소비자들의 공기청정기 요구성능에서 중요하게 여기는 것으로는 집진기능,탈취기능,유해물질 제거기능 순으로 나타났다.이는 공기청정기 구입시 주기능인집진성능을 우선적으로 고려하면서도 건강에 대한 높은 관심으로 유해가스제거나 항균성능과 같은 부가성능도 중요한 고려사항으로 여기고 있다는 것을 의미하고 있다.

222...공공공기기기청청청정정정기기기 연연연구구구동동동향향향

공기청정기의 관련 연구는 주기능인 집진성능을 향상시키기 위한 고성능필터의 개발 및 이들의 효율적인 채용과 함께 및 항균,살균 및 유해물질 제

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거와 같은 다양한 부가 기능에 대한 연구들이 집중적으로 수행되어지고 있는 것으로 조사되었다.특히 건강에 관한 소비자의 관심이 높아지면서 각종미생물의 제거와 유해가스 제거 등에 관한 새로운 첨단기술들이 개발,적용되고 있다.그러나,이와 같은 항균성능이나 VOC 제거성능 등에 대하여 현재까지 공인된 시험방법이나 규격이 없이 개발업체의 자체적인 시험으로 이루어지고 있으며,한층 신뢰성을 가지면서 공인된 평가기법 개발에 대한 연구도 시도되고 있다.

제제제 333절절절 시시시험험험 공공공기기기청청청정정정기기기 선선선정정정 및및및 성성성능능능시시시험험험에에에 대대대한한한 결결결론론론

111...시시시험험험체체체 공공공기기기청청청정정정기기기 선선선정정정

백화점과 대형 마트 등의 현장과 인터넷 쇼핑몰에서의 공기청정기 제품및 시장 조사를 바탕으로 시중에 유통되는 공기청정기의 총 175대 중 가격별,방식별 및 업체별 시장점유 비율을 조사한 결과,소비자들은 20～40만원대 가격을 가장 선호하였고 집진방식의 경우 필터식과 복합식을 거의 대등한 비율로 선호하였다. 이상의 유통제품 특성을 고려하여 최종적으로 필터식 17대,복합식 15대,전기집진식 1대,음이온식 9대 및 습식 3대의 대표적인 시험대상 표본 공기청정기 45대를 선정하였다.

222...성성성능능능시시시험험험항항항목목목 및및및 기기기준준준

시험대상 공기청정기 전체에 대하여 풍량,집진효율,탈취효율,VOC 제거효율,청정화능력,소음 및 오존발생량 시험을 수행하였다.풍량과 소음은KS C 9314 기준을 적용하고,집진효율과 청정화능력 및 탈취효율은KACA-1998-01기준,그리고 오존발생량은 UL867-1997기준을 각각 적용하였고,VOC 제거효율은 해당 규격이 없어 KACA-1998-01의 탈취시험규격과동일한 조건을 적용하였다.

333...성성성능능능시시시험험험 결결결과과과

333...111집집집진진진,,,탈탈탈취취취 및및및 청청청정정정화화화능능능력력력의의의 방방방식식식별별별 비비비교교교필터식과 복합식은 시험 제품의 80% 이상에서 집진효율 70%,탈취효율

60% 이상으로 높게 나타났으나,음이온식 방식은 풍량이 작아 집진효율 측

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정이 불가능하였고,청정화 능력과 탈취 능력이 매우 미약하였다. 습식 방식의 경우에는 암모나아,초산 제거효율은 높았으나,청정화 능력은 필터식과 복합식에 비해 낮게 나타났다.

333...222집집집진진진,,,탈탈탈취취취 및및및 청청청정정정화화화능능능력력력의의의 가가가격격격별별별 비비비교교교필터식과 복합식만을 고려하였을 때,집진효율과 탈취효율은 가격에 크게

영향을 받지 않았고 청정화능력은 가격에 비례하여 증가하는 경향을 나타내었다.

333...333표표표기기기면면면적적적과과과 실실실제제제면면면적적적 차차차이이이시험대상 공기청정기 45대 중 과반수 이상의 제품에서 표기 면적이 실제

측정 면적보다 크게 표기되어 있는 것으로 나타났으며,이에 대한 기준정립과 관리방안이 필요한 것으로 나타났다.

333...444VVVOOOCCC제제제거거거 효효효율율율 및및및 탈탈탈취취취효효효율율율과과과의의의 관관관계계계필터식과 복합식의 경우 90% 이상의 대부분의 공기청정기가 60% 이상의

포름알데히드와 톨루엔의 제거효율을 보였지만,음이온식의 경우 포름알데히드와 톨루엔을 전혀 제거하지 못하는 것으로 나타났다.습식의 경우는 톨루엔,포름알데히드 제거효율이 필터식과 복합식에 비해 낮게 나타났다.그리고 60% 이상의 제품이 VOC제거효율과 탈취효율의 유사 특성을 지니고 있으나,20～30%의 제품들은 전혀 상관관계가 없었으며,이에 따라 공기청정기의 VOC의 시험방법 및 기준에 대한 별도의 연구가 필요한 것으로 사료된다.

333...555소소소음음음소음은 필터식의 약 33%가 기준치를 초과하는 것으로 나타났고,복합식

과 음이온식 및 습식은 거의 대부분이 기준치 이하로 나타났다.

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제제제 444절절절 공공공기기기청청청정정정기기기 기기기준준준마마마련련련 및및및 관관관리리리방방방안안안 결결결론론론

111...공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련 규규규격격격간간간 시시시험험험방방방법법법의의의 부부부합합합화화화

공기청정기의 품질에 대하여 시험하고 인증하는 국내 개별규격 간의 집진효율,적용면적 및 가스제거 시험방법과 절차에 대한 부합화와 통일화가공기청정기 시장의 안정화 및 제품의 신뢰성 제고를 위하여 시급하다. 특히,적용면적 표기방식의 경우 제품포장과 사용설명서 및 제조사 홈페이지등에서 각각 다르게 표기되거나,거실면적이 아니라 아파트 전체면적으로 표시되는 경우가 있어 소비자가 혼란을 일으킬 소지가 있으므로 적용면적 표시방법을 통일화시킬 필요가 있다.

222...공공공기기기청청청정정정기기기 방방방식식식별별별 및및및 기기기능능능별별별 기기기준준준 보보보완완완

최근의 소비자의 관심이 높은 항균성능이나 포름알데히드,휘발성유기화합물(VOC)등 “새집증후군”과 관련된 유해물질의 제거성능에 대하여 적절한별도의 시험방법과 기준을 마련할 필요가 있다. 또한,음이온식과 습식 제품의 경우,풍량이 매우 낮아 산업자원부의 KS인증과 (사)한국공기청정협회의 CA인증에서 요구하고 있는 집진효율(70%)기준을 만족시킬 수 없으므로이들 제품에 대한 관리를 위해서는 공기청정기를 방식별 또는 주요 기능별로 구분하여 인증기준을 차등 적용하는 방안을 검토할 필요가 있다.그리고,최근의 UV광촉매,플라즈마 방식 등 이온이나,OH 라디칼 등의

생성을 통해 유해가스를 제거하는 방식의 신기술이 공기청정기에 도입되고있으므로,오존과 함께 이온 또는 OH 라디칼 발생량에 대한 평가 및 인체위해성을 평가할 수 있는 기준 마련을 위한 추가적인 연구가 필요하다.동시에,공기청정기의 실사용과 관련하여 가장 중요한 공기청정기의 유지

관리와 관련하여 핵심 필터부의 교체 주기 등에 관하여도 저비용의 신뢰성있는 시험방법과 관리방안의 정립이 향후 중요한 연구과제이다.

333...소소소음음음 기기기준준준의의의 보보보완완완

공기청정기의 실제적인 사용자 측면에서,현재 소음기준의 풍량의 범위에따른 단계별 기준으로부터 풍량 또는 적용면적에 비례되는 기준으로 보완하

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거나,소음이 감각적인 공해라는 관점에서 절대적인 단일 기준으로 확립하여규제하도록 하거나,저소음 품질 향상을 도모하기 위하여 소음표시 등급제를고려할 수 있다.

444...품품품질질질인인인증증증제제제도도도 관관관리리리 강강강화화화

공기청정기 제품의 일반 성능과 관련하여 국가 또는 단체의 통일된 규격에 의한 인증제를 통하여 관리하도록 하고 한국공기청정협회나 소비자시민모임과 같은 민간단체의 주도로 자율적인 감시기능을 강화하도록 하며 정부에서는 규제보다는 홍보를 통해 소비자가 올바른 구매를 할 수 있도록 유도하도록 한다.정부에서 직접 규제를 해야 할 경우,유통되는 제품을 임의로 수거하여

공인시험기관에서 성능 시험을 수행한 후,과대광고로 실제 성능을 지나치게초과하는 제품에 대하여 공시하거나,정부 차원의 경고 조치를 취하도록 한다.

555...공공공기기기청청청정정정기기기 관관관련련련 소소소비비비자자자 정정정보보보제제제공공공 강강강화화화

실내 공기질과 공기청정기에 대한 홍보와 다양한 소비자정보의 제공이궁극적으로 공기청정기 제품의 질 향상은 물론,관련 산업의 활성화에 필수적이므로 관계기관에서는 소비자가 쉽게 접근하여 열람할 수 있는 공인된정확한 정보를 제공하는 것이 매우 중요하다.

제제제 555절절절 공공공기기기청청청정정정기기기 오오오존존존발발발생생생량량량 시시시험험험 및및및 규규규제제제방방방안안안 결결결론론론

111...오오오존존존발발발생생생량량량 시시시험험험결결결과과과

필터식과 복합식의 경우 모든 제품에서 오존방출량이 0.05ppm의 기준치를 만족하였으며,환경마크 기준인 0.01ppm을 적용하더라도 복합식 1대를제외하고 모든 제품이 0.01ppm 이하로 오존이 거의 발생되지 않았다.음이온식은 9대 중 6대인 66.7%에서 기준치보다 1.4배～10배 이상 높게 방출되는것으로 나타났으며,습식은 오존을 발생시키지 않았다.오존발생과 음이온발생은 상관관계를 갖지 않았고 오존 발생없이 음이온만을 발생하는 음이온

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발생장치도 존재하였다. 따라서,제품별로 오존안전성 검증이 필요한 것으로 판단된다.

222...오오오존존존의의의 인인인체체체 위위위해해해성성성

오존은 장시간 과다 노출시 기관지염,기침 및 호흡기질환염,천식악화,가슴통증 및 폐기종 등의 폐기능 악화의 주된 영향을 미칠 수 있으므로 오존 노출에 민감한 아이들이나 노인들은 특히 주의를 해야 한다.오존은 세계각 기구에서 제공하는 기준 농도 이하의 농도에 노출되었을 경우에도 인체에 피해를 줄 수 있으므로 기준치 이하라고 하더라도 세심한 주의가 필요하다.

333...오오오존존존발발발생생생량량량 규규규제제제 방방방안안안

333...111오오오존존존발발발생생생량량량 강강강제제제사사사항항항 규규규정정정국민 건강에 직접적인 해를 줄 수 있는 오존 항목에 대하여는 강제사항

으로 규정하여 음이온 기능 없는 필터식,습식을 제외한 모든 공기청정기에대해 공인시험기관을 통해 오존 시험을 의무적으로 수행하고 오존발생농도가 0.05ppm 이상 초과하는 제품에 대하여 정부차원에서 규제 또는 경고조치를 취하도록 한다.한편,음이온 기능을 표시하는 제품은 음이온 성능시험결과를 제품에 의무적으로 표시하도록 하고 음이온과 함께 양이온의 발생량도 동시에 표기토록 한다.다만,음이온 기능 없는 필터식,습식의 경우는 오존이 전혀 발생하지 않으므로 강제사항에서 제외시킬 수 있도록 한다.

333...222‘‘‘음음음이이이온온온 공공공기기기청청청정정정기기기’’’별별별도도도 기기기준준준 마마마련련련‘음이온 공기청정기’제품은 집진부가 없기 때문에 공기청정기의 정의에

부합하지 않고 풍량이 낮아 기존 집진효율 기준을 만족시킬 수 없으므로 이러한 제품은 ‘음이온발생기’로 명명하도록 하거나,이러한 음이온발생기에 대한 별도의 기준을 마련하도록 한다.

333...333OOOzzzooonnneeeFFFrrreeeeee마마마크크크제제제 도도도입입입 또또또는는는 오오오존존존 규규규제제제농농농도도도 강강강화화화최근 들어 오존이 기준 농도인 0.05ppm 이하의 농도에 노출되었을 경우

에도 인체에 피해를 줄 수 있다고 보고되고 있으므로,제품의 오존발생농도에 대한 더욱 철저한 관리를 위하여는 0.01ppm 이하의 배출 성능을 가지는

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우수한 제품에 대하여는 OzoneFree마크 제도를 도입하거나,오존발생농도의 규제치를 0.01ppm 등으로 강화시키도록 하는 방안도 제안된다.

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부부부 록록록

1.환기장치 및 공기청정기 설치시 오염농도 변화 계산2.다중이용시설등의 실내공기질관리법3.전기용품안전기준 K60335-1가정용 및 이와 유사한 전기기기의 안전 제1부 일반요구사항

4.전기용품안전기준 K 60335-2-65가정용 및 이와 유사한 전기기기의 안전제2부 공기청정기에 대한 개별 요구사항

5.한국산업규격(KSC9314공기청정기)6.환경표지인증기준(EL407-2003/2/2005-68공기청정기)7.한국공기청정협회 규격(KACA-1998-01실내공기청정기)8.業務用分煙機器性能試驗方法指針(案)(JACA No.36-2000)9.日本電氣工業會規格(JEM 1467家庭用空氣淸淨器)10.日本工業規格(JISB9901)11.미국표준협회/가전제품제조자협회 규격 ANSI/AHAM AC-1-2002AssociationofHomeApplianceManufacturersMethodforMeasuring

Performance ofPortable Household ElectricCord-Connected Room AirCleaners12.캐나다 보건부 QuestionsandAnswers(Aircleanersdesignedtointentionallygenerateozone(ozonegenerators))13.<설문지>공기청정기 소비자 구매성향 조사