미세먼지 심한 겨울철 탁한 실내공기 잡는 똑똑한 환기장치 나왔다

2019.12.18 12:44
공기청정기 없이 환기만으로 실내 대기질을 높일 수 있는 스마트 환기장치가 개발됐다. 실내외 온도조절 기능도 갖춰 에너지도 크게 절약할 수 있다. 게티이미지뱅크 제공
공기청정기 없이 환기만으로 실내 대기질을 높일 수 있는 스마트 환기장치가 개발됐다. 실내외 온도조절 기능도 갖춰 에너지도 크게 절약할 수 있다. 게티이미지뱅크 제공

실내에서 건강을 위해서는 주기적으로 창문을 열어 환기를 시켜야 하지만, 겨울이나 여름처럼 냉난방이 이뤄지고 있을 때는 망설여진다. 기껏 실내 공기를 데워 놨는데 환기 과정에서 찬바람이 들어오면 에너지 낭비가 심하기 때문이다. 미세먼지라도 심한 날에는 갈등은 더욱 커진다.


이런 고민을 해결해 줄 새로운 스마트 환기 시스템이 개발됐다. 사물인터넷(IoT) 기술을 이용해 여름이나 겨울철에도 에너지 소모가 적게 조절하고, 미세먼지와 유해가스를 걸러내는 기능도 탑재해 실내 공기 오염을 근본적으로 막을 수 있다.


한국건설기술연구원은 조동우 녹색건축연구센터 선임연구위원팀이 IoT가 융합된 에너지절약형 열 회수 환기시스템을 개발했다고 18일 밝혔다.


만약 겨울 외부 온도가 0도, 실내온도가 22도라고 해보면, 환기 과정에서 외부의 찬 공기가 들어와 실내 온도를 크게 떨어뜨린다. 난방기를 통해 다시 실내온도를 22도로 올리는 과정에서 에너지가 많이 소모된다.


연구팀은 만약 환기 시스템이 외부 온기를 가열시켜 실내로 들어오게 하면, 실내 전체를 다시 난방하는 것보다 에너지를 크게 절약할 수 있다는 사실에 주목했다. 만약 0도의 외부 공기를 18도로 가열해 실내에 들어오게 하면, 실내를 난방하는 에너지의 5분의 1 수준으로 실내 온도를 유지시킬 수 있다. 연구팀은 “방을 돌아가면서 집 전체를 두 시간에 한 번 환기해도 형광등 1개 켜는 수준인 23~37W(와트)의 전력만 소비될 정도”라고 말했다.


연구팀은 IoT를 활용해 자동으로 환기되는 외부 공기의 온도를 실내 공기 온도에 맞춰 높이거나 낮추는 시스템을 개발했다. 여기에 불순물과 냄새, 미세먼지를 제거하는 필터를 3중으로 장착해 미세먼지가 심한 날에도 환기가 가능하게 했다. 

 

한국건설기술연구원이 개발한 스마트 환기장치의 구성도다. 집안에 설치해 집 전체 공기질을 관리할 수 있다. 한국건설기술연구원 제공
한국건설기술연구원이 개발한 스마트 환기장치의 구성도다. 집안에 설치해 집 전체 공기질을 관리할 수 있다. 한국건설기술연구원 제공

실험 결과 포름알데히드와 톨루엔, 암모니아 등 유해가스는 평균 81% 제거할 수 있었다. 미세먼지의 경우에는 실내용 공기청정기를 절반 운영한 것과 비슷한 초미세먼지 제거 성능을 발휘했다. 외부 초미세먼지 농도가 나쁘면 실내 초미세먼지 수치도 올라간다. 외부가 ‘나쁨’ 수준인 120~150 μg/㎥일 때 실내 초미세먼지가 90 μg/㎥이라고 가정한 뒤, 이를 ‘좋음’ 수준인 35 μg/㎥로 낮추는 데 드는 시간을 비교한 결과, 공기청정기는 12분, 연구팀의 환기시스템은 30분이 걸렸다.


제습 기능도 탑재해 여름 장마철 등에도 안심하고 환기할 수 있다. 소음이 40cB(데시벨)로 조용한 사무실 수준이다. 계절이나 공기질, 내외부 온도차 등을 고려해 자동으로 환기를 조절하는 자동운영도 가능하다.


조 선임연구위원은 “스마트 환기시스템은 최소의 에너지 소비로 최적의 실내 공기환경을 만들어준다”며 거주환경의 질을 높여주는 기술이 될 것”이라고 말했다.
 

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