공기청정기의 비밀 - 공기청정기는 어떤 원리로 공기를 맑게 해줄까?

공기청정기의 어떤 원리로 공기를 맑게 해 줄까?

공기청정기가 어떻게 우리 주변의 공기를 깨끗하게 만드는지 궁금하신가요?

공기청정기의  작동 원리와 다양한 필터의 역할을 알아보며, 우리가 숨 쉬는 공기를 어떻게 정화하는지

알아보겠습니다. 🍃

 

 

 

건강하게 살기 위해서는 좋은 음식을 먹고 좋은 물과 좋은 공기를 마시는 것이 중요합니다.

사람이 하루에 섭취하는 물질 중 80%가 공기이고 하루에 80% 이상의 시간을 실내에서 생활하고 있으므로 실내 공기의 오염은 건물병증후군(SBS)과 같은 이상 증상을 일으킬 수 있습니다.

이 때문에 환경부는 미세먼지, 포롬알데히드, 부유세균 등 5개 오염물질에 대해 실내 공기질 유지 기준을 설정하여 준수하도록 하고 있으며, 가정에서도 공기 청정기를 사용하는 경우가 점점 많아지고 있습니다.

 

공기청정기의 필요성

• 공기청정기의 필요성: 봄철에는 실내 공기 질 관리가 더욱 중요해집니다. 공기청정기는 미세먼지, 황사뿐만 아니라 알레르기 유발 물질, 바이러스 등을 제거하여 실내 공기를 깨끗하게 유지하는 데 도움을 줍니다. 
• 공기청정기의 역할: 공기청정기는 HEPA 필터를 통해 0.3μm 이상의 입자를 99.97% 이상 걸러내며, 일부 공기청정기는 활성탄 필터를 사용하여 냄새와 유해 가스까지 제거할 수 있습니다. 

 

공기청정기의 기본 원리

• 공기청정기는 공기를 빨아 들려 미세한 먼지(또는 세균류)를 걸러 내고, 깨끗해진 공기만 기기 밖으로 방출하는 집진장치로 크게 기계식과 전기식으로 나뉩니다. 기계식 공기청정기는 물리적 필터를 사용해 공기 중의 입자를 걸러내고, 전기식 공기청정기는 전기적 방법으로 미세 입자를 제거합니다.

      <기계식 공기청정기>

        집진필터식(전처리 및 헤파필터를 이용하여 분진 제거), 흡착필터식(활성탄을 이용하여 유해가스 흡착), 습식(물을 이용하여 분진 및 유해가스 제거) 등이 있습니다.

여과란 입자의 크기 차이를 이용하여 액체나 기체로부터 고체 입자를 물리적으로 분리하는 과정이고, 흡착은 고체의 표면에 기체나 용액의 입자들이 달라붙는 것이다. 필터의 종류에 따라 제거할 수 있는 입자의 크기는 달라지는데 미세한 입자를 여과할수록 필터의 능력이 뛰어나다고 할 수 있다. 공기가 이러한 필터를 지나가면서 고체 입자들이 필터에 걸려 분리되는 것입니다.

여과는 입자의 크기 차이를 이용하여 액체나 기체로부터 고체 입자를 물리적으로 분리하는 과정

 

헤파필터는 불규칙하게 배열된 섬유들의 집합이다. 공기 중의 입자는 이들 섬유에 의해 차단되면서 정전기적 힘으로 섬유에 붙잡힌다. 헤파필터를 사용할 경우 세척이 가능한 프리필터를 먼저 통과시켜 크기가 더 큰 입자를 제거한다. 헤파필터를 자주 갈아야 하는 불편을 줄이는 것이다. 헤파필터 뒤에는 필터의 등급을 나타내는 숫자가 있는데 이 숫자가 클수록 고효율임을 의미합니다.

헤파필터로 거를 수 없는 더 작은 입자는 울파필터(ULPA, Ultra-Low Particulate Air)라는 초고성능 필터를 사용해 제거한다. 울파필터는 0.12μm 이상의 입자를 99.999%까지 제거할 수 있어 주로 반도체 연구실이나 생명공학 실험실의 클린룸에서 사용한다. 필터 방식의 공기 청정기를 사용할 때는 필터가 더러워져 공기가 재오염되는 것을 막기 위해 필터를 자주 세척하거나 필터의 교환주기를 철저히 지켜야 합니다.

헤파필터의 구조

 

      <전기식 공기청정기>

         전기집진식(고전압을 이용하여 하전, 집진판에 분진을 부착하여 제거), 음이온식(고전압으로 음이온을 생성하여 공기 중으로 공급하여 분진을 제거) 등이 있습니다.     

전기적으로 오염 물질을 제거하는 공기 청정기는 방전에 의한 이온화 방식을 이용합니다. 수천 볼트의 고전압을 걸어주면 전극 자체에서 전자가 생성되거나 전극 주위의 기체에서 전자가 만들어져 전극 주위에 플라즈마가 형성됩니다. 이렇게 만들어진 전자가 공기 중의 입자에 부착되면 입자들이 (-) 전하를 띠게 되고, 전하를 띤 먼지 입자는 정전기적 인력에 의해 반대 전하가 걸려 있는 집진판으로 이동하여 들러붙어 제거됩니다.

이온화방식은 공기 정화 과정에서 오존이나 질소산화물 같은 산화물이 어느 정도 발생합니다. 이러한 산화물은 반응성이 커서 공기 중 유해 물질의 분해를 촉진하는 살균 효과를 나타낸다. 그러나 오존 발생에는 주의를 기울여야 합니다.

이온화 방식으로 먼지를 제거하는 원리

         

필터의 종류와 역할

• 프리필터: 큰 먼지와 털을 걸러냅니다.
• HEPA 필터: 0.3마이크론 크기의 미세먼지까지 99.97% 걸러냅니다.
• 탄소 필터: 나쁜 냄새와 유해 가스를 제거합니다.
• UV-C 라이트: 세균과 바이러스를 살균합니다.

 

공기청정기 구입 시 유의사항

• 필터의 중요성: 공기청정기를 선택할 때는 필터의 종류와 교체 주기, 필터 비용 등을 고려해야 합니다. HEPA 필터는 정기적으로 교체해주어야 하며, 필터 교체 비용도 확인해야 합니다.
• 공간 크기에 맞는 선택: 사용할 공간의 크기에 맞는 공기청정기를 선택하는 것이 중요합니다. 공기청정기의 성능은 주로 청정 면적과 CADR(청정공기전달률) 값으로 평가됩니다.

 

봄철 공기청정기와 함께 하는 생활 속 팁

• 적절한 실내 습도 유지: 공기청정기와 함께 가습기를 사용하여 실내 습도를 적절하게 유지하는 것이 좋습니다. 너무 건조하거나 습한 환경은 호흡기 건강에 좋지 않습니다. 
• 목 관리: 미세먼지가 심한 날에는 목이 건조해지기 쉽습니다. 따뜻한 물을 자주 마시고, 실내 공기를 쾌적하게 유지하는 것이 중요합니다. 

공기청정기는 봄철 미세먼지와 황사로부터 우리의 건강을 지키는 데 큰 도움을 줍니다. 구입 시에는 필터의 종류와 교체 주기, 청정 면적 등을 꼼꼼히 확인하고, 실내 습도 조절과 목 관리에도 신경 써서 건강한 봄을 맞이합시다! 🌼