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[인터뷰] 여용석 에이피 기술연구소장

광플라즈마 살균환기장치 개발
안전성·효율성 확보 ‘광범위 살균’ 효과

FCU 및 환기장치 전문기업 에이피(대표 임형선)가 최근 광플라즈마 살균환기장치 ‘EAP-250NHB-8 광플라즈마(이하 250NHB)’를 개발·출시했다. 이번 제품은 코로나 바이러스 확산에 따라 환기 중요성이 커지는 가운데 실내환경에서 감염을 예방하기 위해 현대건설·바이오존코리아와 공동으로 개발됐다.


여용석 에이피 기술연구소장을 만나 제품에 적용된 기술과 기대효과에 대해 들었다.


■ 어떤 제품인가

250NHB는 광플라즈마를 적용한 열회수형 환기장치로 살균, 바이러스·유해물질 제거, 실내환기, 공기청정이 모두 가능하다. 


광플라즈마 램프를 급기구(SA)에 설치함으로써 외기구(OA)에서 들어온 바깥공기를 통과시켜 세균, 바이러스, 유해물질을 제거하게 된다. 공인시험기관을 통해 부유세균 등을 제거하는 효과를 검증했으며 개발제품, 적용부품 등에 대해 국내·외 협·단체 인증을 획득했다. 


■ 시험성적 및 인증결과는

한국산업기술시험원(KTL)에서 오존자외선협회 공기정화장치 기준인 KOUVA AS 09:2019에 따라 △부유바이러스 △부유세균 △오존발생 △입자정화성능 △유해물질 탈취율 등을 시험했다.


부유바이러스 시험은 박테리오파지 바이러스인 파이(Phi)-X174로 진행했으며 60㎥ 시험챔버에서 30분간 풍량 3단계로 가동한 결과 저감률은 96.3%로 나타났다. 바이러스 저감효과가 있다고 보는 기준 60%를 크게 상회해 대부분의 부유바이러스를 제거했다.


부유세균 시험은 포도상구균 에피더미디스(S.epi-dermidis)로 저감률을 측정했다. 부유바이러스와 마찬가지로 60㎥ 챔버를 이용했으며 3단계 풍량으로 1시간 가동한 결과 기준치 80%를 뛰어넘는 99.2% 부유세균 저감률로 측정됐다.


오존발생농도 시험은 30㎥ 시험챔버에서 제품과 5cm 간격으로 오존측정기를 설치하고 24시간 가동 후 농도를 측정했다. 그 결과 24시간 최대값이 0.003ppm, 0.006mg/㎥로 오존예보기준 상 좋음등급인 0.03ppm의 1/10 수준으로 측정됐다.


미세먼지 제거성능을 알아보기 위해 실시한 입자정화성능 시험에서도 우수함을 확인했다. 30㎥ 시험챔버에서 입자살포 후 제품을 3단계로 20분간 가동한 뒤 파티클카운터로 저감량을 측정했다. 결과적으로 입자저감성능 90.38%로 나타나 기준치 60%보다 월등한 성능을 입증했다.


유해물질 탈취율에 대해서는 △암모니아 △폼알데하이드 △아세트산 등의 탈취율을 측정한다. 8㎥ 시험챔버에서 제품을 풍량 3단계로 60분간 가동한 뒤 가스측정기로 측정한 결과 △암모니아 96.5% △폼알데하이드 82.3% △아세트산 91.7% 등으로 나타나 기준치 70% 이상을 초과했다.


■ 광플라즈마 특징은

광플라즈마는 태양광의 상온 플라즈마 원리를 이용한 광과학기술로 저온 산소 플라즈마라고도 불린다. 짧고 강력한 진공자외선(Vaccum ultraviolet) 파장으로 광이온화·광화학반응을 유도하는 친환경 기술로 초당 수십억번의 연쇄반응을 통해 수천여가지의 산소화합물을 생성한다.


오존(O₃)보다 더 강한 살균력이 있지만 적은 에너지를 사용하고 인체에 안전한 것이 장점이다. 다양한 산소종(Oxygen Speices)과 프리라디칼(Free Radicals)을 발생시키는 것이 광플라즈마 기술의 핵심이다. 


광플라즈마는 공기를 정화하고 불쾌한 악취를 광반응으로 분해한다. 저온 산소 플라즈마는 산화에너지를 가진 산소종에 의해 세균의 세포막 등 생식특성을 파괴함으로써 살균한다. 또한 초미세먼지와 악취, 유해화학물질 분자를 2차반응으로 해체해 파괴한다.


초당 수십억회의 연쇄반응이 발생해 수천가지의 산소계 화합물을 생성하기 때문에 일반 UVC 살균램프보다 180배 더 빠르게 유해물질을 파괴할 수 있다. 오존과 비교하면 2,000배 빠르다.


광플라즈마는 적외선(IR), 진공자외선(UV) 파장대의 빛을 공기 중에 조사해 화학반응을 일으키는 프리라디칼과 H⁺, OH⁻, HO₂, H₂O₂ 등 물질을 발생시킨다. 이와 같은 물질들이 유기화합물(VOCs), 휘발성유기화합물(TVOCs), 총탄소화합물(THC) 등과 2차 반응을 일으킨다. 이러한 유해물질들은 대부분 탄소(C)를 원자로 갖기 때문에 광플라즈마 반응으로 생성된 물질들과 작용해 CO₂, H₂O를 생성한다. 이 과정에서 탄소를 빼앗기 때문에 유해균의 생식특성이 파괴되고 유해물질의 화학적 특성을 변화시켜 무해한 물질로 바꾸는 원리다.


■ 광플라즈마 기술을 선택한 이유는

UV LED, 광촉매, 오존발생기 등 항균·항바이러스 기능이 있는 기술은 많지만 광플라즈마 기술은 보다 발전된 형태라고 판단했다.


광플라즈마는 다른 원리의 기술들에 비해 고가인 장비지만 화학물질과 악취물질을 광범위하고 빠르게 분해·제거한다.



특정 영역에 자외선을 조사해 직접 살균하거나 살균물질을 발생시키는 방식과 달리 광플라즈마 램프를 통해 공기 중에 빛을 조사하기만 하면 다량의 2차 반응물질이 생성된다. 2차 반응물질은 공기중을 떠다니며 넓은 공간에 퍼져 있는 유해물질과 반응할 수 있다.


안전성이 높은 점도 장점이다. 시스템 전 과정에서 화학세정제, 중화제 등을 전혀 사용하지 않기 때문에 친환경적이고 2차 반응물질 역시 인체에 무해하다. 유해물과의 반응 과정에서도 물과 이산화탄소만 생성되기 때문에 오염물질이 없다. 이에 더해 약 8W 전력만으로 가동할 수 있기 때문에 공조시스템 적용 시 에너지를 절약할 수 있으며 기름때, 휘발성물질과도 반응하기 때문에 화재위험성도 낮출 수 있다.


■ 코로나 바이러스에도 효과가 있나

그렇다고 판단한다. 현실적으로 코로나 바이러스로 실험하기는 어렵기 때문에 직접적인 효과를 검증한 것은 아니지만 공인시험에서 미생물, 바이러스, 세균 등을 파괴하는 살균력을 갖춘 것으로 나타났다. 코로나 바이러스 역시 제거할 수 있을 것으로 예상한다.


최근 코로나 펜데믹 현상이 발생한 이후 UV램프, UV LED, 이온살균 등을 장착한 제품으로 코로나 바이러스 감염예방 성능을 강조한 기업·제품들이 많이 등장하고 있다.


광플라즈마는 UV램프 대비 180배, 오존대비 2,000배 효과적으로 살균하기 때문에 타 제품보다 효과가 뛰어날 것으로 판단한다.


■ 제품 공급계획은

현대건설과 독접판매 계약이 체결됐다. 우선적으로 인천 송도 힐스테이트 3차에 2,000~3,000대 공급계약을 체결했다. 이후에도 연간 1만대 수준의 물량을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.