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공기청정기, 이오나이저
게시물ID : science_46679짧은주소 복사하기
작성자 : Argentea
추천 : 10
조회수 : 9528회
댓글수 : 7개
등록시간 : 2015/02/26 16:20:40
공기펑정기는 공기를 '청정'하게 만드는 장치로, 크게 그 효과에는 세 가지가 있습니다.
A. 먼지의 제거
B. 공기 중 세균과 바이러스의 제거
C. 탈취

이를 위해서 필요한 구조들은
1. 공기 순환 장치
2. 먼지 제거 장치
3. 항균 처리 장치
4. 탈취 장치
이렇게 네 가지 목적으로 분류 할 수 있습니다.

1. 공기 순환 장치
쉽게 말하면 팬입니다. 외부의 공기를 공기청정기의 내부로 끌어당기고, 내부의 공기를 밖으로 빼주는 역할을 합니다.
이를 효율적으로 진행되게 하기 위해서는 팬과 공기의 순환을 효율적으로 돌게 하는 내, 외부적인 구조가 필요합니다. 필터 등을 거치면서 압력 강하가 생기고, 이 부분을 적절하게 대응할 수 있도록 최적의 팬 속도와 압력, 구조가 필요합니다.
이러한 구조에 따라서 공기청정기의 적정 용량과 면적이 달라지는 부분이고요.(방의 크기)

2. 먼지 제거 장치
필터입니다. 청소기와 동일한 그거입니다. 들어온 공기는 필터에 걸려서 먼지가 걸러집니다.
여기서 필터 성능에 따라 거를 수 있는 먼지의 크기가 달라집니다. 청소기와 같이 큰 먼지들에서부터 미세먼지까지 거를 수 있는 크기가 작아질수록 가격이 올라갑니다.
또한 이게 좋아질수록 공기의 순환이 어려워지고, 보다 크고 강한 팬과 유체역학적인 설계가 필요합니다.
필터가 좋아서 먼지가 잘 걸린다고 하더라도, 팬이 약하다면 공기가 공기청정기 안으로 들어가지도 못합니다.

3. 항균 처리 장치 4. 탈취 장치
공기 내 바이러스를 죽이고 냄새 분자를 걸러줍니다. 이 부분은 부분적으로는 필터에서 가능합니다.
필터의 항균 탈취 처리를 통한 것인데, 화학적 처리를 통해 바이러스, 세균, 냄새 분자 들의 흡착을 통해 공기를 걸러주는 방식입니다.
하지만 이들의 크기는 매우 작습니다. 미세먼지의 기준은 2.5마이크로미터 이하, 보통 바이러스의 크기는 마이크로미터 이하, 냄새 분자는 더 작기도 합니다. 이들은 필터만으로 부족하고, 이에 따라 사용하는게 이오나이저입니다. 


이오나이저는 다른 글에서도 볼 수 있듯이 플라즈마 발생장치인데, 공기 분자들에 전압을 걸어주어 이온상태(플라즈마)로 만들어 주는 것이 목적입니다.
이렇게 이온상태가 된 공기 분자들은 극성에 따라 1. 미세먼지들을 걸러주고 2. 세균들을 죽이며 3.냄새 분자들에 에너지를 가해 냄새가 나지 않는 다른 분자로 바꿔줍니다.
*공기 중 산소의 비율이 많기 때문에 생성된 이온들은 보통 산소 이온이고, 이는 쉽게 오존으로 바뀌며 플라즈마는 물리적, 오존은 화학적 방법으로 유사한 처리가 됩니다(먼지 제외).
1. 공기 중 미세먼지들은 콜로이드 상태라고 볼 수 있는데, 이들의 제거는 쉽지 않고 사용하는 방법 중 하나가 극성을 이용한 집진장치입니다.
2. 세균들은 높은 에너지의 공기 분자의 충돌, 오존에 의한 화학 반응을 통해 에너지를 받아 죽게 됩니다.
3. 이온화 된 분자들의 충돌로 에너지를 받은 냄새 분자들은 자체의 구조에 손상을 입고 냄새가 나지 않는 다른 분자로 바뀌게 됩니다.

이러한 역할을 하는 이오나이저는 플라즈마 발생 장치입니다. 주어진 간격 내에 높은 전압을 걸어주어 가속을 시키는데, 대기압 상태에서 수 mm 간격에 방전을 일으키기 위해선 수천 볼트의 높은 전압이 필요합니다. 이런 짧은 간격 안에서는 원하는 공기 청정 효과를 볼 수가 없고, 간격을 넓히거나 병렬로 여럿 연결해야 합니다. 간격을 넓힐수록 높은 압력이 필요하고, 여럿이 연결된다면 많은 전류가 필요해지는 만큼 적절한 크기 조절이 필요합니다. 
구조나 원리 자체는 간단하지만, 안전성을 챙기기 위해선 정밀한 설계가 필요한 만큼, 시판 제품의 가치가 낮게 평가되지 않았으면 합니다.

 
  틀린 부분 지적 달게 받겠습니다! 
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2015-02-26 16:32:07추천 0
방전 전압은 1기압 dry air 기준, 3mm에거 1.6kV정도 필요했습니다. 공기청정기는 wet air에 높은 속도로 순환중인만큼 더 높은 전압이 필요하다 보입니다.
댓글 0개 ▲
2015-02-26 16:35:17추천 0
1 60Hz 교류 기준입니다.

덧으로, 이오나이저를 개인적으로 만들거나 사용한 공기청정기의 제작은 시도하지 않았으면 좋겠습니다. 필터 성능에 따라서 충분히 걸러지지 않은 경우 화재 발생 가능성이 높은 부분입니다.
댓글 0개 ▲
2015-02-26 16:45:52추천 0
와우.!!!! 정확한 답변이네요.^^
댓글 0개 ▲
2015-02-27 01:15:49추천 6
공기청정기에 사용하는 이오나이저는 플라즈마 발생장치가 아니고 음이온발생장치입니다.
음이온을 방사하는 장치인데
방식이 여러가지가 있는데 그중 하나가 플라즈마 방식이 있어요
먼지 분자를 이온화 시키는것이 아니라 분자를 대전시켜서 입자끼리 끌어당기게 하는 역활을 하죠...
.....이러면 집진기나 공기청정기의 효율에 이득이 있을수 있어요
이온나이저로 냄세제거나 물질 변환은 안되고 집진기능에 이득이 있기에 사용합니다.
이오나이저는 살균기능이 없습니다.......과장 광고가 많아요....

뭐 실제로는 있으나 없으나 큰차이는 없어요
댓글 0개 ▲
베스트 게시판으로 복사되었습니다!!!
2015-02-28 16:20:12추천 0
1 이 글 참조해주시면 감사하겠습니다. 실제로 이오나이저는 제균 목적이 주로 사용된다고 하네요.
http://www.todayhumor.co.kr/board/view.php?table=bestofbest&no=199000&s_no=199000&kind=bestofbest_sort&page=1&o_table=science
우선, 음이온 방사장치라고 해도, 방사 이후에 공기는 플라즈마 상태로 분류됩니다.
플라즈마란 상태의 특징 상 모든 작용이 가능합니다.
댓글 0개 ▲
2015-02-28 16:32:24추천 0
에이져엔젤님이 말씀하신 분자대전은 집진기의 원리이고
본문에 나온 내용도 콜로이드 상태의 미세먼지를 대전시켜 제거하는것도 집진기의 원리 아닌가요?
이내용은 일반적인 (필터 + 이오나이져) 공기청정기가 아니라 전기집진방식 공기청정기에 해당하는 내용같은데..

일반적인 필터+ 이오나이져 공기청정기에 들어가는 이오나이져는 집진을 위한것이 아니라 제전과 항균을 위함이 아닌가요??
이온을 생성해서 생활환경에서 제전하여 먼지들의 정전기적 인력을 약하게 만들고 제균하기 위해..
댓글 0개 ▲
2015-02-28 16:37:17추천 0
1 네 맞습니다.
집진기와 이오나이저 둘의 구조는 매우 비슷한데, 이오나이저가 보다 전압차가 강한 편입니다.
플라즈마가 생성되면서 집진 효과는 볼 수 있지만, 제진은 필터가 가장 큰 역할을 합니다!
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