ISSN 2287-8130(Online) Particle and Aerosol Research
Par. Aerosol Res. Vol. 10, No. 2: Jun 2014 pp. 83-91 http://dx.doi.org/10.11629/jpaar.2014.10.2.083
입자 균등성 확보를 위한 시험 챔버의 유동 시뮬레이션 및 이를 이용한 기상 부유균 저감 특성의 실험적 연구
박대훈1)･현준호2)･황정호1,2)*
1)연세대학교 기계공학과, 2)연세대학교 청정공학협동과정 (2014년 6월 5일 투고, 2014년 6월 24일 수정, 2014년 6월 25일 게재확정)
Flow Simulation of Chamber System to Obtain Particle Uniformity and Study on Bio-aerosol Reduction Test
Dae-Hoon Park1), Junho Hyun2), Jungho Hwang1,2)*
1)
Department of Mechanical Engineering, Yonsei University
2)
Graduate Program in Clean Technology, Yonsei University
(Received 5 Jun 2014; Revised 24 Jun 2014; Accepted 25 Jun 2014)
Abstract
Since airborne bacteria have been known to aggravate indoor air quality, studies on reducing bacteria particles increase recently. In this study, a chamber(0.8m x 0.8m x 1.56m) system was built in order to simulate real conditions for reducing airborne bacteria, and evaluated by a simple aerosol reduction test. A method utilizing CFD(Computational Fluid Dynamics) simulation was used to detect the horizontal cross-sectional area which represents particle distribution in the chamber. Then an air-cleaner with HEPA filter and Carbon Fiber Ionizer was located on that area for aerosol reduction test. The CFD result found the area was located at 0.2m height from the bottom of the chamber, and the test showed aerosol reduction efficiencies using measurements of number concentration and CFU(colony forming unit) per each case. At the measurement of number concentration, the reduction efficiency of air-cleaner with filter and ionizer(Case 3) was about 90% after 4 minutes from the stop of the bacteria injection, and that with only filter(Case 2) was about 90% after 8 minutes from the beginning. Lastly, that without filter and ionizer(Case 1) was about 30% after 10 minutes. At the measurement of CFU, it shows similar results but it is related to viability of bio-aerosol.
Keywords：Chamber test, CFD, Bio-aerosol, HEPA Filter, Ionizer
* Corresponding author.
Tel：+82-2-2123-2821, E-mail：[email protected]
1. 서 론
현대인들은 약 80% 이상의 생활을 일반 주택이 나, 사무실뿐만 아니라 실내 작업장, 공공건물, 학 교, 병원, 상가 및 각종 교통수단(자동차, 지하철, 택 시 등)을 포함한 실내공간에서 보내는 것으로 보고 되고 있으며(Kim, 1995), 그에 따라 실내공기질(IAQ, indoor air quality)에 대한 관심도 점점 높아지고 있 다. 특히 도시 거주자의 경우 실내에서 보내는 시간 의 비중이 더욱 크고, 최근 에너지 문제 및 건물의 고층화 현상 등으로 인해 실내공기의 환기가 제한 되어 밀폐된 공간에서의 공기 오염에 의한 피해가 더욱 클 것으로 우려된다.
최근 많은 연구와 보고서에 의하면 모든 질병의 상당수가 오염된 실내공기에 의해 발병되고 있음이 밝혀지고 있으며, 오염물질들을 효율적으로 제거할 수 있는 기술개발의 필요성을 강조하고 있다. 실내 공기질을 저해하는 주 오염원으로서 기상 부유균 (bio-aerosol)이 있는다. 기상 부유균이란 바이오(bio) 와 에어로졸(aerosol)의 합성어로서 생물학적 기원을 갖는 공기 중에 부유 입자상 물질을 의미한다. 이는 세균, 곰팡이, 바이러스 등뿐만 아니라, 꽃가루, 진 드기 등을 포함하며. 입자상 오염 물질이 갖는 물리 적 특성과 미생물이 갖는 생물학적 특성을 동시에 갖는 오염 물질로 일반 입자상 오염 물질과는 구분 되어 연구･관리되고 있다. 특히 미생물 기원 기상 부유균의 경우 전염병을 매개시키는 역할을 하기도 하는데, 조사에 따르면 가정용 에어컨 및 출퇴근 차 량 에어컨에서 발생된 유해 미생물을 측정한 결과 에는 알레르기(allergy), 천식(asthma) 등을 유발하는 알레르기 유발균뿐만 아니라 면역성이 약한 사람에 게 폐질환 외이도염 등의 각종 질병을 유발시킬 수 있는 기회감염균(opportunistic pathogen)도 발견되었 다고 발표했다(Hong et al, 2003).
일반적인 기상 부유균 제거 기술 중 하나는 입자 상으로 부유하는 기상 부유균을 필터를 이용해 유 동으로부터 분리하여 제거하는 방식이다. 이 때, 기 상 부유균의 경우 필터 상에서 번식하여 기상 부유 균과 MVOCs (Microbial Volatile Organic Compounds) 의 발생되어 다시 공기 중으로 부유함으로써 2차적 인 오염원으로 작용할 수 있기 때문에(Fischer et al, 1999; Menetrez and Foarde, 2002), 필터에 대한 항균
처리가 필요하다. 또 다른 기상 부유균 제거 기술 중 하나는 공기 이온 발생기(이오나이저)를 이용하 는 것이다. 특정 대전체에 고전압을 인가하여 전자 를 방전시키는 코로나 방전 기술을 이용하는데, 이 렇게 방전된 전자에 의해 만들어진 공기 중 이온들 이 세균과 접촉하여 생존에 영향을 주게 된다. 그 외에도, 가열튜브를 이용하는 방법, 은 나노 입자를 필터에 통과시켜 필터에 포집된 미생물을 살균하는 방법 등(Yoon et al, 2008)이 기상 부유균을 제어하기 위해 연구되고 있다.
본 연구에서는 실제 공간에서 기상 부유균을 저 감시키는 상황을 모사하기 위해 챔버 시스템 (Chamber system)을 구축하였다. 챔버는 가로 0.8m, 세로 0.8m, 높이 1.56m, 부피 약 1m3로, 사람 한 명 이 호흡하고 생활하는 공간을 고려하여 제작하였다.
기상 부유균 입자 저감 테스트에 앞서, 챔버 내에서 기상 부유균 입자의 농도 분포와 균등성을 확보하 기 위하여 CFD(Computational Fluid Dynamics) 시뮬 레이션(simulation)을 진행하였다. 어떠한 공간에 입 자가 주입되었을 때, 내부의 유동을 분석하여 입자 의 농도 분포 및 균등성을 확보하는 것은 굉장히 중 요한 일이다. 공간 안에서 입자 분포의 대표성을 띄 는 영역을 찾아내는 것이기 때문이다.
또한 본 연구에서는 시뮬레이션 결과를 이용해 입자 저감테스트를 시행하였다. 기상 부유균을 저감 시키는 장치로서 필터와 이오나이저를 사용했으며, 시중에서 판매되고 있는 상용 공기청정기에 여재 헤파 필터(HEPA filter)와 탄소섬유 이오나이저 (Carbon Fiber Ionizer)를 장착하여 세 가지 조건들에 대해 저감 성능을 비교하였다. 실험에 사용한 부유 균은 대장균(Escherichia coli, KCCM 12119)을 사용 하였다. 시뮬레이션 결과를 통해 입자의 농도 분포 와 균등성을 확보한 곳에 공기청정기를 위치시키고, 챔버에 기상 부유균을 발생시켜 주입한 뒤 공기청 정기를 작동시켜 시간에 따른 저감 성능을 각각 평 가하였다.
2. 실험 방법
2.1 CFD simulation
Fig. 1에서는 시뮬레이션에 사용된 챔버에 대해
Fig. 1. Geometry of the Chamber.
종합적으로 정리하였다. 입자는 챔버 꼭대기 정중앙 으로 주입되어 유동에 의해 챔버 안을 이동하다가 챔버 옆면 정중앙으로 빠져나가게 된다.
(1)
where
(2)
챔버 내의 유동속도를 해석하기 위하여 Realizable k-ε 난류모델을 사용하였다. 위의 Eqn.1과 Eqn.2은 Realizable k-ε 난류모델에 사용되는 방정식이다. ρ 는 공기의 밀도, 는 유동 속도(j=1,2,3)를 각각 의 미한다.
또한 챔버 안으로 주입되는 입자의 거동을 파악 하기 위하여 DPM(Discrete Phase Model)을 사용하였 다. 주입되는 입자, 대장균(Escherichia coli, KCCM 12119)은 입경이 약 0.8㎛이고, 밀도는 대부분 물로 이루어져 있기 때문에 액체 상태 물의 밀도와 같은 1000kg/m3로 가정하였으며, 주입구에서의 입자 발생 량(mass flow rate)는 약 1.51×10-10kg/s 인 것으로 나 타났다. 이를 이용해 챔버 내의 입자 농도(particle mass concentration)을 해석하였으며, 챔버 바닥에서 부터 높이 0.2m, 0.4m, 0.6m, 0.8m의 평면에서 입자 농도를 각각 분석 및 비교하였다.
(3)
마지막으로 입자가 균등하게 분포하는지를 알아보 기 위하여 위와 같은 RMS(Root Mean Square)식을 도 입하였다. 마찬가지로 챔버 바닥에서부터 높이 0.2m, 0.4m, 0.6m, 0.8m의 평면에서 입자 균등성을 각각 분 석 및 비교하였다.
CFD 해석의 모델링은 Gambit 2.4를 이용하였고 상용 시뮬레이션 패키지인 FLUENT 6.3.26을 이용하 여 유동장 해석을 수행하였다.
2.2 시험용 기상 부유균 준비
본 연구에서는 사용된 기상 부유균은 그람 음성 균인 대장균(Escherichia coli, KCCM 12119)을 이용 해서 모사하였다. 증류수 1L에 영양배지(nutrient broth) 8g을 현탁하여 배양액을 만든 후 멸균기 (Autoclave; Model DS-AC60, DASOL Hitec,. Korea)에 서 120℃에서 20분간 고온고압의 멸균처리를 하였 다. 멸균된 배양액에 E.coli를 주입하고 진탕배양기 (shaking incubator)로 37℃에서 24시간 배양하였다.
그렇게 배양된 배양액 350ml을 원심분리기(VS- 1500N, Vision Scientific, Korea)를 통해 2회 세척 (6000rpm, 15분)하여 증류수와 희석시켜 희석액 50ml를 만들어 실험에 사용하였다.
2.3 필터와 이오나이저를 이용한 입자 저감 성능 평가 방법
챔버 내 입자 저감 성능 평가를 위한 실험방법을 Fig. 2에 나타냈다. 필터와 이오나이저를 이용한 입 자 저감 성능 평가는 기상 부유균을 챔버에 일정 시 간 주입한 뒤 주입을 끊고 저감 성능을 평가하는 방 법을 사용하였다. Table 1.에서 보는 바와 같이 세 가지 조건에 대해 실험이 이루어졌다. 먼저 시뮬레 이션 결과를 통해 챔버 내의 입자의 농도 분포 및 균등성을 확보한 위치에 공기청정기를 설치하였다.
실험에서는 가동 시 처리 유량이 534.6lpm인 A사의 상용 공기청정기를 사용하였다. Fig. 3와 같이 본래 장착되어있던 필터 대신 여재 헤파 필터를 장착하 고 필터로부터 0.02m 떨어진 위치에 탄소섬유 이오 나이저를 4개의 지점에 설치하여 사용하였다. 실험 에 사용된 이오나이저는 이온이 방출되는 전극부
Condition
Case 1 HEPA filter : Off
Carbon Fiber Ionizer : Off
Case 2 HEPA filter : On
Carbon Fiber Ionizer : Off
Case 3 HEPA filter : On
Carbon Fiber Ionizer : On
Table 1. Cases of the Experiments.
Fig. 2. Experimental set up for evaluation of reduction efficiency in the chamber system.
Fig. 3. The positions of HEPA filter and four carbon fiber ionizers in air cleaner.
(ion emission tip)와 전원공급부로 구성되었다. 전극 부는 직경이 5~10㎛ 크기인 300여개의 탄소섬유로 이루어져있으며, 전원공급부는 저항 0.5Ω에 AC 200V, 60Hz의 전압을 공급하였다. 이오나이저에서 방출되는 이온의 종류는 음이온으로 선정하여 적용 하였다. 그 이유는 음이온이 대기 중에 부유하고 있 는 양이온화된 화학물질이나 먼지, 분진, 악취 등의 오염물질들을 제거해주는 기능이 있기 때문이다. 발 생되는 음이온의 측정은 이온측정기(Air ion counter, AlphaLab. Inc., USA)를 사용하였으며, 음이온 농도 를 2.0×106ion/cm3 이상으로 유지하였다(Kim et al, 2010). 오일트랩(Oil Trap)과 확산건조기(Diffusion Dryer), 헤파(HEPA; High Efficiency Particulate Air) 필터가 내장되어 있는 청정공기 공급장치를 통해 공급된 청정공기는 질량유량계에 의해 3.7L/min의 유량으로 공급되고 기상 부유균이 담겨있는 미립화 기(Atomizer; model 9302, TSI Inc., USA)를 통해 입 자를 발생시켰다. 발생된 입자는 확산건조기 (diffusion dryer)를 이용해 수분을 제거시키고, 이와
같은 방법으로 발생된 기상 부유균은 공기청정기가 설치된 챔버(0.8m x 0.8m x 1.56m)로 유입되었다. 10 분간 주입한 후 주입을 끊고 조건에 맞도록 공기청 정기를 설정하고, 공기역학적 입자계수기(APS;
Aerodynamic particle sizer; model 3321, TSI Inc., USA)를 통해 입자 농도를 측정하였다. 그 후 Six- Stage Viable Andersen Cascade Impactor(TE-10-800, Tisch Environmental Inc., USA)와 펌프(Pump)를 사용 하였다. Six-Stage Viable Andersen Cascade Impactor 는 임팩터(impactor)의 충돌판을 고체 영양배지 (nutrient agar plate)로 대체한 것으로써, 공기 중에 부유하는 기상 부유균 입자들을 생존에 적합한 영 양배지에 포집하는 장치이다. 실험에서는 주입되는 입자크기(0.8㎛)를 고려하여, 포집 입자크기 범위 (Cut-off diameter range)가 0.65㎛~1.1㎛인 stage6만 사용하였다. 임팩터의 포집 입자크기 범위에 적합하 도록 펌프의 유량을 28.3L/min으로 설정하였고, 포 집시간은 2분으로 선정하여 측정하였다. 또 영양배 지는 충돌판 역할에 적합하도록 27ml로 두껍게 하
Fig. 4. Velocity(m/s) Streamline in the chamber.
Fig. 5. Particle Mass Concentration(kg/m
3) contour in the chamber.
여 포집하였다. 그 후, 이 과정을 5회 반복하였다.
포집된 영양배지는 배양지(incubator)에서 37℃에서 1일간 배양하면서 형성되는 E.coli 군집체(colony)의 수(Colony Forming Unit: CFU)를 측정하였다.
(4)
(5)
측정된 입자 농도와 군집체 수를 위와 같은 수식 에 대입하여 저감 효율을 산출하였다. 여기서
은 주입을 끊고 첫 번째로 측정한 입자 농도 (particles/cm3),
은 이후에 시간에 따라 측정한 입자 농도(particles/cm3), 는 주입을 끊고 첫 번째로 포집된 영양배지의 군집체 수(CFU),는 이후에 시간에 따라 포집된 영양배지의
군집체 수(CFU)이다. 이와 같이 두 가지 방법으로 저감 효율을 산출하여 비교, 분석하였다.
3. 결과 및 토의
3.1 CFD simulation 결과
Fig. 4에서 챔버 내의 유속 장을 나타내었다. inlet 으로 들어온 공기가 챔버 바닥을 치고 난류를 일으 키면서 챔버 내로 퍼지는 것을 확인할 수 있으며, 유속이 챔버 상단보다는 하단에서 더 빠르고 유량 이 많은 것을 확인할 수 있다. 이로써 챔버 내부로 들어간 입자의 농도가 하단 부분이 높을 것으로 추 측할 수 있다.
Fig. 5에서 DPM을 이용한 챔버 내의 입자 농도 해석결과를 나타내었다. 입자가 챔버 내에 여기저기 퍼져있는 것을 확인할 수 있다. 이를 좀 더 자세히 보기 위해 Fig. 6에서 높이에 따른 입자 농도 해석결 과를 나타내었다. 이를 수치화시켜 그래프로 나타내 면 Fig. 7와 같이 높이 0.2m와 0.7m 부근에서 입자 농도가 가장 높은 것을 확인할 수 있다.
마지막으로 Fig. 8에서 높이에 따른 입자의 균등 성을 RMS식으로 수치화시켜 그래프로 나타내었다.
여기서 RMS값은 입자 농도의 표준편차와 평면 농 도 간의 비라고 정의 내릴 수 있는데, 평면상에서 입자 농도의 균등성을 확인할 수 있는 지표로서 낮 을수록 균등성이 높다고 판단한다. 높이 0.2m에서 RMS의 값이 가장 낮게 나온 것으로 볼 때, 0.2m에 서 입자의 균등성이 가장 높다고 판단할 수 있다.
결과적으로 높이가 0.2m에서 입자 농도와 균등성 이 가장 높다고 할 수 있다. 따라서 높이 0.2m에서 의 위치가 챔버 내의 입자 농도를 대표하는 위치라 고 결론 지을 수 있다.
3.2 필터와 이오나이저를 이용한 입자 저감 성능 평가 CFD 시뮬레이션 결과에 따라 챔버 내의 입자 농 도를 대표하는 위치는 높이 0.2m 부근이라고 판단 하여 여재 헤파 필터와 탄소섬유 이오나이저를 장 착한 공기청정기를 이 부근에 설치하였다. 또한 outlet에 관을 연결하여 이 부근에 있는 공기를 샘플 링(sampling)하도록 실험을 진행하였다.
Fig. 8. Graph of RMS(Root Mean Square) with height.
Fig. 7. Graph of Particle Mass Concentration with height.
Fig. 6. Particle Mass Concentration(kg/m
3) contour in the chamber with height.
Fig. 9. Reduction efficiency on total number concentration by APS.
Fig. 10. Reduction efficiency on CFU by Impactor.
먼저 APS에 의한 입자 농도 측정에 따른 입자 저 감 효율을 Fig. 9에 나타내었다. 실험을 진행할 때 마다 챔버 내의 벽면에 쌓인 입자들을 제거하기 위 해 벽면 청소를 하였으며, APS를 통해 챔버 내의 입 자 농도가 0(particles/cm3)에 도달할 때까지 환기 (ventilation)를 한 후 실험을 진행하였다. 처음 주입 을 끊었을 때 높이 0.2m 부근에서의 초기 입자 농도 는 1800~2000(particles/cm3) 정도로 일정하게 나왔으 며, 그 후의 입자 농도는 조건에 따라 상이한 결과 를 나타내었다. 필터와 이오나이저를 모두 이용한 경우(Case 3), 주입을 끊고 약 4분 만에 입자 저감 효율 90%를 나타내었고, 필터만 이용한 경우(Case 2), 약 8분 만에 입자 저감 효율 90%에 도달하였다.
아무 조건을 주지 않은 경우(Case 1), 10분 후까지 입자 저감 효율이 약 30% 정도로 나타났는데, 이는 챔버 내 부유균 입자들이 중력에 의해 바닥에 침강 하거나 챔버 벽면에 부착되면서 생기는 저감 효과 로 추정된다. 필터와 이오나이저를 모두 이용한 경 우가 필터만을 이용한 경우보다 더 빠르게 입자를 저감시킴을 확인할 수 있었는데, 그 이유는 이오나 이저에서 나온 이온들이 기상 부유균과 접촉하여 부유균 입자를 하전시켜 챔버 바닥과 벽면 그리고 필터에 부착을 유도하여 챔버 내 농도 저감 속도가 증가한 것으로 생각된다.
임팩터에 의한 군집체 수 측정에 따른 입자 저감 효율은 Fig. 10에 나타내었다. 임팩터에 의한 CFU 측정 평가결과는 APS에 의한 결과와 달리 기상 부
유균 입자의 생존력과 관련이 있다고 할 수 있다.
APS의 경우 생존력을 잃은 부유균 입자까지 계산 (counting)에 포함되지만, 임팩터의 경우 생존력을 잃은 부유균은 군집체를 형성되지 않아 계산에 포 함되지 않기 때문이다. 임팩터의 경우 2분간 입자가 포집이 되므로 주입을 끊은 후 0~2분, 2~4분, 4~6분, 6~8분, 8~10분 간 포집되며, 형성된 군집체 수 측정 에 따른 입자 저감 효율을 각각 포집이 끝나는 시간 을 기준으로 하여 2분, 4분, 6분, 8분, 10분에 표기하 였다. 처음 주입을 끊고 샘플링 했을 때 높이 0.2m 부근에서의 입자 농도가 비슷하게 측정되었다 하더 라도 고체배지에서 형성되는 군집체 수는 상이하였 다. 이는 APS에서 측정되는 입자의 생존력에 다소 차이들이 있어서 고체배지에 샘플링되어 군집을 형 성하기까지 손실들이 많이 생기는 것으로 생각된다.
필터와 이오나이저를 모두 이용한 경우(Case 3), 주 입을 끊고 약 2분 만에 저감 효율 90%를 나타내었 고, 약 4분 만에 저감 효율이 99% 도달하였다. 필터 만 이용한 경우(Case 2), 약 4분 만에 저감 효율 95%
에 도달하였다. 아무 조건을 주지 않은 경우(Case 1), 위의 APS를 통한 결과와는 달리 10분 후까지 저 감 효율이 약 90% 정도로 높게 나타났다. 그 이유는 챔버 내 부유균 입자들이 침강하거나 벽면에 부착 되면서 생기는 저감 효과뿐만 아니라 기상 부유균 의 자연 사멸로 인해 생존력을 잃은 것으로 추정된 다. 또한 여기서 아무 조건을 주지 않은 것(Case 1) 과 다른 조건들(Case 2,3)이 큰 차이를 보이는 것은
공기청정기에 의해 필터에 기상 부유균 입자들이 대부분 포집된 것으로 생각된다. 마지막으로 필터만 을 이용한 경우(Case 2)와 모두 이용한 경우(Case 3) 의 저감 효율 차이는 이오나이저에 의해 부유균의 생존력이 감소한 것으로 추정된다.
4. 결 론
본 연구에서는 실제 공간에서 입자를 저감시키는 상황을 모사하기 위해 챔버(0.8m x 0.8m x 1.56m)를 제작한 뒤 기상 부유균을 챔버 안에 주입시키고 각 각의 조건에 따른 기상 부유균의 저감을 평가하였 다. 또한 이러한 챔버 시스템의 최적화를 위해서 CFD 시뮬레이션을 통해 공간 안에서 입자 분포의 대표성을 띄는 영역을 확보하는 작업이 선행되었다.
저감 장치로서 여재 헤파 필터와 탄소섬유 이오나 이저를 시중에서 판매되고 있는 상용 공기청정기에 장착시켜 사용하였다. 본 입자 저감 성능 평가에서 는 챔버에 기상 부유균을 일정시간 동안 주입 후 주 입을 끊고 저감 성능을 평가하는 방법을 수행하였 으며 그 결과는 다음과 같다.
첫째, 선행된 CFD 시뮬레이션을 통해 입자의 농 도와 균등성이 가장 높은 곳은 챔버 바닥에서부터 0.2m 높이 부근이라는 결과를 얻었으며, 이를 통해 서 0.2m 높이 부근에서 샘플링 포인트(sampling point)와 공기청정기를 위치시키는 것이 타당하다고 판단할 수 있었다.
둘째, APS에 의한 입자 농도 측정 평가결과, Case 3, Case 2, Case 1 순으로 저감 효율 속도가 높게 나 왔다. 아무 조건을 주지 않은 경우(Case 1) 입자 저 감 효율이 증가하는 것은 부유균 입자들이 바닥에 침강하거나 챔버 벽면에 부착되면서 생기는 저감 효과로 예상된다. 필터와 이오나이저를 모두 이용한 경우(Case 3)와 필터만 이용한 경우(Case 2)의 차이 는 이오나이저에서 나온 이온들이 부유균 입자를 하전시켜 챔버 바닥과 벽면 그리고 필터에 부착을 유도하여 나타난 것으로 예상된다.
셋째, 임팩터에 의한 CFU 측정 평가결과 또한, Case 3, Case 2, Case 1 순으로 저감 효율 속도가 높 게 나왔다. 아무 조건을 주지 않은 경우(Case 1) 위 의 APS를 통한 결과와 달리 큰 저감 효율을 보이는
것은 기상 부유균의 자연 사멸이 주된 이유로 추정 된다. 아무 조건을 주지 않은 것(Case 1)과 다른 조 건들(Case 2,3)이 큰 차이는 생존력을 가진 기상 부 유균 입자들이 대부분 필터에 포집된 것으로 생각 된다. 마지막으로 필터만을 이용한 경우(Case 2)와 모두 이용한 경우(Case 3)의 차이는 이오나이저에 의해 부유균의 생존력이 감소한 것으로 추정된다.
본 연구에서 CFD 시뮬레이션을 통해 입자 분포의 대표성을 띄는 영역을 찾는 작업이 있었는데, 이는 챔버의 모양과 크기, 주입구의 위치, 주입구의 개수, 주입되는 유량, 주입되는 입자의 성질 등 여러 가지 변수에 따라서 대표성을 띄는 영역이 달라지게 된 다. 이를 잘 제어한다면 공간 안에서의 입자 저감실 험, 입자를 이용한 환기실험, 특히 어떠한 공간 안에 서 입자에 생명체를 노출시키는 노출 실험 등 여러 분야에서 적용될 수 있을 것으로 생각된다. 또한 그 시뮬레이션을 입증하는 실험적인 연구가 곁들여진 다면 더욱 좋은 질의 연구가 이루어질 것으로 예상 된다. 마지막으로 일정 챔버 내에서 미생물에 대한 평가를 할 때 안정적인 포집을 위해 챔버 크기에 맞 는 적당한 미생물 농도 결정, 주입시간, 주입구의 위 치 등 생명성에 영향을 줄 수 있는 여러 변수들에 대한 연구도 필요할 것으로 생각된다.
감사의 글
본 연구는 한국환경산업기술원 생활공감 환경보 전기술개발사업 (과제번호: 2014001360002)의 연구 비 지원에 의해 수행되었습니다.
References
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