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.
