<특집> “공기를 팝니다!”…공기청정기, ‘허와 실’ 따져봐야 -②

청정공기 사수! 출연연 공기청정 기술 개발,
생명공학연구원 ‘나노 섬유 필터’...초미세먼지 PM2.5 포집 가능
8단계 마이크로 필터 탑재...국내 유일의 환기청정기 ‘비채’
김명화 기자
eco@ecomedia.co.kr | 2018-07-10 11:38:16
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진화하는 공기청정기, 스마트 센서 장착 ‘편의성 UP’
미세먼지가 일상화되면서 공기청정기 판매량이 부쩍 늘었다. 올해 들어 판매된 공기청정기 매출액(롯데하이마트 통계조사 5월 기준)은 지난해 같은 기간보다 210% 증가한 것으로 나타났다.
최근 출시한 공기청정기의 특징들을 보면, 기능을 강화하고 형태를 다양화하는 추세다. 공기청정기에 블루투스스피커 기능을 결합하거나 사물인터넷(loT), 인공지능(AI)을 접목, 사용자 편의를 강화한 제품들이 속속 등장하고 있다. 또, 여러 제품을 분리하거나 결합해 쓸 수 있는 모듈형 공기청정기도 시판되고 있다. 여기에다 냉·온풍 또는 가습 기능을 갖춰 상황과 필요에 따라 다양한 용도로 이채로워진 것이 특징이다.
사물인터넷(IoT)을 접목한 공기청정기의 경우 집 밖에서 실시간으로 실내 공기질을 확인할 수 있고, 전용 스마트폰 앱으로 청정모드나 바람세기를 조절할 수 있다. 인공지능 기술을 적용한 공기청정기는 사용자의 움직임에 따라 먼지의 방향을 감지해 제품 스스로 공기를 정화할 수 있다. 모듈형 공기청정기의 경우 낮에는 2대를 결합해 거실에서 가족이 함께 사용하고 밤에는 분리해 각 방에서 쓸 수 있다. 사용자 편의를 강조한 인공지능, 음성인식 등 사용자 편의를 강조하는 기능을 갖춘 제품들도 대거 선보이고 있다.

나노 섬유기반 필터 국산화 성공
현재 미세먼지를 걸러내는 필터 중 효과가 가장 좋다는 헤파필터의 경우 수십 마이크로미터(㎛) 크기 섬유를 기반으로 한다. 이 필터는 미세먼지 포집 효율이 좋지만, 그 구조가 촘촘해 압력 손실이 높다는 한계가 있다. 압력 손실은 필터 입구와 출구 사이 압력 차이를 말한다. 이를 줄이면 공기 유동량은 좋지만 필터 성능이 떨어진다. 반대로 유동량을 늘리면 공기청정기 등의 팬 속도를 높여야하고 결국 전력 소모량이 커진다.
최근 한국생명공학연구원은 초미세먼지(PM2.5)를 포집할 수 있는 고성능 기능성 나노 섬유기반 필터를 제조하는 데 성공했다. 이 연구는 스마트IT융합시스템연구단과 전남대 고분자융합소재공학부가 공동으로 진행했다. 연구팀은 기존 나노 섬유 기반의 미세먼지 포집 필터 성능을 약 25% 향상하는 기술을 구현했다. 상용 헤파필터와 동일한 수준의 집진 효율을 갖지만, 압력 손실은 30% 좋아졌다. 초미세먼지(PM2.5) 기준 세계보건기구 일평균 권고기준 2.5배로 오염된 자동차 실내를 낮은 소비전력으로 16분 만에 효과적으로 정화할 수 있을 정도다.
이 기술의 핵심은 반응성 이온에칭공정기술(RIE)을 전기방사된 고분자 나노섬유소재에 적용했다. 섬유 두께는 크게 줄였고, 주입된 산소 가스를 통해 미세먼지가 더 잘 붙도록 화학적 표면 처리를 했다. 이렇게 만든 필터는 차량용 공기청정기 필터뿐 아니라 스마트 마스크, 윈도 필터 등에 응용할 수 있다. 이 기술로 만든 필터는 현재 제품 상용화도 준비 중이다.

▲ 하츠가 개발한 환기청정기 '비채'

▲ 비채 필터 단계
신개념 환기청정기 ‘비채’…청정과 환기를 ‘동시에’
최근에는 지난 3월 공기질 관리 전문업체인 하츠가 선보인 환기청정기 ‘비채(VICHAE)’가 이목을 끈다. 특이할 만한 건 국내 유일의 환기전용 팬 모터가 별도로 탑재돼 있어 환기와 공기청정을 동시에 해결할 수 있다는 점이다. 밀폐된 공간에서 실내공기를 청정하게 해주는 기존 제품들은 환기가 어렵다는 맹점이 드러났다. 이러한 문제를 해결한 ‘비채’는 실내에서 오염된 공기를 정화하는 것은 물론 바깥공기를 새롭게 걸러 실내로 유입해준다. 고성능 6단계 청정시스템을 채용해 미세먼지와 같은 입자성 유해물질과 이산화탄소, 1급 발암물질인 라돈 등 각종 가스상 오염물질까지 관리가 가능하다. 비채에는 이산화탄소센서가 부착되어 있어, 환기가 필요한 시점을 알려주고 환기 덕트를 창문에 연결하면 자동으로 외부의 신선한 공기가 들어와 공기를 정화시켜준다. 별도의 설치가 필요 없고 창문만 살짝 열어 끼워 넣으면 된다.
이와 별도로 공기오염 빈도가 높은 주방 환경에 최적화한 ‘뮤렌’은 조리 또는 식사 시 발생하는 오염물질을 360도 전방위로 포집하여 집안 전체로 유해물질이 확산하는 것을 방지한다. 프리필터, 오일필터, 쿠퍼헤파필터, 숯탈취필터, 저온촉매탈취필터로 구성된 8단계 마이크로 청정시스템을 탑재했다는 게 업체 측의 설명이다.
또 하나 ‘하츠’가 야심차게 선보인 ‘쿠킹존 시스템’은 쿡탑을 켜면 후드가 자동 연동된다. 조리 시 유해가스 걱정을 줄여주는 ‘쿠킹존(Cooking Zone)’은 국내최초로 쿡탑을 켜면 후드가 자동으로 작동하도록 설계했다.
이처럼 복잡한 설정 없이 제품 스스로 주변 환경을 분석해 실내공기질을 관리해주는 혁신가전에 대한 소비자들의 호응이 높아지면서 이에 부합하는 기술이 접목되고 있다.

▲ 코웨이 에어메가

Smart한 기술적용, 혁신가전 ‘화두’
현재 국내외 공기청정기 제품 대다수가 IoT기술을 접목하고 조작방식의 편의성을 고려한 부분이 눈에 띈다. 공기청정기의 Smart화에 가장 먼저 대응한 기업은 코웨이이다. 코웨이는 2017년 초 아마존의 인공지능(AI) 음성인식 플랫폼인 알렉사(Alexa)와 연동되는 인공지능 공기청정기 ‘에어메가(AIRMEGA)를 출시했다. 단순 음성명령뿐만 아니라, 알렉사와 연동해 조작에서부터 실내공기질을 확인하는 등 의사소통이 가능한 형태로 발전시킨다는 게 업체 측의 설명이다. 실제 알렉사 연동 에어메가 제품 출시 후 미국 내 공기청정기 판매량은 2016년도에 비해 20%이상 증가했다. 이러한 추세에서 향후 사용자 음성, 동작 등을 통해 향상된 제어방식과 전용 애플리케이션을 통해 공기청정기의 활용성을 극대화할 것으로 보인다. 이밖에도 실내외 공기질 모니터링과 사용패턴 데이터를 활용해 능동적으로 작동될 수 있는 Smart한 기술적용은 혁신가전의 화두가 될 전망이다.

[환경미디어= 김명화 기자]  

 

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