대림산업(공동대표 김상우·배원복)이 UV LED 광촉매기술을 활용한 항균·항바이러스 환기장치 ‘안티바이러스(Anti-Virus) 공기청정형 환기시스템’을 개발, 업계 최초로 양산단계에 돌입했다. 특히 냉방·제습모드를 추가한 복합환기장치 역시 제품개발을 완료하고 현장적용을 앞두고 있다. 이재욱 대림산업 주택설비팀장에게 제품 특장점에 대해 들었다.
■ 제품개발·출시가 빨랐는데최근 코로나19 바이러스 이슈와 이번 안티바이러스 공기청정형 환기시스템 개발시점이 잘 맞은 것은 사실이나 환기장치 개발계획은 2017년부터 수립했다. 지난 1년6개월간 개발일정이 꾸준히 진행됐다.
개발이 기획된 이후 2018년에는 미세먼지 이슈가 정점으로 치달으면서 공기청정 솔루션에 대한 요구가 높았던 시점이었다. 공기청정이 가능한 환기장치 역시 미리 개발돼 선제적으로 내부순환모드에 대한 특허를 확보하고 적기에 공급했으며 동시에 다음 세대 제품에 대해서도 고민했다.
대림산업은 항상 미래에 어떤 요소가 강조될지, 수요자들이 무엇을 원하게 될지를 판단해 선제적으로 솔루션을 제공하고자 노력하고 있다.
당시 학계·산업계에서는 실내공기질과 관련해 미세먼지, CO₂, VOCs 등에 이어 곰팡이, 세균, 바이러스 등 바이오물질 관리가 대두될 것이라는 분석이 나오고 있었다. 이에 따라 관련기술을 검토한 결과 UV LED 광촉매가 제균성능, 오존안전성 등이 높아 적용이 추진됐다. 공인시험결과 역시 부유세균과 부유바이러스에 대해 96% 이상의 성능을 나타내 자신있게 적용을 추진했다.
최근 뜻밖의 코로나19 사태가 발생하며 바이러스 대응솔루션에 대한 요구가 높아지자 시장요구에 맞춰 그간 준비해왔던 안티바이러스 환기시스템을 발빠르게 내놓을 수 있었다.
■ 제균방식 및 항균·항바이러스 성능은제균방식은 UV LED 광촉매방식을 활용한다. 이는 플라즈마, 수은램프 등 기존 기술대비 오존배출이 매우 낮아 부작용이 적으면서도 제균능력은 뛰어나다.
개발과정에서 램프의 개수 및 배열, UV모듈 및 필터 배치 등을 최적화하는 과정을 거쳤다. UVC, UVA 등 단파의 위치를 필터와 어떤 순서로 배열하는 것이 가장 효율적인지, 높은 풍량에서도 제균성능을 확보할 수 있는지, 휴먼팩터에 맞춘 최적제어를 위해 어떤 알고리즘을 적용할 것인지 등을 연구했다. 이에 대한 결론은 별도 논문을 작성해 발표할 예정이다.
이번 안티바이러스 환기시스템은 가장 짧은 적외선 단파인 UVC가 직접 조사돼 헤파필터에 부착된 세균·바이러스를 없앤다. 또한 UVC에 비해 파장이 긴 UVA를 넓게 조사해 TiO₂(이산화티타늄) 광촉매의 OH⁻(수산화라디칼) 생성을 촉진시킨다.
OH⁻는 인체에 안전하며 제균·살균력이 우수한 물질로 알려져 있다. 생성된 OH⁻는 환기장치 내부에 넓게 퍼져 통과하거나 머물고 있는 공기를 살균한다.
결과적으로 한국산업기술시험원(KTL) 시험에 따라 △부유세균 저감률 96.7% △부유바이러스 저감률 96.8% △오존발생농도 0.009ppm으로 나타났다.
이는 한국오존자외선협회 KOUVA AS 02:2019 공기정화장치 시험기준치가 △부유세균 저감률 80% 이상 △부유바이러스 저감률 60% 이상 △오존농도 0.05ppm인 것에 비하면 매우 우수한 성능이다.
특히 통상 부유세균, 부유바이러스에 대한 성능시험 시 모듈만 떼어 시험하는 것에 비해 대림산업은 모듈이 탑재된 제품으로 시험했기 때문에 실제 사용 시에도 마찬가지 성능을 발휘할 수 있다.
■ 타사대비 제품차별성은
대림산업은 항상 완성도 높은 제품을 공동주택에 적용하기 위해 노력한다. 건설업계에서 드물게 검증된 기술인력 비중이 높아 기술개발, 품질향상에 치열하게 공을 들이고 있다. 주택설비팀 중 기술파트 5명 중 3명이, 품질파트는 2명 모두 기술사이며 건축파트 역시 대부분 기술사로 구성돼있다.
제품론칭에도 신중을 기한다. 신기술을 적용해 제품개발에만 그치는 것이 아니라 예상치 못한 문제는 없는지, 추가할 수 있는 기능은 없는지 면밀히 살피고 실제 거주공간에서 생활·환경요인을 고려한 실증과정을 수개월~수년 실시한 뒤에야 제품을 일반소비자 세대에 적용한다.
이번 안티바이러스 환기시스템 역시 마찬가지다. 항균·항바이러스 기능뿐만 아니라 소음저감, 결로방지, 공기청정, 스마트센싱, 인공지능제어 등 다양한 기능이 추가됐다. 요소기술마다 검증의 검증을 거친 만큼 성능과 안정성 역시 신뢰할 수 있다.
제품은 개발단계에서 내·외부 전문가에 의한 기술검증을, 개발완료단계에서 시험기관에 의한 성능검증을, 출시단계에서 실사용을 통한 실증을 모두 거쳤다. 이에 따라 당장 올해 하반기부터 적용단지를 특정하고 각 세대에 순차적으로 도입될 예정이다.
■ 소음저감기술이 인상적인데공기청정이나 제균역할을 하는 별도의 실내기를 환기장치와 연동하는 시스템과 달리 대림산업은 특허기술을 기반으로 환기장치 내에서 공기청정을 위한 내부순환과 항균·항바이러스 기능을 모두 수행하고 있다. 이와 관련한 특허만 7개를 보유 중이다.
실내기를 별도로 설치할 경우 팬 가동에 따라 40~50dB 소음이 유발되지만 실외기실 등에 위치시킬 경우 실내소음을 상당히 줄일 수 있다. 이번 안티바이러스 환기시스템 역시 소음도가 실내공간에서 35dB 이하로 측정됐다.
대림산업은 실내에서 어떤 설비를 가동하더라도 35dB 이내의 소음환경을 제공하기 위해 다양한 연구개발 계획을 수립했다. 이를 위해 시스템설계 변경, 제품·기기개발, 벽체두께 증가 등 다양한 방안을 연구할 방침이다.
■ 환기장치 제조사와의 협력은
이번 안티바이러스 환기시스템은 대림산업이 힘펠과 함께 개발했던 공기청정형 환기시스템에 UV LED 광촉매 필터유닛을 탑재하는 방식으로 개선한 제품이다. 광촉매 필터유닛 성능을 검증해 가능성을 확인한 뒤 대림산업의 공동주택에 거주하는 모든 사람들에게 혜택을 주기 위해 이편한세상, 아크로 등 모든 세대에 적용되는 환기장치에 해당 유닛적용을 추진한 것이다.
이에 더해 냉방·제습기능을 갖춘 복합환기장치를 A사와 함께 개발했다. 최종 성능검증은 6월 말이면 완료할 전망이다. 이후에는 실제 거주공간에 설치해 사용행태 분석, 최적제어 알고리즘 개발 등 자체적인 실증절차를 진행할 예정이다.
제로에너지빌딩이 건설업계 화두인 만큼 대림산업은 제균·공기청정 기능을 더한 냉방·제습 복합환기시스템을 통해 에너지성능을 더욱 높일 전망이다. 복합환기시스템은 여름, 겨울시즌을 거쳐 연말까지 실증검증을 완료하고 내년부터 적용될 예정이다.
■ 제품개발·출시가 빨랐는데
■ 제균방식 및 항균·항바이러스 성능은
■ 소음저감기술이 인상적인데
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