티아이씨의 고성능 공기청정기가 결합된 ‘공기청정형 시스템 환기장치(제품명)’가 최근 미세먼지 등으로 실내공기질 관련 산업이 확대 보급되면서 국민보건위생에 기여할 뿐만 아니라, 국가에너지 절감 및 주택 입주자들의 설비 유지관리비용 절감 효과, 특히 기존 대기업 위주의 공기청정기 시장에 환기와 공기청정의 결합이라는 기술적 메카니즘 혁신 등 긍정적 영향을 미칠 것으로 예상되면서 한층 더 주목을 받고 있다.

티아이씨 최준영 시스템환기사업부 이사는 “공기청정형 시스템 환기장치는 실내에 설치되는 기존 천장형 기계식 열회수 환기장치에 집진, 탈취, 항균 등의 기능이 있는 HEPA 필터를 적용해 공기청정기능을 강화했다”며 “무엇보다 기존 기술 대비, 성능이 향상된 급기팬을 자체 개발해 적용하므로 헤파필터 적용에 따른 풍량 저하 방지는 물론 여유 있는 환기량 확보로 외기 도입 및 배분을 효율적으로 할 수 있다”고 강조했다.

또한 최준영 이사는 “각 실내 급기유니트 및 전동댐퍼를 통한 각실 제어가 가능해져 기존 세대별 환기장치대비 에너지 절감률의 대폭 향상은 한편 설치 위치를 실내로 전환하므로 외관이 미려하고 기존 기술 대비 환기장치 및 필터 등의 유지보수가 용이하다”고 설명했다.

티아이씨의 천장형 공기청정 시스템 환기장치(Mode 100CMH/40W(HEPA 적용))는 국내외 유사 기술대비 전열교환효율이 난방 79.1%, 냉방 68.6%로 비슷하거나 높고 소음은 38.7dB로 조용하고 헤파필터를 적용해 초미세먼지 포집율은 99.97%로 높다.

급기유니트 및 전동댐퍼 통한 각실 제어 가능

최근 들어 초미세먼지, 라돈 등 국민건강 위협요소가 급증하고 초미세먼지 등으로 인한 공기오염이 조기 사망에 대한 불안으로 이어지면서 실내공기질관리법, 기계환기설비 설치 및 운영방안 등 제반 법규가 강화되고 있다. 하지만 기존 전열교환기(ERV)에 장착되는 필터 성능으로는 초미세먼지에 대처할 수 없고 외기 도입이 불가능한 공기청정기는 실내에서 발생하는 라돈, CO2 등의 해결이 불가능한 게 현실이다.

티아이씨에서 상용화한 ‘공기청정형 시스템 환기장치’는 이런 국민들의 건강 위협요소를 어떻게 하면 제거해서 쾌적한 실내공기질을 만들까라는 고민에서 개발이 시작됐다는 게 최준영 이사의 설명이다.

이 제품 개발 당시만 해도 기존 전열교환기는 필터의 미세먼지 제거성능 한계와 난방 시 외기 도입으로 인해 발생하는 결로문제 등 여러 가지 해결과제를 안고 있었다.

티아이씨는 이런 문제점을 해결하기 위해서 외기에 대한 필터링 방법 등 다각도에서 연구를 진행했고 수많은 시행착오 끝에 열회수 환기장치와 공기청정기를 결합한 독창적인 환기기술을 개발하게 됐다.

티아이씨 ‘공기청정형 시스템 환기장치’는 △외기도입 가능한 공기청정기 △고성능 필터링 및 각실 제어 기능 △기계설비가 아닌 전자제품형 ERV의 3가지 특징으로 집약할 수 있다.

최준영 이사는 대기업 공기청정기와 달리 외기도입이 가능한 공기청정기(급기유니트·환기청정기)라는 점을 가장 큰 장점으로 꼽았다.

고효율 열회수 환기장치와 천장형 공기청정 급기유니트를 연동시키므로 신선한 외기를 원활하게 실내로 유도해 환기량을 충분히 확보할 수 있다. 또 고농도 초미세먼지 등으로 인해 외기 오염이 악화됐을 때는 열회수환기장치(본체)와 각실 급기유니트를 실내순환 모드로 전환해 공기청정기 역할을 대체하게 된다.

고성능 필터링 기술과 각실 제어 기능도 적용됐다. 기존 기술대비 성능이 향상된 급기팬을 자체 개발해 적용함으로써 헤파필터 적용에 따른 풍량 저하 방지 및 여유 있는 환기량을 확보할 수 있다. 또 각 실내 급기유니트 및 전동댐퍼를 통한 각실 제어가 가능하므로 기존 세대별 환기기술 대비, 에너지 절감효과도 뛰어나다.

‘공기청정형 시스템 환기장치’ 기존 교실형 환기장치 대안

주택에 설치하는 기존 기계식 환기시스템의 경우, 별도의 기계실에 환기장치를 설치한 후 각실에 덕트로 연결해 설계풍량을 기준으로 전열교환기에서 세대 전체로 일괄 급배기를 했다. 하지만 티아이씨에서 상용화한 제품은 실내 천장 내에 환기장치를 설치한 후 각실에 덕트로 연결해 급배기 운전을 하므로 각실 급기 전용 유니트를 통해 원활하고 충분한 환기 유도와 본체 및 급기 전용 유니트를 통해 외기 도입 공기청정 및 내부공기 청정 순환이 가능하다.

또 기존 설치구성과 같이 실외기실에 기존 전열교환기를 하나 설치하더라도 실내에 공기청정기 역할을 하는 급기유니트를 결합해서 같이 사용할 수도 있다. 이런 경우에는 기존 환기기술을 사용하면서 티아이씨의 실내 공기청정 기능을 갖고 급기유니트를 결합 사용할 수 있는 장점도 갖고 있다.

최준영 이사는 “기존 환기장치 대비 초기 설치비용은 일부 증가하지만 실내공기질 개선 효과가 뚜렷하고, 실별 제어에 따른 소비전력 절감 및 고가의 공기청정기를 별도로 구매하지 않아도 되는 등 이점이 많다”고 강조했다.

티아이씨 ‘공기청정형 시스템 환기장치’는 최근 여러 가지 문제점이 들어나고 있는 교실형 바닥상치형과 스탠드형 열회수환기장치의 대안으로도 적합하다는 게 최준영 이사의 설명이다.

학교 교실에 설치하던 기존 바닥상치형이나 스탠드형의 경우, 설치는 용이하나 반드시 외벽에 인접 설치해야 한다. 또 상대적으로 공기흐름이 원활하지 못해 먼 곳까지 바람을 보내기 위해서는 고성능 송풍팬을 적용해야 하므로 송풍팬 소음이 증가하는 단점도 불거졌다.

하지만 티아이씨 제품의 경우, 설치는 상대적으로 어렵지만 공간제약이 없고 실내 전체적으로 고른 공기흐름을 유지할 수 있으며 급기유니트를 통한 덕트 내 정압 감소 및 충분한 풍량유지로 소음 저감 효과까지 거둘 수 있다.

설치면적에 따라 환기장치 및 급기유니트 다양하게 구성

티아이씨 ‘공기청정형 시스템 환기장치’의 기술적 특징을 살펴보면 우선 CO2, 초미세먼지 센서가 탑재된 실내공기질(IAQ) 측정센서 모듈을 통한 스마트 운전시스템을 구현했다는 점이다. 실내에 장착되는 조절기에 CO2 및 미세먼지 센서 모듈이 내장되어 있어 실내공기질이 일정한 수준 이하로 나빠지는 경우, 자동으로 작동하게 된다.

또 실내공기질 개선을 위해 H13급 대형 헤파 및 탈취, 항균 등 기능성 필터를 적용했다.

최준영 이사는 “기존 공기청정기는 외기 도입 없이 내부 공기만으로 필터링해 공기질 개선 효과가 떨어졌고 열회수환기장치는 고성능 필터가 적용되지 않았거나 고성능 필터가 장착되어 있더라도 성능문제로 제 역할을 하지 못했다”며 “우리 제품은 두 제품의 장점을 결합하고 필터 기능 등 단점은 한층 강화하면서 신선 외기를 도입하고 오염 실내공기는 배출하는 급배기가 가능한 시스템으로 구성된다”고 소개했다.

‘공기청정형 열회수시스템 환기장치’는 일반 열회수환기장치와 기존 공기청정기 기술을 접목하면서 H13급 대형 헤파필터 및 탈취, 항균 등 기능성 필터(미디움 필터)를 강화해 초미세먼지를 99.95%까지 제거하므로 실내공기질 개선에 탁월한 효과를 발휘한다. 미디움 필터는 헤파필터의 수명 연장 등을 위한 필터로서 필요시 세척 재활용이 가능한 필터를 적용할 수도 있다. 또 필터시스템은 최대 60mm까지 필터박스 내에서 소비자 기호에 따라 다양한 기능성 필터를 적용할 수 있도록 구성되어 있다.

여기에 기존 팬 날개구조 변경을 통해 동급 시로코팬 대비 우수한 풍량을 실현했다. 환기장비의 설치위치가 실내로 이동됨에 따라 환기장비 가동 시 충분한 풍량을 확보하면서 소음은 감소시키기 위해 고성능 팬을 자체 개발해 적용했다. 고성능 급배기팬 적용으로 소비전력 감소효과도 거둘 수 있다.

실내 및 실외 공기 접점역에서 발생하기 쉬운 결로를 예방하기 위해 열전달을 최소화할 수 있는 2,3중 공기층 구조의 댐퍼(KARSE 인증)도 적용했다.

이 댐퍼의 구조적 특징을 보면 2중 공기층 구조의 댐퍼 바디와 전용슬리브를 통한 댐퍼의 벽체매립 효과를 거둘 수 있다. 또 3중 공기층 구조의 댐퍼 블레이드는 완벽한 기밀성 유지로 이물질 유입방지와 고온 다습한 실내공기와 저온의 실외공기와의 접점(댐퍼) 간 공기흐름 차단 및 열전달을 최소화해 결로를 예방한다.

‘공기청정형 시스템 환기장치’는 공간 유형 등 설치면적에 따라 환기장치와 급기유니트 구성을 거실과 방수에 따라 1:2방식, 1:3방식, 2:2방식, 2:4방식 등 다양하게 구성할 수 있다.

환기시스템 및 급기유니트의 운전방식을 보면 일반 환기모드에서는 열회수환기장치를 통해 급기유니트로 필터링된 외부공기가 공급되지만 외부 공기질이 심각한 오염상태라면 내부 순환(공기청정)모드로 전환되면서 외부공기를 차단하고 실내공기만으로 오염된 실내공기를 필터링하게 된다.

교실 천장에 설치…Dead Space 없고 균형적 공기분산

‘공기청정형 시스템 환기장치’는 기계식 환기장치이면서도 학교 등 다중이용시설에도 도입이 가능하다.

기존에 학교에 설치하던 기계식 열회수 환기장치와 공기청정기는 바닥상치형이나 스탠드형으로 외벽이 인접한 교실바닥에 설치하므로 교실 내 Dead Space가 발생하게 된다. 또 장치 상부 그릴이나 디퓨저에서 토출·분사되는 방식으로 교실 내 균형적인 공기분산이 미흡하다. 여기에 공기 토출구에 먼지가 누적되고, 이물질 투입, 물건 적재 등으로 인해 위험 및 고장 발생의 원인이 되고 장치 바닥부에 먼지, 쓰레기 등으로 오염이 발생하고 바닥청소가 불편한 단점이 있었다.

하지만 티아이씨의 ‘공기청정형 시스템 환기장치’는 공기의 흐름을 감안한 교실 내 최적 위치인 천장에 설치할 수 있다. 천장 내 덕트를 통해 인입된 외기가 자동 개폐식 토출구로 분사되는 방식이며, 균형적 공기분산이 가능하고 천장에 매립설치 되므로 제품 주변 오염에 대한 우려가 없다.

최근 에너지를 효율적으로 사용해 환경에 기여하는 기술에 대해 인증하는 녹색기술인증도 획득했다.

일반적으로 여름철 전열교환 환기 시 소비전력(에너지) 절약률은 25%(360kwh 절약), 겨울철 전열교환 환기 시 소비전력(에너지) 절약률은 24%(576Kwh 절약)이며 세대별 환기 대비 실별환기의 소비전력(W) 절감률은 설계풍량 70% 운전 시 39.2%, 설계풍량 운전 시 51.2%로 실험데이터가 보고되고 있다.

이 절감률은 연간 535.5kg의 CO2 배출 절감 효과로 나타나며 이는 30년생 소나무 81그루가 연간 흡수하는 량(535.5 / 6.6)으로서 연간 4(3.83)그루의 소나무를 심는 효과를 기대할 수 있다.

최준영 이사는 “이 환기기술은 단순한 열회수 환기장치의 개념에서 벗어나 최근 재난수준의 대기질 악화는 물론 라돈 등의 방사능, 유해가스에 따른 소비자의 니즈를 반영한 고성능 공기청정형 열회수 환기장치로의 기능적 혁신이 이루어진 기술로서 향후 동종 업계에도 다양한 형태의 공기청정 기술이 접목된 새로운 환기산업 기술의 기준점 역할을 할 것으로 기대된다”며 “그동안 신축 공동주택 위주의 환기시스템 시장에서 벗어나 그 동안 미미했던 기축 주택 및 리모델링 시장은 물론 학교, 유치원, 노인정 등으로 시장 확대가 예상된다”고 밝혔다.