[Tech & BIZ] "당신의 '공기'는 안전한가요?" …단계별로 나노입자까지 걸러 낸다

    입력 : 2017.11.24 15:59

    공기청정기의 핵심 '필터'

    이미지 크게보기
    앞면 흡입구로 들어간 오염된 공기는 3중 필터를 거치며 깨끗해진 다음 위쪽과 좌우 바람구멍을 통해 실내로 빠져나간다. /삼성전자 제공
    공기청정기는 요즘 웬만한 가정마다 한 대씩 들어갈 정도로 필수 가전으로 자리 잡았다. 연간 판매 시장도 작년 100만대에서 올해 140만대로 빠르게 늘어나고 있다. 이런 공기청정기의 작동 원리는 상황에 따라 달라지는 실내 공기 상태를 센서로 감지하고, 공기를 빨아들여 먼지 등을 걸러낸 다음 깨끗한 공기를 내보내는 것이다. 단순한 구조로 보이지만 실제로는 정확한 센서를 만들고 먼지를 제대로 걸러내는 데 첨단 기술이 대거 사용된다. 공기청정기의 핵심 기술은 센서와 필터(여과기), 팬(회전 날개)이다.

    센서가 정밀하게 실내 공기 질을 측정할수록 실제 공기 오염도에 맞춰 더 정확하게 흡입량을 제어할 수 있고, 청정 효율도 좋아진다. 예컨대 삼성전자의 블루스카이는 과거 적외선 LED를 사용하던 센서를 레이저 센서로 교체했다. 적외선 LED는 지름 1㎛(마이크로미터·1㎛는 100만분의 1m) 크기 입자까지 측정할 수 있지만, 레이저 센서는 광량(光量)이 많기 때문에 0.3㎛ 입자까지 측정할 수 있다. 햇살이 강한 날 창문으로 들어온 빛을 통해 집안의 먼지가 더 잘 보이는 것과 같은 원리다.

    센서의 정보에 따라 공기청정기는 오염이 많을 때는 팬을 빨리 돌리고, 오염 농도가 옅어지면 팬을 느리게 돌려 실내 공기를 빨아들인다. 블루스카이 7000시리즈의 경우 7만6655㎟ 넓이인 앞면 흡입구를 통해 더러운 공기를 빨아들인다. 지름 262㎜ 크기 대형 회전 날개 2개가 돌아가며 한 변이 6㎜인 삼각형 모양 구멍 4300개를 통해 실내 공기를 흡입한다.

    필터는 공기청정기의 존재 이유 자체다. 오염된 공기는 필터를 거쳐야 비로소 깨끗하게 씻긴다. 이런 이유 때문에 가전업체들은 필터를 3중·4중으로 만들고, 숯과 같은 새로운 필터 소재를 연구·개발한다. 삼성전자 블루스카이의 경우 극세 필터, 숯 탈취필터, 초미세 먼지 항균 필터 등 3중 필터를 사용한다.

    앞면 흡입구를 통해 들어온 공기가 가장 먼저 만나는 극세 필터는 방충망처럼 가로·세로가 200㎛인 정사각형으로 구성돼 있다. 옷 등에 묻어 나오는 먼지나 반려동물의 털과 같은 입자가 큰 먼지는 첫째 단계에서 제거된다. 숯 탈취 필터는 미세한 벌집 구조로 만들어진 활성탄을 이용해 생활 악취와 새집증후군 유발물질, 유해가스를 없애준다. 정세관 삼성전자 연구원은 "활성탄 1g 안에 있는 미세 구멍을 모두 펼치면 넓이가 1000㎡에 이른다"며 "가스와 악취 등이 활성탄을 거치면서 지름 20~30㎚(나노미터·1㎚는 10억분의 1m) 수준인 구멍으로 빨려 들어가면서 물리화학적으로 흡착된다"고 말했다.

    숯 탈취 필터까지 통과한 초미세 먼지도 마스크 등에 쓰이는 소재로 겹겹이 포개진 항균 필터는 통과하지 못한다. 사람 머리카락 굵기(50~70㎛)의 2500분의 1 정도인 지름 0.02㎛ 크기 나노입자까지 막아낸다. 극세 필터와 숯 탈취 필터 사이에는 필터 세이버가 있다. 필터의 수명을 연장하게 하는 역할을 한다. 삼성전자 관계자는 "책받침을 문지르면 머리카락이 달라붙는 것처럼 필터 세이버는 정전기를 만들어서 먼지가 필터에 잘 붙게 한다"며 "필터 성능이 떨어지는 것을 막아 보통 1년인 필터 수명을 2년까지 늘려준다"고 말했다.

    필터를 거치며 깨끗해진 공기는 위쪽(1만7646㎟)과 측면 좌우(1만9622㎟)에 있는 바람 구멍을 통해 빠져나간다. 공기가 앞면 흡입구로 들어가서 정화 과정을 거쳐 깨끗한 공기로 나오는 데는 1초도 걸리지 않는다. 우동우 삼성전자 연구원은 "76㎡ (약 23평) 공간에서 담배 3개비를 태우고 나서 90㎡ 용량인 블루스카이를 가동하면 12분 만에 50%를 제거한다"며 "80%를 제거하는 데는 28분, 90% 제거에는 40분 정도가 걸린다"고 말했다.

    이전 기사 다음 기사
    기사 목록 맨 위로