DOI QR코드

DOI QR Code

Analyses of the current market trend and research status of indoor air quality control to develop an electrostatic force-based dust control technique

정전기적 힘을 이용한 실내공기 미세부유먼지 제거 요소기술의 개발을 위한 기술별 시장현황 및 연구 동향 분석

  • Yoon, Young H. (Environmental Engineering Research Division, Korea Institute of Construction & Technology) ;
  • Joo, Jin-Chul (Environmental Engineering Research Division, Korea Institute of Construction & Technology) ;
  • Ahn, Ho-Sang (Environmental Engineering Research Division, Korea Institute of Construction & Technology) ;
  • Nam, Sook-Hyun (Environmental Engineering Research Division, Korea Institute of Construction & Technology)
  • 윤영한 (한국건설기술연구원 수자원환경연구본부 환경연구실) ;
  • 주진철 (한국건설기술연구원 수자원환경연구본부 환경연구실) ;
  • 안호상 (한국건설기술연구원 수자원환경연구본부 환경연구실) ;
  • 남숙현 (한국건설기술연구원 수자원환경연구본부 환경연구실)
  • Received : 2013.11.05
  • Accepted : 2013.12.05
  • Published : 2013.12.31

Abstract

This study examined the current and future Indoor Air Quality (IAQ) control device markets and analyzed the recent studies on indoor air pollutantr emoval to develop a new technology for fine dust control. Currently, the mechanical filter technique occupies the bulk of the IAQ control market but the electronic technique is emerging as an alternative to control fine dust efficiently. Among the gaseous VOCs and fine dust particles contaminating the indoor air quality, fine dust particles are more problematic because they threaten human health by penetrating deep into the body and producing secondary contaminants by chemical reaction with VOCs. The electronic IAQ control device using dielectrophoretic and electrostatic forces is a good option for public spaces where many people pass, and at the same time, it needs to consider temperature, humidity, and the particle properties of specific areas to highlight the control efficiency. Electronic-related technology is expected to be used widely in many public/private spaces wherever a dust-free environment is required.

본 연구에서는 실내공기 오염물질의 제어를 통하여 공기질을 개선 할 수 있는 요소기술의 개발을 위하여 최근의 관련 기술 및 시장 현황을 살펴보고, 실내공기질 오염물질의 특성과 최근에 이루어진 연구를 바탕으로 실내공기질 제어 기술의 특징 및 장 단점을 분석하였다. 적용기술에 따른 공기청정장치의 종류 중에는 현재 필터를 이용한 기계식 여과기술 및 장치산업이 대부분을 차지하고 있으나, 최근에는 설치와 작동이 간편하고 에너지 효율과 기술의 적용성도 좋은 전기전자식 기술이 주목받고 있으며 기계식 장치(5.5%), 이온화 장치(-0.3%), 오존청정(-0.5%) 등 다른 기술에 비하여 향후 시장 발전가능성(성장률 6.3%)이 높은 것으로 분석되었다. 실내 공기질의 오염은 가스상의 VOCs와 입자상의 미세먼지들이 주 원인물질인데 특히 입자가 매우 작은 미세먼지들은 그 특성으로 인체 내부에 깊숙이 침투하여 건강을 위협하고 가스상 오염물질과 반응하여 2차 오염물질을 낼 수 있어 근본적인 제어 기술이 필요하다. 전기전자식 기술 중 유전영동 및 정전기력을 이용한 먼지 제어 기술은 전기적으로 미세먼지와 같은 입자를 부유시켜 제어하는 기술로서 미세부유먼지에 많은 사람들이 노출될 수 있는 다중이용시설 등에 적용될 수 있으며 이를 위해 실내 온도 및 습도, 대상물질의 수분 함량과 같은 주변 조건에 의한 부유먼지의 이동 특성이 함께 고려되어야 한다. 미세 부유먼지를 효과적으로 제어할 수 있는 전기전자식 기술을 이용하여 다중이용시설 뿐 아니라 사무실 및 일반가정 등의 실내 공기질 개선을 위한 핵심기술로 발전할 수 있는 가능성이 높을 것으로 판단된다.

Keywords

References

  1. Molhave, L., Krzyanowski, M. The right to health indoor air; status by 2002. Indoor Air. pp. 50-53, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1034/j.1600-0668.13.s.6.7.x
  2. Z. Wang, Z. Bai, H. Yu, J. Zhang, T. Zhu, 'Regulatory standards related to building enegry conservation and indoor-air-quality during rapid urbanization in China', Energy build., 36, pp. 1299-1308, 2004. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.enbuild.2003.09.013
  3. Young chol, C., "Direction of improvement of management system for indoor air quality", Korea association for public administration, 2012.
  4. B.F. Yu, Z.B. Hu, M. Liu, H.L. Yang, Q.X. Kong, Y.H. Liu, "Review of research on air-conditioning systems and indoor air quality control for human health", International Journal of Refrigeration, pp. 32, 3-20, 2009. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.ijrefrig.2008.05.004
  5. Seppanen, O., Fisk, W.J. Association of ventilation system type with SBS symptoms in office workers. Indoor Air. pp. 98-112, 2002. DOI: http://dx.doi.org/10.1034/j.1600-0668.2002.01111.x
  6. U.S. Indoor Air Quality Market, BCC Research, 2012.
  7. U.S. EPA, Indoor Air Quality, http://www.epa.gov/iaq/index.html.(accessed Oct,. 15, 2013)
  8. Cox, S.S., Little, J.C., Hodgson, A.T., "Predicting the emission rate of volatile organic compounds from vinyl flooring. Environ", Sci. Technol. 36, pp. 709-714, 2002. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/es010802+
  9. L.Z. Zhang, J.L. Nju, "Effects of substrate parameters on the emissions of volatile organic compounds from wet coating materials", Bulid. Environ. 38, pp. 939-946, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0360-1323(03)00032-5
  10. A. Rohr, C.J. Weschler, P. Koutrakis, "Generation and quatification of ultrafine particles through terpene/ozone reaction in a chamber setting", Aerosol Sci. Technol, 37(1), pp. 65-78, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1080/02786820300892
  11. He, C.R., Morawska, L., Hitchins, J., Gilbert, D., "Contribution from indoor sources to particle number and mass concentrations in residential houses". Atmos. Envrion. 38, pp. 3405-3415, 2004. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.03.027
  12. Gramotnev, G., Ristovski, Z., "Experimental investigation of ultra-fine particle size distribution near a busy road", Atmos. Environ. 38(12), pp. 1767-1776, 2004. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2003.12.028
  13. Sawant, A.A., Na, K., Zhu, X.N., Cocker, K., Butt, S., Song, C., Cocker III, D.R., "Characterization of PM2.5 and selected gas-phase compounds at multiple indoor and outdoor sites in Mira Loma, California Austria", Atmos. Environ. 38, pp. 6269-6278, 2004. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2004.08.043
  14. P. Zhao, J.A. Siegel and R.L. Corsi, "Ozone removal by HVAC filters", Atmos. Environ. 41, pp. 3151-3160, 2007. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.atmosenv.2006.06.059
  15. M. Hyttinen, P. Pasanen, P. Kalliokoski, "Reactions of ozone on clean, dusty and sooty plenums", ASHARE Trans, 112(2), pp. 581-591, 2006.
  16. M.C. Verdenelli, C. Cecchini, C. Orpianesi, G. M. Dadea, A. Cresci, "Efficacy of antimicrobial filter treatment on microbial colonization of air panel filters", J. Appl. Microbiol., 94, pp. 9-15, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1046/j.1365-2672.2003.01820.x
  17. Z.H. Huang, F.Y. Kang, K.M. Liang and J.M. Hao. Breakthrough of methylethylketone and benzene vapor in activated carbon fiber beds, p.107-115, J. Hazard. Mater, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0304-3894(02)00284-4
  18. K.D. Dombrowski, C.M.B. Lehmann, P.D. Sullivan, D. Ramirez, M.J. Rood., K.J. Hay, "Organic vapor recovery and energy efficiency during electric regeneration of an activated carbon filter cloth adsorber", J. Environ. Eng., 130(3), pp. 268-275, 2004. DOI: http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9372(2004)130:3(268)
  19. J. Zhao., X. Yang, "Photocatalytic oxidation for indoor air purification: a literature review", Build. Environ. 38(38), pp. 645-654, 2003. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/S0360-1323(02)00212-3
  20. W. H. Yang, D. W. Kim, M. H. Chung, J. S. Yang., K. S. Pakr, "Improvment of indoor air quality by coating of indoor materials of $TiO_2$ Phtocatalyst sol", Kor. J. Env. Hlth., 30(2), pp. 92-97, 2004.
  21. P, Y, Zhang, F. Y. Liang, G. Yu, Q. Chen, W. P. Zhu, "A comparative study on decomposition of gaseous toluene by $O_3$/UV, $TiO_2$/UV and $O_3$/$TiO_2$/UV", J. Photochem. Photobiol. A156(1-3), pp. 189-194, 2003. https://doi.org/10.1016/S1010-6030(02)00432-X
  22. Y. Choi, W. Choi, C.H. Lee, T. Hyeon, H.I. Lee, "Visible light-induced degradation of carbon tetrachloride on dye-sensitized $TiO_2$", Envrion. Sci. Technol., 35(5), pp. 966-970, 2001. DOI: http://dx.doi.org/10.1021/es001245e
  23. M. Zhang, Z. S. Jin, J. W. Zhang, Z. J. Zhang, H. X. Dang. Effect of calcination and reduction treatment on the photocatalytic activity of CO oxidation on Pt/$TiO_2$, p. 59-63, J. Mol. Catal., A: Chem, 225, 2005. DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.molcata.2004.08.034
  24. J.K. Kim, J. Alajmy, A.C. Borges, J.C. Joo, H.S. Ahan, L.C. Campos. Degradation of humic acid by photocatalytic reaction using nano-sized ZnO/laponite composite (NZLC), p. 224-1749, Water Air Soil Pollut. 2005.
  25. C.I. Calle, C.R. Buhler, J.L. McFall, S.J. Snyder. Particle removal by electrostatic and dielectrophoretic forces for dust control during lunar exploration missions, p. 89-62, J. Electrostatics 67, 2009. https://doi.org/10.1016/j.elstat.2009.02.012

Cited by

  1. Characterization of Fine Dust Collection Using a Filter Ventilation vol.26, pp.2, 2015, https://doi.org/10.14478/ace.2015.1022
  2. Movement Control of Particulate Pollutants in Indoor Air Generated by Voltage and Frequency of Alternating Current vol.40, pp.4, 2018, https://doi.org/10.4491/KSEE.2018.40.4.155