일반기술

실내 공기 중의 이산화탄소 측정기

실내 공기 중의 이산화탄소 농도를 상시 자동 측정 할 수 있는 측정기로서, 인텔리전트 빌딩 등의 실내 공조 제어 및 모니터링에 적용할 수 있도록 비분산적외선 분석법을 이용하여 소형 정밀 초저가형으로 개발되었으며, 실내 환기상태 및 쾌적성을 모니터링하고 제어 할 수 있다. 실내 공기 중의 이산화탄소 농도 측정방법인 비분산적외선(NDIR) 분석법은 CO2 분자가 특정 적외선 파장 영역에서 빛을 흡수하는 특성을 이용하여 적외선 흡수 량의 변화를 검출기로 측정하는 방법으로서 측정기는 시료채취부, 광학부, 검출부, 지시부 등으로 구성되어 있다. 실내공기 모니터링에 적합한 소형의 고정도, 초저가형 측정기로 제작하기 위해서 광원으로 고 신뢰성의 박막형 마이크로 히터(Thin film micro heater)를 개발하였고 검출센서는 PbSe Photo resistor detector를 적용하여 설계 하였다. 실내공기에서의 이산화탄소 농도는 350~2,000 ppm 수준으로 측정범위는 0~5,000 ppm 이며 검출한계는 2 ppm, 측정정확도는 최대측정범위의 0.5% 이내이다. 센서 신호처리 및 제어 용 micro controller 회로 설계에 있어 소형화를 위해 SMD chip을 적용하여 hybrid 집적회로로 설계 제작하였으며 기준 농도 초과 시 알람기능과 공조제어를 위한 telemetry 신호출력을 RS-232C 를 통해 출력되도록 설계하였다. 또한 휴대가 용이하여 검사용 등으로도 활용이 가능하도록 설계 제작하였다.실내공기 모니터링에 적합한 소형의 고정도, 초저가형 측정기로 개발되어 인텔리전트 빌딩과 같은 사무공간이 밀집된 집적시설의 중앙 집중식 공조 제어 시스템에 적용할 수 있으며, 대중 이용시설인 지하철, 학교 병원 등의 실내공기 환기상태 모니터링 등의 수요에 적용 가능하다. 실내공기에서의 이산화탄소 농도는 350 ~ 2,000ppm 수준으로 측정범위는 0~5,000ppm 이며 검출한계는 2 ppm, 측정정확도는 최대측정범위의 0.5% 이내이다. 실내의 환기상태 및 실내오염을 나타내는 척도로서 실내의 이산화탄소 농도를 대표적인 지표로 사용한다. 이산화탄소 자체의 유해성 때문이 아니고, 공기의 물리적·화학적 성상이 CO2 농도 증가에 비례하여 악화되는 것으로 가정할 때의 실내오염의 지표물질로 나타난다. 환경부 자료에 따르면 실내 CO2 농도는 실외에 비해 2˜3배 높게 측정되었다. 특히, 지하상가, 역사, 유치원, 학교 등의 시설은 실내가 실외에 비해 5배 이상 높은 것으로 조사되기도 한다. 이와 같이 이산화탄소 농도의 측정으로 실내공기질의 쾌적성을 모니터링 할 수 있으며, 앞으로 쾌적한 실내 생활을 유지하기 위한 중요한 척도로 사용될 필요성이 있다. 특히 최근 인텔리전트 빌딩과 같은 사무공간이 밀집된 집적시설은 냉난방 에너지의 효율적인 관리를 위하여 환기를 중앙 집중식으로 제어하기 때문에 각 사무공간의 개별적인 CO2 농도의 측정이 필요하다. 각 사무공간의 개별적인 탄산가스 농도는 업무효율에 지대한 영향을 미치기 때문이다.