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문제 정의
- , 2007; Buisson et al, 2000)에 관한 보고가 있는 실정이다. 그러므로 우리나라에서 사용되는 응축식 의류건조기의 건조효과에 대한 연구는 거의 없는 실정이므로, 본 연구에서는 앞으로 사용량이 증가될 것으로 예상되는 응축식 전기 의류건조기의 사용 조건에 따른 효율성을 조사함으로써 우리나라 소비자 들이 효과적으로 응축식 건조기를 사용할 수 있는 기본 자료를 제시하고자 하였다.
제안 방법
- 건조 과정 중 건조기 내부의 온습도 변화는 온습도 측정기(TR-72U, Technox)를 부착하여 건조 시간에 따른 변화를 측정하였다.
- 그러므로 고습도, 고온에서는 고습도 저온보다 수분 흡수가 커져 섬유의 수분율이 증가하는 것으로알려져 있다 (김상용 외, 1982). 건조과정 중의 온도는 대부분 50℃ 이상이며, 5 kg의 포를 건조시킬 때에는 85% 내외의 습도를 나타내었으므로 온도 저하가 미치는 영향을 알아보기 위하여 건조과정 중에 일정시간 건조기의 문을 열어 조사하였다. 건조기는 문을 닫고 작동하면 밀폐되어있으며 단지 팬으로 건조기 내의 습기 찬 공기를 외부로 배출하도록 되어 있다.
- 각각의 조건에서 일정한 건조시간을 마치기 10분 전과 20분 전에 30초씩 총 1분간 문을 열고 환기하며 포를 뒤집어 주어 건조기내의 습한 공기가 나오고 건조한 실내 공기가 유입되게 하였다. 또한 2.5 Kg의 포를 건조가 완료될 때까지 환기하지 않았을 때와 환기하였을 때의 수분율과 소비전력도 조사하였으며 그 결과는 Table 1과 같다. 또한 5kg의 포를 사용하여 건조 전 수분율의 차이에 대한 효과를 알아보기 위하여 수분율 60% 와 80%인 환기여부에 따라 건조한 결과도 함께 조사하였으나 건조 전 수분율이 다를 때에 환기 유무에 따른 건조 효과는 앞에서 본 것과 같이 다른 조건에 비해서는 차이가 매우 작을 것으로 예측되었다.
- 세탁포를 앞에서 사용한 건조기로 “면 표준+” 프로그램을 사용하여 건조시킨 후, 프로그램 종료 시 즉시 포를 꺼내 무게를 측정하여 수분율을 결정하였다. 또한 건조 중 환기하였을 때의 건조효과 실험에서는 시험포의 무게에 따라 건조 시간을 일정하게 하였으며 환기 시간은 건조 종료 10분 전과 20분 전에 30초씩 2회로 총1분이었다. 이때 포 무게 5.
- 0 kg이었다. 무게를 측정한 포는 임펠러 세탁기(SEW-524, 삼성)를 사용하여 헹굼 후 탈수하고, 탈수 후 포의 수분율은 70%가 되도록 조절하였다. 수분율에 따른 건조효과를 위하여서는 세탁포 무게 5.
- 세탁 전 사용할 포의 건조무게를 알기 위하여 먼저 의류건조기(T230C, Mille)에서 면포용 건조프로그램으로 건조 후, 재건조하여 건조 상태를 확인하였으며, 세탁포의 무게는 2.5 kg, 3.5 kg 또는 5.0 kg이었다. 무게를 측정한 포는 임펠러 세탁기(SEW-524, 삼성)를 사용하여 헹굼 후 탈수하고, 탈수 후 포의 수분율은 70%가 되도록 조절하였다.
- 세탁포를 건조하기 위하여 응축식 의류건조기를 사용하여 포의 무게를 2.5 kg, 3.5 kg, 5 kg, 포의 수분율을 60%, 70%, 80%으로 달리한 건조 과정에서 건조기 내의 온도, 습도, 소비전력을 조사하여 다음의 결론을 얻었다.
- 세탁포를 앞에서 사용한 건조기로 “면 표준+” 프로그램을 사용하여 건조시킨 후, 프로그램 종료 시 즉시 포를 꺼내 무게를 측정하여 수분율을 결정하였다.
- 무게를 측정한 포는 임펠러 세탁기(SEW-524, 삼성)를 사용하여 헹굼 후 탈수하고, 탈수 후 포의 수분율은 70%가 되도록 조절하였다. 수분율에 따른 건조효과를 위하여서는 세탁포 무게 5.0 kg으로 탈수 시간을 조절하여 수분율 60% 또는 80%로도 조사하였다.
- 의류건조기를 사용할 때에 건조가 끝난 과정에서 건조기의 문을 연 즉시에는 포가 수분을 다량 함유하고 있음을 느끼지만 곧 수분이 증발하여 포가 매우 건조된 것을 알 수 있다. 의류건조기 사용자가 건조기 내의 증기압을 낮추려면 문을 열어 환기하는 경우에만 가능하며 이때에는 외부의 공기가 유입되어 온도가 내려갈 것이므로 이에 따라 건조 과정에 미치는 영향을 조사하기 위하여 30초씩 2회 건조기 문을 열어 환기하였을 때의 건조 시간과 전력 소모량을 조사하였다. 수분율 70%의 2.
- 일정한 무게의 포를 사용하여 세탁, 건조하여도 IEC 60456에서는 사용하는 포의 오차의 범위를 ±60 g이내로 허용하므로 실제로 포의 무게의 차이는 120 g이내가 된다. 이와 같은 포의 무게에 따른 차이가 건조 시 수분율과 소비 전력량에 차이가 있을 수 있으므로 실제 사용한 포의 무게에 대한 수분율과 소비전력도 계산하였다.
- 탈수와 건조 과정에 소모되는 전력은 전력량 측정기(CW120C-E, Yokogawa)로 측정하였다.
대상 데이터
- 시험포는 100 % 면으로 된 세탁기 및 건조기 시험에 기준이 되는 IEC 60456의 시트(EMPA 325), 베갯잇(EMPA 353), 수건(EMPA 351)을 사용하였으며, 포의 무게를 맞추기 위해서는 IEC 60456에 따라 포의 종류와 수량을 결정하였다.
데이터처리
- 각 조건에서 건조 효과에 대한 결과분석에는 ANOVA(윈도우용 SPSS12.0K)로 평균치의 차이를 검증하였다.
성능/효과
- 건조포의 무게가 클수록 건조 과정 중에 온도가 낮으나 가열 시간이 길었으며, 습도가 높았다. 즉 포의 양을 적게 건조하면 온도가 높아지므로 열에 예민한 섬유가 포함되었을 경우에는 건조포의 무게에 대해서도 유의할 필요가 있다.
- 상대습도는 수분의 양이 일정하여도 온도에 따라 변화한다. 그러므로 건조기 내의 습도는 온도에 비하여 변화의 폭이 더 컸으며, 건조기 내 습도도 포의 무게가 클수록 포함하는 수분의 양도 많고 온도도 낮아 증발 단계와 건조단계에서 모두 습도가 높았다.
- 그러나 포의 무게가 클수록 히터 가열 시간이 길어졌으나 건조 종료 시의 온도는 포의 무게에 따른 차이가 없었다. 그러므로 열에 예민한 섬유가 혼방된 의류제품의 건조에는 물론 건조 프로그램의 선택을 유의하여야 할 뿐 아니라 건조할 포의 무게에 따라서도 장시간 동안의 건조 온도에 차이가 있으므로 열에 예민한 섬유를 건조할 때에 포의 무게를 적게 하면 건조기내의 온도가 높아지므로 섬유의 무게에도 매우 유의하여야 함을 알 수 있었다.
- 세탁포의 수분율을 낮추기 위하여 탈수 시간이 길어 지면 탈수에 소비되는 전력량이 증가하였으나 그 증가된 양은 건조 시의 소비전력량에 비하여 매우 적었다. 그러므로 탈수와 건조에 소비되는 총 전력량도 수분율이 낮을 때에 적어서, 5 kg의 포가 세탁 후 탈수와 건조될 때에 수분율60% 일 때에 비하여 수분율80% 에서는 24%의 전력이 더 소비되었으며, 수분율70%는 11%의 전력이 더 소비되었다. 그러므로 철저히 탈수하여 건조하는 것이 전력소모에 효과적이다.
- 탈수 시 소요되는 시간은 수분율 60%의 포는 20분, 70%는 7분, 80%는 4분이었으며, 건조 시간은 수분율 60%는 101분, 70% 115분, 80%는 127분이었다. 그러므로 탈수하고 건조 종료 시까지의 총 소요시간은 수분율 60%의 포는 121분, 70%는 122분, 80%는131분이었다. 세탁 후 탈수와 건조에 필요한 시간은 수분율 60% 포는 수분율70%포와 비교하여 차이가 거의 없었으나, 수분율 80%의 포는 수분율 60%의 포에 시간대비 8.
- 5 Kg의 포를 건조가 완료될 때까지 환기하지 않았을 때와 환기하였을 때의 수분율과 소비전력도 조사하였으며 그 결과는 Table 1과 같다. 또한 5kg의 포를 사용하여 건조 전 수분율의 차이에 대한 효과를 알아보기 위하여 수분율 60% 와 80%인 환기여부에 따라 건조한 결과도 함께 조사하였으나 건조 전 수분율이 다를 때에 환기 유무에 따른 건조 효과는 앞에서 본 것과 같이 다른 조건에 비해서는 차이가 매우 작을 것으로 예측되었다. 일정한 무게의 포를 사용하여 세탁, 건조하여도 IEC 60456에서는 사용하는 포의 오차의 범위를 ±60 g이내로 허용하므로 실제로 포의 무게의 차이는 120 g이내가 된다.
- 또한 소모된 전력량도 세탁포 무게에 따라 P<.001 의 수준으로 유의한 차이가 있었으며, 2.5 kg은 2411 Wh, 3.5 kg은 2923 Wh, 5.0 kg은 3789 Wh로 건조 시 부하 량이 증가할수록 건조 시까지 소요되는 전력량도 증가하였으나 세탁포의 무게에 비례하여 전력량이 증가하지는 않았다.
- 문을 열었을 때에는 전력 공급이 중단되고 외부 공기의 유입으로 온도가 떨어졌으며, 온도 저하로 인하여 상대 습도는 상승하였고, 문을 닫고 재 작동 시에는 다시 온도 상승과 함께 습도가 낮아졌다. 모든 조건 중에서 70%의 수분율을 가진 2.5 kg의 포를50분 동안 건조하며 환기를 시킨 경우에만 수분율이 낮게 나왔으며 그 외에는 환기를 하지 않은 경우에 수분율이 낮았으나, 소비 전력과 함께 비교하면 대부분 수분율이 낮은 경우는 소비전력이 많았다. 환기여부에 따른 수분율과 소비전력의 ANOVA 분석을 통하여 모든 조건에서 유의 차가 없는 것으로 나타났다.
- 그러므로 탈수하고 건조 종료 시까지의 총 소요시간은 수분율 60%의 포는 121분, 70%는 122분, 80%는131분이었다. 세탁 후 탈수와 건조에 필요한 시간은 수분율 60% 포는 수분율70%포와 비교하여 차이가 거의 없었으나, 수분율 80%의 포는 수분율 60%의 포에 시간대비 8.3%인 10분이 더 걸렸다. 그러므로 포의 수분율을 낮춰 건조하면 에너지 소비와 마찬가지로 건조 시간도 줄일 수 있었다.
- 환기여부에 따른 수분율과 소비전력의 ANOVA 분석을 통하여 모든 조건에서 유의 차가 없는 것으로 나타났다. 즉 환기를 위하여 30초씩 2회 문을 열어 히터와 회전 모터가 중지되어도 소비 전력과 건조시간이 증가하지도 않았으며, 수분율도 차이가 없었다. 또한 2.
- 5 kg의 포를50분 동안 건조하며 환기를 시킨 경우에만 수분율이 낮게 나왔으며 그 외에는 환기를 하지 않은 경우에 수분율이 낮았으나, 소비 전력과 함께 비교하면 대부분 수분율이 낮은 경우는 소비전력이 많았다. 환기여부에 따른 수분율과 소비전력의 ANOVA 분석을 통하여 모든 조건에서 유의 차가 없는 것으로 나타났다. 즉 환기를 위하여 30초씩 2회 문을 열어 히터와 회전 모터가 중지되어도 소비 전력과 건조시간이 증가하지도 않았으며, 수분율도 차이가 없었다.
후속연구
- 의류건조기에서 건조과정 중에 건조기의 문을 30초씩 2회 열면 온도가 낮아지고 수분이 배출되어도, 건조기 문을 열지 않고 계속 건조하였을 때와 비교하여 전기소비량과 건조시간에 차이가 없었다. 하지만 효과적인 건조조건 설정을 위하여 환기 방법과 환기 시간에 대한 보다 자세한 연구가 필요한 것으로 생각된다.
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