[논문]순간 가스온수기의 CO 중독사고 예방에 관한 연구

안정진; 여창훈; 조영도

doi:10.7842/kigas.2011.15.3.026

순간 가스온수기의 CO 중독사고 예방에 관한 연구
A Method to Prevent CO Poisoning from Instantaneous Water Heaters 원문보기

한국가스학회지 = Journal of the Korean institute of gas, v.15 no.3, 2011년, pp.26 - 30

안정진 (한국가스안전공사 가스안전연구원 시스템연구부) , 여창훈 (한국가스안전공사 가스안전연구원 시스템연구부) , 조영도 (한국가스안전공사 가스안전연구원 시스템연구부)

초록
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개방형 순간 가스온수기는 설치와 관리가 적절히 되지 않아 일산화탄소 중독과 질식과 같은 인명사고를 발생시킬 수 있다. 연소기에 공기가 충분히 공급되지 않거나 배기구가 막히면 배기가스 중의 일산화탄소(CO)의 농도가 증가하는 특성을 보인다. 본 연구는 가정집에서 사용 중인 개방형 가스온수기를 회수하여 연소기 주변 공기 중산소농도 및 배기가스 중 CO농도의 변화를 확인하였다. 환기구 면적에 따른 산소농도 측정 실험에서 환기구의 면적이 바닥면적의 3.5%에서 산소농도가 약 17.7%로 나타났고, 배기구를 폐쇄한 상태에서 CO농도를 측정한 결과 4,000ppm이상이 측정되었다. 따라서 정기적으로 배기구를 점검하는 것이 환기구 크기보다 일산화탄소 중독사고를 예방하기 위하여 중요하다.

Abstract ▼ AI-Helper

Instantaneous water heater being not properly installed and not adequately maintained may produce fatal accidents due to carbon monoxide poisoning and suffocation. Insufficient supply of air into the gas appliance for complete burning of the fuel or blocking the outlet of the combustion gas could be a cause to increase carbon monoxide concentration in the exhaust gas of the gas appliance. In this work, the experiments are done with a collected instantaneous water heater using in domestic and the concentration of oxygen near the gas appliance and carbon monoxide in exhaust gas are observed to investigate the risk of instantaneous water heater. The concentration of oxygen near the gas appliance is reduced until 17.7% for the ratio of the ventilation area and floor area being 3.5%. If the outlet of combustion gas is blocked, the carbon monoxide concentration is steeply increasing more than 4,000ppm. Therefore, periodic checking the outlet of combustion gas is more important than vent area to reduce the risk of carbon monoxide poisoning.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

이러한 안전장치들이 실험도중 사고발생 조건에서 작동하여 다양한 실험을 제한한다. 따라서 본 실험에서는 안전창치들을 무력화한 상태에서 실험을 수행하였다.

제안 방법

Fig. 3과 같이 개방형 가스 온수기를 작동시킨 후 환기구의 면적에 따른 산소 농도의 변화를 알기 위하여 환기구의 면적을 일정하게 변화시켰으며, 시간에 따른 산소의 농도를 측정하였다. 본 연구에서는 환기구의 세로길이를 고정하고 가로길이로 환기구의 면적을 변화시켰다.
Fig. 4와 같이 배기구 폐쇄에 따른 CO농도의 변화를 확인하기 위하여 배기구를 알루미늄 호일로 폐쇄시킨 후 개방형 가스온수기를 가동하였다. 배기구 전체 면적 가로(20.
3과 같이 개방형 가스 온수기를 작동시킨 후 환기구의 면적에 따른 산소 농도의 변화를 알기 위하여 환기구의 면적을 일정하게 변화시켰으며, 시간에 따른 산소의 농도를 측정하였다. 본 연구에서는 환기구의 세로길이를 고정하고 가로길이로 환기구의 면적을 변화시켰다.
시중에서 실제 사용 중인 노후화된 가스온수기를 사용하여 일반 가정집 샤워실에서 국내 통상적인 환경 조건 하에, 환기구 면적에 따른 CO와 O₂농도 변화, 온수기의 배기구 폐쇄에 따른 CO농도 변화에 대한 실험을 통해 다음과 같은 결론을 얻을 수 있었다.
또한, 연소를 위해서 주변의 공기를 사용하기 때문에 산소의 농도는 줄어들게 되고, 이는 산소결핍으로 인한 인명사고로 이어질 위험성을 가지고 있다. 이에 가정집에 사용 중인 개방형 가스온수기를 회수하여 실제 사용 조건에서 실험을 실시하고, 환기구의 크기에 따른 산소농도 및 배기불량에 따른 CO농도의 증가에 대한 변화 등을 확인하였다.
현재 국내에서 사용 중인 개방형 가스온수기는 표시 가스소비량이 12 kW (LP가스 0.85 kg/h)이하로 규정[2]하고 있는 가스온수기 설치 시설에서의 적정 환기구 면적과 배기구 막힘에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 도출된 연구결과를 토대로 제도 개선과 실효성 있는 안전대책을 마련하여, 개방형 가스온수기로 인한 사고가 근원적으로 예방될 수 있을 것으로 기대한다.
5cm로 하였다. 환기구는 일반 창문을 사용하였고, 샤워실 내부의 물건들을 완전히 제거하고 국내 통상적인 환경조건 하에서 실험을 행하였다.

대상 데이터

시중에서 실제 사용 중인 노후화된 가스온수기를 구입하여 실제 열악한 사용조건과 유사한 조건을 만들어 실험을 실시하였다. 개방형 가스온수기에는 일산화탄소 중독 사고를 예방하기 위한 안전장치로 불완전연소방지장치(산소결핍안전장치)와 화재 등의 사고를 예방하기 위한 과열방지장치가 부착되어 있다.
실험 장소는 Fig. 2와 같이 순간온수기가 부착된 일반 가정집 샤워실로 3.1㎥(1m×1.7m× 1.85m) 크기로 하였다.
실험에 사용한 개방형 가스 온수기의 가스소비량은 12Kw(LP가스 0.85kg/h)이며, 사용가스는 LPG를 사용하였다.

성능/효과

1. 환기구의 전체면적 대비 50%(바닥면적 대비 3.5%)에서 산소농도는 온수기 가동 후 320초부터 산업안전보건법 기준 최저치인 18% 이하로 나타나, 환기구 면적은 바닥면적의 약 4%이상 유지하여야 한다.
2. 온수기의 배기구를 임의로 약 93% 폐쇄시킨 상태에서 온수기를 가동하여 CO농도를 측정한 결과 순식간에 4,000ppm이상으로 나타나, 개방형 가스온수기 사용 시 배기구가 막혀 연소가 원활하게 이루어지지 않는 경우(핀홀 찌그러짐, 그을음 등) 다량의 CO가 발생할 수 있다.
개방형 가스 온수기의 배기구를 임의로 약 93%폐쇄시킨 상태에서 온수기를 작동하였으며, Fig. 7과 같이 순식간에 CO농도가 4,000ppm이상이 측정되었다. 이는 연소가 불완전하게 이루어 질 때 많은 CO가 발생함을 알 수 있었다.
배기구를 개방하게 되면 다시 일산화탄소농도는 감소함을 볼 수 있다. 따라서 일산화탄소 중독 사고는 순간온수기를 사용하고 있는 샤워실의 환기구 크기보다는 순간온수기 상부에 있는 배기구의 막힘 현상에 의하여 지배받는 다는 것을 알 수 있었다. 일산화탄소 중독 사고를 예방하기 위하여 가스공급 시 배기구 정기점검, 사용자 홍보 (제품설명서 명기) 및 기술지도 등이 필요하다.

후속연구

85 kg/h)이하로 규정[2]하고 있는 가스온수기 설치 시설에서의 적정 환기구 면적과 배기구 막힘에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 도출된 연구결과를 토대로 제도 개선과 실효성 있는 안전대책을 마련하여, 개방형 가스온수기로 인한 사고가 근원적으로 예방될 수 있을 것으로 기대한다.
그러나 환기속도는 풍속, 풍향과 환기구 형태 등 아주 다양한 요소에 영향을 받으므로 적절한 안전인자를 고려하여야 한다. 본 연구에서는 환기구의 세로길이를 고정하고 가로 길이로 환기구의 면적을 변화시켜 실험하였으므로, 향후 다양한 환기구 형태에 따른 실험이 필요하다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	개방형 가스온수기의 특성은 무엇인가?	개방형 가스온수기는 온수기 주변의 공기를 이용하여 연소하는 형태로서 공기가 공급되지 않거나 연소가스가 원활하게 배출되지 않으면 불완전 연소를 일으키고, 일산화탄소(CO)의 농도가 증가하는 특성을 보인다. 또한, 연소를 위해서 주변의 공기를 사용하기 때문에 산소의 농도는 줄어들게 되고, 이는 산소결핍으로 인한 인명사고로 이어질 위험성을 가지고 있다.
	국내에서 사용하는 개방형 가스온수기의 가스소비량 규정은?	현재 국내에서 사용 중인 개방형 가스온수기는 표시 가스소비량이 12 kW (LP가스 0.85 kg/h)이하로 규정[2]하고 있는 가스온수기 설치 시설에서의 적정 환기구 면적과 배기구 막힘에 대하여 연구를 수행하였다. 본 연구를 통해 도출된 연구결과를 토대로 제도 개선과 실효성 있는 안전대책을 마련하여, 개방형 가스온수기로 인한 사고가 근원적으로 예방될 수 있을 것으로 기대한다.
	노후화된 가스온수기의 CO농도 변화 시험의 결과는?	1. 환기구의 전체면적 대비 50%(바닥면적 대비 3.5%) 에서 산소농도는 온수기 가동 후 320초부터 산업안전보건법 기준 최저치인 18% 이하로 나타나, 환기구 면적은 바닥면적의 약 4%이상 유지하여야 한다. 2. 온수기의 배기구를 임의로 약 93% 폐쇄시킨 상태에서 온수기를 가동하여 CO농도를 측정한 결과 순식간에 4,000ppm이상으로 나타나, 개방형 가스온수기 사용 시 배기구가 막혀 연소가 원활하게 이루어지지 않는 경우(핀홀 찌그러짐, 그을음 등) 다량의 CO가 발생할 수 있다.

참고문헌 (3)

한국가스안전공사, "가스사고연감", (2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010)
KS B 8116, "Instantaneous water heaters", 기술표준원, 2009
한국가스안전공사, "건축물내 일산화탄소 농도 센서 설치에 관한 연구", 13-14, (2007)

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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