[보고서]방전와이어의 전류밀도 향상을 통한 저오존 공기청정(미세먼지/가습/제습)시스템 개발

곽이구

[국가R&D연구보고서] 방전와이어의 전류밀도 향상을 통한 저오존 공기청정(미세먼지/가습/제습)시스템 개발
Development of low ozone air cleaning (fine dust / humidification / dehumidification)system by improving current density of discharge wire 원문보기

보고서 정보
주관연구기관	전주대학교 Jeonju University
연구책임자	곽이구
보고서유형	최종보고서
발행국가	대한민국
언어	한국어
발행년월	2023-06
과제시작연도	2022
주관부처	교육부 Ministry of Education
연구관리전문기관	한국연구재단 National Research Foundation of Korea
등록번호	TRKO202300005744
과제고유번호	1345350183
사업명	개인기초연구(교육부)
DB 구축일자	2023-09-07
키워드	전류밀도.공기청정.가습.방전와이어.연성해석(전자기-유동해석).Current Density.Air Cleaning.Humidification.Discharge Wire.Multiphysics.

초록 ▼

연구개발 목표 및 내용
최종 목표
- 방전와이어의 전류밀도 및 시스템 최적화를 통해 저O₂ 공기청정(미세먼지/가습/제습)시스템 개발을 하고자 함.
전체 내용
∙ Corona 방전 전류량 해석을 통한 유속에 따른 집진효율 Simulation 및 미세먼지의 입경별 Charging량 해석, 집진효율 예측
∙ 기존 탄소섬유 및 텅스텐와이어의 방전극 특성 분석
∙ Carbon 및 Nano Fiber의 금속도금, 결함제어를 통해 전류밀도를 높이는 방식을 통한 정전필터의 방전극 소재 개발 및 소재의 종류, 직경별 Current density분석, 와이어의 오존발생량 분석
∙ 방전극과 접지의 간격, 방전극과 방전극의 거리, 섬유의 두께 및 수, 집진판의 형태를 설계 및 집진기의 구조, 방전부의 구조, Brush 배치에 따른 입자거동 및 입자 거동 해석
∙ 설계 및 시뮬레이션 도출을 통한 정전 집진기를 Lab Scale로 제작하여 성능테스트 및 시뮬레이션과 비교 분석
∙ 입자 사이즈 별 미세먼지 제거효율, 오존 발생량 확인
∙ Application Builder를 이용한 설계 인자별 청정능력 해석 기술 개발
∙ Brush 개수에 따른 입자거동해석 시뮬레이션 및 실험
∙ 최종 설계 및 시뮬레이션 결과를 반영한 공기청정시스템 최적화 및 개발
∙ 방전 분무형태를 통한 가습장치 설계 및 정전집진기를 통한 Hybrid형 정전가습기 시스템 설계 및 개발
∙ 정전 분무시스템연구를 통한 최적 가습 공청기 개발 및 개발된 정전집진기 필터를 적용하여 제습 공청기 시스템 설계 및 최적 시스템 개발
∙ 개발된 정전집진기 필터를 적용하여 제습 공청기 시스템 설계 및 최적 시스템 개발

1단계
(해당 시 작성)
목표
- 방전와이어의 전류밀도 및 시스템 최적화를 통해 저O₂ 공기청정(미세먼지/가습/제습)시스템 개발을 하고자 함.
내용
- 방전극최적화 시뮬레이션
- Carbon 및 Nano fiber 소재 개발, 전류밀도를 향상 Wire 소재 개발
- 방전집진기 구조 및 시스템 개발
- 공청기시스템 최적화 개발
- 방전 가습/제습 공청기시스템최적화 개발

연구개발성과
정성적 성과 : 1) 저오존 와이어 성능확보, 2) 방전/집진 Lab Scale용 평가 장치 구성
3) Application Builder를 이용한 설계 해석 기술 개발 4) 공청기시스템 최적화
5) 방전 가습/제습 공청시스템의 성능확보
정량적 성과 : SCI 8건, 비SCI 1건
특허등록1건, 특허출원2건(국내1건, 국외1건), 학술대회 8건

연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
∙ 오늘날 대기오염의 심각성으로 인해 대기오염물질 배출규제가 심화되고 있는 가운데, 각 산업체에 설치되어 있는 대기오염방지시설의 교체 및 보완이 요구되는 상황이며 이에 따른 저비용·고효율 집진장치의 개발 필요성이 강조되고 있음.
∙ 본 기술은 전기 다층 다단 다공성 플레이트 시스템으로 다양한 형태의 집진 메커니즘을 한 시스템으로 단일화하여 결합한 Hybrid 시스템이며, 예비하전부와 주 집진부인 다층 다단 다공성 플레이트로 구성되어 이러한 구조는 집진 장치의 집진 효율을 극대화하고, 정밀집진이 가능하도록 함.
∙ 이러한 기술은 분진이 다량 발생되는 발전 및 산업분야에서 활용 가능성이 높으며, 특히 주로 큰 입자의 분진이 발생되는 보일러, 금속융용, 제련, 열처리 시설, 발전시설, 시멘트 및 석회 제조시설, 기타 금속제조 및 가공시설, 화학공업, 비료공업, 제지, 섬유 산업 등에 적용이 가능함.
∙ 또한 고효율 정전여과집진설비는 입자상과 가스상 오염물질 배출량이 많으나 오염물질처리에 입지적 또는 관리 인력에 대한 여건이 열악한 산업체에 활용이 가능함.

(출처 : 요약문 2p)

목차 Contents

표지 ... 1
요 약 문 ... 2
목차 ... 3
1. 연구개발과제의 개요 ... 4
2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 7
3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 21
1) 연구수행 결과 ... 21
4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 31
5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 32
6. 참고문헌 ... 34
끝페이지 ... 38

참고문헌 (25)

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