Effect of an UV Reactor on Removing Microbial Contaminations from the supply air in Direct Evaporative Cooler

Abstract

최근 지구온난화 지수가 높은 냉매를 사용하는 증기압축식 냉동 사이클을 대체할 수 있는 기술들에 대한 연구가 활발히 진행되었다. 냉매를 사용하지 않는 비 증기압축식 냉동 기술들 중 증발냉각 기술을 이용한 냉방기기가 개발되었고, 실용가능성과 에너지절감 가능성에서 주목을 받고 있다. 하지만 물을 이용하여 공기를 냉각시키다 보니, 물에서 미생물이 번식할 경우 공급공기의 미생물 오염으로 확산될 수 있으며, 재실자의 호흡기 질환을 유발할 수 있다. 본 연구에서는 직접식 증발냉각 시스템(DECs)에서 토출공기의 미생물 측면으로 공기질을 향상시키기 위해 증발냉각에 사용되는 물을 처리하여 직접식 증발냉각 시스템에서 수질개선에 따른 공기질 개선의 연관성을 실험을 통해 확인하였다. 본 연구는 5개의 단원으로 구성되어 있으며, 각 단원은 다음과 같다. 1단원에서는 연구의 배경, 목적을 제시하였다. 현재 증발냉각기술들과 문제점, 그리고 연구동향에 대해 제시하였다. 그리고 그에 따른 연구의 필요성과 목적에 대한 진행 흐름을 나타내었다. 2단원에서는 본 연구를 위한 실험 방법들을 정리하였다. 자외선 반응기가 결합된 직접식 증발냉각 시스템의 개요와 실험을 위한 운전 방법에 대한 기술을 하였다. 그리고 시스템 운전 중 각 부분에서 미생물 오염도를 측정하기 위한 시료 별 미생물 채취방법이 기술되어있다 3단원에서는 직접식 증발냉각기에 자외선 반응기 적용하지 않은 경우(대조군, Case 1)와 자외선 반응기를 적용한 경우(실험군, Case 2) 2가지로 나누어 운전기간에 따른 시료별 오염도가 상세히 기술되어있다. 4단원에서는 미생물 오염도와 시스템 운전간 여러 변수들(운전기간, 자외선 반응기 적용 유무, 미생물 종류)의 관계성을 검토하였다. 그리고 실험의 한계점과 추후 실험을 위한 제안사항을 기술하였다. 5단원에서는 실험결과를 정리하였고, 이는 다음과 같다. 1) 미국공조냉동공학회(ASHRAE)에서 제시한 직접식 증발냉각 시스템 가이드라인을 준수하여 운전하여도 시스템 내 순환수와 토출공기의 세균과 곰팡이의 오염도는 운전기간이 증가할수록 오염도가 증가한다. 2) 자외선 반응기에 의해 순환수가 수처리 되더라도 패드의 오염이 있을 경우 순환수의 미생물 오염에 영향을 미친다. 3) 자외선 반응기에 의해 순환수가 수처리 될 경우 토출공기의 세균과 곰팡이 오염도는 대조군에 비해 상당히 개선된다. 이에 따라 직접식 증발냉각 시스템에서 공기질 개선을 위해 수처리는 반드시 필요하며, 자외선 반응기는 직접식 증발냉각 시스템의 수처리 장치로서 효과가 있는 것을 본 연구를 통해 확인하였다.; The purpose of this study is to improve the air quality by improving water quality in microbiological aspect by applying ultraviolet water purifier system to direct evaporative cooling system (DECs). Direct evaporative cooler (DEC) is an air cooling technique using evaporation of water. Most DECs recirculate water to reduce water use. Evaporative cooling pad and water are biologically contaminated by recirculation water. This contamination can develop into process air contamination and cause respiratory illnesses of occupants. To prevent respiratory diseases and maintain air quality, it is necessary to use sterilized water in DEC. In this study, we examined whether the improvement of water quality in DEC affects the air quality by dividing into the control group (Case 1) and the experimental group (Case 2). In Case 1, the contamination degree was measured when DEC was operated for 4 weeks without ultraviolet water treatment. In case 2, the degree of contamination was measured when UV water treatment was applied to DEC for 4 weeks. In Case 1 and 2, microbes were sampled from water, Evaporative cooling pad surface, and DECs inlet and outlet air samples to compare the contamination. The surface was measured once in 4 places and the air was measured 4 times in 2 places. Comparing two experiments, it was confirmed that the degree of microbial contamination of water and air was significantly reduced in case 2 than in case 1. When the pollution degree of the evaporative cooling pad was compared with the air pollution degree, the correlation between the two factors was hard to find, but it was confirmed that the contamination of the evaporative cooling pad caused water pollution. Therefore, in order to maintain the clean air of DECs, it is necessary to operate the water treatment system.