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최근 수정 시각 : 2024-02-11 10:59:23

공기청정기

1. 개요2. 상세3. 역사4. 정화 효율 및 필터 성능5. 구매 시 기본적인 주의점6. 종류
6.1. 전기 집진식6.2. 기계식
6.2.1. 필터식6.2.2. 음이온6.2.3. 물필터식
6.3. 복합식
7. 제조사 및 생산 제품8. 가습기와의 병용9. 여담
9.1. 바이러스 99.9% 제거?

1. 개요

, Air Purifier

실내 공기를 흡입하여 인체에 해로운 미세한 먼지들을 걸러내는 기계.

2. 상세

공기를 빨아들여 미세한 먼지(또는 세균류)를 걸러내고, 깨끗해진 공기만 기기 밖으로 방출하는 집진(集塵) 장치. 이때 먼지를 걸러내는 방식은 제품마다 가지각색이다. 주로 에 사용된다.

물걸레처럼 물에 먼지를 흡착시키는 방식, 필터를 거치면서 먼지를 걸러내는 방식[1], 전기적 성질(대전된 음이온 입자)을 이용하여 먼지에 이것저것 군더더기를 달라붙여서 무겁게 만들어 가라앉히는 방식 등이 대중적이다. 천식[2]이나 비염 등을 앓고 있다면 나름 유용하다. 그렇지만 공기청정기는 여느 건물마다 방출되는 방사성 물질인 라돈까지는 흡착이 불가능하고(일부 모델만 가능), 산소나 이산화탄소 농도, 습도 등을 개선할 수는 없으니 공기청정기만 맹신하기보다는 공기 좋은 날 주기적인 환기와 물걸레 청소를 하는 것이 바람직하다. 또한 연기가 많이 나는 요리를 할 때는 청정기를 켜면 정화필터의 수명이 매우 짧아지니 반드시 환풍기를 돌리거나 문을 열어 환기를 해서 연기와 냄새가 빠져나간 후에 공기청정기를 켜자.[3]

중국발 미세먼지의 심각성이 알려지면서 초기에는 많은 사람들이 공기청정기를 자작하기도 했으나, 2019년 현재는 방이나 원룸 하나 정도를 커버 가능한 소형, 차량이나 유모차 내부를 커버 가능한 초소형도 나왔다. 공기청정기도 정화 규모와 크기, 필터등급에 따라 저가형부터 고가형까지 다양한 종류가 팔리고 있는 중.

고가형 하나보다 저가형 여러대를 사는 것이 효율적인 면에서 좋다는 평가를 받고 있다.
아무리 고가형이 좋다고 해도 한 대만으로는 여러 방의 공기를 전부 순환시킬 수는 없기 때문.

3. 역사

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최초로 공기청정기를 발명한 프레드릭 코트렐 박사
이미지 출처 - 영문 위키백과

대부분의 현대 발명품이 그렇다시피 공기청정기 역시 19세기 말엽에 필요성이 대두되며 발명되었다. 당시 서구 사회에서는 산업화가 진행되며 대기오염이 심화되자 맑은 공기의 필요성이 부각되기 시작했는데, 이때 캘리포니아 주 오클랜드 출신 미국인 프레드릭 코트렐 박사(Frederick Gardner Cottrell, 1877년 1월 10일 - 1948년 9월 16일)가 정전기를 이용하여 공기 중의 먼지를 걸러 내는 전기집진기(Electrostatic Precipitator)를 발명하였다. 이는 화력발전소의 굴뚝에 부착하여 기존의 필터로 잡아내기 힘든 초고열의 미세한 연기 입자들을 걸러 내는 데 사용하는 장치였다.

전기집진기가 등장한 이후, 각종 대기오염으로 골치를 앓기 시작한 20세기 초에 현대적인 의미의 공기청정기로 발전했다. 특히 20세기 들어 미국 내 우주항공기술이 개발되어 기술적인 개발이 이뤄지며 먼지에 대한 집진 기술이 발전하고, 수명이 길며 경제성 좋은 필터의 개발로 더욱 고급화된 필터가 등장하기 시작해 공기청정기의 발전이 시작되었다. 또한 수요도 늘기 시작했다. 미국을 포함한 선진국들의 산업 양상이 변하면서 빌딩이 늘어나고 밀폐된 공간에서 일하는 사람들이 많아졌고, 대기오염도 심화되며 청정공간을 바라는 사람들의 요구가 높아졌기 때문이었다.

4. 정화 효율 및 필터 성능

공기청정기의 정화 효율은 CADR(Clean Air Delivery Rate)로 표시하며 미국 공업규격(ANSI)에서 지정한 기관에서만 CADR을 인증해준다. 단위는 분당 정화공간(m^3/min)로, 1분에 얼마나 많은 공간을 정화할 수 있는지를 나타낸다. 즉 일정한 공간에서 오염 공기를 빠르게 정화하는 효율을 말하는 것이며, 미세먼지를 더 작은 것까지 제거할 수 있다는 의미가 아니다.

따라서 미세먼지 때문에 공기청정기를 구입하는 경우라면, 확인해야 할 것중 가장 큰 비중을 차지하는 것은 필터의 성능이다. 필터 여과성능에 따라 등급이 나누어져 있다. 10~12등급을 EPA 등급, 13~14등급을 HEPA 등급, 15~17등급을 ULPA 등급이라고 한다. 표기법은 이렇게 되어 있다. E10, E11, E12, H13, H14, U15, U16, U17. 여기서 13등급 이상부터는 공기 중에 존재하는 미세먼지를 99.75% 이상 제거할 수 있다.

무조건 등급이 높은 것이 좋다고 생각하는 경향이 있는데, 이는 잘못이다. 왜냐하면 등급이 높을수록 저항이 커서 (같은 모터를 사용할 때) 풍량이 적어지기 때문이다. 큰 모터를 사용해서 풍량을 같게 하려면 소음과 전력소모가 커진다. (실제로는 소음 때문에 약하게 틀게 된다.) 풍량이 커진다면 공기를 거르는 횟수가 많아지고 넓은 범위를 커버할 수 있어서 유리하다. CA 인증을 받은 사용면적이 공기청정기의 성능을 비교할 수 있는 가장 중요한 지표이다.
물론 H13 쓰는 공기청정기에 E12 호환필터 끼운다고 풍량이 커지지는 않는다. 만약 풍량이 커진다면, 유격으로 바람샘이 생긴 것이다.

용량이 큰 공기청정기 1대와 작은 공기청정기 2대를 비교하면, 전체적인 공기를 더 빨리 순환시킬 수 있는 2대가 훨씬 뛰어나다. 공기청정기가 실제로 정화할 수 있는 범위가 표기된 사양보다 좁을 수 있기 때문이다. 또한, 만약 환기를 자주 하여 외부 공기가 지속적으로 유입되거나 실내에서 격한 활동을 자주 하여 먼지가 많이 발생한다면, 청정기 주변만 깨끗해지고 청정기에서 멀리 떨어질수록 정화되지 않을 가능성이 크다. 따라서 18평 거실에 18평을 커버하는 큰 청정기 1대를 놓는 것보다, 9~10평을 커버하는 작은 청정기 2대를 서로 떨어진 장소에 놓는 편이 공기 정화에는 훨씬 효율적이다.

참고로 EPA 등급은 공기 중의 바이러스를 걸러내지 못하는데, HEPA 등급 이상은 공기 중의 바이러스까지 걸러낼 수 있다. 따라서 독감이 유행하고 있을 때 비교적 더 안전하다. 소비자들이 HEPA 등급 이상의 공기청정기를 원하는 것에는 다 이유가 있는 셈이다. 참고로 HEPA등급을 받은 공기청정기의 제품사양을 확인하면 바이러스 및 기타 알러지 유발 물질을 몇 종류나 제거해주는지 알 수 있다.

5. 구매 시 기본적인 주의점


소음에 민감해서 스트레스를 받는다면 제품사양에 기재된 최대 면적을 확인하고 그 절반 정도인 곳에서 사용하자. 예를 들어 최대출력으로 11평 정화가 되는 청정기를 그 절반인 5~6평에 놓고 쓰면 평소에 약~중 정도로 가동할 수 있으므로 효율이 높고 소음도 덜하다. 공기청정기는 최대 면적을 넘으면 급격히 성능이 저하되는 특성이 있기에 꼭 확인하고 구매해야한다.[4]

필터 교환식 공기청정기라면 지속적인 유지 비용이 요구되므로 반드시 관리비를 신경써야 한다. 기계값이 25만 원이라도 1년간 필터값이 4~8만 원이면 실제 비용이 훨씬 비싸기 때문이다. 렌탈 형식이라면 가입비용, 구매비용, 연간 납부비용 등을 생각해야 한다. 전부 합산해보면 일시불로 사는 기계값을 초과하는 경우도 있기 때문이다. 필터를 교체하는 것은 어려운 일이 아니기 때문에 렌탈로 특정 모델을 3~6개월 정도 써보다가 마음에 들면 구매하는 것도 좋다. 물필터 방식은 제조사에서 일일이 방문관리해주는 것이 불가능하기 때문에 장기간의 렌탈은 힘들다. 결국 공기청정기 제품을 구입할 때에는 스펙도 꼼꼼하게, 가격도 꼼꼼하게 따져야 한다.

깨끗한 공기를 위해 소음공해를 불러들여서는 안될 것이다. 따라서 3분 정도 (요리 후, 집에 돌아온 후) 맞바람 치게 환기 후에 최대 모드로 공기청정기를 5분~10분 정도 돌린 후 오토 모드나 중, 소 풍속 모드로 놓고 사용하는 것이 좋다.
그 외에는 항상 자동모드나 약하게 틀어놓고 방치해야 된다. 괜히 조절한답시고 껐다 켰다 하다보면 영원히 꺼져있다.

공기청정의 기본은 적절한 환기이다. 매일 5분씩 2번 이상 환기시키는것은 필수이다. 이는 미세먼지 농도가 높은 날에도 예외가 아니며, 이산화탄소나 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데히드 등을 제거할 수 있는 가장 효과적인 방법이다. 환기를 시키지 않을 경우 이러한 유해물질이 최대 100배까지 늘어난다. 그 다음이 물걸레질이 포함된 청소, 그 다음이 공기청정기라는 것을 명심하고 공기청정기 만능주의에서 벗어나야 한다. 요즘 아파트에는 실내공기순환 장치도 있으니 적절히 필터를 갈면서 사용하면 이산화탄소도 제거하면서 미세먼지 농도도 낮출 수도 있다.

공기청정기 같은 방법으로는 가스 상태인 이산화탄소, 휘발성 유기화합물(VOCs)은 제거가 되지 않는다.

6. 종류

현재 시중에 있는 공기청정기는 크게 전기 집진식과 기계식으로 나뉜다. 기계식은 다시 음이온만 나오는 방식과 팬으로 공기를 빨아들이면서 공기를 필터링하는 방식, 아니면 음이온과 필터링 둘 다 하는 방식으로 나뉜다.

6.1. 전기 집진식

전기 집진기에서 미세먼지에 (+)전하를 줘서 (-)를 띠고 있는 집진판에 흡착하도록 하는 방식이다. 전기 집진식 필터의 장점은 일반 먼지뿐 아니라 담배연기, 자동차 매연 등을 제거하는 기능이 탁월하고, 물로 세척해 반영구적으로 사용할 수 있다는 것. 특히 환풍기가 없이 실내에서 고등어나 육류 등 구이 요리를 많이 하거나 흡연자가 집안서 담배를 피워댈 경우, 필터식 청정기는 순식간에 정화기능이 망가지므로 필터 재사용이 가능한 집진식 등을 써야 한다.

하지만 전기 집진기를 정기적으로 떼어내 청소해야 하는 불편함이 있고, 정기적으로 청소를 하지 않으면 집진기에 의해 걸러진 먼지가 다시 외부로 배출되므로 관리를 잘해야 한다. 과거에 출시된 제품들은 전기를 이용하는 과정에서 몸에 해로운 오존이 발생하는 단점도 있었다. 그러나 최근에는 기술이 발전되어 오존을 발생하지 않는 전기 집진기 제품도 출시되고 있다. 다행히도 오존은 기준치 이상으로 발생 시 비린내가 많이 나거나 머리가 아픈 현상이 생기므로 이를 통해 오존 발생 정도를 확인할 수 있다. 제품 구입시 반드시 오존발생량이 기준치 이하인 제품인지 확인 하는것이 좋겠다.

이러한 단점 때문에 2000년대 말~2010년대까지는 가정용 전기 집진식 공기청정기는 생산을 하지 않는 추세였으나, 최근에는 기술의 발전으로 오존프리 제품들이 다시 출시 되고 있다.

하지만 산업용으로는 전기 집진식을 주로 사용한다. 상술했듯이 엄청난 분진이 발생하는 공장 굴뚝이나 배기 가스 배출 통로 같은 곳에 필터식을 설치할 경우 순식간에 필터가 고장나 버리기 때문이다.

2020년 이전에 생산된 삼성 공기청정기 중 일부에는 필터 세이버가 있는데[5], 헤파 필터 앞에 전기 집진 필터가 있는 방식이다. 요즘 중소기업에서는 해당 필터만 있는 공기청정기도 출시되고 있다.

6.2. 기계식

6.2.1. 필터식

보통 팬을 이용해 오염된 공기를 빨아들여 필터로 먼지나 오염물질을 걸러서 정화해주는 방식이다. 필터식은 보통 3μm 이하 크기의 미세먼지를 99% 이상 제거해주는 헤파 필터, 헤파 필터로 걸러낼 수 있는 미세먼지보다 더 미세한 미세먼지까지 제거해주는 울파 필터, 탈취 효과 및 포름알데히드벤젠 등의 일부 공해물질을 제거해주는 효과가 있는 활성탄 필터 등을 쓴다.

보통은 헤파 필터+활성탄 필터의 조합이 사용된다. 이러한 필터식 공기청정기는 꽃가루나 애완동물의 잔털 및 미세한 각질을 제거하는 능력이 뛰어나 비염이나 천식 등 알레르기 질환을 가진 사람들에게 효과적이다. 하지만 정기적으로 필터를 교체해주어야 하는 단점이 있으며, 청정기를 켜고 실내에서 연기가 많이 나는 요리를 하거나 담배를 피워댈 경우 값비싼 필터가(특히 활성탄) 며칠을 못 버티고 망가지며 청정기에서 구리구리한 찌든내까지 생기는 내구도 문제가 있다. 그러니 가족 중 실내 흡연자가 있을 경우 필터식 구매는 피하고, 요리 등으로 인해 연기가 다량 발생하면 환풍기를 사용해 공기순환을 마친 후 청정기를 켜야 필터를 정해진 기간만큼 쓸 수 있다.[6]

그 대신 필터로 확실하게 포집하는 만큼 현존하는 청정기 방식들 중에 집진 능력이 가장 뛰어나다는 평을 받고 있다. 최근엔 살균필터나 이온을 결합한 제품들이 나오고 있는데 장기적으로 인체에 어떤 영향을 줄지 모르므로 이런 종류는 주의하자. 기본적으로 헤파 이상은 어지간한 것은 걸러내는 데다 필터 표면이 매우 건조하기 때문에 세균이 번식하기 힘드므로, 괜히 다른 물질을 첨가해 인체에 영향을 줄 필요는 없기 때문이다.

그래서 선진국 시장의 공기청정기들을 보면 한국처럼 살균처리 효과 등을 넣은 필터는 병원이나 생화학 실험실 같은 특수시설용이 아니면 많이 사용하지 않는다.

6.2.2. 음이온

이쪽은 단순히 음이온(또는 플라즈마 방식이라고 제조사가 호칭)을 방출하는 방식이다. 이러한 음이온식 공기청정기에서 전기로 이온을 만드는 과정은 활성산소오존 등의 물질이 생성될 가능성이 있으니 주의해야 한다. 청정기의 음이온 제조과정에 묘한 비린내가 난다면 그건 오존 냄새이며 음이온은 무색 무취이다. 극미량이고 인체 기준치 이하라 안전성은 확보되었다고 하지만, 찝찝하다면 최근 나오는 제품들엔 음이온 기능을 끌 수 있는 모델들이 있으니 잘 살펴보고 구입하자. 역발상으로 일부러 오존을 만들어 내는 소형 탈취기계도 존재한다. 냉장고나 신발장은 어차피 거기에 호흡기 꽂고 공기를 들이마실게 아닌지라. 그리고 음이온식은 효과가 검증된 필터식과 결합하여 판매되는 경우가 많으니, 이온방출이 싫다면 필터식이라도 기능을 잘 살펴보자.

6.2.3. 물필터식

물을 이용해 먼지를 집진한다. 가습기 효과를 겸한 제품들도 있으며 필터식에 비해 유지비용은 저렴하나 집진 성능은 떨어진다. 그리고 물을 자주 갈아주지 않으면 먼지와 함께 썩어서 냄새가 나고 세균의 온상이 되기 십상이므로 며칠~1주일 단위로 관리가 필요하다. 황당한 것은 물이 썩기 때문에 자주 갈아주기 힘들 경우 항균처리나 화학약품 등을 넣는 사례도 있다는 것. 인터넷에서 사용자 후기들을 찾아보면 먼지제거엔 효과가 생각보다는 좋지 않다는 평을 찾을 수 있다. 물론 없는 것보다는 훨씬 좋지만 성능을 중시하거나 물통을 자주 관리하기 힘들다면 비추천.

6.3. 복합식

위의 방식들을 2~4개 정도 결합해서 사용한다. 필터식을 메인으로 하고 거기에 음이온을 쓰는 경우가 가장 흔하고, 전기적 집진 방식에 음이온이나 물필터식을 결합하기도 한다. 여러 가지 방식을 동시에 사용하면 전체적인 집진성능은 올라가지만 그만큼 비싸지고, 결합된 방식의 단점들도 동시에 지니게 되는 것이 문제.

2018년 기준으로 우리나라의 대기중 오염물질 양이 너무나 높기 때문에, 전기식 집진장치까지 포함된 4중 여과를 해도 헤파필터가 6개월이면 끝장나는 상황이다. 때문에 근년에 출시되는 공기청정기는 대개 기본이 4중 복합식이다(미세망+전기 집진+활성탄+헤파필터).

참고로, 1단 필터인 미세망 필터에는 큰 먼지가 잡히므로 눈으로 보고 청소해주면 되고 헤파필터는 기계가 자가진단해 필터 교체가 필요하면 알려주지만, 전기식 집진기는 센서가 없어 청소 주기를 놓치기 쉽다. 만약 공기청정기 내부에서 전기 스파크가 튀고 찌직, 타닥 하는 잡음이 들려오기 시작하면 집진기를 너무 오래 청소 안 한 것이다. 빨리 청소해주자.[7]

7. 제조사 및 생산 제품

공기청정기를 선택할 때, 소비자들은 여러 요인에 의해 영향을 받으며 대표적인 것이 청소 능력이다. 이외에도 위험한 기체의 정화 능력, 소음, 필터 교체 주기, 전력 소비, 시각적 요소 등도 포함된다.

8. 가습기와의 병용

가정에서 가습기로 가장 널리 이용하는 초음파 가습기의 경우, 실제로는 습기(수증기, vapor)가 아니라 미세한 물방울(비말, droplet)을 토출하는 방식이다. 다시 말해 초음파 가습기에서 나오는 것은 안개와 같은 에어로졸인 것. (반면 가열식과 기화식의 경우 습기를 방출한다.) 물방울이 공기 중에 떠다니거나 표면에 부착된 뒤 건조(증발)하며 습기를 방출하는 방식인데, 이 물방울은 처음 토출될 때 직경 중간값이 약 2.9㎛인 입자이며, 건조된 상태에서도 직경 중간값이 약 0.11㎛인 입자이다(관련 보고서).

때문에 대개 직경 0.02㎛인 입자도 걸러내는 헤파 필터를 사용하는 공기청정기는 초음파 가습기의 물방울을 공기로부터 걸러내며, 초음파 가습기의 가습 효과를 무효화할 뿐 아니라 물방울을 필터로 잡아냄으로써 필터를 눅눅하게 만들어 필터에 진균류 등이 증식하기 좋은 환경을 만들어낸다.

때문에 겨울에 가습을 위해 초음파 가습기를 이용할 경우 필터식 공기청정기는 함께 사용하지 말아야 한다. 공기청정기는 가습이 필요없는 계절에 사용하도록 하자.

만약 알레르기 등으로 인해 항상 공기청정기를 사용해야 할 경우, 초음파 가습기가 아닌 가열식 가습기나 기화식 가습기를 사용하는 것이 좋다. 물론 가열식 가습기는 전력 소모량이 매우 크며 기화식 가습기는 기화판 등을 매우 자주 청소 또는 교체해줘야 하는 불편함이 있다. 아니면 아예 가습기 대신 빨래 건조대를 방안에 두면 충분한 가습이 되니 참고하자(보기는 좋지 않겠지만). 사실 가열식의 경우에도 눈에 보일정도로 수증기를 뿜어내는 상황에선 공기청정기의 센서가 먼지로 인식해서 수치가 뛰어오르는 것을 볼 수 있다.

이도저도 다 안되고 반드시 초음파 가습기와 필터식 공기청정기를 병용해야 하는 사정이 있다면, 하다못해 두 기계를 서로 멀리 떨어뜨리도록 하자. 가습기에서 토출된 안개가 공기청정기의 필터에 붙잡히기 전에, 증발해서 가습을 할 시간을 벌어주는 것이다.

2023년 11월에 출시된 LG 하이드로타워는 가습기와 공기청정기를 하나의 제품으로 합쳐서 출시되어 하나의 제품으로 병용이 가능하다.

9. 여담

9.1. 바이러스 99.9% 제거?



공기청정기 광고에서 바이러스를 99.9% 정도를 제거한다고 하지만 공정위에서는 이를 과장광고라고 한다. 바이러스 99.9% 제거라는 말은 실험실 같은 밀폐공간 같은 제한된 공간에서 실험한 결과이며, 실제 생활 환경에서 제거율이 25~60% 정도이다.[9]

공정위에서 적발한 업체가 코웨이, 삼성전자, 위닉스, 청호나이스, 쿠쿠홈시스, 에어비타, LG전자이다. 사실상 국내 공기청정기 시장의 지분 99%를 가지고 있는 업체들이다. 적발된 업체에 대해 시정명령과 함께 15억 6천만원의 과징금을 부과했다고 한다.

또한 공정위는 광고 중에서 깨알같은 글씨로 '실사용에 따라 달라질 수 있다'와 같이 피해가려는 문구가 표기되어 있더라도 과장광고의 책임을 면할 수 없다며 관련 가이드라인을 마련하겠다고 한다.


[1] 이런 방식은 이미 우리 모두의 호흡기에도 적용되어있다. 코털의 가장 큰 존재 이유가 우리가 호흡할 때 마시는 공기에서 먼지를 걸러내는 역할이다.[2] 먼지의 유무에 따라 기침 횟수나 강도가 달라지는 경우에 한정.[3] 대략 6개월 정도의 수명을 가지는 필터를 담배연기나 고기굽는 연기가 있는 환경에서 사용시 1~2개월만에 수명을 다한다.[4] 기업들이 면적을 뻥튀기해서 적는 경우도 있기에 더욱 주의가 필요하다.[5] 그래서 2020년에는 필터 세이버가 빠졌다가 2021년 BESPOKE 큐브 Air에 정전커버라고 이름만 바꿔서 다시팔고있다.[6] 이 말은 반대로 이야기하자면 문을 열어 환기시킨 후 남은 잔여 담배냄새나 음식냄새같은 공기오염을 빠르게 정화할 수 있다는 말도 된다. 따라서 필터 활성탄이 아깝다고 필요할 때 공기청정기를 사용하지 않는다면 천장에 매달린 조기를 보고 입맛을 다시는 자린고비와 다를 바가 없을 것이다.[7] 제품에 설명이 나와 있겠지만, 대개 중성세제를 푼 물에 30분 정도 담궈둔 뒤 깨끗한 물로 철저하게 헹궈주고, 하루 정도 직사광선을 피해 말려주면 된다.[8] 가습기 겸용 제품이다.[9] 공기중에 있는 바이러스를 제거하려면 공기청정기가 아니라 공기살균기를 사용해야 한다. 하지만 공기살균기가 가정용으로 쓸 수 없다는게 문제다.