[졸업작품] 온도 조절 및 공기 살균기 만들기 1부 (ANSYS, 펠티어 소자)

2021년, 대학 4학년이 되는 해였다. 사실 이 해의 이슈는 코xx 19로 다들 힘들어 하던 해이다. 2020년 부터 시작된 바이러스로 2021년도 별반 다르지 않게, 비대면에 익숙해지고 그래도 마스크와 함께 하는 삶에도 익숙해졌던 것 같다.

 

우리 학교는 4학년이 되면, 캡스톤디자인이라는 수업을 진행한다. 팀을 짜서 본인이 원하는 분야의 교수님께 수강신청을 하고 프로젝트를 진행하는 것이다. 1년이라는 시간동안 진행하며, 주제에 따라 연구를 통해 논문만을 작성하는 경우도 있고, 실제로 제작을 하고 실험하는 경우도 있다. 대체로 교수님분들은 제작을 하든 뭘하든 논문을 작성해보길 추천하신다.

 

우리도 총 4명이 팀이되어 교수님께 찾아 뵙게 된다. 교수님의 분야는 열, 유체 분야.

 

연구의 뜻이 강하신 교수님이셨다. 교수님은 함께 연구를 진행해볼 주제를 몇가지 주셨다. 그중 우리가 맘에 들었던 주제는 바이러스를 살균하는 공조기였다. 교수님은 역시 관련된 논문을 추천해주시고, 우리는 그 영어논문부터 읽기 시작했다. 교수님이 원하시는 건 그 논문을 활용해 냉난방이 가능한 개인용 공기살균기를 만들고 싶으셨던 것 같다.

 

그때 교수님께서 추천해주신 논문은

'Computational modeling of ultraviolet light-emitting diode(UV-LED) reactor for water treatment'

라는 제목의 논문이었다. 이 논문중 교수님은 아래의 사진에 빠지셨었다.

위 논문에 있던 사진 자료

이 사진은 입자들이 특정한 UV-LED를 비추는 덕트를 통과하면서 받게 되는 에너지량 (적산광량)을 시뮬레이션으로서 표현한 그림이다. 이 그림이 의미하는 것은 UV-LED를 통해 Inactivated, Trapped 등 공기중의 박테리아를 비활성으로 만들 수 있다는 것을 표현한 것이었다.

 

교수님은 이걸 함께 입증하길 원하셨고, 우리는 관련된 내용을 찾기 위해 노력했다. 그래서 필요한 이론에 대해서부터 공부하기 시작했던 것 같다. 총 인원은 4명이었으므로 2명은 기본 이론을 2명은 이를 적용할 적절한 모델을 만들기 위해 노력했다. 우리가 처음 생각했던 모델은 택시등의 차량에 적용할 공기살균기 였다.

 

택시에 적용하려했던 모델

중앙에서 비말을 포집하고, 살균된 공기를 에어커튼으로 써서 앞과 뒤의 공기를 지속적으로 차단하는 아이디어이었다.

구체적 모델은 이러했고, 추가로 구리판을 추가해서 살균률을 높이자는 의견도 추가했었다.