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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 22(3); 2022 > Article
국내⋅외 유도등의 에너지 효율 특성 분석

Abstract

In this study, the energy efficiency of EXIT lights, a firefighting product, was analyzed from the perspective of general lighting equipment by examining domestic and foreign certification systems, such as KS, IEC, and the American ‘Energy Star Program’. Experiments were performed on EXIT lights from the United States, Japan, Austria, and domestic EXIT lights. The energy efficiency test factors derived from domestic and foreign standards include power, power factor, current total harmonic distortion, third harmonic current component, and fifth harmonic current component. The results of the test indicated that the US EXIT light consumed the least energy at 2.8 W, satisfying the US EXIT light Energy Star Program regulations, while other products consumed about 5-6 W. Additionally, the US product exhibited the lowest power factor of 0.1, while other products showed a value between 0.5 and 0.62; so there was no product that satisfied the KS (0.9 or more) and Energy Star Program (0.7 or more) standards. The total harmonic distortion (THD) of current in the US product was the lowest at 23.1%, while the Austrian product showed the highest THD at 132%. None of the products satisfied the KS standard of 20% or less. However, all products satisfied the KS standard of 86% or less and 61% or less for the 3rd and 5th harmonic components, respectively. Although the power consumption of the EXIT lights is as low as several watts, if the demand for high-power EXIT lights (several tens of watts) equals the level of lighting equipment in the future, it will be necessary to increase energy efficiency by employing power-factor-limiting regulations for EXIT lights.

요지

본 연구에서는 소방제품인 유도등을 일반 조명기기의 관점에서 에너지 효율을 분석하기 위해 KS, IEC, 미국의 ‘에너지 스타프로그램’ 등 국내외의 인증 제도를 고찰하여 시험항목을 도출하고 미국, 일본, 오스트리아 유도등 및 국내 유도등을 대상으로 실험을 수행하였다. 국내외 기준으로부터 도출된 에너지 효율 시험항목은 전력, 역률, 전류고조파함유율, 제3고조파전류성분, 제5고조파전류성분 등이다. 실험결과, (1) 전력 : 미국 유도등이 2.8 W로 가장 적은 에너지 소비를 하여 미국의 유도등 에너지 스타프로그램 규정을 만족하였으며, 타 제품은 대략 5~6 W 정도로 나타났다. (2) 역률 : 미국 제품이 역률 0.1로 가장 낮게 나타났으며, 타 제품은 대략 0.5~0.62 사이의 값을 나타내어 KS (0.9 이상)와 에너지 스타프로그램(0.7 이상)을 만족하는 제품은 없었다. (3) 전류THD : 미국 제품이 23.1%로 가장 낮게 나왔으며 오스트리아 제품이 132%로 가장 높게 나타났다. KS에서 제시하는 20% 이하를 만족하는 것은 없었다. (4) 제3고조파전류성분, 제5고조파전류성분 : 모든 제품이 KS에서 제시하는 제3고조파성분 86% 이하 규정을 만족하였으며 제5고조파전류성분은 KS에서 제시하는 제5고조파성분 61% 이하를 모두 만족하였다. 비록 유도등의 소비전력이 수W급으로 낮지만 향후 조명기기의 수십W급 고전력 유도등 수요가 높아진다면 유도등에도 역률 규정을 마련하여 에너지 효율을 높일 필요가 있을 것이다.

1. 서 론

2020년 소방청 화재통계(National Fire Agency, 2020)에 따르면 2010년부터 2019년까지의 화재발생 426,521건 중에서 주거공간에서의 화재가 26%, 공장, 창고 등 산업시설에서의 화재가 13%, 음식점, 고시원 등 근린시설에서의 화재가 10%를 차지한다(Kim et al., 2021). 이러한 시설은 모두 실내 거주자가 많은 곳으로서, 화재의 조기발견이 이루어지지 않거나 피난설비가 미비하면 많은 인명피해를 유발할 수 있다. 더불어 최근 국내에서도 도심 한가운데에 초고층 건축물(50층 이상, 높이 200 m 이상)과 지하 쇼핑몰과 연계된 복합건축물, 지하철 등의 지하공간 시설물 등이 계속 증가하면서 생활 활동 공간이 매우 다양하고 복잡해지고 있다. 이러한 새로운 공간에서 화재 등의 재난이 발생하면 많은 인명피해와 막대한 재산상의 피해를 가져올 가능성이 높다.
이러한 이유로 현재 ‘화재예방, 소방 시설 설치⋅유지 및 안전 관리에 관한 법률’에서는 대통령령이 정하는 소방 시설을 설치하여야 하는 소방 대상물을 지정하고 화재로 인한 인명 피해를 줄이기 위하여 자동화재탐지설비와 소화설비 그리고 재실자의 신속한 피난을 위한 피난설비 등 각종 소방설비를 갖추도록 하고 있다. 특히 화재 초기에 재실자를 안전한 곳으로 안내하는, 피난설비의 하나인 유도등의 역할은 매우 중요하다 하겠다.
유도등은 화재 시 비상구의 위치와 피난방향을 알리는 기능을 하는 중요한 소방제품이며 우리가 생활하는 공간의 출입구, 복도, 계단, 실내공간의 천장 등에서 매우 흔하게 볼 수 있고 많은 수량의 유도등이 건물 내에 설치되도록 규정화 되어 있다. 유도등은 피난을 의미하는 픽토그램(런닝맨)과 이 픽토그램을 환하게 밝혀 주는 광원으로 구성된다. 광원을 이용하여 빛을 발산하고 그 빛으로 픽토그램(런닝맨)을 밝게 비추어 유도등의 시인성을 높여 화재 시 거주자의 신속한 피난을 도우는 유도역할을 한다. 즉 유도등에서 광원은 핵심부품으로서 광원을 이용하는 조명기기의 기능을 가지고 있다. 일반 조명기기는 주거시설, 상업시설, 공장시설 등에서 그 사용량이 매우 방대하여 국가에서는 조명기기의 에너지 효율을 일정 수준으로 관리하고 있는 실정이다.
따라서 본 연구에서는 유도등을 조명기기의 관점에서 에너지 효율을 분석하기 위하여 국내외의 KS, IEC 등 조명기기 인증 규정을 살펴보고 또한 미국의 ‘에너지 스타프로그램’에서의 유도등 에너지 효율 규정 등을 분석하여 시험항목을 도출하고 국내 유도등 제품과 미국, 오스트리아, 일본 등의 국외 유도등을 대상으로 실험을 수행하여 유도등의 에너지 효율 특성을 고찰하였다.

2. 유도등 구조

유도등의 구조는 Fig. 1과 같고 빛을 발산하는 광원(light source)과 이를 구동하는 구동회로와 피난의 의미를 갖는 픽토그램을 인쇄한 표시면으로 구성된다(Jung, 2021a). 국내 유도등은 “유도등 형식승인 및 제품검사의 기술기준”에 따라 인증되고 있으며 「화재 시에 긴급대피를 안내하기 위하여 사용되는 등으로서 정상상태에서는 상용전원에 의하여 켜지고, 상용전원이 정전인 경우에는 비상전원으로 자동전환되어 켜지는 등」으로 정의하고 있다(National Fire Agency, 2019).
Fig. 1
Structure of EXIT Light
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2.1 표시면

유도등의 표시면은 피난을 의미하는 그림문자(이하 픽토그램) 등이 표시된 면을 말하는 것으로 국내 유도등의 표시면에 사용되는 픽토그램은 국제표준화기구(ISO)의 픽토그램을 준용하며 비상문, EXIT 또는 화살표 등과 함께 표시할 수 있다(Jung, 2021b). 국외 유도등의 표시면에 사용되는 픽토그램도 ISO의 픽토그램을 준용하거나 유사한 픽토그램을 사용한다. 다만 미국은 대부분 EXIT문자의 픽토그램을 사용하고 있다. 유도등에 사용되는 색상은 국내와 일본의 경우, 유도등의 종류에 따라 구분되는데 피난구유도등은 녹색바탕에 흰색의 그림문자로 나타내며, 통로유도등은 흰색바탕에 녹색그림문자를 사용한다. 미국은 EXIT문자이므로 특별한 색상 규정은 따로 없으나 문자를 구성하는 LED광원의 색상에 따라 다르게 되며 유럽의 경우, 대부분 녹색바탕과 흰색으로 구성된다.

2.2 광원

국내외 유도등에서 주로 사용되는 광원은 냉음극형광램프(CCFL), LED 2가지 정도이다. 2000년 이전까지는 형광등이 유도등 광원으로 사용되었으며 현재도 오래된 건축물에서는 형광등이 광원인 유도등을 볼 수 있으나 2000년 이후부터는 CCFL과 LED를 사용하고 있다. 유도등에서의 광원과 일반 조명기기에서의 광원은 차이가 없으며 다만 조명기기의 용량에 따른 광원 용량이 다를 뿐이다. 따라서 유도등과 일반조명기기는 동작원리는 동일하며 이 관점에서 본 연구에서도 국내외 유도등에서 사용되는 광원인 CCFL과 LED의 역률과 전력량 등 전기적 특성을 고찰하여 국내외 유도등의 에너지 효율을 비교⋅분석하고자 하였다.

2.3 구동회로

Fig. 1에서 보는 바와 같이 유도등의 구조는 피난의미의 픽토그램이 인쇄된 표시면, 이 픽토그램을 밝히는 광원과 이 광원을 구동하는 구동회로로 되어 있다. 이 구동회로는 일반 형광등을 구동하기 위하여 사용되는 안정기 회로구조가 유도등에 사용되고 있는 것과 같은 구조이며 점등원리도 동일하다. 이 구동회로의 구조는 CCFL과 LED 등 사용되는 광원의 종류에 따라 다른데 이는 램프의 구동 방식이 서로 상이하기 때문이다.
가정이나 사무실 등에서 사용되는 조명기기인 형광등은 안정기라는 구동회로에서 점등시킨다. 이와 마찬가지로 CCFL도 직경이 가는 형광램프로 안정기와 같은 구조의 구동회로를 가진다. Fig. 2는 CCFL구동회로를 나타낸 블록도이다. 교류상용전원 AC220 V의 입력전압을 직류전압으로 변환하기 위한 AC/DC 정류기와 정류된 DC전압을 다른 크기의 DC전압으로 변환하는 DC/DC컨버터, 형광램프의 구동전압의 범위가 AC300 V~800 V이므로 고압의 AC전압으로 다시 변환하는 DC/AC인버터로 구성된다. LED광원은 발광다이오드로서 반도체 소자이며 크기가 작은 점광원 형태가 대부분을 차지한다. 이 광원은 반도체 소자이므로 형광램프와는 다르게 DC전압으로 구동된다. Fig. 3은 LED광원의 구동회로를 나타낸 것으로서. 입력단의 AC상용전압을 DC전압으로 변환하는 정류기와 정류된 DC전압을 LED구동에 적합한 DC전압으로 변환하는 DC/DC컨버터로 구성된다.
Fig. 2
Schematic Diagram of CCFL Drive Circuit
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Fig. 3
Schematic Diagram of LED Drive Circuit
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3. 광원의 에너지 효율 인증 기준

본 장에서는 국내외의 일반 조명기기에 사용되는 광원의 에너지 효율 인증기준에 고찰하고자 한다. 국내의 램프 효율에 관련한 기준은 KS표시인증제도(우수공산품의 보급확대와 소비자보호를 위하여 특정상품이나 가공기술이 한국산업규격 수준에 해당함을 인정하는 제품인증제도)와 전기용품안전인증제도(전기용품으로 인한 화재⋅감전 등의 위험 및 장해의 발생을 방지하기 위하여 시행되는 인증제도), 고효율에너지기자재인증제도(고효율에너지기자재의 보급을 활성화하기 위하여 일정기준 이상 제품에 대하여 인증하는 효율보증제도) 등이다. 이들 제도와 관련된 인증기준은 KS C IEC 61347-1 (KATS, 2020), 61347-2-3 (KATS, 2019a), KS C IEC 60929 (KATS, 2019b), KS C 7601 (KATS, 2004a), KS C 8100 (KATS, 2002), KS C 8102 (KATS, 2004b) 등이다.
미국의 경우에는 에너지 효율성 마크인 ‘Energy Star’ (이하 에너지 스타)가 대표적이며, 이 제도는 지구환경보호를 위해 제조업체의 자발적 참여를 기초로 에너지 절약기기를 보급하는 프로그램으로 1992년 컴퓨터를 시작으로 지난 10 여 년간 41개 품목으로 적용이 확대되었다. 에너지 스타 품목은 대부분 미 환경청(EPA)에서 관장 하고 있으며, 일부 품목의 경우 미 에너지부(Department of Energy)와 공동으로 관장 하고 있다. 95년 미 환경청은 이전에 상품에만 적용되었던 에너지 스타 프로그램을 주택으로 까지 범주를 확대했으며 99년에는 이를 업무용 건물로 까지 확대하여, 에너지 스타 프로그램은 현재 범 친 환경 마크로 세계적으로 성공한 프로그램으로 평가되고 있다.
에너지스타의 주요품목은 컴퓨터, 모니터, 프린터, 팩시밀리, 복사기, 스캐너, 복합기, 텔레비전, 비디오, 오디오, 에어컨, 조명기기 등이며 유도등은 조명기기의 제품 안에 포함되어 있다.
유도등의 에너지스타 프로그램 주요 인증 기준을 살펴보면 Table 1과 같다(United States Environmental Protection Agency, 2022). 이 기준의 주요내용은 입력이 5 W 이하이고, 역률이 지상이면 0.7 이상이어야 하고 진상이면 문제가 되지 않는다. 또한 기타 기본적인 구조 및 기능, 성능은 UL 924의 인증을 획득하도록 하고 있다.
Table 1
Product Specifications for ENERGY STAR Qualified Exit Sings (Version 3.0)
Energy-Efficiency Characteristics Performance Specification
Input power demand 5 watts or less per sign
Power factor (for electrically-powered, internally-illuminated signs only) Any leading power factor is satisfactory. A lagging power factor not less than 0.7 is satisfactory.
Reliability Characteristics Specification
Manufacturer warranty for defects in materials and manufacturing Replacement of defective parts for 5 years from date of purchase
Product Listing Listed in accordance with UL 924
따라서 본 연구에서는 국내외 유도등을 대상으로 이들 국내외의 에너지 효율 기준에서 공통 시험 항목을 도출하여 성능시험을 실시하고 그 결과를 분석하였다.

4. 실험 및 실험결과

4.1 실험항목

유도등의 광원인 형광램프와 LED가 일반 조명기기에 사용되는 것과 같고 구동원리도 동일하여 앞 절에서 고찰한 바와 같이 국내외 에너지 효율 인증제도 등에서 공통으로 포함되어져 있는 항목을 시험항목으로 도출하여 실험을 수행하였다.

4.1.1 전력(Power)

전력은 전기용품의 에너지 소비량을 나타내는 것으로서 Eq. (1)과 같이 표현된다. 이 값이 클수록 소비전력이 높다는 것을 의미한다.
(1)
입력전력(P)=입력전압(V)×입력전류(A)

4.1.2 역률(Power factor)

역률은 에너지를 소비하는 전기기기의 효율을 나타내는 항목으로 모든 전기용품의 기본시험항목이다. 역률은 Eq. (2)과 같이 표현된다.
(2)
PF=입력전력(P)입력전압(V)×입력전류(A)×100%
KS기준에서는 역률을 0.9 이상으로 규정하고 있으며 역률이 높을수록 에너지 절약의 효과가 높은 의미를 가진다.

4.1.3 전류고조파함유율(이하 전류THD : Current Total harmonic distortion)

전류THD는 전기제품 등에서 비선형 부하에 의해 전류에 왜곡할 때 전류파형을 스펙트럼 분석 등을 통하여 관찰하면 사용전원의 기본파에 정배수인 주파수 성분의 합성으로 나타나며 Eq. (3)과 같다.
(3)
ITHD=I22+I32+...+In2I1×100%
여기서, I1∶기본파전류, I2 ,I3 ,…,In :각 차수별고조파전류이다.
KS기준에서는 전류THD를 20%이하로 규정하고 있고 또한 특정고조파 차수인 제3고조파는 86%를 초과해서는 안되며, 제5고조파는 61%를 초과하면 안되게 규정하고 있다.
전류THD의 제한은 고조파가 많이 함유된 파형의 경우 기기의 손상과 소손, 전력불평형, 기기의 과열 등 기기에 많은 영향을 미치기 때문이다(Jung, 2021a).

4.2 시스템 구성 및 시료

실험 구성도는 Fig. 4와 같다. 유도등에 흐르는 전류와 전압, 전력과 전류THD 등을 측정하기 위하여 파워미터와 오실로스코프를 사용하였다.
Fig. 4
Block Diagram of the System
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Figs. 5~8은 실험에 사용한 시료(나라별 1개)의 사진이다. 국내 피난구유도등(Fig. 5)은 CCFL광원이고 표시면의 그림문자가 ‘런닝맨’이며, 일본의 유도등(Fig. 6)은 M사의 CCFL광원이고 역시 표시면의 그림문자가 ‘런닝맨’ 유도등이다. 일본의 유도등은 국내 유도등과 픽토그램의 광원이 같다. 미국 유도등(Fig. 7)은 L사의 LED광원을 사용하는 EXIT문자타입이며 오스트리아 유도등(Fig. 8)은 Z사의 LED광원의 표시면이 픽토그램타입이다.
Fig. 5
EXIT LIGHT Product of Domestic
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Fig. 6
EXIT LIGHT Products Made in the Japan
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Fig. 7
EXIT LIGHT Products Made in the USA
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Fig. 8
EXIT LIGHT Products Made in the Austria
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4.3 실험결과

4.3.1 전력

Fig. 9는 국내외 유도등의 전력을 측정한 것이다. 먼저 각 국 유도등의 광원을 살펴보면 미국은 LED이고, 한국과 일본은 CCFL, 오스트리아는 파워LED 광원이다. 유도등의 광원은 앞 절에서 설명한 바와 같이 CCFL과 LED가 사용되며 제조사에 의해서 결정된다. 국내시료는 6.4 W 정도의 전력이 소비되었고 일본 유도등은 4.9 W를 소비하였다. 미국시료는 유도등의 바닥에 4~5개의 LED를 설치하여 밑에서 빛을 쬐여 EXIT문자를 밝히는 방식으로 저소비전력 LED를 광원으로 사용하여 2.8 W의 전력을 소비하여 비교적 에너지 소비가 작았다. 또한 오스트리아의 시료는 광원으로 파워LED를 사용하여 보다 더 밝은 빛을 발산하여 미국이나 일본제품보다는 상대적으로 소비전력이 높았다. 이상의 결과를 종합적으로 보면 미국 제품과 일본 제품은 미국의 유도등 에너지 스타프로그램의 규정의 범위(5 W)를 만족하였다. 그러나 유도등은 사용목적에 따라 표시면의 크기를 달리할 수 있어 반드시 소비전력을 작게 하는 것만이 적합한 것은 아닐 것이다.
Fig. 9
Power of EXIT Light at Home and Abroad
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4.3.2 역률

Fig. 10은 각 국 유도등의 역률을 나타낸 것이다. 국내 유도등은 0.51이고 미국 유도등이 0.1, 일본 유도등이 0.62, 오스트리아 유도등이 0.53이다. 미국시료의 경우 전력에서도 가장 저소비전력 제품이었고 역률도 가장 낮게 나타났다.
Fig. 10
Power Factor of EXIT Light at Home and Abroad
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이는 각 국별로 역률에 관한 특별한 규정을 정하고 있지 않다는 의미로 여겨진다. 이는 유도등 자체의 소비전력이 많지 않아 역률 개선으로 인한 효과가 크지 않기 때문에 규정을 강제화 하지 않는 것으로 생각된다. 앞 절에서 살펴본 바와 같이 조명기기를 포함한 전기용품 등에서 에너지 소비가 비교적 큰 제품은 KS기준에서는 0.9 이상을 요구하고 있다. 따라서 유도등의 크기나 광원의 소비전력이 일반 조명기기와 유사한 규모(수십W급)로 커진다면 역률 개선을 위한 기준이 필요할 것이다. 미국의 경우 ‘유도등 에너지 스타프로그램’ 인증제가 있어 일정한 규정(소비전력 5 W 이하, 역률 0.7 이상)을 만족할 경우 여러 가지 특혜를 부여하는 등 에너지 절약 정책을 펼치고 있는 것도 이와 같은 맥락일 것이다.

4.3.3 전류THD

Fig. 11은 국내외 유도등의 전류THD를 나타낸 것이다. KS C8100, IEC 61000-3-2, IEC 60929 등의 기준에서는 전류고조파 함유율을 20%이하로 규정하고 있다. 실험 결과, 국내 제품은 90% 정도이고, 미국제품이 23.1%, 일본 유도등이 약 119%, 오스트리아 제품이 132%로 나타났다. 미국제품이 타 제품보다 전류THD가 상대적으로 낮게 나타났다. 그 외의 제품은 90% 이상의 높은 값을 나타냈으며 이러한 현상은 전압, 전류 파형에 대한 정현파 규정이 없기 때문이다. 전류THD는 파형이 정현파에 가까울 수록이 그 값이 낮게 나타나기 때문이다.
Fig. 11
Current Total Harmonic Distortion of EXIT Light at Home and Abroad
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Fig. 12는 각 시료의 제3고조파 전류성분을 나타낸 것이다. KS C8100, IEC 61000-3-2, IEC 60929 등의 기준에서 제3고조파는 86%를 초과하면 안 되고, 제5고조파는 61%를 초과하지 말아야 한다고 규정하고 있다. 국내 제품이 57%, 미국 제품이 13%, 일본 제품이 84%, 오스트리아 제품이 73%로 나타나 모든 제품이 규정을 만족하였다. 제3고조파 역시 미국 제품이 상당히 낮은 값을 나타냈으며 이는 전류 파형이 정현파와 유사하기 때문일 것이다. Fig. 13은 제5고조파 성분을 나타낸 것으로 일본 제품이 62%이고, 미국, 오스트리아, 국내 제품은 61% 이하 규정을 만족하였다. 일본 제품 역시 측정오차 등을 감안하면 규정을 만족한다고 볼 수 있을 것이다.
Fig. 12
3rd Current Harmonic Component of EXIT Light at Home and Abroad
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Fig. 13
5rd Current Harmonic Component of EXIT Light at Home and Abroad
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4.3.4 파형

앞 절에서 국내외 유도등의 에너지 효율에 대한 특성을 각 시험항목별 값을 가지고 분석해보았다. 이렇게 분석한 여러 실험항목의 데이터를 보다 쉽게 이해하고 또한 확인하는 방법은 전압과 전류의 파형을 측정하는 것이다. 전력, 역률, 전류THD 등의 값들은 앞 절의 수식에서 알 수 있듯이 모두 전압과 전류의 값으로부터 계산되기 때문이다. Fig. 14는 국내 제품의 전압, 전류 파형이다. 입력전압이 정현파이고 전류는 정현파가 아닌 순간 피크값을 가지는 형태의 파형을 나타낸다. 이 전류 파형을 통해 Fig. 11에서의 국내 제품의 전류THD값이 90% 정도의 큰 값이 타당함을 확인할 수 있다. Fig. 15는 미국 제품의 전압과 전류 파형을 나타낸다. 앞 절에서의 전류THD값이 타 제품보다 훨씬 작은 값을 나타낸 것이 파형에서 확인할 수 있는데 전류의 파형이 전압의 파형과 유사한 정현파 형태를 하고 있다. Fig. 16은 일본 제품의 전압, 전류 파형으로 국내 제품과 거의 유사한 형태의 파형을 보이고 있으며 이는 두 제품의 광원과 구동회로가 유사하기 때문이다. Fig. 17은 오스트리아의 제품으로 국내 제품, 일본제품과 유사한 전압, 전류 파형을 나타낸다. 이는 전류THD의 값이 국내 제품과 일본 제품과 비슷한 것과 일치한다.
Fig. 14
Waveforms of EXIT Light Product of Domestic
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Fig. 15
Waveforms of EXIT Light Product Made in the USA
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Fig. 16
Waveforms of EXIT Light Product Made in the Japan
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Fig. 17
Waveforms of EXIT Light Product Made in the Austria
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5. 결 론

본 연구에서는 광원을 이용하여 표시면의 픽토그램을 비추어 재난 시에 재실자의 피난경로를 안내하는 역할을 하는 소방제품인 유도등을 일반 조명기기의 관점에서 에너지 효율을 분석하였으며, 이를 위해 국내외의 KS, IEC, 미국의 ‘에너지 스타프로그램’ 등을 고찰하여 시험항목을 도출하고 국내외 유도등을 대상으로 실험을 수행하였다. 본 연구결과를 요약하면 다음과 같다.
첫째, 유도등의 조명기기로서의 에너지 효율 특성을 KS C IEC 61347-1, 61347-2-3, KS C IEC 60929, KS C 7601, KS C 8100 등 KS, IEC 인증기준과 미국의 ‘유도등 에너지 스타프로그램’ 기준 등에서 시험항목을 도출하였다. 이들 인증기준에서 도출된 시험항목은 전력, 역률, 전류THD와 제3고조파전류성분, 제5고조파전류성분 등이다. KS, IEC인증에서는 역률 0.9 이상과 전류THD 20% 이하, 제3고조파전류성분 86% 미만, 제5고조파전류성분 61% 미만을 요구하고 있다. 미국의 유도등 에너지 스타프로그램에서는 전력 5 W 이하와 역률 0.7 이상을 요구하고 있었다.
둘째, 도출한 시험항목으로 4개국(국내, 미국, 일본, 오스트리아) 유도등을 대상으로 실험을 수행하였다. 실험결과는 다음과 같다.
  • (1) 전력 : 미국 유도등이 2.8 W로 가장 적은 에너지 소비를 하여 미국의 유도등 에너지 스타프로그램 규정을 만족하였으며, 타 제품은 대략 5~6 W 정도로 미국의 에너지 스타프로그램의 전력 제한값과 유사한 값을 나타내었다.

  • (2) 역률 : 미국 제품이 역률 0.1로 가장 낮게 나타났으며, 타 제품은 대략 0.5~0.62 사이의 값을 나타내어 KS (0.9 이상)와 에너지 스타프로그램(0.7 이상)을 만족하는 제품은 없었다.

  • (3) 전류THD : 미국 제품이 23.1%로 가장 낮게 나왔으며 오스트리아 제품이 132%로 가장 높게 나타났다. KS에서 규정하는 20% 이하를 만족하는 것은 없었다. 미국 제품이 가장 KS규정에 근접한 값을 나타내었으며 전압과 전류의 파형을 분석한 결과 전류의 파형이 전압 파형과 유사한 정현파임을 확인 할 수 있었다.

  • (4) 제3고조파전류성분, 제5고조파전류성분 : 모든 제품이 KS에서 제시하는 제3고조파성분 86% 이하 규정을 만족하였으며 제5고조파전류성분은 KS에서 제시하는 61% 이하를 일본 제품을 제외하면 모두 만족하였고 일본 제품도 62% 정도로 오차 등을 감안하면 만족한다고 볼 수 있을 것이다.

국내 제품의 경우, 현재 유도등의 소비전력이 수W급으로 저전력 제품이지만 사용 수량이 많은 점 등을 고려하여 국내에도 미국의 에너지스타프로그램과 같은 역률 규정을 마련하는 등 에너지 효율 관리로 에너지 절감 효과를 거두고 또한 향후 10 W급 이상의 고전력 유도등의 수요가 증가할 경우를 대비할 필요가 있을 것이다.

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