공기조화기 시스템에서 공기 조화기의 역할은 실내에 공급되는 공기의 미세먼지, 냄새 등의 수준을 일정 범위 이하로 관리하기 위해서 가장 중요한 역할을 합니다. 특히 산업현장에서 클린룸, 바이오랩, 병원 등의 일정 수준의 공기질을 요구하는 시설에서 특히 그 성능이 중요하고 이를 위해서는 필터 등급과 구조, 효율성, 정압손실 특성에 대해 충분하게 이해하는 것이 중요합니다. 이번 글에서 공기 여과기의 성능 및 종류에 대해 간략하게 알아보겠습니다.
공기여과기의 종류
공기조화기에서 사용되는 여과기는 작동 원리로 3가지 방식으로 구분할 수 있습니다.
충돌점착식 여과기는 상대적으로 거친 여과재에 기름 또는 그리스 같은 점착성이 강한 물질을 뭍여 오염공기가 여과재에 충돌하여 점착되어 오염물질을 제거하는 방식입니다.. 주로 프리필터의 위치에서 큰 먼지나 입자등을 사전적으로 제거합니다. 구성은 철망, 스크린, 섬유류 순으로 구성되어 있고 비교적 설치와 유지보수가 간단하고 저렴한 비용으로 운영할 수 있으나 높은 수준의 미세입자 여과에는 한계가 있습니다.
건성여과식은 여과재의 작은 구멍이나 층을 통과시키도록 설계되어 오염 먼지를 걸러내는 방식입니다. 이 방식은 입자 크기에 따라서 충돌, 관성, 확산 등의 물리적 방식을 통하요 먼지를 포집합니다. 여과재의 종류로 사용되는 것은 셀룰로스, 석면, 유리섬유 등이 있습니다. 이 방식은 다양한 등급(MERV, HEPA 등)의 필터로 확장됩니다. 대부분의 공조빌터는 해당 방식을 사용합니다.
전기식 또는 정전식 여과기는 먼지는 양전기를 띠게 하고 집진부의 극판을 설치하여 음전기를 띠게하여 먼지가 음극판에 달라붙게 하는 방식입니다. 특히 해당 방식은 유증기가 발생하는 시설에서 처리를 위해 많이 사용합니다. 연기나 미세먼지, 가스상 오염물질까지 제거할 수 있으나 단점으로는 비교적 설치 비용이 높고 정기적인 세척 및 유지관리가 필요합니다.
고성능 필터
고성능 필터는 일반적으로 HEPA(HIGH EFFICIENCY PARTICULATE AIR) 필터를 지칭합니다. 요즘은 가정용 공기청정기 및 청소기 등에도 HEPA필터가 장착되어 일반적으로 가장 많이 알려진 필터입니다. 일반인분들 중 HEPA필터는 필터 브랜드의 이름이라 오해하시는 경우도 있는데 사실은 일정 수준 이상의 필터를 지칭하는 단어입니다. HEPA 필터는 0.3마이크로미터 크기의 입자의 포짐효일이 99.97% 이상 제거할 수 있어야 합니다. HEPA 필터는 얇고 촘촘한 유리섬유층 등으로 구성되어 있습니다. 여과 방식은 충돌, 확산, 포집, 정전기 작용 등을 통하여 공기 중의 미세입자를 제거합니다. 등급은 H10~H14까지 있고 숫자가 높을수록 여과 효율이 향상됩니다. CLASS10000~100 정도의 클린룸에 사용됩니다.
초고성능 필터
초고성능 필터는 ULPA(ULTRA LOW PENETRATION AIR) 필터로서 0.1마이크로미터 크기의 입자를 99.9997% 이상 제거할 수 있습니다. 보통 반도체 클린룸, 나노기술 연구소, 제약산업 등 극도의 공기 수준이 필요한 환경에서 사용됩니다. CLASS 100~10이하에서 사용됩니다. ULPA 필터는 HEPA보다 섬유 밀도가 더 높고 공기저항도 훨씬 크기 때문에 설계 시 팬의 동력 및 소비에너지가 상당히 증가합니다. 이러한 저항을 고려하여 적합한 팬을 선택하여야 고장 등이 발생하지 않습니다. 또한 필터의 성능이 실에 적합한 수준인지 고려해야합니다.
너무 지나친 성능의 필터는 오히려 팬동력 저하등의 문제를 일으키기에 적정 수준의 필터를 채택하는 것이 좋습니다.
공기조화기에서 필터 선택은 단순하게 미세먼지를 제거하는 것이 아닌 세균, 방사성 물질 제거 등의 효과에도 좋기 때문에 제품을 선택시 복합적이 고려를 하는 것이 중요합니다.