HEPA Filter
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전기 자동화 용어

HEPA Filter

by 자동제어기 2022. 12. 16.
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개요

HEPA Filter에 대한 내용입니다. 해파필터의 경우 가정용에서부터 산업용까지 다양한 용도로 사용하는 필터 재료입니다. HEPA 필터는 고효율 입자공기 필터재료입니다. 구조는 여재 전체를 수용하는 단단한 케이스 내에 소모성의 확장여재로 건식필터. 단분산되는 0.3㎛ 시험 에어로졸 입자로 시험할 경우, 최소 99.97 % 의 효율을 나타내는 필터이다. High Efficiency Particulate Air Filter의 약자로서 개발 초기엔 원자력 연구원들의 건강에 위험을 끼칠 수 있는 공기 중의 방사선 미립자 제거를 위해 개발되었습니다. 현재에 와서는 특수 대전 섬유에 의한 강한 정전기의 힘으로 인체에 해로운 각종 오염 물질을 제거하는 고급집진 필터로서 사용되어지고 있습니다. HEPA, 해파 필터에는 등급이 있는데 과연 그 등급이 실효적인지는 고민해야 합니다. HEPA(High Efficiency Particulate Air Filter Unit)로 0.3 ㎛ 입경의 DOP 입자로 시험하였을 때 제거 효율이 최소 99.97 % 이상인 필터입니다. HEGA 약어 High Efficiency Gas Adsorption Filter Unit로 R-11 냉매가스로 시험하였을 때 제거 효율이 최소 99.95 % 이상인 필터입니다.

내용

HEPA 필터의 구조에서 헤파필터는 총3층으로 구성되어 있으며, 각 층의 특징은 다음과 같습니다. Support Layer는 국내에서 사용되는 대부분의 층은 CB(Chemical Bonded) 부직포로 구성, 필터 지지체 역할을 하며 대부분 Front면으로서 큰 입자를 걸러줍니다. 원료는 폴리에스터(PET) 케미컬 본드 부직포 Filtering Layer (Melt Blown)는 필터의 핵심 층으로 이 Layer에 따라 필터의 성능과 압손이 좌우되며 고효율을 가지기 위 M/B(Melt-Blown)으로 구성되어야 합니다. 또한 정전처리를 하려고 효율을 항상 시켜서 작업합니다.

원료는 폴리프로필텐(P.P) 부직포 Cover Layer는 M/B를 보호하는 역할을 합니다. 필터 수명 연장을 위해 사용되며 정전기를 길게 유지하기 위해 폴리프로필렌계열의 스펀본드 (Spun-bonded) 부직포 사용합니다.주로 산업용 HEPA Filter HEPA 필터는 공기 청정 기술의 핵심부품으로써 반드시 그 성능이 입증이 되어야 합니다.동일한 재료, 기계, 작업자가 생산하여도,HEPA 필터의 효율은 모두 다릅니다.사업장에서 이동식 국소배기장치를 이용해서 분진과 남가루등을 제거하는 경우나 실험실에서 이동식 클린벤치를 사용하는 경우에는 배기장치내로 흡입되는 오염공기는 작업장내로 재배출되므로 배기장치 내부에 반드시 HEPA 필터가 내장되어유해인자가 정화된 공기가 실내로 배기되도록 하여야 합니다.따라서 반드시 매 제작시마다.로트 샘플링 검사 또는 개별전수검사를 통해 효율을 확인하여 그 성능이 입증된 필터만을 사용하여야 합니다.레인보우는 물을 이용하여 미세먼지까지 완벽하게 제거하나 물에 의해 걸러지지 않았거나 0.3 마이크론 보다 큰 입자의 먼지까지 99.997% 걸러내는 효능을 지닌 고성능 필터입니다.기능성 HEPA 필터의 기능에서는 항 알레르겐 기능 그리고 기능부에 항 알레르겐 성능을 주체로 합니다.또한 항 바이러스, 항균 성능을 보등 탈취성능을 보유하고 있습니다.표준적인 HEPA 필터의 사양 필터제조사에서 작성한 필터규격을 확인하여야 하는데 아래의 사항은 HEPA 필터에 관한 표준적인 사양 입니다.0.3㎛ 크기의 입자를 99.97% 이상 포집 가능하여야 합니다.필터 면속도는 0.84m/s 이상이어야 하나 해파필터 제조사 및 필터 목적별로 다를 수 있습니다. 해파필터의 압력손실 25.4 mmAq 이하이어야 하나 이 역시 제조사 및 필터 목적별로 차이가 있습니다. 가정용 전자제품으로는 공기청정기, 에어컨 등에 HEPA필터가 부착되어 있는 경우가 많으나 필터 설명서가 대개 작성되어 있지 않으므로 육안으로 점검할 수밖에 없는 데 제대로 만든 HEPA 필터를 여러 제품을 확인한 후 구입하고자 하는 전자제품의 필터를 대조하여 HEPA 필터로서의 기능을 발휘할 수 있는지를 판단하여야 합니다.

HEPA Filter 구조에 관한 사진
HEPA Filter

기타

10㎛ 보다 큰 먼지와 미립자들은 상위 호흡계(코와 기관)에서 걸러지므로 폐로 들어가는 것이 거의 없으나 눈에 보이지 않는 보다 작은 미립자들이 폐로 들어가서 문제를 유발하게 된다. 흡입 시 폐포에 침착할 수 있는 크기의 먼지를 호흡성먼지라고 부르고 있으며 일반적으로 호흡성먼지의 평균입경을 4㎛로 정의하고 있다. 실내 공기질에 대한 관심이 높아지며, 공기 중의 미세먼지의 위해성에 관심이 고조되고 있습니다. 공기의 조성은 산소(21%)와 질소(78%) 등의 기체(기타 아르곤등 1%)와 부유하는 분진물질로 구성되어 있으며, 기체 성분 중에 건강에 해로운 독성을 갖는 기체성분이 오염물질로 혼합되어 있기도 하고, 분진으로는 먼지와 세균이 부유하고 있습니다.

공기에 떠있는 세균은 대부분 미세먼지에 붙어 있는 경우가 많습니다. 따라서 공기 중의 먼지를 제거하여 공기를 깨끗이 정화할 필요성이 있습니다. 공기 중의 부유물질을 제거하기 위해서는 체로 거르는 필터방식이 많이 사용되고 있지요. 그렇다면 어떤 필터로 걸러야 할까요. 공기 중의 먼지는 0.01 마이크로미터 보다 작은 크기에서부터 100 마이크로미터 보다 큰 사이즈로 폭넓은 분포를 하고 있지요. 호흡 중으로 흡수된 먼지를 걸러내는 인체의 기능은 1차로, 코털에 의한 큰 먼지가 걸러지고, 2차로 기관지의 섬모로 걸러지며, 3차로 점액질에 의해 걸러집니다. 이 과정에 걸러지지 않는 먼지는 허파 깊숙이 허파꽈리에 까지 침투하여 건강을 위협합니다.

해파 필터 인 아웃 라인 모습
해파 필터

그리고 일반적인 생활환경에서 사용할 경우, 2~4년 사용 가능하며 물에 잘 헹구어 재 사용하므로 교체하지 않고 4~8년 사용 가능 합니다. 일반적으로 물에 씻어 재 사용하는 HEPA필터의 경우 취급 시 부주의로 인하여 눈에 보이지 않는 조그마한 상처라도 생기는 경우, 미세먼지는 이 작은 상처의 구멍으로 통과하기 때문에 필터의 기능이 믿을 수 없게 됩니다. 레인보우의 HEPA필터는 견고한 용기 속에 들어있어 사용 중 흠이 생기기 어렵고 재 사용을 위해 물로 헹굴 때에도 안전하므로 사용 기간 중 완벽한 필터기능을 기대하실 수 있습니다.

해파 필터의 미세 구조에 관한 그믈 구조를 설명한 그림
해파필터 구조.

HEPA FILTER란 HEPA(High Efficiency Particulate Arresting) 필터는 원래 미국 원자력위원회 명칭 U.S. Atomic Energy Commission가 미크론 이하 크기(Sub-Micron)의 입자를 제거키 위해 개발하였던 것이 시작입니다. 그 정의는 0.3미크론 크기 이상의 입자를 최소 99.97% 제거하는 성능의 필터를 말합니다. 미국 원자력 위원회(US AEC)에 의하여 만들어진 정화기준인 0.3㎛까지의 미세 먼지를 99.97%, 0.1㎛이상의 크기도 95% 이상 제거할 수 있어야  True HEPA 필터가 됩니다. 원래 공기 중의 방사능 입자를 제거하기 위하여 개발되었으며,오늘날 깨끗 한 공기가 필수적인 산업현장에서는 반도체나 식품회사등의 크린룸의 공기 정화 라인 그리고 전후공정의 반도체 생산현장에서의 필터용도 그리고 각종 의료계통에서의 공기정화 장치 및 자동화 기기와 공기압 유압기기등의 산업 현장 등에서 넓게 사용되 고 있습니다.HEPA필터의 구조는 공기는 통과하지만 대부분 의 미립자들은 통과할 수 없도록  그물과 같은 구조로 유리섬유를 압축시켜 제작한 것으로 포집면적을 넓게 하기 위하여 주름을 잡았고,안쪽에는 주름 잡힌 공간을 지탱하기 위하여 필라멘트로 접착시켰습니다.또한 이를 보호하기 위해 칸막이를 설치한 것이 많습니다.HEPA필터는 그 구조상 각종 박테리아, 유해 바이러스, 곰팡이.일정한 화학가스 및 담배연기 공기중의 공해 물질 등을 포집하여 필터링하는 필터입니다. 이때 미세한 박테리아균이나 바이러스 등은 HEPA 필터에 걸러져 드라이되는 과정에서 수분이 증발하면서 박멸되는 것입니다.

필터링 과정을 나타낸 그림
필터링

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