필요한 기류량과 물리적 개구부가 모두 정해졌을 때, 한 뱅크에는 중효율 필터 유닛이 몇 개나 필요하며, 어떤 배열로 배치해야 할까요? 이 질문에 대한 답은 단순히 카탈로그를 찾아보는 것으로는 알 수 없습니다. 프레임과 장애물을 고려했을 때 해당 개구부 중 실제로 사용 가능한 부분이 얼마나 되는지, 그리고 틈이 생기지 않도록 사용 가능한 면적을 표준 유닛 크기에 따라 어떻게 분배하느냐에 따라 달라지기 때문입니다. 배치 순서를 잘못 정하면, 필터 뱅크는 계획보다 적은 여과 면적을 통해 공기를 강제로 통과시켜 설계 의도보다 높은 저항을 유발하거나, 공기가 필터 매체를 완전히 우회할 수 있는 통로를 남겨두게 됩니다.

해당 뱅크에 적용된 설계 기류 및 작동 상태

면적 계산을 시작하기 전에, 평가 대상인 특정 운전 상태에 대한 설계 풍량을 먼저 확정해야 합니다. 환기 시스템이나 클린룸 공기 시스템은 하나 이상의 정의된 운전 상태를 가질 수 있으며, 이러한 경우 각 상태는 서로 다른 설계 풍량 값에 해당할 수 있습니다. 한 작동 상태의 유량에 맞춰 크기가 결정된 필터 뱅크가 다른 상태에서도 자동으로 올바른 사양을 유지하는 것은 아닙니다. 사용 가능한 면적은 고정되어 있지만, 그 면적에 분배되는 유량이 변함에 따라 해당 조건에서 필터 뱅크의 표면 속도와 저항도 달라집니다. 따라서 크기 산정 작업이 어떤 작동 상태를 대상으로 하는지 확인하는 것은 단순한 형식적 절차가 아니라 필수 전제 조건입니다. 그 이후에 진행되는 모든 단계—사용 가능한 면적, 장치 수, 저항 데이터—는 명시된 특정 유량에 대해서만 의미가 있기 때문입니다.

또한 여기서는 공기 유량 값 자체가 그 근거까지 추적 가능해야 합니다. 다음에서 도출된 설계 공기 유량은 공기 처리 장치의 용량 산정 및 기류 속도 계산 필터 뱅크 상류에서 수행되는 작업에는 덕트 유속, 유량 분포 및 시스템 균형에 대한 가정이 포함되어 있으며, 이러한 가정은 뱅크 치수 산정 과정에서 재도출되기보다는 그대로 계승됩니다. 뱅크 계산에 사용된 유량 수치가 공기 처리 설비 설계에서 해당 개구부로 실제로 공급하는 유량 수치와 다를 경우, 측정된 유량과 계산된 저항이 일치하지 않는 시점에 이르러서야 이러한 불일치가 드러나게 됩니다.

ISO 14644-4:2022 이 표준은 클린룸 요구 사항이 설계, 시공, 시운전을 거쳐 검증 단계로 진행되는 과정을 설명하며, 해당 순서 내에서 다운스트림 장비의 용량 산정이 진행되기 전에 각 관련 운전 상태에 대한 명시된 설계 기류량이 설정됩니다. 이 표준은 해당 기류량을 필터 뱅크로 전환하는 방법에 대해 특정 용량 산정 기술이나 특정 계약상 이행 방식을 규정하지 않으며, 단지 기류량을 먼저 확정해야 하는 순서만을 제시할 뿐입니다. 구매자의 경우 실질적인 요구 사항은 더 구체적입니다. 즉, 견적된 필터 뱅크가 어떤 작동 상태를 충족하도록 설계되었는지 파악하고, 크기 산정에 사용된 공기 유량 수치가 초기 설계 단계에서 가져온 일반적이거나 반올림된 수치가 아니라, 해당 개구부에서 해당 작동 상태가 실제로 생성하는 유량인지 확인해야 합니다.

프레임 및 장애물을 제외한 사용 가능한 얼굴 영역

필터 뱅크가 차지하는 개구부 면적은 필터 매체가 사용할 수 있는 면적과 거의 일치하지 않습니다. 프레임 부재, 멀리언 및 개구부를 가로지르는 모든 구조적 지지대는 공칭 치수나 케이싱 치수가 시사하는 면적에서 일부를 차지하며, 이 차감된 면적은 뱅크가 어떻게 배치되든 상관없이 매체를 통해 공기가 통과하지 못합니다. 따라서 실제 유효 개구부가 아닌 공칭 케이싱 치수를 기준으로 크기를 산정하면 사용 가능한 면적이 과대 평가되어, 뱅크가 실제로 경험하게 될 표면 속도가 과소 평가되고, 그로 인해 발생하는 저항도 과소 평가됩니다.

감소 정도는 프로젝트마다 균일하지 않습니다. 단일 개구부에 하나의 유닛만 설치되는 경우, 방해 요소는 주변 프레임으로 제한됩니다. 더 넓은 개구부를 분할하여 여러 유닛을 나란히 설치하는 경우, 유닛 사이의 중간 지지대가 추가적인 면적을 차지하게 되는데, 이는 단일 유닛 계산에서는 고려할 필요가 없는 부분입니다. 명목상 크기가 동일한 개구부라 하더라도, 프레임 단면이 더 넓거나 깊을수록 사용 가능한 면적은 더 많이 줄어듭니다. 따라서 사용 가능한 전면 면적은 다른 구성에 대해 제시된 표준 케이싱 크기를 가정하여 산정하기보다는, 실제 개구부 치수와 제안된 개구부에 특정한 문서화된 프레임 방해 요소를 바탕으로 산정해야 합니다.

그 결과는 단순한 계산 그 이상을 넘어섭니다. 뱅크 레이아웃의 이후 모든 단계—표준 유닛이 몇 개 들어가는지, 설계 풍량에서 어떤 저항이 발생하는지, 밀봉해야 할 미사용 면적이 얼마나 되는지 등—는 이 ‘사용 가능한 전면 면적’ 수치에서 파생됩니다. 이 단계에서 발생하는 오류는 단일 항목에만 국한되지 않고, 유닛 수, 예상 저항, 밀봉 범위 등 전반에 걸쳐 파급됩니다. 명목상 개구부 크기가 아닌 현장 측정값이나 도면 치수를 바탕으로 사용 가능 전면 면적을 확인하는 것이, 이를 기반으로 구축된 모든 것이 타당한지 여부를 결정하는 핵심 단계입니다.

개방형 우회 경로가 없는 단위 수 및 배열

사용 가능한 면적이 확정되면, 다음으로 고려해야 할 사항은 개구부의 어느 부분도 필터 유닛이나 밀봉된 빈 공간이 남지 않도록 표준 유닛 크기로 이를 어떻게 채워 넣을지 결정하는 것입니다. 바로 이 단계에서 유닛 구성의 선택이 수량만큼이나 중요해집니다. 패널형 중효율 공기 필터 두께가 얇은 형태를 띠며, 표면적은 매체 면적과 대략 비례하므로 넓고 얕은 개구부 전체에 걸쳐 쉽게 결합할 수 있습니다. 가방형 또는 주머니형 중효율 공기 필터 미디어를 면 뒤쪽 깊숙이 확장하여, 면의 치수를 넓히지 않고도 미디어 면적을 확보할 수 있으며, 이는 개구부의 폭은 제한되어 있지만 둑 뒤쪽의 깊이가 충분한 경우에 유용합니다. V-bank 중효율 공기 필터 플리츠 처리된 필터 매체를 다시 다른 형상의 깊이를 활용하여 콤팩트한 표면 면적에 압축함으로써, 주어진 양의 필터 매체 면적이 필요로 하는 표면 면적을 줄일 수 있습니다.

뱅크 뒤쪽의 깊이가 주변 주택이나 덕트 설비로 인해 제한되는 경우, 단위당 사용 가능한 개구부 면적을 더 많이 차지하더라도 프로파일을 얕게 유지하고 필요한 필터 면적을 확보하기 위해 전면 면적에 의존하는 구성이 선호될 수 있습니다. 반면, 전면 면적이 제약 조건이고 깊이가 충분한 경우에는 폭보다는 깊이를 통해 필터 면적을 확보하는 구성이 선호될 수 있으며, 이를 통해 동일한 필터 면적 요건을 충족하기 위해 더 적은 수의 유닛이나 더 작은 전면 설치 면적으로도 충분합니다. 어느 선택이 본질적으로 옳다고 할 수는 없으며, 개구부의 비율과 그 뒤쪽 공간이 어떤 절충안이 적용될지를 결정합니다.

어떤 표준 규격의 조합을 선택하든, 배치는 단순히 목표 유닛 수만 고려하는 것이 아니라 실제 사용 가능한 면적에 맞춰 확인해야 합니다. 유닛은 여유 공간 내부와 장애물 주변에 잘 맞아야 하며, 다른 표준 유닛을 설치하기에는 너무 좁지만 무시하기에는 너무 넓은 좁은 공간이 남도록 억지로 유닛 수를 맞추면 안 됩니다. 남은 부분은 기류 경로에서 사라지지 않습니다. 이 부분이 유닛으로 채워지지 않고 명시적으로 밀봉되지 않은 경우, 공기가 필터 매체를 통과하지 않고 이동하는 개방된 우회 경로가 되어, 나머지 계산에서 가정한 압력 손실 및 기류 분포를 무효화시킵니다. 단순히 산술적 계산만으로 이를 보장한다고 가정하기보다는, 선택된 유닛 배치와 함께 각 비어 있는 부분과 그 밀봉 처리를 문서화해야만 뱅크에 그러한 경로가 없음을 확인할 수 있습니다.

제안된 유량에 대한 저항 데이터 요청

필터 뱅크의 저항은 필터 매체를 실제로 통과하는 기류에 따라 달라지므로, 동일한 총 기류를 공급하는 두 뱅크라도 단위 배열 방식이 다르면 서로 다른 저항을 보일 수 있습니다. 더 넓은 표면적에 더 많은 유닛이 분산 배치된 뱅크는, 더 적은 수의 대형 유닛으로 구성되어 더 적은 총 여과재 면적을 통해 동일한 총 기류를 처리하는 뱅크보다 유닛당 표면 속도가 더 낮습니다. 이것이 바로 저항 데이터를 유닛 유형에 단독으로 첨부된 일반적인 수치로 받아들이기보다는, 제안된 유닛당 기류량과 제안된 전체 뱅크에 대해 요청해야 하는 이유입니다. 단위 수준의 저항 데이터는 선택된 단일 크기의 유닛이 해당 유량 비율에서 어떻게 작동하는지를 설명할 뿐입니다. 뱅크의 총 저항은 하우징 내에서 유닛들이 어떻게 상호작용하는지와 계산된 대로 사용 가능 면적 및 배열 결정이 준수되었는지에 따라 달라지기 때문에, 이 데이터만으로는 조립된 뱅크가 어떻게 작동할지 단정할 수 없습니다.

무부하 상태에서의 저항과 프로젝트에서 정의한 부하 상태에서의 저항은 필터의 수명 주기에서 서로 다른 시점을 나타내므로, 이 두 수치를 서로 바꿔서 사용해서는 안 됩니다. 청정 상태 저항 수치만을 기준으로 뱅크의 용량을 산정할 경우, 프로젝트에서 정의한 부하 상태에 가까워질수록 시스템이 경험하는 압력 강하가 과소평가되어, 상류 팬 또는 시스템 용량의 사양 설정에 영향을 미치게 됩니다. 단위당 및 전체 뱅크 범위에 대한 저항 요구 사항에서 이 두 조건을 명확히 구분함으로써, 시스템 설계 시 뱅크가 작동할 전체 범위를 고려할 수 있게 되며, 단순히 하나의 유리한 지점만을 고려하는 것을 방지할 수 있습니다.

다음과 같은 분류 프레임워크 ISO 16890-1:2016, 이 문서는 일반 환기용 필터와 미립자 포집 효율에 따른 분류를 다루고 있으며, 필터의 효율 등급을 설명하고 있지만, 특정 필터 배열 구성에 대해 제안된 특정 기류량에서의 압력 손실 값 자체는 제공하지 않습니다. 분류 라벨은 검토 중인 실제 기류 및 배열과 연계된 저항 데이터를 대체할 수 없습니다. 사용 가능한 면적, 장치 선정 및 배열이 견적 검토 단계에 이르렀을 때, 확정된 설계 기류, 제안된 장치당 기류 및 선정된 배열을 제출해야만 YOUTH와 같은 공급업체가 해당 장치 유형에 대한 일반적인 참조 수치 대신 그 특정 구성에 상응하는 저항 데이터를 제공할 수 있습니다.

계산 배경에 있는 주택, 인감 및 접근 관련 세부 사항

면적 및 저항 계산 기준을 충족하는 배치가더라도, 그 뒤쪽의 외장 및 배관 세부 사항이 문서화되기 전까지는 설치나 유지보수가 가능한 배열이라고 할 수 없습니다. 접근성 확보 여부는 설계도상으로는 적합해 보이는 배치가, 외장, 덕트 또는 주변 구조물이 설치된 후 실제로 접근 가능한지 여부를 결정합니다. 한쪽에서만 접근 가능한 배치는 양쪽에서 모두 접근 가능한 배치와 비교했을 때, 어떤 유닛을 어떤 순서로 분리할 수 있는지를 달라지게 합니다. 접근이 한 면으로만 제한되는 경우, 제거 경로상 다른 장치 뒤에 위치한 장치들은 어떤 장치를 교체할 수 있는 순서를 제한하게 되며, 이는 첫 번째 유지보수 주기 중에 발견되기보다는 레이아웃이 확정되기 전에 미리 정해져야 합니다.

프레임 내에 유닛을 고정하는 방식도 배열 방식과 유사한 방식으로 상호 작용합니다. 독립된 개구부에 단일 유닛을 설치하는 데 적합한 방식이, 중간 지지대가 있는 다중 유닛 배열에 반드시 원활하게 적용되는 것은 아닙니다. 다중 유닛 배열의 경우, 각 유닛의 고정 지점이 인접 유닛과 간섭 없이 공존해야 하기 때문입니다. 개스킷 접합부에서도 이와 유사한 고려 사항이 적용됩니다. 각 밀봉 접합부의 위치와 범위에 따라, 계산된 사용 가능 영역의 경계가 실제로 밀봉이 이루어지는 지점인지, 아니면 앞서 고려한 프레임의 장애물에 비해 밀봉선이 다른 곳에 위치하게 되는지가 결정됩니다. 가정된 밀봉선과 실제 개스킷 접합부 사이에 불일치가 발생하면, 유닛 수와 위치는 올바르더라도 유닛 배열 단계에서 이미 다룬 우회 경로 문제가 다시 대두됩니다.

유닛 교체 순서와 접근 및 고정 세부 사항을 함께 문서화하면, 계산 결과를 시간이 지남에 따라 뱅크가 실제로 어떻게 유지보수될지와 연결할 수 있습니다. 기술적으로는 사용 가능한 전면 면적에 맞지만, 하나의 필터에 접근하기 위해 관련 없는 유닛을 제거해야 하는 배치는, 크기 산정 과정만으로는 파악할 수 없는 유지보수 조건을 초래합니다. 유닛 배치도와 함께 접근 방법, 고정 방식, 개스킷 접합부 위치 및 교체 순서를 기록해 두어야만, 계산된 뱅크를 의도한 대로 설치하고 이후 유지보수할 수 있으며, 유닛이 이미 설치된 후에야 이러한 조건들을 해결해야 하는 상황을 피할 수 있습니다.

공급업체 확인과 함께 은행 배치도 공개

은행 레이아웃이 출시 단계에 이르렀을 때, 프로젝트 측에서는 이미 특정 작동 상태와 연계된 확정된 설계 기류, 실제 개구부 치수와 문서화된 장애물을 바탕으로 산출된 사용 가능 면적, 개방된 우회 경로 없이 해당 면적을 채우는 유닛 배열, 청정 조건 및 프로젝트에서 정의한 부하 조건 하에서 제안된 기류량에 대한 유닛별 및 전체 뱅크 범위의 저항 데이터, 그리고 해당 배열을 설치하고 유지보수하는 데 필요한 접근, 고정, 개스킷 및 교체 세부 사항을 확보하고 있어야 합니다. 남은 일은 이 일련의 수치와 결정 사항들이 종합적으로 볼 때, 실제로는 결합되지 않는 개별적으로 합리적인 선택들의 집합이 아니라 하나의 일관된 구성을 나타내는지 확인하는 것입니다.

이 단계에서 공급업체의 확인은 별도의 설계 단계라기보다는 검증 역할로 기능합니다. 하우징 치수, 패널, 백 또는 포켓 전반에 걸쳐 선택된 표준 유닛 크기, V-뱅크 구성, 비어 있는 영역에 대한 밀봉 처리, 그리고 저항 수치 등은 모두 명시된 동일한 기류량과 동일한 물리적 개구부와 일치해야 합니다. 공급업체의 장비 및 하우징 인터페이스에 대해 승인된 레이아웃을 확인하는 과정을 통해, YOUTH의 필터 유닛으로 구성된 뱅크와 같은 구조물이 계산된 배열에서 벗어나, 설치 시 재작업 없이 제작, 납품 및 주변 덕트와 하우징에 통합될 수 있는 구성으로 전환됩니다. 프로젝트 측에서 개방 치수에 대한 현장 검증이 아직 이루어지지 않은 경우, 레이아웃의 다른 모든 수치는 이 치수에서 파생되므로 해당 검증은 승인 전 해결해야 할 미해결 사항으로 남게 됩니다. 이미 평가된 작동 상태 이외의 상태가 동일한 뱅크에 적용되는 경우, 승인된 배치가 해당 상태의 기류 수치도 충족하는지 확인하는 것이 레이아웃을 최종으로 확정하기 전에 남은 결정 사항입니다.

자주 묻는 질문

Q: 공기 처리 시스템에 두 가지 이상의 작동 상태가 있는 경우, 어떤 공기 흐름을 사용해야 합니까?
A: 뱅크의 크기를 명확히 식별된 하나의 운전 상태와 해당 상태의 확인된 설계 풍량을 기준으로 산정하십시오. 여러 상태를 하나의 크기 산정 값으로 통합하지 말고, 실질적으로 다른 상태는 각각 별도로 확인하되, 이에 따른 단위당 제안 풍량 및 해당 저항 데이터도 함께 검토하십시오.

Q: 필터 뱅크에 있는 모든 필터에 동일한 공기 유량을 할당할 수 있습니까?
A: 동등 분배 가정은 제안된 기기 수 및 배치와 일치하는 경우에만 사용하십시오. 기기 크기, 위치 또는 기류 분포가 다른 경우에는, 선택된 각 기기에 대해 제안된 유량 기준을 기록하고 해당 기준에 부합하는 저항 데이터를 확보하십시오.

Q: 면적 계산만으로도 패널, 백, 포켓 또는 V-뱅크 필터 중 어떤 것을 사용할지 결정할 수 있습니까?
A: 아니요. 실제 순 개구부에 맞고, 개방된 우회 경로 없이 고정 및 밀봉이 가능하며, 교체 시 접근이 용이하고, 제안된 장치 및 전체 뱅크의 기류 조건에서 공급업체가 제공한 저항 데이터가 있는 구성만 비교하십시오.

Q: 표준 필터 크기로 사용 가능한 개구부를 완전히 채울 수 없는 경우에는 어떻게 해야 할까요?
A: 개구부의 모든 비어 있는 부분을 파악하고, 이에 대해 명확한 밀봉 처리를 적용하십시오. 계획된 지지 구조, 개스킷, 접근 경로 및 교체 세부 사항을 유지하면서 남은 공간을 막을 수 없는 경우, 레이아웃을 확정하기 전에 유닛 크기 조합이나 하우징 배치를 수정하십시오.

Q: 공급업체 확인을 위해 발송하는 패키지에는 무엇을 포함해야 합니까?
A: 개구부 치수, 장애물, 선정된 유닛의 크기와 위치, 미사용 구역의 밀봉 처리, 설계 공기 흐름 및 작동 상태를 나타내는 치수 표기가 포함된 뱅크 면 배치도를 제출하십시오. 또한 유닛당 제안된 공기 흐름을 명시하고, 청정 상태와 프로젝트에서 정의한 부하 저항 조건을 구분하며, 고정, 개스킷, 접근 및 교체 순서에 대한 세부 사항을 포함하십시오.

Q: 필터 뱅크 크기 산정 계산이 완료되었다고 해서 설치된 클린룸의 성능이 보장되는 것일까요?
A: 아닙니다. 이 계산은 제안된 뱅크 레이아웃과 이를 검토하는 데 필요한 데이터를 정의할 뿐, 설치된 성능을 보장하는 것은 아닙니다. 프로젝트 검증 요건은 별도로 관리하고, 공급업체가 제공한 저항 데이터가 선택된 구성 및 명시된 작동 조건과 일치하는지 확인하십시오.