SPSPSPSP SPSPSPS SPSPSP SPSPS SPSP SPS 팬필터유닛성능평가 SPS-KACA 한국공기청정협회 2002 년 12 월 31 일제정 2014 년 02 월 24 일개정 2015 년 01 월 13 일확인

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혁 팽
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1 SPSPSPSP SPSPSPS SPSPSP SPSPS SPSP SPS 팬필터유닛성능평가 SPS-KACA 한국공기청정협회 2002 년 12 월 31 일제정 2014 년 02 월 24 일개정 2015 년 01 월 13 일확인

2 단체표준 SPS-KACA 팬필터유닛성능평가 Performance Evaluation of Fan Filter Unit 1 적용범위 이표준은한케이싱내에송풍기, 모터및고성능필터를일체화하여청정공간을형성하는데사용되는팬필터유닛에대하여규정한다. 장비, 클린부스, 클린벤치, 미니인바이런먼트의내외부에설치되는장비용팬필터유닛도본표준에따라시험한다. 2 인용표준 다음에나타내는표준은이표준에인용됨으로써이표준의규정일부를구성한다. 이러한인용 표준은그최신판을적용한다. KS B 6311 송풍기의시험및검사방법 KS C 1302 절연저항계 ( 전지식 ) KS C 1502 보통소음계 KS C 1505 정밀소음계 KS C 1507 진동레벨계 KS P 8202 휴대용열식풍속계 3 정의 이표준에서사용하는주된용어의정의는다음에따른다. 3.1 고성능필터공기부유입자를여과하는필터로서 HEPA(High Efficiency Particulate Air), ULPA(Ultra Low Penetration Air) 로분류된다. 3.2 기류균일도팬필터유닛에서필터를통해토출되는공기가필터의전면적에서얼마나균일한속도분포를갖는가를평가하는지표 3.3 기외정압팬필터유닛의공기흡입구와필터하부 ( 공기토출구 ) 사이의압력차를말하며, 팬필터유닛에의해발생하는정압상승과동일하다.

3 3.4 기외정압챔버팬필터유닛의성능평가를위하여팬필터유닛의공기흡입구상부에설치되어팬필터유닛에기외정압부하를인가시키는챔버 3.5 벨마우스 팬에서공기흡입을원활하게도와주는기능을하는흡입구 3.6 안전망 신체의일부나이물질들이유닛내부로흡입되는것을방지하기위한보호망 3.7 유동저항체 팬필터유닛에공기유동저항을변화시켜기외정압을부하로서인가할수있는저항체 3.8 필터차압 팬필터유닛내부의고성능필터의상부와하부 ( 공기토출구 ) 의압력차 3.9 청정구역 ( 공간 ) 공기부유입자의농도가제어되고구역내에서입자의유입, 발생및정체가최소화되도록건설되어사용되며, 온도, 습도, 압력등의관련인자들이필요에따라제어되는지정된구역. 이구역은개방되어있거나차단되어있을수있으며, 클린룸내부에위치하거나그렇지않을수도있다. 청정공간은클린룸뿐만아니라제조장비, 클린부스, 클린벤치, 미니인바이런먼트등이있다 풍량팬필터유닛을통과하여필터하부에서토출되는풍량으로평균풍속과공기가통과하는필터여재면적의곱으로계산하며, 측정을하는경우에는풍동시스템을통하여측정된표준공기조건의풍량으로표현한다 에너지효율팬필터유닛의에너지소비특성을파악할수있는지표이고, 기외정압과필터차압의합을풍량과곱한후소비전력으로나눈값이다. 4 구조 팬필터유닛의가장일반적인구조의예는그림 1 과같다.

4 a) 팬, 필터, 모터, 제어기, 케이싱, 벨마우스, 안전망으로구성되어있다. b) 팬필터유닛을구성하고있는부품서로간에공진현상이발생되지않는구조이어야한다. c) 제어기는팬필터유닛을조정하기에편리하고, 팬필터유닛시스템에서발생될수있는에러를신속하게감지하고전달할수있는체계를가져야한다. d) 팬과모터의교체가용이한구조이어야한다. e) 내부에는흡입된공기가팬필터유닛내부에잘분배되어필터를통과할수있도록공기유도구를형태와구조를다르게배치되어있다. 그림 1 팬필터유닛의구조 5 재료및종류 5.1 재료 팬필터유닛에사용되는재료는다음과같은특성을가져야한다. a) 벽체는쉽게박리되거나녹, 부식이쉽게발생하지않아야한다. b) 오염입자또는화학오염물배출이최대한으로억제되어야한다. c) 표면대전방지를위하여표면처리및정전도장등처리가되어있어야한다. d) 플라스틱사출물을사용할경우에는오염가스발생, 정전기방지등에대하여처리가되어야한다. e) 고성능필터는통상의공기조건에서쉽게변질, 부식되지않아야한다. f) 고성능필터의부착부는시간경과에따라서패킹의고착에의한에어로졸의누설이없는재료와구조로제작되어야한다.

5 5.2 종류 팬필터유닛의종류는크기에따라표 1과같이분류할수있다. 크기는가로 세로로표기하며, 사용자측의요구에따라크기는변경될수있다. 단, 이크기는팬필터유닛케이싱의크기가아 니라, 팬필터유닛이설치되는클린룸천장의기본격자크기를말한다. 표 2 종류 ( 단위 : mm) 호칭번호 크기 권장측정점 x 성능 6.1 평균풍속및기류균일도 팬필터유닛의평균풍속은 7.1 에따라시험했을때, 0.1~1.0 m/s 범위에있어야한다. 또한, 팬 필터유닛의기류균일도는 에따라시험했을때, 10 % 이내이어야한다. 6.2 절연저항 절연저항은 7.2 에따라시험했을때, 1 MΩ이상이어야한다. 6.3 내전압 내전압은 7.3 에따라시험했을때, 1 분동안이상이없어야한다. 6.4 소비전력소비전력은 7.4에따라시험했을때, 그값이정격소비전력에대하여 100 W( 또는 VA) 이하인것은 80~120%, 100 W( 또는 VA) 를넘고 1000 W( 또는 VA) 이하인것은 85~115% 이어야한다. 6.5 진동 진동은 7.5 에따라시험했을때, 5 μm이내이어야한다. 6.6 소음 소음은 7.6 에따라시험했을때, 실내의종합소음이 65 db(a) 이하이어야한다. 6.7 기외정압 기외정압은 7.1 에따라시험했을때, 특정풍속에서사용자와제조자간의협의에따른값이어야

6 한다. 6.8 에너지효율효율은 7.1과 7.4에따라시험했을때정격풍속에서측정된기외정압과필터차압의합을풍량과곱한후소비전력으로나누어서산출하게된다 ( 식 (4) 와식 (5) 참조 ). 7.7에따라시험했을때, 50% 이상이어야한다. 7 시험방법 7.1 평균풍속및기류균일도, 정압측정시험 풍속계 풍속측정용기기는 KS P 8202 에규정되어있는풍속계또는그이상의정밀도를가진것을사 용하여야한다. 풍속계는유효숫자가 2 자리이상의것을사용하여야한다 풍속시험장치 평균풍속과기류균일도를구하기위하여그림 2 와같은성능시험장치를사용하며다음에따른 다. a) 성능시험장치는기외정압챔버, 유동저항체, 프레임, 격막 (eyelid), 프로브이송장치, 기외정압계, 필터차압계, 풍동시스템 (KS 6311에제시된기준에따름 ) 으로구성되어있다. b) 기외정압챔버의높이는챔버입구의지름의 3배이상이어야한다. c) 기외정압챔버출구의면적은입구면적의 3배이상이어야한다. d) 기외정압계의압력측정위치는기외정압챔버의바닥으로부터최소한챔버높이의 1/3지점에서 4면의평균정압을측정할수있어야한다. e) 기외정압챔버의체적은팬필터유닛의체적의최소 3배이상으로충분히커서정압측정시동압의영향이최소화되도록구성하여야한다. f) 풍량을측정하기위한노즐은인증을받은제품을사용하여야하며, 온도및습도등을측정하여표준공기조건상태의표준풍량을측정과동일한시점에확인할수있도록구성되어야한다. g) 스캔장치는풍속측정위치에풍속계의센서부를이동시킬수있어야한다. h) 격막은팬필터유닛이클린룸에설치되었을때, 표 1에나타낸각종류에해당되는크기가되도록무정전아크릴판이나, 동등한기능의판으로사각면적을구획시켜야한다. 이때, 아크릴은필터면으로부터최소 500 mm 이상길게공기흐름방향으로연장되어야한다.

7 그림 2 팬필터유닛의성능시험장치 시험방법팬필터유닛의풍속측정은다음과같은방법에따라행하며, 필요에따라측정된단면평균풍속으로부터풍량을계산할수있으며, 풍동시스템에설치된노즐부의정압을이용하여측정할수도있다. a) 팬필터유닛을성능시험장치에설치한다. b) 풍속측정프로브는팬필터유닛에설치된필터하면으로부터 300mm 떨어진곳에위치해야한다. 장비에사용되는팬필터유닛의경우, 필터하면에서 50mm 측정한다. c) 풍속측정점의수를표 1에제시된팬필터유닛의크기에따라서 6, 18, 36이되도록한다. 풍속계가팬필터유닛크기를일정하게등분된단면면적의중심점에위치되도록좌표를정하고, 풍속계의프로브가정확하게측정점으로이동하는가를확인한다. 단, 하나의미소단면적은가능한한정사각형에가까운형상이되도록함이좋다. 표 1에제시된팬필터유닛의크기에규정되지않은것은가까운크기의측정점수로지정하며, 규정된크기이하인경우는 3점을측정한다. d) 전원을인가시킨다. 이때, 팬필터유닛의구동상태를육안으로점검한다. e) 기외정압챔버를팬필터유닛의상부에설치한다. f) 풍동시스템을이용하여기외정압을팬필터유닛에인가하고이때기외정압을기록한다. g) 팬필터유닛케이싱에구멍을뚫어필터상부 ( 케이싱내부 ) 정압을측정하고필터상부와필터하부의정압차를필터차압으로기록한다. 압력측정프로브를삽입할때, 케이싱내부의공기가구멍으로유출되지않도록해야한다. h) 풍속계를이송장치에고정하고측정하는경우, 각측정점에풍속계가이동정지되고, 측정계

8 의지시값이안정되기를기다린후, 동일위치에서최소 5초동안에 5회이상풍속을측정하고그평균치를그점의풍속으로서기록한다. 수동으로이송하여측정하는경우, 각측정점에서 10 초간측정된값의평균을그지점의측정값으로한다. i) 각측정점의풍속으로부터아래식에의하여팬필터유닛의평균풍속 (V m) 을산출한다. 여기서, 풍속 풍속 풍속 측정풍속 V 1, V 2...V n : 각측정점에서의풍속 [m/s] n : 측정점수 (1) j) 평균풍속에따른풍량과기외정압, 필터차압을기록한다 기류균일도 팬필터유닛의기류균일도 (RSD, Relative standard deviation) 는아래식 (2), (3) 와같이측정된 각점에대한표준편차 ( σ) 를평균풍속으로나눈백분율로나타낸다. σ (2) 여기서, V i: : 각지점에서측정풍속 [m/s] V m : 평균풍속 [m/s] σ (3) 7.2 절연저항시험 절연저항시험은 KS C 1302 에규정하는 500V 절연저항계에의해전원입력선 1 상과팬필터 유닛의케이싱면사이의절연저항을측정한다. 7.3 내전압시험내전압시험은전원입력선 1상과팬필터유닛의케이싱면사이에정격전압이 150V 이하인것은 1000V, 정격전압이 150V 를넘는것은 1500V 로주파수 60Hz의교류전압을연속해서 1 분동안가한다. 또한, 동일설계의제품을다수시험할경우에의심스러운점이없다고판단되면, 위시험전압의 120% 의전압을 1초간가압시켜서시험할수있다. 7.4 소비전력시험 소비전력 ( 유효전력 ) 은정격운전에대해서측정한다. 이때역률, 전류, 전압도동시에측정한다. 정격풍속 (7.1 에따라측정된풍속 ) 에따른소비전력을기록한다. 7.5 진동시험 진동시험은 KS C 1507 에규정되어있는진동계또는그이상의성능을가진진동계를사용하 여측정한다. a) 아래그림 3 과같이몰드바시스템에설치된상태에서 4 점에서측정하여최대값을그팬필

9 터유닛의진동값으로하는경우와필터부의긴변의중앙부또는 4등분된 2 점을측정한다. b) 측정값의표시는측정목적에따라변위 ( μm, 피크 - 피크 ), 속도 (mm/s), 가속도 (mm/s 2 ) 로표시할수있으나, 속도로표시함을원칙으로한다. c) 진동은정격부하에서측정하여야하며, 팬필터유닛을정지시킨상태에서의진동치를측정하여기준값으로사용하여야한다. 또한측정하기전에측정기를보정하여야한다. d) 팬필터유닛을가동시키고정격상태에서진동을측정한다. e) 측정한장소및설치방식에따른특기사항을기록하여야한다. 7.6 소음시험 그림 3 팬필터유닛의진동측정위치 ( 경우 1( 좌측 ), 경우 2( 우측 ) ) 소음시험은암소음및정격운전상태에서그림 4 와같은방법으로한다. a) 측정기는 KS C 1502 또는, KS C 1505에규정되어있는소음계의청감보정회로 A 특성이나, NC를사용한다. b) 측정위치는그림 4와같이팬필터유닛토출구즉, 필터직하에서 1.0m 떨어지고, 측정실바닥위 1.5m 이상으로한다. c) 측정값의표시는청감보정회로값인 db(a) 를기본으로하지만, NC 등의다른스케일로표시할수도있다. d) 소음은정격부하에서측정하여야하며, 측정장소는암소음과측정값의차가 10dB 이상인곳이어야한다. e) 이때, 측정실은차음실을기본으로하여측정하며, 잔향실, 무향실등은명기하여야한다. 그림 4 팬필터유닛의소음측정위치

10 7.7 에너지효율평가 에너지효율평가는 7.1 의풍속및기류균일도시험, 7.4 의소비전력시험에따라시험했을때, 다 음과같은방법으로평가한다. a) 7.1에따라특정한풍속 ( 또는풍량 ) 에서기외정압과필터차압을측정한다. 풍속을몇가지로조정이가능한 FFU의경우, 각풍속 ( 또는풍량 ) 에따른기외정압과필터차압도측정한다. b) 7.4에따라특정한풍속 ( 또는풍량 ) 에서소비전력등전기적특성값을측정한다. 풍속 ( 또는풍량 ) 을몇가지로조정이가능한 FFU의경우각풍속에따른소비전력 ( 유효전력 ) 과같은전기적특성값을측정한다. c) 에너지효율은식4에대입하여계산되는값으로풍량 (Q) 과기외정압과필터차압의합 (ΔP) 을곱한후소비전력 (W) 으로나눈비의백분율로표현된다. (4) (5) 여기서, Q : 풍량 [m 3 /min, CMM], ΔP : 기외정압과필터차압의합 [mmaq], ΔP E : 기외정압 [mmaq], ΔP F : 필터정압 [mmaq], W : 동력 [W] 9.8 : 중력가속도 [m/s 2 ], 60 : 분을초로바꾸는환산계수

11 해설 이해설은본문에규정 기재한사항과이에관련된사항을설명한것으로, 표준의일부는아니다. 1 개요 1.1 개정의취지 반도체및디스플레이, 휴대폰, 전자기기등의제조, 의약품, 의료기기, 식품, 동물실험시설등의현대첨단산업에서고집적화및초정밀화에따라청정공간이필수적이며, 에너지효율향상과라인유연성의측면에서팬필터유닛 ( 이하팬필터유닛 ) 시스템이널리사용되고있다. 그동안팬필터유닛의풍속, 기류균일도, 소음, 진동등에대한성능평가항목은있었으나에너지효율에대한항목이없어팬필터유닛의에너지성능을평가하지못하였다. 전체클린룸에너지비용중 15% 이상을차지하고있는순환팬에너지의소비량을감안하고클린룸에서팬필터유닛의사용이일반화되고있는사실을고려한다면팬필터유닛의에너지성능평가는매우중요하다고볼수있다. 또한국가별탄소배출정책이강화되고에너지가격이상승하고있는시점에서클린룸에너지소비의최적화는필수불가결한사항으로인식되고있다. 따라서팬필터유닛의에너지효율향상을유도하고객관적인에너지성능시험방법을제시하기위하여팬필터유닛에관한표준을개정하였다. 이표준을바탕으로팬필터유닛의성능평가및인증에활용하고자한다. 1.2 개정의경위 팬필터유닛의에너지효율에관한사항은팬필터유닛의제작업체와사용자가보유하고있는기술 자료를근거로작성하였고, 세부적인시험방법은미국에서사용하고있는시험방법을국내실정 에맞게변경하여작성하였다. 2 검토주요사항 본개정은제품선정에있어서사용자의편리함과제품기술의발전을도모하기위하여기류균일도, 소음, 진동, 에너지효율에대한최소한의요구값을규정화하였으며, 이요구값보다우수한성능을가진팬필터유닛에대해서만성능을평가하여인증을행하고자한다. 따라서이전의표준에있던 사용자와의협의 에대한사항들은대부분제외하였다. 3 정의 3.1 기외정압 기외정압이란개념은팬필터유닛을기준으로본다면, 팬필터유닛의공기흡입구와필터하부 ( 공기토출구 ) 사이의압력차를의미한다. 클린룸을기준으로설명한다면, 클린룸순환공기가팬필터유닛을통과한직후부터클린룸을따라서흐른후다시팬필터유닛으로재유입되기전까지의정압을말한다.

실험. Multimeter 의사용법및기초회로이론 Multimeter 의사용법 멀티미터 (Multimeter) 는저항, 전압, 전류등을측정할수있는계측기로서전면은다음그림과같다. 멀티미터를이용해서저항, 전압, 전류등을측정하기위해서는다음그림과같은프로브 (probe) 를멀티미터

실험. Multimeter 의사용법및기초회로이론 Multimeter 의사용법 멀티미터 (Multimeter) 는저항, 전압, 전류등을측정할수있는계측기로서전면은다음그림과같다. 멀티미터를이용해서저항, 전압, 전류등을측정하기위해서는다음그림과같은프로브 (probe) 를멀티미터의전면패널에꼽는다. 통상적으로검은색프로브는전면패널의검은단자 (COM) 에꼽으며, 빨간색프로브는빨간색단자에꼽는다.