What is Chemical Filter?

환기 ventilation 와 관련해서 오늘은 캐미컬필터 chemical filter 에 대해 알아보자.

 

우리가 살고 있는 방에 바깥으로부터 신선한 공기를 받아들여서 적절한 온습도를 유지한다고 가정할 때 과연 외부에서 들어오는, 유입되는 공기는 깨끗한 공기일까?

 

우리가 먹고 마시고 생활하는 모든 음식, 음료수, 공기 등이 과연 우리가 섭취해도 될 만큼 안전한가?

 

예를 들어 가정집에서 수돗물을 그대로 마시기가 꺼림직해서 정수기를 설치하고 내부에 있는 필터를 이용해서 한 번 더 불순물을 걸러 낸 다음 먹는다고 가정해보자. 수돗물이 처음 정제과정에서 아무리 깨끗하게 소독되었다고 하더라도 집으로 공급되는 과정에서 배관의 노후화나 균열, 혹은 공사지역을 통과하면서 녹이나 세균, 또는 알 수 없는 이물질이 포함될 수 있다. 뭐 나 같은 사람은 개의치 않고 바로 받아 마시지만 그런 쪽에 민감한 사람도 있으니 물을 끓인다던가 아니면 정수기로 걸러서 마시는 사람도 분명 있을 것이다.
 
공기조화의 입장에서 볼 때 외부에서 받아들이는 공기질 air quality 은 누구나가 믿고 숨쉴 수 있는 기준을 만족시켜야 한다. 또한, 외부의 공기를 받아들이지 않고 내부에서만 순환시키는 구조 recirculation mode 일 경우도 마찬가지로 실내공기질을 적정하게 유지시켜야 한다.

 

이 때 우리는 정수기의 필터와 같이 공기 중의 불순물을 걸러낼 수 있는 장치, chemcial filter 를 설치하게 된다. 그리고 설계자의 입장에서 실내공기질은 사람을 기준으로 할 것인가? 장비를 기준으로 할 것인가? 에 따라 허용기준치가 달라진다. 또한, 국가, 지역, 용도에 맞게 각각의 기준이 다르다는 것은 알아서 눈치껏 고개를 끄덕거려주시기 바란다.

 

여기서 이야기 하고 싶은 것은 플랜트에 대한 간단한 지식이다. 뭐 나중에 시간이 되면 내용을 추가하도록 하겠다.

 

화학공단이나 대기오염이 심한 곳에 사람이 거주한다던가 특수한 장비가 설치되어 있는 건물에 환기를 한다고 생각해보자. 우리는 외부에서 건물 내로 공기가 들어오는 곳에 chemical filter 를 설치할 것이다. 또한, 내부에서 화학물질이나 유해한 가스들이 발생한다고 할 때 공기를 공급하고 나서 돌아오는 쪽, return air duct 쪽에 chemical filter를 설치할 수도 있다.

 

만약 유해한 가스의 종류가 적거나 양이 그리 많지 않을 경우 공조기 air handling unit 의 filter part 에 chemical filter section 을 추가할 수 있지만 종류가 많고 각각의 양도 많을 경우 별도의 chemical filter unit을 설치해야 한다.

 

이 경우 filter 를 통과할 때 떨어지는 압력손실 pressure drop 을 설계에 반영해야 한다. 공조기의 경우 공급팬 supply fan 의 송풍압력 증가를 위해 동력이 커질지도 모른다. 별도의 chemical filter unit을 설치해서 fan을 분리한다고 해도 마찬가지 일 것이다.

 

그리고, 외부의 오염도가 어느 정도이고 실내로 들어왔을 때 어느 정도까지 깨끗하게? 혹은 어떤 물질을 정제해야 하는지에 대한 많은 조건과 기준, standard, code, specification 을 확인하고 기본설계를 정해야 한다.

 

지하벙커에 핵전쟁을 대비해서 기지를 설치했다. 전체 기지를 제어하는 중앙제어실이 있고, 여기에는 사람보다 안에 설치된 계장장비, electronic instrumentation, computer, panel, etc. 를 더 중요하게 생각한다고 가정하자.

 

이럴 때 계장장비를 위해 적용하는 기준이 하나 있는데 그게 바로 ISA S.71.04_1985 다.
 
Air filtration shall meet electronic instrumentation and computer supplier recommendation in these room. However, in all cases it should be noted that the HVAC system should be designed to assure and indoor atmosphere Class G1 as per ISA S.71.04_1985.
 
외부에서 유입되는 공기는 최악의 등급 GX 라고 가정하고 실내로 G1 등급의 공기를 받아들인다고 가정해보자.

각각의 오염물질 농도와 양을 확인하고 몇 종류의 chemical 을 사용할 것인가, 교체주기는 얼마로 잡을 것인가, 설치할 수 있는 장소와 유지보수를 위한 방법 등을 고려해서 chemical filter unit 을 설계할 것이다.

 

또한, 누군가는 왜 G1 등급으로 꼭 해야 하는가라고 의문이 생길지도 모르겠다. 여기에는 숨겨진 진실이 있으니 차후 시간나면 설명하겠다.

 

Indoor or outdoor air may contain contaminants which may cause corrosion and affect the reliability of the electronic equipment.

 

어쨌든 전자기기 및 판넬 내부의 민감한 장치들, mainboard 등의 부식을 방지하기 위해 chemical filter 를 설치하고, 이 녀석을 설치하므로 해서 비싼 계장장비의 수명을 늘릴 수가 있다는 것만 알아주기 바란다.

 

결국 전자장비의 가격이 비싸냐, chemical filter system 을 설치하는 것이 비싸냐에 따라 chemical filter는 적용될 수도 있고 안될 수도 있다.

 

Chemical filters are not recommended for the reasons of cost and maintenance