개 요
clean room은 오염물질(부유분진, 유해가스, 미생물 등 미립자)을 규제기준 이하로 제어 한 청정공기를 온도, 습도, 기류, 풍압 등을 조절하여 완전한 인공환경으로 만든 공간을 뜻한다.
1) ICR(industrial clean room)
부유분진을 제어대상으로 하며 주로 반도체, 우주, 항공, 전자, 정밀산업 등이 해당 된다
2) BCR(biological clean room)
미생물(세균, 곰팡이)을 제어대상으로 하며 주로 제약, 식품, 병원의 무균수술실, 동물 실험실 등이 해당된다
3) class는 1ft3당 0.5㎛이상의 분진을 뜻한다.
4) 설비 시스템의 효율 증대를 기하고 있다
clean room의 설비상의 특징
1) 내부발열량(장비, 전등) 및 외기도입량이 커서 냉동기 용량이 증대한다.
2) 배기량이 크다
3) 청정도 유지를 위해 환기량이 증가한다.
4) 필터의 압력손실로 송풍용량이 증가한다.
5) 연속운전이 많다.
6) 송풍량이 커서 덕트 크기가 크다.
7) 송풍량 및 마찰저항으로 송풍기 소음이 크다.
공조 방식
1) 비정류방식 (nonunidirectional flow system)
난류방식이라고도 하며 일반 공기조화설비에 초고성능 필터를 사용하고 순환 풍량을 많게 한 방식이다. 천장에서 급기하고 바닥이나 벽에서 흡입한다.
- class 1,000 ~ 100,000 정도이다.
- 필터(filter) 및 공기처리 설비가 간단하고 용이하다.
- 정류식에 비해 설비비가 싸다.
- 실의 확장이 비교적 용이하다.
- 실의 청정도가 작업 인원수에 따라 큰 영향을 받는다.
- 오염입자가 실내에서 순환될 염려가 있다.
- 환기회수가 적어 정상상태까지 시간이 걸린다.
2) 수평정류방식 (cross flow system)
- 한쪽이 내벽면 전면에 초고성능 필터를 붙이고 반대측면에서 흡입함으로서 청정 공기를 수평으로 흐르게 하는 방식이다.
- class 1~1,000 정도의 청정도 유지가 가능하다.
- 벽면의 이용면적이 줄어든다.
- 설비비가 비싸다.
- 실의 확장이 곤란하다.
- 먼지의 축적 및 재부유가 적다.
- 상류에 비해 하류로 갈수록, 흡입측에 가까울수록 오염정도가 심하다.
- 환기회수가 많아 쉽게 정상상태 유지가 가능하다. 냉각탑의 레지오넬라균
3)수직정류방식 (down flow system)
- 천정전면에 초고성능 필터를 붙이고 바닥에는 전체 격자면(grating)을 설치하여 흡입함으로서 청정공기를 수직으로 흐르게 하는 방식이다.
- class 1~100 정도로 고도의 청정도 유지가 가능하다.
- 천정에 필터설치 및 교환이 필요하다.
- 설비비가 비싸다.
- 실의 확장이 곤란하다.
- 오염물질의 바닥흡입으로 오염확산이 적다.
- 분진축적 및 재부유가 적어 오염상태에서 회복이 빠르다.
- 환기회수가 많아 쉽게 정상상태유지가 가능하다.
- 작업인원, 작업상태에 따라 청정도가 거의 영향을 받지 않는다.
3)병용방식
- 실전체를 비정류방식 (class 1,000 ~ 10,000)으로 하고 내부에 clean bench나 unit 또는 prefab형의 층류식 clean room을 설치하는 방법이다.
- 풍량 및 장치용량이 비교적 적다.
- 정류방식에 비해 설비비 및 운전비가 저렴하다.
- 작업인원의 영향이 매우 적다.
- 유니트의 증설이 효과적이다.
- 생산장치의 규격 및 형태에 제약을 받는다.
- 동선계획에 제한을 받는다.
- 큰 개보수가 어렵다.
설비 및 건축설계시 고려사항
1) 환경수준평가
- 청정도 : 실의 용도에 따른 설계필요청정도를 확인한다. 청정도가 높은 쪽에서 낮은 쪽으로 기류가 생기게 한다.
- 온도 : 제품 및 작업자의 영향을 고려하여 설정한다. 외벽 등 열부하 변동폭이 큰 곳은 적당하지 않다.
- 습도 : 주로 제품의 영향을 받는다. 너무 저습도일 경우 정전기에 의한 방전이 문제될 수 있다.
- 조도 : 초정밀작업 700 ~ 1,500㏓ 정밀작업 300 ~ 700㏓ 중작업 150 ~ 300㏓
- 순환풍량 : 청정도에 따라 다르다.
| 환경수준 |
환기회수 (회/h) |
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class 100
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200 ~ 600회/hr
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class 1,000
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50 ~ 70
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class 10,000
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30 ~ 40
|
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class 100,000
|
20 ~ 30
|
- 외기취입량 : 보통 35㎥/인·h 또는 15㎥/㎡·h이다
- 소음레벨 : 풍량 및 정압이 커서 소음대책이 필요하다.
- 진동 : 기계실과 분리 또는 특별한 방진대책이 필요하다.
- 기타특수배관, 특수배기 및 배수, 가스 및 소화, 경보설비 등이 있다.
2) 평면상의 특징
- 부속실로 전실, 탈의실, 세정실, 관리실, 기계설비실, 물품이송시설, 통신시설 등이 있다.
- 생산라인 변경 등에 따른 칸막이 벽의 유연성(flexibility)을 고려한다.
- 덕트·배관 등 설비동선이 단순하고 합리적이도록 평면계획을 한다.
에너지 절약 방안
1) 중간기에 외기에 의한 냉방을 한다.
2) 부분적인 청정 공간이 필요할 경우는 병용방식을 고려한다.
3) 부분적인 오염발생공간은 국소배기를 하여 외기인입량을 줄인다.
4) 전열교환기를 이용하여 배열을 회수한다.
