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공조냉동기계기사 에너지관리 · 클린룸의 방식과 구성

Cleanroom Types and Layout

클린룸은 반도체나 의약품 공정처럼 공기 중 먼지 입자를 정해진 농도 아래로 묶어 두어야 하는 산업용 공조실이다. 깨끗한 공기를 고성능 필터로 걸러 천장에서 내려보내되, 층류 방식은 한 방향으로 쓸어 내고 난류 방식은 섞어서 농도를 묽힌다. 그림은 필터 천장 아래 실 단면이고, 층류를 고르면 평행한 직선이, 난류를 고르면 휘어 섞이는 선이 내려온다. 환기횟수 슬라이더를 올리면 같은 시간에 실을 지나는 공기가 늘어 선의 수가 많아진다.

목적은 입자, 수단은 기류와 필터

사람의 쾌적을 기준으로 삼는 보건공조와 달리, 클린룸은 공정이 견딜 수 있는 입자 수가 기준이다. 그래서 외기량이나 재실 인원보다 필터 단수, 기류 방식, 실압이 설계를 이끈다. 클린룸과 수술실은 급기를 배기보다 많이 넣어 바깥보다 압력을 높게 두는 제2종(정압) 환기 쪽에 든다.

👀 방식 · 구성 · 장치
①방식: 층류(일방향)와 난류(비일방향 · 희석)
②구성: 청정 구역, 전실, 사람과 자재의 동선, 구역마다 단계적인 실압
③장치: 필터, 팬필터유닛, 천장 급기와 바닥 쪽 배기, 차압 계측
④청정도를 높일수록 환기횟수와 필터 단수가 늘어난다

층류와 난류의 기류

40 회/h
💡 지금 기류
①층류: 입자를 한 방향으로 밀어 내보낸다
②슬라이더 40 회/h 는 그림용 값이고, 층류 방식은 횟수보다 초당 수십 cm 로 내려오는 풍속으로 설계한다
③청정도 등급은 공기 1 m³ 에 든 입자 수로 매기고, 등급 숫자가 작을수록 깨끗하다
④마지막 단에는 HEPA(0.3 µm 입자를 99.97% 이상 거름) 같은 고성능 필터를 둔다

구성은 구역과 차압

클린룸 구성

클린룸 구성
환기횟수
n = QV
시간당 풍량 Q(m³/h) ÷ 실 체적 V(m³)
실압 방향
청정측 → 오염측
청정도가 높은 실에서 낮은 실로 공기가 새도록 압력을 둔다. 제2종(정압) 환기와 같은 방향

산업공조로서의 클린룸

📏 보건공조와 갈라지는 점
①기준이 사람의 온열 쾌적이 아니라 입자 수와 온습도 허용 범위
②필터 단수와 실압이 외기량보다 먼저 정해진다
③기류 방식을 정하면 필터 배치와 배기 자리가 따라 정해진다
④등급 숫자보다 층류와 난류의 차이, 실압 방향을 먼저 잡는다

시험 포인트와 기출 유형

🎯 시험 포인트
①클린룸 = 방식 · 구성 · 장치
②층류 = 한 방향으로 쓸어냄, 난류 = 희석
③구성: 청정구획 + 전실 + 동선 + 차압
④장치: 필터 · 팬필터유닛 · 급배기 · 차압계
📝 대표 기출유형
①[기출유형] 층류 클린룸의 기류 특징은? (답: 한 방향으로 입자를 쓸어 내보낸다)
②[기출유형] 클린룸 전실의 역할은? (답: 동선에서 입자를 단계적으로 떨어뜨리고 차압을 지킨다)
③[기출유형] 청정측 실압은? (답: 오염측보다 높게 두어 공기가 청정측에서 오염측으로 흐른다)
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