기술자료

8-06. 열회수형 환기장치의 필터 성능 등급

M 관리자 17 8,817 2013.12.05 15:25

이 글은 열회수형 환기장치에 사용되는 각종 필터의 등급과 그 효율을 소비자가 쉽게 알 수 있도록 적은 글이다.


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1. 유럽산 열회수 환기장치 제품


이 표준은 최근 개정된 CEN (유럽 표준화위원회)의 표준에 따라 작성되었다.


필터는 아래의 표준 규정을 따른다.

EN779 : 2012 -  '일반 환기를 위한 미립자 공기 필터 - 여과 성능의 결정'.

EN1822-1 : 2009 - '고효율 공기 필터 (EPA, HEPA 및 ULPA) - 제1부 : 분류, 성능 테스트, 마킹'.



EN 779 : 2012


일반 환기 필터 대한 유럽 표준


2012년에 "유럽표준위원회(CEN)"는 일반 환기용 공기 필터에 대한 새로운 표준인 EN779를 발표했다. 2002년에 제정된 기존 EN779 의 경우 평균 효율을 기반으로 한 시험기준 및 측정방법이었다.


EN779 : 2012  기준은 최소 효율 (ME)을 기반으로 한 미세 필터 F7~F9 의 승인방법으로 변경되었다. ME는 0.4 ㎛ 크기의 입자에 대해 초기 효율, 테스트 과정 중의 효율, 배출 효율 등 세 가지 다른 조건의 시험에서 가장 낮은 값으로 정의되며, ME의 요구 사항을 충족하지 못하는 공기 필터는 기존 방식으로 받았던 인증을 잃게 되었고, 자동으로 한 등급이상 등급이 하락된다.


이 새로운 EN779 의 수정된 평가 방법으로, 현재 시장에 존재하는 공기 필터가 사용하면서 점차 성능이 하락하여 실내 공기질(IAQ)에 부정적인 영향 미친다는 불만을 해소하고자 한 것이다.


시장의 많은 공기 필터가 평균 효율성을 보증하고 있지만, 일부는 시간이 지남에 따라 미립자 수집 기능을 잃고 건물 내부로 오염된 공기가 들어오는 원인이 되고 있었다. 


새로운 EN779 에 따라 ME 요구 조건을 제대로 구현하기 위해 제조사는 필터의 성능이 지속성을 갖도록 하는 노력을 해야 하고, 소비자에게 필터의 교체 시기를 정확히 공지할 필요가 생겼다. 



필터 등급 분류


G1 - G4 : 기본 필터

M5 - M6 : 중간 필터

F7 - F9 : 미세 필터



EN 779 에 따른 등급 분류 및 필터의 효율성


클래스

최종 압력

강하 (Pa)

합성된 먼지의

평균 억제력(Am)

(%)

0.4 μm 입자에 대한 

평균 효율 (Em)  

(%)

0.4 μm 입자에 대한 

최소 효율 (ME) 

(%)

G1

250

50  <  Am  <  65

-

 -

G2

250

65  <  Am <80

-

 -

G3

250

80  <  Am <90

-

 -

G4

250

 90  <  Am

-

-

M5

450

-

40  <  Em <60

 -

M6

450

-

60  <  Em <80

 -

F7

450

-

80  <  Em <90

35

F8

450

-

90  <  Em <95

55

F9

450

 -

95  <  Em

70


주 : 대기 중에 있는 먼지의 특성은 EN779 를 위한 시험에 사용된 합성 먼지에 비하여 상황이 크게 변화한다. 이 때문에 시험 결과는 운영 성능이나 수명을 예측하기 위한 완전히 정확한 근거를 제공한다고 볼 수 없다.



EN 1822-1 : 2009


고효율 환기 필터에 대한 개정 유럽 표준


이 새로운 유럽 표준은 실제로 서로 다른 용도에 필요한 입자 계수 방법을 기반으로 승인된다. 

EN 1822-1:2009 는 다음의 사항이 이전 버전 (EN 1822-1:1998)과 다르다.


그룹 H 필터의 누설 테스트를 위한 대체 방법 제시

액체 또는 시험용 에어로졸 대신 고체를 사용하는 시험 방법 제시

멤브레인 타입의 필터 시험 및 분류 방법

합성 섬유를 이용하지 않는 필터의 시험 및 분류 방법



고효율 환기 필터의 분류


E10 - E12 : 일반 효율 미립자 공기 (EPA) 필터

H13 - H14 : 고효율 미립자 공기 (HEPA) 필터

U15 - U17 : 매우 낮은 침투 공기 (ULPA) 필터


EN 1822-1 에 의한 고효율 필터의 분류표

필터 등급

실험실 

포집 효율

(%)

실험실

침투율 

(%)

현장 

포집 효율

(%)

현장 

침투율

(%)

E10

85

15

-

-

E11

95

5

-

-

E12

99.5

0.5

-

-

H13

99,95

0.05

99,75

0.25

H14

99,995

0005

99975

0025

U15

99,9995

0,0005

99,9975

0.0025

U16

99,99995

0,00005

99,99975

0,00025

U17

99,999995

0,000005

99,9999

0,0001


E10~12 까지의 필터 승인에 현장 측정값이 없어짐에 따라 ISO 14644 환경을 위한 클린 룸 설계에 해당 필터의 선택은 신중을 기해야 한다.


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2. 국산 열회수 환기장치 필터


열회수형 환기장치에서 요구되는 필터의 기본적인 요구 성능 조건은 


"건축물의 설비등에 관한 규칙"

별표 1-5 "신축공동주택등의 기계환기설비의 설치기준"을 따르는데, 


"KS B 6141 : 환기용 공기 필터 유니트" 의 시험조건에 의해 "KS A 0090 : 시험용 분체 및 시험용 입자" 에 의한 11종의 먼지 (크기 : 1.6 ~ 2.3 μm) 를 60% 이상 집진하는 효율을 요구하고 있다.

이는 유럽기준과 딱히 들어 맞지는 않지만, 억지로 비교하자면 기본 필터의 제일 아랫단계인 G1 등급이라고 할 수 있다.

또한 이는 최초 생산제품의 평균효율이므로 유럽 기준처럼 최소효율을 명시할 필요가 있어 보인다.


두번째로 이와 관련된 조건은

"녹색건축인증제도" "공동주택인증기준" 중 "9.1.3. 단위세대의 환기성능 확보 여부" 에 아래와 같은 요구조건이 있다.

녹색건축인증_환기.jpg


여기서 "고성능 외기청정필터"라 함은 "건축물의 설비 등에 관한 규칙"과 같은 조건으로 90%의 집진 효율을 보이는 필터를 의미한다.

이 역시 유럽 기준과 억지로 비교를 하자면 G4 정도의 성능이다.

조금 더 낫긴 하지만, 녹색건축인증제도는 일정 규모 이상만 의무 사항일 뿐더러, 녹색건축인증을 받는 다고 하더라도 이 항목의 점수를 꼭 받으라는 보장도 없다. 

아마도 이 부분의 점수를 획득하려면 비용이 들어가기 때문에, 거의 적용하지 않거나, 하더라도 "4급" 정도의 점수만 획득하고 말 것이다. 즉, 고성능 필터는 결국 사용되지 않는다.


또한 이를 모두 준용한다고 하더라도 많이 아쉽기는 매 한가지다.

그러나, 최근 문제가 되고 있는 중국발 미세먼지의 크기가 2.5 μm 정도라고 하니, 기본적 성능의 열회수형 환기장치를 사용할 경우라도 이로부터 어느정도 자유스러울 수 있다는 이야기가 되며, 필터의 성능을 올릴 경우 거의 완전히 외기오염으로 부터 벗어날 수 있게 된다.

(10 μm 이하일 경우 미세먼지라 부른다.)


제조사 마다 다르긴 하나 주문시 요청을 하면 옵션으로 더 높은 성능의 필터로 교환할 수 있다. 


그런데, 한가지 문제가 있다.


우리나라의 고효율기자재 인증의 열회수형환기장치의 인증 조건을 보면 다음의 시험을 거치도록 되어져 있다.


1.구조 및 표시

2. 전압 범위

3. 표시 용량

4. 급배기의 풍량비율

5. 유효 환기량

6. 열교환 효율

7. 소음 (창문형만 해당)


여기에 필터의 성능은 없다는 것이다.


이 것이 무슨 문제가 되냐면, 

필터의 성능이 올라 간다는 의미는 공기가 통과하는 구멍이 작아 진다는 의미이므로 이른 바 풍압의 저하가 생긴다.

즉, 고효율기자재 인증시 평균 200㎥/h 를 공급하는 환기장치에 집진효율이 높은 고성능 필터가 사용될 경우 150㎥/h의 공기만 공급 가능해 질 수 있다는 뜻이다.

이는 계획된 환기량을 맞추지 못하는 문제로 이어지고, 이를 맞출 경우 더 용량이 큰 환기장치를 설치해야 하므로, 소비전력도 커지게 된다. 결국 고효율기자재 인증을 받은 성능이 나오지 않는다는 의미이다.


업계에서 마음만 먹으면 

고효율기자재 인증을 받을 때는 일반 싸구려 필터를 쓰고,

필터성능 인증서를 받을 때는 고성능 필터를 사용하여, 두가지 시험성적서가 마치 하나의 동일한 기계로 받은 것 처럼 할 수 있다는 뜻이다.

 

유럽의 경우 주거시설에 들어가는 환기장치의 필터는 최소 F7 등급이 들어가도록 규정되어져 있다.

또한 프리히터 등의 장치가 있을 경우 이 장치의 필터는 최소 G3 등급을 요구하고 있다.


즉 통상적인 독일 제품의 경우 외기의 공기는 G3 필터 -> F7 필터 -> 실내로 공급되므로 거의 완전한 실내 공기질 확보가 가능하다.



우리나라 제품이 경쟁력을 갖추기 위해 제도의 보완이 필요한 부분이다.



Comments

G ro 2016.04.03 11:47
좋은 정보 감사합니다.
1 이상준 2016.06.25 17:34
잘 읽었습니다 감사합니다
독일산 제품의 경우 F7 이상 필터는 없을까요? 제가 찾아본 제품들은 모두 F7까지만 있네요
M 관리자 2016.06.25 19:02
네 아마도 환기장치의 필터로써는 F7이 끝일꺼여요.
독일 내에서는 별도로 주문이 가능할 수도 있습니다만  우리나라에서는 못 구할듯 싶습니다.
G 강정훈 2016.06.30 17:05
소형 환기장치 50m3/h 같은데도 F7필터를 사용 할수 있나요 위 내용 보니까 최종 압력 강하 라는 pa 표시가 있던데 무슨 뜻 입니까?
M 관리자 2016.07.01 17:25
Pa 표시는 "기외정압손실량" 즉, 그만큼 바람의 힘이 약해진다는 뜻입니다.
사용할 수는 있으나, 그 적혀져 있다는 숫자만큼의 풍압손실은 감수하셔야 합니다.
1 월령 05.19 14:25
안녕하세요?^^
미세먼지와 꽃가루가 만발하는 봄이라 필터에 실내공기에 신경이 많이 쓰입니다.
셀파 제품의 경우 g-sol 헤파필터를 사용하고 열교환소자가 2마이크로 초미세먼지를 99% 제거한다고 하는데 유럽기준에 어느 정도 등급의 필터라고 생각할 수 있을까요?
헤파필터라고 하니까 H13정도라고 볼 수 있을까요?
그리고 열교환소자가 초미세먼지를 제거하는 기능이 가능한지 궁금합니다~
제가 셀파 사용하고 있거든요~^^;
M 관리자 05.19 15:02
그렇진 않습니다.
우리나라 환기장치에 헤파필터는 없습니다.
여기에 관한 구체적인 글이 아래 링크에 있으니 참고가 되실 듯 합니다.
http://www.phiko.kr/bbs/board.php?bo_table=z4_04&wr_id=2076
G jmtjcr 09.27 06:36
PM 2.5 이하의 초미세먼지가 집 안으로 들어오는 것은 어떡하죠?
PM 4 이상의 대부분을 거르는 것으로 만족할 수 있다면 공기청정기의 헤파필터는 왜 필요하겠습니까?
전기요금이 많이 나오더라도 열교환기에 H13 이상의 트루 헤파필터를 장착해야 한다고 생각합니다. 적어도 이런 것을 선택은 할 수 있게끔 제품은 있어야 한다고 생각합니다.
결국 삶의 질을 위해서 열교환기를 설치하고 패시브하우스를 짓는 것 아니겠습니까?
M 관리자 09.27 20:06
네... 단정하긴 어렵지만..  공기청정기의 필터 중에서 H13은 없습니다.
저희가 전체 회사에게 문의를 한 것은 아닙니다만, 몇몇 트루헤파필터라고 선전을 하고 있는 공기청정기 회사에게 "EN 1822-1"에 의한 H13 급이라는 시험성적서를 제시해 달라고 했으나, 아직 한군데도 시험성적서를 보여준 곳이 없었습니다.

그리고 F7이 PM2.5에 무방비인 것도 아닙니다. 그저 시험의 측정 기준값이 PM4를 기준으로 했을 뿐입니다.
 
그리고, 전기요금의 문제만은 아닙니다.
그 정도의 정압손실이면 용량이 커져야 하므로, 근본적으로 기기 자체가 매우 커져야 할 뿐더러, RA와 SA 측의 압력차이를 기기에서 극복해야 하므로, 환기장치의 설계가 근본적으로 변해야 합니다.
즉, 필터만 두고 볼 때는 말씀하신 것이 충분히 이해가 되고, 궁극적으로 그렇게 가는 것이 맞을 수도 있겠으나, 결국 시장 전체의 수준과 연계되어져 있습니다.  회사가 작은 시장을 위해 제품을 만들 수는 없으니까요..
실제로, 대형 전자/전기 회사 들이..  그 효과가 환기장치에 비해 조족지혈에 불과한 가정용 공기청정기에 매달리는 이유는, 비교적 저렴한 가격에 팔기 쉽고, 이윤을 많이 남길 수 있는 것 밖에는 없잖습니까..  마케팅하기도 쉬우니 시장도 자연스레 쉽게 커지구요..

듣보잡 일본의 개인 연구소에서 발행한 무슨 "True HEPA" 인증서보다는 국제기준으로 시험을 하고 있는 공인된 기관의 F7 이 더 낫다는 믿음이 있기도 하구요..

그러나, 전체적으로는 말씀하신 것이 맞습니다.
당장은 아니지만, 그리되어야 겠죠. 그와 함께 석탄화력발전소와 오래된 디젤자동차도 같이 정리를 하구요..

감사합니다.
G jmtjcr 09.28 06:25
'미세먼지 나노필터' 등으로 검색해 보니 기술은 분명히 나와 있습니다.  그것도 한국 기업의 기술입니다. 업체간 협력만 되면 생산할 수 있을 것 같은데 답답합니다. 어쨌든 "패시브 하우스는 초미세먼지를 걸러내지 못한다"라는 결론을 바꾸지 못하는 한, 현재까지 제게는 패시브하우스의 매력이 초미세먼지 때문에 크게 감소되었습니다.
M 관리자 09.28 10:00
네.. 개인적으로 매력이 감소되시는 것은 상관없으나... 작위적 해석이 수반되어 계시기에...
위에 이미 말씀드렸다시피 초미세먼지를 걸러 내지 못하는 것이 아니라 기준값이 PM4로 되어져 있기 때문입니다.

지금의 논리는 "F7은 PM2.5가 100% 통과한다"인데, 논리의 비약이세요. 이 필터라는 것이 자갈을 걸러내는 채도 아니구요.. 일부러라도 100% 통과시키게 만들 수 없습니다.

지금의 말씀은 "기승전 미세먼지나노필터"입니다. 그 필터가 어떤 필터인지는 모르겠으나, 검색을 해보니.. 역시나 국제기준의 시험성적서는 보이지 않습니다. 협력을 논하기 전에 협력할 수 있는 바탕이 만들어져야 할 것 같습니다.

하지만, 해당 회사와 관련이 있으신 분이시고,  "EN 1822-1" 에 의한 시험성적서를 보유하고 계신면.. 언제든지 협회로 연락을 주십시요..
협력을 포함한 그 어떤 것이라도 언제든 환영입니다.
G 하희진 11.03 23:03
판형 전열교환장치에 미디움필터를 헤파필터로 교체하면 시간당환기량이 떨어지는것과 소음 외에 다른문제는 없나요?
M 관리자 11.03 23:27
네.. 다른 문제는 없습니다.
G 하희진 11.04 01:16
엄청 빠른 답변 감사합니다~  환기장치가 있는곳으로 이사가서 엄청 기대하고 있었는데 여러 글들을 보니 조금 김이 빠지네요.  중국이 우리나라랑 사정이 비슷하고 시장이 크니 필터성능을 더 개선해서 팔 수 있으면 좋겠네요. 온갓걸 다만드는 샤오미에서 먼지 나올지도 모르겠네요.
3 홍도영 11.04 01:41
전기요금의 증가!
G 하희진 11.05 03:37
그런데 급기 풍량이 줄어들면 배기가 모자란 공기를 다른 곳에서 빨아들이진 않을까요? 콘센트나 문틈으로 차가운 바깥공기나 걸러지지 않은 다른집공기나 배수구 공기같은거요. 주방팬 쓸 때 주의해야한다는 글을 봤거든요.

그 정도의 정압손실이면 용량이 커져야 하므로, 근본적으로 기기 자체가 매우 커져야 할 뿐더러, RA와 SA 측의 압력차이를 기기에서 극복해야 하므로, 환기장치의 설계가 근본적으로 변해야 합니다.

이게 그 말 인것 같은데,, 배기 디퓨져를 좀 닫는다던가 하는건 의미가 없을까요,,
M 관리자 11.05 13:58
네.. 의미가 있습니다.
협회처럼 측정장비를 통한 풍량조정을 해야 합니다만.. 인위적으로 디퓨저를 닫는 것도 아쉽긴 하나.. 어쩔 수 없는 방법입니다.