클린룸 에너지 절약 항목

정의

클린룸 에너지 절약은 청정도를 유지하면서 에너지 소비를 낮추는 설계·운전 기술이다.

클린룸은 입자를 걸러 내기 위해 많은 공기를 계속 돌려야 하므로 에너지 부담이 크다.

그래서 같은 청정도를 더 적은 공기와 더 적은 동력으로 얻는 것이 절약의 핵심이다.

두 축: 반송동력과 열원

클린룸의 에너지 소비는 반송동력과 열원 부하 두 축으로 나뉜다.

반송동력은 공기를 보내는 팬 동력이고, 열원은 공기를 냉각·가열·제습하는 열에너지다.

절약 기술은 이 두 축을 각각 낮추는 방향으로 구성한다.

풍량을 줄이면 반송동력과 열원 부하가 함께 줄어든다.

팬 법칙과 변풍량 제어

팬 상사 법칙에 따르면 풍량은 회전수에 비례하고, 동력은 회전수의 세제곱에 비례한다.

예를 들어 풍량 100㎥/s, 동력 500kW인 송풍기를 풍량 80㎥/s로 운전한다고 하자.

동력은 풍량 비율 0.8의 세제곱, 즉 0.512를 곱해 256kW가 된다.

풍량 20%를 줄였는데 동력은 약 49% 줄어든다. 속도를 조금 낮춰도 효과가 크다.

반송동력 절감: 가변속과 댐퍼

반송동력을 줄이는 대표 방법은 팬 회전수를 낮추는 가변속 제어다.

댐퍼로 풍량을 줄이면 압력손실이 그대로 에너지 손실로 남는다.

가변속은 회전수를 낮추므로 동력이 회전수의 세제곱에 비례해 줄어든다.

댐퍼 제어를 가변속 제어와 같은 것으로 쓰면 감점 요인이 된다.

열원 효율: 폐열회수와 외기냉방

열원 측면의 절감은 재열 에너지를 줄이고 부분부하 효율을 확보하는 데 있다.

냉동기, 송풍기, 펌프는 대수분할 또는 비례제어로 운전한다.

배기 열로 외기를 예열하는 폐열회수를 쓰고, 중간기 바이패스를 설치한다.

중간기에는 실내 엔탈피보다 낮은 외기를 도입해 냉방 부하를 줄인다.

정리와 답안 방향

클린룸 에너지 절약은 반송동력과 열원, 두 부문으로 나누어 답한다.

반송동력은 가변속 제어와 압력손실 저감, 열원은 폐열회수와 외기냉방이 핵심이다.

청정도 기준을 먼저 확정한 뒤 절감 기술을 고르는 것이 원칙이다.