클린룸 4원칙

정의와 키워드

클린룸 4원칙은 오염원 발생 억제, 외부 침입 방지, 공기 중 입자 제거, 희석의 네 가지로 청정도를 확보하는 설계 원리다.

클린룸은 공기 중 입자와 미생물이 제품에 닿지 않도록 공간 안의 오염을 관리하는 방이다.

오염은 안에서 생기기도 하고 밖에서 들어오기도 한다. 4원칙은 두 경로와 농도를 모두 다룬다.

네 가지 원칙

먼저 발생 억제는 오염원 자체를 줄이는 원칙이다. 복장 규정과 저발진 자재가 여기에 속한다.

침입 방지는 외부 오염이 실내로 들어오지 못하게 막는다. 전실, 에어샤워, 이중문이 쓰인다.

제거는 공기 중에 떠 있는 입자를 여과로 빼내는 원칙이다. 최종 단계에서는 HEPA나 ULPA 필터를 쓴다.

희석은 공기 교환으로 남은 오염의 농도를 낮추는 원칙이다.

네 원칙은 따로 쓰지 않고 함께 적용한다. 발생을 줄이고 막은 뒤, 남은 입자를 여과하고 희석한다.

난류형과 층류형

클린룸은 기류 형태에 따라 난류형과 층류형으로 크게 나뉜다.

난류형은 급기로 실내 오염을 희석하고, 층류형은 천장에서 급기해 바닥에서 배기한다.

비용과 유지보수는 난류형이 유리하고, 청정도 확보는 층류형이 유리하다.

답안에서는 청정도 요구 수준에 따라 이 선택 기준을 제시한다.

압력 방향

클린룸의 압력 방향은 용도에 따라 달라진다.

산업용은 일반적으로 양압을 유지해 외부 공기가 틈새로 들어오지 않게 한다.

생물안전 클린룸은 대기에 대해 음압을 유지해 병원체가 밖으로 새지 않게 한다.

풍량 개략 계산

앞 문제의 정답은 음압이다. 생물안전 클린룸은 대기에 대해 음압으로 운전한다.

이제 실내 풍량을 개략 계산해 본다. 실 용적과 시간당 환기횟수를 쓴다.

풍량은 Q = V×N/60으로 구한다. V는 실 용적, N은 시간당 환기횟수다.

예로 실 용적 50㎥, 환기횟수 20회/h이면 풍량은 약 16.7㎥/min이다.

실제 설계는 청정도 등급과 발열 부하를 함께 고려해 풍량을 정한다.

정리와 답안 포인트

정리하면 청정도는 입자 농도 등급이고, 기류방식은 그 등급을 달성하는 공기 흐름이다.

압력은 산업용이 양압, 생물안전용이 음압이다. 두 방향을 바꿔 쓰지 않도록 한다.

채점에서는 입자 농도 외에 온습도, 기류속도, 조도, 압력차를 함께 적었는지 본다.

정답 확인

정답은 0.3µm다. HEPA 필터는 이 크기의 입자를 기준으로 포집효율을 판정한다.

고효율 필터의 성능 시험도 0.3µm 입자로 수행하는 것이 일반적이다.