8-06. 열회수형 환기장치의 필터 성능 등급

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

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

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

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.

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.