ULPA 필터와 HEPA 필터: 차이점은 무엇이며 왜 중요한가요?

HEPA 또는 ULPA를 선택해야 하는 시기와 이유를 이해하세요.

이 블로그에서 HEPA 필터를 자주 언급하는 이유는 병원 및 기타 위험한 환경의 환자를 먼지와 병원균으로부터 보호하는 쿠카즈의 미션에 핵심이 되는 효과적인 기술이기 때문입니다.

모든 HEPA(고효율 미립자 공기) 필터는 99.97 %의 ASME 및 DOE 표준을 충족하지만, 일부 필터는 더 효율이 높습니다. 예를 들어, 저희의 HEPA 필터 기능은 99.99 %의 효율을 자랑합니다. 이를 "의료용" HEPA 필터라고 합니다.

Hepa	ULPA
최대 0.3마이크로미터 크기의 입자 99.97 %	최대 0.12 마이크로미터 크기의 99.999 % 입자

더 작은 입자까지 제거하는 필터가 있다는 것을 알고 계실 텐데요, 바로 ULPA(초미립자 공기) 필터입니다. ULPA 표준에 따르면 0.12마이크론 크기의 모든 입자를 99.999 %까지 제거해야 합니다. 이는 HEPA보다 훨씬 더 효과적인 것처럼 들리므로 ULPA와 HEPA 필터를 비교할 때 왜 HEPA를 고수해야 하는지에 대한 타당한 의문이 제기될 수 있습니다.

리키 리카르도의 말을 빌리자면: 설명할 게 좀 있습니다.

필터링은 어떻게 작동하나요?

먼저 공기 필터를 통과하는 입자의 거동을 이해하기 위해 잠시 방향을 전환해 보겠습니다. HEPA 및 ULPA 필터는 모두 무작위로 배열된 수많은 작은 붕규산 유리 마이크로파이버 가닥으로 구성되어 있습니다.

입자가 이 거대한 섬유 미로를 통과할 때, 다양한 물리적 메커니즘에 의해 입자의 흐름이 저지됩니다. 가장 중요한 세 가지 메커니즘은 차단, 관성 분리, 확산입니다.

섬유 공기 필터는 단순한 체처럼 작동하는 것이 아니라 중간 크기의 입자보다 크고 작은 입자를 더 효과적으로 걸러내어 상식을 거스르는 기능을 합니다. 최악의 입자 크기는 0.3마이크로미터이며, 이 사실은 HEPA 필터의 설계 매개변수에 결정적인 영향을 미쳤습니다.

ULPA 필터 시스템과 HEPA 필터 시스템

좋아요, 하지만 ULPA가 HEPA보다 더 좋고 더 작은 입자(예: 작은 바이러스)를 더 많이 포집한다면 왜 여전히 HEPA를 사용하나요?

이 경우 "더 나은"은 좁은 의미로만 적용되기 때문입니다. ULPA 필터는 0.12~0.4 범위의 입자를 더 많이 포집하지만, 마이크로전자 제조 또는 의료 실험실, 클린룸에서 입자를 제거하거나 전기 수술 과정에서 발생하는 독성 수술 연기를 필터링하는 등의 특수한 용도에만 필요합니다.

반면에 HEPA 필터는 의료를 포함한 대부분의 생물학적 용도에 최적으로 간주되기 때문에 훨씬 더 일반적으로 사용됩니다. 이론적으로 HEPA 필터를 통과할 수 있는 0.3마이크론보다 작은 바이러스는 일반적으로 타액이나 땀과 같은 큰 입자에 묻어 포획되기 때문에 병원에서 HEPA 필터가 잘 작동하는 이유의 한 예가 될 수 있습니다.

간단히 말해, ULPA 필터를 사용할 때의 몇 가지 단점은 다음과 같습니다.

제한된 공기 흐름: ULPA 필터를 단순히 HEPA 필터로 교체할 수 없는 주된 이유는 ULPA 필터가 더 제한적이기 때문입니다. 몇 년 전 이 블로그에서 설명했듯이 공기 흐름은 HEPA와 ULPA의 주요 차이점입니다. ULPA 필터의 밀도가 높은 매체는 동일한 크기의 필터에서 공기 흐름을 20~50 %까지 감소시킵니다. 이렇게 큰 압력 강하는 중요한 지표인 시간당 공기 변화를 허용할 수 없을 정도로 낮은 수준으로 감소시켜 실내 공기질을 악화시킬 수 있습니다.

더 높은 비용: ULPA 필터는 필터 매체의 밀도가 높고 HEPA 필터보다 제조가 더 어렵기 때문에 HEPA 필터보다 약 35% 더 비쌉니다. 그리고 필터 비용은 이야기의 일부에 불과합니다. HEPA 시스템과 동일한 ACH 성능을 제공하는 ULPA 시스템을 개발하려면 제한된 유량을 보완하기 위해 더 큰 필터와 더 강력한 블로어가 필요하므로 전체 여과 시스템의 크기와 비용이 더 커집니다.

서비스 수명 단축: ULPA 필터가 더 비싼 또 다른 이유는 수명이 평균 5~8년으로 비슷한 용도의 HEPA 필터의 약 10년에 비해 짧기 때문입니다. 또한 다운스트림의 미세 필터를 보호하기 위해 프리 필터를 사용하는 경우가 많으므로 ULPA 필터를 보호하기 위해 추가적인 사전 여과가 필요할 수 있습니다.

결론

처음에는 단순히 HEPA 필터를 ULPA 필터로 교체하는 것이 좋은 생각처럼 보일 수 있지만, 이제 이 방법이 효과가 없는 이유를 이해하셨기를 바랍니다. 특정 공기 흐름에 맞게 설계된 여과 시스템은 필터 요소의 흐름 저항을 고려하도록 설계되어야 하며, HEPA용으로 설계된 시스템에서 ULPA 필터는 너무 제한적일 수 있습니다. 더 중요한 것은 ULPA 필터를 HEPA 대신 사용할 경우 대부분의 애플리케이션에서 비용이 과도하게 많이 든다는 것입니다.

올바른 장비를 사용하더라도 절차가 실패하는 경우가 너무 많습니다. 따라서 임시 가림막을 적절히 설치하고, HEPA 여과기로 음압 환경을 조성하고, HEPA 필터가 장착된 청소기로 청소하는 등 ICRA 매트릭스에 명시된 감염 관리 예방 조치를 따르는 것이 매우 중요합니다.

의료 건설 작업에서 공기 중 먼지와 병원균을 최소화해야 하는 작업자에게는 여전히 HEPA 필터가 권장 표준입니다.