비로소 산업용 필트레이션 업계는 펄스 클리닝된 집진기를 위해 특별히 개발된 최초의 성능 테스트 표준을 정립했습니다. ANSI/ASHRAE 표준 199-2016은 미국공조냉동공학회(ASHRAE)와 미국표준협회(ANSI)가 2016년 6월 1일에 공동으로 발표한 표준입니다.
Donaldson Lab 책임자 Chris Fischer는 표준 199 산업프로젝트위원회의 의장을 맡았으며, 위원회의 마지막 해에 10년간 개발해온 테스트 표준을 완성하는 데 중요한 역할을 했습니다. Fischer는 경쟁 집진기 제조업체, 최종 사용자, 선도적인 테스트 실험실로 구성된 작업 그룹을 조직했습니다. Donaldson의 수석 프로젝트 엔지니어인 Andrew Untz도 3년 동안 위원회에서 근무하며 이 표준에 크게 공헌했습니다.
테스트 표준이 중요한 이유
ANSI/ASHRAE 표준 199-2016에는 현실적인 작동 조건에서 펄스 클리닝 집진기의 배출량, 운전 차압 평균, 공기 소비량을 측정하는 첫 번째 실험실 테스트 방법이 규정되어 있습니다. 이는 ASHRAE 52.2에 따라 HVAC 필터용으로 개발된 등급 시스템인 MERV(Minimum Efficiency Reporting Value)를 개선하기 위한 것이지만, 더욱 적절한 테스트 방법이 없는 상황에서 지난 수년 간 집진기에 적용되어 왔습니다.
MERV 필터 등급은 집진기에 대해 다음과 같은 제한이 있습니다.
- MERV 등급은 분 단위 정적 하중에서 필터의 효율을 평가하지만, 집진기는 많은 양의 가변 분진 하중을 처리해야 합니다.
- MERV 등급은 전체 펄스 클리닝 시스템이 아니라 필터 엘리먼트에만 적용됩니다.
- MERV 등급으로는 일부 먼지층이 더 나은 필트레이션 성능과 더 쉬운 세척에 도움이 된다는 사실을 설명하지 못합니다.
- MERV 등급은 먼지 포집률(예: 99% 효율)을 나타내지만, 시스템에서 배출되는 실제 배출량은 정량화하지 않습니다.
- MERV 등급은 고밀도 필터를 선호하지만, 실제로 고밀도 필터는 필터 작동 및 세척에 더 많은 에너지가 필요하며 필터 수명이 짧을 수 있습니다.
이러한 이유로 집진 성능 표준이 계속 요구되었습니다. Donaldson은 부족한 점을 개선하고 고객에게 더 나은 비교 데이터를 제공하기 위해 업계 동료들과 협력하기 시작했습니다.
테스트 방법론의 적용 방식
MERV 등급은 필터 엘리먼트에만 적용됩니다. 52.2 표준은 입자 크기를 기준으로 효율을 측정하지만, 표준 199는 에어필터와 집진기를 포함한 전체 시스템의 성능을 측정합니다. 세 가지 주요 성능 요인은 48시간의 펄스 클리닝, 가변적인 분진 하중, 실제 조건과 유사한 고장 및 복구 등의 후반 단계에서 측정됩니다.
테스트 프로토콜은 다음과 같습니다.
전처리: 테스터는 먼저 깨끗한 필터 세트를 이용하여 제조업체의 높은 운전 차압 설정으로 초기 분진을 포집한 후 집진기의 온디맨드식 펄스 클리닝 시스템을 시작하고 4시간 동안 가동합니다. 그런 다음, 필터를 길들이기 위해 집진기를 24시간 동안 가동하고 10초 간격으로 펄스 클리닝을 수행합니다.
성능 테스트: 전처리가 끝나면 최종 분진 포집을 완료하고 다시 24시간 동안 온디맨드식 세척을 수행합니다. 이는 최종 사용자가 집진기를 정상적으로 가동하는 방식과 유사합니다. 모든 성능 데이터는 최종 4시간의 온디맨드식 세척 단계에서 수집되며, 필터 전체에서 압축 공기 소비량과 평균 압력 강하를 보여 줍니다.
복구 테스트: 테스트의 마지막 단계는 이상 상태로 만드는 것입니다. 테스터는 펄스 클리닝 시스템을 끄고 높은 압력 강하 설정값인 10 "wg까지 필터에 먼지를 계속 포집하여 시스템 고장과 유사한 상태로 만듭니다. 그런 다음, 펄스 클리닝을 다시 켜서 필터가 미리 설정된 상태로 복구되는지 확인합니다.
집진기와 관련하여 던져야 할 3가지 질문
집진기 구입에 앞서 집진기를 비교할 때는 다음 질문을 해 보십시오.
- 배출 성능
- 에너지 소비량
- 필터 수명
이러한 성능 요인은 상호 연관되어 있으며, 총 운영비를 좌우합니다.
ANSI/ASHRAE 표준 199가 보고하는 성능 데이터
표준 199는 집진기에 대한 균일한 테스트를 생성할 뿐 아니라 균일한 보고서 템플릿도 필요로 합니다. 요약 데이터는 공장 엔지니어 및 운영자에게 실제로 중요한 성능 요소를 반영합니다.
배출량(mg/m³) - 배출물 속 입자 물질은 효율을 나타내는 지표지만, 포집률은 목적을 위한 수단일 뿐입니다. 표준 199는 절대 배출 성능을 측정합니다. 즉, 정상적인 작동 중에 집진기를 통과하는 물질의 양을 측정합니다. 이는 규제 및 기타 보고 요건이 필요한 공장 관리자에게 더욱 큰 의미가 있습니다.
운전 차압 평균("wg) - 특정 공기량이 오래된 필터가 있는 시스템을 통과하여 이동하는 데 필요한 에너지는 운영 비용에서 상당 부분을 차지합니다. 일반적으로 평균 운전 차압 값이 낮을수록 시스템의 에너지 소비량이 줄어듭니다. 또한 필터의 운전 차압이 낮고 안정화되었다는 것은 일반적으로 필터를 더 오래 사용할 수 있다는 의미입니다.
공기 소비량(ft³/1000 ft³) - 에너지 소비량에는 필터를 통해 공기를 구동하는 팬의 동력과 펄스 클리닝에 쓰이는 공기를 압축하는 에너지가 포함됩니다. 시스템이 2 "wg의 필터 압력 강하를 안정적으로 유지하고, 동일한 압력에서 경쟁업체 시스템보다 에너지를 20% 더 적게 사용한다면 운영 비용에 실질적으로 큰 이득이 될 것입니다.
표준 199로 구매자가 얻는 혜택
집진기를 선택할 때 고려해야 하는 작업, 환경 및 변수가 매우 많습니다. 이전에는 비교를 통해 구매하기가 매우 복잡했습니다. 시스템에 대한 표준 199 보고서가 제공됨에 따라 고객은 더 나은 비교 조사를 수행할 수 있게 되었습니다. 그러나 표준 199 테스트는 현재 의무 사항이 아닌 자발적인 테스트입니다.
Donaldson은 테스트 표준을 염두에 두고 집진기를 개발하기 위해 표준 199 방법론을 테스트 실험실에 적극 도입하고 있습니다.
표준 199를 선도하는 리더들은 이 표준이 이전 ASHRAE 52.2 표준과 동일하게 시장에서 인기를 끌 것으로 기대합니다. 고객이 이 표준의 가치를 인식하고 필트레이션 장비 공급업체로부터 데이터를 요구할 것이기 때문입니다. 이러한 요구에 따라 산업용 벤틸레이션 시장의 주요 기업들은 이에 대응해 데이터를 공급해야 합니다. 이 과정에서 표준 199가 현재 고객에게 비현실적인 성능을 주장하며 제 역할을 못하는 집진기 제조업체들을 걸러낼 것으로 예상됩니다.
한편, 공장 엔지니어는 어떻게 ANSI/ASHRAE 표준 199를 곧바로 활용할 수 있을까요? 표준의 세 가지 기본 테스트 기준을 사용하면 됩니다. 공급업체에 배출 성능, 에너지 소비량 및 필터 수명에 대해 질문합니다. 이러한 성능은 모두 상호 연관되어 있으며, 유지 관리 비용을 좌우합니다. 1년 동안 시스템을 운영하기 위해 소비한 총 에너지와 방출된 배출량은 높은 MERV 등급보다 비즈니스에 더 적합한 성능 지표일 수 있습니다.
