공기청정용 필터 및 응용기기 성능공기청정용 필터 및 응용기기 성능공기청정용 필터 및 응용기기 성능공기청정용 필터 및 응용기기 성능

자동 계측 및 분석 기술지원자동 계측 및 분석 기술지원자동 계측 및 분석 기술지원자동 계측 및 분석 기술지원

제 차년도제 차년도제 차년도제 차년도- 2 -- 2 -- 2 -- 2 -

2004. 9.2004. 9.2004. 9.2004. 9.

지원기관지원기관지원기관지원기관 한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원한국생산기술연구원

지원기업지원기업지원기업지원기업 주주주주(((( 대한피엔씨대한피엔씨대한피엔씨대한피엔씨))))

산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부산 업 자 원 부

- 2 -

제 출 문제 출 문제 출 문제 출 문

산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하산 업 자 원 부 장 관 귀 하

본 보고서를 공기청정용 필터 및 응용기기의 성능 자동 계측 및 분석 기술 에 관“ ”

한 차년도 기술지원 지원기간 과제의 기술지원성과보고서2 ( : 2003.8.1~2004.7.31)

로 제출합니다.

2004. 9. 30.2004. 9. 30.2004. 9. 30.2004. 9. 30.

지원기관 한국생산기술연구원지원기관 한국생산기술연구원지원기관 한국생산기술연구원지원기관 한국생산기술연구원::::

원 장 주덕영원 장 주덕영원 장 주덕영원 장 주덕영::::

지원기업 주 대한피엔씨지원기업 주 대한피엔씨지원기업 주 대한피엔씨지원기업 주 대한피엔씨: ( ): ( ): ( ): ( )

대 표 신대건대 표 신대건대 표 신대건대 표 신대건::::

지원책임자 김태균지원책임자 김태균지원책임자 김태균지원책임자 김태균::::

- 3 -

기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서기술지원성과 요약서

사업목표사업목표사업목표사업목표1.1.1.1.

최종 목표 인 기존 수동 계측 대비 시험인건비 절감 성능 계측의 신뢰성 개선

효과가 상당히 큰 공기청정용 필터 및 응용기기의 성능 자동 계측 및 분석 기

술을 위한 차년도 구현 기술을 기반으로 한 여과 효율 자동 계측 및 분석 기1

술의 구현 차년도(2 )

기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위기술지원내용 및 범위2.2.2.2.

당해연도에는 차년도 구현된 추가해서 확장 와 구현1 H/W H/W S/W

공력 풍량 풍압 성능 계측 자동화- ( / )

소음 특성 밴드 음압 레벨 성능 계측 자동화- (A , )

진동 변위 밴드 음압 레벨 성능 계측 자동화- ( , )

소비 전력 전압 전류 소비전력 성능 계측 자동화- ( , , )

강화된 전용 구현- GUI S/W

공기청정용 필터 및 응용기기의 성능 자동 계측 장치 구현-

샘플 필터 및 응용기기 성능 시험 및 분석-

토출측 풍속 분포도 성능 계측 자동화-

청정도 성능 계측 자동화-

여과 효율 성능 계측 자동화-

누설 성능 계측 자동화-

- 4 -

지원실적지원실적지원실적지원실적3.3.3.3.

지원항목지원내용

비고기술지원前 기술지원後

여과 효율 성능 무

필터의 풍량 필터차압, ,

여과효율 성능 계측

자동화

자동 계측을 통한

종합 성능 분석

가능

풍속 분포도 성능 무

필터 응용기기의 풍속

분포도 풍량 필터차압, , ,

소비전력 성능 계측

자동화

누설 성능 무 누설 성능 계측 자동화

진동 성능 무변위 밴드 진동 레벨,

성능 계측 자동화

실차압 수동계측 자동계측

지원항목 번항목의 기술지원내용 및 범위를 근거로 지원실적을 항목별로 구분1. : 2※

하여 기재

지원내용 지원항목별로 기술지원 상황을 비교하여 기재2. : 前 後ㆍ

기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과기술지원 성과 및 효과4.4.4.4.

해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품해당기술 적용제품1)1)1)1)

적용제품명 필터 및 응용기기o :

모 델 명o : B.F.U., AIR FILTER

- 5 -

품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격품질 및 가격2)2)2)2)

구 분 경쟁 제품해당기술 적용제품

비 고지원전 지원후

경쟁제품 대비 품질 100% 90% 120%

경쟁제품 대비 가격 100% 90% 110%

객관화 된 를 근거로 작성DATA※

원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과원가절감 효과3)3)3)3)

구 분 절 감 금 액 비 고

원부자재 절감 백만원 년120 / ( 1.2 %)

인건비 절감 백만원 년50 / ( 3.8 %)

계 백만원 년170 / ( 5 %)

공정개선 및 품질향상 등으로 인한 절감효과 반영※

적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과적용제품 시장전망 매출성과4) ( )4) ( )4) ( )4) ( )

구 분 당해연도 매출 차년도 예상매출전년대비

증가비율비고

내 수 백만원 년1,560 / 백만원 년3,500 / 124%

수 출 백만원 년550 / 백만원 년1,500 / 172%

계 백만원 년2,137 / 백만원 년5,075 / 137%

참고 적용제품 주요수출국 중국 인도네시아) 1. : ,

작성당시 환율기준2. : 1,050

수입대체효과수입대체효과수입대체효과수입대체효과5)5)5)5)

모델명 당해연도 수입액 차년도수입액 수입대체금액 비 고

B.F.U. 천달러 년/ 천달러 년/ 천달러 년450 /

천달러 년/ 천달러 년/ 천달러 년/

계 천달러 년/ 천달러 년/ 천달러 년/

- 6 -

해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과해당기술의 기술력 향상 효과6)6)6)6)

공기청정용 필터 및 응용기기의 여과 효율 풍속분포 누설 청정도 공력 진동 소- / / / / / /

음 소비전력 성능 자동 계측 및 분석 기술의 지원으로 인한 성능 분석 평가의/ /

효율 신뢰성 향상/

고성능 고신뢰성 공기청정용 필터 및 응용기기의 상품화 기반 구축- /

각종 사용자 요구사양 고효율 공기청정용 필터 및 응용기기 상품화 기간 단축-

및 신뢰성 향상

기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과기술적 파급효과7)7)7)7)

고효율 공기청정용 필터 및 응용기기의 신뢰성 확보를 통한 매출 증대-

고효율 공기청정용 필터 및 응용기기의 수입대체 및 수출 효과-

고부가가치형 고효율 공기청정용 필터 및 응용기기 산업 분야로의 상당한 파-

급효과

적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부적용기술 인증 지적재산권 획득여부5. ,5. ,5. ,5. ,

규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득규격 인증획득1) ,1) ,1) ,1) ,

지적재산권지적재산권지적재산권지적재산권2)2)2)2)

- 7 -

세부지원실적세부지원실적세부지원실적세부지원실적6.6.6.6.

항 목지원

지수지 원 성 과

기술정보제공 건5 필터 및 응용기기 성능 시험 규격 파악

시제품제작 건

양산화개발 건

공정개선 건

품질향상 건

시험분석 건5

필터 및 응용기기의

여과효율 풍속분포도 누설 진동 실차압 특성/ / / /

분석

수출 및 해외바이어발굴 건

교육훈련 건5 필터 및 응용기기 성능 자동 계측 이해

기술마케팅 경영자문/ 건

정책자금알선 건

논문게재 및 학술발표 건

기타 건1 공기청정용 필터 전시회 지원

종합의견종합의견종합의견종합의견7.7.7.7.

차년도에 구현한 공력 소음 진동 소비전력 자동 계측 및 분석 기술을 기반으로1 / / /

차년도에는 당해연도 목표인 여과 효율 자동 계측 및 분석 기술 및 진동변위2 /

실차압 풍속분포 누설 성능 자동 계측 및 분석 기술의 구현을 통해 최종 목표인/ /

기존 수동 계측 대비 시험인건비 절감 성능 계측의 신뢰성 개선효과가 상당히

큰 공기청정용 필터 및 응용기기의 성능 자동 계측 및 분석 기술을 구현 했음

- 8 -

목 차목 차목 차목 차

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

부 록 참고문헌부 록 참고문헌부 록 참고문헌부 록 참고문헌

- 9 -

제 장 서론제 장 서론제 장 서론제 장 서론1111

제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성제 절 기술지원 필요성1111

고부가가치형 공기청정용 필터 및 응용기기를 개발하기 위해서는 공기청정용 필터

및 응용기기의 공력 소음 진동 소비전력 풍속분포 누설 청정도 여과효율 통합 성능/ / / / / / /

을 신속하고 정확하게 계측하는 것이 필수적이다 공기청정용 필터 및 응용기기 성.

능 자동 계측 분야는 외국에서는 성숙 단계로 산업 현장에서 품질관리 및 연구 개

발에 많이 사용되고 있는 분야이지만 국내는 연구진행중 인 단계로 기업 자체의 연

구 인력 장비 및 시설도 기반이 매우 취약하다 공기청정용 필터 및 응용기기 성능, .

계측은 측정변수의 측정치의 평균을 통한 정상상태의 성능을 계측하는 것이지만 기

존에는 성능 계측을 수동으로 하고 있어 평균을 통한 성능 계측에 상당한 어려움이

수반되어 적합치 않으므로 기존의 수동 계측 대비 시험인건비 절감효과와 성능 계

측의 신뢰성 개선효과가 상당히 큰 공기청정용 필터 및 응용기기 통합 성능 자동

계측 기술 지원이 절실히 요구된다.

공기청정용 필터 및 응용기기의 고효율화 및 저소음화를 통해 고부가가치를 창출하

고 응용 분야별 특수 사양에 부합되는 정확한 운전 조건을 연구하기 위해서는 공기

청정용 필터 및 응용기기 통합 성능 자동 계측 기술 지원이 필수적이며 이 자동 계

측 기술의 지원으로 인한 성능 분석과 평가의 효율 및 신뢰성 향상을 통해 고성능/

고신뢰성 공기청정용 필터 및 응용기기의 개발 기반 구축과 이를 이용한 고부가가

치형 고효율 저소음 공기청정용 필터 및 응용기기 개발 및 각종 사용자 요구 사양

고효율 저소음 공기청정용 필터 및 응용기기 개발 기간 단축과 고부가가치형 공기

청정용 필터 및 응용기기의 수입 대체 및 수출을 통한 매출 증대 효과가 기대된다.

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제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표제 절 기술지원 목표2222

최종년도 기존 수동 계측 대비 시험인건비 절감 성능 계측의 신뢰성 개선효과- :

가 상당히 큰 공기청정용 필터 및 응용기기의 성능 자동 계측 및 분석 기술의 구현

차년도 공력 소음 진동 소비전력 자동 계측 및 분석 기술의 구현- 1 : / / /

당해년도 여과 효율 자동 계측 및 분석 기술의 구현- :

제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용제 절 기술지원 내용3333

당해년도에는 차년도 구현된 추가해서 확장 와 구현1 H/W H/W S/W

공력 풍량 풍압 성능 계측 자동화- ( / )

소음 특성 옥타브 밴드 음압 레벨 성능 계측 자동화- (A , 1/3 )

진동 속도 옥타브 밴드 진동변위 레벨 성능 계측 자동화- ( , 1/3 )

소비 전력 전압 전류 소비전력 성능 계측 자동화- ( , , )

강화된 전용 구현- GUI S/W

공기청정용 필터 및 응용기기의 성능 자동 계측 장치 구현-

샘플 필터 및 응용기기 성능 시험 및 분석-

토출측 풍속 분포도 성능 계측 자동화-

청정도 성능 계측 자동화-

여과 효율 성능 계측 자동화-

누설 성능 계측 자동화-

- 11 -

제 장 본론제 장 본론제 장 본론제 장 본론2222

제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과제 절 기술지원 성과1111

공기청정용 필터 및 응용기기 성능 자동 계측 기술의 개발을 위해 ANSI/AMCA

과 에 근거하여 차년Standard 210 ANSI/ASHRAE Standard 51 KS B 6311/5361 1

도에 구현된 공력 소음 진동 속도 소비전력 성능 자동 계측 기술을 기반으로 진동/ / ( )/

변위 옥타브 밴드 진동 변위 레벨 성능 계측을 자동화하고 실차압 성능 계측( , 1/3 )

을 자동화하고 토출측 풍속 분포도 성능 계측을 자동화했으며 를 기초, ISO 14644

로 에 근거하여 필터 여과 효율 성능 계측을 자동화하고IEST-RP-CC007.1

아 에 근거하여 필터 누설 성능 계측을 자동화IEST-RP-CC006.2 IEST-RP-CC34.1

하고 이를 통합하기 위한 강화된 전용 를 개발하고 샘플 필터 및 응용기GUI S/W

기의 성능 시험 및 분석을 통해 구현된 기술의 검증시험을 했다.

자동 계측 항목으로는 센서로부터 직접 측정되는 물리량과 이 들 측정값으로부터

환산되는 성능 변수들이 있다 직접 측정되는 물리량은 공력 관련 변수인 필터 차.

압 온도 습도와 소비 전력 관련 변수인 소비 전력 전압 전류와 모터 출력 관련, , , ,

변수인 회전수와 소음 관련 변수인 특성 밴드 음압 레벨과 진동 관련 변수A 1/3

인 밴드 진동 변위 레벨과 이 옥타브 밴드 진동 변위 레벨로부터 환산되는1/3 1/3

전범위 특성 음압 레벨이 있으며 필터 효율 관련 변수인 상류와 하류 입자수가A ,

있다 측정 항목으로부터 환산한 성능 변수들로는 온도 습도 측정을 통해 밀도 보. , ,

정을 고려하고 측정된 풍속 값과 측정 관로의 면적으로부터 환산되는 풍량과 필터

차압 상류와 하류 입자수로부터 환산되는 투과율과 효율이 있다, .

- 12 -

제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행제 절 기술지원 수행2222

여과 효율 계측 자동화여과 효율 계측 자동화여과 효율 계측 자동화여과 효율 계측 자동화1.1.1.1.

가 시험 장치 구성가 시험 장치 구성가 시험 장치 구성가 시험 장치 구성....

공기청정용 필터 여과 효율 자동 계측은 공력 측정변수의 측정치의 평균을 통한 정

상상태의 정격 풍량에서 공기청정용 필터 여과 효율을 계측하는 것으로 공기청정용

필터의 여과 효율을 신속 정확하게 측정하기 위해서는 정격 풍량을 정확하게 계측,

하고 이 정격 풍량에서의 여과 효율을 자동으로 계측하는 것이 필수적이며 이를,

위해서 풍량제어계 풍속센서 위치제어계 입자발생계 풍속 필터 차압과 입자수, , , ,

센싱 디스플레이계 이 계들의 통합제어 및 계측 데이터 처리를 위한 디지/ , RS 232/

탈 인터페이스를 포함하는 주제어 데이터처리계로 구성되는 여과 효율 자동 계I/O /

측 장치를 구현했다.

풍량을 제어하기 위한 풍량제어계는 고효율 인버터용 모터가 장착된 정격 풍량

정격 풍압 에어포일 송풍기와 이를 제어하기 위한 삼상100CMM, 100mmAq 440V

전압 가변 주파수 가변형 인버터로 구성했다5.5kw .

풍량을 측정하기 위한 풍속 센싱 위치를 제어하기 위한 위치제어계는 이송축 스텝,

모터 스텝 모터 드라이버 축제어기로 구성했다 공기청정용 필터의 풍량을 자동으, , .

로 계측하기 위해서는 측정점의 풍속 측정 센서의 위치제어용으로 축의 총1-2-3 3

축 위치제어가 필요하므로 축 컨트롤러를 시분할 개념을 이용하여 축을 제어 가1 3

능하게 했고 디지털 인터페이스를 통한 주제어 데이터처리계와의 통신이 가능, I/O /

하게 구성했다.

- 13 -

입자의 필터 투과율 계측을 위한 입자발생계는 입자를 발생시키는PSL Jet

단분산 발생기와 등을 발생시키는 노즐형 다분산 발Atomizing DOP, PAO Laskin

생기로 구성했다 상류 입자 농도 희석기는 희석비가 입자 재질 입자. PSL, DOP,

사이즈 에서 인 것으로 구성했다0.3 100:1 .㎛

풍속 필터차압 입자수 센싱 디스플에이를 위한 센싱 디스플레이계는 각종 측정 센, , /

서와 디지털 디스플레이어로 구성했다 센서 선정시 고려해야 할 중요한 사항은 센.

서의 측정 범위 및 측정 오차범위 이다 측정할 공기청정용 필터의 면적을 고려해.

서 측정 관로 면적을 결정하고 이를 기준으로 측정 관로 직경 로 정했다 풍, 396mm .

량을 측정하는 방법으로는 일반적으로는 압력센서를 이용하여 동압을 센싱해서 풍

속으로 환산해서 측정하지만 관심 대상 공기청정용 필터 및 응용기기의 풍량 범위

가 이므로 정도를 고려해서 저풍속에서 고풍속까지10~40( /min) 1m/s 50m/s㎥

변환이 가능한 풍속 센서를 선정해서 을 로 설정했다Full Scale Full Scale 20 m/s .

필터차압 센서는 이 오차범위 인 것을 선정했Full Scale 38.1 mmAq, ±0.25% F.S.

다 디지털 디스플레이어는 필터차압 센서 풍속 센서의 아나로그 출력을 입력받아. ,

서 디지털로 측정값을 출력하며 자동 계측 데이터 처리를 취해 주제어 데이터처리, /

계와의 통신이 가능하도록 포트 내장형으로 구성했다 입자계수기는 최소입RS232 .

경 입자까지 측정 가능한 와 규격 기준에 적합한 센싱 디스플레이계0.3 ISO IEST /㎛

가 포함된 포트 내장형 레이저 파티클 카운터로 구성했다RS232 .

주제어 데이터처리계는 측정점의 위치제어를 위한 위치제어축 컨트롤러와 주제어/ /

데이터처리계와의 통신용 디지털 인터페이스와 필터 차압 풍속 및 입자수의I/O ,

측정값을 센싱 디스플에이하기 위한 센싱 디스플레이계와 주제어 데이터처리기와의/ / /

통신용 인터페이스 통합제어 및 측정 데이터처리를 위한 주제어 데이터처RS232 , /

리계로 구성했다.

- 14 -

주제어 데이터처리 는 환경에서 제작되었으며 사용자/ S/W Microsoft windows XP ,

인터페이스 및 그래픽 처리 성능이 뛰어나고 사용이 용이한 MS Visual Basic 4.0

을 컴파일러로 사용했다.

프로그램 구동은 사용자 인터페이스 및 그래픽 출력 성능이 강화된 대화형 메뉴 방

식으로 구동되며 공기청정용 필터 여과 효율 성능 측정을 실행하면서 측정된 값을,

디스플레이하는 측정 모드 측정된 결과를 표와 그래프로 화면 및 프린터로 출력하,

는 출력모드 측정 공기청정용 필터 모델명 일련 번호 시험 요원 시험 일시를 입, , , ,

력하는 제목 입력 모드 추후 측정 데이터 관리를 위해서 측정된 데이터를 파일로,

저장하는 파일 저장 모드 저장된 데이터 파일을 입력하는 파일 입력 모드와 이들,

모드를 선택하는 주 메뉴 모드로 구성했다 필터 차압 시험에서는 송풍기 시험 운.

전 주파수의 수동 설정을 통해 개략 정격 풍량의 간격으로 회 시험할 수 있20% 6

게 했으며 측정값은 표로 출력하고 이 측정 값으로부터 최소 제곱법을 이용해서, ,

차 을 해서 공기청정용 필터 압력 손실 성능 곡선을 출력하게 했다5 Curve-Fitting .

지그 압손 시험에서는 송풍기 시험 운전 주파수의 수동 설정을 통해 개략 정격 풍

량의 간격으로 회 시험할 수 있게 했으며 측정값은 표로 출력하고 이 측정20% 6 , ,

값으로부터 최소 제곱법을 이용해서 차 을 해서 공기청정용 필터 모5 Curve-Fitting

델별 지그 압력 손실 성능 곡선을 출력하게 했다 효율 시험에서는 정격 풍량에서.

의 필터차압 입자수의 측정치 신뢰도 범위의 하한과 상한 이것들로부터 계, , 95% ,

산한 투과율의 측정치 신뢰도 범위의 하한과 상한 효율의 측정치 신뢰, 95% , , 95%

도 범위의 하한과 상한 과 상한 및 이들 값과의 비교를 위한 투과율과 효율의 사양,

을 표로 출력하게 했다.

표 에는 선정 센서 사양을 표 에는 풍량제어계 사양을 표 에는 입자발생2.1 , 2.2 , 2.3

계 사양을 표 에는 상류 입자 희석기의 희석비와 레이저 입자 계수기의 주요, 2.4

사양을 표 에는 위치제어계 사양을 표 에는 주제어 데이터처리계 사양을 나, 2.5 , 2.6 /

타냈다.

- 15 -

공기청정용 필터 여과 효율 성능 자동 계측 시스템의 구성은 그림 에 공기청정2.1 ,

용 필터 여과 효율 성능 자동 계측 장치 전체 흐름도는 그림 에 공기청정용 필2.2 ,

터 여과 효율 성능 자동 계측 데이터 흐름도는 그림 에 공기청정용 필터 여과2.3

효율 성능 시험 장치 전경은 그림 에 나타냈다2.4 .

나 검증 시험 결과 및 고찰나 검증 시험 결과 및 고찰나 검증 시험 결과 및 고찰나 검증 시험 결과 및 고찰....

필터차압 시험 및 지그압손 시험에서 풍속의 정확한 측정을 위해 예비시험을 통해

송풍기 시험 운전 주파수를 설정하고 가동한 후와 측정축의 측정 완료 후 측정 원

점 위치 이송 후와 풍속 측정용 풍속 센서를 측정 위치로 이송한 후 각각의 경우에

따른 유동이 정상 상태에 도달하는 데 필요한 각각의 측정 지연 시간을 정했다 시.

스템 저항 즉 풍량을 제어하기 위한 송풍기 시험 운전 주파수의 설정점이 점 각6 ,

가긔 시스템 저항 위치에서 풍속 측정점이 점이고 각각의 풍속 측정위치에서 측24 ,

정 항목 점이 필터차압이 점 온도 습도가 각각 점씩이 되며 이 방법으로 각각4 , , 1 ,

의 측정 항목을 한번씩 측정을 하면 총측정점수는 점이 된다 정상 상태의 평1008 .

균값을 구하기 위해 회 측정으로도 충분히 정상 상태의 평균값을 구할 수 있다고2

판단되어 측정점당 회 측정을 결정했으며 이에 따른 반복 신뢰성을 확인하기 위2 ,

해 이 시험을 회 반복해서 그 변화 정도를 살펴보았다5 .

회 측정에 의한 평균값 계산을 통한 필터 크기별 장착 지그의 풍량 변화에 따른2

압력 손실에 관한 반복 시험 결과를 그림 에는 사이즈 필터 장착2.5 1220×1220

지그 압력 손실 곡선을 표 에는 사이즈 필터 장착 지그 압력 손실, 2.7 1220×1220

측정값의 반복 시험 결과를 나타냈으며 그림 에는 사이즈 필터 장착, 2.6 1220×610

지그 압력 손실 곡선을 표 에는 사이즈 필터 장착 지그 압력 손실, 2.8 1220×610

측정값의 반복 시험 결과를 나타냈고 그림 에는 사이즈 필터 장착 지2.7 610×610

그 압력 손실 곡선을 표 에는 사이즈 필터 장착 지그 압력 손실 측정, 2.9 610×610

값의 반복 시험 결과를 나타냈다.

- 16 -

회 측정에 의한 평균값 계산을 통한 필터 크기별 모델별 필터의 풍량 변화에 따른2

압력 손실에 관한 반복 시험 결과를 그림 에는 사이즈 필터 모델2.8 1220×1220

압력 손실 곡선을 표 에는 에는 사이즈 필터 모델PHWS-1115 , 2.10 1220×1220

압력 손실 측정값의 반복 시험 결과를 나타냈으며 그림 에는PHWS-1115 , 2.9

사이즈 필터 모델 압력 손실 곡선을 표 에는1220×610 PHWM-6175 , 2.11

사이즈 필터 모델 압력 손실 측정값의 반보 결과를1220×610 PHWM-6175 rtlgja

나타냈고 그림 에는 사이즈 필터 모델 압력 손실 곡2.10 610×610 PHWS-6615H

선을 표 에는 사이즈 필터 모델 압력 손실 곡선 측, 2.12 610×610 PHWS-6615H

정값의 반복 시험 결과를 나타냈다.

이 결과를 자세히 살펴보면 공기청정용 필터의 주된 사용영역인 정격 풍량 부근에

서 개략적으로 정도의 반복 정밀도를 나타내는 것을 알 수 있다 일반적으±2%rdg .

로 필터 압력 손실을 산정할 경우 필터 장착 지그 압력 손실을 필터 전 후 양단ㆍ

간의 차압인 측정값에서 저감해주어야 하지만 본 장치의 지그 압력 손실은 정격 풍

량에서 최대 약 정도로 실제 정격 필터 압력 손실의 약 정도이므로0.5mmAq 2%

저감시키지 않았다 또한 필터 효율 측정 장치 주위 온도를 로 제어했으. 21 ±2℃ ℃

므로 온도 변화에 따른 필터 압력 손실의 보정도 고려하지 않았다.

위에서 전술한 결과를 기초로 같은 방법으로 정격 풍량을 계측하고 불합격하면 송

풍기 시험 운전 주파수를 변경해서 계속 정격 풍량 계측을 수행하고 합격하면 정격

풍량에서의 필터 여과 효율 측정 모두를 수행하게 했다.

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필터 효율 측정 흐름도는 그림 에 나타낸 바와 같다 반복 신뢰성을 확인 하기2.3 .

위해 필터 사이즈별 필터 효율 시험을 회 반복해서 그 변화 정도를 살펴 보았다5 .

정격 풍량에서의 필터 사이즈별 모델별 필터 여과 효율에 관한 반복 시험 결과를

표 에는 입자에 의한 사이즈 필터 모델 의 효율2.13 DOP 1220×1220 PHWS-1115

을 표 에는 입자에 의한 사이즈 필터 모델 의, 2.14 PSL 1220×1220 PHWS-1115

효율의 반복 시험 결과를 나타냈으며 표 에는 입자에 의한, 2.15 DOP 1220×610

사이즈 필터 모델 의 효율을 표 에는 입자에 의한PHWM-6175 , 2.16 PSL

사이즈 필터 모델 의 효율의 반복 시험 결과를 나타냈고1220×610 PHWM-6175

표 엔느 입자에 의한 사이즈 필터 모델 의 효율2.17 DOP 610×610 PHWS-6615H

을 표 에는 입자에 의한 사이즈 필터 모델 의 효, 2.18 PSL 610×610 PHWS-6615H

율 측정값의 반복 시험 결과를 나타냈다 이 결과를 자세히 살펴보면 공기청정용.

필터의 주된 사용영역인 정격 풍량 부근에서 풍량 필터 압력 손실은 개략적으로

정도의 반복 정밀도를 나타내는 것을 알 수 있으며 효율은 정±2%rdg , ±0.003%

도의 반복 정밀도를 나타내는 것을 알 수 있다 이들 중 사이즈 필터 모. 610×610

델 의 효율 측정값의 반복 시험 결과를 자세히 살펴보면 와PHWS-6615H DOP PSL

에 의한 효율 측정값이 다른 큰 사이즈 플터보다 차이가 큰 것을 알 수 있다 이런.

현상에 관해서는 향후 더 정밀한 검증 시험 분석이 필요하다.

풍속 분포 계측 자동화풍속 분포 계측 자동화풍속 분포 계측 자동화풍속 분포 계측 자동화2.2.2.2.

가 시험 장치 구성가 시험 장치 구성가 시험 장치 구성가 시험 장치 구성....

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풍속 분포 계측 장치는 과 에 기초해서 풍속 센서ISO 14644-3 IEST-RP-CC006.2

를 측정점으로 위치시키는 축 스캐닝 이송계 풍속 센서의 높이 조정 지그와 레이2 ,

저 레벨 게이지를 이용한 필터 면적과 스캔 면적과의 정렬 지그로 구성했으며 주,

제어기 데이터처리계와 센싱 디스플레이계는 차년도에 구현한 를 사용했다 그/ / 1 HW .

림 에 검증 시험 시의 풍속 분포 장치를 나타냈으며 또한 현장에서 풍속분포2.11 ,

를 측정하기 위해 그림 에 나타낸 현장용 축제어기도 구현했다2.12 .

나 검증 시험나 검증 시험나 검증 시험나 검증 시험....

측정 격자 측정 시간 측정위치는 관련 규격에 근거해서 토출 면적을 고려해서 모, ,

델별로 약간씩 차이가 있지만 개략 정도로 결정하고 측정 시간은 초로300×300 10

정했으며 풍속을 그릴 커버 장착하지 않은 경우에는 필터 앞 와, 150mm 300mm,

그릴 커버 장착 경우에는 그릴 커버 앞 와 에서 측정해서 평균값을150mm 300mm

기록했다 이에 따른 반복 신뢰성을 확인하기 위해 이 시험을 회 반복해서 그 변. 5

화 정도를 살펴보았으며 개략적으로 정도의 반복 정밀도를 나타내는 것을±2%rdg

확인했다.

그릴 커버 장착의 경우의 면속도를 측정하는 에서의 풍속 분포 측정값을 표150mm

에 나타내고 속도 균일성을 측정하는 에서의 풍속 분포 측정값을 표2.19 300mm

에 나타냈으며 그릴 커버 제거 경우의 면속도를 측정하는 에서의 풍속2.20 , 150mm

분포 측정값을 표 에 나타내고 속도 균일성을 측정하는 에서의 풍속 분2.21 300mm

포 측정값을 표 에 나타냈다 이 결과를 자세히 살펴보고 그림 와 그림2.22 . 2.14

표 과 표 에 나타낸 차년도 확장 결과와 비교해 보면 그릴 장착 시는2.15, 2.23 2.24 1

풍속 분포의 균일성 차이가 분명히 나타나고 풍량도 정확하지 않지만 그릴 커버 제

거 경우에는 풍량 및 풍속 분포의 균일성이 거의 같게 나타나며 풍량을 정확히 측

정하기 위해서는 그릴 커버 없이 측정해야만 한다는 것을 알 수 있다.

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누설 및 청정도 계측 자동화누설 및 청정도 계측 자동화누설 및 청정도 계측 자동화누설 및 청정도 계측 자동화3.3.3.3.

누설 성능 은 전수 검사 항목으로 자동화가 필수적이다 와. ISO 14644

와 에 근거해서 누설 성능 계측을 자동화하기IEST-RP-CC006.2 IEST-RP-CC034.1

위해 투과 입자 검출을 위한 스캐닝 프로브를 축으로 스캐닝 시키기 위한 스캐닝2

장치를 축 이송계와 축제어기로 구성하고 누설 검출기로는 누설 시험 전용 포토2

메타를 사용했으며 토출 풍속 즉 풍량 제어를 위해 송풍기와 인버터 덕트 필터 장, ,

착 지그로 누설 성능 자동 시험 장치를 구성했다 이를 사용하기 위해서는 입자발.

생기와 청정한 주위 분위기가 필수적으로 추가되어야 한다 청정도 계측 자동화는.

입자 계수기를 에 근거한 청정도 등급 적합 여부 판정 기능이 있는 것으ISO 14644

로 선정했다 그림 에 누설 성능 자동 계측 장치를 나타냈다. 2.13 .

진동 변위 및 실차압 계측 자동화진동 변위 및 실차압 계측 자동화진동 변위 및 실차압 계측 자동화진동 변위 및 실차압 계측 자동화4.4.4.4.

진동 변위 및 실차압 계측 자동화는 차년도에 구현한 를 사용하고 를 확장1 HW S/W

해서 구현했다 필터 응용기기의 진동 특성은 변위로 나타내므로 차년도에 속도로. 1

계측했던 것을 진동 변위로 대체 변경했다 그림 와 그림 에 풍속분포 검. 2.14 2.15

증 시의 운전 조건으로 자동 계측한 성능 곡선 결과를 나타냈으며 표 과 표, 2.23

에는 그 측정값을 나타냈다 그림 에는 옥타브 밴드 변위 레벨을 계측2.24 . 2.16 1/3

한 것을 나타냈다.

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제 장 결론제 장 결론제 장 결론제 장 결론3333

공기청정용 필터 및 응용기기 성능 자동 계측 기술의 개발을 위해 ANSI/AMCA

과 에 근거하여 차년Standard 210 ANSI/ASHRAE Standard 51 KS B 6311/5361 1

도에 구현된 공력 소음 진동 속도 소비전력 성능 자동 계측 기술을 기반으로 진동/ / ( )/

변위 옥타브 밴드 진동 변위 레벨 성능 계측을 자동화하고 실차압 성능 계측( , 1/3 )

을 자동화하고 토출측 풍속 분포도 성능 계측을 자동화했으며 를 기초, ISO 14644

로 에 근거하여 필터 여과 효율 성능 계측을 자동화하고IEST-RP-CC007.1

아 에 근거하여 필터 누설 성능 계측을 자동화IEST-RP-CC006.2 IEST-RP-CC34.1

하고 이를 통합하기 위한 강화된 전용 를 개발하고 샘플 필터 및 응용기GUI S/W

기의 성능 시험 및 분석을 통해 구현된 기술의 검증시험을 했다.

그 결과 기존의 수동 계측 대비 시험인건비 절감효과와 성능 계측의 신뢰성 개선

효과가 상당히 큰 공기청정용 필터 및 응용기기의 통합 성능 자동 계측 기술의 구

현을 달성할 수 있었다.

향후 본 과제를 통해 구현된 공기청정용 필터 및 응용기기의 여과 효율 풍속 분포/ /

누설 공력 진동 소음 소비전력 통합 성능 자동 계측 기술의 지원으로 인한 성능 분/ / / /

석 평가의 효율 신뢰성 향상을 통해 구축된 고성능 고신뢰성 공기청정용 필터 및/ / /

응용기기의 개발 기반을 충분히 활용하면 각종 사용자 요구 사양 고효율 저소음 공

기청정용 필터 및 응용기기의 개발 기간 단축 및 신뢰성 향상과 공기청정용 필터

및 응용기기의 신뢰성 확보를 통한 고부가가치형 고효율 저소음 공기청정용 필터

및 응용기기의 수입 대체 및 수출을 통한 매출 증대에 기여할 수 있으리라 기대된

다.

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부록 참고문헌부록 참고문헌부록 참고문헌부록 참고문헌

송풍기의 시험 및 검사 방법1. “ ” KS B 6311

송풍기 압축기의 소음 레벨 측정 방법2. “ ” KS B 6361ㆍ

정밀 소음계3. " “ KS C 1505

음향 용어 일반4. " ( ) KS A 3006

5. "Electrical Transducer Nomenclature and Terminology"

ISA-S37.1-1975(R1982)

6. "Laboratory methods of testing fans for aerodynamic performance rating"

AMCA Standard 210

7. "Laboratory methods of testing fans for rating" ANSI/AMCA Standard 210

ANSI/ASHRAE Standard 51

8. Peter Konieczny and J. Stuart Bolton, "Design of low-noise centrifugal

blowers-Part 1: Measurement and analysis procedures", noise Control Eng. J.

43(4) 103-116 (1995 July-August).

9. S. J. Yang and A. J. Ellison, Machinery noise measurement, Oxford, 1985

10. R. B. Randall. Frequency Analysis, Brüel & Kjaer, 1987

11. Victor Wowk. Machinery Vibration : measurement and analysis,

McGraw-Hill, 1991

12. "Specification for octave-band and fractional-octave-band analog and

digital filters", ANSI S1.11, 1986

13. "ISO 14644 Standards and IEST Technivcal Guides to the ISO Standards",

IEST, 2002

14, "Handbook of Recommended Practices relating to air filtration in

cleanrooms and othercontrolled environments", IEST, 2003

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