[STEP 한국기술대학] 반도체 장비 시설 운영 Part 1. - (4) 클린룸 공조기(AUH)

반도체 장비 시설 운영 Part 1.
(4) 클린룸 공조기(AUH)

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공조기 개요

 

1. 공조기의 정의와 기능

 1) 공기조화기 (Air Conditioner Unit)

  - AHU (Air Handling Unit)

  - 특정한 공간의 온도, 습도, 공기흐름, 청정상태 등을 항상 최적의 환경 으로 유지시켜 주는 장치 

  - 공조설비에서 아주 중요한 역할 담당

 

 

2. 공조기의 분류

 

 - 용도에 따라서 2개 이상의 공조기 설치

 - 덕트는 공기의 공급, 환기, 배출 통로

 

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공조기 구조 및 기능

 

1. 전체 구성도

 

2. 공기의 흐름

3. 댐퍼 영역 (Damper Part)

 

1) 댐퍼

  • 이너(Inner) 댐퍼 : 내부의 공기를 흡입

  • 아우터(Outer) 댐퍼 : 외부의 공기를 흡입

  • 어떤 공기를 얼마만큼 흡입시킬 것인지 제어

  • 사용하고자 하는 공기의 종류와 양 조절 가능

  • 자동제어설비에 의해서 제어

  • 어떤 물질을 “외부와 내부” 또는 “실내 공간에서의 두 영역” 사이에서의 흐름을 차단하거나 양을 조절하기 위한 장치

  • 공기의 출입통로인 덕트의 시작이나 끝점에 설치

 

2) 댐퍼의 기능별 종류

 

 

(1) 폐쇠형 댐퍼 (Isolation Damper)

 

• 제연 댐퍼(Smoke Damper)

  - 화재 시 비상구를 통해 탈출하는 사람들에 대해 질식사를 막기 위함

  - 급기 또는 배기덕트에 설치되어 통과기류 통제

  - 통제실의 자동 컨트롤에 의해 작동

 

• 방화 댐퍼 (Fire Damper).

  - 화재 발생 지역의 자동 봉쇄로 화재의 확산 방지 

  - 덕트뿐만 아니라, 건물과 건물의 유통로인 벽면과 각 층과의 사이에 설치되므로 규모가 상당히 커지는 경우가 많음

  - 평상시 항상 열려있는 상태 유지

 

• 실린더 댐퍼 (Cylinder Damper)

  - 화재 시 방출되는 가스와 화재의 확산을 막기 위해 설치

  - 가스를 이용한 화재 진화 방법 중 하나로 사용됨

 

• 역류방지 댐퍼 (Back Draft Damper)

  - 덕트의 벽면 종단, 실내와 실외, 압력이 많이 발생하는 방의 통풍구 등에 설치

  - 외기의 유입 방지 및 내부의 압력 배출

 

• 체크 댐퍼(Check Damper)

  - 공조기 설치 시 유지 보수, 기계 노화 방지를 위한 정기적 교체 운전, 운전 중인 공조기의 기계적 고장 등을 대비

  - 예비품을 준비하여 이를 같은 덕트 라인에 복합 설치

  - 공조기의 작동에 따라 자동으로 열림, 닫힘을 수행하여 덕트 라인에 복합 설치

  -  공조기의 작동에 따라 자동으로 열림, 닫힘을 수행하여 덕트 라인의 급기 및 차단 수행

 

(2) 조절형 댐퍼(Modulation Damper)

 
 • 볼륨 댐퍼 (Volume Damper)

  - 공조기 덕트 유량의 조절용으로 사용되는 댐퍼를 통칭

  - 공기량 댐퍼라 부름

 

• 파이어 볼륨 댐퍼 (Fire Volume Damper)

  - 평상시 공기량을 조절해주는 조절용으로 사용

  - 화재 시 열에 의한 단락으로 폐쇄되는 형태의 댐퍼

 

• 루버 댐퍼(Louver Damper)

  - 공조기 실외 급기의 경우, 외벽에 공기 유입구가 필요하며, 전면의 미관,

     빗물의 유입방지, 새나 해충의 유입방지 등을 위해 보통 루버 사용 

  - 루버 뒷면에 유입되는 공기량을 조절해 주는 댐퍼

 

• 스플리터 댐퍼 (Splitter Damper)

  - 덕트의 가지관은 여러 형태로 나위어 가며 전개

  - T자형으로 갈라질 경우, 일자 형태로 흐르는 기류로 인하여 갈라지는 가지관에 요구되는 유량이 흐르지 않게 될 수 있음

  - 덕트 속에 판 (Plate) 형태의 댐퍼를 설치하고 덕트 외부에서 각도를 조정하여 기류 흐름의 패턴을 조절하여 주는 댐퍼

 

 

4. 필터 영역(Filter Part)

 

 1) 필터 • 클린룸 내부와 외부에서 들어오는 공기의 오염물질 제거

 

  • 프리 필터(Pre Filter)

   - 1차적으로 큰 먼지를 걸러내는 필터

 

  • 미디엄 필터(Medium Filter)

  - 프리 필터가 걸러내지 못한 더 작은 오염물질을 걸러내는 필터

 

   • 주기적인 필터교환은 공조기 유지관리에 아주 중요한 관리 규칙

 

5. 열교환 영역 (Heat Exchanger part)

 

1) 열교환기

 

 • 냉동 및 공기조화에 널리 사용됨

 • 한 유체의 흐름에서 고체 표면을 통과하여 또다른 유체의 흐름으로 에너지를 전달하는 장치

 • 재료역학, 열역학, 유체역학 등 세 가지 역학 기술이 모두 포함된 장치

 • Ex)냉장고, 히터, 에어컨

 • 냉동기나 보일러 같은 열원설비로부터 공급 받은 냉수나 온수를 이용

 • 깨끗한 공기와 열을 교환하여 공기를 냉각시키거나 뜨겁게 만듦

 

2) 코일형 열교환기 (Coil)

 • 열변환 효율

  - 어떤 유체가 다른 유체로 변환될 때 매개체와 얼마나 많이 접촉하느냐가 중요

• 유체가 통과하는 배관의 크기나 길이가 증가할수록 열변환 효과 큼

• 주어진 공간 안에서 최대한의 접촉 면적을 얻는 코일 형태

 

 (1) 냉각 코일

  • 냉수 코일(Chilled Water Coil)

 -  관내에 냉수를 흐르게 하여 공기를 냉각시킴 • 직팽 코일(DX Coil)

 -  관내에 냉매를 통하게 하여 직접 냉방이나 냉동

 

 (2) 가열 코일

 • 열매체나 온수를 이용해 공기와 열교환하여 공기를 가열

 • 냉온수 겸용 코일(Common Coil)

  -  관내에 냉방 시 냉수 공급, 난방 시 온수 공급

 

• 증기 코일(Steam Coil)

  - 관내에 증기를 공급하여 공기를 가열 후 난방

 

• 전열 코일(Electric Coil)

 - 전기를 이용하여 공기 가열

 

6. 가습 영역(Humidifier Part)

 

 1) 가습기

• 공기 중의 습도를 제어하는 장치

• 클린룸 내부는 온도 뿐만 아니라 습도 또한 일정하게 유지되어야 함

• 물이나 증기를 사용 ➢ 열원장비인 보일러로부터 공급 받음

• 팬 내장 여부에 따라 독립형과 팬내장형으로 구분

 

2) 가열 방식에 따른 가습기의 종류

• 공기 중의 습도를 제어하는 장치

• 클린룸 내부는 온도 뿐만 아니라 습도 또한 일정하게 유지되어야 함

 

 (1) 전극봉식(Electrode Bar)

  • 전극이 내장된 수조(실린더)에 전기를 공급하여 물을 완전히 끓여서 무균 상태의 청정 증기 발생

  • 물의 전도도를 이용한 직접 가열 방식

  • 전기가열 시스템 중 가장 간단한 구조와 크기, 빠른 반응 시간

 

(2) 기화식 (Vaporizing)

 •가습기 상부에서 급수하여 수분 침투 

 • 공조기의 가습기 내장팬의 기류를 통과할 때 기류와 열교환을 통해 기화 증발하여 습도가 높은 공기가 됨

 

(3) 증기주입식 (Stream Injection)

 • 열교환이나 열변환 없이 증기를 직접 주입

 • 미생물 번식 없음 • 가습량 조절 용이 • 정비 용이

 

7. 송풍 영역(Fan Part)

 • 공조기 내부에서 만들어진 원하는 공기를 클린룸 내부로 공급하기 위한 장치

 • 팬, 모터, 반진 스프링 등으로 구성

 

8. 케이싱

• 공조기 각 파트 영역들을 분리하기 위함 프레임(Frame), 유지 관리를 위 한 점검문,

  공조기의 지지 상태를 튼튼히 하기 위한 베이스 등으로 구성