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HEPA

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목차

1. 개요

HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터는 공기 중의 미세 입자를 제거하는 고효율 필터로, 제2차 세계 대전 중 군용 방독면에서 아이디어를 얻어 개발되었다. 미국 에너지부(DOE) 표준에 따르면, 0.3 마이크로미터 크기의 입자를 99.97% 이상 제거하며, 유럽에서는 EN 1822-1:2019 표준에 따라 EPA, HEPA, ULPA 등급으로 분류된다. HEPA 필터는 무작위로 배열된 섬유 매트 구조로, 확산, 요격, 충돌, 정전기적 인력 등의 메커니즘을 통해 입자를 포집한다. 의료, 클린룸, 공기 청정기, 진공 청소기, HVAC 시스템, 자동차, 항공기, 원자력 시설 등 다양한 분야에서 활용되며, 알레르기 및 호흡기 질환 예방에도 기여한다. 필터의 효율적인 작동을 위해서는 정기적인 검사와 교체가 필요하며, "진정한 HEPA"와 같은 마케팅 용어는 법적 또는 과학적 의미가 없을 수 있다.

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HEPA
개요
명칭고효율 미립자 공기 (High Efficiency Particulate Air) 필터
설명공기 필터의 효율성 표준
세부 정보
유형기계식 에어 필터
효율이론적으로 0.3 μm 크기의 입자를 99.97% 이상 제거
적용 분야병원
실험실
항공기
자동차
주택
추가 정보
역사1940년대
맨해튼 계획 중 개발
목적방사성 오염 물질 입자 제거

2. 역사

HEPA 필터 개발의 아이디어는 제2차 세계 대전에서 군인들이 착용한 방독면에서 비롯되었다. 독일군 방독면에 삽입된 종이 조각은 화학 연기에 대해 매우 높은 포집 효율을 보였다. 영국군 화학 부대는 이를 복제하여 자체 군용 방독면용으로 대량 생산하기 시작했다. 또한, 개별 방독면이 실용적이지 않은 작전 본부를 위해 주름 사이에 스페이서가 있는 깊게 주름진 형태의 셀룰로오스-석면 종이를 통합한 기계식 송풍기 및 공기 정화 장치를 개발했다. 그것은 "절대" 공기 필터로 불렸고, HEPA 필터 개발에 있어 향후 연구의 토대를 마련했다.[38]

이후, 1940년대에 개발된 HEPA 필터는 공기 중의 방사성 붕괴 오염 물질의 확산을 막기 위해 맨해튼 계획에 사용되었다.[39] 미국 육군 화학 부대와 국방 연구 위원회는 공기 중의 방사성 물질을 제거하는 데 적합한 필터를 개발해야 했다. 육군 화학 부대는 노벨상 수상자인 어빙 랭뮤어에게 필터 테스트 방법과 이러한 방사성 입자를 걸러낼 물질을 만드는 데 대한 기타 일반적인 권장 사항을 요청했다. 그는 0.3 마이크론 크기의 입자를 "가장 침투력이 강한 크기"—가장 어렵고 우려되는 크기로 확인했다.[40]

1950년대에 상용화되었으며, 원래 용어는 등록 상표가 되었고, 이후 고효율 필터의 일반 상표가 되었다.[41] 수십 년 동안 필터는 항공우주, 제약 산업, 병원, 의료, 핵연료, 원자력 및 집적 회로 제조와 같은 다양한 첨단 기술 산업에서 높아지는 공기질 요구 사항을 충족하도록 진화해 왔다.

2. 1. 개발 배경

HEPA 필터 개발의 아이디어는 제2차 세계 대전에서 군인들이 착용한 방독면에서 비롯되었다. 독일군 방독면에 삽입된 종이 조각은 화학 연기에 대해 매우 높은 포집 효율을 보였다. 영국군 화학 부대는 이를 복제하여 자체 군용 방독면용으로 대량 생산하기 시작했다. 또한, 개별 방독면이 실용적이지 않은 작전 본부를 위해 주름 사이에 스페이서가 있는 깊게 주름진 형태의 셀룰로오스-석면 종이를 통합한 기계식 송풍기 및 공기 정화 장치를 개발했다. 그것은 "절대" 공기 필터로 불렸고, HEPA 필터 개발에 있어 향후 연구의 토대를 마련했다.[38]

이후, 1940년대에 개발된 HEPA 필터는 공기 중의 방사성 붕괴 오염 물질의 확산을 막기 위해 맨해튼 계획에 사용되었다.[39] 미국 육군 화학 부대와 국방 연구 위원회는 공기 중의 방사성 물질을 제거하는 데 적합한 필터를 개발해야 했다. 육군 화학 부대는 노벨상 수상자인 어빙 랭뮤어에게 필터 테스트 방법과 이러한 방사성 입자를 걸러낼 물질을 만드는 데 대한 기타 일반적인 권장 사항을 요청했다. 그는 0.3 마이크론 크기의 입자를 "가장 침투력이 강한 크기"—가장 어렵고 우려되는 크기로 확인했다.[40]

1950년대에 상용화되었으며, 원래 용어는 등록 상표가 되었고, 이후 고효율 필터의 일반 상표가 되었다.[41] 수십 년 동안 필터는 항공우주, 제약 산업, 병원, 의료, 핵연료, 원자력 및 집적 회로 제조와 같은 다양한 첨단 기술 산업에서 높아지는 공기질 요구 사항을 충족하도록 진화해 왔다.

2. 2. 맨해튼 프로젝트와 상용화

오리지널 HEPA 필터는 1940년대에 설계되었고 공기 중에 떠다니는 방사성 오염물질의 확산을 막기 위해 맨해튼 프로젝트에 사용되었다.[47] HEPA 필터 개발의 아이디어는 제2차 세계 대전에서 싸우는 군인들이 착용한 방독면에서 비롯되었다. 독일군 방독면에 삽입된 종이 조각은 화학 연기에 대해 놀랍도록 높은 포집 효율을 보였다. 영국군 화학 부대는 이를 복제하여 자체 군용 방독면용으로 대량 생산하기 시작했다. 그들은 개별 방독면이 실용적이지 않은 작전 본부에 대한 또 다른 솔루션이 필요했다. 육군 화학 부대는 주름 사이에 스페이서가 있는 깊게 주름진 형태의 셀룰로오스-석면 종이를 통합한 기계식 송풍기 및 공기 정화 장치를 개발했다. 그것은 "절대" 공기 필터로 불렸고, HEPA 필터 개발에 있어 향후 연구의 토대를 마련했다.[38]

1940년대 미국 육군 화학 부대와 국방 연구 위원회는 공기 중의 방사성 물질을 제거하는 데 적합한 필터를 개발해야 했다. 육군 화학 부대는 노벨상 수상자인 어빙 랭뮤어에게 필터 테스트 방법과 이러한 방사성 입자를 걸러낼 물질을 만드는 데 대한 기타 일반적인 권장 사항을 요청했다. 그는 0.3 마이크론 크기의 입자를 "가장 침투력이 강한 크기"—가장 어렵고 우려되는 크기로 확인했다.[40]

1950년대에 상용화되면서, 'HEPA'는 원래 등록 상표였다가 나중에 고효율 필터를 지칭하는 일반 명칭으로 사용되기 시작했다.[48][41]

수십 년 동안 필터는 항공우주, 제약 산업, 병원, 의료, 핵연료, 원자력 및 집적 회로 제조와 같은 다양한 첨단 기술 산업에서 높아지는 공기질 요구 사항을 충족하도록 진화해 왔다.

2. 3. 발전 과정

HEPA 필터는 제2차 세계 대전 당시 방독면에서 아이디어를 얻어 개발되었다. 독일군 방독면에 사용된 종이가 화학 연기를 효과적으로 막는 것을 본 영국군 화학 부대는 이를 대량 생산하기 시작했다. 또한, 작전 본부용으로 셀룰로오스-석면 종이를 사용한 기계식 송풍 및 공기 정화 장치를 개발했는데, 이는 "절대" 공기 필터로 불렸고, 이후 HEPA 필터 개발의 기반이 되었다.[38]

1940년대에는 공기 중 방사성 붕괴 오염 물질 확산 방지를 위해 맨해튼 프로젝트에서 사용될 HEPA 필터가 설계되었다.[39] 미국 육군 화학 부대와 국방 연구 위원회는 어빙 랭뮤어에게 필터 테스트 방법과 방사성 입자 제거 물질에 대한 조언을 구했고, 그는 0.3 마이크론 크기의 입자가 가장 침투력이 강한 크기임을 확인했다.[40]

1950년대에 HEPA 필터는 상용화되었으며, 처음에는 등록 상표였다가 나중에 고효율 필터를 지칭하는 일반 명칭이 되었다.[41] 이후 수십 년 동안 항공우주, 제약, 의료, 원자력, 집적 회로 제조 등 다양한 첨단 기술 산업의 요구에 맞춰 발전해왔다.

3. 메커니즘

HEPA 필터는 무작위로 배열된 섬유 매트로 구성된다.[14] 섬유는 일반적으로 직경이 0.5~2.0μm인 폴리프로필렌 또는 유리 섬유로 구성된다. 대부분의 경우, 이 필터는 얽힌 미세 섬유 묶음으로 구성된다. 이러한 섬유는 공기가 통과하는 좁고 복잡한 경로를 만든다. 가장 큰 입자가 이 경로를 통과할 때, 섬유 묶음은 입자가 통과하는 것을 물리적으로 막는 주방 체와 같이 작동한다. 그러나 더 작은 입자가 공기와 함께 통과할 때, 공기가 뒤틀리고 회전함에 따라 더 작은 입자는 공기의 움직임을 따라갈 수 없으므로 섬유와 충돌한다. 가장 작은 입자는 관성이 거의 없고 개별 공기 분자와의 충돌의 결과로 무작위로 움직인다 (브라운 운동). 이러한 움직임 때문에 섬유에 충돌하게 된다.[15] 기능에 영향을 미치는 주요 요인은 섬유 직경, 필터 두께, 그리고 난방 환기 및 공조(HVAC) 시스템의 흡입구 또는 배출구에서 측정되는 공기 속도인 면 속도이다. HEPA 필터 섬유 사이의 공간은 일반적으로 0.3 μm보다 훨씬 크다. HEPA 필터는 가장 작은 입자상 물질에 대해 매우 높은 수준을 보인다. 구멍이나 기공보다 작은 입자가 통과할 수 있는 체 또는 막 필터와 달리, HEPA 필터는 다양한 입자 크기를 목표로 설계되었다. 이러한 입자는 다음 세 가지 메커니즘의 조합을 통해 포획된다(섬유에 달라붙음).

4가지 주요 필터 수집 메커니즘: 확산, 요격, 관성 충돌, 그리고 정전기적 인력 (공기 흐름 방향은 왼쪽에서 오른쪽으로)


필터 수집 메커니즘을 갖춘 클래식 수집 효율 곡선


HEPA 필터의 포집 기구


# 확산; 0.3 μm 미만의 입자는 HEPA 필터에서 확산에 의해 포획된다. 이 메커니즘은 특히 직경이 0.1 μm 미만인 가장 작은 입자가 가스 분자와 충돌한 결과이다. 작은 입자는 효과적으로 날아가거나 튕겨져 나가 필터 매체 섬유와 충돌한다. 이러한 동작은 브라운 운동과 유사하며, 입자가 요격 또는 충돌에 의해 멈출 확률을 높인다. 이 메커니즘은 기류가 낮을 때 지배적이 된다.

# 요격; 기류에서 흐름선을 따라가는 입자는 섬유의 한 반경 내로 들어와 부착된다. 중간 크기의 입자는 이 과정을 통해 포획된다.

# 충돌; 더 큰 입자는 기류의 곡선 윤곽을 따라 섬유를 피할 수 없어 섬유 중 하나에 직접 박히게 된다. 이 효과는 섬유 간격이 줄어들고 공기 흐름 속도가 높아질수록 증가한다.

확산은 0.1 μm 미만의 입자 크기에서 우세하며, 충돌 및 요격은 0.4 μm 이상에서 우세하다.[16] 그 사이, 가장 침투적인 입자 크기(MPPS) 0.21 μm 근처에서는 확산과 요격 모두 비교적 비효율적이다.[17] 이것이 필터 성능의 가장 약한 지점이기 때문에, HEPA 사양은 이 크기 근처의 입자(0.3 μm)의 유지 능력을 사용하여 필터를 분류한다.[16] 그러나 MPPS보다 작은 입자가 MPPS보다 더 높은 필터링 효율을 갖지 못할 수도 있다. 이는 이러한 입자가 주로 응축에 대한 핵 형성 부위로 작용하여 MPPS 근처의 입자를 형성할 수 있기 때문이다.[17]

입자 포집 기구는 다음 원리로 구성된다.[42]

  • 필터를 구성하는 섬유에 의한 입자 유선 차단
  • 입자가 관성에 의해 유선에서 벗어나 섬유에 접촉
  • 중력에 의한 입자 침강
  • 입자의 브라운 운동
  • 입자가 정전기력을 받아 섬유에 끌림


이 중 차단, 관성, 중력 효과는 입자가 클수록 강하며, 브라운 운동, 정전기 효과는 작을수록 강해진다. 따라서 이들의 총합인 필터의 입자 포집 효율은 입자 크기에 따라 다르며, HEPA 필터의 경우 0.1-0.2 µm에서 포집 효율의 극소값을 가진다.

3. 1. 주요 포집 원리

HEPA 필터는 무작위로 배열된 섬유 매트로 구성된다.[14] 섬유는 일반적으로 직경이 0.5~2.0μm인 폴리프로필렌 또는 유리 섬유로 구성된다.[14] 섬유 사이의 공간은 0.3μm보다 훨씬 크지만, HEPA 필터는 다양한 크기의 입자를 포집할 수 있도록 설계되었다. 입자 포집은 확산, 요격, 충돌, 정전기적 인력의 네 가지 주요 메커니즘을 통해 이루어진다.[42]

  • 확산: 0.3μm 미만의 작은 입자는 브라운 운동과 유사하게 가스 분자와 충돌하여 불규칙하게 움직인다.[15] 이로 인해 입자가 섬유에 충돌하여 포집될 확률이 높아진다. 특히 직경이 0.1μm 미만인 가장 작은 입자에 효과적이며, 기류가 낮을 때 지배적인 메커니즘이다.[15]
  • 요격: 기류의 흐름선을 따라 이동하는 중간 크기의 입자는 섬유의 반경 내에 들어와 섬유에 부착된다.
  • 충돌: 큰 입자는 기류의 곡선 경로를 따르지 못하고 관성에 의해 섬유에 직접 충돌하여 포집된다. 섬유 간격이 좁고 공기 흐름 속도가 높을수록 효과가 증가한다.
  • 정전기적 인력: 정전기력을 받은 입자가 섬유에 끌려 포집된다.[42]


확산은 0.1μm 미만의 입자 크기에서 우세하며, 충돌 및 요격은 0.4μm 이상에서 우세하다.[16] 그 사이, 가장 침투적인 입자 크기(MPPS) 0.21μm 근처에서는 확산과 요격 모두 비교적 비효율적이다.[17] HEPA 필터는 이 MPPS 근처의 입자(0.3μm) 유지 능력을 기준으로 분류된다.[16]

4. 사양

대부분의 미국 산업에 채택된 미국 에너지부(DOE) 표준에 의해 정의된 HEPA 필터는 지름 당 연무질 0.3 마이크로미터(µm) 중 최소 99.97%를 제거한다.[22] 필터의 공기 흐름에 대한 최소 저항 또는 압력 강하는 일반적으로 공칭 체적 유량에서 약 300Pa로 지정된다.[6]

화재 후 또는 제조 과정에서 공기를 정화하는 데 사용되는 휴대용 HEPA 여과 장치


유럽 연합에서 사용되는 사양: ISO 29463이 파생된 유럽 표준 EN 1822-1:2019[23]는 특정 가장 침투력이 높은 입자 크기(MPPS)에서의 유지율에 따라 여러 등급의 필터를 정의한다. ''고효율 미립자 공기 필터''(EPA), ''고효율 미립자 공기 필터''(HEPA), ''초저 미립자 공기 필터''(ULPA)가 있다. 필터의 평균 효율을 "전체"라고 하고 특정 지점에서의 효율을 "국소"라고 한다.[23]

효율EN 1822ISO 29463유지율(평균)유지율(지점)
EPAE10—≥ 85%—
E11ISO 15 E
ISO 20 E		≥ 95%
≥ 99%		—
E12ISO 25 E
ISO 30 E		≥ 99.5%
≥ 99.9%		—
HEPAH13ISO 35 H
ISO 40 H		≥ 99.95%
≥ 99.99%		≥ 99.75%
≥ 99.95%
H14ISO 45 H
ISO 50 U		≥ 99.995%
≥ 99.999%		≥ 99.975%
≥ 99.95%
ULPAU15ISO 55 U
ISO 60 U		≥ 99.9995%
≥ 99.9999%		≥ 99.9975%
≥ 99.9995%
U16ISO 65 U
ISO 70 U		≥ 99.99995%
≥ 99.99999%		≥ 99.99975%
≥ 99.9999%
U17ISO 75 U≥ 99.999995%≥ 99.9999%



HEPA 등급유지 (전체)유지 (국소)
E10> 85%---
E11> 95%---
E12> 99.5%---
H13> 99.95%> 99.75%
H14> 99.995%> 99.975%
U15> 99.9995%> 99.9975%
U16> 99.99995%> 99.99975%
U17> 99.999995%> 99.9999%



비교를 위해 공기 필터의 다른 등급도 참조하십시오.

4. 1. 미국

미국 에너지부(DOE) 표준에 따라 HEPA 필터는 직경 0.3μm의 연무질을 최소 99.97% 제거한다.[22] 필터의 공기 흐름에 대한 최소 저항 또는 압력 강하는 일반적으로 공칭 체적 유량에서 약 300Pa로 지정된다.[6]

4. 2. 유럽

유럽 연합에서 사용되는 유럽 표준 EN 1822-1:2019(ISO 29463에서 파생)는 가장 침투력이 높은 입자 크기(MPPS)에서의 유지율에 따라 여러 등급의 필터를 정의한다.[23] ''고효율 미립자 공기 필터''(EPA), ''고효율 미립자 공기 필터''(HEPA), ''초저 미립자 공기 필터''(ULPA)가 있으며, 필터의 평균 효율은 "전체", 특정 지점에서의 효율은 "국소"라고 한다.[23]

효율EN 1822ISO 29463유지율(평균)유지율(지점)
EPAE10—≥ 85%—
E11ISO 15 E
ISO 20 E		≥ 95%
≥ 99%		—
E12ISO 25 E
ISO 30 E		≥ 99.5%
≥ 99.9%		—
HEPAH13ISO 35 H
ISO 40 H		≥ 99.95%
≥ 99.99%		≥ 99.75%
≥ 99.95%
H14ISO 45 H
ISO 50 U		≥ 99.995%
≥ 99.999%		≥ 99.975%
≥ 99.995%
ULPAU15ISO 55 U
ISO 60 U		≥ 99.9995%
≥ 99.9999%		≥ 99.9975%
≥ 99.9995%
U16ISO 65 U
ISO 70 U		≥ 99.99995%
≥ 99.99999%		≥ 99.99975%
≥ 99.9999%
U17ISO 75 U≥ 99.999995%≥ 99.9999%



4. 3. 호흡기

미국 에너지부(DOE) 표준에 의해 정의된 HEPA 필터는 지름 0.3 마이크로미터(µm) 연무질의 최소 99.97%를 제거한다.[24] 호흡 보호구에 대해 광산 안전 보건 관리국(MSHA)와 국립 산업 안전 보건 연구원(NIOSH)는 HEPA를 0.3 마이크론 프탈산 디옥틸(DOP) 입자를 99.97% 이상 차단하는 필터로 정의한다.[24] 1995년 42 CFR 84로 전환된 이후, HEPA라는 용어는 전동식 공기 정화 호흡기를 제외하고는 사용이 중단되었다.[24] 그러나 정의에 따르면 ANSI Z88.2-2015는 N100, R100, P100 및 HE를 HEPA 필터로 간주한다.[25]

5. 응용 분야

HEPA 필터가 장착된 전동식 공기 정화 호흡기 (PAPR)를 착용한 병원 직원이 결핵과 같은 공기 중 또는 에어로졸 병원체로부터 보호하는 데 사용하고 있다.


HEPA 필터는 다양한 분야에서 활용되고 있다.

; 의료

HEPA 필터는 공기 중 세균 및 바이러스 유기체의 확산을 방지하여 감염 예방에 매우 중요하다. 의료용 HEPA 여과 시스템은 필터에 갇힌 생존 세균 및 바이러스를 제거하기 위해 고에너지 자외선 램프나 항균 코팅 패널을 통합하기도 한다. 일부 최고 등급의 HEPA 장치는 99.995%의 효율 등급을 가지고 있어 공기 매개 전파를 통한 질병 전파에 대해 매우 높은 수준의 보호를 보장한다.

; 클린룸

클린룸이나 클린 부스에서는 HEPA 필터를 채용한 팬 유닛을 사용하여 높은 청정도를 유지한다. 청정 등급은 100~10,000까지 대응하며, 반도체, 액정, 의약품, 식품 등 높은 청정도를 요구하는 제조 공정에 사용된다.

; 공기 청정기

팬 방식 공기 청정기의 고급 기종에는 HEPA 필터가 사용되는 경우가 많다. 일부 제품은 더 높은 성능의 ULPA 필터를 사용하기도 한다. 한국에서는 미세먼지 문제로 인해 공기 청정기 수요가 증가하면서, HEPA 필터의 중요성이 더욱 강조되고 있다.

; 진공 청소기

필립스 FC87xx 시리즈 진공 청소기용 HEPA 정품 필터


많은 진공 청소기는 여과 시스템의 일부로 HEPA 필터를 사용한다.[32] HEPA 필터는 꽃가루 및 집먼지 진드기 배설물 등 미세 입자를 걸러내기 때문에 알레르기 및 천식 환자에게 유익하다.[32] 진공 청소기의 HEPA 필터가 효과적이려면, 기계로 흡입된 ''모든'' 공기가 필터를 통해 배출되도록 설계되어야 하며, 공기가 필터를 통과하지 않고 새는 부분이 없어야 한다.[32] 이는 "밀폐형 HEPA" 또는 "트루 HEPA"라고 불린다.[32] 단순히 "HEPA"라고 표시된 진공 청소기는 HEPA 필터를 사용할 수 있지만, 모든 공기가 반드시 이를 통과하는 것은 아니다.[32] "HEPA 유사" 필터는 HEPA와 ''유사한 구조''를 가지지만, 여과 효율은 떨어진다.[32] 트루 HEPA 필터는 밀도가 높기 때문에 HEPA 진공 청소기는 적절한 청소력을 제공하기 위해 더 강력한 모터가 필요하다.

고품질 HEPA 필터는 지름이 0.3미크론인 먼지 입자의 99.97%를 걸러낼 수 있다.[32] 사람의 머리카락은 지름이 약 50~150미크론이므로, 트루 HEPA 필터는 사람 머리카락 너비보다 수백 배나 작은 입자를 효과적으로 걸러낸다.[32] 일부 제조업체는 "HEPA 4"와 같은 필터 표준을 주장하기도 하는데, 이는 해당 필터의 최소 효율 보고 값 (MERV) 등급을 의미한다. MERV는 필터의 전반적인 효율성을 측정하는 데 사용되는 표준으로, 1에서 16까지의 척도로 10~0.3 마이크로미터 크기의 입자를 제거하는 필터의 능력을 측정한다. 등급이 높을수록 필터는 더 많은 입자와 더 작은 입자를 제거한다.

가정용 청소기 중에서도 하이엔드 기종에는 HEPA 필터를 사용한 것이 많다. 이는 먼지 알레르기에 대한 관심이 높아짐에 따른 것이다.

; 난방, 환기 및 공조 (HVAC)

HEPA 필터 효과: HVAC 시스템 내부 (필터 없음(OUTdoor) 및 필터 있음(INdoor))


난방, 환기 및 공기 조절(HVAC)[33]는 실내 또는 차량에서 HEPA 필터와 같은 공기 필터를 사용하여 공기 중의 오염 물질을 제거하는 기술이다. 오염 물질에는 연기, 바이러스, 분말 등이 있으며 외부 또는 내부에서 발생할 수 있다. HVAC는 환경적 쾌적함을 제공하고 오염된 도시에서 건강을 유지하는 데 사용된다. 특히, 미세먼지 농도가 높은 한국의 도시 환경에서 HVAC 시스템의 HEPA 필터는 건강 유지에 중요한 역할을 한다.

; 자동차

2016년, 테슬라는 테슬라 모델 X가 테슬라 차량 중 세계 최초로 HEPA 등급 필터를 탑재할 것이라고 발표했다.[36] 모델 X 출시 이후 테슬라는 모델 S에도 HEPA 공기 필터를 선택 사양으로 업데이트했다.[37]

; 항공기

현대 항공기들은 재순환 공기 중 공기 매개 병원체의 확산을 줄이기 위해 HEPA 필터를 사용한다.[34] 가압된 항공기의 공기는 거의 전부 외부에서 유입되어 객실을 순환한 다음 항공기 후방의 배출 밸브를 통해 배출된다. 객실 공기의 약 40%는 HEPA 필터를 거치고 나머지 60%는 항공기 외부에서 유입된다. 인증된 공기 필터는 공기 중 입자의 99.97%를 차단하고 포집한다.[35]

; 원자력 시설

원자력 시설에서는 환기 후 배출되는 공기 중의 방사성 미립자를 제거하기 위해 HEPA 필터가 사용된다.

5. 1. 의료

HEPA 필터는 공기 중 세균 및 바이러스 유기체의 확산을 방지하여 감염 예방에 매우 중요하다. 의료용 HEPA 여과 시스템은 필터에 갇힌 생존 세균 및 바이러스를 제거하기 위해 고에너지 자외선 램프나 항균 코팅 패널을 통합하기도 한다. 일부 최고 등급의 HEPA 장치는 99.995%의 효율 등급을 가지고 있어 공기 매개 전파를 통한 질병 전파에 대해 매우 높은 수준의 보호를 보장한다.

5. 2. 클린룸

클린룸이나 클린 부스에서는 HEPA 필터를 채용한 팬 유닛을 사용하여 높은 청정도를 유지한다. 청정 등급은 100~10,000까지 대응하며, 반도체, 액정, 의약품, 식품 등 높은 청정도를 요구하는 제조 공정에 사용된다.

5. 3. 공기 청정기

팬 방식 공기 청정기의 고급 기종에는 HEPA 필터가 사용되는 경우가 많다. 일부 제품은 더 높은 성능의 ULPA 필터를 사용하기도 한다. 한국에서는 미세먼지 문제로 인해 공기 청정기 수요가 증가하면서, HEPA 필터의 중요성이 더욱 강조되고 있다.

5. 4. 진공 청소기



많은 진공 청소기는 여과 시스템의 일부로 HEPA 필터를 사용한다.[32] HEPA 필터는 꽃가루 및 집먼지 진드기 배설물 등 미세 입자를 걸러내기 때문에 알레르기 및 천식 환자에게 유익하다.[32] 진공 청소기의 HEPA 필터가 효과적이려면, 기계로 흡입된 ''모든'' 공기가 필터를 통해 배출되도록 설계되어야 하며, 공기가 필터를 통과하지 않고 새는 부분이 없어야 한다.[32] 이는 "밀폐형 HEPA" 또는 "트루 HEPA"라고 불린다.[32] 단순히 "HEPA"라고 표시된 진공 청소기는 HEPA 필터를 사용할 수 있지만, 모든 공기가 반드시 이를 통과하는 것은 아니다.[32] "HEPA 유사" 필터는 HEPA와 ''유사한 구조''를 가지지만, 여과 효율은 떨어진다.[32] 트루 HEPA 필터는 밀도가 높기 때문에 HEPA 진공 청소기는 적절한 청소력을 제공하기 위해 더 강력한 모터가 필요하다.

고품질 HEPA 필터는 지름이 0.3미크론인 먼지 입자의 99.97%를 걸러낼 수 있다.[32] 사람의 머리카락은 지름이 약 50~150미크론이므로, 트루 HEPA 필터는 사람 머리카락 너비보다 수백 배나 작은 입자를 효과적으로 걸러낸다.[32] 일부 제조업체는 "HEPA 4"와 같은 필터 표준을 주장하기도 하는데, 이는 해당 필터의 최소 효율 보고 값 (MERV) 등급을 의미한다. MERV는 필터의 전반적인 효율성을 측정하는 데 사용되는 표준으로, 1에서 16까지의 척도로 10~0.3 마이크로미터 크기의 입자를 제거하는 필터의 능력을 측정한다. 등급이 높을수록 필터는 더 많은 입자와 더 작은 입자를 제거한다.

가정용 청소기 중에서도 하이엔드 기종에는 HEPA 필터를 사용한 것이 많다. 이는 먼지 알레르기에 대한 관심이 높아짐에 따른 것이다.

5. 5. 난방, 환기 및 공조 (HVAC)



난방, 환기 및 공기 조절(HVAC)[33]는 실내 또는 차량에서 HEPA 필터와 같은 공기 필터를 사용하여 공기 중의 오염 물질을 제거하는 기술이다. 오염 물질에는 연기, 바이러스, 분말 등이 있으며 외부 또는 내부에서 발생할 수 있다. HVAC는 환경적 쾌적함을 제공하고 오염된 도시에서 건강을 유지하는 데 사용된다. 특히, 미세먼지 농도가 높은 한국의 도시 환경에서 HVAC 시스템의 HEPA 필터는 건강 유지에 중요한 역할을 한다.

5. 6. 자동차

2016년, 테슬라는 테슬라 모델 X가 테슬라 차량 중 세계 최초로 HEPA 등급 필터를 탑재할 것이라고 발표했다.[36] 모델 X 출시 이후 테슬라는 모델 S에도 HEPA 공기 필터를 선택 사양으로 업데이트했다.[37]

5. 7. 항공기

현대 항공기들은 재순환 공기 중 공기 매개 병원체의 확산을 줄이기 위해 HEPA 필터를 사용한다.[34] 가압된 항공기의 공기는 거의 전부 외부에서 유입되어 객실을 순환한 다음 항공기 후방의 배출 밸브를 통해 배출된다. 객실 공기의 약 40%는 HEPA 필터를 거치고 나머지 60%는 항공기 외부에서 유입된다. 인증된 공기 필터는 공기 중 입자의 99.97%를 차단하고 포집한다.[35]

5. 8. 원자력 시설

원자력 시설에서는 환기 후 배출되는 공기 중의 방사성 미립자를 제거하기 위해 HEPA 필터가 사용된다.

6. 한국의 HEPA 필터 제조업체

에어 프로덕츠 주식회사, 켐브리지 필터 코퍼레이션 주식회사 (한국 지사), 일본 에어 필터 주식회사 (한국 지사), 닛타 주식회사 (한국 지사), 주식회사 오시아시 연구소 (한국 지사), 주식회사 토요보 환경 테크노 (한국 지사), 일본 스핀들 제조 주식회사 (한국 지사), 일본 무기 주식회사 (한국 지사), 일본 바이린 주식회사 (한국 지사), 미쓰비시 제지 주식회사 (한국 지사), 미도리 안전 에어 클리오티 주식회사 (한국 지사), 파나소닉 에코 시스템즈 오사카 주식회사 (한국 지사) 등이 한국에 HEPA 필터를 제조하는 업체이다.

7. 안전성

HEPA 여과는 음이온과 오존 가스를 각각 사용하는 이온 및 오존 처리 기술과는 달리 기계적 방식으로 작동한다.[30] 따라서 천식[29] 및 알레르기와 같은 잠재적인 폐 부작용을 유발할 가능성은 HEPA 공기 청정기가 훨씬 낮다.[30]

HEPA 필터가 효율적으로 작동하도록 하려면 상업 환경에서 최소 6개월마다 필터를 검사하고 교체해야 한다. 주거 환경에서는 일반적인 주변 공기 질에 따라 이 필터를 2~3년마다 교체할 수 있다. HEPA 필터를 제때 교체하지 않으면 기계 또는 시스템에 스트레스를 주어 공기에서 입자를 적절하게 제거하지 못한다. 또한 시스템 설계에 선택된 개스킷 재료에 따라 막힌 HEPA 필터로 인해 필터 주변의 광범위한 기류 우회가 발생할 수 있다.[31]

8. 비고

일부 회사들은 소비자들이 자사 공기 청정기가 HEPA 표준을 충족한다는 확신을 주기 위해 "진정한 HEPA"라는 마케팅 용어를 사용하지만, 이 용어는 법적 또는 과학적 의미가 없다.[26] "HEPA형", "HEPA 유사", "HEPA 스타일" 또는 "99% HEPA"로 마케팅되는 제품은 HEPA 표준을 충족하지 않으며 독립적인 실험실에서 테스트를 거치지 않았을 수 있다.[27] 이러한 필터가 HEPA 표준에 상당히 근접할 수 있지만, 다른 필터는 훨씬 미치지 못한다.[27]

참조

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