이 글의 목적은 PCE(퍼클로로에틸렌, 테트라클로로에틸렌) 세탁 공정에서 환기 부족으로 발생하는 작업자 노출과 냄새 민원을 줄이기 위해, 현장에서 바로 적용 가능한 환기 설계·진단·개선 절차와 계산 방법을 제시하는 것이다.
1. 문제 정의와 목표 설정
PCE는 염소계 용제에 속하며 지용성이 높아 신경계 영향과 장기 노출 위험이 존재하므로, 세탁기·증류기·여과기·건조캐비닛·탈거 바스켓 주변에서 국소배기와 일반환기를 병행해야 한다. 환기 부족의 전형적 신호는 작업장 특유의 단내·금속성 냄새 잔류, 문 개방 시 냄새가 복도나 상가로 확산, 세탁기 도어 개폐 때 순간 농도 급상승, 야간 무가동 시에도 기화 냄새가 남는 현상이다. 목표는 작업장 내 시간가중평균(TWA) 농도를 10 ppm 이하로 관리하고, 순간 피크를 최소화하는 것이다.
2. 환기 전략 개요
2.1 기본 원칙
- 국소배기: 배출원 가까이에서 포집한다.
- 일반환기(희석환기): 잔류 증기를 빠르게 교체한다.
- 압력 차 관리: 작업장은 인접 공간 대비 약한 음압을 유지한다.
- 열·용제 증기 상승·확산 경로를 고려한 흡인 위치 설정을 한다.
2.2 개선 우선순위
- 세탁기 도어·여과기·증류 스틸·분리기·건조 배기 등 포인트 소스에 국소배기 설치 및 성능 확보를 한다.
- 공조/배기 균형을 조정해 순환 냄새를 차단한다.
- 희석환기(ACH)와 급기량을 상향 조정하되, 과도한 재순환을 금지한다.
- 가스 누설·밀폐불량·배출라인 응축물 역류 등 설비 결함을 제거한다.
3. 국소배기 설계·개선
3.1 후드 유형 선정
- 도어 전면 슬럿후드: 도어 테두리 따라 폭 20~30 mm의 슬롯을 설치해 0.5~0.8 m/s 포집속도를 확보한다.
- 상부 캐노피후드: 도어 상부와 바스켓 상단에 캐노피를 두고 0.5~0.7 m/s 유입면 속도를 확보한다.
- 증류 스틸·분리기 인클로저: 점검창에 소형 포트후드를 설치하고 개구부 0.6~1.0 m/s를 유지한다.
- 탈거·검품 테이블 암후드: 플렉시블 암후드로 국소 포집을 보조한다.
3.2 소요 풍량 산정
개구부 면적을 A(㎡), 목표 포집속도를 Vc(m/s)라 하면 후드 이론 풍량은 Qh=A·Vc·K 이다. K는 후드 형상·후류 보정을 포함하며 보통 1.1~1.4로 본다.
# 슬럿후드 예시 A = 0.80 m(슬럿 길이) × 0.025 m(슬럿 폭) = 0.020 m² V_c = 0.6 m/s, K = 1.2 Q_h = 0.020 × 0.6 × 1.2 = 0.0144 m³/s = 52 m³/h 3.3 덕트 설계
- 증기·용제 혼합 가스를 운반하는 주 덕트 속도는 10~15 m/s 범위로 선정한다.
- 응축·액적 방지를 위해 오르막 구간을 최소화하고 드레인 포트를 설치한다.
- 후드별 제어댐퍼와 정압탭을 설치해 균등 흡인을 맞춘다.
3.4 송풍기 및 정압
정압 손실은 후드입구 손실+덕트 마찰손실+엘보·티 등 국부손실+필터·사일렌서 손실의 합이다. 팬 정압(Pa)은 다음과 같다.
SP_total = ΔP_hood + ΔP_duct + ΣΔP_fittings + ΔP_filter + ΔP_stack 국소배기 팬은 가변풍량(VFD) 적용을 권장하며, 운전 점검용 정압계(마노미터)와 전류계를 설치한다.
3.5 국소배기 성능 확인
- 연무(스모크) 테스트로 포집 경로를 가시화한다.
- 후드 면속도는 핫와이어·피토관으로 측정한다.
- 포집 효율은 도어 개폐 작업 중 휴대용 PID로 피크 농도 변화를 비교한다.
| 공정부 | 권장 후드 | 목표 속도 | 참고 풍량(예) | 점검 포인트 |
|---|---|---|---|---|
| 세탁기 도어 | 슬럿+캐노피 | 0.6 m/s | 50~120 m³/h/후드 | 도어 가스켓 누설, 개구부 정렬 |
| 증류 스틸 | 인클로저 포트 | 0.8 m/s | 80~150 m³/h | 가열 시 피크 대응, 배출라인 응축 |
| 분리기/여과기 | 포트후드 | 0.6~0.8 m/s | 60~120 m³/h | 밸브 패킹, 씰 교체 주기 |
| 탈거·검품 | 암후드 | 0.5~0.6 m/s | 60~100 m³/h | 작업자 호흡권 포집 |
4. 일반환기(희석환기) 설계·개선
4.1 목표 환기횟수(ACH)
세탁소 작업실은 냄새 민원과 피크 관리를 위해 8~12 ACH를 1차 목표로 하고, 국소배기 병행 시 6~8 ACH도 가능하다. 공조 설계 시 난방·냉방 부하를 고려하여 가동 시간대 기준으로 산정한다.
4.2 희석환기 풍량 계산
작업실 체적 V(㎥)와 목표 환기횟수 ACH(1/h)가 주어지면 필요 급·배기 풍량 Q(㎥/h)는 Q = V × ACH 이다. 분 단위 계산은 Q(㎥/min) = V × ACH / 60 을 쓴다.
# 예: 실내 8 m × 6 m × 3 m = 144 ㎥, 목표 10 ACH Q = 144 × 10 = 1,440 ㎥/h (= 24 ㎥/min) 4.3 급·배기 균형과 음압
- 배기 > 급기로 5~10% 음압을 만든다.
- 출입문 하부 10~20 Pa 차압 유지로 냄새 이월을 차단한다.
- 급기는 작업자 뒤·상부에서 확산시켜 후드 방향으로 흐르도록 한다.
4.4 재순환 금지 영역
PCE 배기 라인은 재순환을 금지하고 외기로 직접 배출한다. 필요 시 활성탄 흡착탑 등 말단 저감장치를 설치한다.
5. 실측 기반 진단 절차
5.1 기본 계측
- 후드 면속도, 덕트 속도, 정압, 팬 전류·주파수, 급·배기량을 측정한다.
- 실내·외 차압을 로거로 기록한다.
- PCE 농도는 휴대용 PID로 추세를 보고, 흡착관 시료로 TWA를 산출한다.
5.2 CO₂ 추적가스 환기율 시험
비영업 시간에 CO₂를 1,500 ppm 수준으로 유입 후 자연 또는 기계 환기 하에 시간별 농도를 기록한다. 질량보존식으로 ACH를 구한다.
ACH = - ( 60 × ln( (C_t - C_out) / (C_0 - C_out) ) ) / t # C_t: 시간 t분 후 실내 CO₂, C_0: 초기, C_out: 외기, ln은 자연로그 5.3 배출원 분해
- 도어 개방 직후 1분 평균 피크 측정
- 증류 가열 단계 피크 측정
- 정상 운전 시 배경 농도
세 구간을 분해해 국소배기 개선 우선순위를 정한다.
6. 단계별 개선 시나리오
6.1 최소 개선안(저비용·빠른 적용)
- 도어 상부 캐노피 임시 설치(알루미늄 프레임+판).
- 플렉시블 암후드 1대 도입, 증류 스틸 작업 포트에 상시 흡인.
- 팬 VFD로 풍량 +15% 상향, 댐퍼 재셋팅.
- 문하부 언더컷 10~15 mm 확보, 차압 10 Pa 목표.
- 활성탄 룸필터 제거 또는 바이패스(재순환 금지).
6.2 표준 개선안(권장)
- 슬럿후드+캐노피 이중 포집으로 도어 구간 0.6 m/s 확보.
- 덕트 직경 보정으로 주덕트 12 m/s 설계, 응축 드레인 추가.
- 총 일반환기 10 ACH, 급기 디퓨저 재배치로 흐름 최적화.
- 말단 배출에 활성탄 흡착탑 또는 냉각 응축기 설치.
6.3 고급 개선안(신규·대수선)
- 세탁기·증류·분리기를 부분 인클로저화하고 인터락으로 도어 개방 시 팬 최고속 운전.
- BAS 연동 차압 제어, 점유·부하 기반 VAV 제어.
- 누출 감지 센서+경보+배기 증속 자동화.
7. 계산 예제(통합)
가정: 실내 8×6×3 m=144 ㎥, 목표 10 ACH, 도어 캐노피후드 A=0.4 ㎡, Vc=0.6 m/s, K=1.2, 후드 2대.
- 일반환기 풍량: QG=144×10=1,440 ㎥/h.
- 국소배기 풍량: QH=0.4×0.6×1.2=0.288 ㎥/s=1,037 ㎥/h/대 → 2대=2,074 ㎥/h.
- 총 배기: Qtot= QG + QH ≈ 3,514 ㎥/h.
- 급기량: 배기 대비 0.9배로 3,160 ㎥/h, 차압 약 10~15 Pa 목표.
덕트 속도를 12 m/s로 설계 시 필요한 원형 덕트 직경 d는 다음과 같다.
# Q = V × A, A = Q / V Q = 3,514 m³/h = 0.976 m³/s A = 0.976 / 12 = 0.0813 m² d = sqrt(4A/π) = 0.322 m ≈ 325 mm 8. 운영·유지관리(O&M) 체크리스트
| 항목 | 점검 방법 | 기준/주기 | 조치 |
|---|---|---|---|
| 도어 가스켓 | 비누방울 테스트, 육안 균열 | 월 1회 | 누설 시 즉시 교체 |
| 후드 면속도 | 핫와이어 평균 | 분기 1회, 0.6 m/s | 댐퍼 조정·팬 속도 보정 |
| 덕트 응축 | 드레인 배출량, 내부 오염 | 월 1회 | 드레인·트랩 정비, 단열 보강 |
| 차압 | 문틈 차압계 | 상시 10~15 Pa | 급·배기 밸런싱 |
| 팬 전류·소음 | 클램프미터·소음계 | 월 1회 | 베어링 윤활·벨트 장력 조정 |
| 활성탄 탑 | 차압·톨브레이크 | 교체지침 준수 | 포화 시 교체 |
| PCE 농도 | PID 피크, 흡착관 TWA | 반기 1회 이상 | 설정 기준 초과 시 CAPA 실행 |
9. 냄새 민원·확산 차단
- 배출구는 지상 보행자 호흡권, 창문, 공조 흡입구에서 수평·수직으로 충분히 이격한다.
- 상가 복도에는 양압을 적용하고 세탁실은 약한 음압으로 구획한다.
- 문 열림 시간 최소화, 작업 순서 표준화로 피크를 줄인다.
10. 안전·보건 관리
- 운전 중 도어 개방 금지, 잔압 배출 후 개방 절차를 표준화한다.
- 유출·누출 시 환기 증속, 점화원 제거, 인접 구획 격리 절차를 숙지한다.
- 정기 교육에 포집속도, 차압, 후드 사용법을 포함한다.
11. 흔한 실패 원인과 해결
| 실패 원인 | 증상 | 근본원인 | 해결 |
|---|---|---|---|
| 후드 위치 불량 | 연무가 작업자 방향으로 역류 | 와류·개구부 이격 | 후드 근접, 각도·높이 재설정 |
| 풍량 부족 | 면속도 미달 | 팬 용량/정압 부족 | 팬 교체 또는 VFD 증속, 손실 저감 |
| 급·배기 불균형 | 냄새가 복도로 확산 | 양압 발생 | 배기 우세로 재밸런싱 |
| 덕트 응축 | 방울 소리, 드레인 누수 | 온도차·수평 구간 과다 | 단열, 구배 확보, 드레인 추가 |
| 재순환 필터 사용 | 실내 냄새 축적 | 내부 재순환 | 재순환 금지, 외기 배출 |
12. 개선 검증 프로토콜
- 개선 전 1주일 기준선 데이터 수집(PID 피크, TWA, 차압, 면속도).
- 개선 공사 후 즉시 성능 테스트(연무·속도·풍량·차압).
- 1주, 4주 후 추적 모니터링으로 재악화 여부 확인.
- 운영지침(SOP) 개정 및 교육 기록 업데이트.
13. 문서화 예시
문서명: PCE 세탁 공정 환기 성능점검서 항목: - 국소배기: 후드형식/개수, 면속도(평균, 최저), 팬SP, VFD 주파수 - 일반환기: 급/배기 량, ACH, 차압, 운전시간 - 배출: 말단처리 유무, 교체주기 - 노출: PID 피크(작업 이벤트별), TWA, 민원발생 건수 판정: 적합/조건부/부적합 및 CAPA FAQ
PCE 냄새는 어느 정도면 안전한가?
후각 임계만으로 안전 여부를 판단하지 않는다. 작업환경 기준 이내라도 피크 노출은 불편감을 줄 수 있다. 계측값과 환기 성능지표로 관리하는 것이 타당하다.
후드 속도 0.6 m/s가 항상 필요한가?
개구부 크기·작업 자세·방해기류에 따라 다르다. 도어 바로 앞과 호흡권 보호가 목적이면 0.5~0.8 m/s 범위에서 실측으로 검증한다.
공기청정기나 활성탄 룸필터로 해결 가능한가?
재순환 방식은 냄새를 순환시켜 민원 악화를 유발할 수 있다. 국소배기+외기 배출이 우선이며, 말단 저감장치는 배출 라인에 설치한다.
냄새는 줄었는데 측정치가 높게 나오는 이유는?
후각 적응, 다른 냄새에 가려짐, 포집 실패 구간 존재 등으로 설명된다. 작업 이벤트별 포집 효율을 다시 확인한다.
소규모 점포에서 실현 가능한 최소 조치는?
도어 상부 캐노피 임시 설치, 플렉시블 암 1대, VFD 증속, 차압 10 Pa 확보, 재순환 차단이 비용 대비 효과가 높다.