Dokładna Filtracja Powietrza: Rodzaje i Systemy
- Szczegóły
Filtracja powietrza to proces kluczowy dla utrzymania czystości powietrza w systemach wentylacyjnych, mający na celu usuwanie zanieczyszczeń i ochronę zarówno użytkowników pomieszczeń, jak i elementów instalacji. Filtry powietrza to niezbędny element każdego systemu wentylacyjnego - zapewniają czyste powietrze, chronią instalacje i wpływają na komfort użytkowników.
Klasyfikacja Filtrów Powietrza
Filtry powietrza od zawsze były klasyfikowane ze względu na różne wyznaczniki. Klasyfikacja filtrów powietrza jest podstawą doboru odpowiednich filtrów do systemów wentylacyjnych, które zapewniają czyste powietrze i ochronę instalacji. Klasyfikacja filtrów powietrza według normy EN779 to tylko jedna z metod, pozwalająca na uporządkowanie dostępnych na rynku rozwiązań w zrozumiały sposób. Przez długi czas obowiązywała europejska norma EN779 określająca to jakie parametry musi spełniać filtr by należeć do klas filtracji G, M, F, czy wyższych. Od kilku lat dobrze znana klasyfikacja filtrów powietrza została zastąpiona przez normę PN-EN ISCO 16890-1E.
Norma EN779
Żeby móc rozmawiać o wprowadzonych zmianach, należy poznać stary system klasyfikacji filtrów. Jak wspomnieliśmy przez długi czas obowiązywała europejska norma PN-EN779, która skupiała się na klasyfikacji filtrów pod kątem stopnia odpylania (Am) oraz ich średniej skuteczności (Em). Mając wyniki testów filtry były przydzielane do jednej z kliku grup widocznych w poniższej tabeli.
Stara norma opierała się na mierzeniu średniej skuteczności filtracji dla cząstek 0,4 µm. W nowej ten system został zmieniony na bardziej dokładny.
Filtrami charakteryzującymi się najmniejszą skutecznością były filtry klasy G, a tych klas były cztery. Każda kolejna klasa podwyższała skuteczność w wyłapywaniu cząstek stałych o określonych wielkościach. Skuteczność filtrów G4, czyli najbardziej dokładnych w tej kategorii kończyła się na wyłapywaniu roztoczy, pyłu węglowego czy sierści zwierząt.
Przeczytaj także: Definicja i pomiar filtracji kłębuszkowej
Kolejną klasą filtrów były filtry średnio dokładne. W tym wypadku filtr M6 potrafił wyłapywać nawet spaliny czy wirusy, chociaż jego skuteczność w tej materii nie była wysoka.
Najdokładniejsze filtry określano klasą F i były to filtry dokładne. Filtry dokładne bardzo dobrze radziły sobie z filtracją większości zanieczyszczeń mierzonych starą metodą.
Na rynku dostępne są również filtry wysoko skuteczne: EPA, HEPA i ULPA, ale nowa norma 16890 się do nich nie odnosi. Filtry z tej kategorii charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością na poziomie 99,999,995%.
Norma ISO 16890
Istnieje także nowa międzynarodowa klasyfikacja oparta na normie ISO 16890. Norma ta zastępuje starsze metody klasyfikacji i dostarcza bardziej szczegółowych informacji na temat skuteczności filtrów w kontekście aktualnych zagrożeń dla jakości powietrza. Kryteria podziału są ściśle określone - aby filtr mógł zostać zakwalifikowany do danej klasy, musi wykazać się określoną minimalną efektywnością w przechwytywaniu cząstek danego rodzaju.
W nowej normie ISO 16890 występuje dużo więcej wskaźników opisujących kategorię konkretnego filtru. Podczas gdy w starej normie skuteczność filtru była określana na bazie cząstek o wielkości 0,4 µm tak w ISO 16890 oblicza się skuteczność filtracji na bazie trzech wielkości PM1 (0,3-1,0 µm), PM2,5 (0,3-2,5 µm) i PM10 (0,3-10 µm). Po dokonaniu pomiarów filtr przypisuje się do odpowiedniej grupy nazwanej Coarse.
Przeczytaj także: Webber AP8400 - wymiana filtrów
W tym miejscu warto powiedzieć co znaczą określenia PM1, PM2,5 i PM10. Odnoszą się one do wielkości cząstek stałych mniejszych od 1; 2,5 i 10 mikronów. Mikronem określamy jedną tysięczną milimetra co daje nam wielkości rzędu: 1 µm = 0,001mm , 2,5 µm = 0,0025mm 10 µm = 0,01mm Przedstawione wielkości są niezauważalne dla człowieka. Dla lepszego zrozumienia o jakich rozmiarach mówimy, warto zapoznać się z poniższymi informacjami:
- ISO ePM1 - wielkość wirusów i gazów spalinowych
- ISO ePM2,5 - wielkość bakterii i pyłków
- ISO ePM10 - wielkość pyłu pustynnego
- ISCO coarse - wielkość piasku i włosów
Niestety ten system, utrudnia przepisanie starych grup filtrów do nowych, a wręcz takie porównanie nie jest możliwe. Gdy taka skuteczność nie zostanie osiągnięta filtr trafia do grupy Coarse.
Skuteczność wyłapywania cząstek stałych stopniowana jest w skali 5% a wynik pomiaru zaokrąglany jest w dół.
Na podstawie tych wyników filtr jest przypisywany do jednej z klasy filtrów powietrza: ePM10, ePM2,5 lub ePM1, bądź klasy Coarse, jeśli skuteczność jest niższa niż 50% w każdej z tych kategorii.
W nowej normie ISO 16890 określono klasyfikację filtrów powietrza na podstawie ich zdolności do filtracji cząstek o różnych rozmiarach:
Przeczytaj także: Optymalne rozcieńczenie bimbru
- ISO ePM1 - Filtry w tej kategorii są skuteczne w usuwaniu cząstek o średnicy mniejszej niż 1 mikrometr (µm). Są one szczególnie przydatne w eliminowaniu drobnych pyłów, takich jak dym tytoniowy czy smog, które mogą negatywnie wpływać na zdrowie ludzi. Zastosowanie znajdują przede wszystkim w szpitalach, laboratoriach i wszelkich obiektach wymagających bardzo wysokiej jakości powietrza.
- ISO ePM2.5 - Te filtry efektywnie usuwają cząstki o średnicy pomiędzy 1 a 2,5 mikrometra (µm). Są idealne do walki z większością rodzajów pyłków, spalin samochodowych i innych zanieczyszczeń występujących w miejskim powietrzu.
- ISO ePM10 - Ta kategoria obejmuje filtry zdolne do pochłaniania cząstek o średnicy między 2,5 a 10 mikrometrów (µm), co obejmuje większość pyłków roślinnych oraz inne większe cząstki stałe.
- ISO Coarse - ostatnia klasa filtracji według normy ISO 16890 to filtry przeznaczone do eliminowania największych cząstek stałych o rozmiarze większym niż 10 mikrometrów (µm).
Tabela: Klasyfikacja Filtrów Powietrza wg EN779
| Grupa filtrów | Klasa filtracji | Końcowy opór powietrza | Średnie zatrzymanie (Am) pył syntetyczny (%) | Średnia skuteczność (Em) dla cząsteczek 0,4 µm (%) | Minimalna skuteczność (ME) dla cząsteczek 0,4 µm (%) |
|---|---|---|---|---|---|
| Filtry wstępne | G1 | 250 Pa | 50 ≤ Am < 65 | - | - |
| G2 | 65 ≤ Am < 80 | - | - | ||
| G3 | 80 ≤ Am < 90 | - | - | ||
| G4 | 90 ≤ Am | - | - | ||
| Filtry medium | M5 | 450 Pa | - | 40 ≤ Em < 60 | - |
| M6 | - | 60 ≤ Em < 80 | - | ||
| Filtry dokładne | F7 | 450 Pa | - | 80 ≤ Em < 90 | 35 |
| F8 | - | 90 ≤ Em < 95 | 55 | ||
| F9 | - | 95 ≤ Em | 70 |
Rodzaje Filtrów Powietrza
Filtry powietrza stosowane w systemach wentylacyjnych można podzielić na trzy podstawowe grupy: wstępne, dokładne i absolutne. Filtry powietrza w systemach wentylacyjnych działają na podstawie kilku mechanizmów, m.in. dyfuzji molekularnej, bezpośredniego zaczepienia, osadzania bezwładnościowego czy zjawisk elektrostatycznych. Skuteczność działania systemu zwiększa filtracja wielostopniowa, obejmująca filtry wstępne do zatrzymywania większych zanieczyszczeń, filtry dokładne dla pyłów i mikroorganizmów oraz filtry absolutne, które zapewniają najwyższą czystość powietrza.
- Filtry wstępne są pierwszym etapem filtracji, usuwając z powietrza największe zanieczyszczenia, takie jak kurz czy pył. Chronią elementy systemów wentylacyjnych - wentylatory i wymienniki ciepła - przed uszkodzeniem. Filtry wstępne są zazwyczaj wykonane z włókniny syntetycznej lub metalowej siatki. Filtr wstępny to pierwsza linia obrony w urządzeniach oczyszczających powietrze. Jego zadaniem jest zatrzymywanie największych, widocznych gołym okiem zanieczyszczeń: kurzu, sierści zwierząt, włókien tkanin, pyłków roślin, a nawet drobnych owadów. Dzięki niemu powietrze trafiające do bardziej zaawansowanych filtrów (np. HEPA i węglowy) jest wstępnie oczyszczone - a same filtry główne są mniej obciążone i dłużej zachowują swoją skuteczność. Filtr wstępny jest najczęściej wielorazowy i nadaje się do mycia, co czyni go wyjątkowo wygodnym i ekonomicznym.
- Filtry dokładne stanowią drugi stopień filtracji, zatrzymując mniejsze cząsteczki, takie jak drobny pył czy mikroorganizmy. Filtry M5-M6 są skuteczniejsze od wstępnych. Wychwytują mniejsze cząstki pyłów, np. pyłki roślin czy drobniejsze zanieczyszczenia. Filtry F7-F9 należą do grupy filtrów bardzo dokładnych, charakteryzujących się wysoką skutecznością w usuwaniu drobnych zanieczyszczeń. Filtry F7 zatrzymują aż 80-90%, F8 90-95%, a F9 ponad 95% cząstek o wielkości 0,4 μm.
- Filtry absolutne to trzeci stopień filtracji, stosowany w miejscach o najwyższych wymaganiach higienicznych, takich jak szpitale czy laboratoria. Charakteryzują się bardzo wysoką skutecznością zatrzymywania nawet submikronowych cząstek.
Filtry HEPA i ULPA
Śmiało można powiedzieć, że filtry HEPA to jedne z najskuteczniejszych technologii w świecie oczyszczania powietrza. Filtry HEPA są zdolne do zatrzymywania co najmniej 99,97% cząsteczek o wielkości 0,3 mikrona. Cechą charakterystyczną filtrów HEPA jest trójstopniowy mechanizm przechwytywania cząstek (zderzanie bezpośrednie, osadzanie i dyfuzja). Filtr HEPA to jeden z najskuteczniejszych filtrów stosowanych w urządzeniach AGD do oczyszczania powietrza. Nazwa HEPA to skrót od angielskiego High Efficiency Particulate Air, co w dosłownym tłumaczeniu oznacza „wysokowydajny filtr cząstek stałych”. Oznacza to, że skutecznie eliminuje m.in. pyłki roślin (np. brzozy i traw), zarodniki grzybów i pleśni, roztocza i ich odchody, bakterie, wirusy oraz drobne zanieczyszczenia mechaniczne (np. kurz PM2.5 i PM10). Dzięki tak wysokiej skuteczności filtr HEPA jest szczególnie polecany alergikom oraz osobom, które chcą zadbać o czyste i zdrowe powietrze w swoim domu.
Filtry HEPA dzielą się na kilka klas, które określają ich skuteczność w zatrzymywaniu cząstek stałych:
- E10-E12 - tzw. podstawowe filtry HEPA, zatrzymują od 85% do 99,5% cząsteczek.
- H13 - filtr wysokiej klasy, który eliminuje aż 99,95% zanieczyszczeń o wielkości powyżej 0,3 mikrona.
- H14 - filtr klasy medycznej, usuwający nawet 99,995% zanieczyszczeń.
Filtry ULPA (Ultra Low Penetration Air) stanowią najwyższy standard w technologii filtracji powietrza, przewyższając skutecznością nawet filtry HEPA. Charakteryzują się zdolnością do zatrzymywania cząstek o wielkości 0,12 mikrona z efektywnością na poziomie 99,9995% lub wyższą. Zastosowanie filtrów ULPA ogranicza się do środowisk wymagających absolutnej czystości powietrza.
Filtry Węglowe
Filtry węglowe to wszechstronne rozwiązania wykorzystujące właściwości węgla aktywnego do oczyszczania różnych mediów, głównie powietrza i wody. Filtry węglowe składają się z warstwy węgla aktywnego, często w postaci drobnych granulek umieszczonych w specjalnej obudowie. Filtr węglowy to specjalny materiał pokryty warstwą aktywnego węgla, który pochłania zapachy i szkodliwe związki chemiczne. szkodliwe VOC (np. formaldehyd, benzen, ksylen, toluen). To dzięki temu filtr węglowy poprawia komfort oddychania nie tylko w sensie fizycznym, ale też - sensorycznym. Powietrze staje się po prostu świeższe i bardziej neutralne.
Efektywność Filtracji i Konserwacja
Efektywność filtracji zależy od kilku kluczowych parametrów. Skuteczność filtracji określa zdolność filtra do zatrzymywania zanieczyszczeń o różnych rozmiarach. Opór przepływu powietrza powinien być jak najniższy, aby ograniczyć zużycie energii i uniknąć przeciążeń systemu. Chłonność pyłowa określa, jak długo filtr może działać bez konieczności wymiany.
Regularna wymiana i konserwacja filtrów to kluczowe działania zapewniające sprawność systemów wentylacyjnych, optymalną jakość powietrza oraz długą żywotność instalacji. Warto wiedzieć, że sprawność czystego filtra zaraz po zainstalowaniu jest niższa niż znamionowa i wzrasta w miarę osadzania się zanieczyszczeń na powierzchni filtracyjnej - osadzona warstwa pyłu tworzy tzw. wtórną warstwę filtracyjną. Niemniej jednak wzrastają jednocześnie opory przepływu powietrza. Procedury konserwacji obejmują kontrolę stanu filtrów, czyszczenie instalacji i regularne sprawdzanie szczelności systemu. Zaniedbanie wymiany filtrów może prowadzić do zwiększenia kosztów eksploatacyjnych, obniżenia jakości powietrza oraz uszkodzenia elementów systemu takich jak wymienniki ciepła czy wentylatory. Regularna kontrola i konserwacja to najlepszy sposób na utrzymanie sprawnego działania systemów wentylacyjnych.
tags: #dokładna #filtracja #powietrza #rodzaje #systemy
