Filtr powietrza: budowa, zasada działania i zastosowanie
- Szczegóły
Filtry powietrza odgrywają kluczową rolę w zapewnieniu czystego powietrza zarówno w zastosowaniach przemysłowych, jak i domowych. Odpowiedni dobór i regularna wymiana wkładów filtracyjnych są niezbędne dla skutecznego oczyszczania powietrza z zanieczyszczeń. Od momentu swojego powstania filtry ewoluowały i dziś wykorzystywane są wszechstronnie również do bardzo wymagających zastosowań.
Rodzaje filtrów powietrza
Istnieje wiele rodzajów filtrów powietrza, z których każdy ma swoje specyficzne zastosowanie i budowę. Poniżej omówimy najpopularniejsze typy filtrów:
Filtry kieszeniowe
Filtry kieszeniowe to rodzaj filtrów zbudowanych na ramce, ale składających się z sekwencji kieszeni medium filtrującego, mających kształt klina i pozostających swobodnymi, to jest bez usztywnienia. Filtry te stosowane są w urządzeniach wentylacyjnych i klimatyzujących, przede wszystkim modułowych centralach klimatyzacyjnych, nawiewnych i nawiewno-wyciągowych.
Filtry kompaktowe
Filtry kompaktowe to przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej. Stosowane są w instalacjach do klimatyzacji i wentylacji, alternatywnie wobec filtrów kieszeniowych. Ich wykorzystanie to filtry końcowe lub jako filtry wstępne do filtrów absolutnych.
Pracują w klasie oczyszczania powietrza M5 i M6 oraz F7 ÷ F9 (filtry medium i dokładne). Opisane klasy filtrowania (w zgodzie z normą PN-EN 779: 2012) predestynują filtry kompaktowe do wyłapywania z powietrza cząstek wielkości od 0,4 ?m wśród takich zanieczyszczeń, jak: zarodniki, pył cementowy, pigmenty, bakterie i drobnoustroje na powierzchni większych cząstek stałych, ponadto konglomeraty sadzy i pyły przemysłowe. Materiał filtracyjny (np. włókno szklane) jest splisowany i zamontowany w obudowie o kształcie powielonej litery V.
Przeczytaj także: Sędziszów Filtr Powietrza do Astry H - Testy i Opinie
Filtry patronowe (nabojowe)
Alternatywą dla worka filtracyjnego jest filtr patronowy, który charakteryzuje się większą powierzchnią filtracji przy jednoczesnym zachowaniu niewielkich gabarytów urządzenia. Filtr nabojowy jest powszechnie stosowany w odpylaniu gazów spawalniczych, w galwanizerniach, odlewniach, przy odpylaniu farb proszkowych oraz pyłów śrutowych.
Zasada działania filtrów patronowych jest bardzo podobna do filtrów workowych, przy czym główną różnicą jest wkład filtracyjny. Patron jest najczęściej cylindrycznym elementem filtra, w którym materiał filtracyjny jest sprasowany, dzięki czemu w jednym patronie filtracyjnym możemy uzyskać nawet kilkadziesiąt metrów kwadratowych powierzchni filtracji.
Mechanizm działania filtrów patronowych polega na tym, że najpierw zanieczyszczenia są odprowadzane z urządzenia, aby następnie zostały zasysane do komory, w której znajdują się wkłady patronowe. Jest to komora filtracyjna, dzięki której zanieczyszczenia pozostają na zewnątrz wkładu, a czyste powietrze zostaje odprowadzone na zewnątrz przez specjalnie do tego przeznaczoną komorę.
Zastosowanie filtrów patronowych
Zwykle tego rodzaju filtry stosuje się w dużych przestrzeniach, które wymagają filtracji z powodu niewielkiego stężenia pyłu. Zgrabna wielkość pozwala na dużą dowolność i wygodę w montażu. Przykładowym zastosowaniem filtrów patronowych są miejsca wymagające odpylania różnych procesów, choćby spawania, metalurgii, polerowania, czy też malowania proszkowego. W indywidualnych przypadkach można dostosować wkłady patronowe do rodzaju zanieczyszczenia. Bierzemy tutaj pod uwagę rodzaj filtrów, powierzchni filtracyjnej, gramaturę i wiele innych aspektów.
Budowa i mocowanie wkładów w filtrach patronowych
W ofercie można znaleźć szeroki wybór produktów ze względu na budowę filtrów patronowych, wykorzystane tworzywo oraz rodzaj mocowania. Pozwala to jak najlepiej dopasować produkt do potrzeb Klienta.
Przeczytaj także: Jak wymienić filtr w Vespa LX 50?
Kształt filtrów patronowych
Najbardziej popularnym kształtem filtrów patronowych (filtrów nabojowych) jest walec, ale produkuje się również filtry stożkowe, owalne oraz o kształcie płaskim. Kwestia gabarytów zależy od miejsca przeznaczenia, lecz zwykle dostępne są filtry od kilkunastu centymetrów, aż po długie modele stosowane w dużych instalacjach.
Tworzywo stosowane w filtrach patronowych
Wybór odpowiedniego tworzywa do materiału filtracyjnego zależy od tego, jakiej wymaga się skuteczności filtracji w danym miejscu. Zwykle stosuje się poliester, celulozę, czy też celulozo-poliester. Dla większego bezpieczeństwa materiał filtru patronowego można pokryć tworzywem PTFE, które zwiększa skuteczność odpylania i podnosi odporność chemiczną.
Mocowanie filtru patronowego
Sposób, w jaki zostaną zamontowane filtry patronowe, decyduje o ich trwałości i jakości. Możemy tutaj wyróżnić mocowanie na kilka zaczepów, zakładanie wkładu poprzez wkręcanie, dociskanie szpilką gwintowaną, czy także montaż z pomocą uszczelki.
Czyszczenie i regeneracja filtrów patronowych
Każdy filtr powietrza powinien być co jakiś czas czyszczony, jeśli klientowi zależy na jego trwałości. Odbywa się to poprzez wywołanie przepływu wstecznego, dzięki któremu zanieczyszczenia zostają oderwane od wkładu przez wprowadzone powietrze, a następnie odprowadzone. Metoda ta pozwala oczyścić całą instalację wraz z wszystkimi strukturami.
Filtry HEPA (High Efficiency Particulate Air Filter)
Filtry HEPA są najważniejszą częścią systemu filtracji w oczyszczaczach powietrza. Filtr HEPA, zwany także absolutnym, to filtr powietrza charakteryzujący się bardzo wysoką skutecznością usuwania zanieczyszczeń. W dosłownym tłumaczeniu HEPA znaczy właśnie: „wysokoskuteczny” filtr powietrza.
Przeczytaj także: Oczyszczacz Duux: konserwacja filtra
Filtry HEPA wykonuje się z cienkiego jak papier materiału filtracyjnego wykonanego z włókna szklanego lub innego tworzywa sztucznego, o charakterystycznej wielkości włókien oraz odpowiednim ich rozłożeniu. Materiał składany jest w filtr do postaci „harmonijki”, zapewniającej dużą powierzchnię filtracji przy jednoczesnych niskich oporach przepływu powietrza.
Jak działa filtr HEPA?
HEPA filtry charakteryzują się prostą zasadą działania. Ich włókna tworzą zwartą siatkę, która posiada mikroskopijne pory. Są one na tyle niewielkie, że zatrzymują niemal wszystkie możliwe zanieczyszczenia (w tym zarodniki, bakterie i wirusy), ale jednocześnie pozwalają na swobodny przepływ powietrza. Filtracja w filtrach HEPA odbywa się poprzez 4 rodzaje mechanizmów:
- Przesiewanie - cząstki kurzu, sierść i drobnoustroje zatrzymują się włóknach filtrach, podczas gdy powietrze może je swobodnie okrążać.
- Inercja (bezwładność) - dotyczy większych i cięższych cząsteczek, które posiadają większą masę od powietrza. Za sprawą siły bezwładności, pyły tego typu nie podążają w tym samym kierunku co powietrze i wpadają bezpośrednio na włókna filtra HEPA.
- Dyfuzja - to zjawisko pomaga w zatrzymywaniu najmniejszych cząsteczek, takich jak zarodniki pleśni, które poruszając się w nieregularnych kierunkach, wychwytywane są przez włókna filtra.
- Przechwycenie - można to inaczej nazwać “przyklejaniem” brudu do włókien na oczyszczaczu. Na przechwycenie podatne są pyły i cząstki o średniej wielkości, które podążają za ruchem powietrza.
Budowa Filtry HEPA produkuje się z włókien szklanych. Ten rodzaj materiału skuteczny jest w przechwytywaniu cząstek o średnicy ≥ 0,01 µm i może zatrzymać nawet do 99,995% cząstek o rozmiarach 0,3 µm. Co oznaczają te liczby? Między innymi to, że filtry te zatrzymują nie tylko cząstki kurzu, ale również komórki mikroorganizmów, takich tak grzyby czy wirusy i pierwotniaki.
Klasyfikacja filtrów HEPA
Ze względu na używanie filtrów HEPA w przemyśle są one poddawane procesom normalizacji. ULPA - to w dosłownym tłumaczeniu filtry powietrza o bardzo niskiej penetracji, czyli takie o najwyższej skuteczności ze wszystkich filtrów HEPA. Oznacza się je literą U. Wewnątrz każdej z grup wyróżnia się klasy oznaczane liczbą. W grupie EPA: E10, E11, E12; w grupie HEPA: H13 i H14; a w grupie ULPA: U15, U16 i U17. Minimalna skuteczność jest w poszczególnych klasach określana dla cząstek o wielkości 0,3 µm. Są to zanieczyszczenia, z którymi filtry radzą sobie najgorzej.
Poszczególne rodzaje filtrów różnią się od siebie skutecznością. Kolejno - EPA (Efficiency Particulate Air), HEPA (High Efficiency Particulate Air), ULPA (Ultra Low Penetration Air) - to wyższe klasy tego samego systemu oczyszczania. Numer widniejący przy skrócie oznacza generację - im wyższy, tym lepszy jest filtr. W ofercie można znaleźć modele nawet z filtrem HEPA 14. Taki wkład jest najsilniejszą wersją przeznaczoną do użytku prywatnego. Jeśli zaś ze względu na budżet potrzebujesz jedynie optymalnego oczyszczania, wybierz HEPA 11 lub 12.
Budowa filtrów HEPA
Klasa to nie jedyna różnica między filtrami HEPA obecnymi w oczyszczaczach powietrza. Filtry można też podzielić pod względem budowy. Niektóre filtry w oczyszczaczach mają kształt cylindra, dlatego nazywane są czasem filtrami 360°. W innych urządzeniach znajdziemy płaskie filtry, które można też nazwać kasetowymi. W oczyszczakach, które mają filtr HEPA oraz filtr węglowy te dwa elementy czasami są ze sobą połączone. Tworzą wówczas jeden zintegrowany filtr (najczęściej cylindryczny), którego nie da się rozdzielić bez ryzyka ich uszkodzenia.
Utrzymanie i wymiana filtrów HEPA
Producenci oczyszczaczy powietrza zawsze podają sugerowaną żywotność swoich filtrów. W zależności od marki i modelu czas taki waha się od 3 miesięcy do nawet 10 lat (np. w przypadku oczyszczaczy powietrza Sharp). Zawsze należy wziąć pod uwagę fakt, iż nie w każdych warunkach filtry wytrzymają tyle samo. O tym, że nadszedł czas na wymianę filtra HEPA, świadczą przede wszystkim:
- zmiana koloru filtra - jeśli z białego stał się ciemnoszary lub czarny, to jest zużyty,
- spadek wydajności oczyszczania - gdy obniżenie poziomu zanieczyszczeń zaczęło zajmować więcej czasu niż wcześniej, to warto ocenić wzrokowo zużycie filtra HEPA.
Zazwyczaj filtra HEPA nie trzeba, a nawet nie można czyścić. Czyszczenie jest zalecane w przypadku filtra wstępnego. Należy unikać przede wszystkim czyszczenia na mokro. Istnieje spore ryzyko, że woda odkształci włókna, co otworzy przestrzeń dla przepływających zanieczyszczeń. Zarówno skuteczność, jak i żywotność takiego filtra spadnie.
Co usuwają (zatrzymują) filtry HEPA?
- bakterie
- wirusy
- grzyby i pleśń
- pierwotniaki
- kurz i pyłki roślin
- roztocza
- drobną sierść
- pyłki zawieszone, czyli składniki smogu, np. PM2.5, PM10, PM1
Klasyfikacja filtrów HEPA
Każdy filtr HEPA opisuje jeden z ośmiu podstawowych klas skuteczności w usuwaniu zanieczyszczenia, które różnią się od siebie wydajnością filtrowania cząstek o średnicy 0,3 µm. Każda klasa filtra opiera się o wyznaczenia normy N1822-1: 2009. Klasyfikacja filtrów HEPA wygląda następująco:
- EPA E10 - to najniższa klasa, która cechuje się skutecznością filtrowania zanieczyszczeń na poziomie 85%. Urządzenia wyposażone w filtr EPA E10 zatrzymują największe cząsteczki zanieczyszczeń oraz kurz, a więc znajdują zastosowanie m.in. w odkurzaczach, klimatyzatorach czy też obiektach przemysłowych.
- EPA E11 - w tym przypadku skuteczność oczyszczaczy sięga już 95%. Zastosowanie filtrów tej klasy jest zbliżone do zastosowania filtrów EPA E10 .
- EPA E12 - ta klasa charakteryzuje skuteczność usuwania zanieczyszczeń na poziomie 99,5%. To oznacza, że filtrów EPA E12 potrzebują przede wszystkim takie miejsca jak szpitale czy laboratoria.
- HEPA H13 - skuteczność tak oznaczonych filtrów w oczyszczaniu powietrza wynosi już 99,95% a więc całkiem sporo. Zastosowanie filtrów klasy H13 będzie zbliżone do klasy E12.
- HEPA H14 - filtrowanie na poziomie 99,995%, które obejmuje sprzęt na tym poziomie, doceniane jest chociażby w specjalistycznych placówkach medycznych.
- ULPA U15 / ULPA U16 / ULPA U17 - to 3 najwyższe z klas filtrów HEPA. Skrót ULPA to inaczej "Ultra Low Penetration Air". Klasy te wyróżniają się najwyższym poziomem filtrowania na poziomie kolejno: 99,9995%, 99,99995% oraz 99,999995%. Gdzie mogą mieć zastosowanie tego typu filtry? Na pewno w miejscach o bardzo restrykcyjnych wymogach co do jakości powietrza. Filtry Ultra Low Penetration Air znajdą więc zastosowanie w m.in. przemyśle nuklearnym, farmaceutycznym oraz spożywczym.
Częstotliwość wymiany filtra HEPA
Producenci sugerują różne terminy okresowych wymian tego typu filtrów. Wszystko zależy od przeznaczenia i warunków pracy danego urządzenia. Okres ten może wahać się od kilku miesięcy do nawet 10 lat. Warto w tym punkcie dodać, że niektóre urządzenia wyposażone są w specjalny licznik godzin pracy i automatycznie informują o konieczności wymiany filtra na nowy. Ułatwieniem mogą być natomiast filtry zmywalne, które można oczyścić samodzielnie z wykorzystaniem ciepłej wody. Ważne jest jednak, aby dodatkowo nie szczotkować powierzchni filtra i nie zakładać go nadal wilgotnego do oczyszczaczy i innych urządzeń (filtr trzeba odstawić najpierw do całkowitego wysuszenia).
Filtry sprężonego powietrza
Filtry sprężonego powietrza, takie jak filtry Airpol, są przemysłowymi lub warsztatowymi elementami filtracyjnymi stosowanymi w układach sprężonego powietrza i innych mediów gazowych, służące do ich oczyszczania z cząstek stałych oraz oleju. Zasada działania filtrów Airpol polega na zatrzymywaniu zanieczyszczeń stałych na wymiennym wkładzie filtrującym. Zadaniem filtrów Airpol jest uzyskanie sprężonego powietrza o wymaganej klasie czystości.
Odpowiednia jakość medium roboczego bez zanieczyszczeń stałych i oleju wydłuża trwałość elementów pneumatyki i umożliwia ich bezawaryjną pracę. Filtry do sprężonego powietrza serii FP Airpol są niezbędnymi elementami każdej instalacji pneumatycznej stosowanej w przemyśle i w warsztatach. Służą do odpowiedniego i właściwego przygotowania powietrza. Stosowanie filtrów Airpol ogranicza możliwość powstania awarii i niesprawności elementów pneumatyki.
Filtry standardowe Airpol serii FP mogą być montowane indywidualnie lub w zestawach (np. filtr wstępny+filtr dokładny). Opcją dla filtrów standardowych typu FP jest wizualny wskaźnik zanieczyszczenia wkładu. Zrzuty kondensatu montowane są w dolnym przyłączu korpusu filtra. Filtry wysokociśnieniowe serii HP są filtrami koalescencyjnymi lub posiadają wkład z węglem aktywnym.
Podsumowanie
Zrozumienie, jak działa filtr HEPA, pomaga lepiej dobrać urządzenie i właściwie o nie dbać. Filtr ten stanowi kluczowy element oczyszczaczy powietrza, odkurzaczy i systemów wentylacyjnych, odpowiadając za skuteczne zatrzymywanie drobnych cząstek. Jego budowa oparta na gęstej strukturze włókien sprawia, że działa w sposób całkowicie mechaniczny, bez użycia chemii czy dodatkowych środków. Regularna wymiana i dobór odpowiedniej klasy filtra gwarantują prawidłową pracę urządzenia przez długi czas.
tags: #filtr #powietrza #na #ture #budowa #zasada
