Filtry Powietrza do Centrali Wentylacyjnej: Rodzaje i Klasy

Filtry powietrza to niezbędny element każdego systemu wentylacyjnego - zapewniają czyste powietrze, chronią instalacje i wpływają na komfort użytkowników. 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.

Rola Filtrów Powietrza w Systemach Wentylacyjnych

Filtry powietrza odgrywają ważną rolę w funkcjonowaniu systemów wentylacyjnych, zarówno nawiewnych, jak i wywiewnych. W systemach nawiewnych oczyszczają powietrze z zanieczyszczeń, chroniąc komponenty takie jak wymienniki ciepła i wentylatory przed uszkodzeniami - jest to szczególnie istotne w instalacjach wentylacji mechanicznej z odzyskiem ciepła, gdzie zabrudzony wymiennik bezpośrednio obniża sprawność energetyczną całego systemu. Dobrze dobrane filtry chronią elementy instalacji przed zabrudzeniem i uszkodzeniem, co wydłuża ich żywotność i pozwala na efektywne działanie systemu przy niższych kosztach eksploatacji.

Podstawowe Parametry Filtracji

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.

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.

Rodzaje Filtrów Powietrza

Filtry powietrza stosowane w systemach wentylacyjnych można podzielić na trzy podstawowe grupy: wstępne, dokładne i absolutne.

Przeczytaj także: Zastosowanie Filtrów 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. Oznaczone klasą G1, G2, G3 bądź (najczęściej spotykaną w filtrach do rekuperacji i filtrach do oczyszczaczy powietrza) G4. Filtry G4 zatrzymają z powodzeniem: drobny piasek, kurz, sierść.
  • Filtry dokładne: Stanowią drugi stopień filtracji, zatrzymując mniejsze cząsteczki, takie jak drobny pył czy mikroorganizmy. Filtry dokładne oznaczone klasą F7 (często stosowane) oraz F9. Filtry F7 zatrzymają to co filtr klasy M5 oraz: pyłki roślin, smog, zarodniki grzybów, w pewnym stopniu również dym tytoniowy.
  • 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. Ostatnim bastionem chroniącym nas przed zanieczyszczeniami są tzw. filtry HEPA (ang. High Efficiency Particulate Air).

W centralach wentylacyjnych stosuje się różnorodne filtry powietrza, dopasowane do specyficznych potrzeb danego obiektu i standardów czystości powietrza. W placówkach medycznych, gdzie wymagania są szczególnie rygorystyczne, stosuje się kilka stopni filtracji, aby zapewnić maksymalną ochronę przed zanieczyszczeniami.

  1. Metalowe filtry przeciwtłuszczowe: Służą jako pierwsza linia obrony przed większymi cząstkami zanieczyszczeń, takimi jak kurz, pył i tłuszcze. Są powszechnie stosowane w kuchniach, restauracjach i miejscach o wysokim poziomie zanieczyszczeń powietrza. Filtry te zatrzymują większe cząstki, chroniąc kolejne stopnie filtracji przed nadmiernym obciążeniem. (klasy G2, G3, G4)
  2. Filtry z włókniny: Są kluczowym elementem systemów wentylacyjnych, a w placówkach medycznych często stanowią wstępny etap filtracji przed filtrami HEPA. (klasy G4, F5, F7, F9)
    • Filtry kasetowe: Charakteryzują się mniejszą długością, co pozwala na łatwiejszy montaż w ograniczonych przestrzeniach.
    • Filtry kieszeniowe: Mają większą powierzchnię filtracyjną dzięki dłuższej konstrukcji kieszeniowej. Zwiększona powierzchnia pozwala na dłuższe użytkowanie filtra, co oznacza rzadsze wymiany i niższe koszty operacyjne.
  3. Filtry HEPA (High-Efficiency Particulate Air): Są nieodzowne w placówkach medycznych, szczególnie na oddziałach intensywnej terapii i w salach operacyjnych, gdzie czystość powietrza ma kluczowe znaczenie.
    • ULPA: To filtry 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.
  4. Filtry węglowe: Stosuje się w celu usuwania zanieczyszczeń chemicznych oraz neutralizacji nieprzyjemnych zapachów.
  5. Filtry elektrostatyczne: Wykorzystują ładunek elektryczny do przyciągania i zatrzymywania drobnych cząstek, takich jak kurz i dym.
    • Bezpieczeństwo użytkowania: Ładunek elektrostatyczny nie jest niebezpieczny dla człowieka, co czyni te filtry bezpiecznymi w użytkowaniu.
  6. Filtry antysmogowe: Są specjalnie zaprojektowane, aby zatrzymywać cząstki smogu i inne zanieczyszczenia pochodzące z zanieczyszczonego powietrza zewnętrznego. Są szczególnie przydatne w obszarach miejskich, gdzie poziom zanieczyszczeń jest wysoki.
  7. Filtry adsorpcyjne: Są stosowane do usuwania z powietrza gazów i lotnych związków organicznych (VOC). Ich działanie opiera się na zdolności materiału filtracyjnego do wiązania zanieczyszczeń chemicznych na swojej powierzchni.

Klasyfikacja Filtrów Powietrza

Filtry powietrza od zawsze były klasyfikowane ze względu na różne wyznaczniki. Przez długi czas obowiązywała europejska norma EN779 określająca to jakie parametry musi spełniać filtr by należeć do klas filtracji G, M, F, czy wyższych.

Stara metoda klasyfikacji filtrów (PN-EN779)

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.

Grupa filtrów Klasa filtracji Końcowy opór powietrza Średnie zatrzymanie (Am) pył syntetyczny (%) Średnia skuteczność (Em) dla cząsteczek 0,4 ?m (%) Minimalna skuteczność (ME) dla cząsteczek 0,4 ?m (%)
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

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: Porady dotyczące wyboru filtra do oczyszczacza

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%.

Nowy sposób klasyfikacji skuteczności filtrów powietrza (ISO 16890)

Od kilku lat dobrze znana klasyfikacja filtrów powietrza została zastąpiona przez normę PN-EN ISCO 16890-1E. Nowa norma ma bardziej szczegółowo opisywać skuteczność filtrów. Podstawowym problemem w określaniu skuteczności filtrów jest ich eksploatacja i warunki pracy. Dodatkowo filtry wytwarzane są z wielu tkanin filtracyjnych co dodatkowo utrudnia odpowiednią klasyfikację.

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: Jak działają filtry górnoprzepustowe?

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

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 pewno bardziej dokładny i zawierający więcej informacji, które mogą być przydatne przy podejmowaniu decyzji zakupowej. G4? F7? a może M5? Te tajemnicze kody oznaczają klasę filtracji, czyli jak dokładnie zostanie oczyszczone powietrze zanim dotrze do naszych domowników. Cząsteczki unoszące się w powietrzu mają różne rozmiary. Filtr do rekuperatora bądź oczyszczacza powietrza ma za zadanie wychwycić jak najwięcej z nich.

Wpływ Zanieczyszczonych Filtrów na Efektywność Systemu

Efektywność działania central wentylacyjnych zależy w dużej mierze od stanu filtrów powietrza. W miarę jak filtry się zanieczyszczają, stopniowo zwiększa się opór przepływu powietrza, co wpływa na wydajność całego systemu. Zaraz po instalacji nowych filtrów, opór przepływu powietrza jest minimalny, co przekłada się na wysoką wydajność systemu i niskie zużycie energii. Filtry kasetowe i kieszeniowe, a także filtry elektrostatyczne i HEPA, działają najefektywniej, gdy są świeżo zamontowane.

Z biegiem czasu filtry zaczynają się zanieczyszczać, zatrzymując coraz więcej cząstek z powietrza. W przypadku filtrów włókninowych, zarówno kasetowych, jak i kieszeniowych, opór przepływu powietrza stopniowo rośnie, co zmusza centralę wentylacyjną do pracy z większą mocą, aby utrzymać odpowiedni przepływ powietrza. W przeciwieństwie do filtrów włókninowych, filtry elektrostatyczne zachowują stabilny opór przepływu powietrza przez cały cykl pracy. Dzięki temu centrala wentylacyjna nie musi zwiększać mocy, co pozwala na oszczędność energii.

W pewnym momencie zanieczyszczenie filtrów osiąga poziom, który znacznie obniża wydajność systemu. W przypadku filtrów włókninowych, zarówno kasetowych, jak i kieszeniowych, oznacza to, że opór przepływu powietrza staje się na tyle wysoki, że dalsze użytkowanie staje się nieekonomiczne. W systemach z czujnikami ciśnienia, centrala automatycznie zwiększa moc wentylatorów, aby utrzymać przepływ powietrza, co prowadzi do znacznie wyższych kosztów energetycznych.

Zanieczyszczone filtry powietrza mają istotny wpływ na efektywność energetyczną systemów wentylacyjnych. Wraz ze wzrostem zanieczyszczeń gromadzących się na filtrach, powietrze napotyka na większy opór podczas przepływu przez system. W przypadku układów standardowych następuje wówczas spadek wydajności wentylacji, który zależnie od stopni i klas filtracji może sięgać nawet 40-50 %. Z kolei w układach, gdzie czujniki ciśnienia lub czuniki przepływu dążą do utrzymania stałej wydajności - wentylatory są zmuszane do intensywniejszej pracy, co zwiększa pobór energii.

Konserwacja i Wymiana Filtrów

Regularna wymiana i konserwacja filtrów to kluczowe działania zapewniające sprawność systemów wentylacyjnych, optymalną jakość powietrza oraz długą żywotność instalacji. Regularna kontrola i konserwacja to najlepszy sposób na utrzymanie sprawnego działania systemów wentylacyjnych.

Aby systemy wentylacyjne działały efektywnie i niezawodnie, konieczne jest regularne monitorowanie i serwisowanie filtrów powietrza.

  • Regularne monitorowanie: W systemach wentylacyjnych, szczególnie tych wykorzystywanych w placówkach medycznych, zaleca się regularne monitorowanie stanu filtrów.
  • Harmonogram wymiany: Opracowanie i przestrzeganie harmonogramu wymiany filtrów jest kluczowe.
  • Regeneracja filtrów elektrostatycznych: Filtry elektrostatyczne, jako filtry wielokrotnego użytku, mogą być regenerowane poprzez zanurzenie w roztworze z detergentem.
  • Inspekcja wizualna: W przypadku central wentylacyjnych w wykonaniu higienicznym, wyposażonych w okna inspekcyjne (tzw. „bulaje”) oraz wewnętrzne oświetlenie, możliwa jest wizualna ocena stanu filtrów bez konieczności zatrzymywania centrali. Jest to szczególnie istotne w placówkach medycznych, które pracują 24 godziny na dobę, gdzie nieprzerwane działanie systemu wentylacyjnego jest kluczowe dla zapewnienia ciągłości operacji i bezpieczeństwa pacjentów.
  • Wybór odpowiednich filtrów: Dobór odpowiednich filtrów zależy od specyfiki budynku oraz wymagań dotyczących jakości powietrza.

Materiały filtracyjne stosowane w filtrach powietrza to najczęściej włókna szklane, polipropylenowe lub syntetyczne, które zapewniają wysoką skuteczność przy niskim oporze przepływu.

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.

tags: #filtry #powietrza #do #centrali #wentylacyjnej #rodzaje

Popularne posty: