Rodzaje Filtrów Powietrza Stosowanych w Centralach Wentylacyjnych
- Szczegóły
Filtry powietrza to podstawowe podzespoły w centralach wentylacyjnych. Są niezbędne do zapewnienia wysokiej jakości powietrza wewnątrz budynków oraz utrzymania optymalnej efektywności systemów HVAC. Szczególnie w placówkach medycznych, gdzie standardy higieniczne są wyjątkowo wysokie, odpowiednia filtracja powietrza ma bezpośredni wpływ na zdrowie pacjentów i personelu. W tym artykule przyjrzymy się różnym rodzajom filtrów powietrza stosowanych w centralach wentylacyjnych oraz omówimy, jak cykl pracy filtrów - od momentu ich instalacji do momentu wymiany - wpływa na efektywność systemu wentylacyjnego.
Filtry Powietrza w Centralach Wentylacyjnych
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. Każdy z tych filtrów pełni kluczową rolę w utrzymaniu czystości powietrza w różnych typach placówek. W placówkach medycznych, takich jak szpitale, laboratoria i inne miejsca o podwyższonych wymaganiach higienicznych, stosuje się zaawansowane systemy filtracji powietrza, aby zapewnić najwyższą jakość powietrza.
Czy wiesz, że skuteczność oczyszczania powietrza nie zależy tylko od mocy urządzenia, lecz przede wszystkim - od zastosowanych w nim filtrów? To właśnie one decydują o tym, jak skutecznie domowe AGD usuwa zanieczyszczenia powietrza i poprawia jakość powietrza, którym oddychasz na co dzień. Filtry powietrza znajdują dziś zastosowanie w wielu urządzeniach - od oczyszczaczy, przez osuszacze, klimatyzatory, klimatory ewaporacyjne, aż po odkurzacze. Dzięki nim sprzęty te stają się sprzymierzeńcami nie tylko alergików, ale wszystkich, którzy chcą zadbać o zdrowie, komfort i lepszy mikroklimat w domu.
W domowych urządzeniach AGD wykorzystywane są różne rodzaje filtrów, a każdy z nich odpowiada za eliminację określonych zanieczyszczeń. Wśród najczęściej stosowanych rozwiązań znajdują się filtr HEPA i węglowy, filtr wstępny oraz wodny. Stosuje się je w różnych kombinacjach, w zależności od rodzaju sprzętu i jego przeznaczenia.
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. Filtry wstępne są zazwyczaj wykonane z włókniny syntetycznej lub metalowej siatki.
- 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.
Materiały filtracyjne stosowane w filtrach powietrza to najczęściej włókna szklane, polipropylenowe lub syntetyczne, które zapewniają wysoką skuteczność przy niskim oporze przepływu.
Rodzaje Filtrów Powietrza w Centralach Wentylacyjnych:
- Metalowe filtry przeciwtłuszczowe (klasy G2, G3, G4) 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.
- Filtry z włókniny (klasy G4, F5, F7, F9) Filtry z włókniny są kluczowym elementem systemów wentylacyjnych, a w placówkach medycznych często stanowią wstępny etap filtracji przed filtrami HEPA.
- 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.
- 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. Filtry HEPA (High Efficiency Particulate Air) klasy H10, H11, H13, H14 są ostatnim etapem filtracji, szczególnie w pomieszczeniach czystych w placówkach medycznych. 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).
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.
Występuje najczęściej w oczyszczaczach powietrza i odkurzaczach, jednak posiadają go również nowoczesne wentylatory bezłopatkowe, takie jak Yoer X-Aero.
- Filtry węglowe Stosuje się w celu usuwania zanieczyszczeń chemicznych oraz neutralizacji nieprzyjemnych zapachów. Filtr węglowy to specjalny materiał pokryty warstwą aktywnego węgla, który pochłania zapachy i szkodliwe związki chemiczne. Filtry węglowe składają się z warstwy węgla aktywnego, często w postaci drobnych granulek umieszczonych w specjalnej obudowie.
- Filtry elektrostatyczne Wykorzystują ładunek elektryczny do przyciągania i zatrzymywania drobnych cząstek, takich jak kurz i dym. Ładunek elektrostatyczny nie jest niebezpieczny dla człowieka, co czyni te filtry bezpiecznymi w użytkowaniu. Filtry elektrostatyczne wyróżniają się stabilnością oporu przepływu powietrza przez cały cykl pracy. Dzięki temu, w porównaniu do filtrów włókninowych, które stają się coraz bardziej zanieczyszczone i zwiększają opór przepływu, filtry elektrostatyczne pozwalają na znaczne oszczędności energetyczne.
- 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.
- 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 na podstawie ISO 16890
Przez długi czas obowiązującą na rynku europejskim normą była norma PN-EN 779:2012. Z końcem 2016 roku opublikowano normę ISO 16890, które jest aktualnie obowiązującą. Świeże spojrzenie na problem zanieczyszczeń wymusiło potrzebę stworzenia nowej normy, która ujmowałaby problem filtracji bardziej szczegółowo. W wyniku tego powstała norma ISO 16890, opublikowana z końcem 2016 roku.
Dużym problemem wobec oceny skuteczności filtra jest zmienność wartości poszczególnych wskaźników - wartości zmieniają się z czasem oraz w zależności od warunków eksploatacji. Dodatkowym problemem jest ponadto duża różnorodność materiałów filtracyjnych. Norma ISO 16890 definiuje min. W nowej normie całkowicie zmieniona została procedura i sposób określania klas filtra. Każdy rodzaj rekuperatora PRO-VENT MISTAL ma dedykowany, najbardziej odpowiedni rodzaj filtra.
Przeczytaj także: Porady dotyczące wyboru filtra do oczyszczacza
W efekcie zmian podejścia do określania skuteczności filtrów uzyskuje się sposób oceny diametralnie różny od poprzedniego. Filtr powietrza zostanie sklasyfikowany w jednej z grup, jeżeli jego minimalna wydajność wynosi 50%. Nowa norma obejmuje również filtry zgrubne. Filtry te pochłaniają mniej niż 50% cząstek stałych w grupie PM10, przez co zostają zaklasyfikowane jako „ISO filtry zgrubne”. Filtry te testowane są na podstawie wydajności w grupie PM10, co oznacza, że np.
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.
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.
Przeczytaj także: Jak działają filtry górnoprzepustowe?
Wpływ stanu filtrów na efektywność energetyczną
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.
Regularne monitorowanie stanu filtrów i ich wymiana jest kluczowe dla utrzymania efektywności energetycznej systemu wentylacyjnego. Przestrzeganie harmonogramu konserwacji filtrów nie tylko zapewnia optymalne działanie systemu, ale także pozwala uniknąć niepotrzebnych kosztów związanych z nadmiernym zużyciem energii.
Monitorowanie i serwisowanie filtrów
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.
Filtry EPA, HEPA, ULPA - czym się różnią?
EPA, HEPA, ULPA - czym różnią się poszczególne typy filtrów? Przekonaj się, czy najwyższa klasa filtra gwarantuje najwyższą jakość oczyszczania powietrza.
HEPA to akronim angielskiej nazwy High Efficiency Particulate Air, co w tłumaczeniu oznacza wysokoskuteczny filtry cząsteczkowy powietrza. Filtry te słyną z dużej dokładności w pochłanianiu zanieczyszczeń powietrza. Wszystkie filtry EPA i HEPA są zgodne z normą PN-EN 1822- 1:2009, która określa warunki, jakie musi spełniać filtr powietrza. Dzięki swojej wysokiej skuteczności i potwierdzonej efektywności filtry HEPA wyznaczają standardy w zakresie oczyszczania powietrza.
Od 2010 r. filtry klasy ≤ 12 oznaczane są jako EPA (Efficiency Particulate Air). Filtry od klasy 13 określane są mianem HEPA. Litera H w akronimie HEPA odnosi się do słowa HIGH. Poszczególne modele filtrów różnią się między sobą skutecznością filtracji powietrza i redukcji zanieczyszczeń.
Akronim ULPA pochodzi od nazwy Ultra Low Penetration Air. W języku polskim filtry określane są często jako filtry absolutne. Im wyższa klasa filtra, tym większa skuteczność w oczyszczaniu powietrza….
Typowy filtr HEPA 13 odznacza się skutecznością w pochłanianiu zanieczyszczeń o wielkości 0,3 mikrona na poziomie 99,95%, podczas gdy filtr ULPA ma średnią skuteczność w pochłanianiu cząstek o wielkości 0,12 mikrona na poziomie 99,999%. Czemu podaje się skuteczność dla tych rozmiarów? Ponieważ są to Najbardziej Pentrujące Rozmiary Cząstek dla tych filtrów, czyli ich słaby punkt. Teoretycznie HEPA i ULPA drobiny mniejsze i większe od 0,3/0,12 mikrona powinny wyłapywać z conajmniej taką samą skutecznością.
Na pierwszy rzut oka konsument może stwierdzić, że zdecydowanie lepszym rozwiązaniem dla niego będzie zakup oczyszczacza wyposażonego w filtr ULPA. Filtry ULPA produkowane są z myślą o bardzo restrykcyjnych wymaganiach związanych z jakością powietrza. Dlatego doskonale filtry sprawdzają się w mikroelektronice oraz nanoelektronice. Znajdują one także zastosowanie w przemyśle farmaceutycznym, nuklearnym, spożywczym, petrochemicznym, energetycznym. W takich obiektach całość powietrza, nim trafi do pomieszczenia, przechodzi przez system filtracyjny złożony m.in. z filtrów HEPA i ULPA. Dzięki temu możliwe jest uzyskanie praktycznie zerowych stężeń zanieczyszczeń mechanicznych w powietrzu.
Ponadto filtry ULPA są droższe niż E12 / H13 / H14. Wykorzystanie tych filtrów w oczyszczaczach przełoży się bezpośrednio na wyższy koszt eksploatacji urządzenia.
Różnica w skuteczności filtrów EPA 12 i HEPA 13 nie jest duża. Przy bardzo podobnej skuteczności 99.5% vs. 99.95% filtry klasy E12 mają mniejszy spadek ciśnienia za filtrem. Co za tym idzie, można przepuścić przez nie trochę więcej powietrza przy tej samej mocy silnika albo taką samą ilość powietrza przepuścić zdecydowanie ciszej. Przy tej samej konfiguracji urządzenia (tj. budowa urządzenia, silnik, itp.) można uzyskać wyższy CADR stosując filtr EPA 12. CADR to współczynnik mówiący nam o tym, ile metrów sześciennych na godzinę powietrza jest doskonale oczyszczonych przez urządzenie.
Jeśli przez zastosowanie filtra, który ma o 0.45% mniejszą skuteczność ale pozwala przez siebie przepuszczać np. 5% więcej powietrza w tym samym czasie, współczynnik CADR będzie o około 4,5% większy przy 'słabszym' filtrze!
Wybierając oczyszczacz powietrza, warto mieć świadomość, że większość oczyszczaczy na rynku ma nieszczelności układu, które sprawiają, że powietrze może dostawać się bokiem. Dlatego też filtry E12 są optymalnym rozwiązaniem.
Filtry EPA / HEPA w oczyszczaczach powietrza są bardzo efektywne, a ich działanie jest bardzo skuteczne. Mając na uwadze relację jakości do ceny, a także ogólną skuteczność filtrów, optymalnym wyborem są filtry EPA12. Urządzenia z HEPA13 nie są bynajmniej gorsze, tylko że zastosowanie tych filtrów (przy często występującym, słabym spasowaniu filtra), podyktowane jest głównie względami marketingowymi.
Klasy filtracji: G4, F7, M5 - co oznaczają?
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. Podstawowym poziomem są tzn filtry wstępne. 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. Drugim poziomem chroniącym nas przed zanieczyszczeniami są tzw. 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. Ostatnim bastionem chroniącym nas przed zanieczyszczeniami są tzw. filtry HEPA (ang. High Efficiency Particulate Air).
Zastosowanie filtrów powietrza
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.
Filtry powietrza znajdują zastosowanie w wielu urządzeniach:
- Oczyszczacze powietrza - głównym zadaniem oczyszczaczy jest redukcja zanieczyszczeń znajdujących się w powietrzu. Najbardziej szkodliwe dla naszego zdrowia są pyły PM2,5, które ze względu na swój niewielki rozmiar wnikają do naszego krwioobiegu. Zastosowanie filtrów HEPA w oczyszczaczu powietrza pozwala niemal całkowicie usunąć z powietrza w naszych mieszkaniach szkodliwe zanieczyszczenia.
- Klimatyzacja - ze względu na funkcje jakie pełną, klimatyzatory są miejscem, w którym gromadzą się bakterie. Zastosowanie filtrów pozwala wychwycić dużą część zanieczyszczeń i sprawić, że z klimatyzatora wydobywa się czystsze powietrze. W miarę eksploatacji filtra, jego skuteczność w redukcji zanieczyszczeń się zmniejsza. Dlatego tak ważne jest, aby regularnie wymieniać filtr.
Tabela klasyfikacji filtrów wg PN-EN 779
Przez długi czas obowiązywała europejska norma EN779 określająca to jakie parametry musi spełniać filtr by należeć do klas filtracji G, M, F, czy wyższych.
| 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 | - | - | ||
| 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 | 70 |
Stara norma opierała się na mierzeniu średniej skuteczności filtracji dla cząstek 0,4 µm. W nowej ten system został zmieniony na bardziej dokładny.
tags: #filtry #powietrza #rodzaje

