Filtry stosowane są w instalacjach wentylacyjnych dla zapewnienia ochrony przed zanieczyszczeniami, które mogą prowadzić do nieprawidłowości w działaniu instalacji i uszkodzenia poszczególnych jej komponentów. Filtry powietrza służą również zapewnieniu odpowiedniej jakości powietrza użytkowników pomieszczeń, do których doprowadzona jest instalacja wentylacyjna.
Filtry powietrza cechują parametry takie jak: wymagana skuteczność filtracji czyli zatrzymywania zanieczyszczeń przy możliwie najniższym oporze przepływu powietrza.
Sam proces filtracji, definiowany jest jako usuwanie cząsteczek z cieczy lub gazu, a filtr powietrza to urządzenie do usuwania cząstek z cieczy lub gazu.
Zjawiska fizyczne, których wystąpienie prowadzi do zatrzymania cząstek w filtrze lub na jego powierzchni, zwane są mechanizmami filtracyjnymi. Mechanizm oddzielenia cząstki z powietrza w warstwie filtracyjnej przez pojedyncze włókno zależy m.in. od: średnicy włókna, średnicy cząstek, prędkości przepływu i rozkładu cząstek przed włóknem.
Najważniejsze parametry procesu filtracji, to :
Urządzenia filtracyjne posiadają określoną zdolność magazynowania pyłu. Jest to masa pyłu zatrzymanego przez filtr przypadającą na jednostkę powierzchni filtracyjnej, przy której zostanie osiągnięty tzw. stan obłożenia filtra. W związku z tym niezbędna jest systematyczna konserwacja instalacji oraz wymiana filtrów oczyszczania powietrza.
Gdzie stosuje się filtry do powietrza?
Filtry stosuje się w wentylacji zarówno w instalacjach nawiewnych jak i wywiewnych.
Rysunek nr 2
Filtr kanałowy kasetonowy UFI Filtry w instalacjach wywiewnych
Zatrzymywanie zanieczyszczeń o bardzo zróżnicowanych cząstkach, w celu dostarczenia do pomieszczeń powietrza o wysokiej klasie czystości wymaga stosowania filtracji wielostopniowej.
W tym celu najczęściej stosuje się filtry wykonane z materiałów włóknistych.
W instalacjach wywiewnych, filtry stosowane są zwykle jako odpylacze. Ponadto oczyszczają powietrze z takich zanieczyszczeń, jak: mikroorganizmy, w tym drobnoustroje chorobotwórcze, środki chemiczne. Filtry pełnią tez inne – równie ważne zadanie – chronią urządzenia odzysku ciepła przed zanieczyszczeniami z powietrza wewnętrznego, które z pozoru wydaje się czyste.
Filtry wentylacyjne oczyszczają powietrze z zanieczyszczeń, jednak szczegółowy zakres stosowania konkretnego typu filtrów zależy od skuteczności zatrzymywania cząstek. Ważna jest zdolność zatrzymywania zanieczyszczeń określonego rodzaju i frakcji. Dla ułatwienia doboru filtrów do konkretnych zastosowań wprowadzono ich podział na klasy.
| Niemcy | Normy Europejskie | |
| Podstawa klasyfikacji | DIN 24184 | PN-EN 779 |
| DIN24185 | - | |
| Filtry wstępne (zgrubne) | EU1 | G1 |
| EU2 | G2 | |
| EU3 | G3 | |
| EU4 | G4 | |
| Filtry dokładne | EU5 | G5 |
| EU6 | G6 | |
| EU7 | G7 | |
| EU8 | G8 | |
| EU9 | G9 | |
| Filtry absolutne (wysokoskuteczne) HEPA |
H10 | |
| EU10 | H11 | |
| H12 | ||
| EU12 | H13 | |
| EU13 | H14 | |
| Filtry absolutne (wysokoskuteczne) ULPA |
U15 | |
| U16 | ||
| U17 |
W czasie użytkowania filtry ulegają stopniowemu zanieczyszczaniu, przez co sam filtr może stać się źródłem emisji zanieczyszczeń, w tym np. mikrobiologicznych. W odpowiednich warunkach grzyby mogą rozsiewać nowe zarodniki na drugą stronę filtra, obniżając w ten sposób czystość powietrza w pomieszczeniu. Zanieczyszczenie filtra powoduje m. in. zwiększenie oporów przepływu, co z kolei ogranicza ilość świeżego powietrza doprowadzanego do pomieszczeń. Prowadzi to do konieczności okresowej wymiany filtrów.
W pomieszczeniach o podwyższonym standardzie higienicznym, zalecana jest filtracja wielostopniowa, polegająca na zastosowaniu w systemie wentylacyjnym filtrów o rosnącej skuteczności filtracji.
W instalacjach wentylacyjnych z wielostopniową filtracji ą najczęściej stosowane są filtry:
Nieprawidłowości w układzie filtracji mogą prowadzić do zakłóceń pracy centrali, a także pogorszenie się jakości powietrza.
Rysunek nr 4
Filtr kanałowy kasetowy FSCQ klasy EU3, EU4, EU5
Zanieczyszczone filtry skutecznie utrudniają przepływ powietrza, a także mogą stać się wtórnym źródłem jego zanieczyszczenia.
Filtry instalacji wywiewnej również ulegają zanieczyszczeniom pochodzenia wewnętrznego. Zanieczyszczenie filtrów wstępnych może być również przyczyną zwiększenia się poziomu hałasu w pomieszczeniu czystym, na skutek zwiększenia siły nadciśnienia wewnątrz wentylowanego pomieszczenia w stosunku do pomieszczeń sąsiednich.
Niewłaściwe zamocowanie, uszczelnienie filtra lub uszkodzenia powierzchni filtracyjnej powodują przedostawanie się zanieczyszczeń do kolejnych elementów układu, a te z kolei mogą zanieczyścić np. powierzchnię wymiennika odzysku ciepła lub wentylator, co w konsekwencji uniemożliwi właściwą pracę układu .
Filtrami strony wyciągowej w zależności od potrzeb mogą być filtry wstępne, bądź nawet absolutne.
Okres użyteczności filtrów wyciągowych zależy od przeznaczenia instalacji oraz czystości powietrza wewnętrznego i wynosi zazwyczaj od 0,5 roku do 2 lat.
Filtry wentylacyjnych instalacji nawiewnych
Filtry wstępne służą są do oczyszczania powietrza z cząstek o stosunkowo dużych wymiarach, filtry wysoko skuteczne stosowane są do oczyszczania powietrza z cząstek submikronowych.
Filtry wstępne są filtrami początkowymi, umieszczanymi na wlocie instalacji, chroniącymi ją przed zapyleniem i zanieczyszczeniami grubszymi, które mogłyby być przyczyną uszkodzeń urządzeń wentylacyjnych czy rekuperatora. Szczególne narażonymi na zanieczyszczenia elementami central wentylacyjnych są delikatne powierzchnie wymienników ciepła.
Wymiany filtrów wstępnych należy dokonywać w okresach pomiędzy 3 a 6 miesiącem ich pracy, w zależności od jakości powietrza zewnętrznego. Filtr nie powinien być wymieniany rzadziej niż raz do roku.
Filtry dokładne stanowią najczęściej drugi stopień filtracji. Wyższa skuteczność filtracji niż w przypadku filtrów wstępnych pozwala na zatrzymywanie znacznej ilości zanieczyszczeń pyłowych i mikrobiologicznych. Filtry te zabezpieczają kanały wentylacyjne, tłumiki akustyczne i filtry końcowe przed szybkim zanieczyszczeniem.
Osadzone na filtrach zanieczyszczenia sprzyjają rozwojowi mikroorganizmów. Ponadto, silnie zanieczyszczone filtry dokładne utrudniają przepływ powietrza w instalacji, w takim stopniu, że prowadzi on do kilkustopniowego wzrostu temperatury w kanale wentylacyjnym za wentylatorem.
Wymianę filtrów przeprowadza się w okresach od 5 do 9 miesięcy. Z uwagi na możliwość zagrzybienia filtrów dokładnych ich eksploatacja nie powinno się wydłużać ponad 12 miesięcy, nawet w najbardziej sprzyjających warunkach.
Filtry dokładne powinny być instalowane po stronie tłocznej za urządzeniami , takimi jak np. wentylator, czy nawilżacz powietrza, mogącymi powodować powstawanie aerozoli. Zaleca się mocowanie filtrów kieszeniowych w taki sposób, aby kieszenie usytuowane były pionowo.
Filtry końcowe - absolutne instalacji wentylacji przeznaczone są przede wszystkim dla pomieszczeń czystych. Stanowią one ostatnią bariery dla zanieczyszczeń nawiewanych z instalacji i są zazwyczaj III stopniem filtracji.
Typowy czas eksploatacji filtrów absolutnych w pomieszczeniach czystych wynosi 6 do 18 miesięcy.
Filtry absolutne powinny być solidnie zamocowane, dokładnie uszczelnione oraz umieszczane jak najbliżej pomieszczenia, najlepiej bezpośrednio w nawiewniku .
Rysunek nr 6
Filtr kanałowy kieszeniowy FSQ klasy EU3, EU4, EU5
Sprawność czystego filtra zaraz po jego zainstalowaniu jest niższa niż znamionowa i wzrasta w miarę osadzania się na powierzchni filtracyjnej zanieczyszczeń. Warstwa pyłu osadzona na przegrodzie filtracyjnej tworzy tzw. wtórną warstwę filtracyjną. Niemniej jednak wzrastają jednocześnie opory przepływu powietrza. W następstwie gromadzenia się coraz większej ilości pyłu na powierzchni filtracyjnej.
Od momentu przekroczenia krytycznej masy pyłu na filtrze, zmniejsza się skuteczność jego filtracji, Obniżenie skuteczności filtracji jest wynikiem zmniejszenia lub zablokowania przepływu powietrza przez filtr.
Wybór i zakup filtrów wiąże się z koniecznością określenia ich cech konstrukcyjnych i materiałowych, takich jak: wymiary i rozbudowy, rodzaj uszczelnienia, ilość i ustawienie działek filtracyjnych, zabezpieczenie przed uszkodzeniem materiału filtrującego, wyposażenie w elementy mocujące itp.
Praktycznym rozwiązaniem jest zakup filtrów kanałowych , kasetowych czy kieszeniowych mocowanych w specjalnych puszkach, które można w łatwy sposób otworzyć i wymienić wkład filtrujący.
Filtry kasetowe i kieszeniowe charakteryzują się:
Filtrowanie powietrza chroni centrale wentylacyjne przed zanieczyszczeniem oraz przedłuża czas eksploatacji instalacji wentylacyjnej. Dlatego też chcąc zapewnić komfortowe warunki w wentylowanych pomieszczeniach oraz chronić centrale wentylacyjne przed uszkodzeniem, należy w odpowiednim momencie wymieniać filtry.
