Filtrace - pojmy, normy

Atmosférický vzduch

Vzduch je směsicí různých plynů. Atmosféricky vzduch obsahuje normálně přibližně 21% kyslíku, 78% dusíku a k tomu se připojuje malé množství jiných plynů jako vodík, neon, krypton, helium, ozon, kolísavé množství vodních par. Člověk spotřebuje za hodinu zhruba 30 litrů kyslíku. Jeho potřeba je tedy poměrně malá, protože dosahuje pouze 150 litrů vzduchu za hodinu. Vzhledem k tomu stačí při koncentraci klimatizačního zařízení stanovit spotřebu na 15-20 m3/h na osobu. Z různých důvodů je však nutné stanovit větší množství vzduchu (tepelné ztráty, atd.)

Atmosférický prach

Vzduch obsahuje velmi četné různé cizí substance, které pocházejí z přírodních procesů jako je eroze vyvolávaná větrem, výpary z moří, zemětřesení a vulkanické erupce, ale také z lidských činností v oblasti průmyslu jako jsou produkty spalování.

Atmosféricky prach je směs mlhy, spálených plynů, suchých jemných částic a vláken. Analýza vzduchu obvykle ukazuje na obsah sazí a kouře, křemene, hlíny, zvířecích a rostlinných zbytků, organických substancí ve formě vláken bavlny a rostlin ve formě úlomků. Vzduch kromě toho obsahuje organismy jako jsou zárodky, spory a pyly. Tyto suspendované částice ve vzduchu nebo v plynu se nazývají aerosoly. Ačkoli tyto nečistoty se v normálním vzduchu vyskytují ve velmi malém množství, mají pro naše prostředí rozhodující význam. Elektrické vlivy v atmosféře, absorbce slunečního záření a vytváření mraků jsou více méně ovlivňovány nečistotami vzduchu. Avšak tento účinek atmosférických nečistot se snad nejvýrazněji projevuje na materiálech a živých bytostech.

Vzduchové filtry

Vzduchové filtry se řadí do následujících skupin:

• SKUPINA G hrubé filtry (dle ČSN EN 779)
• SKUPINA F jemné filtry (dle ČSN EN 779)
• HEPA, ULPA velmi jemné filtry (absolutní)

Filtry skupiny G se dělí do 4 tříd:

• G1, G2, G3, G4

Filtry F se dělí do 5 skupin:

• F5, F6, F7, F8, F9

Filtry - požadavky všeobecně

Úplný filtr (filtr a rám) musí být konstrukčně řešen a označen tak, aby se zabránilo jeho nesprávné montáži. Při správné montáži nesmí vzniknout na dosedací straně žádné netěsnosti.

MATERIÁLY

Vzduchový filtr musí byt vyroben z vhodných materiálů, aby při normálním použití odolal působení teplot, vlhkosti a korozním vlivům, se kterými se obvykle musí počítat. Úplný filtr musí být konstrukčně řešen tak, aby odolal mechanickým namáháním, ke kterým při normálním použití dochází. Prach nebo vlákna uvolněná z filtru působením proudu filtračního vzduchu nesmí osobám a zařízením, vystaveným filtrovanému vzduchu, způsobovat žádné nebezpečí a osoby nesmí obtěžovat.

Hrubé filtry

Hrubý filtr se skládá ze skleněných nebo syntetických (např. polyesterových) vláken, jejichž průměr kolísá od 30 do 50 mikrometrů a vzdálenost mezi vlákny je 200 až 400 mikrometrů. Vhodná rychlost vzduchu při proudění přes tyto materiály je zhruba 2 metry za sekundu. Každá kladná nebo záporná odchylka od této rychlosti se projevuje zmenšením separační schopnosti.

Separace částí v těchto materiálech probíhá v podstatě vlivem nárazu. Vzhledem ke své inercii nesledují tyto částice osu proudění vzduchu při své odchylce, ale narážejí na vlákno a zachycují se na něm. Separace nárazovým účinkem předpokládá, aby vzduch proudící filtračním médiem měl velkou rychlost a aby hustota částic byla dostatečná. V případě, že rychlost vzduchu je poměrně malá, pak tyto částice sledují tok vzduchu kolem vláken a přilnutý produkt je s poměrně vyššími rychlostmi strháván s částicemi. Podle principu filtrace se dociluje uspokojivá separace pouze u částic, jejichž velikost přesahuje 5 mikrometrů. Materiály, které se používají pro hrubé filtry, nemají prakticky žádnou separační schopnost, pokud jde o částice menší než 2 až 3 mikrometry. Částice sazí, které hlavně znečišťují ventilační zařízení a budovy mají velikost řádově 0,001 až 1 mikrometr, takže se ve filtrech tohoto typu nezachytí.

Jemné filtry

Jemné filtry se skládají ze syntetických a ultrajemné filtry zpravidla ze skleněných vláken o průměru 1 až 10 mikrometrů, které jsou navzájem ve vzdálenosti 10 mikrometrů. Separace částic v tomto médiu je dána zejména účinkem zachycování. Částice unášené proudem vzduchu narazí na vlákno, protože jejich poloměr je větší než vzdálenost mezi vlákny filtr, média a zachytí se.

Zkušební metody

Hrubé a jemné filtry se zkouší podle normy ČSN EN 779. Tato evropská norma platí pro filtry atmosférického vzduchu k odlučování částic u běžného větrání. Tyto filtry se třídí podle jejich dosažených filtračních parametrů. Jako základ pro evropskou normu byl přijat dokument EUROVENT4/5 "Metoda zkoušení filtrů atmosférického vzduchu používaných u běžného větrání z odlučování pevných a kapalných příměsí". Evropská norma, která platí v současnosti i v České republice (norma ČSN EN 779) stanoví požadavky, které musí filtry atmosférického vzduchu splňovat. Popisuje zkušební metody a zkušební trať pro měření parametrů filtrů. Výsledky zkoušek parametrů filtrů, které byly získány podle normy EN 779, nemohou být přímo použity k odhadu parametru filtru v jednotlivých provozních podmínkách. K získání parametrů, podle kterých se provádí porovnání a třídění, se musí filtry zkoušet na atmosférický aerosol a syntetický prach. Tato evropská norma se vztahuje na filtry atmosférického vzduchu, které mají být zkoušeny v rozsahu objemových průtoků vzduchu od 0,23 mJ/s (850 mJ/h) do 1,39 mJ/s (5000 mJ/h) a dosahují počáteční hodnoty opacitometrické odlučivosti na atm. prach menší než 98%. Velmi jemné filtry se testují podle normy EN 1822 a dělí se do tříd H10 až H14 a U15 až U17.

Důležitost filtrování

Filtrování vzduchu je důležité nejen z ekonomického hlediska (sníží náklady na údržbu prostor a zařízení), ale také v tom smyslu, že přispívá ke zlepšení spokojenosti a zdraví uživatelů filtrovaných prostor. Nejsamozřejmější výhodou čistého vzduchu je snížení znečištění. Přirozeně není možné vyjádřit tuto skutečnost číslicemi, abychom určili do jaké míry umožňuje používání čistého vzduchu snížit náklady na údržbu. Částice, které jsou hlavně odpovědné za znečištění, se skládají z jemných sazí, jejichž eliminace vyžaduje filtry s vysokou účinností. Baterie, tahy a falešné stropy jsou velkými sběrači prachu. Je známo, že tahy a falešné stropy se dají velmi obtížně a s velkými náklady čistit. Jsou-li zaneseny, znamenají velké riziko požáru. Falešný strop, který je v provozu několik let, představuje dost nepříjemný aspekt v případě, že centrála úpravy vzduchu je vybavena hrubým filtrem. Všechny druhy částic a zejména vlákna se ukládají na bateriích výměníků tak, že výkon zařízení klesá a náklady na údržbu rostou.

Třídění filtrů podle dosažených filtračních parametrů

Třídění velmi jemných (HEPA a ULPA) filtrů