Классификация воздушных фильтров

Разобраться в обширном ассортименте и выбрать фильтрующее устройство, оптимально соответствующее именно вашим условиям, достаточно сложно. Чтобы упростить потребительский выбор, специалисты неоднократно предпринимали попытки систематизировать воздушные фильтры, разделяя их по типам, свойствам, конструктивным особенностям, принципам очистки и другим техническим характеристикам. Перечислим наиболее востребованные в нашей стране и мире регламенты и стандарты классификации:

• Подразделение на виды и типы фильтров по использованным материалам и конструктивным особенностям;
• Определение класса по степени очистки позволяет стандарт Евровент, за номером EN779;
• Стандарт Российской Федерации ЕН 779-2014 регламентирует разделение на классы изделий общего назначения;
• Отмененный в части чистящих устройств общего назначения ГОСТ Р 51251-99, успешно используется для классификации изделий специального назначения;
• В Новом Свете статусом авторитетного мирового классификатора фильтров пользуется рейтинг MERV, разработанный сообществом американских инженеров.

Каждый из методов классификации имеет свои достоинства и недостатки. Выбирая изделие для вентсистемы своего дома, офиса, предприятия, необходимо иметь представление о существующих методиках определения класса фильтрации. Ознакомимся с самыми популярными методами классификации изделий подробнее.

Виды

Оригинальное конструктивное устройство, используемые фильтрующие материалы позволяют подразделить существующие модификации воздушных фильтров группами и видами. Рассмотрим виды, получившие наибольшее распространение:

• Механические фильтры отличаются простотой конструкции. Обычно это металлическая сетка. Изготавливается она из проволоки различного сечения. Возможно употребление в качестве фильтрата спецкартона и тканных материалов на основе полиэфирных или полиэстерных волокон. Широкое распространение получил механический фильтр карманный, где пылеулавливающие карманы изготовлены из полиэфирных холстов. Предназначение таких изделий механической очистки - удаление крупноразмерных загрязнителей, а именно шерсти животных песка и пыли. Их очищающая способность легко восстанавливается, так как они хорошо моются и чистятся струей сжатого воздуха от компрессора или пылесоса.
• Угольные фильтры реализуют способность активированного угля эффективно поглощать молекулы парообразований и токсичных газов. Значительный объем угольных пор, позволяет нейтрализовать запахи различных химических соединений, также соединения значительной молекулярной массы. По конструкции - угольный фильтр кассетный или карманного типа. Его фильтрующая способность, эксплуатационный ресурс напрямую связаны с количеством фильтрата и общей площадью фильтрующего материала. Производители используют активированный уголь в виде гранул, которые напыляются на гофрированную картонную основу. Недостатками угольных фильтров считается неизбежное снижение их эффективности при повышении влажности. Негативно влияют на их работоспособность высокие концентрации таких веществ как диоксид азота, различные формальдегидные смолы, пары сернистого ангидрита. В таких случаях, для регенерации фильтрата обычно используются хемосорбенты в виде силикатов, растворов оксида алюминия, компонентов перманганата калия. Рациональная эксплуатация угольных (хемосорбционных) фильтров обязательно предусматривает их дополнение другими видами фильтров.
• Масляные - используют фильтрующий материал, обработанный минеральным маслом. Примером может служить патронный фильтр, где пластмассовые сетки, чистящие кольца, стальные перфорированные листы располагаются в цилиндрическом корпусе. Сфера применения масляных фильтров - бюджетные варианты предварительной очистки приточки.
• Губчатые - изделия из пенополиуретана, спецрезины, других пористых и эластичных синтетических материалов. Предварительно, путем специальной обработки в материале раскрываются поры. Это необходимо для увеличения рабочей площади губчатой структуры. Фильтры рекомендуется использовать ступенями последней тонкой очистки. Использованную губку можно регенерировать. Она хорошо моется под краном, продувается компрессором и даже пылесосом.
• HEPA, ULPA – самые высокоэффективные компоненты фильтрующих систем обеспечивающие ультранизкое содержание загрязняющих веществ в помещении. Для максимального увеличения фильтрующей способности наполнитель делают гофрированным. Изготавливаемые из спец-бумаги и стекловолокна они способны удалять из воздуха частицы цветочной пыльцы, споры грибковых образований, продукты жизнедеятельности бельевых клещей. Поэтому HEPA, ULPA типы считаются эффективным средством профилактики аллергических, вирусных, респираторных болезней.
• Электростатические - способны быстро избавить нас от пыли, молекул цветочной пыльцы. Но они не могут помешать появлению в квартире неприятных запахов. В основе очищающего устройства электродная сетка, на которую подается коронный разряд. Сетка наполняет воздух заряженными молекулами - ионами. Ионы передают заряд на частицы загрязнений, которые затем выпадают в осадок на пластине с противоположным зарядом.
• Фотокаталитические способны уничтожать болезнетворные вирусы гриппа, бактерии. Используя ультрафиолетовое излучение, они эффективно разлагают и другие загрязнения, токсины, неприятные запахи.

Классификация стандартам

Как отечественные, так и ведущие иностранные производители вентиляционного оборудования ориентируются в своей деятельности на основной стандарт Евровент, за номером EN779. Он делит все существующие системы фильтрующих устройств на 4 вида. Рассмотрим характеристики фильтров различных ступеней (классов):

• Первую ступень занимают изделия простейшей очистки воздуха, (класс фильтрации G1-G4). Они способны улавливать 65-90% взвесей воздуха размером больше 10 мкм. Конструктивно, грубые фильтры представлены устройствами с двумя типами очистки (масляными, механическими). Чаще всего они используются первой очищающей ступенью или для предварительной подготовки воздуха систем воздухообмена и кондиционирования. Конструкторы климатического оборудования предусматривают предварительную очистку не только для обеспечения здоровых условий существования людей. Грубая очистка бывает необходима для защиты вентагрегатов, предотвращая их преждевременный износ и поломки;
• Фильтры более тонкой очистки обладают классом фильтрации F5-F9. Они улавливают 40-95% загрязнений размером больше 1 мкм. По своей конструкции они бывают угольными или губчатыми. Тонкие фильтры используются обычно второй ступенью очищения. В этом качестве они применяются в рабочих схемах вентиляции (кондиционирования). Они находят широкое применения в вентсистемах учреждений здравоохранения, отелях, офисных, жилых зданиях, различных заведениях соцкульт-бытового назначения. Без них не обходится пищевое производство, деятельность предприятий фармации, заводов электроники, других отраслей промышленности;
• Класс высокой эффективности очищения демонстрируют фильтры«HEPA»), с уровнем фильтрации H10-H14, отсеивают до 99,99% загрязнений размером больше 0,3 микрон;
• Сверхвысокоэффективные фильтры «UPLA» с уровнем фильтрации U15-U17 обеспечивают медицинскую степень очистки до 99,999995% от самых мелких частиц размерами больше 0,1 мкм.

Фильтры третьей и четвертой ступеней очистки классифицируются соответственно высокоэффективными и сверхвысокоэффективными. Они редко используются в бытовых системах фильтрации воздуха. HEPA, ULPA, им подобные фильтры нашли свое предназначение там, где существуют бескомпромиссно высокие потребности качества воздуха. Считаясь последней ступенью очистки, применяются в особенно «чистых» помещениях больниц, операционных, на промышленных предприятиях, где предъявляются самые строгие требования к стерильности атмосферы. Такие условия требуются на атомных электростанциях, в цехах химических, пищевых производств, требующих особенной точности технологических операций. Все сказанное о HEPA, ULPA, в равной мере относится к фотокаталитическим и электростатическим конструкциям фильтров.

Чем выше класс очистки, тем сложнее и дороже процесс изготовления фильтров, существеннее цена использованных материалов. Поэтому изделия предназначенные для грубой очистки всегда дешевле высокоэффективных и сверхвысокоэффективных.

Классификация ГОСТ Р ЕН 779-2014

Принятый в 2014 году стандарт касается фильтров общего назначения. ГОСТ отменяет действие нескольких ранее принятых документов, в том числе и положения основного, действующего до последнего времени стандарта Р 51251 от 1999 года. Отражая в своем содержании все изменения классификаций воздушных фильтров, произошедшие за 15 летний период в странах Евросоюза, документ предлагает новую рабочую версию разделения фильтрующих устройств на классы:

• Фильтры грубой очистки здесь представлены в классах G1-G4, с расчетным перепадом давлений 250 Па. Для данных устройств нормируется только их пылезадерживающая способность по синтетической пыли Am. Ее значения регламентированы для каждого класса. Соответственно для G1 пылезадерживающая способность находится в диапазоне 50 ≤ Аm < 65, для G2 65 ≤ Аm < 80, для G3 80 ≤ Аm < 90, и наконец для G4 90 ≤ Аm;
• Промежуточные фильтры представлены в новом ГОСТе двумя классами - М5 и М6. Оба класса рассчитаны на перепад давления 450 Па. Для этих устройств нормируется усредненная эффективность фильтрации Еm. Она принимается для частиц размерами 0,4 мкм, в процентах, соответственно для М5 - 40 ≤ Em < 60, для М6 - 60 ≤ Em < 80;
• Фильтры тонкой очистки замыкают перечень классов изделий общего назначения, представленный данным ГОСТ. Это три класса F7, F8 и F9. Кроме выше представленного параметра средней эффективности Еm, для них нормируется минимальная эффективность фильтрации для частиц тех же размеров. Для класса F7 их значения 80 ≤ Em < 90 (но не менее 35), класса F8 - 90 ≤ Em < 95 (не менее 55), класса F9 95 ≤ Em (но не менее 70).

Появление в классификации промежуточного класса фильтров - не единственное нововведение нового ГОСТ, призванное подчеркнуть различия фильтров грубой и тонкой очистки. Другим существенным новшеством явилась необходимость испытательной процедуры уточнения минимальной эффективности фильтрующих материалов. ГОСТ требует подвергать каждое фильтрующее устройство проверке до и после снятия электростатического заряда. Данное требование стандарта обосновано появлением на рынке большого количества материалов, создаваемых с использованием синтетических волокон. Наибольшее распространение получили полипропиленовые волокна, толщина которых может доходить до субмикронных значений 0,3-0,5 мкм. Получая в процессе производства электростатический заряд, полипропилен со временем теряет его. Поэтому, через 5-6 месяцев его способность фильтровать может снизиться на 15-25%. Такое снижение становиться причиной несоответствия фильтра классу, заявленному производителем.

Классификация по ГОСТ Р 51251-99

Отмененный в 2014 году стандарт РФ около 15 лет являлся руководством поставщиков и производителей вентоборудования, определяя основные классы воздушных фильтров. Его положения касаются не только фильтрующих устройств общего назначения, но и систем, обеспечивающих специальные условия производственной сферы и чистых помещений учреждений здравоохранения. Так как классификация фильтров общего назначения уже освещалась нами в предыдущем разделе, рассмотрим особенности деления на классы фильтрующих устройств, обладающих высокой, а также сверхвысокой эффективностью. Согласно рассматриваемого ГОСТ, класс фильтрующего устройства определяется эффективностью чистки. Эффективность - основная характеристика фильтра (Е%), выражаемая процентным отношением разности количества пыли в воздухе перед фильтрующим устройством (Nд) и за ним (Nп), к количеству пыли перед устройством (Nд):

Другой характеристикой гостовского классификатора считается коэффициент проскока. Он показывает в процентах количество загрязняющих частиц, сумевших пролететь через фильтрующее устройство. В сумме оба коэффициента, эффективности и проскока составляют 100%. Вот как выглядит классификатор воздушных фильтров в табличном виде.

Отдельные разделы стандарта посвящены требованиям к конструкции изделий и регламенту их маркировки. Основные требования к конструкции и материалам:

• Конструктивное устройство фильтрующих устройств должно обеспечивать технологичность и удобство их установки, демонтажа, при необходимости замены;
• Конструктивная схема должна обеспечивать герметичность прилегания, в местах установки, для исключения возможности попадания влаги между фильтрующими кассетами и установочными рамками;
• Фильтрующие материалы, элементы их крепления должны обладать коррозиестойкостью, не бояться температурных перепадов и сырости;
• Несущие элементы конструкции обязаны выдерживать вибрационные и другие эксплуатационные нагрузки;
• Качество используемых материалов, а особенно фильтрующих, должно исключать возможность выделения в воздушное пространство волокон, пыли, других веществ, способных навредить человеку или помешать работе оборудования.

Особенные требования ГОСТ предъявляет к маркировке воздушных фильтров.

Маркировка должна наносится на внешнюю сторону корпуса, также на упаковку. Маркировка обычных фильтров содержит:

• Название устройства;
• Тип изделия;
• Общепринятое условное обозначение;
• Торговую марку компании производителя, страны производства, при наличии - товарный знак;
• Заводской серийный номер изделия;
• Дату изготовления;
• Класс фильтра;
• Стрелкой указывается направление воздушного потока.

К маркировке фильтров спецназначения предъявляются дополнительные требования. Кроме вышеперечисленных пунктов в ней указывается:

• Физические размеры частиц способных преодолеть фильтрат;
• Коэффициент эффективности для категории проникающих частиц;
• Рабочую производительность фильтрующего устройства;
• Аэродинамическое сопротивление при рабочей производительности в Па.

Минимальная эффективность MERV

Аббревиатура merv переводится с английского как значение минимальной эффективности. По сути это шкала измерений эффективности фильтрации, разработанная сообществом американских инженеров ASHRAE. Специалисты оценивают шкалу merv как качественно новый способ составления рейтингов систем воздухоочистки. В основе метода знакомое нам разделение изделий по способности улавливать частицы загрязнений определенных размеров:

Американский стандарт ориентирует пользователя на стоимость фильтрующего устройства, увязывая ее с качеством фильтрации. Чем более тонкий уровень очистки имеют изделия merv тем они дороже и удобнее в обслуживании. Повышение позиции в рейтинге merv рассматривается как повышение статуса пользователя.

Читайте также:

• Подбор вентиляции для квартиры, загородного дома и офиса
• ТОП 10 рейтинг 2021 – приточно-вытяжная вентиляция
• Воздушные фильтры для систем вентиляции