Filtr powietrza (inaczej filtr cząsteczkowy lub też filtr przeciwpyłowy) – urządzenie, które w procesie filtracji (oczyszczania) powietrza (gazu) separuje cząsteczki stałe (np. pył) ze strumienia przepływającego powietrza (gazu) oraz zatrzymuje je na powierzchni lub pomiędzy elementami filtracyjnymi (np. włóknami) poprzez mechanizmy filtracji.
W Polsce w celach klasyfikacji filtrów powietrza obowiązują następujące polskie normy:
PN-EN ISO 16890-1:2017-01 – Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej – Część 1: Specyfikacje techniczne, wymagania i system klasyfikacji skuteczności określony na podstawie wielkości cząstek pyłu (ePM)
PN-EN ISO 16890-2:2017-01 – Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej – Część 2: Pomiar skuteczności filtracji w funkcji wymiaru cząstek oraz oporu przepływu powietrza
PN-EN ISO 16890-3:2017-01 – Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej – Część 3: Określanie skuteczności filtracji metodą grawimetryczną i oporu przepływu powietrza w zależności od masy zatrzymywanego pyłu
PN-EN ISO 16890-4:2017-01 – Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej – Część 4: Metoda kondycjonowania mająca na celu wyznaczenie minimalnej badawczej skuteczności filtracji w funkcji wymiaru cząstek
PN EN 1822-1:2009 Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) – Część 1: Klasyfikacja, badanie parametrów, znakowanie
PN EN 1822-2:2009 Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) – Część 2: Wytwarzanie aerozolu, przyrządy pomiarowe, statystyka zliczania cząstek
PN EN 1822-3:2009 Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) – Część 3: Badanie płaskiego materiału filtracyjnego
PN EN 1822-4:2009 Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) – Część 4: Określanie przecieku filtra (metoda przeszukiwania)
PN EN 1822-4:2009 Wysokoskuteczne filtry powietrza (EPA, HEPA i ULPA) – Część 5: Określanie skuteczności filtru
Normy wycofane i zastąpione przez nową normę PN-EN ISO 16890 od 1 stycznia 2017:
PN EN 779:2012 Przeciwpyłowe filtry powietrza do wentylacji ogólnej – Określanie parametrów filtracyjnych
Podział filtrów ze względu na skuteczność filtracji
Filtr wstępny – filtr powietrza sklasyfikowany do jednej z klas – G1,G2,G3,G4. Do zastosowania jako:Filtr kieszeniowy
filtr 1 stopnia oczyszczania lub główny układu HVAC
filtr do oczyszczania powietrza do pomieszczeń i procesów produkcyjnych,
prefiltr przed filtrami o wyższej skuteczności filtracji
filtr wstępny dla filtrów klasy F7–F9
Filtr dokładny – filtr powietrza sklasyfikowany do jednej z klas – F7, F8, F9. Do zastosowania w jako:
filtr 2 stopnia oczyszczania lub główny układu HVAC
filtr do oczyszczania powietrza do pomieszczeń biurowych, szpitali, przetwórstwa produktów spożywczych, procesów produkcyjnych (np. aerozole)
filtr układu przygotowania powietrza dla filtrów EPA, HEPA, ULPA
Filtr EPA Filtr powietrza (Efficient Particulate Air filter – efektywny filtr powietrza) sklasyfikowany do jednej z klas – E10, E11, E12. Do zastosowania w instalacjach:
Filtr HEPA Filtr powietrza (High Efficient Particulate Air filter – wysoko skuteczny filltr powietrza) sklasyfikowany do jednej z klas – H13, H14. Do zastosowania w instalacjach:
Filtr ULPA Filtr powietrza (Ultra Low Penetration Air filter – filtr powietrza o bardzo niskiej penetracji) sklasyfikowany do jednej z klas – U15, U16, U17. Do zastosowania w instalacjach:
Podział filtrów ze względu na budowę
Filtr kieszeniowy – zbudowany na ramce, składający się z sekwencji kieszeni medium filtrującego. Kieszenie te mają kształt klina i pozostają bez usztywnienia[1].
Filtr kasetowy – zbudowane na ramce (metalowej, plastikowej lub z impregnowanego kartonu). Wewnątrz ramki znajduje się medium filtracyjne z włókien naturalnych, syntetycznych lub szklanych[2].
Worki filtracyjne – jedne z najczęściej stosowanych wkładów w procesie filtracji przemysłowej. Luźny worek wykonany z włókniny lub tkaniny określonego rodzaju z konkretną przepuszczalnością i wydajnością, często wzbogacony o ochronę przed wyładowaniami elektrostatycznymi między odfiltrowanymi cząsteczkami, wysoką temperaturą, czy też wzmocnienie dedykowane materiałom agresywnym chemicznie. Worki filtracyjne stosuje się w urządzeniach nazywanych odpylaczami.[4]
Więcej informacji Grupa filtrów, Klasa filtracji ...
Klasyfikacja filtrów powietrza zgodnie z normą PN EN 779:2012
1)Minimalna skuteczność jest tutaj najniższą wartością skuteczności filtracji wśród początkowych poziomów skuteczności filtracji, skuteczności filtracji po rozładowaniu elektrostatycznym medium filtracyjnego, najniższego poziomu skuteczności filtracji zaobserwowanego w trakcie procedur testowych.
Więcej informacji Grupa filtrów, Klasa filtracji ...
Klasyfikacja filtrów powietrza zgodnie z normą PN EN 1822:2009
Grupa filtrów
Klasa filtracji
Wartość całkowita skuteczności [%]
Wartość całkowita penetracji [%]
Wartość lokalna skuteczności [%] 1)2)
Wartość lokalna penetracji [%] 1)2)
Grupa E EPA
E10
≥ 85
≤ 15
– 3)
– 3)
E11
≥ 95
≤ 5
– 3)
– 3)
E12
≥ 99,5
≤ 0,5
– 3)
– 3)
Grupa H HEPA
H13
≥ 99,95
≤ 0,05
≥ 99,75
≤ 0,25
H14
≥ 99,995
≤ 0,005
≥ 99,975
≤ 0,025
Grupa U ULPA
U15
≥ 99,999 5
≤ 0,000 5
≥ 99,997 5
≤ 0,002 5
U16
≥ 99,999 95
≤ 0,000 05
≥ 99,999 75
≤ 0,000 25
U17
≥ 99,999 995
≤ 0,000 005
99,999 9
≤ 0,000 1
Zamknij
1) Patrz punkt 7.5.2 PN EN 1822-4. 2) Wartości miejscowe niższe niż określone w tabeli mogą być uzgodnione pomiędzy dostawcą i nabywcą. 3) Filtry z grupy E nie mogą i nie powinny być testowane badaniem przecieku dla celów klasyfikacji.
Skuteczność filtracji – zdolność urządzenia filtracyjnego (np. filtr powietrza) lub materiału filtracyjnego do zatrzymywania pyłu, określona jako stosunek ilości (masy, liczby cząstek) pyłu zatrzymanego przez filtr do ilości doprowadzonej do filtra
gdzie:
– stężenie pyłu w powietrzu przed filtrem, wyrażone jako np. [mg/m³] lub [liczba cząstek /m³],
– stężenie pyłu w powietrzu za filtrem, wyrażone jako np. [mg/m³] lub [liczba cząstek /m³]
Skuteczność całkowita –
1. skuteczność zatrzymania całej masy pyłu bez uwzględniania podziału na frakcje, [–] lub [%],
lub
2. skuteczność uśredniona dla całej powierzchni filtru w danych warunkach eksploatacyjnych, [–] lub [%].
Skuteczność przedziałowa (frakcyjna) – skuteczność określona dla cząstek o danym wymiarze (średnicy) lub z określonego przedziału ich wymiarów; zależnie od sposobu oznaczenia rozróżnia się przedziałową skuteczność liczbową lub wagową (masową), [–] lub [%].
Am (średnie zatrzymanie pyłu) – stosunek całkowitej ilości pyłu testowego zatrzymanego przez filtr do całkowitej ilości pyłu podanego aż do osiągnięcia końcowego oporu przepływu. Stosowane do filtrów grupy G, [%].
Em (średnia skuteczność) – średnia skuteczność dla cząstek 0,4 μm podczas obładowania pyłem aż do osiągnięcia końcowego oporu przepływu powietrza. Stosowane do filtrów grupy M i F, [%].
ME (minimalna skuteczność) – najniższa wartość separacji pyłu cząsteczek o wielkości 0,4 μm osiągana dla filtra w 3 testach; początkowa skuteczność filtracji, skuteczność filtracji w czasie całego testu i skuteczność filtracji przy całkowitym rozładowaniu elektrostatycznym medium filtracyjnego.
Pojemność pyłowa filtra – masa pyłu zatrzymanego przez filtr, przypadająca na jednostkę powierzchni filtracyjnej, przy której został osiągnięty stan końcowy filtra, [g/m²].
Początkowy opór przepływu (początkowy spadek ciśnienia) – spadek ciśnienia na niezapylonym filtrze, eksploatowanym przy nominalnym strumieniu powietrza, [Pa].
Strata ciśnienia podczas przepływu powietrza przez filtr (opór przepływu powietrza, spadek ciśnienia powietrza) – różnica ciśnienia statycznego przed i za filtrem, [Pa].
Zalecany końcowy opór przepływu (górna wartość graniczna) – ustalona przez producenta filtra górna wartość oporu przepływu powietrza, po osiągnięciu której materiał filtracyjny powinien być wymieniony, [Pa].
Końcowy opór przepływu – spadek ciśnienia na filtrze, do którego osiągnięcia są mierzone parametry filtra dla celów klasyfikacji, [Pa],
Stan końcowy filtra – stan, w którym opór filtra osiągnął górną wartość graniczną lub w którym skuteczność filtracji spadła do wartości uznanej w danej metodyce pomiarowej za najniższą dopuszczalną.
Nominalne natężenie przepływu powietrza – natężenie przepływu powietrza przez filtr, określone przez producenta, odpowiadające warunkom eksploatacyjnym, dla których zaprojektowano filtr, przy gęstości powietrza 1,20 kg/m³, wyrażone w [m³/s].
Powierzchnia czołowa filtra – powierzchnia przekroju poprzecznego filtru łącznie z ramą, [m²].
Powierzchnia czynna filtra – powierzchnia przekroju poprzecznego filtru, przez którą przepływa powietrze, [m²].
Powierzchnia efektywna materiału filtracyjnego – powierzchnia efektywna materiału filtracyjnego w filtrze, przez którą przepływa powietrze (bez powierzchni klejonych, prętów itd.), [m²].
Prędkość wlotowa (czołowa) – strumień objętościowy powietrza [m³/s] podzielony przez powierzchnię czołową filtra, [m/s].
Prędkość przepływu – strumień objętościowy powietrza [m³/s] podzielony przez powierzchnię czynną filtra, [m/s].
Prędkość filtracji – strumień objętościowy powietrza [m³/s] podzielony przez powierzchnię efektywną materiału filtracyjnego w filtrze, [m/s].
Klasyfikacja filtrów powietrza – zaliczenie filtrów powietrza do odpowiednich grup oraz klas na podstawie wartości parametrów filtracyjnych (skuteczności lub penetracji) określanych za pomocą specjalnych procedur badawczych opisanych w normach.
