Технічне пояснення параметрів повітряного фільтра, ефективності, опору, обсягу повітря та швидкості вітру

Ефективність, опір, об’єм повітря та швидкість вітру повітряного фільтра є основними технічними параметрами, які визначають його продуктивність. Ці чотири параметри взаємопов’язані та разом визначають, чи підходить фільтр для конкретного сценарію та його довгострокову економічну життєздатність.

• 1. Ефективність: здатність фільтра вловлювати забруднюючі речовини. Ефективність (%)=(1- концентрація вниз за потоком/концентрація вище за потоком) × 100%; Критерії класифікації: G1-H14 (на основі EN 1822/ISO 16890) Ефективність є основним функціональним показником, який визначає рівень чистоти.
• 2. Опір: перешкода, яку відчуває повітря під час проходження через фільтр. Одиниця Па (Паскаль); Початковий опір: опір нового фільтра; Кінцевий опір: опір, необхідний для заміни (зазвичай у 2-3 рази перевищує початковий опір), який є основним показником споживання енергії та безпосередньо впливає на споживання енергії та експлуатаційні витрати вентилятора.
• 3. Повітряний потік: об’єм повітря, який проходить через фільтр за одиницю часу. Одиниця вимірювання: м³/год (кубічний метр/год) або CFM Об’єм повітря є показником технологічної потужності, який визначає застосовний розмір простору.
• 4. Швидкість вітру: швидкість, з якою повітря проходить через поверхню фільтруючого матеріалу. Одиниця вимірювання: м/с (метри/секунду), швидкість зустрічного вітру=об’єм повітря/площа навітряного фільтра, швидкість вітру є регулюючим клапаном ефективності та опору. Якщо він занадто високий, це знизить ефективність і збільшить опір.

Ці чотири параметри не існують ізольовано, вони слідують наступній внутрішній логіці:

• 1. Об’єм повітря та швидкість вітру визначають розмір фільтра:

Після визначення необхідного обсягу повітря швидкість вітру стає ключовим фактором при проектуванні. Щоб досягти низького опору, зазвичай бажано мати нижчу швидкість вітру. Тому інженери розроблятимуть розмір фільтра, зменшуючи швидкість вітру (тобто збільшуючи площу фільтрації).
Формула: площа фільтра=об’єм повітря/швидкість повітря на поверхні

• 2. Швидкість вітру та фільтруючий матеріал разом визначають опір та ефективність:

Чим вище швидкість вітру, тим більше сила удару повітря по волокнах фільтра, і опір зростає в прямокутному порядку.
Чим вища швидкість вітру, частинки можуть не встигнути захопитися волокнами через їхню високу інерційність, і їх може «збити» або «здути», що призведе до зниження ефективності. Особливо для високо-ефективних фільтрів швидкість вітру є ключовою змінною.
Чим щільніший фільтруючий матеріал, тим сильніша його перехоплююча здатність (вища ефективність), але тим важче повітря пропускає через нього (більший опір).

• 3. Пилоутримувальна здатність і стійкість визначають термін служби:

У міру збільшення кількості пилу, що перехоплюється фільтром, проміжки між волокнами фільтра блокуються, і опір поступово зростає. Коли опір досягає встановленого кінцевого опору, навіть якщо фільтр не повністю заблокований, це означає, що його економічний термін служби підійшов до кінця і потребує заміни.

• 1. «Ефект гойдалки» між параметрами, у практичних застосуваннях ці чотири параметри часто потрібно збалансувати.

Корпус: Номінальні параметри фільтра: об'єм повітря 2000 м³/год, початковий опір 150 Па, ефективність F9.
Якщо фактичний робочий об’єм повітря збільшиться до 2500 м³/год, опір різко зросте (можливо, перевищить 250 Па) зі збільшенням швидкості вітру. Ефективність може трохи знизитися через збільшення проникнення частинок при високій швидкості вітру.
Натхнення: під час вибору фільтра недостатньо враховувати лише окремі параметри, його необхідно підібрати на основі ефективності та опору за проектного об’єму повітря.

• 2. Уловлювач номінального об’єму повітря: багато користувачів легко не помічають, що номінальний опір і ефективність фільтра вимірюються при номінальному об’ємі повітря.

Якщо побутовий фільтр з номінальним об’ємом повітря 1000 м³/год примусово використовувати на вентиляторі свіжого повітря, який потребує 2000 м³/год, це призведе до надмірної швидкості вітру, опору ширянню, недостатнього об’єму повітря в системі та значного зниження ефективності очищення.
Порада: найкраще контролювати фактичний робочий об’єм повітря в діапазоні 80% -120% від номінального об’єму повітря.

• 3. Орієнтовне значення швидкості приземного вітру: швидкість приземного вітру є важливим показником для вимірювання раціональності вибору фільтра.

Фільтр грубої ефективності: швидкість приземного вітру зазвичай становить 1,0-2,5 м/с.
Високоефективний фільтр (HEPA): швидкість повітря на поверхні зазвичай становить 0,3-0,5 м/с.
Якщо приземна швидкість вітру вашого високо-ефективного фільтра перевищує 0,8 м/с, це означає, що площа фільтрації може бути недостатньою, що може призвести до високого опору та скорочення терміну служби.

Зіткнувшись з таблицею технічних параметрів фільтра, рекомендується оцінювати її в такому порядку:

• 1. Спочатку перевірте ефективність: переконайтеся, що рівень відповідає вашим потребам у очищенні (наприклад, F7-F9 для домашнього використання та H13-H14 для медичного використання).
• 2. Ще раз перевірте об’єм повітря: переконайтеся, що номінальний об’єм повітря фільтра відповідає вашому пристрою.
• 3. Обчисліть приземну швидкість вітру: розділіть об’єм повітря на зовнішню площу фільтра, щоб побачити, чи він знаходиться в розумному діапазоні.
• 4. Оцініть опір: при номінальному потоці повітря, що нижчий опір, тим краще-споживання енергії в довгостроковій перспективі.