Пречистване на въздуха в ОВК системи
Значението на въздушните филтри в ОВК системите е ключово и на тях следва да се обръща специално внимание. Те играят важна роля за пречистване на циркулиращия въздух в помещения от прах и вредни патогени и за оптимизиране работата на ОВК системите. Изборът на филтър за климатик, макар и лесен на пръв поглед, може да се окаже трудна задача. От енергийната ефективност и материалите, до видовете и особеностите на филтрите - трябва да се премине през доста показатели, за които е необходима информация, за да направите най-добрия избор за проекта си. В настоящата статия ще разгледаме видовете филтриращи системи при ОВК с техните особености, изискания за безопасна и ефективна работа на съоръженията и възможности за по-здравословна среда за обитателите на сгради.
Текст: списание Строители
За да работи гладко и правилно, една система за отопление, вентилация и климатизация (ОВК) трябва да бъде балансирана. Пропорциите на рециркулация и свеж въздух трябва да бъдат внимателно определени. Влажност, температура, количество свеж въздух - всичко трябва да си пасва като в швейцарски часовник. И за да бъде системата в хармония, е изключително важно всички компоненти да са правилно подбрани. Един от основните компоненти на балансираната ОВК система е въздушният филтър. Той пречиства въздуха, който циркулира през Вашата климатична система.
Филтрите улавят и задържат различни частици и замърсители, които могат да навредят на Вашето здраве и комфорт, като например прах, бактерии и микроорганизми, цветен прашец, мухъл и спори на мухъл, власинки и малки частици от различни материали. Те не само пречистват въздуха от миниатюрните замърсители, но и често действат като първа линия на защита срещу издърпване на по-големи предмети в устройството, които биха могли да причинят вреда или да представляват опасност от пожар.
Ефективност на пречистване
Замърсяването на въздуха може да раздразни очите, носа и гърлото, да причини задух, да влоши астма и други респираторни заболявания и да окаже влияние върху сърцето и сърдечно-съдовата система. Дългосрочното вдишване на замърсен въздух може да доведе до опасни здравословни проблеми. Когато става въпрос за премахване на замърсители в помещенията, не всички въздушни филтри са еднакви. Оценката на минималната отчетна ефективност или MERV (Minimum Efficiency Reporting Value) е индустриален стандарт, използван за обозначаване на ефективността и производителността на филтъра.
Числото показва колко добре филтърът може да отстрани частици и молекули от въздуха. Стандартните стойности на MERV варират от 1 до 16. По-добрата филтрация се обозначава с по-висока MERV стойност. Типичните стандартни филтри, които включват нискобюджетно, основно ниво на филтрация са с MERV от 1 до 4. Стойности от 5 до 8 имат филтри, които осигуряват по-надеждна филтрация и се използват широко в жилищни условия. За да се осигури повече повърхност за събиране на частици, те често са изработени от нагъната тъкан.
Като филтри от среден клас се определят тези с MERV 9-12. Те са с добро качество и могат да абсорбират молекули с размер до 1 микрон. Най-качествените филтри на пазара са високоефективните филтри с MERV 13-16. Те могат да премахват частици с размер до 0,3 микрона. Препоръчителният MERV рейтинг за домове е между 8 и 13. Филтри с MERV рейтинг над 13 са най-подходящи за силно дезинфекцирани пространства, като болници или хирургически центрове.
Също така е важно да се има предвид, че по-високият MERV рейтинг не означава непременно по-добър филтър. Въздушните филтри могат да имат електростатичен заряд, който функционира подобно на магнит, временно повишавайки ефективността на улавяне на частиците. Това води до по-висок MERV рейтинг за филтъра. Въпреки това, тъй като филтърът натрупва замърсявания, зарядът губи способността си да абсорбира частици, което води до намаляване на MERV рейтинга.
Например, филтър с MERV-13 може да намали ефективността на улавяне на частици много преди да бъде сменен и да достигне тази на филтър с MERV-8, което води до намалена защита за хората и оборудването в сравнение с оригиналния му MERV-13 рейтинг. Решение на такъв проблем е режимът на профилактика да е съобразен с конкретния тип климатик и конкретните условия.
Избор на филтър за ОВК системата
Въздушните филтри се предлагат в широка гама от видове, всеки от които е специално проектиран да отговори на различни нужди и обстоятелства. Изборът на правилния въздушен филтър за Вашата ОВК система е от решаващо значение, тъй като той оказва значително влияние не само върху ефективността на системата, но и върху качеството на въздуха в помещенията и здравето на обитателите на сградата. Разбирането на разликите между различните видове въздушни филтри е от съществено значение за вземането на информиран избор, който най-добре отговаря на Вашата конкретна ситуация и изисквания.
Когато търсите въздушен филтър, предназначен за Вашите нужди, трябва да имате предвид някои специфични изисквания. Важен фактор са алергиите. Ако страдате от алергии, можете да изберете въздушен филтър за отстраняване на алергени в помещенията, като например HEPA. Ако има хора, предразположени към астма, или ако миризмите и химическите емисии влошават симптомите, трябва да обмислите използването на специален филтър за миризми и химикали. Има и филтри, които са предназначени да елиминират дим, въглерод от камината и газове, които могат да влошат дихателните проблеми или да причинят нежелани миризми.
Дебитът на въздушния поток също трябва да се съобрази. Гарантирането, че избраният филтър може да се справи с обема на въздуха на Вашата система, без да причинява значителни спадове на налягането, е от решаващо значение за поддържане на енергийната ефективност и предотвратяване на натоварването на ОВК или друга система за филтриране на въздуха. За приложения с висока турбулентност е важно да изберете филтър, който е проектиран да издържа на турбулентен въздушен поток. Друг важен фактор са изискванията за поддръжка. Някои филтри са проектирани за лесна подмяна или почистване, което минимизира времето за престой и разходите за труд, свързани с поддръжката им. Винаги балансирайте първоначалните разходи спрямо дългосрочните разходи за поддръжка и потенциалните икономии на енергия, когато правите своя избор.
Основната разлика между видовете филтри е способността им да филтрират различни замърсители във въздуха. Размерът и видът на частиците, които трябва да филтрирате, играят критична роля при определянето на подходящия филтър. Географското местоположение на Вашия обект (включително близостта до големи пътища, летища и промишлени процеси) и замърсителите, генерирани в сградата, са важни съображения. Например, пекарна, която генерира големи количества брашнен прах, който може да повреди оборудването за печене и да причини замърсяване на продуктите, ще се нуждае от различни решения от офис сграда. Друго свързано съображение е влажността.
Филтрите, които ще бъдат разположени в зони с висока влажност, трябва да бъдат изработени от материали, проектирани да издържат на износване, развитие на мухъл и други потенциални проблеми от прекомерна влага във въздуха. Най-добрият начин да оцените текущите нива на замърсяване е да се консултирате с опитен специалист по филтриране на въздуха, който може да ви помогне да измерите и наблюдавате замърсителите. Материалът, от който е изработен филтърът и неговият дизайн, също са важни фактори. Ще разгледаме основните видове филтри и предимствата и недостатъците на всеки от тях.
Механични филтри
Това са най-често срещаните филтри за ОВК системи. Те извършват въздушна филтрация на механичен принцип. Частта от филтриращата система, която премахва нежелани частици, се нарича филтърна среда (медия). Хартия, памук, фибростъкло и синтетични влакна са най-популярните филтърни материали, използвани в тези филтри. Филтърът улавя частици от въздуха във филтърната среда, докато въздушният поток се движи през ОВК системата, предотвратявайки навлизането им във вътрешното пространство.
Здравината, стабилността, устойчивостта на износване и разтягане, абсорбцията, пропускливостта и цената са най-важните характеристики. Предимства на механичните въздушни филтри са тяхната достъпност и широко разпространение. Те могат да улавят значително количество големи частици, подобрявайки качеството на въздуха в помещенията. Лесни са за подмяна, с много опции, налични за различни ОВК системи.
Недостатък е, че може да не са толкова ефективни при улавянето на много малки частици, като бактерии и вируси, особено тези с по-ниски MERV рейтинги. Филтрите с по-високи MERV рейтинги могат да ограничат въздушния поток, ако Вашата ОВК система не е проектирана да се справи с тях, което потенциално намалява ефективността и живота на системата. Те изискват редовна подмяна, за да се запази тяхната ефективност, което може да увеличи текущите разходи за поддръжка на ОВК системата.
Касетъчните (панелни) филтри са вид механични въздушни филтри с конструкция от компактна, правоъгълна рамка, в която се разполага филтриращата среда. Те често служат като единствен въздушен филтър в ОВК системите в търговски и жилищни сгради. На други места действат като предварителни филтри, предпазвайки и удължавайки живота на по-ефективните и по-чувствителни крайни филтри в многостепенна филтрираща система. Тези филтри предпазват чувствителното оборудване от по-големи частици, предотвратявайки твърде бързото запушване на по-ефективните филтри.
Плисираните въздушни филтри са стъпка напред в сравнение с традиционните механични въздушни филтри. Те са изработени от полиестерни или памучни нагънати тъкани, които увеличават повърхността на филтъра, позволявайки му да улавя повече частици и замърсители от въздуха. Плисетата във филтъра създават повече джобове за улавяне на частици, което ги прави по-ефективни от техните неплисирани аналози.
Предимства на плисираните въздушни филтри са, че имат по-висок MERV рейтинг от стандартните механични филтри, обикновено вариращ от 5 до 13, което ги прави по-ефективни при улавянето на по-малки частици. Увеличената повърхност, дължаща се на плисетата, позволява по-добър въздушен поток, като същевременно улавя голям брой частици. Те са на разумни цени и са широко достъпни. Недостатък е, че може да се наложи да се сменят по-често от други видове филтри, особено в среди с много прах или други частици във въздуха. Въпреки че са по-ефективни от стандартните механични филтри, те все пак може да не са достатъчни за хора с тежки алергии или респираторни заболявания.
HEPA и ULPA филтри
ULPA е съкращение от Ultra-Low Particulate Air (свръх ниско съдържание на твърди частици във въздуха), докато HEPA е съкращение от High-Efficiency Particulate Air (високоефективен филтър за твърди частици във въздуха). ULPA и HEPA филтрите имат много общи черти, но имат няколко основни различия. И двата филтъра използват плътни влакнести слоеве, за да изградят фин мрежест филтър, който улавя частиците, докато въздухът преминава през тях. Фините прахови частици са смес от много малки частици и течни капчици във въздуха.
При вдишване тези частици могат да засегнат белите дробове на хората, както и да причинят сериозни здравословни проблеми. Минималната степен на ефективност на HEPA и ULPA филтрите се различава. HEPA филтрите дават 99,97% надеждност за отстраняване на частици с диаметър 0,3μm или по-голям, докато ULPA филтрите показват 99,9995% ефективност за отстраняване на частици с диаметър 0,12μm или по-голям. За да се изясни мащабът на тези частици, човешкият косъм е средно с диаметър 70 микрометра или 70000 нанометра. Минималният размер на частиците, който ULPA филтрите могат да отстранят от въздуха, е почти 600 пъти по-малък от ширината на човешки косъм.
Уникалният дизайн на тези видове филтри им позволява да улавят частици чрез три основни механизма. Единият е прихващане - частици, които се намират в непосредствена близост до влакно във филтъра, се залепват за него. Друг механизъм е удар - по-големите частици не могат да преминат през гъстата мрежа и се сблъскват с филтърните влакна, като се заклещват. Третият начин е с дифузия. По-малките частици, които се движат хаотично поради молекулите на въздуха, се улавят, докато преминават през филтъра. Тази комбинация от техники гарантира, че HEPA филтрите могат да улавят както големи, така и изключително малки частици с изключителна ефективност.
HEPA филтър би трябвало да е достатъчен за повечето помещения. Той е способен да улавя по-голямата част от частиците и да намалява замърсяването на въздуха. HEPA филтрите са отличен избор за подобряване на качеството на въздуха в помещенията, особено за хора с алергии, астма или други респираторни заболявания. Те могат ефективно да намалят излагането на често срещани алергени като частици от домашни любимци, прахови акари и спори на мухъл.
HEPA филтрите могат да улавят бактериите и някои вируси във въздуха, осигурявайки допълнителен слой защита срещу потенциални рискове за здравето, особено по време на грипните сезони или в помещения с хора с отслабена имунна система. Тези филтри се използват не само в домове, но и в болници, лаборатории и индустрии, където чистият въздух е от решаващо значение, което демонстрира тяхната надеждност и гъвкавост. HEPA филтрите обикновено са по-скъпи от стандартните филтри. Техният усъвършенстван дизайн и превъзходни филтриращи възможности допринасят за тази по-висока цена. Не всички ОВК системи обаче са проектирани да работят с плътната структура на HEPA филтрите.
Използването им в системи, които не са създадени за такава високоефективна филтрация, може да ограничи въздушния поток, намалявайки общата ефективност на системата и потенциално причинявайки износване на устройството. Ако Вашето пространство има по-строги изисквания за качество на въздуха, ULPA филтрите могат да постигнат и да надхвърлят, тези изисквания. Те често се използват в биологично чисти помещения, за да се предотврати кръстосано замърсяване с патогени.
Още повече възможности
Допълнителни опции във филтрирането на въздуха в ОВК системите дават електростатичните, плазмените и ултравиолетовите филтри, както и тези с активен въглен. Електростатичните филтри работят на различен принцип от механичните. Те използват електростатичен заряд, за да привличат и улавят частици. Докато въздухът преминава през филтъра, се създава статичен заряд, който привлича прах, полени и други частици, улавяйки ги във филтъра.
Предимство на тези филтри е, че са многократно използваеми и могат да се перат, което ги прави по-екологичен вариант. Те могат да бъдат по-рентабилни с течение на времето, тъй като не е необходимо да се сменят толкова често, колкото филтрите за еднократна употреба. В същото време, въпреки че са ефективни при улавянето на по-големи частици, те може да не са толкова ефективни при по-малки частици, като например в дим или някои видове цветен прашец. Изискват редовно почистване, за да запазят ефективността си.
Плазмените филтри, подобно на слънчевата светлина в атмосферата, създава климат, богат на положителни и отрицателни кислородни йони. Отрицателните йони съдържат допълнителен електрон, докато положителните йони нямат електрон. Резултатът е нестабилно състояние. Малките йони съществуват само между 30 и 300 секунди, преди да загубят заряда си, и са изключително активни. За да намерят стабилност, тези поляризирани йони търсят атоми и молекули във въздуха, с които да обменят електрони. Този процес ефективно неутрализира твърди частици, бактерии и вирусни клетки, газове и аерозоли, както и летливи органични съединения (ЛОС).
Ултравиолетовите лампи също намират приложение тук. Те могат да подобрят ефективността на системата, като предотвратят развитието на мухъл и бактерии във Вашата ОВК система, което води до по-ниски сметки за енергия. Неприятните миризми, причинени от мухъл, бактерии или застоял въздух, могат да бъдат неутрализирани, като се подобрява цялостната вътрешна среда.
Лампите за дезинфекция на въздуха обикновено могат да се монтират навсякъде в системата от въздуховоди. Най-често те се инсталират в климатика. Друга възможност са филтрите с активен въглен. Те се използват в ОВК системите за пречистване на въздуха чрез премахване на широк спектър от замърсители и миризми. Обикновено се инсталират във въздуховоди или климатични агрегати, за да улавят частиците във въздуха, преди да навлязат и циркулират в сградата.
Защо и колко често се налага смяна или почистване на филтъра?
Най-честата причина за повреда на ОВК системата са запушените въздушни филтри. Знаете ли какви са последиците от запушен въздушен филтър? За да движи въздуха, вентилаторът на ОВК системата трябва да работи по-усилено. Следователно, тя използва повече ресурси, което води до по-високи сметки. Освен това е много по-вероятно климатикът да се повреди в резултат на претоварване. Поради трудностите с циркулацията на въздуха, вътрешните пространства не могат да получат необходимото количество обработен въздух. Допълнителният материал, натрупан върху въздушния филтър ще задържа влагата, което ще позволи развитието на мухъл или бактериални колонии.
Различни замърсяващи частици могат да се събират във въздуховоди и по повърхности, защото въздухът не се движи толкова бързо, колкото би трябвало, а циркулиращият въздух се замърсява с прах и микроорганизми от запушения филтър. Ето защо филтрите трябва да се сменят или почистват 3-4 пъти годишно, но съгласно специфичния график за поддръжка във всеки конкретен случай смяна може да се налага по-често или по-рядко. По-честа смяна се налага в по-сурови условия и във високоактивни системи, като тези, използвани в медицинската или военната област. Сензори за поддръжка в повечето случаи показват необходимостта от подмяна на филтри в специализирано оборудване и могат да бъдат от голяма полза.
Времето, през което ще издържи един въздушен филтър, зависи от качеството на въздуха и броя на хората в съоръжението. Ако видите много хора да кихат на работното място или сметката ви за енергия е необичайно висока без видима причина, е време да проверите въздушния си филтър и да помислите за подмяната или почистването му. Размерът и видът на Вашата ОВК система са двата фактора, които трябва да се вземат предвид при определяне на честотата на подмяна на филтрите. Тези съображения обикновено са свързани с размера и вида на Вашия проект, компания или помещение.
По-голяма структура почти сигурно би се нуждаела от по-голяма и по-стабилна система. Малък бизнес може да използва същата ОВК система и въздушен филтър като за дом със сравним размер. В зависимост от вида на филтъра, който използвате, може да се наложи да го сменяте/почиствате на всеки 30 дни или на всеки 6 месеца или повече, в зависимост от съвета на производителя на филтъра и това, което Вашият ОВК специалист смята за най-добро за Вашия случай.