Для фильтров второй ступени очистки. Применяются в больничных палатах, гостиницах, административных зданиях, цехах по производству продуктов питания, электронной и мясомолочной промышленности, пр.
Санитарные или технические нормы содержания пыли для помещений разного назначения сильно отличаются, для каких-то помещений достаточно очистить воздух от крупной пыли и мусора, для других нужна стерильная чистота. Для решения этих разных задач нужны разные фильтры и фильтрующие материалы, отличающиеся по способности удерживать частицы пыли разных размеров и по эффективности работы (какой процент пыли они удерживают).
Существует общепринятое разделение фильтров и фильтрующих материалов на классы по очищающей способности. Классы объединены в несколько групп:
- Грубая очистка. Эти фильтрующие материалы не пропускают частицы размером свыше 10 микрон с эффективностью 65-90%. Это классы G1, G2, G3, G4 (по ГОСТ) и EU1, EU2, EU3, EU4 (по европейским стандартам DIN). Применяются там, где высокая чистота воздуха не требуется, или в качестве ступени предварительной очистки (первой ступени в многоступенчатых фильтрах);
- Тонкая очистка. Фильтрующий материал улавливает частицы величиной больше 1 микрон с эффективностью 40-95%. Это классы F5-F9, EU5-EU9. Крупные частицы могут быстро забить тонкие поры этих фильтрующих материалов. Чтобы материал тонкой очистки дольше работал, фильтр обычно ставят после предварительной ступени (грубой очистки), как вторую ступень многоступенчатых фильтров.Тонкой очистки достаточно для большинства ситуаций, когда нужен очищенный воздух;
- Тем не менее, всё более востребованной, в том числе в быту, становится высокоэффективная очистка (НЕРА, High Efficiency Particulate Arresting). Классы H10-H14. Это окончательная ступень очистки для многоступенчатых фильтров, задерживает 85-99.995% частиц размером свыше 0.3 микрона, воздух очищается от всех аллергенов;
- Существует еще и высшая степень очистки, сверхвысокоэффективная очистка (ULPA, Ultra Low Penetrating Air). Классы U15-U17. Улавливается практически все присутствующие в воздухе микрочастицы – 99.9995-99.999995% частиц размером более 0.1 микрон. Поэтому фильтры классов НЕРА и ULPA называют фильтрами абсолютной очистки.
Область использования фильтров ULPA довольно узкая – некоторые лаборатории и производства, где требуется сверхчистота.
Типы фильтрующих материалов для воздушных фильтров
Для фильтров разных типов, разной степени очистки нужны и разные фильтрующие материалы.
Общие требования к фильтрующим материалам для вентиляции:
термостойкость (в отдельных случаях);
лёгкость очистки (когда она возможна);
устойчивость к засорению (для восстанавливаемых ФМ);
хорошая проницаемость (малое воздушное сопротивление);
Самые распространённые ФМ – это текстиль (Fabrics), тканый и нетканый.
Тканые фильтрующие материалы
Традиционный материал для грубой очистки воздуха, часто применяются в промышленности в виде мешочных (карманных) фильтров. Их преимущество – низкая стоимость, высокая прочность, возможность многократной очистки. Натуральный текстиль (хлопок, шерсть) всё больше уступают место синтетике, в первую очередь недорогому полиэфиру, имеющему высокую стойкость к истиранию.
Преимущества синтетических волокон перед натуральными:
большая скорость фильтрации;
уменьшение массы за счет большей прочности;
более эффективная очистка от пыли (полоскание, стирка, быстрее высыхает);
Тканые материалы не принимают значительного участия в самом процессе фильтрации. Они обеспечивают основу для первичного накопления слоя пыли («осадочного пирога»). Этот слой, с одной стороны, увеличивает воздушное сопротивление фильтра. С другой стороны, очищаемый воздух проходит через этот плотный слой пыли и волокон, который сам работает как фильтр. То есть низкая сначала эффективность фильтра увеличивается по ходу его загрязнения.
При очистке ткань должна легко избавляться от этого слоя.
Это – типичный пример так называемой поверхностной фильтрации, когда пыль накапливается на поверхности ФМ. По мере загрязнения сопротивление фильтра и механическая нагрузка на него возрастает, что может привести к разрыву ткани при несвоевременной очистке.
Чем тоньше нитка и выше плотность основы, тем более мелкие частицы улавливаются, тем меньше производительность и тем больше падение давления на фильтре.
Объёмные нетканые материалы
Сейчас занимают большую часть рынка фильтрующих материалов. В основном они применяются для предварительной очистки воздуха, или там, где невысокие требования к воздухоподготовке, но выпускается материал и для тонкой очистки. Их преимущества:
не закупориваются так быстро, как тканые материалы;
Используются волокно из различных полимерных и натуральных материалов. Это в первую очередь полиэфир (другое название – полиэстер) – самое распространенное фильтрующее волокно, полипропилен, нитрон; стекловолокно, кокосовое волокно, крафт-бумага и другие.
Фильтрующие качества нетканого материала определяются диаметром волокон, его образующих, и расстоянием между ними (плотности материала).
В объёмных нетканых материалах реализуется фильтрация в глубине фильтрующей среды, противоположность поверхностной фильтрации у тканых ФМ. Расстояния между волокнами здесь значительно больше размера пылинки, но, сталкиваясь с волокном, она прилипает к нему. Чтобы все пылинки нашли своё волокно и прилипли, толщина фильтрующего материала должна быть значительной. Опять же, способность таких ФМ к регенерации хуже, некоторые совсем не могут очищаться и использоваться повторно.
Важно! В кухонных вытяжках для жировых фильтров используют синтепон, акрил или флизелин. Они чаще всего одноразовые. После стирки он истончается и утрачивает свои очищающие свойства.
Принцип действия фильтрующего материала
Фильтрующая способность материалов для производства фильтров обеспечивается за счет задержания загрязняющих частиц на поверхности полотна при прохождении через него пылевого потока. Пыль застревает между нитями и нитяным ворсом, а очищенный воздух свободно проходит через материал. На степень очистки материала для фильтров влияет несколько факторов, которые учитываются при его подборе для эксплуатации на конкретном объекте:
- плотность полотна;
- способ переплетения продольных и поперечных нитей;
- толщина нитей;
- вид и состав материала, из которого изготавливается полотно;
- структура нитей (гладкая или ворсистая);
- способ производства материала.
Огромное значение для фильтровального материала имеет определенный баланс между фильтрующей способностью и гидравлическим сопротивлением. С увеличением плотности полотна, которое достигается повышением количества нитей, возрастает фильтрующая способность. Но вместе с этим увеличивается гидравлическое сопротивление в системе аспирации и вентиляции, что приводит к снижению производительности, уменьшению скорости потока и риску оседания пыли в воздуховодах, повышению нагрузки на электродвигатель вентилятора. Поэтому материалы для фильтрации подбираются специалистами на стадии разработки проекта, которые учитывают множество факторов, влияющих на эффективность системы в целом. Например, ткань Петрянова вы можете заказать на нажем сайте с доставкой по России.
Виды и производство материалов для фильтра
Фильтрующий материал от пыли изготавливают из натуральных или синтетических волокон, диаметр которых составляет 10-30 мкм. В дальнейшем из них получают нить толщиной до 0,5 мм, из которой получают полотно в виде сетки путем переплетения продольных и поперечных нитей с расстоянием между ними от 100 до 200 мкм. Для достижения повышенного эффекта фильтрации нить производят с наличием ворсинок, являющихся дополнительным препятствием для прохождения частиц загрязнений. Очищенный воздух свободно проходит через образующиеся ячейки материала фильтрующего элемента, а пыль задерживается на нитях и ворсинках и оседает на полотне. Для увеличения срока службы и исключения деформации материала большое значение имеет структура плетения нитей, способ и материал для их изготовления.
В настоящее время можно купить фильтрующий материал, изготовленный из различных видов натурального и синтетического сырья:
- бельтинг, фильтромиткаль — производятся из хлопка, отличаются способом плетения, имеют плотность 900 г/м2 и 490 г/м2, соответственно;
- серпянка — изготавливается из хлопка или льна, имеет повышенные размеры ячеек, внешний вид напоминает марлю;
- полиамидное полотно — изготавливается из нитей капрона, имеет диагональное направление рядов;
- полипропиленовый материал — имеет повышенную стойкость к химическим веществам и механическому воздействию, повышенный срок использования, при дополнительной термической обработке сохраняет размеры в процессе использования;
- полиэфирное полотно — суровое, высокая стойкость к ультрафиолетовому излучению, микроорганизмам, отличается наличием начеса, что повышает фильтрующую способность;
- стеклоткань — разработана для использования в среде с наличием агрессивных химических веществ и высокой температуры, имеет повышенную прочность, стойкость к истиранию;
- полиэстер — изготавливается способом термического крепления синтетических нитей при температуре 100°C, отличается оригинальной структурой нитей, которая предполагает увеличения плотности и уменьшения диаметра волокон по направлению движения воздуха;
- мета-арамид (Номекс) — имеет повышенную стойкость к высокой температуре очищаемого потока газов (200°C);
Наибольшее распространение получил полипропиленовый рулонный фильтрующий материал, который обладает универсальностью применения и высокими эксплуатационными свойствами:
- высокая степень очистки (99,99%);
- стойкость к химическим веществам;
- повышенная износостойкость;
- высокая воздухопроницаемость (160-220 л/дм2 в минуту);
- превосходная гидрофобность.
Фильтровальную ткань для воздушных фильтров купить можно с различной плотностью, которая варьируется от 300 до 970 г/м2.
Полиэфирное – прочная ткань, устойчивая к воздействию света, микроорганизмов и поражению плесенью. Справляется с работой в кислотной среде, а в щелочной теряет свойства. Выдерживает температуры до 150˚.
Хлопок
Вероятно, первым тюнинг элементом массово пришедшим на замену стандартного бумажного фильтра стал хлопковый аналог. Технологически фильтрующий элемент выполнен из плотной хлопковой марлевой ткани, зажатой между алюминиевой сеткой, что дает воздуху больше свободы для попадания внутрь по сравнению с бумажным плотным фильтром.
Поскольку он не такой плотный, теоретически он должен создавать меньше сопротивление, позволяя большему объему воздуха поступать внутрь, увеличивая мощность. Ощутимой прибавки ждать не стоит, максимальные цифры – плюс 5% (в лучшем случае) от общей мощности или 15- 20 лошадей. Единственным дельным из возможных изменений станет уменьшение индукционного шума во время эксплуатации. Автомобиль будет работать несколько тише.
Зазор между материалом больше, а это означает, что внутрь может пройти больше грязи. Многие изготовители пропитывают или кладут в набор специальную маслянистую пропитку, которую время от времени нужно наносить на фильтрующий элемент. То есть это обслуживаемый фильтр. Специальное масло помогает улавливать мелкие частицы пыли. Увы, не все остаются на поверхности, некоторые пылинки удачно пролетают внутрь мотора.
Это так называемый фильтр «нулевого сопротивления». Мечта доморощенных тюнеров, которому воспеты дифирамбы до небес. Возможно в них действительно есть свои преимущества, но ожидать чудес от такого тюнинга, по крайней мере глупо.
Кстати, не нанесите слишком много смазки на фильтр, иначе зальете датчик массового расхода воздуха…
Воздушные фильтры из пены все еще создают излишнее сопротивление, но они гораздо технологичнее первых двух типов фильтров. В них используются множественные слои пены различной плотности, которые могут остановить большую часть мелких частиц. Ячеистая сетка в конструкции помогает выдержать заданную форму фильтра.
Недостаток – еще раз – меньшее сопротивление означает, что он не будет столь же эффективным фильтром, как бумажный, но в большинстве условий эксплуатации это вряд ли вызовет проблему для вашего двигателя.
Как и с фильтрами из хлопка, многие пенные аналоги предназначены для использования со специальным маслом для поглощения грязи. Также как фильтры из хлопка, возможно купить в виде плоского фильтра, который можно поместить в штатный пластиковый короб.
Металл
Металлические фильтры действительно сделаны из стали. Вернее сказать – из многих слоев сетки в мельчайшие отверстия из нержавеющей стали.
Их положительные моменты:
обладают хорошими физическими свойствами очистки, отлично выглядят, а также их ненужно пропитывать маслом при эксплуатации;
Плюс к тому, с более крупными зазорами между фильтрующим материалом, металлический аналог будет создавать меньше сопротивления воздушному потоку, особенно по сравнению с хлопковыми и пенными версиями
Но отрицательных ничуть не меньше:
Меньшее сопротивление означает меньше фильтрации. Если поставить такой фильтр и проехаться по пыльной дороге, внутрь двигателя попадут частицы. Конечно, они не будет столь велики, чтобы мгновенно привести к поломке, но о максимальной защите в таком случае можно забыть.
