Zanieczyszczenia zewnętrzne poprzez system wentylacji przedostają się do pomieszczeń, uniemożliwiając w ten sposób utrzymanie odpowiedniej klasy czystości. Dlatego też należy stosować odpowiedni układ filtracji, filtry o odpowiedniej sprawności filtracji w zakresie określonej wielkości pyłów.
Według normy PN-EN 779:2012 (dotyczącej filtrów przeciwpyłowych stosowanych w wentylacji ogólnej) oraz PN-EN 1822-1:2009 (odnoszącej się do filtrów wysokoskutecznych EPA, HEPA i ULPA), filtracja powietrza to proces uzdatniania powietrza polegający na usuwaniu z niego zanieczyszczeń stałych lub ciekłych. Filtr jest urządzeniem służącym do oddzielania cząstek stałych lub ciekłych ze strumienia powietrza. Głównym elementem tego urządzenia jest najczęściej część włóknista, porowata warstwa lub zespół warstw zwany materiałem filtracyjnym. Materiał, przez który przepływa powietrze podlegające procesowi oczyszczania, jest zamocowany w ramie zgodnie z jego konstrukcją. Filtr oczyszcza powietrze poprzez zatrzymanie cząstek na powierzchni i wewnątrz warstwy materiału filtracyjnego.
Materiały stosowane jako medium filtracyjne obejmują włókniny, tkaniny, papiery, bibuły i maty. Filtry powietrza opisuje się przez podanie charakterystyk w postaci wykresów lub tabel. Charakterystyki zawierają dane dotyczące podstawowych właściwości filtracyjnych i przepływowych. Podstawowymi parametrami używanymi do oceny procesu filtracji powietrza są:
- Skuteczność filtracji (lub współczynnik przeskoku):
- Całkowita,
- Przedziałowa (frakcyjna),
- Strata ciśnienia podczas przepływu powietrza,
- Pojemność pyłowa filtru.
Pozostałymi parametrami, jakie należy brać pod uwagę, są:
- Zalecany spadek ciśnienia końcowego (czyli spadek ciśnienia przy którym zaleca się wymianę lub oczyszczanie filtru),
- Wymiary filtra,
- Maksymalne prędkości przepływu powietrza przez filtr,
- Powierzchnia filtrująca.
Na rysunku poniżej pokazano przykład charakterystyki filtrów absolutnych jednego z wiodących producentów.
Z nomogramu można odczytać początkowy spadek ciśnienia w zależności od prędkości przepływu oczyszczanego powietrza przez filtr. Kropkami zostały oznaczone punkty określające spadek ciśnienia przy nominalnej prędkości przepływu powietrza.
Norma PN-EN 1822-1:2009 klasyfikuje filtry powietrza w trzech grupach: EPA (H10–H12), HEPA (H13–H14) i ULPA (U15–U17), zgodnie z ich zdolnością do zatrzymywania cząstek najbardziej penetrujących (MPPS). Skuteczność filtracji określona jest jako stosunek ilości zanieczyszczeń zatrzymanych przez filtr do ilości doprowadzonej do filtra. Normy te stosują klasyfikację opartą na testach aerozolu DEHS lub DOP, odpowiednio dla cząstek w zakresie MPPS (0,15–0,3 µm).
W instalacjach wentylacyjnych czystych pomieszczeń najczęściej stosuje się trzy stopnie filtracji powietrza:
- Filtry wstępne, np. klasy G4, M5, M6 (wg PN-EN 779:2012), które chronią wymienniki ciepła w centrali przed zanieczyszczeniami zgrubnymi, np. liście, owady czy gruby pył.
- Filtry dokładne, np. klasy F7–F9, stosowane jako drugi stopień filtracji w celu ochrony urządzeń nawilżających powietrze.
- Filtry absolutne, np. klasy E10-E12, H13-H14 lub U15-U17, instalowane w nawiewnikach w celu osiągnięcia najwyższej klasy czystości powietrza.
Rozporządzenie Ministra Infrastruktury z dnia 12 kwietnia 2002 r. określa, że:
- Nagrzewnice, chłodnice i urządzenia do odzysku ciepła powinny być chronione filtrami klasy co najmniej G4.
- Urządzenia nawilżające powietrze powinny być chronione filtrami klasy co najmniej F6.
Podczas projektowania systemów wentylacyjnych istotny jest odpowiedni dobór liczby i klasy filtrów. Nadmierne zwiększenie klasy filtra może prowadzić do wzrostu oporów przepływu powietrza, co skutkuje zwiększonym zapotrzebowaniem na moc wentylatora i wyższymi kosztami eksploatacyjnymi. Dlatego filtracja powietrza powinna być zoptymalizowana w zależności od specyficznych wymagań czystości powietrza w danym obiekcie.
Opracowując projekty dla pomieszczeń czystych (pomieszczenia czystego) należy przeprowadzić dokładną analizę odnośnie stopni filtracji. Zbyt wysoka klasa filtracji będzie powodowała wysokie koszty eksploatacji pomieszczeń czystych, natomiast zbyt niska będzie przyczyną niedotrzymania klasy czystości powietrza w pomieszczeniu czystym. Z powyższych powodów zlecając projekty pomieszczeń czystych należy korzystać z projektantów z doświadczeniem w zakresie projektowania pomieszczeń czystych (clean rooms).
