HEPA

HEPA ( High Efficiency Particulate Air tai High Efficiency Particulate Arrestance  - high-efficiency Particulate Retention [1] ) on eräänlainen korkeatehoinen ilmansuodatin .  Käytetään pölynimureissa , ilmanpuhdistusjärjestelmissä sekä ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmissä.

Tämän tyyppisiä suodattimia alettiin käyttää 40-luvulla Yhdysvalloissa ydinprojektin kehittämisen aikana . Niitä käytettiin radioaktiivisten hiukkasten sieppaamiseen ydinteollisuudessa. Samoihin aikoihin samanlaisia ​​suodattimia, jotka tunnetaan nimellä " Petryanov-Sokolov- suodattimet", kehitettiin itsenäisesti ja niitä alettiin käyttää Neuvostoliitossa .

Suodatin on valmistettu pitkästä kuitumateriaalilevystä (kuidun halkaisija 0,65-6,5  mikronia , niiden välinen etäisyys 10-40 mikronia ), taitettu kuin haitari, sekä kotelosta, jossa on elementtejä, jotka pitävät levyn taitetussa tilassa.

HEPA-suodattimien tehokkuutta mitataan hiukkasten määrällä jopa 0,06 mikronia litrassa ilmaa, jotka vapautuvat takaisin ympäristöön suodattimen läpi kulkemisen jälkeen. Suodatinluokat: HEPA 10 (50000), HEPA 11 (5000), HEPA 12 (500), HEPA 13 (50), HEPA 14 (5) [2]

GOST R EN 1822-1-2010 mukaisesti ilmanvaihto- ja ilmastointijärjestelmien suodattimet, jotka on valmistettu sähköistettävästä suodatinmateriaalista, luokitellaan taulukon 1 mukaisesti tehokkuuden tai purkausluiston perusteella.

EPA-, HEPA- ja ULPA-suodattimien luokittelu
Ryhmä HEPA-
suodatinluokka 		integraaliarvo, % paikallinen arvo, %
tehokkuutta lipsahdus tehokkuutta lipsahdus
EPA E 10 ≥ 85 ≤ 15 — —
E 11 ≥ 95 ≤ 5 — —
E 12 ≥ 99,5 ≤ 0,5 — —
HEPA H 13 ≥ 99,95 ≤ 0,05 ≥ 99,75 ≤ 0,25
H 14 ≥ 99.995 ≤ 0,005 ≥ 99,975 ≤ 0,025
ULPA U 15 ≥ 99,9995 ≤ 0,0005 ≥ 99,9975 ≤ 0,0025
U 16 ≥ 99,99995 ≤ 0,00005 ≥ 99,99975 ≤ 0,00025
U 17 ≥ 99,999995 ≤ 0,000005 ≥ 99,9999 ≤ 0,0001

Kuinka se toimii

HEPA-suodattimet muodostuvat monimutkaisen muotoisten kuitujen järjestelmästä. Tyypillisesti käytetään lasikuituja, joiden halkaisija on 0,5-2 µm. Tärkeimmät suorituskykyyn vaikuttavat tekijät ovat kuidun halkaisija ja suodattimen paksuus. HEPA-suodatinkuitujen välinen ilmatila on paljon suurempi kuin 0,3 mikronia.

Ajatus siitä, että suodatin toimii kuin seula, jossa suurimpia reikiä pienemmät hiukkaset voivat kulkea suodattimen läpi, ei pidä paikkaansa HEPA-suodattimissa. Siivilävaikutus pätee myös HEPA-suodattimiin, mutta sillä on negatiivinen rooli, mikä johtaa ennenaikaiseen kontaminaatioon, hidastuneeseen suodatusnopeuteen ja jopa suodattimen epäonnistumiseen. Huolimatta tämän vaikutuksen äärimmäisestä ei-toivottavuudesta, siitä on lähes mahdotonta päästä eroon.

HEPA-suodattimet on suunniteltu suodattamaan pieniä hiukkasia. Kuidut vangitsevat nämä hiukkaset seuraavien mekanismien avulla [3] :

  1. Kietoutumisvaikutus syntyy, jos ilmavirta kulkee läheltä (kuidun paksuuden luokkaa tai lähempänä) suodatinkuitua. Hiukkaset tarttuvat kuituihin.
  2. Hitauden vaikutus ilmenee suurille hiukkasille. Suuren inertian vuoksi halkaisijaltaan suuret hiukkaset eivät pysty kiertämään kuituja ilmavirran kaarevaa reittiä pitkin ja jäävät yhteen niistä. Siksi ne jatkavat liikkumista suorassa linjassa, kunnes ne törmäävät suoraan esteeseen. Tämä vaikutus lisääntyy, kun kuitujen välinen tila pienenee ja ilmavirran nopeus kasvaa.
  3. Diffuusiovaikutus on epäpuhtauksien pienimpien, halkaisijaltaan alle 0,1 mikronia olevien hiukkasten törmäys kaasuhiukkasten kanssa, mitä seuraa ensimmäisten hidastuminen suodattimen läpi kulkiessaan. Tällaiset hiukkaset alkavat liikkua poispäin ilmavirtauslinjoista etäisyyksillä, jotka ylittävät niiden halkaisijan. Tämä käyttäytyminen on samanlainen kuin Brownin liike ja lisää todennäköisyyttä, että hiukkanen pysähtyy pysyvästi jonkin edellä mainitun mekanismin vaikutuksesta. Alhaisilla ilmavirran nopeuksilla tästä mekanismista tulee hallitseva.

Diffuusiomekanismi vallitsee halkaisijaltaan alle 0,1 µm olevien hiukkasten suodatuksessa. Kiinnitys ja inertia vallitsevat halkaisijaltaan yli 0,4 µm :n hiukkasissa . Partikkeleita, joiden koko on luokkaa 0,2-0,3 mikronia , ei suodateta yhtä tehokkaasti, niitä kutsutaan MPPS:ksi (Most Penetrating Particle Size) . Suodatinluokan määrittää MPPS.

Muistiinpanot

  1. ↑ " Tiede ja elämä " 2007 nro 7, s. 97
  2. ↑ Eurooppalainen standardi EN 1822-1; Englanti  Luettelo EN-standardeista
  3. ↑ Yleistä tietoa.