Ochrana ovzduší: Filtry, druhy a účinnost

Kvalita vzduchu v interiéru má přímý vliv na naše zdraví, spánek i soustředění. V domácnostech se hromadí prach, pyl, plísně, zvířecí alergeny a další nečistoty, které okem nevidíme, ale tělo je cítí.

Evropská i česká legislativa pochopitelně řeší danou problematiku velmi podrobně. Zákon 361/2007 Sb. zjednodušeně řečeno - u obráběcího stroje nebo kdekoliv na dílně NESMÍ být nikdy překročena hodnota 10 mg/m³ a zároveň DLOUHODOBĚ musí být průměrná koncentrace (tedy hodnota PEL) maximálně 5 mg/m³.

HEPA filtry: Co to je a jak fungují?

HEPA filtry, neboli filtry s vysokou účinností zachycení částic, jsou nezbytným nástrojem pro udržení čistoty vzduchu v řadě různých prostředí, od domácností po zdravotnická zařízení a výrobní procesy.

HEPA filtry byly původně vyvinuty v 40. letech 20. století jako součást projektu Manhattan, který byl americkým výzkumným a vývojovým projektem vedoucím k vývoji atomových bomb během druhé světové války. Vývoj těchto filtrů byl přísně tajný a až do konce 50. let 20. století nebyly informace o nich veřejně dostupné. Od té doby se HEPA filtry staly standardem pro filtrace vzduchu v širokém spektru aplikací, od průmyslu přes zdravotnictví až po domácnosti, díky své schopnosti odstranit 99,97% částic velikosti 0,3 mikrometrů a větších z proudícího vzduchu. Dnes je najdeme nejčastěji v čističkách vzduchu nebo ve vysavačích.

Tyto normy jasně klasifikují jednotlivé filtrační prvky, používané v mnoha filtračních zařízeních. Např. filtrační jednotky ABSOLENT nebo ULT (popř. FILTERMIST) jako výstupní prvek používají HEPA filtry třídy H13, u kterých je normou jasně definováno, že (opět zjednodušeně řečeno) částice o velikosti 0,1 - 0,3 mikrometru budou zachyceny s účinností 99,95 %, tedy že z celkem jednoho tisíce takto velikých částic jich dále do ovzduší pronikne MAXIMÁLNĚ pět.

Čtěte také: Liberecký kraj a kvalita ovzduší

Účinnost HEPA filtru se hodnotí na stupnici od 10 do 17. Filtr třídy 12 je schopen zachytit až 99,5 % těchto nečistot. Filtr třídy 13 dokáže zachytit až 99,95 % částic o velikosti 0,1 - 0,3 mikrometrů. Podle aktuálních norem se filtry ve třídách 10 až 12 označují jako EPA, zatímco filtry třídy 13 a 14 se označují jako HEPA.

Druhy nečistot, které HEPA filtry odstraňují

HEPA filtr je schopen efektivně odstraňovat širokou škálu nečistot ze vzduchu. Mezi tyto nečistoty patří pevné částice, jako je pyl, prachové částice, roztoči, plísně a jejich spory, pylová zrna, peří, srst, vlna a další mikroskopické částice. Díky své vysoké účinnosti zachycování je HEPA filtr také schopen zadržovat škodlivé bakterie, viry a mikroorganismy, které mohou způsobovat infekce a nemoci.

HEPA filtr není schopen úplně odstranit plynové látky, chemické výpary a zápachy ze vzduchu. To znamená, že pokud je v místnosti přítomný znečištěný vzduch způsobený chemickými látkami, například výpary z čisticích prostředků, parfémů, lakování nebo kouře, HEPA filtr sám o sobě nebude schopen tyto látky odstranit.

Kde se HEPA filtry používají?

Když se řekne HEPA filtr, spousta lidí automaticky myslí na vysavač nebo čističku vzduchu s HEPA filtrem. Ale věděli jste, že tyto špičkové filtry nacházejí uplatnění v mnoha dalších oblastech a zařízeních? Díky své vysoké účinnosti a schopnosti zachytit mikroskopické částice, jsou HEPA filtry neocenitelným nástrojem v boji za čistý vzduch v celé řadě prostředí.

• Nejen ve vysavačích, ale také v čističkách vzduchu, odvlhčovačích a zvlhčovačích vzduchu, a dokonce i v klimatizačních jednotkách se často využívají HEPA filtry. Ano, i v autě můžete najít HEPA filtry.
• V nemocnicích, laboratořích, lékárnách a dalších zdravotnických zařízeních jsou HEPA filtry nezbytné pro udržení čistoty a bezpečnosti.
• Vzhledem k jejich původu v projektu Manhattan není překvapivé, že HEPA filtry hrají klíčovou roli v jaderných zařízeních, kde pomáhají při ovládání radioaktivních částic.
• HEPA filtry se nacházejí také v průmyslu - od potravinářství a výroby polovodičů až po farmaceutický průmysl a biotechnologie.

Údržba a výměna HEPA filtrů

Čističky vzduchu s HEPA filtry jsou skvělým nástrojem pro zlepšení kvality vzduchu v našem prostředí. Údržba těchto zařízení je relativně jednoduchá, ale klíčová pro jejich dlouhodobou efektivitu.

Čtěte také: Studium ekologie v Olomouci

HEPA filtr by měl být jednou měsíčně vysán vysavačem. Přestože je toto jednoduchý úkol, je důležité si uvědomit, že se filtr postupným používáním zanáší a je potřeba ho jednou za 6 - 12 měsíců vyměnit. Výměna filtru je obvykle velmi snadná. Při výběru čističky s HEPA filtrem byste měli dávat pozor na to, aby výrobce k danému modelu prodával také náhradní filtry. Filtry by také neměly být zbytečně drahé.

HEPA filtr je doporučeno vyměňovat jednou za 6 - 12 měsíců, v závislosti na prostředí a intenzitě používání. Postupně se zanáší a ztrácí svou účinnost.

Když čistička vzduchu indikuje potřebu výměny HEPA filtru, je důležité dodržovat instrukce výrobce. Většinou znamená, že filtr dosáhl své maximální životnosti nebo je zanášen a ztrácí svou účinnost.

Další typy filtrů v čističkách vzduchu

Čistička vzduchu s HEPA filtrem je účinným nástrojem pro odstranění škodlivých částic ze vzduchu. Ale pro dosažení maximálního výkonu mohou být potřeba další filtry:

• Předfiltr: Tento hrubý filtr zachytává makroskopické částice jako vlasy, peří a velké kousky prachu.
• Uhlíkový filtr: Funguje na bázi aktivovaného uhlí. Je důležitý především kvůli tomu, že dokáže pohltit pachy.
• TiO2 filtr: Tento filtr zachytí všechny organické látky, jako jsou viry, bakterie, plísně nebo karcinogeny, a za pomocí UV lampy je rozloží na neškodné minerální látky, jako je oxid uhličitý a voda.
• Ionizátor vzduchu: Ionizátor vzduchu není filtr v pravém slova smyslu, ale pomáhá HEPA filtru tím, že vytváří elektricky nabité částice, které shlukují částečky prachu. Navíc dodává vypouštěnému vzduchu svěžest.
• UV lampa: Tato lampa produkuje ultrafialové světlo a ničí mikroorganismy, jako jsou viry, bakterie a plísně. Pomáhá tak dokončit proces čištění vzduchu.

EPA, HEPA a ULPA filtry: Jaký je rozdíl?

EPA a HEPA filtry jsou oba filtry s vysokou účinností zachycení částic, ale mají různé standardy účinnosti. HEPA filtr zadržuje alespoň 99,97% částic o velikosti 0,3 mikrometru a větších, zatímco EPA filtr má nižší úroveň zachycení.

Čtěte také: Současná ochrana přírody

ULPA filtr (Ultra Low Penetration Air) je ještě účinnější než HEPA filtr. Zatímco HEPA filtr zachycuje minimálně 99,97% částic o velikosti 0,3 mikrometru a větších, ULPA filtr zachytí minimálně 99,999% částic o velikosti 0,1 mikrometru a větších.

Vliv HEPA filtrů na viry a bakterie

HEPA filtry jsou schopné zachytit a zadržet viry a bakterie, které se nacházejí ve vzduchu. Filtry s účinností 99,97% zachycení mají schopnost zadržet viry o velikosti 0,3 mikrometru a větší.

V souvislosti s pandemií COVID-19 se často diskutovalo, zda mohou čističky vzduchu zachytit i koronavirus SARS-CoV-2. Velikost částice tohoto viru se pohybuje mezi 0,12 až 0,16 mikrometru, zatímco HEPA H14 zachytí částice od 0,1 do 0,2 mikrometru.

POZOR: Použití čističky vzduchu není 100% zárukou ochrany před infekcí.

Výhody používání čističek vzduchu s HEPA filtry

Čističky vzduchu s HEPA filtry přinášejí několik výhod. Patří mezi ně odstranění alergenů, prachu, pylu a dalších škodlivých částic z vzduchu, zlepšení kvality vzduchu v interiéru, snížení příznaků alergií a astmatu, a také zlepšení celkového zdraví a pohody.

Ano, čistička vzduchu s HEPA filtrem je ideální pro použití v ložnici. Pomáhá odstraňovat alergeny, prach a nečistoty ze vzduchu, což může přispět k lepšímu spánku a snížení alergických reakcí.

Ano, čistička vzduchu s HEPA filtrem je vhodná pro použití v přítomnosti lidí s alergiemi nebo astmatem. HEPA filtry účinně zachycují alergeny a astmatické spouštěče, jako jsou prachové roztoči, pyl, zvířecí chlupy a plísně.

Ano, čističku vzduchu s HEPA filtrem můžete používat po celý den. Je navržena pro neustálé provozování a udržování čistého vzduchu ve vašem prostředí.

Alternativy k HEPA filtrům

Na druhou stranu, HEPA-type filtry jsou podobné HEPA filtrům, ale jejich účinnost může být nižší a nedosahují stejných standardů jako pravé HEPA filtry.

Existují několik alternativ k HEPA filtrům pro čištění vzduchu. Další možností jsou elektrostatické filtry, které zachytávají částice pomocí elektrického náboje.

Inovace v technologii HEPA filtrů

Technologie HEPA filtrů neustále pokračuje v inovacích a vylepšování. Nové materiály a konstrukční prvky mohou vést k vývoji pokročilejších HEPA filtrů s delší životností a lepší účinností.

Normy a klasifikace filtrů

Pro měření a hodnocení filtrů bylo v průběhu let vyvinuto a používáno mnoho zkušebních metod, které byly zpočátku firemní a později národní. V současné době je tendence k vytvoření mezinárodních norem a standardů, které vedou ke sjednocení normalizace a zjednodušení při užívání a nabídce filtrů.

Dle současné mezinárodní normalizace v Evropě a ČSN se vzduchové filtry dělí na filtry atmosférického vzduchu pro odlučování částic u běžného větrání, které se zkouší a třídí dle převzaté evropské normy ČSN EN 779 a na filtry s vysokou účinností (vysoce účinné filtry), které se zkouší a třídí dle převzaté normy ČSN EN 1822.

Evropská norma EN 779 z roku 1993 byla v ČR v roce 1995 převzata překladem - ČSN EN 779 "Filtry atmosférického vzduchu pro odlučování částic u běžného větrání". Norma EN 779 vycházela z původních norem sdružení evropských výrobců vzduchotechnických zařízení EUROVENT 4/5 a americké ASHRAE 52-68 a je proto možné říci, že se používala celosvětově.

V roce 2003 došlo k novelizaci normy a do naší normalizační struktury byla zařazena jako ČSN EN 779 "Filtry na odlučování částic pro všeobecné větrání - Stanovení filtračních parametrů". Měření a následné hodnocení se provádí na zkušebním zařízení, které umožňuje podávání zkušebního syntetického prachu do vzduchu a původní zkouška atmosférickým vzduchem a vyhodnocení tzv. opacitometrické odlučivosti bylo nahrazeno jasně definovaným měřením odlučivosti částic střední velikosti 0,4 μm s použitím optických počítačů částic.

Vlastní zkouška na zatřídění hrubých a jemných filtrů se skládá z postupného měření tlakové ztráty, zkoušky na počtovou odlučivost filtru pro kapalný aerosol DEHS (DiEthylHexaSebacate - C26H50O4) v rozmezí velikostí částic 0,2 - 3,0 μm s tím, že pro zatřídění se používá kanál s intervalem velikostí, kde střední velikost částice je 0,4 μm a zkoušky na syntetický prach.

Jestliže střední odlučivost na aerosolové částice Em je nižší než 40 %, filtr je zařazen mezi hrubé filtry a jeho zatřídění je provedeno podle střední odlučivosti na syntetický prach Am. Jestliže Em ≥ 40 %, filtr je zařazen mezi jemné filtry a konkrétní zatřídění je podle dosažené hodnoty Em dle následující tabulky.

Zkušební syntetický prach "ASHRAE test dust" je směsí jemného písku, sazí a bavlněných vláken a je nutné použít originální směsný prach od amerického výrobce. Odlučivost na syntetický prach A se zjišťuje vážením (gravimetricky) podle podané hmotnosti dávky prachu a nárůstu hmotnosti koncového filtru, který je v trati umístěn za zkoušeným filtrem.

Hranice odpovídajících středních odlučivostí Am a Em u jednotlivých tříd filtrů jsou uvedeny v následující tab.

Evropská norma EN 1822 pro zkoušení a třídění vysoceúčinných filtrů se skládá z 5 částí a ČR v letech 1999 a 2001 normu převzala v původní anglické verzi. ČSN EN 1822-3 Vysoce účinné filtry vzduchu (HEPA a ULPA) - Část 3: Zkušební média plochých filtrů. Norma zavádí použití nové moderní měřicí techniky, založené na přímém počítání jednotlivých částic ve zkušebním aerosolu nebo je možné použít jiných přístrojů a používat monodisperzní aerosol s možností změny velikosti částic.

Měření a třídění filtrů je v zásadě založené na zjišťování odlučivosti pro částice, které filtračním materiálem i vlastním filtrem nejvíce pronikají, tzv. MPPS (Most Penetrating Particle Size). Nejprve se zkouší filtrační materiál při jmenovité filtrační rychlosti a stanoví velikost částice MPPS. Stanovení MPPS se provádí měřením odlučivosti, resp. průniku pro nejméně šest monodisperzních aerosolů s různou velikostí částic nebo s použitím jednoho zkušebního polydisperzního aerosolu a vyhodnocením frakční odlučivosti pro nejméně šest velikostních intervalů aerosolu.

Po stanovení velikosti částice MPPS následuje zkouška filtru s aerosolem, jehož střední velikost odpovídá zjištěné velikosti MPPS. Filtr se zkouší jednak jako celek - celková hodnota odlučivosti, jednak od třídy H 13 se sondováním napříč celým průřezem filtru zjišťuje místní hodnota odlučivosti.

Zařazení filtru do některé z tříd se provádí porovnáním zjištěných hodnot s příslušnými mezními hodnotami uvedenými v tab. 2. K zařazení filtru do dané třídy musí být splněny obě podmínky.

Filtry se v zásadě dělí na "HEPA" (High Efficiency Particulate Air Filter), označené H 10 - H 14 a "ULPA" (Ultra Low Penetrating Air Filter), označené U 15 - U 17.

Velikost částice MPPS, podle které se vysoceúčinné filtry zatřiďují, se u většiny filtrů pohybuje v rozsahu 0,2 - 0,5 μm a přibližně pokrývá rozsah charakteristických velikostí zkušebních aerosolů, které se dříve u nás i ve světě používaly při zkoušení a třídění filtrů.

Praktické využití výsledků dle uvedených norem je pro uživatele velmi omezené. Naměřené účinnosti na syntetický i atmosférický prach a naměřené jímavosti na syntetický prach nejsou přímo aplikovatelné do praxe. Výsledky měření tak slouží zejména výrobcům pro vzájemné porovnání filtrů a filtračních materiálů.

Pro uživatele zde schází základní informace o odlučovacích schopnostech filtrů, vyjádřených závislostí frakční odlučivosti na velikosti částice Of (a), podle které je možno při použití filtru předpokládat účinnost odloučení určitých typických částic, např. cigaretového kouře nebo organických příměsí (např. pylů, plísní, bakterií, virů).

Měření frakční odlučivosti filtrů se s rozvojem nových měřicích metod s využitím počítačů částic stalo v posledních letech stalo hybnou silou všech metod měření a renomovaní výrobci filtrů tak kromě třídy filtrů uvádějí ve svých materiálech i výsledky těchto měření.

Filtry atmosférického vzduchu se používají ve větracích a klimatizačních zařízeních k odstranění nečistot, které se v atmosférickém vzduchu vyskytují. Třída filtrů se volí podle výskytu nečistot ve vzduchu a požadavku na čistotu prostoru, do kterého je vzduch přiváděn. Požadavky na čistotu prostoru závisí na činnosti osob nebo na požadavcích výrob a technologií. Filtrace musí rovněž zajistit ochranu vlastního větracího a klimatizačního zařízení před znečištěním a u speciálních technologií (např.

Pevné a kapalné příměsi jsou součástí venkovního vzduchu a jejich koncentrace a složení kolísá podle místních podmínek, ročního období i v průběhu dne. Největší znečištění vzduchu je ve velkých městech a v okolí průmyslových podniků, kde může dosahovat až 1 mg/m3, nejmenší na venkově, < 0,1 mg/m3. Příměsi jsou různého chemického složení a jsou způsobené lidskou činností (doprava, průmysl) i přírodního původu (eroze hornin, sopečná činnost, příměsi rostlinného a živočišného původu).

Částice větší než 20 μm rychle sedimentují a vyskytují se pouze v blízkosti jejich zdrojů. Částice menší než 0,1 μm (např. Běžně se za atmosférický prach považují částice v rozsahu velikostí 0,01 - 20 μm. Přibližně 99 % celkového počtu jsou částice menší než 1 μm, ale u hmotnostního rozdělení tyto částice představují pouze okolo 10 % celkové hmotnosti částic.

Při volbě filtrů pro běžné větrání (G 1 - F 9) je se vychází z praktických zkušeností a je nutno respektovat i diagram frakčních odlučivostí uvedený na obr. 5. Filtry G1 - G2 by se měly používat hlavně pro vláknitý prach, při vysokých koncentracích prachu, příp. u zařízení, které mají malé tlakové rezervy.

V průmyslu pro větrání provozů s vyššími nároky na čistotu (chemický, papírenský, výroba synt. částečně účinné proti sazím, olejové mlze, tabákovému kouři, kouři z technolog. operační sály, výzk.

Norma EN 779 stanoví zkušební metody a klasifikace filtrů pro hrubý prach (G1-G4), středně hrubý prach (M5, M6) a jemný prach (F7-F9). (G1-G4) je testován gravimetrickou metodou (schopnost zadržovat prach). (M5-M6) je testován z hlediska schopnosti zachytit částice DEHS (zkušebního aerosolu). Frakční účinnost filtrace se měří u částic o velikosti 0,2 μm - 3 μm. Účinnost filtrace se měří u čistého filtru a po několika fázích znečištění prachem ASHRAE až do chvíle dosažení konečného tlaku 450 Pa.

Spoj kryt filtru / montážní rám se vzduchovým filtrem musí být maximálně těsný, aby nedošlo k únikům vzduchu mimo filtr.

Vzduchové filtry, které představují 25% celkové spotřeby energie systémů HVAC hrají kritickou roli při snižování nákladů na provoz systému. Energeticky účinné vzduchové filtry jsou zajímavé také pro investory, kteří chtějí dosáhnout vytyčených cílů v oblasti energetické úspory budov a pro iniciativy nZEB (net Zero Energy Building). Eurovent vytvořil novou metodologii klasifikace filtrů podle jejich roční spotřeby energie, kterou nazval „Klasifikace energetické účinnosti vzduchových filtrů pro celkovou ventilaci“.

tags: #ochrana #ovzdusi #filtry #druhy #a #ucinnost

Oblíbené příspěvky:

• Koše na tříděný odpad: Jak vybrat ten správný?
• Získávání pitné vody v divočině
• Svoz odpadu Dražovice a okolí
• Přírodní prvky v interiéru
• Vše o lišce stříbrné