فیلتراسیون و فن فیلتر دستگاه هواساز

وظایف عمده دستگاه هواساز در سیستم‌های تهویه مطبوع، تأمین اختلاف فشار، دما و رطوبت ایده آل،

تأمین اکسیژن و حذف گردوغبار و آلاینده‌ها از جریان هوا است این دستگاه جهت عملیات فیلتراسیون و تامین هوای مورد نیاز در محیط های کوچک و به دنبال آن کاهش صدا می باشد ، که شامل فن ( آکسیال ، سانتریفیوژ و …. ) ، فیلتر ( هپا ، اولپا و …..) و بدنه اصلی است..ذرات موجود در جریان هوا ابعاد و اندازه‌های متفاوتی دارند. این ذرات می‌توانند از ذرات گردوغباری که
در نور خورشید دیده می‌شوند تا ذرات بسیار ریزتری متفاوت باشند. به همین دلیل، اغلب در طراحی و اجرای سیستم‌های
هواساز از چندین لایه فیلتراسیون استفاده می‌شود.

برخی از این انواع فیلتر دستگاه هواساز که راندمان نسبتاً پایین‌تری دارند، به‌عنوان پیش فیلتر در سیستم هواساز نصب
می‌شوند. اما برای جذب ذرات ریزتر از انواع فیلتر دستگاه هواساز با بازدهی فوق‌العاده بالا استفاده می‌شود. به همین منظور اغلب چهار محدوده بازدهی برای انواع فیلتر دستگاه هواساز در نظر گرفته می‌شود که عبارت‌اند از:

• پیش فیلتر دستگاه هواساز با بازدهی پایین
• فیلترهای میانی با بازدهی متوسط
• و فیلترهای نهایی که می‌توانند در دولایه بازدهی بالا و بازدهی فوق‌العاده بالا، یا یک لایه بازدهی بالا نصب شوند.

البته پیش فیلترها و فیلترهای میانی دستگاه هواساز در ابتدای سیستم نصب می‌شوند. فیلترهای نهایی نیز پس از اجزای
سیستمی دستگاه نظیر فن، کویل‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌‌های سرمایشی و گرمایشی، رطوبت زن یا قطره گیر  قرار می‌گیرند.

برای بررسی عملکرد فن  فیلتر دستگاه هواساز و زمان تعویض آن‌ها، باید افت فشار استاتیکی فیلتر در زمان نصب و در زمان
آزمون مقایسه شود.  درصورتی‌که معیار سنجش عملکرد فیلتر در کاتالوگ سیستم موجود نباشد، به صورت تخمینی دو
برابر افت فشار استاتیکی اولیه را آستانه تعویض فیلتر در نظر می‌گیرند

تأمین اکسیژن و حذف گردوغبار و آلاینده‌ها از جریان هوا است این دستگاه جهت عملیات فیلتراسیون و تامین هوای مورد نیاز در محیط های کوچک و به دنبال آن کاهش صدا می باشد ، که شامل فن ( آکسیال ، سانتریفیوژ و …. ) ، فیلتر ( هپا ، اولپا و …..) و بدنه اصلی است..

فیلترباکس چیست ؟

نام های دیگری که برای فن فیلترباکس استفاده می شود عبارتند از : باکس هوارسان ، فیلترباکس هواساز ، باکس فن مکنده ، فیلتر باکس با دریچه تنظیم هوا ، باکس فن هوای تمیز.

فن فیلتر یا FFU از نوع تجهیزات فیلتراسیون هوا می باشد که برای تامین هوای خالص به اتاق تمیز از راه  فیلتر کردن ذرات مضر موجود در هوا استفاده می‌شود. دستگاه‌های فن فیلتر در شبکه سقف و یا کف سیستم نصب می‌شوند. اتاق‌های تمیز بزرگ به تناسب به تعداد زیادی FFU نیازمند هستند که در برخی موارد امکان دارد که از چند صد تا چند هزار متغیر باشد.

فن فیلتر تشکیل شده است از یک فن قوی ، یک کنترل کننده سرعت و فیلتر بازده بالا میباشد.بطور معمول در ابعاد 120*60 سانتیمتر طراحی می شود.فن قوی فن فیلتر باعث وجود آمدن یک فشار منفی در بالای محفظه در یونیت میشود.که علاوه بر اختلاط هوا ، امکان نشت هرگونه هوای فیلتر نشده به درون اتاق تمیز در اثر وجود منافذ و درز را از بین خواهد برد.

مصارف عمومی فن فیلتر:

• داروسازی
• اتاق عمل
• مناطق ایزوله
• صنایع خودروسازی
• مراکز مخابراتی و سایتهای کامپیوتر
• صنایع غذایی و ..

وظیفه سیستم فن فیلتر در اتاقهای تمیز چیست ؟

• گردش هوا به میزان کافی
• فیلتراسیون هوا به میزان کافی
• تامین هوای تازه و فشار مثبت کافی

جریان هوای خروجی در فن فیلتر :

یکنواخت بودن جریان هوا در خروجی فن فیلتر ها از اهمیت بالایی برخوردار است چون شرایط پاکیزگی استاندارد های ISO-FED و GMP تامین میکند.

یکنواختی جریان هوا چیست؟

اختالف بین نقاط اندازه گیری شده در ISO5 از 15 %بی هیچ عنوان نباید بیشتر باشد، در ISO5متوسط جریان هوای خروجی FPM90 مشخص شده است، یعنی میزان هوای خروجی اندازه گیری شده باید بین FPM 76 تا 104 باشد. سرعت بیشتر از104 گردش هوا را افزایش داده و این مورد باعث اغتشاش در هوای محیط میشود از این رو تمیزی کاهش پیدا میکند.

فن فیلتر ها تشکیل شده است از 5 جز اصلی از جمله :

1. باکس
2. پیش فیلتر
3. فیلتر نهایی
4. موتور فن
5. دریچه

وظیفه فن فیلتر تامین هوای عاری از ذره برای اتاق تمیز می باشد. فن فیلترها جایگزین بسیار مناسبی برای هواساز در اتاق های تمیز با متراژ پائین می باشند. فن فیلتر یونیت ها به طور وسیعی در اتاق های تمیز پرتابل/ سافت وال مورد استفاده قرار میگیرند.

مزایای سیستم فن فیلتر  :

• امکان اجرا نمودن در فضاهای کوچک حتی طبقات مسکونی شهری با سقف کوتاه
• هزینه پائین تر نسبت به روش هواساز
• راندمان بالا از نظر مصرف انرژی نسبت به روش هواساز
• کانال کشی بسیار کوتاه و اقتصادی

معایب سیستم فن فیلتر در اتاقهای تمیز چیست ؟

• مقرون بصرفه نبودن برای فضاهای بزرگ اتاق تمیز

اجزای فن فیلتر 

دستگاه فن فیلتر از سری اجزای زیر تشکیل شده است:

مزایای فن فیلتر 

باکس
اصلی ترین قطعه فن فیلتر باکس فیلتر  می باشد، به این صورت که تمام فیلتر ها و قطعاتی که داخل یک فن فیلتر یونیت به کار می روند در باکس فیلتر گذاشته می شوند.

پیش فیلتر
معمولا فیلتر های اولیه فیلتر می باشند که کار تهویه هوا را بر عهده دارند، این پیش فیلتر با فیلتر های نهایی به کار می رود.

موتور فن
اصلی ترین بخش یک فن فیلتر بعد از باکس، موتور فن می باشد. اگر موتور فن از کار بیافتد جریان وارد کردن هوای تمیز داخل اتاق تمیز از کار می افتد.

4-فیلتر نهایی
کاربرد این فیلتر به این صورت می باشد که بعد از گذشت هوا از فیلتر اولیه یا همان پیش فیلتر هوا می رسد به فیلتر نهایی، این نوع فیلتر ذرات با میکرون های بالا تری را می گیرد، به این صورت که اگر ریز ترین ذرات آلاینده در این هوا باشند، این فیلتر ذرات را به خود جذب کرده است و هوای تمیز را داخل اتاق تمیز کرده است.

فیلتر  هوای تازه دارای یک سری ویژگی ها می باشد که باعث شده است این نوع فیلتر نسبت به دستگاه هوا سازی که قبلا در اتاق تمیز به کار می رفت برتری هایی داشته باشد:

از این نوع دستگاه علاوه بر این که می توان در اتاق تمیز استفاده کرد، بلکه می توان در خانه ها و مناطق مسکونی نیز استفاده کرد

متاسفانه در سال های قبل از اینکه فیلتر هوای تازه ساخته شود، افرادی که دارای اتاق تمیز بودند، از هزینه های سنگین دستگاه هوا سازی که داخل اتاق تمیز به کار می رفت ناراضی بودند، یکی از دلایلی که باعث شده است از این نوع فیلتر های  هوای تازه استفاده شود هزینه نسبتا کمتری نسبت به هواساز می باشد.

کانال کشی ساده تر نسبت به هوا ساز اتاق تمیز، به این صورت که کانال کشی این نوع دستگاه حتی اگر فرد مقدار کمی تجربه داشته باشد به راحتی می تواند کانال کشی را بدون ایجاد درزی در کانال ایجاد کند.

تهویه هوای بالا تر نسبت به هوا ساز، یکی از اصلی ترین کاربرد فن فیلتر  اتاق تمیز این است که تهویه هوای پر قدرت تری نسبت به دستگاه های هوا سازا دارد، از طرفی دیگر مصرف انرژی این دستگاه بسیار پایین بوده است و برای شما هزینه سنگینی به وجود نمی آورد.

استفاده از سیستم فیلتراسیون تک مرحله­ای در دستگاه هواساز به دلیل عدم کارایی مناسب در کیفیت فیلتراسیون معمولا توصیه نمی­شود. استفاده از فیلترها به ترتیب مشخص شده در شکل زیر در مسیر هوای ورودی و هوای برگشتی می تواند پیشنهاد می­شود.

در مسیر هوای وروردی:

فیلتر فلزی

پیش فیلتر(فیلتر پلیتد)

فیلتر کیسه ­ای

فیلتر کربن(هنگامی که هوا شامل گازهای مضر و بودار باشد)

فیلتر هپا ( این فیلتر بایستی در کمترین فاصله نسبت به فضای مورد تهویه و در خروجی کانال قرار بگیرد)

در مسیر هوای برگشتی:

فیلتر فلزی

فیلتر پلیتد

انواع فیلترها در دستگاه‌های هواساز

1-فیلتر فلزی: این فیلترها به‌عنوان پیش فیلتر در اولین مرحله سیستم فیلتراسیون مورداستفاده قرار می‌گیرند. این فیلتر از چندین ورقه مشبک فلزی که به‌صورت چین‌خورده هستند و روی یکدیگر در داخل یک قاب فلزی مستقرشده‌اند. جنس توری‌های بکار رفته در این فیلترها آلومینیومی یا گالوانیزه بوده و قابل شست‌وشو می‌باشند. ذرات معلق با قطر بیشتر از 1 میلی‌متر در این فیلترها تصفیه می‌شوند. فیلتر فلزی توانایی تصفیه هوا شامل ذرات روغن (نظیر هود آشپزخانه‌ها) را دارا می­باشد. این فیلترها به صورت استاندارد در ابعاد 60 60 یا 30 60  سانتی­متر با ضخامت 5 سانتی­متر ساخته می­شوند.

2-فیلترهای پنلی (پلتید Pleated): این فیلترهای کلاس G3-G4 به‌عنوان پیش فیلتر در دستگاه هواساز مورد استفاده قرار می‌گیرند. این فیلترها معمولاً به‌عنوان اولین یا دومین مقطع در جایی که هوا وارد دستگاه می‌شود، قرار می­گیرند. فیلترهای پلیتد غالباً از الیاف پلی‌استر ساخته می‌شوند.

انواع دیگر این فیلتر­ها از پلی پروپلین، پلی اورتان و فلزی نیز ساخته می‌شوند. قاب فیلترها از استیل، گالوانیزه، پی‌وی‌سی یا فایبرگلاس ساخته می‌شوند. به لطف ساختار زیگزاگی این نوع فیلترها مساحت سطح بالایی دارند و برای تصفیه ذرات با اندازه بزرگ‌تر از 10 میکرون بکار می‌روند. فیلترهای پلیتد غالباً یک‌بارمصرف بوده و قابل شستشو نمی‌باشد؛ و به‌منظور تصفیه گرد و غبار و جهت افزایش عمر مفید فیلترهای حساس نظیر هپا به کار گرفته می‌روند

3-فیلتر­های کیسه‌ای (بگ فیلتر): این فیلتر­های کلاس M5-M6-M7-F7-F8-F9 مطابق با استاندارد EN 779 ، به‌عنوان فیلترها با تصفیه بالا، بعد از پیش فیلترها و قبل از کویل­ها در دستگاه هواساز برای تهویه مطبوع و صنعتی مورد استفاده قرار می­گیرند. پارچه فیلتر برای افزایش سطح فیلتر، به شکل کیسه‌هایی در کنار هم قرار گرفته است.

جنس این فیلتر ها از الیاف مصنوعی (قابل شست‌وشو نیست) و جنس قاب این فیلتر ها از استیل، گالوانیزه، پی‌وی‌سی یا فایبرگلاس می‌باشد؛ و برای تصفیه ذرات معلق با اندازه بین 1 تا 10 میکرون مناسب می‌باشند. این فیلتر ها جز دسته فیلتر ها راندمان بالا می‌باشند. هر یک از کلاس­ها دارای راندمان مشخص در فیلتراسیون ذرات معلق بین 1 تا 10 میکرون دارا می­باشد. این فیلتر­ها در کارگاه­ها ، اماکن پاک و بعنوان پیش فیلتر برای فیلترهای هپا و اولپا به کار می­روند. عموماً راندمان این کیسه‌ها از 45 درصد تا 85 درصد متغیر است

4-فیلترهای کربنی: فیلترهای استاندارد توانایی تصفیه ذرات گازی بد بو درون هوا با اندازه 0.01 میکرون را دارا نمی‌باشند. فیلترهای کربنی برای این تصفیه هوای بدبو و شامل گازهای مضر به کار می‌رود

5-فیلتر نوع هپا (HEPA): فیلتر هپا یا فیلترهای ذرات هوا با راندمان بالا (Filter High Efficiency Particulate Air) به‌عنوان فیلترهای نهایی در آخرین قسمت هواساز و بعد از فن قرار می‌گیرند. این نوع فیلتر قادر خواهند بود تا ذرات موجود در جریان هوا را تا قطر 0.3 میکرومتر فیلتر کنند

فیلتر هپا که عموما کاربرد پزشکی و آزمایشگاهی دارند و در هواسازها جهت استفاده در اتاق­های تمیز، بیمارستان ها، صنایع داروسازی، صنایع تولید کننده قطعات حساس الکترونیکی به کار میروند. بر اساس راندمان فیلتر در تصفیه ذرات بزرگ‌تر از 0.3 میکرون در رده‌های مختلف قرار می‌گیرند.

به‌عنوان‌مثال راندمان فیلترهای هپای رده H10 تا H14 از 85% تا % 99.99 می‌باشد. جنس بستر این فیلترها کاغذهای میکرو فایبرگلاس می‌باشد که از درهم‌تنیده شدن الیاف فایبرگلاس تشکیل ‌شده که دارای منافذ بسیار ریزی بوده و ذرات معلق بالاتر از ۰.۰۳ میکرون قادر به عبور از این منافذ نیستند؛ اما اگر یک ورق یا لایه از این فیلتر در یک دستگاه قرار گیرد، به دلیل سطح تماس بسیار کم، میزان هوای تصفیه‌شده بسیار ناچیز می‌شود و همچنین منافذ خیلی زود به‌وسیله گردوخاک مسدود می‌شوند و می‌بایست فیلتر را تعویض کرد. لذا با تا کردن این فیلتر­ها به جلو و عقب سطح بسیار بزرگی از فیلتر در فضای بسیار کوچکی قرار می‌گیرد. به‌این‌ترتیب می‌توان مساحت بیشتری از ورقه‌ها را در یک فضای اندک جای داد و به‌منظور عبور بهتر هوا از آن توسط فویل آلومینیوم از یکدیگر جدا می­شوند.

6-فیلتر اولپا (ULPA): فیلتر اولپا یا فیلترهای ذرات بسیار زیر هوا (Ultra – Low Particulate Air Filter) مشابه فیلترهای هپا در آخرین قسمت هواساز نصب می­شوند. از لحاظ ساختاری فیلترهای اولپا مشابه فیلترهای هپا می‌باشند با این تفاوت که در این نوع فیلترها الیاف‌های فشرده و ظریف‌تری بکار رفته و قابلیت جداسازی ذرات بسیار ریز معلق در هوا را تا 012 میکرون دارا می­باشند.