FILTR ELEKTROSTATYCZNY – NAJWAŻNIEJSZE INFORMACJE

Potrzeba filtracji powietrza w budynkach stała się w ostatnim czasie niezwykle pilna. Zarówno ze względu na kwestię złej jakości powietrza zewnętrznego, szczególnie w sezonie grzewczym, jak i ze względu na sytuację związaną z koronawirusem. Na rynku dostępnych jest wiele modeli filtrów różniących się budową, zasadą działania i skutecznością. Jednym z rozwiązań jest filtr elektrostatyczny – poznaj najważniejsze informacje dotyczące rozwiązania, które zyskuje na popularności.

Niniejszy artykuł stanowi syntezę doświadczeń firmy Pro-Vent na temat filtrów elektrostatycznych stosowanych w systemach wentylacji bytowej.

CO TO JEST FILTR ELEKTROSTATYCZNY I JAK DZIAŁA?

Filtry elektrostatyczne wykorzystują proces polegający na separacji wszelkich zjonizowanych zanieczyszczeń pod wpływem silnego pola elektrostatycznego.

W większości przypadków filtry elektrostatyczne składają się m.in. z elektrod ulotowych. Powodują one silną jonizację powietrza. Ponadto, filtry elektrostatyczne składają się również z uziemionych elektrod osadczych. Pod wpływem silnego pola elektrycznego, którego kierunek jest prostopadły do kierunku ruchu przepływającego powietrza, na elektrodach osadczych zbierane są naelektryzowane cząstki stałe i aerozole.

Bardziej szczegółowo, w filtrach elektrostatycznych wykorzystuje się zjawiska:

  • wyładowania koronowego do jonizacji powietrza ,
  • przyciągania elektrostatycznego naładowanych cząstek w polu elektrycznym.

Stosuje się zamiennie różne nazewnictwo dla filtrów wykorzystujących zjawisko elektrostatyki: filtr elektrostatyczny, filtr elektro-jonizacyjny czy po prostu elektrofiltr.

Ogromną zaletą filtrów elektrostatycznych jest zdolność do usuwania nawet bardzo małych cząstek, praktycznie już od 5 nm, czyli 0,05 µm. Są to wielkości zupełnie nieosiągalne dla typowych filtrów absolutnych stosowanych w wentylacji.

Filtry elektrostatyczne charakteryzują się niższą stratą ciśnienia przepływającego powietrza w porównaniu do filtrów mechanicznych włókninowych. Na przykład filtr absolutny HEPA może wyeliminować 99,97% cząstek o średnicy 0,3 µm. Jednak ze spadkiem ciśnienia o wartość od 240 Pa do nawet 490 Pa! Filtr ULPA może usunąć 99,99% cząstek o wielkości od 0,12 µm – jednak straty ciśnienia są równie duże [1].

PRZYKŁAD

Dla porównania spręż dyspozycyjny rekuperatora MISTRAL PRO 2000 EC dla przepływu 1500 m3/h wynosi 500 Pa. Wynika stąd, że straty ciśnienia dla filtrów włókninowych HEPA i ULPA mogą być na tyle wysokie, że niezbędne będzie stosowanie dodatkowych wentylatorów.

W przypadku dokładnych filtrów włókninowych wysoki spadek ciśnienia jest nieunikniony. To z kolei wymaga dużej utraty energii żeby osiągnąć wysoką wydajność filtracji. Ma to bezpośrednie przełożenie na wysokie koszty tłoczenia powietrza oraz wyraźny wzrost emitowanego hałasu do otoczenia.

Dla filtra elektrostatycznego PRO-VENT CLEAN R straty ciśnienia są niższe niż 70Pa, czyli nawet 7 razy mniejsze niż filtrów włókninowych! Co istotne, opory te niewiele rosną w trakcie eksploatacji filtra.

FILTR ELEKTROSTATYCZNY – OGRANICZENIA W STOSOWANIU

Aby filtr elektrostatyczny był skuteczny niezbędna jest względnie silna jonizacja cząstek. Innymi słowy, duża emisja ładunków elektrycznych z wyładowań koronowych na elektrodach. Wyładowaniom koronowym zawsze towarzyszy znaczna emisja ozonu (O3) i tlenków azotu (NOx) oraz zakłócenia elektromagnetyczne. Należy pamiętać, że zarówno tlenki azotu, jak i ozon należą do głównych zanieczyszczeń powietrza. Zostały tak sklasyfikowane przez WHO (World Health Organization) oraz EEA (European Environment Agency). Podwyższone stężenie ozonu w powietrzu może prowadzić do reakcji zapalnych oczu czy chorób dróg oddechowych. Może on dodatkowo powodować senność, bóle głowy i znużenie oraz spadek ciśnienia tętniczego krwi.

Emisja ozonu (O3)  oraz tlenków azotu (NOx) należy do głównych ograniczeń w stosowaniu filtrów elektrostatycznych, w tym szczególnie w budownictwie mieszkaniowym.

Na rynku dostępne są również pomieszczeniowe filtry elektrostatyczne. Konieczność ograniczenia wydzielania ozonu i tlenków azotu powoduje obniżenie skuteczności filtracji nawet do poziomu zaledwie 20% ÷ 50% dla nominalnego przepływu oraz ich pracę w ciągłej recyrkulacji powietrza w pomieszczeniu. Należy pamiętać, że każde pomieszczenie bytowe musi być wentylowane. Wobec tego trzeba dostarczać powietrze świeże zewnętrzne, przynajmniej w ilości minimum higienicznego wynikającego z przepisów.

Dodatkowym ograniczeniem może być konieczność skomplikowanego serwisu elektrody osadczej . Składa się ona ona najczęściej z wielu metalowych części, na których odkładają się zanieczyszczenia, które należy cyklicznie usuwać.

BEZPIECZNA TECHNOLOGIA STOPFIELD® W FILTRZE ELEKTROSTATYCZNYM PRO-VENT CLEAN R

Stopfield
Bezpieczna technologia STOPFIELD

Cechą szczególną całego procesu filtracji, w porównaniu z innymi spotykanymi rozwiązaniami jest to, że w urządzeniu PRO-VENT CLEAN R do skutecznej filtracji wystarczy tylko niewielkie wyładowanie koronowe. Ma to ogromne znaczenie, ponieważ, jak wspomniano wyżej, wyładowaniom koronowym zawsze towarzyszą negatywne zjawiska w postaci produkcji ozonu (O3), tlenków azotu (NOx) oraz zakłóceń elektromagnetycznych.

Skuteczność filtracji powietrza z cząstek stałych z zakresu 0,3 ÷ 100µm wynosi aż 99,95% przy jednoczesnej niskiej emisji ozonu.

ikona-grafika-bakterie-pro-vent-filtr

Filtr elektrostatyczny PRO-VENT CLEAN R działa na zasadzie elektrycznej aktywacji, a następnie separacji wszelkich zanieczyszczeń. Dodatkowo, w końcowym etapie ujemne aerojony jonizują oczyszczone powietrze.

Powietrze wpływające do urządzenia przechodzi przez elektryczny aktywator. W skrócie, to tam następuje elektryzacja zanieczyszczeń oraz aerozoli.  W strefie silnego oddziaływania swobodnych ładunków elektrycznych oraz między innymi jonów aktywnego tlenu unieszkodliwiane są drobnoustroje. Wysoce reaktywne rodniki wodorotlenowe (OH-) będące krótkotrwałymi  produktami wytwarzanymi w procesie elektrostatycznych ulotowych procesów wysokonapięciowych dodatkowo dezaktywują toksyczne związki chemiczne, bakterie, wirusy.

Następnie, opatentowana i bezpieczna technologia Stopfield® pozwala na bardzo dokładne oddzielenie i gromadzenie w separatorze praktycznie wszystkich cząstek stałych i aerozoli. Zabudowany w separatorze węgiel aktywny dodatkowo redukuje organiczne gazy i zapachy.

Intensywność procesu filtracji jest regulowana elektronicznie i dostosowana do aktualnego zanieczyszczenia powietrza zewnętrznego.

PRZEZNACZENIE ORAZ KORZYŚCI Z ZASTOSOWANIA PRO-VENT CLEAN R

clean-r-mistral-razem-oczyszczacz
Filtr elektrostatyczny zabudowany na kanale wentylacyjnym za rekuperatorem.

Filtr elektrostatyczny PRO-VENT CLEAN R jest przeznaczony do współpracy z wentylacją mechaniczną: nawiewną, nawiewno-wywiewną lub rekuperacją. Należy pamiętać, aby montować go w układzie powietrza nawiewanego. PRO-VENT CLEAN R ma niezależną automatykę, dzięki temu może współpracować z rekuperatorami dowolnego producenta.

filtr-elektrostatyczny-pro-vent-działanie

Bardzo duża chłonność filtra (separatora, na którym odkładają się zanieczyszczenia) przedłuża jego żywotność, co zmniejsza częstotliwość jego wymiany.

Ponadto, umieszczenie w strudze powietrza laserowego miernika zawartości cząstek stałych (PM1, PM2.5, PM10) pozwala na bieżący pomiar jakości powietrza. Możliwe jest także swobodne ustawienie poziomu filtracji oraz wybór jednego z 4 trybów jonizacji powietrza.

funkje-clean-r-oczyszczacz
tabela-porownanie-filtr-elektrostatyczny-pro-vent-clean

Począwszy od momentu wprowadzenia na rynek, filtr elektrostatyczny PRO-VENT CLEAN R, zdobywa szereg wyróżnień i nagród, wśród których można wymienić m. in. wyróżnienie Jerzego Buzka przyznane na targach technik Grzewczych i Zielonych Energii „Instal System 2018”.  W 2020 PRO-VENT CLEAN R nagrodzono Złotym Medalem Międzynarodowych Targów Poznańskich MTP 2020. W ostatnim czasie został również laureatem prestiżowego lokalnego konkursu „Opolska Marka 2019” w kategorii „Produkt”.

2020-zloty-medal-mtp-pro-vent
Złoty Medal MTP 2020
opolska-marka-pro-vent-clean-r
Laureat konkursu Opolska Marka 2019 w kategorii „Produkt”

Bibliografia:

[1] Science of the Total Environment , Antimicrobial nanoparticle-coated electrostatic air filter with high filtration efficiency and low pressure drop, Kyoung Mi Sim, Hyun-Seol Park, Gwi-Nam Bae, Jae Hee Jung