Фильтрация в системах вентиляции: классы и типы фильтров

Фильтр в системе вентиляции решает две задачи одновременно: защищает вентилятор, калорифер и рекуператор от загрязнения и обеспечивает чистоту воздуха, поступающего в помещение. Специалисты Ventilationsystems подбирают класс и тип фильтра под конкретную задачу объекта, а не ставят одинаковый комплект везде — офису и фармацевтическому цеху нужна принципиально разная степень очистки.

Ключевой параметр фильтра — не сама способность задерживать частицы, а способность делать это с минимальным сопротивлением воздушному потоку. Загрязнённый фильтр не просто хуже очищает воздух — он создаёт избыточное сопротивление сети, повышает шум установки и становится вторичным источником загрязнения самого воздуховода.

Классификация по ГОСТ 779-2014 (согласована с EN 779:2012 и ISO 29463:2011) делит фильтры на три категории по размеру улавливаемых частиц:

• Грубая очистка (G1–G4) — задерживает частицы крупнее 10 мкм: насекомых, песок, золу, волосы. Эффективность растёт от 50–60% у G1 до 90% и выше у G4. G1–G2 обычно ставят для защиты от насекомых, G3–G4 — как ступень перед фильтром тонкой очистки.
• Тонкая очистка (M5–F9) — работает с частицами 1–10 мкм: пыльцой, спорами, частью бактерий. M5 (40–60%) применяют в промышленных системах снаружи здания, F7–F9 (80–95% и выше) — там, где требования к чистоте воздуха повышены.
• Полная очистка (E10–U17) — улавливает частицы мельче 1 мкм: дым, бактерии, вирусы. Диапазон эффективности огромен — от 85% у E10 до 99,999995% у U17. Используется в лабораториях, цехах электроники и фармацевтическом производстве, где обычной тонкой очистки недостаточно.

За фильтрацией стоят разные физические механизмы, и то, какой из них доминирует, зависит от размера частицы: молекулярная диффузия эффективна для самых мелких частиц (доли микрона), инерционное осаждение — для более крупных, а прямая зацепка и электростатическое притяжение работают в промежуточном диапазоне размеров.

Именно поэтому многоступенчатая система с разными типами фильтров эффективнее одного, даже самого совершенного фильтра.

• Угольные — пористый материал с активированным углём поглощает газы, пары и запахи; эффективность падает при повышенной влажности и по мере выработки ресурса угля.
• Электростатические — улавливают заряженные частицы на пластинах-анодах; неэффективны против запахов, поэтому обычно комбинируются с другими типами.
• Фотокаталитические — ультрафиолет разлагает загрязнения, включая бактерии и вирусы; единственный тип, способный одновременно обеззараживать воздух, а не только фильтровать механические примеси.

По практике объектов с угольными фильтрами, повышенная влажность воздуха заметно снижает их эффективность — уголь теряет адсорбционную способность быстрее, чем истекает формальный срок службы, указанный производителем.

Фильтры грубой очистки можно снимать, чистить пылесосом и устанавливать обратно, но менять на новые рекомендуется не реже раза в 6–12 месяцев. Фильтры тонкой очистки требовательнее: в медицинских учреждениях их меняют каждые 3 месяца, на производстве — в среднем раз в 3–6 месяцев.

По практике объектов с фильтром F7 и выше, установленным без ступени грубой очистки перед ним, ресурс дорогого тонкого фильтра сокращается в разы — он забивается крупным мусором, для которого предназначен куда более дешёвый G4, и требует замены не раз в полгода, а практически ежемесячно.

На производствах с высоким пылевыделением — деревообработка, мукомольное производство — перед основным фильтром ставят циклон: воздух закручивается внутри конического корпуса, и центробежная сила отделяет крупные частицы пыли до того, как поток дойдёт до фильтра тонкой очистки. Это отдельная, более объёмная тема — детали такой системы разобраны в статье о вентиляции деревообрабатывающего цеха.