FE SYSTÉM

S neustálým nárůstem kvality ovzduší, zejména v nejvíce industrializovaných zemích, prudce roste poptávka po filtraci vzduchu. V kontextu udržitelného rozvoje se potřeba minimalizace spotřeby energie v závodech stala zásadní a je široce zkoumána. Nová řada aktivních elektrostatických filtrů s integrovanou elektronikou, řada FE SYSTEM, byla navržena a vyvinuta právě z tohoto důvodu. Elektrostatický filtr FE SYSTEM je alternativou k tradičním kapsovým filtrům a byl navržen tak, aby zjednodušil použití elektrostatických filtrů ve vzduchotechnických jednotkách (AHU) a na střechách. Jeho použití ve ventilačních systémech, zejména v sektoru klimatizace, nevyžaduje změny v konstrukčních a rozměrových charakteristikách zařízení.

MECHANICKÝ FILTR

Mechanické filtry jsou tvořeny “malými polštářky” z minerálních vláken, získaných rostlině nebo uměle, skrz které prochází vzduch. Klasifikované podle své větší či menší schopnosti zachytit částice, jsou nejúčinnější definovány jako HEPA (High Efficiency Particulates Air Filter), schopné blokovat ve svém spleti roztoče, pyl, bakterie a jakékoli částice větší než jejich minimální délka filtru, která je v průměru od 0,3 do 0,9 mikronů (velikost pylu může být od 5 do 250 mikronů, zatímco velikost viru se může pohybovat mezi 10 nm a 700 nm).

Jejich výkon je přímo úměrný spotřebě energie a náklady na účet rostou s narůstající přítomností usazených znečišťujících látek. Na jejich povrchu můžeme pozorovat postupnou biologickou proliferaci, což je rozvoj mikroorganismů s rizikem rozšíření v prostředí. Tento typ filtrů nakonec zahrnuje častou výměnu a náklady na likvidaci (fakticky se jedná o toxické nebezpečné odpady, které je nutno likvidovat jako nebezpečný odpad). Nová generace mechanických filtrů (třídy G, E a F) má velmi dobrý výkon během počáteční fáze filtrace, který se však výrazně snižuje, jakmile filtr dosáhne maximální koncentrace částic. Proto je třeba je nahradit novými filtry, které zpočátku zajišťují dobrou účinnost filtrace.

MECHANICKÝ FILTR S ELEKTROSTATICKÝM NÁBOJEM

V technologii elektrostatických filtračních systémů existuje elektrostatický efekt, když má znečišťující částice (prach, kouř, vlákna atd.) na svém povrchu elektrické náboje (kladné a/nebo záporné), které ji přimějí přilnout k jinému povrchu (vlákna filtru, stěny, záclony, obrazovky televizorů a notebooků atd.) s opačným nábojem. Pokud je hmotnost částice dostatečně malá, elektrický náboj na jejím povrchu ji přiměje přilnout k jinému opačnému elektrickému náboji, přítomnému na povrchu matrace filtru. Když je tento jev uměle zesílen, elektrostatickým nabíjením vláken filtru vzniká “pasivní elektrostatický filtr”, který musí být pro správnou funkci vyroben z vláken s velmi vysokou elektrickou odolností, jako jsou například pravoúhlá plastová vlákna. Jeho negativním aspektem je, že depozice znečišťujících částic na vláknech filtru okamžitě snižuje schopnost filtrace znečištění.

Navíc, pokud je prostředí obzvláště vlhké, voda obsažená ve vzduchu kondenzuje na povrchu vláken a eliminuje z nich během velmi krátké doby každý elektrický náboj, čímž produkt promění v jednoduchý mechanický síťový filtr. K překonání tohoto problému byly vytvořeny tzv. “buffer” filtrační systémy, ve kterých jsou filtrační prostředky ponořeny do elektrického pole, které udržuje přitažlivou sílu a zachytávání znečišťujících látek. Negativním aspektem je, že závisí na filtrační matraci (tzv. bufferu), která, i když je elektrostaticky nabitá, vykazuje stejné nevýhody jako mechanické filtry.

ELEKTROSTATICKÝ FILTR S AKTIVNÍMI DESKAMI

Elektrostatický filtr Expansion Electronic (elektronický filtr) je vyroben z elektrostaticky nabitých hliníkových aktivních desek. Skládá se ze systému čištění, který umožňuje oddělení znečišťujících látek, které mohou být buď v pevném stavu (prach) nebo plynném (olejové páry), od přicházejícího proudu vzduchu. Systém, díky vytvořenému potenciálovému rozdílu mezi emisními elektrodami a elektrodami sběru, umožňuje oddělení znečišťujících látek od plynu, který prochází elektrodami: tímto způsobem jsou částice suspendované ve vzduchu – ať už jakékoli velikosti – elektricky nabity v důsledku generace elektrického pole díky emisním elektrodám. Toto pole generuje ionizaci částic, která při průchodu sběrným polem umožňuje kolizi mezi ionty a znečišťujícími látkami. Těmto látkám je předána část elektrického náboje iontů, což způsobuje srážení znečišťujících látek, které jsou zachyceny a zadrženy zachycovacími deskami. Výsledkem je zcela vyčištěný vzduch od jakéhokoli typu znečištění a především od jakékoli velikosti znečišťujících látek.

Elektrostatický odlučovač FE SYSTEM je vybaven specifickým napájecím systémem a elektrickým nastavením, které umožňuje zesílení elektrostatických nábojů jak na znečišťujících částicích, tak na zachycovacích površích. V praxi napětí (volt) a výsledný proud (mA) ionizují částice a vytvářejí na povrchu filtru (opačně a pod odpovídajícím elektrickým napětím) dostatečně intenzivní elektrické pole k jejich zachycení, jako by byly přitahovány magnetem. Mají výhodu velmi účinného zadržování částic, vláken a biologických látek, dokonce i těch s velmi malým průměrem (<1 mikron) a neztrácejí filtrační kapacitu v průběhu času (jsou stále regenerovány), i když se na filtru hromadí znečišťující látky. Spotřeba energie je velmi nízká (asi 4,7 W na 1000 m3 vzduchu). Účinnost zůstává konstantní po celou dobu provozního cyklu, zatímco životnost buněk je rovna životnosti stroje. Stupeň znečištění filtrů je signalizován senzorem, který umožňuje plánovat pravidelnou údržbu, snadno proveditelnou uživatelem jednoduchým mytím vodou s mírným detergentem na hliník.

ENERGETICKÁ ÚČINNOST

Energetické řízení se v posledních letech stalo tématem debat a zájmu. Ve ventilačních systémech vyžaduje proces manipulace se vzduchem skrze úpravnu významné množství energie. Celkové množství tohoto procesu závisí na tlakové ztrátě, která je přímo úměrná účinnosti filtrů (a tedy úrovni jejich znečištění) a požadované úrovni kvality uvnitř jednotky. Jakýkoli “mechanický” vzduchový filtr, jehož účinnost závisí především na mechanických interferenčních jevech mezi částicemi v tranzitu a filtračním vláknitým matricím, prochází postupným zvyšováním zátěžových ztrát, kvůli hromadění usazenin oproti průřezu proudění vzduchu. Například filtr ve střední až vysoké účinnosti, třídy F7-F8 podle EN 779, může být charakterizován počáteční tlakou ztrátou 100-150 Pa, která může ke konci provozní životnosti vzrůst až na 450 Pa. Nová certifikace EN ISO 16890 očekává výměnu filtru při dosažení 300 Pa.

Aktivní elektrostatické filtry místo toho “odírají” částice suspendované ve vzduchu a ty se usazují na zachycovacích deskách, které jsou uspořádány podél směru průchodu. Díky této vlastnosti nabízejí elektrostatické filtry velmi nízké ztráty, které jsou téměř konstantní během normálního provozního života, který končí, když tloušťka usazenin začíná rušit elektrické pole, místo aby bránila průchodu vzduchu, jak je tomu u “mechanických” filtrů. Expansion-Electronic se zavazuje používat obnovitelné a recyklovatelné materiály až do 95 %, čímž chrání životní prostředí díky produktům s delšími životními cykly. To vyvolává otázku, proč se elektrostatické filtry běžně nepoužívají ve vzduchotechnických jednotkách.

DŮLEŽITÝ GERMICIDNÍ ÚČINEK

Elektrostatický filtr má vysoký germicidní účinek, který běžné mechanické filtry nemají. Je důležité se zaměřit na skutečnost, že elektrostatický filtr způsobuje inaktivaci kontaminantů, na rozdíl od mechanické filtrace, která to nezaručuje a dlouhodobě vytváří sběr živých kontaminantů, které proliferují a tvoří kolonie bakterií, čímž vystavují prostředí a údržbáře vysokému riziku infekce. Jak je vidět na obrázku níže, kontaminanty, podle jejich velikosti, mohou pronikat do našeho těla a opotřebovat některé orgány. S elektrostatickými filtry tento problém odpadá, protože pyl, prachové roztoče, plísně a další kontaminanty, které jsou zachyceny a inaktivovány, nemohou proniknout do těla, což zlepšuje kvalitu zdraví jednotlivce. Hygienický institut v Berlíně, který dlouhodobě působí v oblasti výzkumu, ventilace, environmentální technologie, medicíny a hygieny, certifikoval, že naše elektrostatické filtry jsou schopny odstranit z ovzduší rozptýlené aerobakterie, kvasinky a plísně s účinností od 98,53 % do 99,96 %.

CERTIFIKOVANÁ ÚČINNOST

Expansion Electronic vyvinula a podala několik patentů a získala řadu certifikací, které nám umožnily dosáhnout velkého úspěchu a získat řadu mezinárodních ocenění. Chceme uznat náš závazek a hodnotu prostřednictvím certifikací a shody našich produktů, abychom našim zákazníkům poskytli absolutní kvalitu a účinnost, které zaručí úplnou důvěru.

Norma UNI 11254 zařadila aktivní elektrostatické filtry do čtyř filtračních stupňů (A, B, C, D). Účinnost podle této normy je průměrná účinnost EM na DEHS granulometrii částic o velikosti 0,4 μm. Efektivní srovnání s mechanickými filtry není možné, protože účinnostní třídy těchto filtrů zohledňují: a) průměrné filtrační účinnosti během užitečného života filtru, které nejsou konstantní, ale zvyšují se s nasycením filtru částicemi o velikosti 0,4 μm (stará třída F, EN 779). b) minimální filtrační účinnost pro částice velikosti 0,3 μm (třída E, EN 1822).

Nicméně elektrostatické filtry FE lze srovnávat s kapsovými filtry (ISO 16890 nebo třída E) podle jejich výkonu proti rozměrům částic. Elektrostatický filtr FE nabízí, co se týče výkonu, rostoucí účinnost filtrace s poklesem rychlosti průchodu vzduchu. Při rychlosti 4 m/s bude elektrostatický odlučovač FE srovnatelný s mechanickým filtrem třídy F 8, zatímco při 1,5 m/s jeho filtrační účinnost bude srovnatelná s filtrem třídy E 11. Proto ve variabilním systému průtoku vzduchu bude minimální účinnostní třída získána při maximálním průtoku a bude se zvyšovat, když průtok klesne. Tato vlastnost neexistuje u mechanických filtrů, které si udržují stejnou účinnostní třídu při různých provozních podmínkách, i když účinnost je minimální u nového filtru.

MODERNIZACE PRO ZLEPŠENÍ KOMFORTU A ENERGETICKÉ VÝKONNOSTI

Akce retrofit má za cíl zlepšit stávající stav, jak z hlediska energetické výkonnosti, tak komfortu, stávajících klimatizačních nebo ventilačních systémů s následkem nového kvalifikování budovy. Modernizační opatření, zejména v občanském sektoru, předpokládají aplikaci elektrostatického filtru, který zajišťuje velmi vysokou energetickou účinnost díky své technologické konstrukci, zvýšené filtrační účinnosti a snížení nákladů na správu. Obvykle jsou elektrostatické odlučovače FE SYSTEM instalovány ve vzduchotechnických jednotkách (AHU) nebo na střechách. Nakonec, díky materiálu, ze kterého jsou vyrobeny (hliník), lze filtry snadno regenerovat jednoduchým mytím a jejich životní cyklus je přibližně 15/20 let.

Charakteristiky zařízení s elektrostatickými odlučovači (elektrostatickými filtry):

vysoká účinnost, na úrovni filtrace třídy E podle EN 1822 (E10 – E11) až do rychlosti 2 m/s na elektronickém filtru;
nízká konstantní tlaková ztráta ve srovnání s aktuálně používanými kapsovými filtry;
maximální linearita výkonu (účinnost, tlaková ztráta) během provozní životnosti;
maximální prodloužení provozní životnosti (vysoká kapacita zátěže z hlediska hmotnosti zachycených znečišťujících látek).

Toto jsou základní vlastnosti, ke kterým se přidává extrémně důležitý plus: účinná antifungální a antibakteriální akce, aby se zabránilo proliferaci kolonií bakterií a plísní v určitých příznivých podmínkách teploty a vlhkosti, často se vyskytujících v typických úpravárenských zařízeních vzduchu. Z těchto důvodů a s cílem snížit dopad na životní prostředí provedla společnost Expansion Electronic akci retrofit, která umožňuje nahradit běžné mechanické filtry novými elektrostatickými generacemi.

Výhody jsou především dvě:

Nižší spotřeba energie, “úspora energie” daná nižší tlakovou ztrátou a následným přepracováním stávajících ventilačních systémů. Díky této akci je zaručeno dobré snížení emisí CO2.
Značné snížení množství nerecyklovatelného materiálu.

NÁVRATNOST INVESTICE

Aktivní elektrostatický filtr je vysoce přesný filtr, složený z ušlechtilých materiálů a není určen k “jednorázovému” použití. Vyšší počáteční náklady se časem amortizují (přibližně za 2 roky) díky:

Nižší spotřebě energie při vysoké kvalitě vnitřního vzduchu.
Nižším nákladům na údržbu.
Žádným nákladům na výměnu filtru.

Vypočítali jsme návratnost investice s ohledem na dvě různé filtrační technologie, elektrostatický filtr a mechanický. Použili jsme mezinárodní vzorec vyvinutý společností Eurovent pro elektrický výkon (kW/h). Při vyhodnocení nákladů je snadné pochopit, že investice do používání elektrostatických filtrů je významná ve srovnání s mechanickými filtry, ale tato investice je kompenzována velkými úsporami energie, což vede k nižším nákladům na elektřinu a následně k nižším nákladům na údržbu/výměnu filtrů. Mechanické filtry musí být vyměňovány alespoň třikrát ročně, což znamená velké ekonomické výdaje. Řada elektronických filtrů FE SYSTEM generuje úsporu nákladů na energii až 30 %. Spolehlivost a výkon filtrů Expansion Electronic zajišťují nízké provozní náklady po celou dobu životnosti zařízení. Můžeme garantovat rychlou návratnost investice odhadovanou na přibližně 2 roky.

APLIKAČNÍ OBLASTI

Novou řadu elektronických vzduchových filtrů FE SYSTEM lze instalovat v: