Hava Filtrasyon Testi

25 Şub 2019

Hava Filtrasyon Testi

Camfil’den Alan Sweeney yeni küresel standart ISO 16890’ın temiz proses ortamlarına getirdiği avantajları ve şirketlerin neden bu standardı SOP’lere dahil etmesi gerektiğini inceliyor.

Hava filtreleri temiz oda alanlarını, HVAC bataryalarını, dahili ekipmanları ve insanları asılı parçacıklı maddelerden (particulate matter-PM) korumak için kullanılır. Bu nedenle, bu işlevler için uygun hava filtrelerinin seçilmesi önemlidir. Şirketlerin amacına uygun üretim yaptığından emin olması, ancak hava filtrelerinin değerlendirilmesi için anlamlı bir standardın mevcut olması durumunda mümkün olabilir. Uluslararası Standardizasyon Kuruluşu (International Organization for Standardization - ISO) hava filtrelerinin testi ve sınıflandırmasında yeni bir standart olan ISO 16890’ı hayata geçirdi. Bu standart Ağustos 2018’de dünya çapında uygulamaya konuldu. Böylelikle temiz odalar ve sağlık hizmeti ortamları gibi yüksek teknoloji veya hassas ortamlar gerektiren sektörler için çok önemli bir ileri adım atılmış oldu.

Hava filtrelerinin performans testi

Hava filtrelerinin test ve sınıflandırmasında kullanılan yöntemler, laboratuvar teknikleridir. Test prosedürlerinde, bir filtrenin kontrol edilebilir bir fana monte edildiği bir kanal yer alır. Üniteyi zorlayarak performansını değerlendirmek amacıyla, filtrenin kirli hava tarafına doğru bir “test tozu” gönderilir. Bu test tozu zaten ortamda var olan parçacıklar veya test standardında tanımlanan bir “tarife” göre hazırlanmış partikül karışımları olabilir. Test edilen filtrenin giriş ve çıkış kısımlarında hava örnekleyiciler ve partikül sayaçları yer alır. Partikül sayaçları havada uçuşan partikülleri sayan hassas cihazlardır. Bir dizi sayaç kullanarak, geniş bir farklı ebatlı partikül serisini eş zamanlı olarak saymak mümkündür. Filtrenin giriş ve çıkış kısımlarındaki partikül sayılarının karşılaştırılması, farklı ebatlı partiküller için filtre verimliliğinin belirlenmesini sağlar. Test yöntemleri genellikle bir filtrenin “yeni” (temiz) durumdaki verimliliğinin yanı sıra, filtrenin kullanım süresi boyunca öngörülen değişiklikleri simüle eden koşullar altındaki verimliliğinin de belirlenmesini sağlar.

Tablo 1: ISO 16890, Sınıflandırma Sistemine Genel Bakış (4 Raporlama Grubu)

Grup adlandırması

Gereksinim

Sınıf raporlama değeri

ePM1, min

ePM2.5, min

ePM10

ISO Kaba

--

--

<%50

İlk ağırlığa göre yakalama

ISO ePM10

--

--

>/=%50

ePM10

ISO ePM2.5

--

>/=%50

--

ePM2.5

ISO ePM1

>/=%50

--

--

ePM1

Tablo 1 ve 2’deki notlar: Koyu yazar tarafından eklenmiştir; “e” sembolü, belirlenen partikül ebadına karşılık gelen verimlilik değerini belirtir; Tablo 2’ye göre, toplam 49 adet bildirilmiş sınıflandırma mevcuttur

Tablo 2: ISO 16890, Dört Raporlama Grubu için Tam Sınıflandırma (Minimum Gereksinimler ile Birlikte)

PM1 Sınıflandırmaları

PM2.5 Sınıflandırmaları

PM10 Sınıflandırmaları

Kaba Sınıflandırmalar

ePM1[%95 ]

ePM2.5[%95 ]

ePM10[%95 ]

%5 aralıklarla bildirilen yakalama, %5’ten başlayarak (19 farklı sınıflandırma)

ePM1[%90 ]

ePM2.5[%90 ]

ePM10[%90 ]

ePM1[%85 ]

ePM2.5[%85 ]

ePM10[%85 ]

ePM1[%80 ]

ePM2.5[%80 ]

ePM10[%80 ]

ePM1[%75 ]

ePM2.5[%75 ]

ePM10[%75 ]

ePM1[%70 ]

ePM2.5[%70 ]

ePM10[%70 ]

ePM1[%65 ]

ePM2.5[%65 ]

ePM10[%65 ]

ePM1[%60 ]

ePM2.5[%60 ]

ePM10[%60 ]

ePM1[%55 ]

ePM2.5[%55 ]

ePM10[%55 ]

ePM1[%50 ]

ePM2.5[%50 ]

ePM10[%50 ]

Gereksinimler:

>%50 ilk verimlilik
>%50 azalan verimlilik

Gereksinimler:

>%50 ilk verimlilik
>%50 azalan verimlilik

Gereksinimler:

>%50 ilk verimlilik
>%50 azalan verimlilik

Azalma gereksinimi yok

Yönetmeliksel arka plan

ISO 16890’ın kullanılmaya başlanmasından önce, yaygın olarak kullanılan iki standart mevcuttu: EN779: 2012 Avrupa’da kullanılırken, ASHRAE 52.2 ABD’de kullanılıyordu. Bu iki standart Asya’da birlikte kullanılıyordu. Öte yandan bu iki standardın şu gibi dezavantajları mevcuttu:

  • Hiçbiri global olarak uygulanamıyordu. Bu bir eksiklikti, çünkü birçok büyük yapı projesinin mühendislik tasarımı bir ülkede yapılıyor, proje imalatı başka bir ülkede gerçekleşiyor ve bu imalat yine başka bir ülkede yerleşik bir yüklenici tarafından üstleniliyordu.
  • EN 779 ve ASHRAE 52.2’de kullanılan test yöntemleri esas olarak farklıdır. Bu iki standardın sonuçlarının karşılaştırılması mümkün değildir.
  • Bu iki standartta tanımlanan filtre sınıflandırma kategorileri filtrelerin gerçek dünyaya ait fiili davranışları veya kullanıcıların hava kalitesi açısından hangi tür gerçekçi avantaj beklentilerine sahip olması gerektiği hakkında hiçbir fikir vermez ve bu da hava filtrelerinin şartnamelerini hazırlayanlar ve bu ürünleri satın alıp kullananlar için sorunlu bir durumdur. Hassas nesneler veya korunması gereken proseslerle özel olarak ilgilenilmelidir.

EN 779 ve ASHRAE 52.2’de kullanılan test tozu, şehir merkezindeki ortam havasında bulunan asılı parçacık maddeleri temsil etme konusunda başarısızdır. Test sonuçları, gerçek dünya uygulamalarındaki filtre performanslarını her zaman temsil etmemektedir.

İdeal filtre sınıflandırma sistemi

Minimum seviye olarak, bir filtre sınıflandırma sisteminin cihazın her bir müşterinin ihtiyacına göre farklı ebatlı parçacıkları havadan filtre etme becerisi hakkında net bilgi sunması kabul edilebilirdir. Böylece, filtreler sınırlardan bağımsız olarak seçilip belirlenebilir. ISO 16890 hava filtreleme sektörüne önemli bir uyum seviyesi sağlamaktadır. Hava filtresi kullanıcıları için temel avantajlar:

  • Hava filtrelerinin hava kalitesini olumlu etkilediği ve insan sağlığına faydalı olduğuna dönük onay.
  • Global uygulanabilirlik. Tüm sektörde tek bir test ve sınıflandırma sisteminin kullanılması ve sistemin şartname hazırlayıcılar, alıcılar ve kullanıcılar tarafından anlaşılabilir olması.
  • Ürünün işlevsellik ve uygulama değerinin anlaşılması ve seçilebilmesi.

ISO 16890’ın temel özellikleri

Farklı partikül ebatlarının filtre edilme verimliliğinin başarı seviyesine bağlı olarak, filtreler PM1, PM2.5, PM10 ve 10 mikrondan büyük olan “kaba” partiküllere karşı filtre etme verimliği ile ilgili olarak, dört kategoriden biri içerisinde sınıflandırılabilirler. Yeni standarda göre, en zor üç kategorideki (çok küçük ve orta ölçekli partiküller) partiküller olan  PM1, PM2.5 ve PM10 partikülleri filtre etme verimliliğinin en az %50 olması gerekmektedir. Bazı filtrelerin performansı artırmak için geçici olarak elektrostatik yük kullandığı göz önünde bulundurulduğunda, yeni ISO standardı testin parçası olan bir deşarj prosedürü içerir. Deşarj yöntemi kısa vadeli veya geçici etkilerden kaynaklanan problemleri ortadan kaldırır. Yeni standart kapsamında, tüm kategorilerde (çok ince veya orta ölçekli partiküller), deşarj prosedürünün ardından minimum %50 filtre etme verimliliği gereklidir. Filtre medyasına uygulanan elektrostatik yükün filtre yeni olduğunda etkili olabileceği kabul edilmektedir. Öte yandan, saha uygulamalarında bu tür elektrik yükler günler, hatta haftalar içinde kaybolabildiğinden, filtre performansı “yeni” değerine göre önemli ölçüde azalmaktadır. PM1, PM2.5 ve PM10 sınıflandırmaları için, bildirilen verimlilik değeri (yüzde olarak ifade edilir) ilk verimlilik ve azalan verimlilik değerlerinin ortalamasıdır. Yukarıda belirtildiği üzere, yeni standarda göre her iki değer %50’nin üzerinde olmalıdır.  ISO 16890 sınıflandırma kategorileri ve kriterleri Tablo 1 ve 2’de görülmektedir.

Sektör bağlantıları

ISO 16890 Standartının hayata geçirilmesi hava filtresi kullanımı ve partiküllerin dünyanın neresinde olursa olsun karşılaştırılmasını sağlayacaktır. Avrupa, Ortadoğu ve Asya’daki farmasötik ve temiz oda imalatçılarının spesifikasyonlarda ve standart işletim prosedürlerinde (SOP’ler) yeni standardı göz önünde bulundurmaları önerilmektedir. Çoğu hassas ürün kesinlikle en yüksek temizlik seviyesini gerektirmektedir ve yeni ISO 16890 birçok açıdan EN 779’dan daha iyi koruma sağlamaktadır. Örneğin, ePM1 50 EN779:2012 standartındaki F7’ye kıyasla %25’e kadar daha verimlidir. HEPA filtre öncesi ince partiküller için eski F9 sınıflandırması da (şu anda ePM1 80%), gereksinimlerde bir artışa işaret etmektedir. Böylece sistemin öngörülebilirliği, kontrolü ve zamanlaması iyileştirilmiştir. Ek olarak yeni standart ve sınıflandırma sayesinde eski filtre tiplerinde mümkün olan ani performans düşüşü gerçekleşmemektedir, çünkü yeni sıkı test tipi ile, filtrenin kullanım ömrü boyunca verimlilik korunabilmektedir. ISO 16890 aynı zamanda kalite açısından da zorlayıcı olmaktadır, çünkü daha stabil ve sürekli verimlilik gereksinimi, daha iyi HEPA koruması sağlamaktadır. ISO 16890 ile işletim maliyetleri de olumlu etkilenmektedir. Standart farmasötik ve temiz oda endüstrisine daha fazla enerji tasarrufu ve daha az HEPA değişikliği getirmektedir. Ayrıca, ISO 16890 küresel uyum sağlayarak çok uluslu farmasötik şirketlere kaliteyle ilgili SOP’lerini dünyanın her yerinde karşılaştırma, geliştirme ve standardize etme imkanı sunmaktadır. Bu, daha önceden mümkün değildi.

Son sözler

Hava filtrelerinin HVAC sistemi enerji tüketimini olumlu etkilediği net olarak bilinmektedir. Filtre dolu hale geldiğinde basınç düşümü artmakta, bu da fan üzerindeki yükü artırarak enerji tüketimi gereksinimini yükseltmektedir. Bu nedenle, Ocak 2019’dan itibaren ISO 16890 sınıflandırması Eurovent sistemi üzerinden enerji tüketimi ile bağlantılı hale getirilmiştir. RS4/C/001-2019 Tasnif Standardında tanımlanan bu yeni sınıflandırma, Hava Filtreleri için Eurovent Sertifikalı Performans programı kapsamındaki tüm ürünleri kapsamaktadır ve nominal hava akışı olarak 0,944 m3/s’ye göre yapılmaktadır. Yeni sınıflandırmanın yerine geçen yeni tanımda ISO verimlilik derecelendirmesi (örneğin ISO ePM1 %80) ve Yıllık Enerji Tüketimi (kWs/y) esas alınmaktadır. Yeni standardın hayata geçmesi hava filtrelerinin işletim sisteminin kritik ölçüde önemli bir parçası olduğu onaylanmış olup, standart kapsamında şirketlere akredite olan ve amacına uygun filtrenin kullanılmasını sağlamak için fabrikada ISO EN 1822’ye göre test edilen HEPA filtreleri seçmeleri önerilmektedir. Ayrıca, Enerji sınıflandırması ve ilk basınç düşümü de göz önünde bulundurulacak bir faktördür. Ancak bundan daha önemlisi düşük basınç düşümünü koruyan ve tesis test standartları ISO 14644-3’e test edilecek filtre medyasını seçmektir.

Kilit tanımlar

Partikül genellikle fiziksel ebatla tanımlanır ve çoğunlukla mikronla ifade edilir. Örneğin, şehir merkezindeki her metreküp havada milyonlarca adet havada asılı partikül bulunur. Ebat aralığı 0,1 mikrondan küçük (nanopartiküller) partiküllerden 100 mikronluk partiküllere kadar uzanır. Öte yandan çoğu partikül 1 mikrondan küçüktür. Ayrıca 25 mikrondan büyük olan ve ağırlıklarından dolayı yere çökme eğiliminde olan bazı partiküller de mevcuttur. Çok ince partiküller çoğunlukla yanma prosesleri sonucunda, ağırlıklı olarak araç motorlarından kaynaklı olarak meydana gelirler. Öte yandan daha büyük partiküller inşaat ve doğa da dahil olmak üzere farklı kaynaklardan ortaya çıkarlar: Polen, kum ve toprak gibi. Partikül maddenin özel bir web sitesi ile takip edilerek dünyanın her yerine bildirilir. Geleneksel bildirim kategorileri PM2.5 (< 2.5 mikron partiküller) ve PM10’dur (< 10 mikron partiküller). Bunlar normal olarak μg/m3 (metreküp başına mikrogram) ağırlık değeriyle bildirilir. Giderek artan biçimde, daha da küçük ebatlı parçacıklara (PM1: 1 mikron ve altı) odaklanılmaktadır, çünkü bu parçacıkların insan vücudunun derinlerine nüfuz edebildiği ve beyin, kalp ve karaciğer gibi önemli organlara erişebildiği bilinmektedir. Günümüzde bilimsel araştırmalar PM1 (1 mikrondan küçük partiküller) veya ultra ince partiküllere (0,5 mikrondan küçük parçacıklar) yoğunlaşmaktadır.


Etiketler


Sektörle ilgili haber gönderin yayınlayalım.
Siz de tesisatmarket.com'un bir parçası olun.
Haber gönder
Sektördeki gelişmelerden haberdar olmak istiyorsanız e-bültenimize abone olun.

sosyal medyada takip edin: tesisatmarket.com