A Minipleat szűrőkialakítás
Miért a MiniPleat-kialakítású paneles szűrő a legjobb választás?
A légszűrők kialakítása az elmúlt évtizedekben jelentős változásokon ment keresztül. Új textilanyagok és gyártási eljárások jelentek meg a piacon, amelyek lehetővé tették új szűrőtulajdonságok elérését, valamint az energiamegtakarítást. Az elmúlt években az egész iparág elsősorban a nanomaterialokra összpontosít, amelyek különösen nagy lendületet vettek a légszűrés területén. Így az elkövetkező években is új gyártási eljárások és alkalmazások kifejlesztésére számíthatunk, amelyeket ezek az új anyagok tesznek lehetővé. Ha közben sikerül csökkenteni a gyártási költségeket, semmi sem áll majd szélesebb körű alkalmazásuk útjába.
Ha azonban azokat a légszűrőket vizsgáljuk, amelyek már ma is szabadon kaphatók a piacon, és amelyeket általánosan használnak a szellőztetőrendszerekben , jelentős különbségeket figyelhetünk meg. Ezek a szűrők különböző formájúak és méretűek, eltérő textilanyagokból készülnek, különbözőek a gyártási költségeik, és mindenekelőtt a szűrési teljesítményük.
Nyomásveszteség és leválasztási hatásfok
A szűrő nyomásvesztesége az egyik legfontosabb paraméter, a szűrő leválasztási hatásfokával együtt. Sajnos ezek a szűrési jellemzők összefüggenek és kölcsönösen befolyásolják egymást. Ha tehát nagy leválasztási hatásfokú szűrőre van szükségünk, annak előállításához nagyobb szálmennyiségű textilt kell használni, amely így hatékonyabban fogja fel a levegőben lévő szennyező anyagokat.
Az ilyen anyagok sűrűsége, illetve felülettömege tehát nagyobb. A felülettömeg növekedése javítja a szűrés leválasztási hatásfokát, mivel több szennyező részecskét fogunk fel, ugyanakkor az anyag ellenállása is megnő az áthaladó levegővel szemben, ezért a szellőztetőrendszernek nagyobb teljesítményt kell leadnia. Általánosságban elmondható, hogy nem lehet olyan légszűrőt gyártani, amely egyszerre nagy leválasztási teljesítményű és nagyon alacsony nyomásveszteségű.
Talán most azt kérdezi, hogyan csökkenthetjük jelentősen a szűrő nyomásveszteségét, ha magasabb szűrési osztályú szűrőt szeretnénk használni. A válasz viszonylag egyszerű: a szűrőfelülettel kell dolgozni. Ez minden szűrő alapvető és meghatározó paramétere, amellyel számolni kell.
A részletesebb magyarázathoz szükségünk van a Darcy-egyenletre és annak szándékos leegyszerűsítésére, amely leírja a szűrőfelület és a nyomásveszteség közötti összefüggést:
Q = A • Δp • k
ahol Q a légáram (m3/s), A a szűrőfelület (m2), Δp pedig a nyomásveszteség (Pa).
A k konstans magában foglalja a szűrő vastagságát (m), a folyadék dinamikai viszkozitását (Pa•s) és a szűrő áteresztőképességét (m2).
). Ez az egyenlet gyakorlatilag minden porózus anyagra érvényes, amelynek szerkezetét a k konstansban szereplő paraméterek írják le.
Ha tehát figyelmen kívül hagyjuk az egyéb hatásokat, például a folyadék dinamikáját és a levegő szűrőn való áthaladása során kialakuló turbulenciát, az egyenletből egyértelműen következik, hogy a szűrőfelület és a nyomásveszteség kapcsolata lineáris.
Azonos, állandó légáram mellett, ha például tízszeresére növeljük a szűrőfelületet, a nyomásveszteség is tizedére csökken. Hogyan helyezhetünk azonban egy tízszer nagyobb szűrőt a szellőztetőrendszerünkbe?
Erre a célra fejlesztették ki a MiniPleat nevű szűrőkialakítást
Ezt a szűrőkialakítást a zsákos szűrők alternatívájaként fejlesztették ki. A zsákok nagy szűrőfelületének köszönhetően ezek nyomásvesztesége alacsony, így magasabb szűrési osztályú szűrőközegek is gond nélkül használhatók bennük. A zsákos szűrők hátránya, hogy terjedelmes zsákjaik sok helyet foglalnak el a szellőztetőrendszerekben, ezért nem alkalmasak kompakt rendszerekhez, például lakásokban vagy családi házakban. A zsákos szűrőket ezért elsősorban 500 m3/h-nál nagyobb légáramú rendszerekben használják. Alacsonyabb légáram esetén csak szórványosan alkalmazzák őket.
MiniPleat-kialakítás – nagy teljesítmény kis felületen
A MiniPleat elnevezés szabadon Mini-hajtásként fordítható angolról. Olyan szűrőkialakításról van szó, amelynél a szűrőközeget géppel sűrű, előre meghatározott, egységes magasságú redőkbe hajtogatják, majd a redőket speciális forró ragasztóval rögzítik. Az egyes hajtások közötti távolság néhány milliméter. A sűrű hajtogatásnak köszönhetően adott szűrőméretbe több szűrőközeg fér, ami jelentősen megnöveli a szűrőfelületet, és csökkenti a nyomásveszteséget.
Ennél a szűrőkialakításnál fontos paraméter az 1 m hosszra jutó hajtások száma. Ezt a paramétert hajtássűrűségnek nevezzük. Az alábbi diagram a relatív szűrőfelület és a hajtássűrűség közötti összefüggést mutatja.
Ha tehát egy szűrőközegből például 40 mm magas, MiniPleat-kialakítású szűrőt készítünk, méterenként 100 hajtással, akkor a szűrő tényleges méretéhez képest nyolcszor nagyobb szűrőfelületet kapunk. A hajtások száma és a szűrőfelület közötti összefüggés közel lineáris. Meg kell azonban jegyezni, hogy nagyon nagy hajtássűrűség esetén elzáródik a beáramló levegő útja, ezért csökken a hasznos felület. Ezt az értéket kritikus hajtássűrűségnek nevezzük.
A Libereci Műszaki Egyetem két különböző szűrőközegen végzett tesztet, hogy megvizsgálja a hajtássűrűség hatását a nyomásveszteségre 5 m/min légáramlási sebesség mellett. Az alábbi diagram azt mutatja be, hogy a hajtássűrűség hogyan befolyásolja a nyomásveszteséget két, eltérő felülettömegű (100 g/m2, illetve 35 g/m2) és 20 mm szűrőfelületű szűrőközeg esetén.
A diagramon jól látható, hogy a kisebb felülettömegű anyag nyomásvesztesége jóval kisebb mértékben csökken, mint a nagyobb felülettömegű anyagé. A nagyobb felülettömegű anyagnál a kritikus hajtássűrűség értéke körülbelül 150 m-1. Ennek az értéknek a túllépése után a nyomásveszteség ismét enyhén növekedni kezd.
A szűrőközeg hajtogatásával azonban a 35 g/m² felülettömegű anyag esetén akár tízszeresére, a 100 g/m² felülettömegű anyag esetén pedig akár tizenháromszorosára csökkenthető a nyomásveszteség.
A fentiek egyértelműen megmutatják, hogy a szűrőfelület változtatása az egyetlen lehetséges módja a légszűrő nyomásveszteségének csökkentésére. Ezen az elven alapul a MiniPleat szűrők kialakítása: a szűrőközeget sűrű redőkbe hajtogatva többszörösére csökkentik a nyomásveszteséget. A MiniPleat lehetővé teszi magas szűrési osztályú szűrőközegek használatát klímatechnikai rendszerekben. Ez az egyik fő oka annak, hogy a SafeLuft légszűrőcsalád MiniPleat-kialakítást alkalmaz: nagy szűrési teljesítmény, a nagyobb szűrőfelületnek köszönhetően jelentősen hosszabb élettartam, valamint alacsonyabb nyomásveszteség.
Felhasznált irodalom és források
RUKATECH, s.r.o.: belső dokumentumok
Libereci Műszaki Egyetem, Ing. Jakub Hruza, Ph.D.: A szálas anyagok szűrési tulajdonságainak javítása