Die Filtrkonstruktion Minipleat

Warum ist ein Panelfiltr mit MiniPleat-Konstruktion die beste Wahl?

Rozwój konstrukcji filtrów powietrza przeszedł w ostatnich dziesięcioleciach znaczące zmiany. Na rynku pojawiły się nowe materiały tekstylne i technologie produkcji, które umożliwiły uzyskanie nowych właściwości filtrów, a także oszczędności energii. W ostatnich latach cała branża koncentruje się przede wszystkim na nanomateriałach, które przeżywają szczególnie dynamiczny rozwój w filtracji powietrza. Możemy więc spodziewać się, że w nadchodzących latach pojawią się nowe metody produkcji i zastosowania, które te nowe materiały mogą zaoferować. Jeśli jednocześnie uda się obniżyć koszty produkcji, nic nie stanie na przeszkodzie ich szerszemu zastosowaniu.
Jeśli jednak przyjrzymy się filtrom powietrza, które są już dziś dostępne na rynku i powszechnie stosowane w systemach Ventacyjnych, możemy zauważyć wyraźne różnice. Te filtry mają różne kształty, różne wymiary, używa się do nich różnych materiałów tekstylnych, różnią się kosztami produkcji, a przede wszystkim wydajnością filtracji.

Spadek ciśnienia i stopień separacji
Spadek ciśnienia filtra jest jednym z najważniejszych parametrów, obok stopnia separacji filtra. Niestety, te cechy filtracji są ze sobą powiązane i wzajemnie na siebie wpływają. Jeśli więc potrzebujemy filtra o wysokim stopniu separacji, do jego produkcji musi zostać użyta tkanina o wyższej gęstości włókien, co pozwala lepiej wychwytywać zanieczyszczenia z powietrza.
Takie materiały mają więc wyższą gęstość materiału, a dokładniej wyższą gramaturę. Wzrost gramatury poprawia stopień separacji filtracji, ponieważ zatrzymujemy więcej cząstek zanieczyszczeń, jednocześnie jednak rośnie opór materiału wobec przepływającego powietrza i system Ventacyjny musi wykonać większą pracę. Ogólnie można powiedzieć, że nie jest możliwe wyprodukowanie filtra powietrza, który miałby jednocześnie wysoką skuteczność separacji i bardzo niski spadek ciśnienia.
Możliwe, że zastanawiasz się teraz, jak możemy znacznie zmniejszyć spadek ciśnienia filtra, jeśli chcemy używać filtrów o wyższej klasie filtracji? Odpowiedź na to pytanie jest stosunkowo prosta – trzeba zastosować Powierzchnia filtracji pracować. Dokładnie to jest podstawowy i decydujący parametr każdego filtra, z którym należy pracować.
Für eine detailliertere Erklärung kommen wir nicht aus ohne die Darcy-Gleichung und ihre absichtliche Vereinfachung, welche die Beziehung zwischen der Filtrfläche und dem Druckverlust beschreibt:

Q = A • Δp • k

wobei Q der Luftdurchsatz (m³/s), A powierzchnia filtra (m²) oraz Δp jest stratą ciśnienia (Pa).

Die Konstante k vereint in sich die Filtrstärke (m), die dynamische Viskosität (Pa•s) des Fluids und die Permeabilität des Filtrs (m²).
Diese Gleichung gilt praktisch für jedes poröse Material, und dessen Struktur wird von den in der Konstante k enthaltenen Parametern beschrieben.
Jeśli więc pominiemy inne czynniki, takie jak dynamika płynu i turbulencje powstające w wyniku przepływu powietrza przez filtr, z tego równania jasno wynika, że zależność między powierzchnią filtra a spadkiem ciśnienia jest liniowa.
Przy stałym, niezmiennym przepływie obowiązuje zasada: jeśli na przykład powiększymy powierzchnię filtra 10 razy, spadek ciśnienia zmniejszy się również dziesięciokrotnie. Jak jednak umieścić 10 razy większy filtr w naszej instalacji Ventacyjnej?

Hierfür wurde die Filtrkonstruktion mit dem Namen MiniPleat entwickelt
Diese Filtrkonstruktion entstand als Alternatywny zu Taschenfiltrn, deren Druckverlust dank der großen Filtrfläche der Taschen gering ist, wodurch ohne Bedenken auch Filtrmedien höherer Filtrklassen verwendet werden können. Der Nachteil dieser Taschenfiltr ist die Tatsache, dass sie durch die voluminösen Taschen viel Platz in den Lüftungsanlagen in Anspruch nehmen, wodurch sie nicht für kompakte Systeme geeignet sind, wie sie in Wohnungen oder Einfamilienhäusern zum Einsatz kommen. Verwendung finden Taschenfiltr somit vor allem in Systemen mit Luftdurchsätzen größer 500 m3/h. Bei niedrigeren Durchsätzen werden diese Filtr nur sporadisch eingesetzt.

Die Konstruktion MiniPleat – wysoka wydajność na małej powierzchni
Nazwa MiniPleat można swobodnie przetłumaczyć z angielskiego jako mini-zagięcie. Jest to konstrukcja filtra, w której medium filtracyjne jest maszynowo składane w gęste fałdy o określonej, jednolitej wysokości, a następnie fałdy są utrwalane specjalnym klejem na gorąco. Odległość między poszczególnymi fałdami wynosi kilka milimetrów. Dzięki tej konstrukcji z gęstym fałdowaniem można zmieścić więcej medium filtracyjnego w określonych wymiarach filtra, co znacznie zwiększa powierzchnię filtra i zmniejsza spadek ciśnienia.

Ważnym parametrem w tej konstrukcji filtra jest liczba zagięć na 1 m długości. Parametr ten nazywany jest gęstością zagięć. Poniższy wykres pokazuje zależność między względną powierzchnią filtra a gęstością zagięć.

Jeśli z medium filtracyjnego, na przykład filtra o konstrukcji MiniPleat i wysokości 40 mm oraz 100 fałdach na 1 metr długości, wykonamy filtr, to ten filtr ma powierzchnię filtracyjną ośmiokrotnie większą niż jego rzeczywisty rozmiar. Zależność między liczbą fałd a powierzchnią filtracyjną jest niemal liniowa. Należy jednak zauważyć, że przy bardzo dużej gęstości fałd blokowany jest obszar, przez który przepływa powietrze dostarczane, co zmniejsza powierzchnię użytkową. Ta wartość nazywana jest krytyczną gęstością fałd.
 
Die Technische Universität in Liberec hat einen Test an zwei unterschiedlichen Filtrmedien durchgeführt, um den Einfluss der Faltendichte auf den Druckverlust bei einer Strömungsgeschwindigkeit der Luft von 5 m/min zu untersuchen. Das nachfolgende Diagramm zeigt den Einfluss der Faltendichte auf den Druckverlust für zwei Filtrmedien mit unterschiedlicher Flächendichte des Materials (100 g/m2 vs. 35 g/m2) und einer Filtrfläche von 20 mm.

Z wykresu jasno wynika, że materiał o mniejszej gęstości powierzchniowej doświadcza znacznie mniejszego spadku strat ciśnienia niż materiał o wyższej gęstości powierzchniowej. Krytyczna gęstość fałdów do materiału o wyższej gęstości powierzchniowej osiągana jest przy wartości około 150 m-1. Po przekroczeniu tej wartości straty ciśnienia zaczynają ponownie nieznacznie rosnąć.
Niemniej jednak dzięki składaniu medium filtracyjnego w materiale o gęstości powierzchniowej 35 g/m² można osiągnąć nawet dziesięciokrotne zmniejszenie spadku ciśnienia, a w materiale o gęstości powierzchniowej 100 g/m² nawet trzynastokrotne zmniejszenie spadku ciśnienia.

Wszystkie powyższe fakty jasno pokazują, że zmiana powierzchni filtra jest jedynym możliwym sposobem na zmniejszenie spadku ciśnienia filtra powietrza. Na tej podstawie opiera się konstrukcja filtrów MiniPleat, które wielokrotnie redukują spadek ciśnienia poprzez ułożenie medium filtracyjnego w gęste fałdy. MiniPleat umożliwia stosowanie mediów filtracyjnych o wysokiej klasie filtracji w urządzeniach klimatyzacyjnych. Jest to jeden z głównych powodów, do których seria filtrów powietrza SafeLuft wykorzystuje konstrukcję MiniPleat – wysoka wydajność filtracji, znacznie dłuższy czas użytkowania dzięki większej powierzchni filtracyjnej oraz niższy spadek ciśnienia.

Użyta literatura i źródła
RUKATECH, s.r.o : Dokumenty wewnętrzne
TU Liberec, Ing. Jakub Hruza, Ph.D.: Poprawa właściwości filtracyjnych materiałów włóknistych