DIN EN 1822 - Testmetoden til højeffektive luftfiltre

Kvalitetssikring af EPA-, HEPA- og ULPA-filtre

Den europæiske filterteststandard er det vigtigste grundlag for testning og klassificering af absolutte filtre. Standarden er baseret på den nyeste partikelmålingsteknologi og godkendte metoder til bestemmelse af effektivitet. Den består af fem dele. Filteret henføres til den respektive filterklasse på grundlag af resultaterne fra afsnit 4 (lokal udledning) og 5 (integreret udledning).

For filtre i klasse H13 og højere klasser udarbejdes der en individuel testrapport og et serienummer. Derfor kan hvert filter fra H13 tildeles sin egen individuelle test. Individuel testning af EPA-filtre er ikke påkrævet i standarden og er mulig med den beskrevne testprocedure. EPA-filtre testes inden for rammerne af stikprøveprøvning, hvorved separationen bestemmes som en gennemsnitsværdi af individuelle, tilfældige målinger.

Del 1: Klassificering, præstationsprøvning og mærkning

I første del af standarden er filtre inddelt i tre grupper i henhold til efter deres filtreringsevne baseret på filtreringseffektivitet eller passeringseffektivitet:

• Gruppe E: EPA - EPA-filter (højeffektivt partikelfilter eller effektivt partikelfilter til luft).
• Gruppe H: HEPA - Filter (High Efficiency Particulate Air)
• Gruppe U: ULPA - ULPA-filter (Ultra lav gennemtrængning luft)

Inden for disse grupper er der en yderligere underopdeling, som beskriver filteret mere konkret med hensyn til dets ydeevne. Dette resulterer i følgende:

Del 2: Aerosolgenerering, måleudstyr, statistik over partikeltælling

Den følgende anden del af standarden indeholder vigtige specifikationer vedrørende prøveaerosol og den efterfølgende måling og partikeloptælling. For at sikre ensartede standarder for måling af filtreringsevnen må der kun anvendes bestemte prøveaerosoler. MANN+HUMMEL anvender DEHS som testaerosol i overensstemmelse med DIN EN 1822-2.

Ud over aerosoltypen skal det sikres, at partikelproduktionshastigheden er tilstrækkelig stor til, at der kan fastlægges statistisk acceptable måleresultater.

For at sikre, at alle de nødvendige oplysninger er til rådighed for testkørslen, registreres variabler som f.eks. tryk, trykfaldet over filteret, temperatur, fugtighed og frem for alt koncentrationen for hele måleserien.

Det afgørende for filterklassen er dog i sidste ende filterets filtreringseffektivitet. Denne bestemmes under testen ved hjælp af en partikeltæller.

 

Del 3: Test af det plane filtermedium

Afprøvning af det plane filtermedium er afgørende for at bestemme den delvise opsamlingseffektivitet ved hjælp af en partikeltællingsmetode. Ud fra denne målte værdi kan man så få kurven for den fraktionelle opsamlingseffektivitet for det afprøvede filtermedium.
 
En prøve af filtermediet fastspændes fladt i testfilterholderen og gennemstrømmes af testluftstrømmen med den angivne filtermediehastighed. Derefter tilsættes den genererede test-aerosol til testluftstrømmen i indløbet, således at der dannes en homogen blanding.

For at bestemme separationsgraden tages der derefter prøver af delstrømme på op- og nedstrømssiden ved hjælp af sonder, og koncentrationerne registreres for forskellige partikelstørrelser. Ud fra disse målinger kan kurven for den delvise opsamlingseffektivitet så bestemmes.  

Det er umiddelbart bemærkelsesværdigt, at kurven for en bestemt partikelstørrelse viser et minimum med hensyn til separationsgraden: dette kritiske punkt betegnes MPPS. Dette står for Most Penetrating Particle Size - dvs. det punkt, hvor de fleste partikler trænger igennem filteret.

Selv om et færdigt filter i drift aldrig vil bestå af kun ét fladt lag, er den viden, der er opnået om det punkt, hvor separationsvirkningen er mindst, relevant for yderligere målinger af et kommercielt filter.

 

Del 4: Tæthedsprøvning af filterelementet

Lækagetesten anvendes til at kontrollere filterelementet for lokalt uacceptabelt høje flowhastigheder.

Ved den såkaldte scanningsmetode fastspændes det fremstillede filter i filterholderen, og testluften og testaerosolen strømmer gennem det ved nominel volumenstrøm. Målingen foretages ved filtermediets mindste partikelstørrelse (MPPS).

I overensstemmelse med DIN EN 1822-2 anvendes en sonde til at scanne hele filterets nedstrømsside. Under denne proces registrerer en computer sondens koordinater, hastighed og den målte partikelstrøm, således at eventuelle lækagepunkter kan lokaliseres tydeligt. Der lægges særlig vægt på filterets grænseflader, da de fleste lækager forventes at blive opdaget ved kanterne mellem filteret og rammen, ved tætninger eller ved hjørner.

For at kunne udelukke uklarheder i målingerne kontrolleres punkter med særlig høj transmittans efterfølgende igen med en fastmonteret sonde. Hvis ingen af de målte lokale transmittansværdier overstiger den tilladte maksimumsværdi, anses filteret for at være tætningsfrit.

De målinger, der foretages hos MANN+HUMMEL, er fuldautomatiske, således at filterets gennemsnitlige filtreringseffektivitet kan bestemmes under målingen. Denne værdi anvendes til at bestemme den tilhørende filterklasse ved den anvendte volumenstrøm i overensstemmelse med DIN EN 1822-1.

 

Del 5: Prøvning af filterelementets separationsvirkning

Under denne test bestemmes filtreringseffektiviteten af filteret. Til dette formål fastspændes filteret i filterholderen, og testluften og testaerosolet strømmer gennem det med nominel strømningshastighed.

Denne test finder også altid sted ved en partikelstørrelse, der ligger inden for filtermediets mindste separationseffektivitet (MPPS - se DIN EN 1822-3), for at sikre en vurdering til den sikre side. Som forklaret i det foregående afsnit scannes filterets nedstrømsside med en sonde uden mellemrum. Under den såkaldte scanningsproces fjernes partikler fra nedstrømssiden med sonden og føres til en partikeltæller, som så tæller de enkelte partikler sammen. Separeringseffektiviteten kan derefter bestemmes ved at sammenligne de partikler, der er målt på nedstrømssiden, med de partikler, der er ført til opstrømssiden. Dette er igen et mål for filterets effektivitet.

Den resulterende minimale opsamlingseffektivitet danner grundlag for klassificering i henhold til DIN EN 1822-1.

 

Alternativ til tæthedsprøvning af filteret (H13 /H14) samt alle ikke-planare filtre.

En hurtig og billig test af filterets tæthed er tæthedsprøvning med test-aerosol. Her placeres filteret i et mørkt testrum foran en sort baggrund. Ved hjælp af et egnet testaerosol (hos MANN+HUMMEL en triglykolblanding) genereres et fint partikelaerosol, som påføres filteret på den ene side. På den anden side foretages der en visuel kontrol for utætheder ved hjælp af lyse lyskilder, der er placeret over filteret, og som fremhæver de opstigende aerosolfaner på den mørke baggrund. Med denne metode kan lækager ved pakningen, rammen og også filtermediet let påvises. Det er ikke muligt at bestemme filterets effektivitet.