DIN EN 1822 - Testmetoden för högeffektiva luftfilter

Kvalitetssäkring av EPA-, HEPA- och ULPA-filter

Den europeiska standarden för filtertester är den viktigaste grunden för testning och klassificering av absoluta filter. Standarden bygger på den senaste tekniken för partikelmätning och godkända metoder för att bestämma effektiviteten. Den består av fem delar. Filtret tilldelas respektive filterklass på grundval av resultaten från delarna 4 (lokalt utsläpp) och 5 (integrerat utsläpp).

För filter av klass H13 och högre genereras en individuell testrapport och ett serienummer. Därför kan varje filter från H13 tilldelas ett eget individuellt test. Individuell testning av EPA-filter krävs inte enligt standarden och är möjlig med det beskrivna testförfarandet. EPA-filter testas inom ramen för slumpmässig testning, varvid separationen bestäms som ett medelvärde från enskilda, slumpmässiga mätningar.

Del 1: Klassificering, prestandaprovning och märkning

I standardens första del delas filtren in i tre grupper enligt följande. Efter deras filtreringsprestanda baserat på filtreringseffektivitet eller passeringseffektivitet:

• Grupp E: EPA - EPA-filter (högeffektivt partikelfilter för luft eller effektiv partikelluft).
• Grupp H: HEPA - Filter (High Efficiency Particulate Air).
• Grupp U: ULPA - ULPA-filter (Ultra lågt penetrerande luft).

Inom dessa grupper finns ytterligare en indelning som beskriver filtret mer konkret i fråga om dess prestanda. Detta resulterar i följande:

Del 2: Aerosolbildning, mätutrustning, statistik för partikelräkning

Följande andra del av standarden innehåller viktiga specifikationer om provningsaerosolen och den efterföljande mätningen och partikelräkningen. För att säkerställa enhetliga standarder för mätning av filtreringsprestanda får endast vissa provningsaerosoler användas. MANN+HUMMEL använder DEHS som testaerosol i enlighet med DIN EN 1822-2.

Förutom typen av aerosol måste man se till att partikelproduktionen är tillräckligt stor för att statistiskt acceptabla mätresultat ska kunna fastställas.

För att säkerställa att all nödvändig information finns tillgänglig för provningen registreras variabler som tryck, tryckfallet över filtret, temperatur, luftfuktighet och framför allt koncentrationen för hela mätserien.

Det som är avgörande för filterklassen är dock filtreringseffektiviteten hos filtret. Denna bestäms under testet med hjälp av en partikelräknare.

 

Del 3: Testning av det plana filtermediet

Testning av det plana filtermediet är nödvändig för att bestämma den fraktionella uppsamlingseffektiviteten med hjälp av en partikelräkningsmetod. Från detta uppmätta värde kan i sin tur kurvan för den fraktionella uppsamlingseffektiviteten för det testade filtermediet erhållas.
 
Ett prov av filtermediet kläms fast plant i testfilterhållaren och strömmar igenom med luftströmmen enligt den angivna filtermediehastigheten. Därefter tillsätts den genererade provningsaerosolen till luftströmmen i inloppet så att en homogen blandning bildas.

För att bestämma separationsgraden tas sedan prover från delströmmar på uppströms- och nedströmssidan med hjälp av sonder, och koncentrationerna registreras för olika partikelstorlekar. Kurvan för den fraktionella insamlingseffektiviteten kan sedan bestämmas utifrån dessa mätningar. 

Det är omedelbart märkbart att kurvan för en viss partikelstorlek visar ett minimum med avseende på separationsgraden: denna kritiska punkt betecknas MPPS. Detta står för Most Penetrating Particle Size - dvs. den punkt där de flesta partiklarna tränger igenom filtret.

Även om ett färdigt filter i drift aldrig kommer att bestå av endast ett platt skikt, är den kunskap som vunnits om den punkt där avskiljningseffektiviteten är som lägst relevant för ytterligare mätningar av ett kommersiellt filter.

 

Del 4: Läckagetest av filterelementet

Läckagetestet används för att kontrollera om filterelementet har lokalt oacceptabelt höga flöden.

I den så kallade skanningsmetoden kläms det tillverkade filtret fast i filterhållaren och provningsluften och provningsaerosolen strömmar genom det vid nominellt volymflöde. Mätningen utförs vid filtermediets minsta partikelstorlek (MPPS).

I enlighet med DIN EN 1822-2 används en sond för att skanna hela nedströmssidan av filtret. Under denna process registrerar en dator sondens koordinater, hastighet och det uppmätta partikelflödet så att eventuella läckagepunkter tydligt kan lokaliseras. Särskild uppmärksamhet ägnas åt filtrets gränsytor, eftersom de flesta läckor förväntas upptäckas vid kanterna mellan filtret och ramen, vid tätningar eller vid hörn.

För att kunna utesluta mätningsfel kontrolleras punkter med särskilt hög transmittans därefter på nytt med en fast sond. Om ingen uppmätt lokal transmittans överskrider det tillåtna maximivärdet anses filtret vara läckagefritt.

De mätningar som utförs hos MANN+HUMMEL är helt automatiska, så att filtrets genomsnittliga filtreringseffektivitet kan bestämmas under mätningen. Detta värde används för att bestämma den tillhörande filterklassen vid det använda volymflödet i enlighet med DIN EN 1822-1.

 

Del 5: Provning av filterelementets separationseffektivitet.

Under detta test bestäms filtrets filtreringseffektivitet. För detta ändamål spänns filtret fast i filterhållaren och provningsluften och provningsaerosolen strömmar genom det med nominell flödeshastighet.

Testet sker också alltid vid partikelstorlek som motsvarar filtermediets lägsta separationseffektivitet (MPPS - se DIN EN 1822-3), för att säkerställa en uppskattning på den säkra sidan. Såsom förklaras i föregående avsnitt skannas filtrets nedströmssida med en sond utan mellanrum. Under den så kallade skanningsprocessen avlägsnas partiklar från nedströmssidan med sonden och förs till en partikelräknare, som i sin tur summerar de enskilda partiklarna. Avskiljningseffektiviteten kan sedan bestämmas genom att jämföra de partiklar som mäts på nedströmssidan med de partiklar som matas till uppströmssidan. Detta är i sin tur ett mått på filtrets effektivitet.

Den resulterande minsta insamlingseffektiviteten utgör grunden för klassificering enligt DIN EN 1822-1.

Alternativ till läckagetestet av filtret (H13 /H14) samt alla icke plana filter.

Ett snabbt och billigt test av filtrets täthet är läckagetestet med testaerosol. Här placeras filtret i ett mörkt testrum framför en svart bakgrund. Med hjälp av en lämplig testaerosol (hos MANN+HUMMEL en triglykolblandning) genereras en fin partikelaerosol som appliceras på filtret på ena sidan. På den andra sidan görs en visuell kontroll av läckage med hjälp av ljuskällor som är placerade ovanför filtret och som framhäver stigande aerosolplymer mot den mörka bakgrunden. Med denna metod är det lätt att upptäcka läckage vid packningen, ramen och även filtermediet. Det är inte möjligt att fastställa filtrets effektivitet.