Технические науки/2. Механика

К.т.н. Легезина Г. И.

Санкт-Петербургский государственный университет технологии и дизайна

Анализ классификационных показателей в европейских и российских стандартах на фильтровальные ткани для очистки воздушной среды

Существующая нормативно-техническая документация по оценке качества фильтровальных тканей не учитывает важнейшие показатели свойств, определяющие фильтрационную способность и долговечность тканей. В стандартах их качество оценивается в основном только по разрывной нагрузке и разрывному удлинению, что не соответствует характеру работы фильтровальных тканей в эксплуатации и поэтому даже высокие значения разрывной нагрузки не гарантируют большого срока службы тканей и высокое качество фильтрации.

Актуальной задачей является разработка минимального комплекса показателей качества фильтровальных тканей для очистки газопылевых смесей, которые позволяли бы обеспечить надежное использование фильтровальных тканей по назначению.

Для решения этой задачи важно провести анализ существующих классификационных признаков фильтровальных тканей для получения объективной информации о их фильтрующих характеристика. Такой анализ важен потому, что фильтрующие характеристики фильтров для очистки воздушной среды (ФОВС) определяют срок их службы, а также способы их регенерации.

В настоящее время наблюдается тенденция к созданию единых международных стандартов. Европейский комитет по стандартизации (CEN) разрабатывает и вводит общие стандарты для всей Европы, а организация Eurovent лидирует в разработке современных методов испытаний и стандартов, которые должны удовлетворять требованиям к воздушной вентиляции в закрытых помещениях.

В основу классификации ФОВС по стандарту CEN EN 779-93 положены следующие классификационные признаки:

• среднее улавливание по синтетической пыли;

• средняя эффективность очистки;

• аэродинамическое сопротивление (250 Па для класса G и 450 Па для класса фильтра F). При этом расход воздуха должен быть 3400 м3/ч.

Особенность стандарта CEN EN 779-93 заключается в введении системы классификации фильтров с использованием букв и цифр: G₁,G₂,G₃, для грубой очистки и  F₅, F₆ ... F₉ для тонкой очистки фильтров. Также, согласно стандарту Eurovent 4/5 фильтры подразделяются на классы от EU1 до EU9 в зависимости от средней эффективности улавливания пыли и задержанию частиц. Однако в этой классификации не учитывается конечный перепад  давления и расход воздуха. При этом средняя эффективность очистки для различных размеров частиц пыли определяется при разном конечном аэродинамическом сопротивлении с использованием частиц латекса.

В США  «Общество инженеров по вентиляции и кондиционированию» (ASHRAE) разрабатывает и совершенствует стандарты на методы испытаний воздушных фильтров. Стандарт ASHRAE 52.2Р (США) устанавливает метод испытания воздухоочистительных устройств общей вентиляции на эффективность очистки по размеру частиц. Этот стандарт позволяет определить фракционную эффективность любых типов фильтров. Фильтры подразделяются на 4 категории: грубые (С), низко-(L), средне-(М) и высокоэффективные (Н). Каждая категория фильтров, в зависимости от диапазона размеров частиц 0,3...10 мкм и эффективности очистки, подразделяется на классы. Таким образом, существует 16 классов фильтров. Конечное аэродинамическое сопротивление в два раза выше начального или равно конечному перепаду давления. Фильтры испытываются синтетической пылью до заданного перепада давления.

В России на основе европейских стандартов разработан и введен национальный стандарт ГОСТ Р 51251-99, который определяет следующие фильтрующие характеристики:

• начальное и конечное аэродинамическое сопротивление;

• размер частиц пыли;

• счетная и массовая концентрация частиц;

• коэффициент пропуска пыли;

• пылеемкость и

• эффективность очистки,

• класс фильтра

Согласно этому стандарту, фильтры подразделяются на 4 класса: грубой и тонкой очистки, высокой и сверхвысокой эффективности. Эффективность очистки фильтров грубой и тонкой очистки определяется по кварцевой и атмосферной пыли весовым методом по разности массовой концентрации частиц до и после испытания фильтров, а испытания фильтров высокой и сверхвысокой эффективности проводятся по счетной концентрации проникающих частиц до и после фильтра. Стандарт рекомендует следующие значения конечного аэродинамического сопротивления: для фильтров грубой очистки - 250 Па, тонкой - 450 Па, высокой и сверхвысокой эффективности - 600 Па.

Стандарт не устанавливает методы испытаний, поэтому в нем отсутствует информация о типах и размерах частиц пыли и аэрозолей, составе испытательного оборудования, условиях и параметрах испытаний фильтрующих материалов. В справочном приложении рекомендуется определить эффективность по кварцевой пыли согласно «Руководству по испытанию и оценке воздушных фильтров для систем приточной вентиляции и кондиционирования воздуха».

Основные классификационные признаки указанных стандартов приведены в табл.1.

Таблица 1. Классификационные признаки фильтровальных тканей

№	Классификационный признак	Стандарт CEN EN 779-93	Стандарт ASHRAE 52.2Р (США)	ГОСТ Р51251-99
1 2 3 4 5 6 7 8	Среднее улавливание по синтетической пыли, % Средняя эффективность очистки, % Размер частиц пыли, мкм Класс очистки - грубая -тонкая -высокая -сверхвысокая Аэродинамическое сопротивление, Па Счетная и массовая концентрация частиц Коэффициент пропуска пыли, % Пылеемкость, %	65-90 60-95 0.2=0.5 + + + + 250/450 - - -	20-90 65-75 0.3-10 + + + + 250/450 - - -	60-90 65-99 0.1-0.25 + + + + 250/450/600 + 1.2-30 152-659

Отличительные особенности классификационных признаков данных стандартов состоят в выборе диапазона размеров частиц пыли, в выборе начального и конечного аэродинамического сопротивления. Кроме того, отечественный национальный стандарт учитывает дополнительные показатели, такие как коэффициент пропуска пыли и пылеемкость, позволяющие оценить долговечность работы фильтровальных тканей. Более широкий спектр показателей фильтрующих характеристик фильтровальных тканей позволит рекомендовать область их применения и определить, насколько те или иные материалы соответствуют условиям эксплуатации и требованиям проектируемого объекта.